CN104658485B - Oled驱动补偿电路及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及OLED驱动补偿电路及其驱动方法。OLED驱动补偿电路包括：驱动模块，其包括驱动晶体管和存储电容，驱动晶体管通过其第一极、第二极与电源电压端、OLED连接，存储电容的第一端与驱动晶体管的控制极连接，第二端连接在所述驱动晶体管与OLED之间；外部补偿模块，其连接在驱动晶体管与OLED之间，用于向驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极提供参考电压，将驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压重置；电源电压端为可变电压源，其在外部补偿模块重置驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压时输入第一电压，且所述第一电压等于参考电压。上述OLED驱动补偿电路可以获得良好的补偿效果。

Description

OLED驱动补偿电路及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种OLED驱动补偿电路及其驱动方法。
背景技术
在AMOLED显示装置中，每个OLED的发光亮度由驱动电路产生的驱动电流决定，驱动电路产生的驱动电流可以用以下公式表述：
IOLED＝K(Vgs-Vth)2
其中，K为与驱动晶体管的工艺参数和特征尺寸有关的参数，Vgs为驱动晶体管的栅极与源极，或者栅极与漏极(根据驱动晶体管的类型而定)之间的电压差，Vth为驱动晶体管的阈值电压。
在AMOLED显示装置显示一帧画面时，驱动晶体管的阈值电压Vth会发生漂移，使驱动电流IOLED发生变化，从而导致OLED的发光亮度变化，影响单个像素在一帧画面中的显示均匀性(尤其是对于LTPS型显示装置而言)。此外，在长时间的高温和高压下，不同像素单元中，驱动晶体管的阈值电压发生漂移的幅度也会有一定的不同，这样会造成显示亮度的差异，这种亮度差异与之前帧画面的图像有关，最终会导致“残影”现象。
另一方面，在AMOLED显示装置中，电源线不可避免地会存在一定的电阻，这样就会导致输入给靠近电源的位置处的像素单元的电源电压较高，而输入给距离电源较远的位置处的像素单元的电源电压较低，即出现所谓“电压降”(IR Drop)现象；该现象也会影响AMOLED显示装置中各区域的像素单元的显示均匀性。
再一方面，在OLED器件制备过程的蒸镀工艺中，对于不同OLED器件，蒸镀形成的膜厚不可避免地存在一定程度的差异，该OLED器件的不均也会影响各像素单元间的显示均匀性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种OLED驱动补偿电路及其驱动方法，其可以在重置阶段，将驱动晶体管的生成驱动电流的两极完全重置为其各自的初始电压，从而获得良好的补偿效果，同时，还可以降低外部补偿模块中晶体管的宽长比，从而增大像素单元的开口率，并减少每个像素单元所占用的面积。
为实现本发明的目的而提供一种OLED驱动补偿电路，包括驱动模块和外部补偿模块，所述驱动模块包括驱动晶体管和存储电容，所述驱动晶体管的第一极与电源电压端连接，第二极与OLED连接，所述存储电容的第一端与驱动晶体管的控制极连接，第二端连接在所述驱动晶体管与OLED之间；所述外部补偿模块连接在所述驱动晶体管与OLED之间，用于向存储电容的第二端，及驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极提供参考电压，将存储电容的第二端，及驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压重置；所述电源电压端为可变电压源，其在外部补偿模块重置存储电容的第二端，及驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压时输入第一电压，且所述第一电压等于参考电压。
其中，所述驱动模块还包括开关晶体管；所述开关晶体管的控制极与栅线连接，第一极与数据线连接，第二极与驱动晶体管的控制极，及存储电容的第一端连接；所述OLED还与低电压端连接。
其中，所述外部补偿模块包括第三晶体管和参考电压端；所述第三晶体管的控制极与控制信号端连接，第一极连接在驱动晶体管与OLED之间，第二极与参考电压端连接；所述参考电压端用于输入参考电压。
其中，所述外部补偿模块还包括电压保持单元，所述电压保持单元与第三晶体管的第二极连接，用于保持驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压。
其中，所述电压保持单元包括至少一个保持电容，所述保持电容的一端与第三晶体管的第二极连接，另一端接地。
其中，所述电压保持单元包括两个保持电容。
其中，各所述晶体管为N型管。
其中，在外部补偿模块重置存储电容的第二端，及驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压时，所述栅线、控制信号端输入高电平信号，所述数据线输入第一数据信号，使驱动晶体管开启。
作为另一个技术方案，本发明还提供上述OLED驱动补偿电路的驱动方法，其包括将驱动晶体管的控制极，及与存储电容的第二端连接的一极的电压重置的步骤；在重置驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压时，向驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极输入参考电压，向驱动晶体管的与电源电压端连接的一端输入第一电压，且所述第一电压等于参考电压。
其中，在将驱动晶体管的控制极，及与存储电容的第二端连接的一极的电压重置的步骤完成后，向驱动晶体管的与电源电压端连接的一端输入第二电压，所述第二电压大于所述第一电压。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的OLED驱动补偿电路，其外部补偿模块对驱动晶体管的控制极，以及与存储电容的第二端连接的一极的电压进行补偿，避免驱动晶体管的阈值电压，电源线上的电压降，以及OLED的不均影响每个OLED在一帧画面内的发光均匀性，以及各OLED之间的发光均匀性。并且，在进行补偿的重置阶段，电源电压端输入的第一电压等于参考电压，这样可以使驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压与参考电压完全相等，从而获得最好的重置效果；并且，这样无需为使驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压与参考电压之间的差值尽可能小，而要求第三晶体管的电阻远小于驱动晶体管的电阻，进而可以避免使第三晶体管的宽长比制备的较大，产生降低像素单元的开口率，以及增大每个像素单元占用的面积的问题。
本发明提供的OLED驱动补偿电路的驱动方法，将驱动晶体管的控制极，及与存储电容的第二端连接的一极的电压重置时，电源电压端输入等于参考电压的第一电压，同时，参考电压端也输入参考电压，这样可以使驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压等于参考电压，这样可以获得最好的重置效果，进而可以获得最好的补偿效果；同时，这样无需为使驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压与参考电压之间的差值尽可能小，而要求第三晶体管的电阻远小于驱动晶体管的电阻，进而可以避免使第三晶体管的宽长比制备的较大，产生降低像素单元的开口率，以及增大每个像素单元占用的面积的问题。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施方式提供的OLED驱动补偿电路的示意图；
图2为OLED驱动补偿电路中各信号的时序图；
图3为重置阶段的示意图；
图4为充电阶段的示意图；
图5为保持阶段的示意图。
其中，附图标记：
1：驱动模块；2：外部补偿模块；T1：驱动晶体管；T2：开关晶体管；T3：第三晶体管；C1：存储电容；Csense、Cicap：电容；VDD：电源电压端；VSS：低电压端；Gate：栅线；Data：数据线；G1：控制信号端；VREF：参考电压端；A：节点。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种OLED驱动补偿电路的实施方式，图1为本发明实施方式提供的OLED驱动补偿电路的示意图。如图1所示，在本实施方式中，所述OLED驱动补偿电路包括驱动模块1和外部补偿模块2；所述驱动模块1包括驱动晶体管T1和存储电容C1，所述驱动晶体管T1的第一极与电源电压端VDD，第二极与OLED连接，所述存储电容C1的第一端与驱动晶体管T1的控制极连接，第二端连接在所述驱动晶体管T1与OLED之间；所述外部补偿模块2连接在所述驱动晶体管T1与OLED之间，用于向存储电容C1的第二端，及驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极提供参考电压VREFL，将存储电容C1的第二端，及驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极的电压重置；所述电源电压端VDD为可变电压源，其在外部补偿模块2重置存储电容C1的第二端，及驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极的电压时输入第一电压VDD1，且所述第一电压VDD1等于参考电压VREFL。
在本实施方式中，上述驱动晶体管T1，以及下文所述的各晶体管的控制极是指其栅极，第一极、第二极分别表示其源极和漏极，具体而言，可以是第一极为源极、第二极为漏极，也可以是第一极为漏极、第二极为源极。
在驱动模块1中，根据驱动晶体管T1的栅极，以及与存储电容C1的第二端连接的一极(为便于描述，下文中，将该极称之为漏极，将与电源电压端VDD连接的一端称之为源极)上的电压产生驱动电流，驱动OLED发光。外部补偿模块2用于对驱动晶体管T1的上述栅极、漏极的电压进行补偿，使所产生的驱动电流与驱动晶体管T1的阈值电压无关，以及，使所产生的驱动电流不受电源线上电压降(IR Drop)，以及不受各像素单元中OLED的非均匀性的影响，这样就避免了驱动晶体管T1的阈值电压在OLED发光过程中的漂移引起OLED发光亮度的变化，还避免了不同像素单元的驱动晶体管T1的阈值电压Vth的非均匀性，各像素单元中OLED的非均匀性造成各像素单元中OLED发光的不均匀，从而可以提高每个像素单元中的OLED在一帧时间内的发光的均匀性，以及各像素单元中的OLED的发光均匀性，最终提高OLED显示装置的显示品质。
具体地，为实现产生驱动OLED发光的电流的目的，所述驱动模块1可以还包括开关晶体管T2；所述开关晶体管T2的控制极与栅线Gate连接，第一极(下文称之为源极)与数据线Data连接，第二极(下文称之为漏极)与驱动晶体管T1的控制极，及存储电容C1的第一端连接；所述OLED还与低电压端VSS连接。
为实现对驱动晶体管T1的栅极和漏极的电压进行补偿的目的，所述外部补偿模块2可以包括第三晶体管T3、参考电压端VREF，以及电压保持单元。所述第三晶体管T3的控制极与控制信号端G1连接，第一极连接在驱动晶体管T1与OLED之间，第二极与参考电压端VREF连接，并且，所述第三晶体管T3的第二极与参考电压端VREF之间设置有开关，以使所述第三晶体管T3的第二极可以与所述参考电压端VREF连接或断开连接；所述参考电压端VREF用于输入参考电压VREFL。所述电压保持单元与第三晶体管T3的第二极连接，用于保持驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极的电压；具体地，所述电压保持单元包括至少一个保持电容，所述保持电容的一端与第三晶体管T3的第二极连接，另一端接地。在本实施例中，优选地，所述电压保持单元包括两个保持电容，即图3～图5中的Csense和Cicap。
上述驱动晶体管T1、开关晶体管T2和第三晶体管T3可以为N型管；在上述各晶体管为N型管时，本实施例中，输入到OLED驱动补偿电路的各信号的时序如图2所示。下面结合图2所示时序，以OLED显示面板中位于第n行、第m列的像素单元中的OLED为例，对本实施例提供的OLED驱动补偿电路对驱动晶体管T1进行补偿，以及驱动OLED发光的原理和过程进行详细说明。
首先，在驱动OLED发光之前，对驱动晶体管T1的栅极和漏极的电压进行补偿，该步骤包括以下三个阶段。
第一阶段为重置阶段，在该阶段，如图3所示，栅线Gate输入高电平信号，使开关晶体管T2开启，数据线Data输入一特定电压VGM，该电压VGM使驱动晶体管T1开启，同时，控制信号端G1也输入高电平信号，使第三晶体管T3开启，同时第三晶体管T3与参考电压端VREF连接；电源电压端VDD提供第一电压VDD1，参考电压端提供电压VREFL；在此情况下，驱动晶体管T1的栅极及存储电容C的第一端的电压被重置为VGM，驱动晶体管T1的漏极及存储电容C的第二端的电压，即图1中A点的电压被重置为：
其中，RT1和RT3分别表示驱动晶体管T1和第三晶体管T3的电阻值。在该重置步骤中，VA与VREFL的差值越小，重置效果越好，反之，则越差。
在本实施方式中，第一电压VDD1等于参考电压VREFL，这样可以使A点的电压与参考电压VREFL完全相等，从而获得最好的重置效果。同时，这样无需为使A点的电压与参考电压VREFL之间的差值尽可能小，而要求RT1＞＞RT3，进而使第三晶体管T3的宽长比制备的较大，导致影响像素单元的开口率，以及使每个像素单元占用的面积较大。
在上述重置阶段完成后，进入第二阶段，第二阶段为充电阶段，在该阶段，如图4所示，栅线Gate输入低电平信号，使开关晶体管T2关闭，同时第三晶体管T3与电压保持单元连接，而与参考电压端VREF断开连接；在此情况下，电源电压端VDD向存储电容C1以及电压保持单元充电。
并且，在本实施方式中，电源电压端VDD在该阶段输入第二电压VDD2，该第二电压VDD2大于所述第一电压VDD1，该第二电压VDD2为生成驱动电流所需的正常的工作电压。
由于开关晶体管T2关闭，在该充电阶段，在驱动晶体管T1的漏极，以及存储电容C1的第二端的电压由VREFL变为VDD2时，存储电容C1的第一端的电压也会因自举效应而变为VGM’。
在上述充电阶段完成后，进入第三阶段，第三阶段为保持阶段，在该阶段，如图5所示，栅线Gate再次输入高电平信号，使开关晶体管T2开启，数据线Data输入另一特定电压VG0，该电压VG0使驱动晶体管T1关闭，同时，存储电容C1的第一端具有电压VG0，而驱动晶体管T1的漏极及存储电容C1的第二端则在电压保持单元的作用下，保持充电阶段完成后的电压。
经上述三个阶段，完成对驱动晶体管T1的栅极和漏极的电压的补偿，可以在之后的发光过程中避免驱动晶体管T1的阈值电压Vth的漂移，以及不同像素单元中驱动晶体管T1、OLED的不均影响各像素单元的显示均匀性。
而后，经过一过渡阶段，进入发光阶段，根据驱动晶体管T1的栅极和源极的电压生产驱动电流，输入到OLED中，驱动OLED发光，使OLED在发光过程中具有较好的亮度均匀性。
上面以驱动模块1为最简单的2T1C结构(即驱动模块1包括两个晶体管和1个电容)为例，对生成驱动电流的过程进行了详细描述，但需要说明的是，在实际中，驱动模块1还可以为其他结构，例如包括更多个晶体管和/或更多个电容。
本发明实施方式提供的OLED驱动补偿电路，外部补偿模块2用于对驱动晶体管T1的上述栅极、漏极的电压进行补偿，避免驱动晶体管T1的阈值电压，电源线上的电压降，以及OLED的不均影响每个OLED在一帧画面内的发光均匀性，以及各OLED之间的发光均匀性。并且，在进行补偿的重组阶段，电源电压端VDD输入的第一电压VDD1等于参考电压VREFL，这样可以使驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极的电压与参考电压VREFL完全相等，从而获得最好的重置效果；并且，这样无需为使驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极的电压与参考电压VREFL之间的差值尽可能小，而要求第三晶体管T3的电阻远小于驱动晶体管T1的电阻，进而可以避免使第三晶体管T3的宽长比制备的较大，产生降低像素单元的开口率，以及增大每个像素单元占用的面积的问题。
本发明还提供上述OLED驱动补偿电路的驱动方法的实施方式，在本实施方式中，所述OLED驱动补偿电路的驱动方法包括将驱动晶体管T1的控制极，及与存储电容C1的第二端连接的一极的电压重置的步骤；在重置驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极的电压时，向驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极输入参考电压VREFL，向驱动晶体管T1的与电源电压端VDD连接的一端输入第一电压VDD1，且所述第一电压VDD1等于参考电压VREFL。
在本实施方式中，将驱动晶体管T1的控制极，及与存储电容C1的第二端连接的一极的电压重置时，电源电压端VDD输入等于参考电压VREFL的第一电压VDD1，同时，参考电压端VREF也输入参考电压VREFL，这样可以使驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极的电压等于参考电压VREFL，获得最好的重置效果，进而可以获得最好的补偿效果；同时，这样无需为使驱动晶体管T1的与存储电容C1的第二端连接的一极的电压与参考电压VREFL之间的差值尽可能小，而要求第三晶体管T3的电阻远小于驱动晶体管T1的电阻，进而可以避免使第三晶体管T3的宽长比制备的较大，产生降低像素单元的开口率，以及增大每个像素单元占用的面积的问题。
具体地，在将驱动晶体管T1的控制极，及与存储电容C1的第二端连接的一极的电压重置的步骤完成后，向驱动晶体管T1的与电源电压端VDD连接的一端输入第二电压VDD2，所述第二电压VDD2大于所述第一电压VDD1。所述第二电压VDD2为生成驱动电流所需的正常的工作电压。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种OLED驱动补偿电路，包括驱动模块和外部补偿模块，其特征在于，所述驱动模块包括驱动晶体管和存储电容，所述驱动晶体管的第一极与电源电压端连接，第二极与OLED连接，所述存储电容的第一端与驱动晶体管的控制极连接，第二端连接在所述驱动晶体管与OLED之间；
所述外部补偿模块连接在所述驱动晶体管与OLED之间，用于向存储电容的第二端，及驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极提供参考电压，将存储电容的第二端，及驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压重置；
所述电源电压端为可变电压源，其在外部补偿模块重置存储电容的第二端，及驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压时输入第一电压，且所述第一电压等于参考电压。
2.根据权利要求1所述的OLED驱动补偿电路，其特征在于，所述驱动模块还包括开关晶体管；
所述开关晶体管的控制极与栅线连接，第一极与数据线连接，第二极与驱动晶体管的控制极，及存储电容的第一端连接；
所述OLED还与低电压端连接。
3.根据权利要求1或2所述的OLED驱动补偿电路，其特征在于，所述外部补偿模块包括第三晶体管和参考电压端；
所述第三晶体管的控制极与控制信号端连接，第一极连接在驱动晶体管与OLED之间，第二极与参考电压端连接；
所述参考电压端用于输入参考电压。
4.根据权利要求3所述的OLED驱动补偿电路，其特征在于，所述外部补偿模块还包括电压保持单元，所述电压保持单元与第三晶体管的第二极连接，用于保持驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压。
5.根据权利要求4所述的OLED驱动补偿电路，其特征在于，所述电压保持单元包括至少一个保持电容，所述保持电容的一端与第三晶体管的第二极连接，另一端接地。
6.根据权利要求5所述的OLED驱动补偿电路，其特征在于，所述电压保持单元包括两个保持电容。
7.根据权利要求3所述的OLED驱动补偿电路，其特征在于，各所述晶体管为N型管。
8.根据权利要求7所述的OLED驱动补偿电路，其特征在于，在外部补偿模块重置存储电容的第二端，及驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压时，所述栅线、控制信号端输入高电平信号，所述数据线输入第一数据信号，使驱动晶体管开启。
9.权利要求1～8任意一项所述的OLED驱动补偿电路的驱动方法，其特征在于，包括将驱动晶体管的控制极，及与存储电容的第二端连接的一极的电压重置的步骤；
在重置驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极的电压时，向驱动晶体管的与存储电容的第二端连接的一极输入参考电压，向驱动晶体管的与电源电压端连接的一端输入第一电压，且所述第一电压等于参考电压。
10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，在将驱动晶体管的控制极，及与存储电容的第二端连接的一极的电压重置的步骤完成后，向驱动晶体管的与电源电压端连接的一端输入第二电压，所述第二电压大于所述第一电压。
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