CN105528996B - 像素补偿电路、方法、扫描驱动电路及平面显示装置 - Google Patents

像素补偿电路、方法、扫描驱动电路及平面显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种像素补偿电路、方法、扫描驱动电路及平面显示装置。像素补偿电路包括第一可控开关的控制端连第一扫描线，第一端连数据线以接收数据电压；第一可控开关的第二端经存储电容连驱动开关的控制端，驱动开关的第一端连接电压端；第二可控开关的控制端连第二扫描线，第一端连驱动开关的控制端，第二端连驱动开关的第二端；第三可控开关的控制端连第三扫描线，第一端连驱动开关的第二端；有机发光二极管阳极连第三可控开关的第二端，阴极接地，以避免阈值电压漂移造成有机发光二极管的电流不稳定，以此实现面板亮度显示均匀。

Description

像素补偿电路、方法、扫描驱动电路及平面显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种像素补偿电路、方法、扫描驱动电路及平面显示装置。
背景技术
目前的有机发光二极管(Organic Light Emitting diode，OLED)显示器具有体积小、结构简单、自主发光、亮度高、可视角度大、响应时间短等优点，吸引了广泛的注意。
现有的有机发光二极管显示器中有一个晶体管作为驱动晶体管用于控制通过有机发光二极管OLED的电流，因此驱动晶体管的阈值电压的重要性便十分明显，所述阈值电压的正向或负向漂移都会使得在相同数据信号下有不同的电流通过有机发光二极管，目前的晶体管在使用过程中如氧化物半导体中的照光、源漏电极电压应力作用等因素，都可能导致阈值电压漂移，造成通过有机发光二极管的电流不稳定，进而引起面板亮度显示不均匀。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种像素补偿电路、方法、扫描驱动电路及平面显示装置，以避免阈值电压漂移造成有机发光二极管的电流不稳定，以此实现面板亮度显示均匀。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种像素补偿电路，包括：
第一可控开关，所述的第一可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第一可控开关的控制端连接一第一扫描线，所述第一可控开关的第一端连接一数据线以从所述数据线接收一数据电压；
存储电容，所述存储电容包括第一端及第二端，所述存储电容的第一端连接所述第一可控开关的第二端；
驱动开关，所述驱动开关包括控制端、第一端及第二端，所述驱动开关的控制端连接所述存储电容的第二端，所述驱动开关的第一端连接一电压端；
第二可控开关，所述第二可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第二可控开关的控制端连接一第二扫描线，所述第二可控开关的第一端连接所述驱动开关的控制端，所述第二可控开关的第二端连接所述驱动开关的第二端；
第三可控开关，所述第三可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第三可控开关的控制端连接一第三扫描线，所述第三可控开关的第一端连接所述驱动开关的第二端；及
有机发光二极管，所述有机发光二极管包括阳极及阴极，所述有机发光二极管的阳极连接所述第三可控开关的第二端，所述有机发光二极管的阴极接地。
其中，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关均为NMOS型薄膜晶体管或均为PMOS型薄膜晶体管或为NMOS型薄膜晶体管与PMOS型薄膜晶体管组合，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关的控制端、第一端及第二端分别对应所述薄膜晶体管的栅极、漏极及源极。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种像素补偿方法，包括：
在重置阶段，驱动开关、第一至第三可控开关均导通，存储电容两端电压重置，所述存储电容的第一端的电压Va等于一参考电压Vref，所述存储电容的第二端的电压Vb等于电压端输出的电压VDD与所述驱动开关的阈值电压Vth之和；
在样本阶段，所述驱动开关、所述第一及第二可控开关均导通，所述第三可控开关截止，所述存储电容被充电，所述存储电容的第一端的电压Va等于数据线输出的数据电压Vdata，所述存储电容的第二端的电压Vb等于所述电压端输出的电压VDD与所述驱动开关的阈值电压Vth之和；
在获取阶段，所述驱动开关导通，所述第一至第三可控开关均截止，所述存储电容两端的电压维持在样本阶段；
在驱动发光阶段，所述第二可控开关均截止，所述驱动开关、所述第一及第三可控开关均导通，所述存储电容的第一端的电压Va等于所述参考电压Vref，因为所述存储电容的耦合作用，所述存储电容的第二端的电压Vb＝VDD+Vth+Vref-Vdata，所述驱动开关的控制端与第二端间的电压Vgs＝Vb-VDD＝Vref-Vdata+Vth，因此通过所述驱动开关的电流I＝K(Vgs-Vth)2＝K(Vref-Vdata)2，其中K为系数。
其中，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关均为NMOS型薄膜晶体管或均为PMOS型薄膜晶体管或为NMOS型薄膜晶体管与PMOS型薄膜晶体管组合，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关的控制端、第一端及第二端分别对应所述薄膜晶体管的栅极、漏极及源极。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种扫描驱动电路，所述扫描驱动电路包括像素补偿电路，所述像素补偿电路包括：
第一可控开关，所述的第一可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第一可控开关的控制端连接一第一扫描线，所述第一可控开关的第一端连接一数据线；
存储电容，所述存储电容包括第一端及第二端，所述存储电容的第一端连接所述第一可控开关的第二端；
驱动开关，所述驱动开关包括控制端、第一端及第二端，所述驱动开关的控制端连接所述存储电容的第二端，所述驱动开关的第一端连接一电压端；
第二可控开关，所述第二可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第二可控开关的控制端连接一第二扫描线，所述第二可控开关的第一端连接所述驱动开关的控制端，所述第二可控开关的第二端连接所述驱动开关的第二端；
第三可控开关，所述第三可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第三可控开关的控制端连接一第三扫描线，所述第三可控开关的第一端连接所述驱动开关的第二端；及
有机发光二极管，所述有机发光二极管包括阳极及阴极，所述有机发光二极管的阳极连接所述第三可控开关的第二端，所述有机发光二极管的阴极接地。
其中，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关均为NMOS型薄膜晶体管或均为PMOS型薄膜晶体管或为NMOS型薄膜晶体管与PMOS型薄膜晶体管组合，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关的控制端、第一端及第二端分别对应所述薄膜晶体管的栅极、漏极及源极。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种平面显示装置，所述平面显示装置包括像素补偿电路，所述像素补偿电路包括：
第一可控开关，所述的第一可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第一可控开关的控制端连接一第一扫描线，所述第一可控开关的第一端连接一数据线；
存储电容，所述存储电容包括第一端及第二端，所述存储电容的第一端连接所述第一可控开关的第二端；
驱动开关，所述驱动开关包括控制端、第一端及第二端，所述驱动开关的控制端连接所述存储电容的第二端，所述驱动开关的第一端连接一电压端；
第二可控开关，所述第二可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第二可控开关的控制端连接一第二扫描线，所述第二可控开关的第一端连接所述驱动开关的控制端，所述第二可控开关的第二端连接所述驱动开关的第二端；
第三可控开关，所述第三可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第三可控开关的控制端连接一第三扫描线，所述第三可控开关的第一端连接所述驱动开关的第二端；及
有机发光二极管，所述有机发光二极管包括阳极及阴极，所述有机发光二极管的阳极连接所述第三可控开关的第二端，所述有机发光二极管的阴极接地。
其中，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关均为NMOS型薄膜晶体管或均为PMOS型薄膜晶体管或为NMOS型薄膜晶体管与PMOS型薄膜晶体管组合，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关的控制端、第一端及第二端分别对应所述薄膜晶体管的栅极、漏极及源极。
其中，所述平面显示装置为OLED或LCD。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的所述像素补偿电路及方法通过组合使用多个薄膜晶体管来作用驱动晶体管，以此来避免所述驱动晶体管的阈值电压漂移造成所述有机发光二极管的电流不稳定，以此实现面板亮度显示均匀。
附图说明
图1是本发明的像素补偿电路的结构示意图；
图2是本发明的像素补偿电路的波形图；
图3是本发明的像素补偿电路的模拟结果图；
图4是本发明的扫描驱动电路的示意图；
图5是本发明的平面显示装置的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，是本发明的像素补偿电路的结构示意图。如图1所示，本发明的像素补偿电路包括第一可控开关T1，所述的第一可控开关T1包括控制端、第一端及第二端，所述第一可控开关T1的控制端连接一第一扫描线S2，所述第一可控开关T1的第一端连接一数据线Data以从所述数据线Data接收一数据电压Vdata；
存储电容C1，所述存储电容C1包括第一端及第二端，所述存储电容C1的第一端连接所述第一可控开关T1的第二端；
驱动开关T0，所述驱动开关T0包括控制端、第一端及第二端，所述驱动开关T0的控制端连接所述存储电容C1的第二端，所述驱动开关T0的第一端连接一电压端VDD1；
第二可控开关T2，所述第二可控开关T2包括控制端、第一端及第二端，所述第二可控开关T2的控制端连接一第二扫描线S1，所述第二可控开关T2的第一端连接所述驱动开关T0的控制端，所述第二可控开关T2的第二端连接所述驱动开关T0的第二端；
第三可控开关T3，所述第三可控开关T3包括控制端、第一端及第二端，所述第三可控开关T3的控制端连接一第三扫描线S3，所述第三可控开关T3的第一端连接所述驱动开关T0的第二端；及
有机发光二极管D1，所述有机发光二极管D1包括阳极及阴极，所述有机发光二极管D1的阳极连接所述第三可控开关T3的第二端，所述有机发光二极管D1的阴极接地。
在本实施例中，所述驱动开关T0、所述第一可控开关至所述第三可控开关T1-T3均为NMOS型薄膜晶体管或均为PMOS型薄膜晶体管或为NMOS型薄膜晶体管与PMOS型薄膜晶体管组合，所述驱动开关T0、第一可控开关T1至所述第三可控开关T3的控制端、第一端及第二端分别对应所述薄膜晶体管的栅极、漏极及源极。
请参阅图2，是本发明上述实施例的所述像素补偿电路的波形图。图3是本发明上述实施例的所述像素补偿电路的模拟结果图。根据图1至图3获得所述像素补偿电路的工作原理如下(即所述像素补偿方法)：
在重置阶段，驱动开关T0、第一至第三可控开关T1-T3均导通，存储电容C1两端电压重置，所述存储电容C1的第一端的电压Va等于一参考电压Vref，所述存储电容C1的第二端的电压Vb等于电压端VDD1输出的电压VDD与所述驱动开关T0的阈值电压Vth之和；
在样本阶段，所述驱动开关T0、所述第一及第二可控开关T1及T2均导通，所述第三可控开关T3截止，所述存储电容C1被充电，所述存储电容C1的第一端的电压Va等于数据线Data输出的数据电压Vdata，所述存储电容C1的第二端的电压Vb等于所述电压端VDD1输出的电压VDD与所述驱动开关T0的阈值电压Vth之和；
在获取阶段，所述驱动开关T0导通，所述第一至第三可控开关T1-T3均截止，所述存储电容C1两端的电压维持在样本阶段；
在驱动发光阶段，所述第二可控开关T2均截止，所述驱动开关T0、所述第一及第三可控开关T1及T3均导通，所述存储电容C1的第一端的电压Va等于所述参考电压Vref，因为所述存储电容C1的耦合作用，所述存储电容C1的第二端的电压Vb满足如下关系：
Vb＝VDD+Vth+Vref-Vdata (公式1)
所述驱动开关T0的控制端与第二端间的电压Vgs满足如下关系：
Vgs＝Vb-VDD＝Vref-Vdata+Vth (公式2)
因此通过所述驱动开关T0的电流I满足如下关系：
I＝K(Vgs-Vth)2＝K(Vref-Vdata)2 (公式3)
其中K为系数且满足如下关系：
K＝μCoxW/(2/*L) (公式4)
其中，μ为电子迁移率，Cox为单位面积的薄膜晶体管绝缘层电容；L及W分别为所述驱动开关T0的有效沟道长度及宽度。
由上述公式3及4并结合如下所示的表1可以看出，通过所述有机发光二极管D1的电流与所述驱动开关T0的阈值电压Vth无关。
表1
因此，所述像素补偿电路避免了所述驱动开关T0的阈值电压Vth漂移造成所述有机发光二极管D1的电流不稳定，以此实现面板亮度显示均匀。
请参阅图4，为本发明一种扫描驱动电路的示意图。所述扫描驱动电路中包括所述像素补偿电路，用于避免所述扫描驱动电路中的驱动晶体管发生阈值电压漂移，从而造成面板亮度显示不均匀。
请参阅图5，为本发明一种平面显示装置的示意图。所述平面显示装置例如可为OLED或LCD，其包括前述的扫描驱动电路及像素补偿电路，所述具有像素补偿电路的扫描驱动电路设置在所述平面显示装置的周边，例如设置在平面显示装置的两端。
所述像素补偿电路及方法通过组合使用多个薄膜晶体管来作用驱动晶体管，以此来避免所述驱动晶体管的阈值电压漂移造成所述有机发光二极管的电流不稳定，以此实现面板亮度显示均匀。
以上所述仅为本发明的实施方式，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 (7)

1.一种像素补偿电路，其特征在于，所述像素补偿电路包括：
第一可控开关，所述的第一可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第一可控开关的控制端连接一第一扫描线，所述第一可控开关的第一端连接一数据线以从所述数据线接收一数据电压；
存储电容，所述存储电容包括第一端及第二端，所述存储电容的第一端连接所述第一可控开关的第二端；
驱动开关，所述驱动开关包括控制端、第一端及第二端，所述驱动开关的控制端连接所述存储电容的第二端，所述驱动开关的第一端连接一电压端；
第二可控开关，所述第二可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第二可控开关的控制端连接一第二扫描线，所述第二可控开关的第一端连接所述驱动开关的控制端，所述第二可控开关的第二端连接所述驱动开关的第二端；
第三可控开关，所述第三可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第三可控开关的控制端连接一第三扫描线，所述第三可控开关的第一端连接所述驱动开关的第二端；及
有机发光二极管，所述有机发光二极管包括阳极及阴极，所述有机发光二极管的阳极连接所述第三可控开关的第二端，所述有机发光二极管的阴极接地；
在重置阶段，所述驱动开关、所述第一至第三可控开关均导通，所述存储电容两端电压重置，所述存储电容的第一端的电压Va等于一参考电压Vref，所述存储电容的第二端的电压Vb等于电压端输出的电压VDD与所述驱动开关的阈值电压Vth之和；
在样本阶段，所述驱动开关、所述第一及第二可控开关均导通，所述第三可控开关截止，所述存储电容被充电，所述存储电容的第一端的电压Va等于数据线输出的数据电压Vdata，所述存储电容的第二端的电压Vb等于所述电压端输出的电压VDD与所述驱动开关的阈值电压Vth之和；
在获取阶段，所述驱动开关导通，所述第一至第三可控开关均截止，所述存储电容两端的电压维持在样本阶段；
在驱动发光阶段，所述第二可控开关均截止，所述驱动开关、所述第一及第三可控开关均导通，所述存储电容的第一端的电压Va等于所述参考电压Vref，因为所述存储电容的耦合作用，所述存储电容的第二端的电压Vb＝VDD+Vth+Vref-Vdata，所述驱动开关的控制端与第二端间的电压Vgs＝Vb-VDD＝Vref-Vdata+Vth，因此通过所述驱动开关的电流I＝K(Vgs-Vth)2＝K(Vref-Vdata)2，其中K为系数。
2.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关均为NMOS型薄膜晶体管或均为PMOS型薄膜晶体管或为NMOS型薄膜晶体管与PMOS型薄膜晶体管组合，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关的控制端、第一端及第二端分别对应所述薄膜晶体管的栅极、漏极及源极。
3.一种扫描驱动电路，其特征在于，所述扫描驱动电路包括像素补偿电路，所述像素补偿电路包括：
第一可控开关，所述的第一可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第一可控开关的控制端连接一第一扫描线，所述第一可控开关的第一端连接一数据线；
存储电容，所述存储电容包括第一端及第二端，所述存储电容的第一端连接所述第一可控开关的第二端；
驱动开关，所述驱动开关包括控制端、第一端及第二端，所述驱动开关的控制端连接所述存储电容的第二端，所述驱动开关的第一端连接一电压端；
第二可控开关，所述第二可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第二可控开关的控制端连接一第二扫描线，所述第二可控开关的第一端连接所述驱动开关的控制端，所述第二可控开关的第二端连接所述驱动开关的第二端；
第三可控开关，所述第三可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第三可控开关的控制端连接一第三扫描线，所述第三可控开关的第一端连接所述驱动开关的第二端；及
有机发光二极管，所述有机发光二极管包括阳极及阴极，所述有机发光二极管的阳极连接所述第三可控开关的第二端，所述有机发光二极管的阴极接地；
在重置阶段，所述驱动开关、所述第一至第三可控开关均导通，所述存储电容两端电压重置，所述存储电容的第一端的电压Va等于一参考电压Vref，所述存储电容的第二端的电压Vb等于电压端输出的电压VDD与所述驱动开关的阈值电压Vth之和；
在样本阶段，所述驱动开关、所述第一及第二可控开关均导通，所述第三可控开关截止，所述存储电容被充电，所述存储电容的第一端的电压Va等于数据线输出的数据电压Vdata，所述存储电容的第二端的电压Vb等于所述电压端输出的电压VDD与所述驱动开关的阈值电压Vth之和；
在获取阶段，所述驱动开关导通，所述第一至第三可控开关均截止，所述存储电容两端的电压维持在样本阶段；
在驱动发光阶段，所述第二可控开关均截止，所述驱动开关、所述第一及第三可控开关均导通，所述存储电容的第一端的电压Va等于所述参考电压Vref，因为所述存储电容的耦合作用，所述存储电容的第二端的电压Vb＝VDD+Vth+Vref-Vdata，所述驱动开关的控制端与第二端间的电压Vgs＝Vb-VDD＝Vref-Vdata+Vth，因此通过所述驱动开关的电流I＝K(Vgs-Vth)2＝K(Vref-Vdata)2，其中K为系数。
4.根据权利要求3所述的扫描驱动电路，其特征在于，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关均为NMOS型薄膜晶体管或均为PMOS型薄膜晶体管或为NMOS型薄膜晶体管与PMOS型薄膜晶体管组合，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关的控制端、第一端及第二端分别对应所述薄膜晶体管的栅极、漏极及源极。
5.一种平面显示装置，其特征在于，所述平面显示装置包括像素补偿电路，所述像素补偿电路包括：
第一可控开关，所述的第一可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第一可控开关的控制端连接一第一扫描线，所述第一可控开关的第一端连接一数据线；
存储电容，所述存储电容包括第一端及第二端，所述存储电容的第一端连接所述第一可控开关的第二端；
驱动开关，所述驱动开关包括控制端、第一端及第二端，所述驱动开关的控制端连接所述存储电容的第二端，所述驱动开关的第一端连接一电压端；
第二可控开关，所述第二可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第二可控开关的控制端连接一第二扫描线，所述第二可控开关的第一端连接所述驱动开关的控制端，所述第二可控开关的第二端连接所述驱动开关的第二端；
第三可控开关，所述第三可控开关包括控制端、第一端及第二端，所述第三可控开关的控制端连接一第三扫描线，所述第三可控开关的第一端连接所述驱动开关的第二端；及
有机发光二极管，所述有机发光二极管包括阳极及阴极，所述有机发光二极管的阳极连接所述第三可控开关的第二端，所述有机发光二极管的阴极接地；
在重置阶段，所述驱动开关、所述第一至第三可控开关均导通，所述存储电容两端电压重置，所述存储电容的第一端的电压Va等于一参考电压Vref，所述存储电容的第二端的电压Vb等于电压端输出的电压VDD与所述驱动开关的阈值电压Vth之和；
在样本阶段，所述驱动开关、所述第一及第二可控开关均导通，所述第三可控开关截止，所述存储电容被充电，所述存储电容的第一端的电压Va等于数据线输出的数据电压Vdata，所述存储电容的第二端的电压Vb等于所述电压端输出的电压VDD与所述驱动开关的阈值电压Vth之和；
在获取阶段，所述驱动开关导通，所述第一至第三可控开关均截止，所述存储电容两端的电压维持在样本阶段；
在驱动发光阶段，所述第二可控开关均截止，所述驱动开关、所述第一及第三可控开关均导通，所述存储电容的第一端的电压Va等于所述参考电压Vref，因为所述存储电容的耦合作用，所述存储电容的第二端的电压Vb＝VDD+Vth+Vref-Vdata，所述驱动开关的控制端与第二端间的电压Vgs＝Vb-VDD＝Vref-Vdata+Vth，因此通过所述驱动开关的电流I＝K(Vgs-Vth)2＝K(Vref-Vdata)2，其中K为系数。
6.根据权利要求5所述的平面显示装置，其特征在于，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关均为NMOS型薄膜晶体管或均为PMOS型薄膜晶体管或为NMOS型薄膜晶体管与PMOS型薄膜晶体管组合，所述驱动开关、所述第一可控开关至所述第三可控开关的控制端、第一端及第二端分别对应所述薄膜晶体管的栅极、漏极及源极。
7.根据权利要求5所述的平面显示装置，其特征在于，所述平面显示装置为OLED或LCD。
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