CN110491319A - 发光二极管驱动电路及驱动晶体管电子迁移率检测方法 - Google Patents

发光二极管驱动电路及驱动晶体管电子迁移率检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种发光二极管驱动电路及驱动晶体管电子迁移率检测方法，所述发光二极管驱动电路包括驱动单元、控制单元和检测单元，所述驱动单元通过第一节点与所述控制单元电性连接，并通过第二节点与所述检测单元电性连接；通过在数据信号输入端与所述第一节点之间设置开关元件，当所述检测单元对所述驱动单元的电子迁移率进行检测时，保持所述数据信号输入端与所述控制单元之间处于断开状态，提高所述检测单元的检测精度。

Description

发光二极管驱动电路及驱动晶体管电子迁移率检测方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及发光二极管的驱动电路及驱动晶体管的电子迁移率检测方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Display,OLED)显示装置具有自发光、驱动电压低、发光率高、响应时间短、清晰度与对比度高、宽视角、及可实现柔性显示与大面积全彩显示等诸多优点，被业界公认为是最有发展潜力的显示装置。
OLED显示装置的显示功能依赖于其中的发光二极管的自发光作用。发光二极管是电流驱动型，即当有电流流过时，发光二极管才会发光。流过发光二极管的电流的大小会直接影响其发光强度，进而影响OLED显示装置的显示效果。流过发光二极管的电流的大小受到驱动晶体管的电子迁移率的影响。在显示装置的制造和使用过程中，制程工艺和使用条件等因素会影响驱动晶体管的电子迁移率。对于电子迁移率不足的驱动晶体管会通过设置补偿电路的方式进行弥补，以满足OLED显示装置的显示需求。因此，需要对驱动晶体管的电子迁移率进行检测，以确定补偿电路的补偿程度。
现有技术使用的发光二极管驱动电路需要在驱动晶体管的栅极与漏极之间连接存储电容，而检测单元对驱动晶体管的电子迁移率进行检测时，由于存在对存储电容的充电或放电过程，导致检测单元的检测结果不准确，补偿电路无法依据检测结果进行准确补偿而造成显示面板功能异常。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明对现有技术中的发光二极管的驱动电路进行改进，消除存储电容对流经驱动晶体管的电流的影响，提高电子迁移率检测精度。
本发明提供了一种发光二极管驱动电路，用于驱动所述发光二极管发光，包括：
驱动单元，电性连接高压信号输入端和所述发光二极管，用于驱动所述发光二极管发光；
控制单元，电性连接所述驱动单元，用于控制所述驱动单元的驱动功能；以及
检测单元，电性连接所述驱动单元，用于检测所述驱动单元的电子迁移率；
所述控制单元分别电性连接扫描信号输入端和通过第一开关元件电性连接数据信号输入端。
根据本发明一实施例，所述驱动单元包括驱动晶体管和存储电容；
所述驱动晶体管的栅极通过第一节点电性连接所述控制单元，所述驱动晶体管的漏极电性连接所述高压信号输入端，所述驱动晶体管的源极通过第二节点电性连接所述发光二极管；
所述存储电容的第一端电性连接所述第一节点，所述存储电容的第二端电性连接所述第二节点。
根据本发明一实施例，所述控制单元包括扫描晶体管；
所述扫描晶体管的栅极电性连接所述扫描信号输入端，所述扫描晶体管的源极通过所述第一开关元件电性连接所述数据信号输入端，所述扫描晶体管的漏极电性连接所述第一节点。
根据本发明一实施例，所述检测单元包括检测晶体管、检测电容以及检测芯片；
所述检测晶体管的栅极电性连接所述扫描信号输入端，所述检测晶体管的源极电性连接所述第二节点，所述检测晶体管的漏极电性连接第三节点；
所述检测电容的第一端电性连接所述第三节点，所述检测电容的第二端接地设置；
所述检测芯片包括信号处理单元和参考电压输入端，所述信号处理单元通过第二开关元件电性连接所述第三节点，所述参考电压输入端通过第三开关元件电性连接所述第三节点。
根据本发明一实施例，所述第一开关元件是薄膜晶体管或金属-氧化物-半导体场效应晶体管。
根据本发明一实施例，所述第二开关元件和所述第三开关元件是薄膜晶体管或金属-氧化物-半导体场效应晶体管。
根据本发明一实施例，所述发光二极管的输入端电性连接所述驱动单元，所述发光二极管的输出端电性连接低压信号输入端。
本发明还提供了一种驱动晶体管电子迁移率检测方法，用于如上所述的发光二极管驱动电路中的驱动晶体管的电子迁移率检测，包括以下步骤：
初始步骤：所述第一开关元件闭合，所述发光二极管在所述控制单元和所述驱动单元的作用下发光；
检测步骤：所述第一开关元件断开，所述检测单元检测所述第二节点的电位信息；
计算步骤：所述检测单元根据所述第二节点的电位信息计算所述驱动晶体管的电子迁移率。
根据本发明一实施例，
所述初始步骤具体包括以下过程：所述扫描信号输入端控制所述控制单元开启，所述第一开关元件闭合，所述数据信号输入端输入的数据信号传输至所述驱动晶体管的栅极，并控制所述驱动晶体管开启，所述高压信号输入端与所述发光二极管电性导通，所述发光二极管发光；
所述检测步骤具体包括以下过程：所述第一开关元件断开，所述存储电容维持所述驱动晶体管开启，所述高压信号输入端与所述发光二极管保持电性导通，所述检测单元检测所述第二节点的电位信息。
根据本发明一实施例，通过电压控制所述第一开关元件的闭合或断开；当所述第一开关元件接收到高电平信号时，所述第一开关元件闭合；当所述第一开关元件接收到低电平信号时，所述第一开关元件断开。
本发明的有益效果是：本发明提供的发光二极管驱动电路及驱动晶体管电子迁移率检测方法，在所述数据信号输入端与所述第一节点之间设置所述第一开关元件，对所述驱动晶体管进行电子迁移率检测时，通过断开所述第一开关元件，使所述第二节点的电位处于浮动状态，消除或减小所述存储电容对所述第二节点的电位的影响，提高所述检测单元检测所述驱动晶体管的电子迁移率的精度。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的发光二极管驱动电路结构示意图；
图2是本发明实施例提供的发光二极管驱动电路进行电子迁移率检测过程的信号时序图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。
本发明实施例提供了一种用于驱动发光二极管发光的驱动电路，包括驱动单元、控制单元和检测单元。其中，所述控制单元电性连接扫描信号输入端、数据信号输入端及所述驱动单元，用于控制所述驱动单元的驱动功能；所述检测单元电性连接所述驱动单元，用于检测所述驱动单元的电子迁移率。本发明实施例提供的发光二极管驱动电路通过在所述控制单元与所述数据信号输入端之间设置开关元件，当所述电子迁移率检测单元进行检测时，保持所述数据信号输入端与所述控制单元之间处于断开状态，提高所述电子迁移率检测单元的检测精度。
如图1所示，是本发明实施例提供的发光二极管驱动电路结构示意图。所述发光二极管驱动电路包括驱动单元101、控制单元102和检测单元103。
所述驱动单元101通过第一节点N1与所述控制单元102电性连接，并通过第二节点N2与发光二极管E电性连接。所述驱动单元101与高压信号输入端VDD电性连接，所述高压信号输入端VDD用于向所述驱动单元101提供高压信号，以驱动所述发光二极管E发光。所述发光二极管E的另一端与低压信号输入端VSS电性连接。应当理解的是，当所述驱动单元101执行驱动工作时，所述高压信号输入端VDD与所述低压信号输入端VSS之间产生电位差，进而形成电流，所述电流流经所述发光二极管E时，所述发光二极管E发光。
具体地，所述驱动单元101包括驱动晶体管T1和存储电容C1。所述驱动晶体管T1的栅极与所述第一节点N1电性连接，所述驱动晶体管T1的漏极与所述高压信号输入端VDD电性连接，所述驱动晶体管T1的源极与所述第二节点N2电性连。应当理解的是，所述驱动晶体管T1可以通过其栅极的电压控制其源极与其漏极之间在导通或断开两种状态间切换。
进一步地，所述驱动晶体管T1为n型晶体管或p型晶体管。应当理解的是，所述n型晶体管具有以下特性：当所述n型晶体管的栅极为高电平时，所述n型晶体管的源极与漏极之间导通；当所述n型晶体管的栅极为低电平时，所述n型晶体管的源极与漏极之间断开。所述p型晶体管具有以下特性：当所述p型晶体管的栅极为高电平时，所述p型晶体管的源极与漏极之间断开；当所述p型晶体管的栅极为低电平时，所述p型晶体管的源极与漏极之间导通。
所述存储电容C1的第一端与所述第一节点N1电性连接，所述存储电容C1的第二端与所述第二节点N2电性连接。所述存储电容C1用于存储所述第一节点N1与所述第二节点N2之间的电位差信号，以维持所述驱动晶体管T1的工作状态。
所述控制单元102通过所述第一节点N1与所述驱动单元101电性连接，用于控制所述驱动单元101的驱动功能。具体为，所述驱动单元102通过向所述驱动晶体管T1的栅极提供电压信号控制所述驱动晶体管T1的工作状态。所述控制单元102还与扫描信号输入端P1电性连接，并且通过第一开关元件S1与数据信号输入端P2电性连接。所述扫描信号输入端P1与所述数据信号输入端P2分别用于向所述控制单元102提供扫描信号和数据信号，以实现所述控制单元102的控制功能。
具体地，所述控制单元102包括扫描晶体管T2。所述扫描晶体管T2的栅极与所述扫描信号输入端P1电性连接，所述扫描晶体管T2的源极通过所述第一开关元件S1与所述数据信号输入端P2电性连接，所述扫描晶体管T2的漏极通过所述第一节点N1与所述驱动单元101电性连接。应当理解的是，所述扫描晶体管T2可以通过其栅极的电压控制其源极与其漏极之间在导通或断开两种状态间切换。可选地，所述扫描晶体管T2可以是n型晶体管或p型晶体管，其中所述n型晶体管和所述p型晶体管的特性如上所述。
可选地，所述第一开关元件S1可以是薄膜晶体管或金属-氧化物-半导体场效应管。所述第一开关元件S1可以在电压信号或其它信号的控制下，在闭合和断开两种状态之间切换。在本发明实施例提供的发光二极管驱动电路中，所述第一开关元件S1具有以下特性：当所述检测单元103对所述驱动单元101进行检测时，所述第一开关元件S1保持断开状态，从而断开所述数据信号输入端P2与所述控制单元102之间的电性连接，以提高所述检测单元103的检测精度。
所述检测单元103与所述驱动单元101电性连接，用于检测所述驱动单元101的电子迁移率。具体而言，所述检测单元103用于检测所述驱动晶体管T1的电子迁移率，以确定所述驱动晶体管T1的驱动能力，从而为外部补偿电路确定补偿程度提供依据。
具体地，所述检测单元103包括检测晶体管T3、检测电容C2以及检测芯片IC。所述检测晶体管T3的栅极电性连接所述扫描信号输入端P1，所述检测晶体管T3的源极电性连接所述第二节点N2，所述检测晶体管T3的漏极电性连接第三节点N3。应当理解的是，所述检测晶体管T3可以通过其栅极的电压控制其源极与其漏极之间在导通或断开两种状态间切换。可选地，所述检测晶体管T3可以是n型晶体管或p型晶体管，其中所述n型晶体管和所述p型晶体管的特性如上所述。
所述检测电容C2的第一端与所述第三节点N3电性连接，所述检测电容C2的第二端接地设置。所述检测电容C2用于存储所述第三节点的电位信息。
所述检测芯片IC包括信号处理单元1031和参考电压输入端P3。所述信号处理单元1031通过第二开关元件S2电性连接所述第三节点N3，所述参考电压输入端P3通过第三开关元件S3电性连接所述第三节点N3。所述参考信号输入端P3用于向所述检测电容C2提供参考电压信号。所述信号处理单元1031用于对所述检测电容C2的电压信号进行分析，以得出所述驱动晶体管T1的电子迁移率。
可选地，所述第二开关元件S2和所述第三开关元件S3可以是薄膜晶体管或金属-氧化物-半导体场效应管。所述第二开关元件S2和所述第三开关元件S3可以在电压信号或其它信号的控制下，在闭合和断开两种状态之间切换。
下面结合图1和图2对本发明实施例提供的发光二极管驱动电路的工作过程进行分析，其中图2是本发明实施例提供的发光二极管驱动电路进行电子迁移率检测过程的信号时序图。需要说明的是，在下面实施例中针对所述发光二极管驱动电路的工作过程进行分析时，将所述驱动晶体管T1、所述扫描晶体管T2和所述检测晶体管T3均暂时设置为n型晶体管；将所述第一开关元件S1、所述第二开关元件S2和所述第三开关元件S3均暂时设置为电压控制元件，且高电平时，所述第一开关元件S1、所述第二开关元件S2和所述第三开关元件S3闭合，低电平时，所述第一开关元件S1、所述第二开关元件S2和所述第三开关元件S3断开。
在t1时间段，该时间段为初始阶段，所述扫描信号输入端P1和所述数据信号输入端P2输入高电平信号，所述第一开关元件S1和所述第三开关元件S3接收高电平信号而处于闭合状态。所述控制晶体管T2开启，数据信号传输至所述驱动单元101，并控制所述驱动晶体管T1开启，所述高压信号输入端VDD与所述低压信号输入端VSS之间形成电流，所述发光二极管E发光。所述存储电容C1存储所述第一节点N1的电位。所述参考信号输入端P3向所述检测电容C2输入参考信号，此时所述检测电容C2两端的电压差为第一电压差V1’。
在t2时间段，该时间段为检测阶段，所述扫描信号输入端P1和所述数据信号输入端P2保持高电平，所述第一开关元件S1、所述第二开关元件S2和所述第三开关元件S3均接收低电平信号而处于断开状态。所述驱动晶体管T1在所述存储电容C1存储的电压信号的作用下保持开启，在所述第二节点N2的电位作用下，所述检测电容C2两端的电压差发生变化。在t2时间段结尾，所述检测电容C2两端的电压差为第二电压差V2’。
在t3时间段，该时间段为计算阶段，所述第一开关元件S1和所述第三开关元件S3均接收低电平信号而保持断开状态，所述第二开关元件S2接收高电平信号而处于闭合状态。所述信号处理单元1031根据所述第一电压差V1’和所述第二电压差V2’计算所述驱动晶体管T1的电子迁移率。
需要说明的是，在t2时间段，所述第一开关元件S1保持断开状态，所述第一节点N1的电位处于浮动状态，即由于所述储存电容C1的耦合作用，所述第一节点N1的电位受所述第二节点N2的电位的变化而变化，所述第一节点N1与所述第二节点N2之间的电位差△V不发生变化或发生较小的变化。流经所述驱动晶体管T1的电流I满足下列关系式：
I＝k*(ΔV–Vth)2；
其中，Vth为所述驱动晶体管T1的阈值电压，k为所述驱动晶体管的迁移系数。当△V不变或出现较小变化时，流经所述驱动晶体管T1的电流I也不变或变化较小，所述第二节点N2的电位不会出现偏差或偏差较小，从而提高所述检测单元103检测的电子迁移率精度。
本发明一实施例又提供了一种驱动晶体管的电子迁移率检测方法，用于上述实施例所述的发光二极管驱动电路中的驱动晶体管的电子迁移率检测。
参考图1和图2所示，针对图1中所示的所述驱动晶体管T1，所述驱动晶体管的电子迁移率检测方法包括以下步骤：
初始步骤，对应图2所示的t1时间段，所述扫描信号输入端P1控制所述控制单元102开启，所述第一开关元件S1闭合，所述数据信号输入端P2输入的数据信号传输至所述驱动晶体管T1的栅极，并控制所述驱动晶体管T1开启，所述高压信号输入端VDD与所述发光二极管E电性导通，所述发光二极管E发光。
具体地，所述扫描信号输入端P1和所述数据信号输入端P2输入高电平信号，所述第一开关元件S1和所述第三开关元件S3接收高电平信号而处于闭合状态。所述扫描信号输入端P1控制所述控制晶体管T2开启，数据信号传输至所述驱动单元101，并控制所述驱动晶体管T1开启，所述高压信号输入端VDD与所述低压信号输入端VSS之间形成电流，所述发光二极管E发光。所述存储电容C1存储所述第一节点N1的电位。所述参考信号输入端P3向所述检测电容C2输入参考信号，此时所述检测电容C2两端的电压差为第一电压差V1’。
检测步骤，对应图2所示的t2时间段，所述第一开关元件S1断开，所述存储电容C1维持所述驱动晶体管T1开启，所述高压信号输入端VDD与所述发光二极管E保持电性导通，所述检测单元103检测所述第二节点N2的电位信息。
具体地，所述扫描信号输入端P1和所述数据信号输入端P2保持高电平，所述第一开关元件S1、所述第二开关元件S2和所述第三开关元件S3均接收低电平信号而处于断开状态。所述驱动晶体管T1在所述存储电容C1存储的电压信号的作用下保持开启，在所述第二节点N2的电位作用下，所述检测电容C2两端的电压差发生变化。在t2时间段结尾，所述检测电容C2两端的电压差为第二电压差V2’。
计算步骤，对应图2所示的t3时间段，所述检测单元103根据所述第二节点N2的电位信息计算所述驱动晶体管T1的电子迁移率。
具体地，所述第一开关元件S1和所述第三开关元件S3均接收低电平信号而保持断开状态，所述第二开关元件S2接收高电平信号而处于闭合状态。所述信号处理单元1031根据所述第一电压差V1’和所述第二电压差V2’计算所述驱动晶体管T1的电子迁移率。
本发明实施例提供的驱动晶体管电子迁移率检测方法，通过在所述数据信号输入端P2与所述第一节点N1之间设置所述第一开关元件S1，对所述驱动晶体管T1进行电子迁移率检测时，断开所述第一开关元件S1，使所述第二节点N2的电位处于浮动状态，消除或减小所述存储电容C1对所述第二节点N2的电位的影响，提高所述检测单元103检测所述驱动晶体管T1的电子迁移率的精度。
综上所述，虽然本发明以具体实施例揭露如上，但上述实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管驱动电路，用于驱动所述发光二极管发光，其特征在于，包括：
驱动单元，电性连接高压信号输入端和所述发光二极管，用于驱动所述发光二极管发光；
控制单元，电性连接所述驱动单元，用于控制所述驱动单元的驱动功能；以及
检测单元，电性连接所述驱动单元，用于检测所述驱动单元的电子迁移率；
所述控制单元分别电性连接扫描信号输入端和通过第一开关元件电性连接数据信号输入端。
2.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述驱动单元包括驱动晶体管和存储电容；
所述驱动晶体管的栅极通过第一节点电性连接所述控制单元，所述驱动晶体管的漏极电性连接所述高压信号输入端，所述驱动晶体管的源极通过第二节点电性连接所述发光二极管；
所述存储电容的第一端电性连接所述第一节点，所述存储电容的第二端电性连接所述第二节点。
3.根据权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述控制单元包括扫描晶体管；
所述扫描晶体管的栅极电性连接所述扫描信号输入端，所述扫描晶体管的源极通过所述第一开关元件电性连接所述数据信号输入端，所述扫描晶体管的漏极电性连接所述第一节点。
4.根据权利要求2所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述检测单元包括检测晶体管、检测电容以及检测芯片；
所述检测晶体管的栅极电性连接所述扫描信号输入端，所述检测晶体管的源极电性连接所述第二节点，所述检测晶体管的漏极电性连接第三节点；
所述检测电容的第一端电性连接所述第三节点，所述检测电容的第二端接地设置；
所述检测芯片包括信号处理单元和参考电压输入端，所述信号处理单元通过第二开关元件电性连接所述第三节点，所述参考电压输入端通过第三开关元件电性连接所述第三节点。
5.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述第一开关元件是薄膜晶体管或金属-氧化物-半导体场效应晶体管。
6.根据权利要求4所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述第二开关元件和所述第三开关元件是薄膜晶体管或金属-氧化物-半导体场效应晶体管。
7.根据权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其特征在于，所述发光二极管的输入端电性连接所述驱动单元，所述发光二极管的输出端电性连接低压信号输入端。
8.一种驱动晶体管电子迁移率检测方法，用于如权利要求2至4中任一权利要求所述的发光二极管驱动电路中的驱动晶体管的电子迁移率检测，其特征在于，包括以下步骤：
初始步骤：所述第一开关元件闭合，所述发光二极管在所述控制单元和所述驱动单元的作用下发光；
检测步骤：所述第一开关元件断开，所述检测单元检测所述第二节点的电位信息；
计算步骤：所述检测单元根据所述第二节点的电位信息计算所述驱动晶体管的电子迁移率。
9.根据权利要求8所述的驱动晶体管电子迁移率检测方法，其特征在于，
所述初始步骤具体包括以下过程：所述扫描信号输入端控制所述控制单元开启，所述第一开关元件闭合，所述数据信号输入端输入的数据信号传输至所述驱动晶体管的栅极，并控制所述驱动晶体管开启，所述高压信号输入端与所述发光二极管电性导通，所述发光二极管发光；
所述检测步骤具体包括以下过程：所述第一开关元件断开，所述存储电容维持所述驱动晶体管开启，所述高压信号输入端与所述发光二极管保持电性导通，所述检测单元检测所述第二节点的电位信息。
10.根据权利要求8所述的驱动晶体管电子迁移率检测方法，其特征在于，通过电压控制所述第一开关元件的闭合或断开；当所述第一开关元件接收到高电平信号时，所述第一开关元件闭合；当所述第一开关元件接收到低电平信号时，所述第一开关元件断开。
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