CN102651196A - 一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路及方法、显示装置 - Google Patents

一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路及方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路及方法、显示装置，涉及显示器制造领域，能够通过补偿驱动管的阈值电压，使得驱动管的提供的驱动电流不受阈值电压的影响，提高了驱动电流的一致性，使发光二极管稳定发光。其方法为：对存储电容进行充电；充电完成后存储电容开始放电，形成阈值电压来补偿驱动管的阈值电压，使驱动管为有机发光二极管提供稳定的驱动电流。本发明实施例用于AMOLED的制造。

Description

一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路及方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示器制造领域，尤其涉及一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路及方法、显示装置。
背景技术
有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示作为新型显示技术充分结合了有机发光二极管(OLED)和互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的优点，在显示器制造领域具有明显的优点。因为与TFT液晶显示器(LCD)相比AMOLED不管在视角范围，画质、效能及成本上，都有很多优势。首先，OLED是自发光元件，不需要背光源，因此AMOLED比TFT能够做得更轻薄，降低了制造成本。同时，OLED只有在需要时才发光，平均显示亮度为屏幕全白显示时的25％，而液晶显示的背光源要求在工作时间一直点亮，因而可以看出OLED在系统功耗的节省方面也具有明显的优势。此外相对于液晶显示器而言，AMOLED还有响应速度快、工作温度范围宽等优点，而且实现了全固态显示，更为结实可靠，在显示器制造领域有巨大的发展潜力。
AMOLED能够发光是由驱动TFT在饱和状态时产生的电流所驱动，如图1所示，是传统的2T1C型电路，包括两个TFT管(T1、T2)、一个电容Cs和一个OLED。其中，T2为开关管，T1为驱动管，VDD为电源，GND为接地。扫描信号Scan开启开关管T2，数据电压Vdata对电容充放电，发光期间开关管T2关闭，电容上存储的电压使驱动管T1保持导通，导通电流使OLED发光。要实现稳定显示，就要求为OLED提供稳定的驱动电流，目前AMOLED的驱动电路主要分为电压控制和电流控制。电压控制电路的优点，是结构简单，电容充电速度快。但是缺点是，驱动电流的线性控制困难，主要是因为在低温多晶硅(LTPS)制程上的阈值电压Vth的均匀性非常差，同时阈值电压Vth也有漂移，在输入相同的灰阶电压时，不同的Vth产生不同的驱动电流，这样会造成驱动电流的不一致性很差，导致驱动电路的发光亮度均匀性很差和亮度衰减的问题。
发明内容
一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路及方法、显示装置，采用了一种5T1C(5TFT 1 Capacitance)驱动电路，通过补偿驱动管的阈值电压，使驱动管的提供的驱动电流不受阈值电压的影响，以提高驱动电流的一致性，改善驱动电路亮度均匀性并减小亮度衰减。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路，包括：
第一TFT管、第二TFT管、第三TFT管、第四TFT管、第五TFT管、存储电容器以及OLED；
所述第一TFT管的栅极连接扫描信号，源极连接所述存储电容器的一极，所述存储电容的另一极接OLED；
所述第二TFT管的栅极连接第一控制电压，源极连接第一TFT管的漏极以及第五TFT管的漏极，第二TFT管的漏极的连接电源电压或接地；
所述第三TFT管的栅极连接扫描信号，漏极连接数据电压，源极分别与所述第五TFT管的源极和第四TFT管的漏极相连接；
所述第四TFT管的栅极连接第二控制电压，漏极分别与第五TFT管的源极和第三TFT管的源极相连接；
所述第五TFT管的栅极还连接到所述第一TFT管的源极。
所述OLED的一极连接第四TFT管的源极，另一极接地或连接电源电压。
一方面，提供一种有源矩阵有机发光二极管的驱动方法，包括：
首先，第一TFT管、第三TFT管在扫描信号控制下，处于导通状态，同时，第二TFT管在第一控制电压控制下，处于导通状态，第四TFT管在第二控制电压控制下处于截止状态。此时，存储电容器开始进行充电；
其次，第二TFT管在第一控制电压控制下，处于截止状态。此时，存储电容经第一TFT管、第五TFT管、第三TFT管进行放电，直至第五TFT管的栅极电压达到第五TFT管的阈值电压与数据电压之和；
最后，第一TFT管、第三TFT管在扫描信号控制下，处于截止状态，同时第二TFT管在第一控制电压控制下，处于导通状态、第四TFT管在第二控制电压控制下处于导通状态，所述OLED开始发光。
另一方面，提供一种显示装置，包括多个有源矩阵有机发光二极管以及与其连接的驱动电路，其驱动电路为所述的驱动电路。
本发明的实施例提供的有源矩阵有机发光二极管的驱动电路及方法、显示装置，能够补偿驱动管的阈值电压，使得驱动管的提供的驱动电流不受阈值电压的影响，提高了驱动电流的一致性，从而改善了显示亮度的均匀性并减少了亮度衰减。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的2T1C有机发光二极管驱动电路示意图；
图2为本发明实施例提供的有源矩阵有机发光二极管驱动电路示意图；
图3为本发明另一实施例提供的有源矩阵有机发光二极管驱动电路示意图；
图4为本发明实施例提供的有源矩阵有机发光二极管驱动电路工作时序图；
图5为本发明另一实施例提供的有源矩阵有机发光二极管驱动电路工作时序图；
图6为本发明实施例提供的有源矩阵有机发光二极管驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供的一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路，如图2所示，包括：
第一TFT管T1、第二TFT管T2、第三TFT管T3、第四TFT管T4、第五TFT管作为DTFT、存储电容器Cst以及有机发光二极管OLED；
其中，T1、T2、T3、T4、DTFT可以为N型TFT管，T1、T2、T3、T4作为开关管，DTFT为驱动管。
T1的栅极连接扫描信号，源极连接Cst的一极，Cst的另一极连接至OLED的阴极；
T2的栅极连接第一控制电压CR1，漏极连接电源电压VDD，源极连接T1的漏极以及DTFT的漏极；
T3的栅极连接扫描信号Scan，漏极连接数据电压VData，源极分别与DTFT的源极和T4的漏极相连接；
T4的栅极连接第二控制电压CR2，漏极分别与DTFT管的源极和T3的源极相连接，源极连接至OLED的阳极，OLED的阴极接地；
DTFT的栅极还连接到T1的源极。
本发明的实施例提供的有源矩阵有机发光二极管的驱动电路，能够补偿驱动管的阈值电压，使得驱动管的提供的驱动电流不受阈值电压的影响，提高了驱动电流的一致性，从而改善了显示亮度的均匀性并减少了亮度衰减。
实施例二
本发明实施例提供的一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路，如图3所示，包括：
第一TFT管T1、第二TFT管T2、第三TFT管T3、第四TFT管T4、第五TFT管作为DTFT、存储电容器Cst以及有机发光二极管OLED；
其中，T1、T2、T3、T4、DTFT可以为P型TFT管，T1、T2、T3、T4作为开关管，DTFT为驱动管。
T1的栅极连接扫描信号，源极连接Cst的一极，Cst的另一极连接至OLED的阳极；
T2的栅极连接第一控制电压CR1，漏极连接地，源极连接T1的漏极以及DTFT的漏极；
T3的栅极连接扫描信号Scan，漏极连接数据电压VData，源极分别与DTFT的源极和T4的漏极相连接；
T4的栅极连接第二控制电压CR2，漏极分别与DTFT管的源极和T3的源极相连接，源极连接至OLED的阴极，OLED的阳极接电源电压VDD；
DTFT的栅极还连接到T1的源极。
本发明的实施例提供的有源矩阵有机发光二极管的驱动电路，能够补偿驱动管的阈值电压，使得驱动管的提供的驱动电流不受阈值电压的影响，提高了驱动电流的一致性，从而改善了显示亮度的均匀性并减少了亮度衰减。
实施例三
本发明实施例提供的一种有源矩阵有机发光二极管的驱动方法，以N型TFT的驱动电路为例，如图2、图4、图6所示，包括：
S401、充电阶段
由于N型TFT管的栅极在高电平的作用下，TFT管导通，并工作在线性区。此时TFT管的分压作用可以忽略不计。
如图4所示，在时段A，扫描信号为高电平，T1、T3在扫描信号的控制下导通；第一控制电压CR1为高电平，在CR1的控制下，T2导通；第二控制电压CR1为低电平，在CR2的控制下，T4截止。
即相当于开关T1、T2、T3打开、T4关闭，此时，电源电压VDD对存储电容Cst进行充电；如图2所示，A点电压VA为VDD，B点电压VB为VData，DTFT的栅极和漏极相当于接在一起，此时DTFT相当于一个二极管，进入饱和状态。
S402、放电阶段
在Cst充电完成后，如图4所示，在时段B第一控制电压CR1变为低电平，T2处于截止状态。此时Cst经过T1、DTFT、T3开始放电。
而后，如图4所示，在时段C，扫描信号变为低电平，在扫描信号的控制下T1、T3变为截止状态，Cst停止放电，此时DTFT的栅极、源极之间的电压VGS等于Vth；DTFT的栅极电压正好为DTFT的阈值电压Vth和数据电压VData之和，即A点电压VA等于Vth+VData。
S403、发光阶段
如图4所示，在时段D，第一控制电压CR1与第二控制电压CR2变为高电平，这样T2、T4就变为导通状态，OLED开始发光。此时，A点电压VA为Vth+VData，B电压VB为Vth_OLED；此时，流过OLED的电流为：I＝K(VGS-Vth)2＝K(VA-VB-Vth)2＝K(Vth+VData-Vth_OLED-Vth)2＝K(VData-Vth_OLED)2，式中，K＝μ×COX×W/L，其中μ为迁移率，COX为栅绝缘层单位电容，W/L为晶体管沟道的宽长比。
这样，通过补偿驱动管DTFT的阈值电压Vth，就消除了阈值电压Vth的影响，使DTFT能够给OLED提供稳定的驱动电流。
本发明的实施例提供的有源矩阵有机发光二极管的驱动方法，能够补偿驱动管的阈值电压，使得驱动管的提供的驱动电流不受阈值电压的影响，提高了驱动电流的一致性，从而改善了显示亮度的均匀性并减少了亮度衰减。
实施例四
本发明实施例提供的一种有源矩阵有机发光二极管的驱动方法，以P型TFT的驱动电路为例，如图3、图5、图6所示，包括：
S401、充电阶段
由于P型TFT管的栅极在低电平的作用下，TFT管导通，并工作在线性区。此时TFT管的分压作用可以忽略不计。
如图5所示，在时段A，扫描信号为低电平，T1、T3在扫描信号的控制下导通；第一控制电压CR1为低电平，在CR1的控制下，T2导通；第二控制电压CR1为高电平，在CR2的控制下，T4截止。
即相当于开关T1、T2、T3打开、T4关闭，此时，存储电容Cst开始进行充电；如图3所示，A点电压VA为零，B点电压VB为VData，DTFT的栅极和漏极相当于接在一起，此时DTFT相当于一个二极管，进入饱和状态。
S402、放电阶段
在Cst充电完成后，如图5所示，在时段B第一控制电压CR1变为高电平，T2处于截止状态。此时Cst经过T1、DTFT、T3开始放电。
而后，如图5所示，在时段C，扫描信号变为高电平，在扫描信号的控制下T1、T3变为截止状态，Cst停止放电，此时DTFT的栅极、源极之间的电压VGS等于Vth；DTFT的栅极电压正好为DTFT的阈值电压Vth和数据电压VData之和，即A点电压VA等于Vth+VData。
S403、发光阶段
如图5所示，在时段D，第一控制电压CR1与第二控制电压CR2变为低电平，这样T2、T4就变为导通状态，OLED开始发光。此时，A点电压VA为Vth+VData，B电压VB为Vth_OLED；此时，流过OLED的电流为：I＝K(VGS-Vth)2＝K(VA-VB-Vth)2＝K(Vth+VData-Vth_OLED-Vth)2＝K(VData-Vth_OLED)2，式中，K＝μ×COX×W/L，其中μ为迁移率，COX为栅绝缘层单位电容，W/L为晶体管沟道的宽长比。
这样，通过补偿驱动管DTFT的阈值电压Vth，就消除了阈值电压Vth的影响，使DTFT能够给OLED提供稳定的驱动电流。
本发明的实施例提供的有源矩阵有机发光二极管的驱动方法，能够补偿驱动管的阈值电压，使得驱动管的提供的驱动电流不受阈值电压的影响，提高了驱动电流的一致性，从而改善了显示亮度的均匀性并减少了亮度衰减。
实施例五
本发明实施例提供，该显示装置包括多个上述有源矩阵有机发光二极管以及与其连接的驱动电路，显示装置可以包括：OLED面板、OLED电视、OLED显示器件、数码相框、电子纸、手机等等终端产品。
本发明的实施例提供的一种显示装置，能够补偿驱动管的阈值电压，使得驱动管的提供的驱动电流不受阈值电压的影响，提高了驱动电流的一致性，从而改善了显示亮度的均匀性并减少了亮度衰减。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种有源矩阵有机发光二极管的驱动电路，其特征在于，包括：
第一TFT管、第二TFT管、第三TFT管、第四TFT管、第五TFT管、存储电容器以及OLED；
所述第一TFT管的栅极连接扫描信号，源极连接所述存储电容器的一极，所述存储电容的另一极接OLED；
所述第二TFT管的栅极连接第一控制电压，源极连接第一TFT管的漏极以及第五TFT管的漏极，第二TFT管的漏极的连接电源电压或接地；
所述第三TFT管的栅极连接扫描信号，漏极连接数据电压，源极分别与所述第五TFT管的源极和第四TFT管的漏极相连接；
所述第四TFT管的栅极连接第二控制电压，漏极分别与第五TFT管的源极和第三TFT管的源极相连接；
所述第五TFT管的栅极还连接到所述第一TFT管的源极。
所述OLED的一极连接第四TFT管的源极，另一极接地或连接电源电压。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，包括：
当所有TFT管为N型TFT管时，所述存储电容的另一极接OLED具体为所述存储电容的另一极接OLED的阴极，所述第二TFT管的漏极连接电源电压，所述OLED的阳极连接所述第四TFT管的源极，阴极接地；
当所有TFT管为P型TFT管时，所述存储电容的另一极接OLED具体为所述存储电容的另一极接OLED的阳极，所述第二TFT管的漏极接地，所述OLED的阴极连接所述第四TFT管的源极，阳极连接电源电压。
3.一种有源矩阵有机发光二极管的驱动方法，其特征在于，包括：
首先，第一TFT管、第三TFT管在扫描信号控制下，处于导通状态，同时，第二TFT管在第一控制电压控制下，处于导通状态，第四TFT管在第二控制电压控制下处于截止状态。此时，存储电容器开始进行充电；
其次，第二TFT管在第一控制电压控制下，处于截止状态。此时，存储电容经第一TFT管、第五TFT管、第三TFT管进行放电，直至第五TFT管的栅极电压达到第五TFT管的阈值电压与数据电压之和；
最后，第一TFT管、第三TFT管在扫描信号控制下，处于截止状态，同时第二TFT管在第一控制电压控制下，处于导通状态、第四TFT管在第二控制电压控制下处于导通状态，所述OLED开始发光。
4.一种显示装置，包括多个有源矩阵有机发光二极管以及与其连接的驱动电路，其特征在于，其驱动电路为权利要求1所述的驱动电路。
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