CN104200776A - 改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路及驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路及驱动方法，其驱动电路包括扫描驱动模块、信号驱动模块、第一晶体管、第二晶体管、信号储存电容和闭环恒流镜驱动模块，闭环恒流镜驱动模块包括运算放大器、NMOS管和恒流电阻，NMOS管的漏极与第二晶体管的第三电极相连NMOS管的栅极与运算放大器的输出端相连，NMOS管的源极经恒流电阻接地，恒流电阻与NMOS管的源极相连的一端与运算放大器的反向输入端相连。本发明在不牺牲像素开口率的情况下，能有效的克服由于TFT的特性差异以及阈值电压漂移而带来的面板显示亮度不均匀等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及OLED驱动技术领域，具体地指一种改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路及驱动方法。
背景技术
OLED面板(有机电致发光显示器)作为继TFT-LCD(液晶显示器)之后的第三代显示器，与TFT-LCD相比，具有响应速度快、高亮度、高对比度、超轻超薄、低功耗、无视角限制、工作温度范围宽、抗震性能好、可实现柔软显示等优点，可以预见在不久的将来OLED面板将会成为通用性的显示设备走进千家万户。
传统的2T1C OLED驱动结构由2个薄膜晶体管和1个电容搭建，如图1所示，其工作过程为：扫描驱动模块发出选通信号，第一晶体管TFT1被打开，数据信号Vdata通过第一晶体管TFT1对电容Cs进行充电，同时电容Cs将数据信号Vdata送达第二晶体管TFT2的栅极选通第二晶体管TFT2；当第一晶体管TFT1关闭时，电容Cs与第二晶体管TFT2形成回路，之前存储在电容Cs中的数据信号Vdata使得第二晶体管TFT2导通直至下一个扫描信号的到来。由于晶体管TFT的个体特性差异以及OLED器件老化而产生的阈值电压漂移易造成的面板的Mura缺陷。Mura缺陷是指显示亮度不均匀，造成各种痕迹的现象，Mura缺陷严重的制约着2T1C OLED驱动结构的显示效果。
近年来，本领域技术人员提出了一些补偿电路，如：3T2C驱动结构(中国发明201310713291.4、中国发明201010522417.6)、4T1C驱动结构(中国发明201310259473.9)、5T2C驱动结构(中国发明201310009175.4)、6T1C驱动结构(中国发明201310341693.6)，这些补偿电路在一定程度上能有效的改善TFT的特性差异以及阈值电压漂移，但同时也存在着如开口率低等诸多局限性。开口率是指除去每一个像素的配线部晶体管部(通常采用黑色矩阵隐藏)后的光线通过部分的面积和每一个像素整体的面积之间的比例。开口率越高，光线通过的效率越高，显示效果越好。由于上述3T2C驱动结构、4T1C驱动结构、6T1C驱动结构这些像素驱动结构较为复杂，大幅度的牺牲了像素开口率，严重影响了显示效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路及驱动方法，在不牺牲2T1C OLED驱动结构像素开口率的基础上，改善由于TFT的特性差异以及阈值电压漂移而造成的面板Mura缺陷。
为实现上述目的，本发明所设计的改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路，包括扫描驱动模块、信号驱动模块、第一晶体管、信号储存电容和第二晶体管，所述第一晶体管的栅极与扫描驱动模块相连，所述第一晶体管的第二电极与信号驱动模块相连，所述第一晶体管的第三电极分别与信号储存电容和第二晶体管的栅极相连；所述信号储存电容的另一端接地；所述第二晶体管的第二电极与OLED发光单元的阴极相连，所述OLED发光单元的阳极与VDD相连，其特殊之处在于，还包括闭环恒流镜驱动模块；所述闭环恒流镜驱动模块包括运算放大器、NMOS管和恒流电阻，所述NMOS管的漏极与第二晶体管的第三电极相连，所述NMOS管的栅极与运算放大器的输出端相连，所述NMOS管的源极经恒流电阻接地，所述恒流电阻与NMOS管的源极相连的一端与运算放大器的反向输入端相连。
进一步地，所述像素驱动电路包括n个支路，每个支路包括第一晶体管、信号储存电容、第二晶体管和NMOS管，每个所述NMOS管的漏极分别与对应的第二晶体管的第三电极相连，每个所述第二晶体管的第二电极与一个OLED发光单元的阴极相连，每个所述NMOS管的栅极相连，每个所述NMOS管的源极相连。
更进一步地，所述第二晶体管的第三电极与OLED发光单元的阳极相连，所述OLED发光单元的阴极与NMOS管的漏极相连。
一种根据上述改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路的驱动方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：
1)将OLED面板上每个OLED发光单元分别与像素驱动电路中的一条支路连接；
2)使通过每条支路中NMOS管的电流保持为设定电流值Ioled；
3)扫描驱动模块向每条支路发出选通信号(Vcan)，信号驱动模块向每条支路发出数据信号；
4)根据所述选通信号(Vcan)和数据信号(Vdata)使每条支路与对应的OLED发光单元连通，则通过所述OLED发光单元的电流值等于Ioled。
优选地，所述步骤2)的具体步骤包括：
21)根据设定电流值IOLED计算像素驱动电路的驱动电流值，计算公式为：I＝Ioled*n，其中n＝所述OLED发光单元的个数；
22)根据驱动电流值计算驱动电压值V，计算公式为：V＝I*R，其中R为所述恒流电阻的阻值；
23)向所述运算放大器的输入端输入驱动电压值V，则所述运算放大器的输出端的电流值为驱动电流值I，则通过每条支路中NMOS管的电流值为设定电流值Ioled。
优选地，所述步骤4)的具体步骤包括：
41)每条支路中的第一晶体管接收到数据信号后对信号储存电容进行充电，同时信号储存电容将数据信号传送至第二晶体管；
42)每条支路中的第二晶体管根据数据信号将对应的OLED发光单元与支路中的NMOS管连通，则通过OLED发光单元的电流只值等于通过NMOS管的电流值，即设定电流值Ioled。
本发明的原理为：所述运算放大器同相输入端的电压由外部供电模块提供，流经恒流电阻的电流可以由下式确定：
所述NMOS管的漏极可以同时与N个像素电路第二晶体管的第三电极相连，则流过每一个像素电路OLED发光单元的电流可以由下式确定：
因此通过改变所述运算放大器同相输入端的电压即驱动电压值V就可以改变通过OLED发光单元的电流大小和灰度等级。
本发明较现有技术的有益之处在于：通过设置闭环恒流镜驱动单元驱动若干条支路，使流过每条支路的电流相等则通过与每条支路对应的各像素OLED发光单元的电流始终相等，本驱动电路在不牺牲像素开口率的情况下，能克服由于晶体管TFT的特性差异以及阈值电压漂移而带来的面板Mura显示缺陷。
附图说明
图1为传统的2T1C OLED驱动结构；
图2为本发明的结构示意图；
图3为图2中n条支路实施例的结构示意图；
图中：1.扫描驱动模块，2.信号驱动模块，3.闭环恒流镜驱动模块，3-1.运算放大器，3-21.第一NMOS管，3-3.恒流电阻，4.第一晶体管，5.信号储存电容，6.第二晶体管，7.OLED发光单元。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图2所示，本发明所提供的改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路，包括扫描驱动模块1、信号驱动模块2、闭环恒流镜驱动模块3、第一晶体管4、信号储存电容5和第二晶体管6，第一晶体管4的栅极与扫描驱动模块1相连，第一晶体管4的第二电极与信号驱动模块2相连，第一晶体管4的第三电极分别与信号储存电容5和第二晶体管6的栅极相连；信号储存电容5的另一端接地；第二晶体管6的第二电极与OLED发光单元7的阴极相连，OLED发光单元7的阳极与VDD相连。OLED发光单元7的连接方式还可以为阳极与第二晶体管6的第三电极相连，阴极与NMOS管3-2的漏极相连。
其中，闭环恒流镜驱动模块3包括运算放大器3-1、NMOS管3-2和恒流电阻3-3，NMOS管3-2的漏极与第二晶体管6的第三电极相连，NMOS管3-2的栅极与运算放大器3-1的输出端相连，NMOS管3-2的源极经恒流电阻3-3接地，恒流电阻3-3与NMOS管3-2的源极相连的一端与运算放大器3-1的反向输入端相连。
本发明像素驱动电路n条支路的实施例如图3所示。像素驱动电路包括n个支路，每个支路包括第一晶体管4、信号储存电容5、第二晶体管6和NMOS管3-2，每个NMOS管3-2的漏极分别与对应的第二晶体管6的第三电极相连，每个第二晶体管6的第二电极与一个OLED发光单元7的阴极相连，每个NMOS管3-2的栅极相连，每个NMOS管3-2的源极相连。
根据上述改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路的驱动方法，包括如下步骤：
1)将OLED面板上每个OLED发光单元7分别与像素驱动电路中的一条支路连接；
2)使通过每条支路中NMOS管3-2的电流保持为设定电流值Ioled；
21)根据设定电流值IOLED计算像素驱动电路的驱动电流值，计算公式为：I＝Ioled*n，其中n＝OLED发光单元7的个数；
22)根据驱动电流值计算驱动电压值V，计算公式为：V＝I*R，其中R为恒流电阻3-3的阻值；
23)外部供电模块向运算放大器3-1的输入端输入驱动电压值V，则运算放大器3-1的输出端的电流值为驱动电流值I，则通过每条支路中NMOS管3-2的电流值为设定电流值Ioled。
3)扫描驱动模块1向每条支路中的第一晶体管4发出选通信号Vcan，信号驱动模块2向每条支路中的第一晶体管4发出数据信号Vdata；
4)根据选通信号Vcan和数据信号Vdata使每条支路与对应的OLED发光单元7连通，则通过OLED发光单元7的电流值等于Ioled。
41)每条支路中的第一晶体管4接收到选通信号Vcan和数据信号Vdata后，第一晶体管4根据选通信号打开时，数据信号Vdata对信号储存电容5进行充电，同时信号储存电容5将数据信号Vdata传送至第二晶体管6；第一晶体管4根据选通信号关闭时，信号储存电容5与第二晶体管6形成回路，之前存储在信号储存电容5中的Vdata使得第二晶体管6导通直至下一个扫描信号的到来。
42)每条支路中的第二晶体管6根据数据信号Vdata将对应的OLED发光单元7与支路中的NMOS管3-2连通，则通过OLED发光单元7的电流只值等于通过NMOS管3-2的电流值，即设定电流值IOLED。
闭环恒流镜驱动模块3与各像素驱动电路OLED支路电流镜的结构方式，使得流过各像素驱动电路OLED发光单元7的电流Ioled始终保持一致，所以能保证各像素发光亮度均匀。
流过OLED发光单元7的电流Ioled可根据
计算得到，流过各像素驱动电路OLED支路的电流只与运算放大器3-1的同相输入端电压、恒流电阻3-3的阻值以及像素驱动电路的个数有关，与TFT的个体特性差异以及OLED器件老化而产生的阈值电压漂移等均无关，OLED面板显示画面的灰度等级可以通过改变运算放大器3-1同相输入端的电压而改变。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路，包括扫描驱动模块(1)、信号驱动模块(2)、第一晶体管(4)、信号储存电容(5)和第二晶体管(6)，所述第一晶体管(4)的栅极与扫描驱动模块(1)相连，所述第一晶体管(4)的第二电极与信号驱动模块(2)相连，所述第一晶体管(4)的第三电极分别与信号储存电容(5)和第二晶体管(6)的栅极相连；所述信号储存电容(5)的另一端接地；所述第二晶体管(6)的第二电极与OLED发光单元(7)的阴极相连，所述OLED发光单元(7)的阳极与VDD相连，其特征在于：还包括闭环恒流镜驱动模块(3)；
所述闭环恒流镜驱动模块(3)包括运算放大器(3-1)、NMOS管(3-2)和恒流电阻(3-3)，所述NMOS管(3-2)的漏极与第二晶体管(6)的第三电极相连，所述NMOS管(3-2)的栅极与运算放大器(3-1)的输出端相连，所述NMOS管(3-2)的源极经恒流电阻(3-3)接地，所述恒流电阻(3-3)与NMOS管(3-2)的源极相连的一端与运算放大器(3-1)的反向输入端相连。
2.根据权利要求1所述的改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路，其特征在于：所述像素驱动电路包括n个支路，每个支路包括第一晶体管(4)、信号储存电容(5)、第二晶体管(6)和NMOS管(3-2)，每个所述NMOS管(3-2)的漏极分别与对应的第二晶体管(6)的第三电极相连，每个所述第二晶体管(6)的第二电极与一个OLED发光单元(7)的阴极相连，每个所述NMOS管(3-2)的栅极相连，每个所述NMOS管(3-2)的源极相连。
3.根据权利要求1所述的改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路，其特征在于：所述第二晶体管(6)的第三电极与OLED发光单元(7)的阳极相连，所述OLED发光单元(7)的阴极与NMOS
管(3-2)的漏极相连。
4.一种根据上述改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将OLED面板上每个OLED发光单元(7)分别与像素驱动电路中的一条支路连接；
2)使通过每条支路中NMOS管(3-2)的电流保持为设定电流值Ioled；
3)扫描驱动模块(1)向每条支路发出选通信号(Vcan)，信号驱动模块(2)向每条支路发出数据信号(Vdata)；
4)根据所述选通信号(Vcan)和数据信号(Vdata)使每条支路与对应的OLED发光单元(7)连通，则通过所述OLED发光单元(7)的电流值等于Ioled。
5.根据权利要求4所述的改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动方法，其特征在于：所述步骤2)的具体步骤包括：
21)根据设定电流值IOLED计算像素驱动电路的驱动电流值，计算公式为：I＝Ioled*n，其中n＝所述OLED发光单元(7)的个数；
22)根据驱动电流值计算驱动电压值V，计算公式为：V＝I*R，其中R为所述恒流电阻(3-3)的阻值；
23)向所述运算放大器(3-1)的输入端输入驱动电压值V，则所述运算放大器(3-1)的输出端的电流值为驱动电流值I，则通过每条支路中NMOS管(3-2)的电流值为设定电流值Ioled。
6.根据权利要求5所述的改善OLED面板Mura缺陷的像素驱动方法，其特征在于：所述步骤4)的具体步骤包括：
41)每条支路中的第一晶体管(4)接收到数据信号(Vdata)后根据选通信号(Vcan)对信号储存电容(5)进行充电，同时信号储存电容(5)将数据信号(Vdata)传送至第二晶体管(6)；
42)每条支路中的第二晶体管(6)根据数据信号(Vdata)将对应的OLED发光单元(7)与支路中的NMOS管(3-2)连通，则通过OLED发光单元(7)的电流只值等于通过NMOS管(3-2)的电流值，即设定电流值Ioled。
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