CN106910463A - 一种amoled驱动电路及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AMOLED驱动电路及显示装置，驱动电路包括：像素电路、数据驱动电路和检测电路；其中像素电路包括数据线和第一开关元件，数据线与第一开关元件耦接；数据驱动电路耦接数据线，用于通过数据线向像素电路提供数据电压信号；检测电路耦接数据线，用于接收数据线反馈的流经第一开关元件的电流并输出，电流用于对第一开关元件的阈值电压进行补偿。通过上述方式，本发明所提供的实施方式能够提高AMOLED显示效果。

Description

一种AMOLED驱动电路及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种AMOLED驱动电路及显示装置。
背景技术
有机发光二极管(OLED)显示装置具有自发光、驱动电压低、发光效率高、响应时间短等优点，被业界公认为是最具有发展潜力的显示装置。
OLED显示装置按照驱动方式可以分为无源矩阵型OLED(Passive Matrix OLED,PMOLED)和有源矩阵型OLED(Active Matrix OLED,AMOLED)两大类。其中，AMOLED具有呈阵列式排布的像素，属于主动显示类型，发光效能高。由于驱动有机发光二极管的薄膜晶体管存在阈值电压偏差，因此AMOLED显示装置通常需要设置检测系统来进行检测。如图1所示，图1为现有的AMOLED驱动电路一实施方式的结构示意图，该AMOLED驱动电路包括数据驱动电路10和检测电路12，其中，数据驱动电路10与数据线14耦接，用于向驱动电路提供数据电压信号Vdate，检测电路12与感测线16耦接，用于通过感测线16检测流过驱动薄膜晶体管T1的电流并输出。
本发明的发明人在长期研究过程中发现，上述检测电路12中开关N1为N路复用模块Mux，即检测电路12可以同时控制N条感测线16，即检测电路12可以同时控制同一行的N个像素；在正常显示时，由于检测电路12内部阻抗的原因，会导致进入N个像素的每个S点的参考电压Vref不同，进而会使得同一检测电路12控制的N个像素之间会出现亮度突变的现象，影响AMOLED显示效果。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种AMOLED驱动电路及显示装置，能够提高AMOLED显示效果。
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AMOLED驱动电路，所述驱动电路包括：像素电路，包括数据线、第一开关元件和有机电致发光单元，所述第一开关元件用于驱动所述有机电致发光单元发光，所述数据线与所述第一开关元件耦接；数据驱动电路，耦接所述数据线，用于通过所述数据线向所述像素电路提供数据电压信号；检测电路，耦接所述数据线，用于接收所述数据线反馈的流经所述第一开关元件的电流并输出，所述电流用于对所述第一开关元件的阈值电压进行补偿。
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AMOLED显示装置，所述显示装置包括上述任一实施例中所述的数据驱动电路、所述的检测电路、以及多个呈阵列排列的AMOLED像素单元，其中所述像素单元包括上述任一实施例中所述的像素电路。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明所提供的AMOLED驱动电路包括检测电路，该检测电路与数据线耦接，一方面检测电路通过数据线接收反馈的流经像素电路的第一开关元件的电流并输出，上述第一开关元件为有机电致发光单元的驱动开关元件，所检测的电流用于后续对第一开关元件的阈值电压进行补偿，从而可以提高AMOLED的显示效果；另一方面，检测电路可以通过数据线同时控制同一列N个像素，由于AMOLED显示时是采取逐行扫描的方式，因此在某一时刻下该检测电路控制的仅有一个像素，从而避免检测电路控制的N个像素之间出现亮度突变的现象，进而可以提高AMOLED的显示效果。
附图说明
图1是现有的AMOLED驱动电路一实施方式的结构示意图；
图2是本发明AMOLED驱动电路一实施方式的结构示意图；
图3是图2中AMOLED驱动电路一实施方式的详细电路示意图；
图4是本发明AMOLED驱动电路一实施方式的时序示意图；
图5是本发明AMOLED显示装置一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，图2为本发明AMOLED驱动电路一实施方式的结构示意图；该驱动电路包括像素电路20、数据驱动电路22和检测电路24；具体地，像素电路20包括数据线200、第一开关元件202和有机电致发光单元204，第一开关元件202为驱动开关元件，用于驱动有机电致发光单元204发光，数据线200与第一开关元件202耦接；数据驱动电路22，耦接数据线200，用于通过数据线200向像素电路20提供数据电压信号Vdate；检测电路24，耦接数据线200，用于接收数据线200反馈的流经第一开关元件202的电流并输出，电流用于后续对第一开关元件202的阈值电压进行补偿。
在上述背景技术中所提到的现有技术，请再次参阅图1，数据驱动电路10和检测电路12是分别集成到两个芯片中，即数据驱动芯片10和检测芯片12。在一个实施方式中，本发明所提供的驱动电路可以将数据驱动电路22与检测电路24整合到同一芯片26中以共同实现数据驱动电路22和检测电路24的功能，也就是说可以采用同一芯片电路以实现上述数据驱动电路22和检测电路24的功能。
请参阅图3，图3为图2中AMOLED驱动电路的详细电路示意图。
首先介绍像素电路30：有机电致发光单元OLED，其阳极3010与电源正电压VDD耦接，其阴极3011与电源负电压VSS耦接；第一开关元件M1为驱动开关元件，用于驱动有机电致发光单元OLED发光，与数据线300耦接；第一开关元件M1的控制端3020与数据线300耦接，其第一通过端3021与电源正电压VDD耦接，其第二通过端3022与有机电致发光单元OLED的阳极3010耦接；
在本实施例中，像素电路30还包括：第一电容C1，第一电容C1的两端分别与第一开关元件M1的控制端3020和第一开关元件M1的第二通过端3022耦接，且耦接处分别定义为第一节点A和第二节点B；第二开关元件M2，其控制端3030接收第一类型扫描信号Scan，其第一通过端3031与数据线300耦接，其第二通过端3032与第一节点A耦接；第三开关元件M3，其控制端3040接收第一类型扫描信号Scan，其第一通过端3041与第二节点B耦接，其第二通过端3042与电源负电压VSS耦接；第四开关元件M4，其控制端3050接收第二类型扫描信号Sen，其第一通过端3051与第二节点B耦接，其第二通过端3052与数据线300耦接；
其中，上述第一开关元件M1、第二开关元件M2、第三开关元件M3、第四开关元件M4为低温多晶硅薄膜晶体管、氧化物半导体薄膜晶体管或非晶硅薄膜晶体管。
检测电路32包括：第一开关K1，与数据线300耦接；比较器320，与第一开关K1耦接，用于将数据线300反馈的流经第一开关元件M1的电流与预期电流比较从而获得电压差值ΔV，上述预期电流为当第一开关元件M1阈值电压无偏差时，经检测电路32测试所得的理想电流值，将上述当前反馈的电流I和预期电流I0的差值的绝对值乘以一额定电阻值，进而获得上述电压差值ΔV；存储器321，耦接比较器320，用于接收电压差值ΔV并输出，在其他实施例中存储器321还用于将上述电压差值ΔV进行存储；第二开关K2，与数据线300耦接；缓冲器322，包括正相输入端3220、反相输入端3221和输出端3222，输出端3222与第二开关K2耦接，反相输入端3221与输出端3222耦接，本实施例中缓冲器322为输入缓冲器，用于将外设送来的数据暂时存放；第三开关K3，一端与缓冲器322的正相输入端3220耦接，另一端接收外部参考电压Vref，用于将外部参考电压Vref传输至缓冲器322。
其中，上述检测电路32可以通过数据线300同时控制同一列N个像素，由于AMOLED显示时是采取逐行扫描的方式，因此在某一时刻下该检测电路32控制的仅有一个像素，从而避免检测电路32控制的N个像素之间出现亮度突变的现象，进而可以提高AMOLED的显示效果。
数据电路34包括：第四开关K4，与缓冲器322的正相输入端3220耦接；数字模拟转换器323，一端与第四开关K4耦接，另一端接收数据电压信号Vdate，用于将数字电压信号Vdate转化为模拟电压信号后经第四开关K4再传递至缓冲器322。
其中，上述实施例中检测电路32和数据驱动电路34共用一缓冲器322和第二开关K2，进而与像素电路30的数据线300耦接；在本实施例中数据驱动电路34和检测电路32是整合到同一芯片36中的，在某些应用场景中，芯片36包含一芯片电路36，能够同时实现上述数据驱动电路34和检测电路32的功能；本发明所采用的方案，参考电压Vref和数据电压信号Vdate是通过同一缓冲器322输入到像素电路30中，相比于现有技术，本发明所采用的实施例可以减少缓冲器322的个数，进而减少芯片面积，节约空间；另外，本发明中数据线300充当现有技术中数据线和检测线的双重功能，从而可以进一步减少整合后芯片36的管脚输出数量。
在其他实施例中，上述驱动电路进一步包括：时序控制器38，时序控制器38包括第一接口380、第二接口381、第三接口382；第一接口380与存储器321耦接，用于接收存储器321输出的电压差值ΔV；第二接口381接收外部输入的数据电压信号Vdate；第三接口382与数字模拟转换器323耦接；具体地，时序控制器38将电压差值ΔV补偿到数据电压信号Vdate上后形成新数据电压信号，并将其通过第三接口382传输给数字模拟转换器323，例如，此时ΔV测得为V1，Vdate为V2，则时序控制器第三接口输入的补偿后的数据电压Vdate'＝V1+V2。
在另一个实施例中，请参阅图4，图4为本发明AMOLED驱动电路时序示意图；上述第一类型扫描信号Scan、第二类型扫描信号Sen也由时序控制器38通过接口(图3中未画出)提供；第一类型扫描信号Scan、第二类型扫描信号Sen为对应周期内脉冲宽度相同的时序脉冲信号，上述时序脉冲信号为高电平和低电平所组成的时序脉冲信号，且第一类型扫描信号Scan、第二类型扫描信号Sen的高电平分别对应于其脉冲，第一类型扫描信号Scan的脉冲早于第二类型扫描Sen信号；在另一个实施例中，上述时序控制器38进一步通过时序脉冲信号控制第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4的通断，如图4所示，当一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4处于高电平时，代表开关处于接通状态。
请继续参阅图3和图4，下面将进一步详细说明本发明所提供的驱动电路的工作过程。
时序控制器38控制第一类型扫描信号Scan、第二类型扫描信号Sen、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4将AMOLED像素驱动电路的工作阶段分为第一阶段T1、第二阶段T2、第三阶段T3、第四阶段T4；
其中，在第一阶段T1时，第一类型扫描信号Scan处于脉冲阶段，第二开关元件M2和第三开关元件M3导通；第二类型扫描信号Sen处于非脉冲阶段，第四开关元件M4断开；时序控制器38控制第一开关K1和第三开关K3断开，第二开关K2和第四开关K4导通；第一节点A通过数据线300输入数据电压信号Vdate1，即A点电压VA1＝Vdate1；第二节点B通过第三开关元件M3输入电源负电压VSS，即B点电压VB1＝VSS；第一阶段T1为复位阶段，即擦除掉上一帧图像的数据；
在第二阶段T2时，第一类型扫描信号Scan处于非脉冲阶段，第二开关元件M2和第三开关元件M3断开；第二类型扫描信号Sen处于脉冲阶段，第四开关元件M4导通；时序控制器38控制第一开关K1和第四开关K4断开，第二开关K2和第三开关K3导通；参考电压Vref通过缓冲器322写入至第二节点B，即第二节点B电压VB2＝Vref，第二节点B电压跳变了Vref-VSS,对应的第一节点A的电压跟随跳变，即此时VA2＝Vdate1+Vref-VSS；
在第三阶段T3时，第一类型扫描信号Scan处于非脉冲阶段，第二开关元件M2和第三开关元件M3断开；第二类型扫描信号Sen处于脉冲阶段，第四开关元件M4导通；时序控制器38控制第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4断开，第一开关K1接通；比较器320通过数据线300侦测并获得此时流经第一开关元件T1的电流I与预期电流I0的差值，并将其转化为电压差值ΔV传递给存储器321；上述第二阶段T2和第三阶段T3为侦测阶段。
在第四阶段T4时，第一类型扫描信号Scan处于脉冲阶段，第二开关元件M2和第三开关元件M3导通；第二类型扫描信号Sen处于非脉冲阶段，第四开关元件M4断开；时序控制器38控制第一开关K1和第三开关K3断开，第二开关K2和第四开关K4导通；存储器321将电压差值ΔV1传输给时序控制器38，时序控制器38将电压差值ΔV1累加到数据信号电压Vdate2上，第一开关元件M1驱动有机电致发光单元OLED发光，此阶段为正常发光阶段，此时输入数据线300的数据电压为Vdate2+ΔV，通过上述方式可以补偿第一开关元件M1阈值电压的偏差。
另外，在一个应用场景中，在第四阶段T4的输入的数据信号电压Vdate2与上述T1-T3阶段的检测过程的数据信号电压Vdate1不同，上述在T1-T3阶段Vdate1的值小于正常发光阶段Vdate2的值，以使得在T1-T3阶段流过第一开关元件M1的电流不足以使有机电致发光单元OLED发光；为不影响AMOLED的正常显示，上述T1-T3检测阶段可以在上一帧图像扫描结束的空闲阶段，也可以在每次AMOLED显示装置关机或开机时进行检测，检测阶段的时间可以根据实际情况进行设计。
为使补偿结果更为精确，上述AMOLED驱动电路在第四阶段T4即正常发光阶段之前，若比较器320比较所得的电流差值或电压差值在阈值范围外，上述工作过程进一步包括：存储器321将电压差值ΔV1传输给时序控制器38，时序控制器38将电压差值ΔV1累加到数据信号电压Vdate1上，重复上述第一阶段至第三阶段的内容，直至比较器38比较所得的电流差值或电压差值在阈值范围内；例如，假设上述第一阶段至第三阶段为一循环，在第一循环中，比较器320比较获得此时电流差值为ΔI1，上述ΔI1在阈值范围外，则将电流差值ΔI1对应的电压差值ΔV1加载到数据信号电压Vdate1上后进行第二循环，即第二循环对应的第一阶段的数据信号电压为Vdate1'＝Vdate1+ΔV1，在第二循环中，比较器320比较获得此时电流差值为ΔI2，假设上述ΔI2仍在阈值范围外，则将电流差值ΔI2对应的电压差值ΔV2加载到数据信号电压Vdate1'上后进行第三循环，即第三循环对应的第一阶段的数据信号电压为Vdate1”＝Vdate1+ΔV1+ΔV2；重复上述过程，直至比较器320比较获得电流差值在阈值范围内，才进行到正常发光阶段，即上述第四阶段T4，此时第四阶段T4输入数据线300的数据电压为Vdate2+ΔV，其中ΔV为每一循环中电压差值之和，即ΔV＝ΔV1+····。
请参阅图5，图5为本发明AMOLED显示装置一实施方式的结构示意图，该示意图中仅示意画出一条数据线504对应的驱动电路，该显示装置50包括上述任一实施例中的数据驱动电路501、检测电路502、以及多个呈阵列排列的AMOLED像素单元503a、503b、503c、…、503n，其中像素单元503a、503b、503c、…、503n包括上述任一实施例中的像素电路；在一个实施例中，上述像素单元503a、503b、503c、…、503n位于显示装置50的显示区域，数据驱动电路501和检测电路502位于显示装置50的非显示区域。
总而言之，区别于现有技术的情况，本发明所提供的AMOLED驱动电路包括检测电路，该检测电路与数据线耦接，一方面检测电路通过数据线接收反馈的流经像素电路的第一开关元件的电流并输出，上述第一开关元件为有机电致发光单元的驱动开关元件，所检测的电流用于后续对第一开关元件的阈值电压进行补偿，从而可以提高AMOLED的显示效果；另一方面，检测电路可以通过数据线同时控制同一列N个像素，由于AMOLED显示时是采取逐行扫描的方式，因此在某一时刻下该检测电路控制的仅有一个像素，从而避免检测电路控制的N个像素之间出现亮度突变的现象，进而可以提高AMOLED的显示效果。
以上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 (10)

1.一种AMOLED驱动电路，其特征在于，包括：
像素电路，包括数据线、第一开关元件和有机电致发光单元，所述第一开关元件用于驱动所述有机电致发光单元发光，所述数据线与所述第一开关元件耦接；
数据驱动电路，耦接所述数据线，用于通过所述数据线向所述像素电路提供数据电压信号；
检测电路，耦接所述数据线，用于接收所述数据线反馈的流经所述第一开关元件的电流并输出，所述电流用于对所述第一开关元件的阈值电压进行补偿。
2.根据权利要求1所述的AMOLED驱动电路，其特征在于，
所述数据驱动电路与所述检测电路整合到同一芯片中以共同实现所述数据驱动电路和所述检测电路的功能。
3.根据权利要求2所述的AMOLED驱动电路，其特征在于，
所述检测电路包括:第一开关，与所述数据线耦接；比较器，与所述第一开关耦接，用于将所述数据线反馈的流经所述第一开关元件的电流与预期电流比较从而获得电压差值；存储器，耦接所述比较器，用于接收所述电压差值并输出；第二开关，与所述数据线耦接；缓冲器，包括正相输入端、反相输入端和输出端，所述输出端与所述第二开关耦接，所述反相输入端与所述输出端耦接；第三开关，一端与所述缓冲器的所述正相输入端耦接，另一端接收外部参考电压；
所述数据驱动电路包括：第四开关，与所述缓冲器的所述正相输入端耦接；数字模拟转换器，一端与所述第四开关耦接，另一端接收所述数据电压信号；
其中，所述检测电路和所述数据驱动电路共用所述缓冲器和所述第二开关，进而与所述像素电路的所述数据线耦接。
4.根据权利要求3所述的AMOLED驱动电路，其特征在于，所述AMOLED驱动电路进一步包括：
时序控制器，所述时序控制器包括第一接口、第二接口、第三接口；所述第一接口与所述存储器耦接，用于接收所述电压差值；所述第二接口接收所述数据电压信号；所述第三接口与所述数字模拟转换器耦接；所述时序控制器将所述电压差值补偿到所述数据电压信号上后形成新数据电压信号，并将其通过所述第三接口传输给所述数字模拟转换器。
5.根据权利要求4所述的AMOLED驱动电路，其特征在于，
所述第一开关元件，其控制端与所述数据线耦接，第一通过端与电源正电压耦接，其第二通过端与所述有机电致发光单元的阳极耦接；所述有机电致发光单元的阴极与电源负电压耦接；
所述像素电路进一步包括：
第一电容，所述第一电容的两端分别与所述第一开关元件的控制端和所述第一开关元件的第二通过端耦接，且耦接处分别定义为第一节点和第二节点；
第二开关元件，其控制端接收第一类型扫描信号，其第一通过端与所述数据线耦接，其第二通过端与所述第一节点耦接；
第三开关元件，其控制端接收所述第一类型扫描信号，其第一通过端与所述第二节点耦接，其第二通过端与所述电源负电压耦接；
第四开关元件，其控制端接收第二类型扫描信号，其第一通过端与所述第二节点耦接，其第二通过端与所述数据线耦接。
6.根据权利要求5所述的AMOLED驱动电路，其特征在于，
所述第一类型扫描信号、所述第二类型扫描信号由所述时序控制器提供；所述第一类型扫描信号、所述第二类型扫描信号为时序脉冲信号；且所述第一类型扫描信号的脉冲早于所述第二类型扫描信号。
7.根据权利要求5所述的AMOLED驱动电路，其特征在于，
所述时序控制器进一步用于控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的通断。
8.根据权利要求5所述的AMOLED驱动电路，其特征在于，根据所述第一类型扫描信号、所述第二类型扫描信号、所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关，所述AMOLED像素驱动电路的工作阶段包括第一阶段、第二阶段、第三阶段、第四阶段；
其中，在所述第一阶段时，所述第一类型扫描信号处于脉冲阶段，所述第二开关元件和所述第三开关元件导通；所述第二类型扫描信号处于非脉冲阶段，所述第四开关元件断开；所述第一开关和所述第三开关断开，所述第二开关和所述第四开关导通；所述第一节点输入数据电压信号；所述第二节点通过所述第三开关元件输入所述电源负电压；
在所述第二阶段时，所述第一类型扫描信号处于非脉冲阶段，所述第二开关元件和所述第三开关元件断开；所述第二类型扫描信号处于脉冲阶段，所述第四开关元件导通；所述第一开关和所述第四开关断开，所述第二开关和所述第三开关导通；所述参考电压写入至所述第二节点，所述第一节点的电压对应跳变为Vdate+Vref-VSS，其中Vdate为数据电压、Vref为参考电压、VSS为电源负电压；
在所述第三阶段时，所述第一类型扫描信号处于非脉冲阶段，所述第二开关元件和所述第三开关元件断开；所述第二类型扫描信号处于脉冲阶段，所述第四开关元件导通；所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关断开，所述第一开关接通；所述比较器通过所述数据线侦测此时流经所述第一开关元件的电流与预期电流的差值，并将其转化为电压差值传递给所述存储器；
在所述第四阶段时，所述第一类型扫描信号处于脉冲阶段，所述第二开关元件和所述第三开关元件导通；所述第二类型扫描信号处于非脉冲阶段，所述第四开关元件断开；所述第一开关和所述第三开关断开，所述第二开关和所述第四开关导通；所述存储器将所述电压差值传输给所述时序控制器，所述时序控制器将所述电压差值累加到所述数据电压信号上，所述第一开关元件驱动所述有机电致发光单元发光。
9.根据权利要求8所述的AMOLED驱动电路，其特征在于，若所述比较器比较所得的电流差值或所述电压差值在阈值范围外，则在所述第四阶段之前进一步包括：
所述存储器将所述电压差值传输给所述时序控制器，所述时序控制器将所述电压差值累加到所述数据信号电压上，重复所述第一阶段至所述第三阶段的内容，直至所述比较器比较所得的电流差值或所述电压差值在阈值范围内。
10.一种AMOLED显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的数据驱动电路、权利要求1-9任一项所述的检测电路、以及多个呈阵列排列的AMOLED像素单元，其中所述像素单元包括权利要求1-9任一项所述的像素电路。
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