CN105489158A - Oled像素驱动电路及电视机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种OLED像素驱动电路，该电路包括呈矩阵设置的若干OLED像素单元、与每一行OLED像素单元对应连接的扫描线、与每一列OLED像素单元对应连接的数据线、与每一行OLED像素单元对应连接的电源线、及分别与各电源线连接的用于分别对各OLED像素单元的发光时间进行控制的控制模块。本发明极大地改善了AM-OLED电视机在重现运动画面时的拖尾模糊效应。

Description

OLED像素驱动电路及电视机
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种OLED像素驱动电路及电视机。
背景技术
现有的AM-OLED电视机(AM-OLED，Active-matrixorganiclight-emittingdiode，有源矩阵有机发光二极管/主动矩阵有机发光二极管)，其OLED(OrganicLight-EmittingDiode，有机发光二极管)的响应速度很快，达到了微秒级，但是，现有的AM-OLED电视机在重现运动画面时的拖尾模糊现象依然存在。究其原因，AM-OLED电视机的OLED的响应速度快慢仅是造成拖尾模糊现象的一个因素，通过提高OLED的响应速度，解决了图像信号显示时的重叠问题，但是，没有解决运动画面在人眼视网膜上的重叠问题(人眼的视觉暂留特性，即保持特性)；而现有AM-OLED电视机的OLED像素驱动电路的驱动方式是保持型驱动方式，该保持型驱动方式是造成运动画面在人眼视网膜上重叠而产生拖尾模糊现象的另一个因素。AM-OLED电视机的该保持型驱动方式的特点是，画面是由线而面进行显示的，每扫描一行OLED像素时，该行OLED像素在一个帧周期内一直保持发光，直到下一个帧周期到来被新的图像数据刷新，新的图像数据同样会保持一个帧周期时间。
AM-OLED电视机的这种保持型驱动方式，虽然使AM-OLED电视机取得了较好的静态画面效果(不会像CRT电视机那样存在闪烁现象)，但是，也正是由于AM-OLED电视机的该保持型驱动方式，使得AM-OLED电视机在重现运动画面时产生拖尾模糊现象。
参照图1，图1是现有技术中AM-OLED电视机的OLED像素保持型驱动电路一实施例的电路结构示意图。该驱动电路包括呈矩阵设置的若干OLED像素单元10、与每一行OLED像素单元对应连接的一扫描线Scan-Line、与每一列OLED像素单元对应连接的一数据线Data-Line、与每一列OLED像素单元对应连接的一电源线Power-Line，并且各列OLED像素单元的电源线Power-Line均与供电电源输入端Vdd连接。每一个像素单元均由R，G，B三个子像素构成，本案均以其中一个子像素为例说明，本实施例OLED像素保持型驱动电路包括1920×1080个OLED像素单元10，即包括1920列OLED像素单元和1080行OLED像素单元。具体地，第1行的OLED像素单元的扫描线为Scan-Line1，第2行的OLED像素单元的扫描线为Scan-Line2，第1080行的OLED像素单元的扫描线为Scan-Line1080(第3行至第1079行的OLED像素单元，图未示)；第1列的OLED像素单元的数据线为Data-Line1，第2列的OLED像素单元的数据线为Data-Line2，第1920列的OLED像素单元的数据线为Data-Line1920(第3列至第1919列的OLED像素单元，图未示)；第1列的OLED像素单元的电源线为Power-Line1，第2列的OLED像素单元的电源线为Power-Line2，第1920列的OLED像素单元的电源线为Power-Line1920(第3列至第1919列的OLED像素单元的电源线，图未示)；各列的OLED像素单元的电源线(即Power-Line1至Power-Line1920)均与供电电源输入端Vdd连接。其中，像素单元10包括第一NMOS管T1、第二NMOS管T2、充电电容C及有机发光二极管OLED；其中，第一NMOS管T1的栅极与扫描线Scan-Line1连接，第一NMOS管T1的漏极与数据线Data-Line1连接，第一NMOS管T1的源极分别与充电电容C的第一端及第二NMOS管T2的栅极连接；充电电容C的第二端接地；第二NMOS管T2的漏极与电源线Power-Line1连接，第二NMOS管T2的源极与有机发光二极管OLED的阳极连接；有机发光二极管OLED的阴极接地。
参照图2，图2是现有技术中AM-OLED电视机的OLED像素保持型驱动电路中单个OLED像素单元的扫描驱动波形图。一并参照图1和图2，V-Scan为图1中扫描线Scan-Line1的扫描信号，V-Data为数据线Data-Line1的图像数据信号，I-Oled为有机发光二极管OLED的电流信号，Tv为帧周期。当扫描线Scan-Line1的扫描信号V-Scan到来且为高电平时，第一NMOS管T1导通，此时数据线Data-Line1的图像数据信号V-Data通过第一NMOS管T1给充电电容C充电，当充电电容C的电压达到第二NMOS管T2的开启电压时，第二NMOS管T2导通，当第二NMOS管T2导通时，供电电源输入端Vdd的供电电压经电源线Power-Line1，通过第二NMOS管T2加到有机发光二极管OLED上，使得有机发光二极管OLED中有电流I-Oled流过，从而使得有机发光二极管OLED发光。当充电电容C的充电过程结束后，扫描线Scan-Line1的扫描信号V-Scan为低电平，使得第一NMOS管T1关断。由于充电电容C上的电压无处释放，从而其电压保持不变，进而使得第二NMOS管T2在一个帧周期Tv内一直处于导通状态，即使得有机发光二极管OLED在一个帧周期Tv内一直有电流I-Oled流过，从而使得机发光二极管OLED在一个帧周期Tv内一直处于发光状态，直到下一帧新的图像数据信号的到来。即图1所示OLED像素保持型驱动电路中的每一个像素单元的有机发光二极管的发光时间均等于帧周期Tv的时长，即有机发光二极管保持发光的长度为帧周期Tv的时长。下一帧新的图像数据信号到来时，将重复上述过程。
发明内容
本发明的主要目的是改善AM-OLED电视机在重现运动画面时所产生拖尾模糊效应。
为实现上述目的，本发明提供一种OLED像素驱动电路，所述OLED像素驱动电路包括呈矩阵设置的若干OLED像素单元、与每一行所述OLED像素单元对应连接的扫描线、与每一列所述OLED像素单元对应连接的数据线、与每一行所述OLED像素单元对应连接的电源线、及分别与各所述电源线连接的用于分别对各所述OLED像素单元的发光时间进行控制的控制模块。
优选地，所述控制模块包括供电电源输入端、主控单元及开关单元；其中，
所述开关单元的一端与各所述电源线连接，所述开关单元的另一端与所述供电电源输入端连接，所述开关单元的控制端与所述主控单元连接；
所述主控单元输出开关控制信号至所述开关单元的控制端，所述开关单元根据所述开关控制信号控制所述供电电源输入端与各所述电源线的连通与断开状态，进而控制各所述OLED像素单元的发光时间。
优选地，所述开关单元包括与所述电源线一一对应连接的电子开关，所述电子开关的一端与一所述电源线连接，所述电子开关的另一端与所述供电电源输入端连接，所述电子开关的控制端与所述主控单元的控制信号输出端一一对应连接。
优选地，所述控制各所述OLED像素单元的发光时间包括：所述主控单元输出的开关控制信号的脉宽T小于所述OLED像素驱动电路帧周期TV。
优选地，所述OLED像素单元包括OLED及用于驱动所述OLED的像素驱动单元；所述像素驱动单元包括第一NMOS管、第二NMOS管及充电电容；其中，所述第一NMOS管的栅极与所述扫描线连接，所述第一NMOS管的漏极与所述数据线连接，所述第一NMOS管的源极分别与所述充电电容的第一端及所述第二NMOS管的栅极连接；所述充电电容的第二端接地；所述第二NMOS管的漏极与所述电源线连接，所述第二NMOS管的源极与所述OLED的阳极连接；所述OLED的阴极接地；
当所述扫描线的扫描信号为高电平时，所述第一NMOS管导通，所述数据线的图像数据信号在所述第一NMOS管导通时对所述充电电容进行充电，当所述充电电容的电压达到所述第二NMOS管的开启电压时，所述第二NMOS管导通，当所述第二NMOS管导通且所述供电电源输入端与所述电源线为连通状态时，所述供电电源输入端的供电电压加到所述OLED的阳极，所述OLED发光工作。
优选地，所述主控单元为单片机。
优选地，所述电子开关的控制端与所述单片机的I/O口一一对应连接。
优选地，所述像素驱动电路包括1920×1080个OLED像素单元。
优选地，所述OLED像素单元按行分成多个区域进行扫描驱动。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电视机，所述电视机包括OLED像素驱动电路，所述OLED像素驱动电路包括呈矩阵设置的若干OLED像素单元、与每一行所述OLED像素单元对应连接的扫描线、与每一列所述OLED像素单元对应连接的数据线、与每一行所述OLED像素单元对应连接的电源线、及分别与各所述电源线连接的用于分别对各所述OLED像素单元的发光时间进行控制的控制模块。
本发明提供的OLED像素驱动电路，包括呈矩阵设置的若干OLED像素单元、与每一行OLED像素单元对应连接的扫描线、与每一列OLED像素单元对应连接的数据线、与每一行OLED像素单元对应连接的电源线、及分别与各电源线连接的用于分别对各OLED像素单元的发光时间进行控制的控制模块。本发明OLED像素驱动电路能够极大地改善AM-OLED电视机在重现运动画面时的拖尾模糊效应。同时，本发明OLED像素驱动电路还具有结构简单及易实现的优点。
附图说明
图1是现有技术中AM-OLED电视机的OLED像素保持型驱动电路一实施例的电路结构示意图；
图2是现有技术中AM-OLED电视机的OLED像素保持型驱动电路中单个OLED像素单元的扫描驱动波形图；
图3是本发明OLED像素驱动电路一实施例的电路结构示意图；
图4是本发明OLED像素驱动电路一实施例的驱动时序图；
图5是本发明OLED像素驱动电路中单个OLED像素单元的扫描驱动波形图；
图6是本发明OLED像素驱动电路的八区域扫描驱动时序图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种OLED像素驱动电路。
参照图3，图3是本发明OLED像素驱动电路一实施例的电路结构示意图。
该OLED像素驱动电路包括呈矩阵设置的若干OLED像素单元20、与每一行所述OLED像素单元对应连接的扫描线ScanLine、与每一列所述OLED像素单元对应连接的数据线DataLine、与每一行所述OLED像素单元对应连接的电源线PowerLine、及用于分别对各所述OLED像素单元20的发光时间进行控制的控制模块30；所述控制模块30与各所述电源线PowerLine连接。
本实施例OLED像素驱动电路包括1920×1080个OLED像素单元20，即包括1920列OLED像素单元和1080行OLED像素单元。具体地，第1行的OLED像素单元的扫描线为ScanLine1，第2行的OLED像素单元的扫描线为ScanLine2，第1080行的OLED像素单元的扫描线为ScanLine1080(第3行至第1079行的OLED像素单元，图未示)；第1列的OLED像素单元的数据线为DataLine1，第2列的OLED像素单元的数据线为DataLine2，第1920列的OLED像素单元的数据线为DataLine1920(第3列至第1919行的OLED像素单元，图未示)；第1行的OLED像素单元的电源线为PowerLine1，第2行的OLED像素单元的电源线为PowerLine2，第1920行的OLED像素单元的电源线为PowerLine1920(第3行至第1079行的OLED像素单元的电源线，图未示)；并且，各行的OLED像素单元的电源线(即PowerLine1至PowerLine1920)均与控制模块30连接。
本实施例中，上述OLED像素单元20包括有机发光二极管oled及用于驱动有机发光二极管oled的像素驱动单元21。其中，所述像素驱动单元21包括第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2及充电电容C1。具体地，第一NMOS管Q1的栅极与扫描线ScanLine连接，第一NMOS管Q1的漏极与数据线DataLine连接，第一NMOS管Q1的源极分别与充电电容C1的第一端及第二NMOS管Q2的栅极连接；充电电容C1的第二端接地；第二NMOS管Q2的漏极与电源线PowerLine连接，第二NMOS管Q2的源极与有机发光二极管oled的阳极连接；有机发光二极管oled的阴极接地；
本实施例中，所述控制模块30包括供电电源输入端VDD、主控单元31及开关单元32。其中，开关单元32的一端与各所述电源线PowerLine连接，所述开关单元32的另一端与所述供电电源输入端VDD连接，所述开关单元32的控制端与所述主控单元31连接。
本实施例中，所述主控单元31输出相应的开关控制信号至所述开关单元32的控制端，所述开关单元32根据接收到的所述开关控制信号控制所述供电电源输入端VDD与各所述电源线PowerLine的连通与断开状态，进而控制各所述OLED像素单元20的发光时间。
开关单元32包括与所述电源线PowerLine一一对应连接的电子开关。由于本实施例包括1080行OLED像素单元，即对应1080条电源线PowerLine，即本实施例中开关单元32包括1080个电子开关。其中，电子开关SW1的一端与所述电源线PowerLine1连接，电子开关SW1的另一端与所述供电电源输入端VDD连接；电子开关SW2的一端与所述电源线PowerLine2连接，电子开关SW2的另一端与所述供电电源输入端VDD连接；电子开关SW1080的一端与所述电源线PowerLine1080连接，电子开关SW1080的另一端与所述供电电源输入端VDD连接(电子开关SW3至电子开关SW1079，图未示)；各电子开关(即电子开关SW1至电子开关SW1080)的控制端与所述主控单元31的控制信号输出端一一对应连接。本实施例中，主控单元31为单片机MCU，各电子开关的控制端与单片机MCU的I/O口一一对应连接。具体地，电子开关SW1的控制端与单片机MCU的I/O1口连接，电子开关SW2的控制端与单片机MCU的I/O2口连接，电子开关SW1080的控制端与单片机MCU的I/O1080口连接。
本实施例OLED像素驱动电路和图1所示现有技术中AM-OLED电视机的OLED像素保持型驱动电路的不同点是：本实施例OLED像素驱动电路中的所有OLED像素单元的电源线并不是连接在一起的，而是同一行的OLED像素单元的电源线连接在一起，而不同行的OLED像素单元的电源线各自独立。
本实施例中的上述控制模块30的工作原理为：单片机MCU通过I/O口输出开关控制信号，通过开关单元32，控制供电电源输入端VDD与电源线PowerLine1至电源线PowerLine1080的连通与断开，实现供电电源输入端VDD对本实施例OLED像素驱动电路中各OLED像素单元中的有机发光二极管oled的供电。具体地，单片机MCU的各I/O口输出的控制信号的相位差Δt及脉宽T可调，其中，相位差Δt＞0，脉宽T＜帧周期TV，并且，脉宽T的大小，决定了OLED像素单元中的有机发光二极管oled在一个帧周期内的发光时间，即决定了OLED像素单元中的有机发光二极管oled在一个帧周期内处于发光状态的保持时间(即脉宽T＝保持时间t)。本实施例中，通过控制模块30输出相应的控制信号对各行OLED像素单元中的有机发光二极管oled的发光状态分别进行控制，可实现类似CRT电视机的发光特性。若脉宽T＝3ms左右(即保持时间t＝3左右)，则可以实现完全等同于CRT电视机的发光特色(CRT电视机的发光特性是某一个像素的荧光粉被激发后，该像素在一个帧周期内从被激发到完全不发光，仅3ms左右)，从而实现了改善AM-OLED电视机在重现运动画面时的拖尾模糊效应的目的。
图4是本发明OLED像素驱动电路一实施例的驱动时序图。一并参照图3和图4，Hsync为单片机MCU的行扫描同步信号sync，IO1为单片机MCU的I/O1口输出的控制信号，IO2为单片机MCU的I/O2口输出的控制信号，IO1080为单片机MCU的I/O1080口输出的控制信号(单片机MCU的I/O3口至I/O1079口输出的控制信号，图未示)；PowerL1为第1行OLED像素单元的电源线PowerLine1的供电信号，PowerL2为第2行OLED像素单元的电源线PowerLine2的供电信号，PowerL1080为第1080行OLED像素单元的电源线PowerLine1080的供电信号(第3行至第1079行OLED像素单元的电源线的供电信号，图未示)；Δt为单片机MCU的各I/O口输出的控制信号的相位差；T为单片机MCU的各I/O口输出的控制信号的脉宽。
图5是本发明OLED像素驱动电路中单个OLED像素单元的扫描驱动波形图。一并参照图3和图5，VScan为图3中扫描线ScanLine1的扫描信号，VData为图3中数据线DataLine1的图像数据信号，PowerL1为图3中电源线PowerLine1的供电信号，Ioled为图3中有机发光二极管oled的电流信号，TV为帧周期，T为单片机MCU的各I/O口输出的控制信号的脉宽。当扫描线ScanLine1的扫描信号VScan到来且为高电平时，第一NMOS管Q1导通，此时数据线DataLine1的图像数据信号VData通过第一NMOS管Q1给充电电容C1充电，当充电电容C1的电压达到第二NMOS管Q2的开启电压时，第二NMOS管Q2导通，当第二NMOS管Q2导通且所述供电电源输入端VDD与所述电源线PowerLine1为连通状态时(即单片机MCU的I/O1口输出的控制信号为高电平时，也即所述电子开关SW1为闭合状态时)，所述供电电源输入端VDD的供电电压经电源线PowerLine1，通过第二NMOS管Q2加到有机发光二极管oled的阳极(对应电源线PowerLine1的供电信号PowerL1为高电平时)，使得有机发光二极管oled中有电流Ioled流过，从而使得有机发光二极管Ioled发光工作。经过时间T(T为单片机MCU输出的控制信号的脉宽T，脉宽T＜帧周期TV)后，电源线PowerLine1的供电信号PowerL1为低电平时(即单片机MCU的I/O1口输出的控制信号为低电平时)，供电电源输入端VDD的供电电压不能通过第二NMOS管Q2加到有机发光二极管oled上，从而使得有机发光二极管oled不发光。即本实施例OLED像素驱动电路中各OLED像素单元中的有机发光二极管oled的发光时间(也即所述OLED像素单元的发光时间)由单片机MCU输出的控制信号的脉宽T(脉宽T＜帧周期TV)决定，即本实施例OLED像素驱动电路相对于现有技术中OLED像素保持型驱动电路，有机发光二极管oled的发光保持时间由原来的帧周期TV减小为T(T＜帧周期TV)。同时，由于在一个帧周期TV内，有机发光二极管oled在(TV-T)的时间内是不消耗电能的，因此，本实施例OLED像素驱动电路还实现了节能的目的。
另外，本实施例OLED像素驱动电路，通过对图3中单片机MCU输出的控制信号的相位差Δt及脉宽T进行适当的调整，将图3所示OLED像素驱动电路的OLED像素单元按行分成多个区域进行扫描驱动，便可以实现相当于TFTLCD电视机的多区域背光扫描功能(属于现有技术，此处不再赘述)。本实施例中以分成八个区域为例来说明，具体地，将1到1080行，每135行的相位差Δt设置成Δt＝0，每135行的脉宽T(即上述保持时间t)设置为相同，即图3中单片机MCU输出的控制信号IO1至IO135相同，单片机MCU输出的控制信号IO136至IO270相同，单片机MCU输出的控制信号IO946至IO1080相同；电源线PowerLine1至PowerLine135的供电信号相同(也即PowerL1至PowerL135相同)，电源线PowerLine136至PowerLine270的供电信号相同(也即PowerL136至PowerL270相同)，电源线PowerLine946至PowerLine1080的供电信号相同(也即PowerL946至PowerL1080相同)。图6是本发明OLED像素驱动电路的八区域扫描驱动时序图，本实施例OLED像素驱动电路按照图6所示的八区域扫描驱动时序图对各区域的OLED像素单元进行扫描驱动，同样可以达到改善重现运动画面时的拖尾模糊效应的目的。
本实施例提供的OLED像素驱动电路，通过控制模块中的单片机MCU的I/O口输出相应的开关控制信号至各电子开关的控制端，从而控制供电电源输入端与各行OLED像素单元的电源线的连通与断开，进而实现供电电源输入端对各行OLED像素单元的供电，使得各OLED像素单元中的有机发光二极管oled的发光保持时间由原来的帧周期Tv减小为T(T＜帧周期TV)，从而极大地改善了AM-OLED电视机在重现运动画面时的拖尾模糊效应；同时，本实施例OLED像素驱动电路还具有结构简单及易实现的优点。
本发明还提供一种电视机，该电视机包括OLED像素驱动电路，该OLED像素驱动电路的电路结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的电视机采用了上述OLED像素驱动电路的技术方案，因此该电视机具有上述OLED像素驱动电路所有的有益效果。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种OLED像素驱动电路，其特征在于，包括呈矩阵设置的若干OLED像素单元、与每一行所述OLED像素单元对应连接的扫描线、与每一列所述OLED像素单元对应连接的数据线、与每一行所述OLED像素单元对应连接的电源线、及分别与各所述电源线连接的用于分别对各所述OLED像素单元的发光时间进行控制的控制模块。
2.如权利要求1所述的OLED像素驱动电路，其特征在于，所述控制模块包括供电电源输入端、主控单元及开关单元；其中，
所述开关单元的一端与各所述电源线连接，所述开关单元的另一端与所述供电电源输入端连接，所述开关单元的控制端与所述主控单元连接；
所述主控单元输出开关控制信号至所述开关单元的控制端，所述开关单元根据所述开关控制信号控制所述供电电源输入端与各所述电源线的连通与断开状态，进而控制各所述OLED像素单元的发光时间。
3.如权利要求2所述的OLED像素驱动电路，其特征在于，所述开关单元包括与所述电源线一一对应连接的电子开关，所述电子开关的一端与一所述电源线连接，所述电子开关的另一端与所述供电电源输入端连接，所述电子开关的控制端与所述主控单元的控制信号输出端一一对应连接。
4.如权利要求2所述的OLED像素驱动电路，其特征在于，所述控制各所述OLED像素单元的发光时间包括：所述主控单元输出的开关控制信号的脉宽T小于所述OLED像素驱动电路帧周期TV。
5.如权利要求4所述的OLED像素驱动电路，其特征在于，所述OLED像素单元包括OLED及用于驱动所述OLED的像素驱动单元；所述像素驱动单元包括第一NMOS管、第二NMOS管及充电电容；其中，所述第一NMOS管的栅极与所述扫描线连接，所述第一NMOS管的漏极与所述数据线连接，所述第一NMOS管的源极分别与所述充电电容的第一端及所述第二NMOS管的栅极连接；所述充电电容的第二端接地；所述第二NMOS管的漏极与所述电源线连接，所述第二NMOS管的源极与所述OLED的阳极连接；所述OLED的阴极接地；
当所述扫描线的扫描信号为高电平时，所述第一NMOS管导通，所述数据线的图像数据信号在所述第一NMOS管导通时对所述充电电容进行充电，当所述充电电容的电压达到所述第二NMOS管的开启电压时，所述第二NMOS管导通，当所述第二NMOS管导通且所述供电电源输入端与所述电源线为连通状态时，所述供电电源输入端的供电电压加到所述OLED的阳极，所述OLED发光工作。
6.如权利要求5所述的OLED像素驱动电路，其特征在于，所述主控单元为单片机。
7.如权利要求6所述的OLED像素驱动电路，其特征在于，所述电子开关的控制端与所述单片机的I/O口一一对应连接。
8.如权利要求1所述的OLED像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动电路包括1920×1080个OLED像素单元。
9.如权利要求1所述的OLED像素驱动电路，其特征在于，所述OLED像素单元按行分成多个区域进行扫描驱动。
10.一种电视机，其特征在于，所述电视机包括权利要求1至9中任一项所述的OLED像素驱动电路。
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