CN105632419B - 液晶显示装置及其有机发光二极管的补偿电路 - Google Patents

液晶显示装置及其有机发光二极管的补偿电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置及其有机发光二极管的补偿电路。该补偿电路至少包括：第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元以及第四开关单元，在第一开关单元关闭，第二开关单元、第三开关单元以及第四开关单元打开时，补偿电路驱动有机发光二极管发光，进而补偿有机发光二极管。通过上述方式，本发明能够避免通过有机发光二极管的电流受到薄膜晶体管的阈值电压产生漂移的影响。

Description

液晶显示装置及其有机发光二极管的补偿电路
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种液晶显示装置及其有机发光二极管的补偿电路。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)是电流发光器件。现有OLED的驱动电路包括两个薄膜晶体管和一个电容，两个薄膜晶体管包括开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，开关薄膜晶体管用于控制数据信号的进入，驱动薄膜晶体管用于控制通过OLED的电流。在相同的数据信号的情况下，驱动薄膜晶体管的阈值电压的正向或负向漂移导致不同的电流通过OLED。
目前薄膜晶体管在使用的过程中均会发生驱动薄膜晶体管的阈值电压漂移的现象，例如氧化物半导体中的照光、源漏电极电压应力作用等因素，以使驱动薄膜晶体管的阈值电压产生漂移，进而通过OLED的电流达不到需求的电流。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种液晶显示装置及其有机发光二极管的补偿电路，以解决上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种有机发光二极管的补偿电路，其耦接有机发光二极管，该补偿电路至少包括：第一开关单元，第一开关单元的第一端耦接第一参考电压，第一开关单元的第二端耦接第一时钟信号；第二开关单元，第二开关单元的第一端耦接第一开关单元的第三端，第二开关单元的第二端耦接预设电压，第二开关单元的第三端耦接有机发光二极管；第三开关单元，第三开关单元的第一端耦接第二参考电压，第三开关单元的第三端耦接有机发光二极管，第三开关单元的第四端耦接第二开关单元的第四端；第四开关单元，第四开关单元的第一端耦接数据信号，第四开关单元的第二端耦接第二时钟信号，第四开关单元的第三端耦接第三开关单元的第二端；在第一开关单元关闭，第二开关单元、第三开关单元以及第四开关单元打开时，补偿电路驱动有机发光二极管发光，进而补偿有机发光二极管。
其中，在有机发光二极管发光时，有机发光二极管的电流满足以下公式：
I＝β*(Vdata-Vpre)2
其中，β为常数；I为有机发光二极管的电流；Vdata为数据信号的电压值；Vpre为预设电压的电压值。
其中，第一开关单元包括第一薄膜晶体管，第一薄膜晶体管的第一端连接第一参考电压，第一薄膜晶体管的第二端连接第一时钟信号；
第二开关单元包括第二薄膜晶体管和第一电容，第二薄膜晶体管的第一端连接第一薄膜晶体管的第三端，第二薄膜晶体管的第二端连接预设电压，第二薄膜晶体管的第三端连接有机发光二极管的正极，第一电容的一端与第二薄膜晶体管的第一端和第四端连接，第一电容的另一端接地。
其中，第三开关单元包括第三薄膜晶体管，第三薄膜晶体管的第一端连接第二参考电压，第三薄膜晶体管的第三端连接有机发光二极管的正极，第三薄膜晶体管的第四端连接第二薄膜晶体管的第四端。
其中，第四开关单元包括第四薄膜晶体管和第二电容，第四薄膜晶体管的第一端连接数据信号，第四薄膜晶体管的第二端连接第二时钟信号，第四薄膜晶体管的第三端连接第三薄膜晶体管的第二端，第二电容的一端与第四薄膜晶体管的第三端和第三薄膜晶体管的第二端连接，第二电容的另一端接地。
其中，第二薄膜晶体管和第三薄膜晶体管均为双栅极薄膜晶体管，第二薄膜晶体管的第二端为双栅极薄膜晶体管的底栅极，第二薄膜晶体管的第四端为双栅极薄膜晶体管的顶栅极，第三薄膜晶体管的第二端为双栅极薄膜晶体管的底栅极，第三薄膜晶体管的第四端为双栅极薄膜晶体管的顶栅极。
其中，补偿电路在预充电时，第一时钟信号为高电平，第二时钟信号为低电平，数据信号为低电平，第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管打开，第四薄膜晶体管关闭。
其中，补偿电路在编程时，第一时钟信号为低电平，第二时钟信号为低电平，数据信号为低电平，第一薄膜晶体管关闭，第二薄膜晶体管打开，第四薄膜晶体管关闭。
其中，补偿电路在驱动发光时，第一时钟信号为低电平，第二时钟信号为高电平，数据信号为高电平，第一薄膜晶体管关闭，第二薄膜晶体管打开，第三薄膜晶体管打开，第四薄膜晶体管打开。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种液晶显示装置，其包括上述补偿电路。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明在第一开关单元关闭，第二开关单元、第三开关单元以及第四开关单元打开时，补偿电路驱动有机发光二极管发光，进而补偿有机发光二极管，避免通过有机发光二极管的电流受到薄膜晶体管的阈值电压产生漂移的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，进一步可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本发明第一实施例的有机发光二极管的补偿电路的电路图；
图2是图1所示的补偿电路的时序图；
图3是本发明第一实施例的液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1所示，图1是本发明第一实施例的有机发光二极管的补偿电路的电路图。本实施例所揭示的补偿电路应用于有机发光二极管，如图1所示，该补偿电路耦接有机发光二极管，补偿电路至少包括：第一开关单元11、第二开关单元12、第三开关单元13以及第四开关单元14。
在本实施例中，第一开关单元11的第一端111耦接第一参考电压Vin，第一开关单元11的第二端112耦接第一时钟信号CK1；第二开关单元12的第一端121耦接第一开关单元11的第三端113，第二开关单元12的第二端122耦接预设电压Vpre，第二开关单元12的第三端123耦接有机发光二极管D；第三开关单元13的第一端131耦接第二参考电压Vdd，第三开关单元13的第三端133耦接有机发光二极管D，第三开关单元13的第四端134耦接第二开关单元12的第四端124；第四开关单元14的第一端141耦接数据信号Data，第四开关单元14的第二端142耦接第二时钟信号CK2，第四开关单元14的第三端143耦接第三开关单元13的第二端132。
其中，在第一开关单元11关闭，第二开关单元12、第三开关单元13以及第四开关单元14打开时，补偿电路驱动有机发光二极管D发光，进而补偿有机发光二极管D。
具体而言，第一开关单元11包括第一薄膜晶体管T1，第一薄膜晶体管11的第一端111连接第一参考电压Vin，第一薄膜晶体管T1的第二端112连接第一时钟信号CK1。
第二开关单元12包括第二薄膜晶体管T2和第一电容C1，第二薄膜晶体管T2的第一端121连接第一薄膜晶体管T1的第三端113，第二薄膜晶体管T2的第二端122连接预设电压Vpre，第二薄膜晶体管T2的第三端123连接有机发光二极管D的正极，第一电容C1的一端与第二薄膜晶体管T2的第一端121和第四端124连接，第一电容C1的另一端接地。
第三开关单元13包括第三薄膜晶体管T3，第三薄膜晶体管T3的第一端131连接第二参考电压Vdd，第三薄膜晶体管T3的第三端133连接有机发光二极管D的正极，第三薄膜晶体管T3的第四端134连接第二薄膜晶体管T2的第四端124。
第四开关单元14包括第四薄膜晶体管T4和第二电容C2，第四薄膜晶体管T4的第一端111连接数据信号Data，第四薄膜晶体管T4的第二端142连接第二时钟信号CK2，第四薄膜晶体管T4的第三端143连接第三薄膜晶体管T3的第二端132，第二电容C2的一端与第四薄膜晶体管T4的第三端143和第三薄膜晶体管T3的第二端132连接，第二电容C2的另一端接地，第二电容C2用于对数据信号Data进行滤波处理。
优选地，第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3均为双栅极薄膜晶体管。其中，第二薄膜晶体管T2的第一端121为双栅极薄膜晶体管的漏极，第二薄膜晶体管T2的第二端122为双栅极薄膜晶体管的底栅极BG，第二薄膜晶体管T2的第三端123为双栅极薄膜晶体管的源极，第二薄膜晶体管T2的第四端124为双栅极薄膜晶体管的顶栅极TG；第三薄膜晶体管T3的第一端131为双栅极薄膜晶体管的漏极，第三薄膜晶体管T3的第二端132为双栅极薄膜晶体管的底栅极BG，第三薄膜晶体管T3的第三端133为双栅极薄膜晶体管的源极，第三薄膜晶体管T3的第四端134为双栅极薄膜晶体管的顶栅极TG。第一薄膜晶体管T1的第一端111为漏极，第一薄膜晶体管T1的第二端112为栅极，第一薄膜晶体管T1的第三端113为源极；第四薄膜晶体管T4的第一端141为漏极，第四薄膜晶体管T4的第二端142为栅极，第四薄膜晶体管T4的第三端143为源极。
请一并参见图2，根据图2所示的时序图详细描述本实施例的补偿电路的工作原理。
其中，补偿电路对有机发光二极管D进行补偿包括三个部分，分别为补偿电路对有机发光二极管D进行预充电、补偿电路对有机发光二极管D进行编程以及补偿电路对有机发光二极管D进行驱动发光。
当补偿电路对有机发光二极管D进行预充电时，如图2中的T1-T2区间，第一时钟信号CK1为高电平，第二时钟信号CK2为低电平，数据信号Data为低电平。第一薄膜晶体管T1打开，第四薄膜晶体管T4关闭；第二薄膜晶体管T2的第二端的电压Vbg2为预设电压Vpre，第一薄膜晶体管T1的第一端111和第三端113连接，第二薄膜晶体管T2的第一端121和第四端124连接，此时第二薄膜晶体管T2的第四端124的电压Vtg2为第一参考电压Vin，第三薄膜晶体管T3的第四端134的电压Vtg3也为第一参考电压Vin；第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3打开，有机发光二极管D发光。由于预充电的时间T1-T2为几微秒，而有机发光二极管D驱动发光的时间为十几毫秒，因此有机发光二极管D在预充电时发光对有机发光二极管D驱动发光的影响非常小。
当补偿电路对有机发光二极管D进行编程时，如图2中的T2-T3区间，第一时钟信号CK1为低电平，第二时钟信号CK2为低电平，数据信号Data为低电平。第一薄膜晶体管T1关闭，第四薄膜晶体管T4关闭；第二薄膜晶体管T2的第一端121和第四端124连接，第二薄膜晶体管T2第四端124的电压Vtg2为Vin，第二薄膜晶体管T2的阈值电压Vth_t2非常小，第二薄膜晶体管T2打开。随着第二薄膜晶体管T2第四端124的电压Vtg2不断减小，第二薄膜晶体管T2的阈值电压Vth_t2不断上升，直到Vbg2-Vs＝Vth_t2时，第二薄膜晶体管T2第四端124的电压Vtg2不再变化，其中Vs为第二薄膜晶体管T2的第三端123的电压。第二薄膜晶体管T2的第四端124的电压Vtg2存储在第一电容C1中，第二薄膜晶体管T2的阈值电压Vth_t2＝Vbg2-Vs＝Vpre-Voled。由于第二薄膜晶体管T2的第四端124与第三薄膜晶体管T3的第四端134连接并且第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3为镜像薄膜晶体管，因此第三薄膜晶体管T3的阈值电压Vth_t3＝Vth_t2＝Vpre-Voled，第四薄膜晶体管T4打开。由于编程的时间T2-T3为十几微秒，而有机发光二极管D驱动发光的时间为十几毫秒，因此有机发光二极管D在编程时发光对有机发光二极管D驱动发光的影响非常小。
当补偿电路对有机发光二极管D进行驱动发光时，如图2中的大于T3，第一时钟信号CK1为低电平，第二时钟信号CK2为高电平，数据信号Data为高电平。第一薄膜晶体管T1关闭，第二薄膜晶体管T2打开，第三薄膜晶体管T3打开，第四薄膜晶体管T4打开。由于在进行编程时，第二薄膜晶体管T2的第四端124的电压Vtg2由第一电容C1维持，进而保证第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3的阈值电压为Vpre-Voled。第三薄膜晶体管T3的第二端132输入预设电压Data，根据薄膜晶体管的电流公式可得：
I＝β(Vbg3-Vth_t3-Vs)2 (1)
其中，β为常数；Vbg3为第四薄膜晶体管T3的第二端132的电压Vdata，将第三薄膜晶体管T3的阈值电压为Vpre-Voled代入公式(1)可得：
I＝β[Vdata-(Vpre-Voled)-Voled]2＝β(Vdata-Vpre)2 (2)
根据公式(2)可知，有机发光二极管D的电流仅仅与数据信号Data和预设电压Vpre相关，在数据信号Data和预设电压Vpre不变时，以使有机发光二极管D的电流保持稳定，能够避免通过有机发光二极管D的电流受到薄膜晶体管的阈值电压产生漂移的影响。
本发明还提供一种液晶显示装置，如图3所示，本实施所揭示的液晶显示装置包括：背光模组31和设置在背光模组31的出光面上的显示面板32，其中背光模组31包括上述实施例所描述的有机发光二极管D，该有机发光二极管D用于为背光模组31提供光源，背光模组31进一步包括上述实施例所描述的补偿电路，在此不再赘述。
本实施例所揭示的液晶显示装置的有机发光二极管D的电流保持稳定，能够避免通过有机发光二极管D的电流受到薄膜晶体管的阈值电压产生漂移的影响，实现显示面板32的均匀发光。
综上所述，本发明在第一开关单元关闭，第二开关单元、第三开关单元以及第四开关单元打开时，补偿电路驱动有机发光二极管发光，进而补偿有机发光二极管，避免通过有机发光二极管的电流受到薄膜晶体管的阈值电压产生漂移的影响。
以上所述仅为本发明的实施例，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。
以上所述仅为本发明的实施例，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)

1.一种有机发光二极管的补偿电路，其特征在于，所述补偿电路耦接所述有机发光二极管，所述补偿电路至少包括：
第一开关单元，所述第一开关单元的第一端耦接第一参考电压，所述第一开关单元的第二端耦接第一时钟信号；
第二开关单元，所述第二开关单元的第一端耦接所述第一开关单元的第三端，所述第二开关单元的第二端耦接预设电压，所述第二开关单元的第三端耦接所述有机发光二极管；
第三开关单元，所述第三开关单元的第一端耦接第二参考电压，所述第三开关单元的第三端耦接所述有机发光二极管，所述第三开关单元的第四端耦接所述第二开关单元的第四端；
第四开关单元，所述第四开关单元的第一端耦接数据信号，所述第四开关单元的第二端耦接第二时钟信号，所述第四开关单元的第三端耦接所述第三开关单元的第二端；
在所述第一开关单元关闭，所述第二开关单元、第三开关单元以及第四开关单元打开时，所述补偿电路驱动所述有机发光二极管发光，进而补偿所述有机发光二极管。
2.根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于，在所述有机发光二极管发光时，所述有机发光二极管的电流满足以下公式：
I＝β*(Vdata-Vpre)2
其中，β为常数；I为所述有机发光二极管的电流；Vdata为所述数据信号的电压值；Vpre为所述预设电压的电压值。
3.根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于，所述第一开关单元包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的第一端连接所述第一参考电压，所述第一薄膜晶体管的第二端连接所述第一时钟信号；
所述第二开关单元包括第二薄膜晶体管和第一电容，所述第二薄膜晶体管的第一端连接所述第一薄膜晶体管的第三端，所述第二薄膜晶体管的第二端连接所述预设电压，所述第二薄膜晶体管的第三端连接所述有机发光二极管的正极，所述第一电容的一端与所述第二薄膜晶体管的第一端和第四端连接，所述第一电容的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的补偿电路，其特征在于，所述第三开关单元包括第三薄膜晶体管，所述第三薄膜晶体管的第一端连接所述第二参考电压，所述第三薄膜晶体管的第三端连接所述有机发光二极管的正极，所述第三薄膜晶体管的第四端连接所述第二薄膜晶体管的第四端。
5.根据权利要求4所述的补偿电路，其特征在于，所述第四开关单元包括第四薄膜晶体管和第二电容，所述第四薄膜晶体管的第一端连接所述数据信号，所述第四薄膜晶体管的第二端连接所述第二时钟信号，所述第四薄膜晶体管的第三端连接所述第三薄膜晶体管的第二端，所述第二电容的一端与所述第四薄膜晶体管的第三端和所述第三薄膜晶体管的第二端连接，所述第二电容的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的补偿电路，其特征在于，所述第二薄膜晶体管和所述第三薄膜晶体管均为双栅极薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的第二端为所述双栅极薄膜晶体管的底栅极，所述第二薄膜晶体管的第四端为所述双栅极薄膜晶体管的顶栅极，所述第三薄膜晶体管的第二端为所述双栅极薄膜晶体管的底栅极，所述第三薄膜晶体管的第四端为所述双栅极薄膜晶体管的顶栅极。
7.根据权利要求6所述的补偿电路，其特征在于，所述补偿电路在预充电时，所述第一时钟信号为高电平，所述第二时钟信号为低电平，所述数据信号为低电平，所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管打开，所述第四薄膜晶体管关闭。
8.根据权利要求6所述的补偿电路，其特征在于，所述补偿电路在编程时，所述第一时钟信号为低电平，所述第二时钟信号为低电平，所述数据信号为低电平，所述第一薄膜晶体管关闭，所述第二薄膜晶体管打开，所述第四薄膜晶体管关闭。
9.根据权利要求6所述的补偿电路，其特征在于，所述补偿电路在驱动发光时，所述第一时钟信号为低电平，所述第二时钟信号为高电平，所述数据信号为高电平，所述第一薄膜晶体管关闭，所述第二薄膜晶体管打开，所述第三薄膜晶体管打开，所述第四薄膜晶体管打开。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置包括如权利要求1-9任意一项所述的补偿电路。
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