CN103730091A

CN103730091A - 一种像素补偿电路

Info

Publication number: CN103730091A
Application number: CN201410032056.5A
Authority: CN
Inventors: 张华罡; 邱振伦
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明提供了一种像素补偿电路，用以补偿薄膜晶体管的迁移率的漂移。该像素补偿电路包括：第一晶体管，其控制端用以接收一扫描信号，其第一端用以接收一数据信号；第二晶体管，其控制端电性耦接第一晶体管的第二端，其第二端用以接收一控制信号；以及发光二极管，其阳极电性连接至第二晶体管的第一端，其阴极电性连接至一接地电压。在数据写入期间，扫描信号的脉冲宽度根据数据信号的大小进行调节。相比于现有技术，本发明在数据写入期间，不同数据信号的电压值对应于不同的扫描信号的脉冲宽度，可在灰阶全范围内改善迁移率变异，消除面板不均匀现象，提升面板的图像显示品质。

Description

一种像素补偿电路

技术领域

本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种可补偿薄膜晶体管迁移率漂移的像素补偿电路。

背景技术

有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode,OLED）依驱动方式可分为被动式矩阵驱动（Passive Matrix OLED，PMOLED）和主动式矩阵驱动（Active Matrix OLED，AMOLED)两种。其中，PMOLED是当数据未写入时，发光二极管并不发光；只有在数据写入期间，发光二极管才发光。由于这种驱动方式结构简单，成本较低，容易设计，主要适用于中小尺寸的显示器。

AMOLED与PMOLED最大的差异是在于，每一像素都有一电容存储数据，让每一像素皆维持在发光状态。由于AMOLED耗电量明显小于PMOLED，加上其驱动方式适合发展大尺寸与高解析度的显示器，使得AMOLED成为未来发展的主要方向。在现有技术中，AMOLED的一种像素补偿电路为“2T1C”(两个薄膜晶体管，一个电容)架构。其中，第一薄膜晶体管的源极电性连接至一数据电压，其栅极电性连接至一扫描线，第二薄膜晶体管的栅极电性连接至第一薄膜晶体管的漏极，第二薄膜晶体管的源极电性连接至一第一电压且与栅极之间包括一存储电容，第二薄膜晶体管的漏极连接至一有机发光二极管的阳极，而该有机发光二极管的阴极电性连接至一第二电压。由上述可知，因AMOLED面板上的第一电压于每个像素间都连接在一起，当驱动对应的有机发光二极管发光时，第一电压上会有电流流过。考虑到第一电压的金属线本身具有阻抗，会有压降存在，造成每一像素的第一电压会出现差异，从而导致不同像素间存在电流差异。如此一来，流经有机发光二极管的电流不同，所产生的亮度也不同，进而AMOLED面板不均匀。另外，由于制程的影响，每一像素中的薄膜晶体管的阈值电压均不相同，即使提供相同数值的数据电压，其所产生的电流仍然会有差异，这也将造成面板不均匀。此外，如果采用像素补偿电路对上述电压进行补偿，大部分补偿电路又会受限于扫描时间太短而影响补偿效果。再者，AMOLED中的薄膜晶体管的迁移率（mobility）容易出现漂移，现有的像素补偿电路对其进行补偿时，仅仅只改善部分灰阶范围的迁移率变异，并无法对所有灰阶范围内的迁移率进行补偿，面板不均匀的现象仍然存在。

有鉴于此，如何设计一种新颖的像素补偿电路或对现有的像素补偿电路进行改进，以有效改善或消除面板不均匀等诸多缺陷，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的像素补偿电路在改善面板不均匀时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的、可补偿薄膜晶体管迁移率漂移的像素补偿电路。

依据本发明的一个方面，提供了一种像素补偿电路，用以补偿薄膜晶体管的迁移率的漂移，该像素补偿电路包括：

一第一晶体管，具有一第一端、一第二端和一控制端，所述第一晶体管的控制端用以接收一扫描信号，所述第一晶体管的第一端用以接收一数据信号；

一第二晶体管，具有一第一端、一第二端和一控制端，所述第二晶体管的控制端电性耦接所述第一晶体管的第二端，所述第二晶体管的第二端用以接收一控制信号，所述第二晶体管的第一端与所述第一晶体管的第二端之间还包括一第一电容；以及

一发光二极管，其阳极电性连接至所述第二晶体管的第一端，其阴极电性连接至一接地电压，并且所述发光二极管的阳极与阴极之间还包括一第二电容，其中，在数据写入期间，所述扫描信号的脉冲宽度根据所述数据信号的大小进行调节，以补偿所述薄膜晶体管的迁移率。

在其中的一实施例中，每一像素所对应的灰阶值由所述扫描信号和所述数据信号共同决定。

在其中的一实施例中，所述数据信号的大小与流经所述发光二极管的电流值的关系曲线包括多条非连续的曲线段。

在其中的一实施例中，所述数据信号的电压值介于4V～5.5V时，所述扫描信号的脉冲宽度为0.4us；所述数据信号的电压值介于5.55V～7V时，所述扫描信号的脉冲宽度为0.6us；所述数据信号的电压值介于7.4V～10V时，所述扫描信号的脉冲宽度为0.8us。

在其中的一实施例中，所述数据信号在不同的电压值范围时，针对迁移率漂移的补偿误差在3%以内。

在其中的一实施例中，所述像素补偿电路还依次包括一复位期间、一补偿期间和一发光期间，所述数据写入期间介于所述补偿期间和所述发光期间。较佳地，在所述复位期间内，所述扫描信号为高电平，所述控制信号为低电平。在所述补偿期间，所述扫描信号持续保持高电平，所述控制信号从低电平跳变为高电平。

在其中的一实施例中，所述像素补偿电路适于一主动矩阵有机发光二极管显示设备。

采用本发明的像素补偿电路，第一晶体管的控制端用以接收一扫描信号且第一端用以接收一数据信号，第二晶体管的控制端电性耦接第一晶体管的第二端，第二晶体管的第二端用以接收一控制信号，发光二极管的阳极电性连接至第二晶体管的第一端且阴极电性连接至一接地电压。在数据写入期间，扫描信号的脉冲宽度根据数据信号的大小进行调节，从而补偿薄膜晶体管的迁移率。相比于现有技术，本发明像素补偿电路的扫描信号在数据写入期间可根据数据信号的大小进行调节，不同数据信号的电压值对应于不同的扫描信号的脉冲宽度，因此能够在所有灰阶范围内都改善薄膜晶体管的迁移率变异，消除面板不均匀现象，提升面板的图像显示品质。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1示出依据本发明一实施方式的像素补偿电路示意图；

图2示出图1的像素补偿电路的扫描信号、数据信号和控制信号的时序示意图；

图3A示出数据写入期间的扫描信号的脉宽为第一持续期间时，数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值之间的曲线图；

图3B示出图3A中的扫描信号的脉宽漂移+10%与-10%与标准脉宽分别进行比较时，数据信号的电压值与误差率的曲线图；

图4A示出数据写入期间的扫描信号的脉宽为第二持续期间时，数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值之间的曲线图；

图4B示出图4A中的扫描信号的脉宽漂移+10%与-10%与标准脉宽分别进行比较时，数据信号的电压值与误差率的曲线图；

图5A示出数据写入期间的扫描信号的脉宽为第三持续期间时，数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值之间的曲线图；

图5B示出图5A中的扫描信号的脉宽漂移+10%与-10%与标准脉宽分别进行比较时，数据信号的电压值与误差率的曲线图；

图6示出数据信号的不同电压值与流经发光二极管的电流值之间的非连续曲线的示意图；

图7示出扫描信号相同条件下，薄膜晶体管的迁移率补偿时间仅仅只与数据信号相关的示意图；

图8示出采用本发明的像素补偿电路在所有灰阶范围内对薄膜晶体管的迁移率进行补偿时，数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值之间的曲线示意图；以及

图9示出图8中的扫描信号的脉宽漂移+10%与-10%与标准脉宽分别进行比较时，数据信号的电压值与误差率的曲线图。

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1示出依据本发明一实施方式的像素补偿电路示意图。图2示出图1的像素补偿电路的扫描信号、数据信号和控制信号的时序示意图。

参照图1，本发明的像素补偿电路可用来补偿薄膜晶体管的迁移率的漂移或变异。具体地，该像素补偿电路包括一第一晶体管T1、一第二晶体管T2、一第一电容C1和一第二电容C2。由于该像素补偿电路包括两个晶体管和两个电容，从而也可称为“2T2C”补偿电路。较佳地，本发明的像素补偿电路适于一主动矩阵有机发光二极管（Active Matrix OLED，AMOLED）显示设备。

具体地，第一晶体管T1的控制端用以接收一扫描信号GL（Gate Line）。第一晶体管T1的第一端用以接收一数据信号DL（Date Line）。第二晶体管T2的控制端电性耦接第一晶体管T1的第二端。第二晶体管T2的第二端用以接收一控制信号DS。第二晶体管T2的第一端与第一晶体管T1的第二端之间还包括一第一电容C1。发光二极管OLED的阳极电性连接至第二晶体管T2的第一端，其阴极电性连接至一接地电压OVSS。发光二极管OLED的阳极与阴极之间还包括一第二电容C2。

参照图2，像素补偿电路依次包括一复位期间t1、一补偿期间t2、一数据写入期间t3和一发光期间t4。其中，扫描信号GL的脉冲波形分为三个阶段，即，复位期间t1、补偿期间t2和数据写入期间t3。在像素补偿电路中，参考电压Vref对复位期间t1和补偿期间t2是必须的，因此，在复位期间t1和补偿期间t2内，扫描信号GL恒为高电平，薄膜晶体管T1开通，参考电压Vref通过数据信号被写入。在数据写入期间t3，除了用来消除迁移率变异的时间期间w内，扫描信号GL为高电平之外，扫描信号GL在其他时间均为低电平。也就是说，扫描信号GL的脉冲宽度为w时，薄膜晶体管T1开通，数据电压信号才被正式写入。

如前所述，现有的像素补偿电路在补偿迁移率变异时，大部分补偿电路会受限于扫描时间太短而影响补偿效果，因而只能改善部分灰阶范围的迁移率变异，无法对所有灰阶范围内的迁移率进行补偿，面板不均匀的现象仍然存在。为了解决这一问题，本发明的像素补偿电路在数据写入期间，扫描信号GL的脉冲宽度w可根据数据信号DL的大小进行调节，从而补偿或消除薄膜晶体管的迁移率变异。

图3A示出数据写入期间的扫描信号的脉宽为第一持续期间时，数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值之间的曲线图，图3B示出图3A中的扫描信号的脉宽漂移+10%与-10%与标准脉宽分别进行比较时，数据信号的电压值与误差率的曲线图。

参照图3A和图3B，数据写入期间内的扫描信号GL脉宽w为0.4us。当该脉宽漂移+10%与-10%时，透过数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值的曲线可知，在数据信号的电压值较低时，正漂移或负漂移10%与未出现漂移时的曲线拟合度较高。随着数据信号的电压值增加，正漂移或负漂移10%与未出现漂移时的曲线差距较大。此外，透过图3B也可知晓，椭圆框L1为正漂移10%与负漂移10%的交叉位置亦出现在数据信号的电压值较低的区间范围。较佳地，数据信号在该电压值范围时，针对迁移率漂移的补偿误差在3%以内。

图4A示出数据写入期间的扫描信号的脉宽为第二持续期间时，数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值之间的曲线图，图4B示出图4A中的扫描信号的脉宽漂移+10%与-10%与标准脉宽分别进行比较时，数据信号的电压值与误差率的曲线图。

类似于图3A和图3B，在图4A和图4B中，数据写入期间内的扫描信号GL脉宽w为0.6us。透过图4B可知，椭圆框L2为正漂移10%与负漂移10%的交叉位置出现在数据信号的电压值较低的区间范围，但该电压区间范围大于图3B中的电压区间范围。也就是说，在该电压区间范围内，数据写入期间内的扫描信号GL脉宽w为0.6us较0.4us能够更好地补偿或消除薄膜晶体管的迁移率变异。同样，数据信号在该电压值范围时，针对迁移率漂移的补偿误差也在3%以内。

图5A示出数据写入期间的扫描信号的脉宽为第三持续期间时，数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值之间的曲线图，图5B示出图5A中的扫描信号的脉宽漂移+10%与-10%与标准脉宽分别进行比较时，数据信号的电压值与误差率的曲线图。

类似于图3A和图3B，在图5A和图5B中，数据写入期间内的扫描信号GL脉宽w为0.8us。透过图5B可知，椭圆框L3为正漂移10%与负漂移10%的交叉位置出现在数据信号的电压值较高的区间范围，并且该电压区间范围大于图3B和图4B的电压区间范围。也就是说，在该电压区间范围内，数据写入期间内的扫描信号GL脉宽w为0.8us较0.6us及4us能够更好地补偿或消除薄膜晶体管的迁移率变异。此外，在图5B中，透过数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值的曲线可知，在数据信号的电压值较低时，正漂移或负漂移10%与未出现漂移时的曲线相差甚大。

图6示出数据信号的不同电压值与流经发光二极管的电流值之间的非连续曲线的示意图。图7示出扫描信号相同条件下，薄膜晶体管的迁移率补偿时间与数据信号相关的示意图。

如图6所示，数据信号的电压值大小（V_Data）与流经发光二极管的电流值（I_OLED）的关系曲线包括多条非连续的曲线段。与此同时，对于相邻两个曲线段的电流重叠部分，以查找表（Look-up Table）方式，灰阶电压写至a值后直接跳转至b值，在a值与b值之间的范围并不执行任何操作。此外，在图7中，根据扫描信号GL的下降沿，不同数据信号DATA1和DATA2所对应的迁移率消除时间u1和u2亦不相同。也就是说，在扫描信号GL的脉冲宽度一定的条件下，迁移率消除时间仅仅只与数据信号相关。

图8示出采用本发明的像素补偿电路在所有灰阶范围内对薄膜晶体管的迁移率进行补偿时，数据信号的电压值与流经发光二极管的电流值之间的曲线示意图。图9示出图8中的扫描信号的脉宽漂移+10%与-10%与标准脉宽分别进行比较时，数据信号的电压值与误差率的曲线图。

参照图8和图9，当数据信号的电压值介于4V～5.5V（电压区间V1）时，扫描信号的脉冲宽度为0.4us。数据信号的电压值介于5.55V～7V（电压区间V2）时，扫描信号的脉冲宽度为0.6us。数据信号的电压值介于7.4V～10V（电压区间V3）时，扫描信号的脉冲宽度为0.8us。从图9也可进一步看出，采用本发明的像素补偿电路，透过不同数据信号的电压值与扫描信号的不同脉冲宽度之间的匹配关系，可在所有灰阶范围内都改善薄膜晶体管的迁移率变异，消除面板不均匀现象。并且，数据信号在所有灰阶电压范围内，针对迁移率漂移的补偿误差均控制在3%以内。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims

1.一种像素补偿电路，用以补偿薄膜晶体管的迁移率的漂移，其特征在于，所述像素补偿电路包括：

一发光二极管，其阳极电性连接至所述第二晶体管的第一端，其阴极电性连接至一接地电压，并且所述发光二极管的阳极与阴极之间还包括一第二电容，

其中，在数据写入期间，所述扫描信号的脉冲宽度根据所述数据信号的大小进行调节，以补偿所述薄膜晶体管的迁移率。

2.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，每一像素所对应的灰阶值由所述扫描信号和所述数据信号共同决定。

3.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述数据信号的大小与流经所述发光二极管的电流值的关系曲线包括多条非连续的曲线段。

4.根据权利要求3所述的像素补偿电路，其特征在于，所述数据信号的电压值介于4V～5.5V时，所述扫描信号的脉冲宽度为0.4us；所述数据信号的电压值介于5.55V～7V时，所述扫描信号的脉冲宽度为0.6us；所述数据信号的电压值介于7.4V～10V时，所述扫描信号的脉冲宽度为0.8us。

5.根据权利要求4所述的像素补偿电路，其特征在于，所述数据信号在不同的电压值范围时，针对迁移率漂移的补偿误差在3%以内。

6.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述像素补偿电路还依次包括一复位期间、一补偿期间和一发光期间，所述数据写入期间介于所述补偿期间和所述发光期间。

7.根据权利要求6所述的像素补偿电路，其特征在于，在所述复位期间内，所述扫描信号为高电平，所述控制信号为低电平。

8.根据权利要求6所述的像素补偿电路，其特征在于，在所述补偿期间，所述扫描信号持续保持高电平，所述控制信号从低电平跳变为高电平。

9.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述像素补偿电路适于一主动矩阵有机发光二极管显示设备。