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AMOLED像素驅動電路、方法和顯示裝置.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410158960.0

申請日:

2014.04.18

公開號:

CN103956138A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G09G 3/32申請日:20140418|||公開
IPC分類號: G09G3/32 主分類號: G09G3/32
申請人: 京東方科技集團股份有限公司
發明人: 王穎; 劉穎
地址: 100015 北京市朝陽區酒仙橋路10號
優先權:
專利代理機構: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243 代理人: 許靜;黃燦
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410158960.0

授權公告號:

CN103956138B||||||

法律狀態公告日:

2015.04.08|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種AMOLED像素驅動電路、方法和顯示裝置。所述AMOLED像素驅動電路,用于驅動有機發光二極管OLED,包括:電荷存儲單元,用于在數據寫入階段被充電并在像素點亮階段放電以點亮所述OLED;用于在數據寫入階段寫入數據電流的數據寫入單元;發光控制單元,用于在像素點亮階段控制導通所述電荷存儲單元和所述OLED的連接;所述AMOLED像素驅動電路還包括電流放大單元,其用于在數據寫入階段放大數據電流,并通過放大后的數據電流對所述電荷存儲單元充電。本發明可以通過很小的數據電流就可以驅動OLED,并且可以通過調節在像素點亮階段流過OLED的電流的大小來調節灰階。

權利要求書

權利要求書
1.  一種AMOLED像素驅動電路,用于驅動有機發光二極管OLED,包括:電荷存儲單元,用于在數據寫入階段被充電并在像素點亮階段放電以點亮所述OLED;用于在數據寫入階段寫入數據電流的數據寫入單元;發光控制單元,用于在像素點亮階段控制導通所述電荷存儲單元和所述OLED的連接;其特征在于,所述AMOLED像素驅動電路還包括電流放大單元,其用于在數據寫入階段放大數據電流,并通過放大后的數據電流對所述電荷存儲單元充電。

2.  如權利要求1所述的AMOLED像素驅動電路,其特征在于,所述數據寫入階段包括電流放大階段和直接充電階段;
當所述電流放大單元在電流放大階段放大數據電流時,所述數據寫入單元還用于在直接充電階段通過所述數據電流直接對所述電荷存儲單元充電。

3.  如權利要求1或2所述的AMOLED像素驅動電路,其特征在于,
所述數據寫入單元和所述電荷存儲單元的連接點為寫入節點;
所述電流放大單元包括電流放大控制模塊和比例電流鏡,其中,
所述電流放大控制模塊,用于在數據寫入階段的全部時間或部分時間導通所述寫入節點與所述比例電流鏡的電流輸入端之間的連接;
所述比例電流鏡的電流輸出端與所述寫入節點連接;
所述比例電流鏡,用于對所述數據電流進行放大。

4.  如權利要求3所述的AMOLED像素驅動電路,其特征在于,所述數據寫入單元包括:數據寫入晶體管,柵極接入數據寫入控制信號,第一極接入所述數據電流,第二極與所述寫入節點連接;
所述電流放大控制模塊包括:
放大控制三極管,基極與所述寫入節點連接,第一極接入電流放大控制信號;
寫入控制晶體管,柵極接入所述數據寫入控制信號,第一極與所述比例電流鏡的電流輸入端連接,第二極與所述放大控制三極管的第二極連接。

5.  如權利要求4所述的AMOLED像素驅動電路,其特征在于,所述比 例電流鏡包括輸入支路和輸出支路;
所述輸入支路包括:
第一PMOS管,第一極與驅動電源的高電平輸出端連接;
以及,第一NMOS管,柵極與所述第一NMOS管的第一極連接,第一極與驅動電源的低電平輸出端連接,第二極與所述第一PMOS管的第二極連接;
所述第一NMOS管的第二極為所述比例電流鏡的電流輸入端;
所述輸出支路包括:
第二PMOS管,柵極與所述第一PMOS管的柵極連接,第一極與所述驅動電源的高電平輸出端連接,第二極與所述第二PMOS管的柵極連接;
以及,第二NMOS管,柵極與所述第一NMOS管的柵極連接,第一極為所述電流輸出端,第二極與所述第二PMOS管的第二極連接。

6.  如權利要求5所述的AMOLED像素驅動電路,其特征在于,所述第二PMOS管的寬長比與所述第二NMOS管的寬長比相等;所述第一PMOS管的寬長比與所述第一NMOS管的寬長比相等;
所述第二PMOS管的寬長比為所述第一PMOS管的寬長比的K倍,K大于1。

7.  如權利要求1至6中任一權利要求所述的AMOLED像素驅動電路,其特征在于,所述電荷存儲單元包括相互并聯的存儲電容和電阻;
所述存儲電容,一端與所述寫入節點連接,另一端與所述驅動電源的低電平輸出端連接。

8.  一種AMOLED像素驅動方法,應用于如權利要求1至7中任一權利要求所述的AMOLED像素驅動電路,其特征在于,包括:
在數據寫入階段,數據寫入單元寫入數據電流;
在數據寫入階段,電流放大單元放大所述數據電流,并通過放大后的數據電流對電荷存儲單元充電;
在像素點亮階段,發光控制單元控制導通電荷存儲單元與OLED的連接,電荷存儲單元放電以點亮所述OLED。

9.  如權利要求8所述的AMOLED像素驅動方法,其特征在于,
所述數據寫入階段包括電流放大階段和直接充電階段;
在電流放大階段,所述電流放大單元放大數據電流;
在直接充電階段,所述數據寫入單元通過所述數據電流直接對所述電荷存儲單元充電。

10.  一種顯示裝置,其特征在于,包括OLED和如權利要求1至7所述的AMOLED像素驅動電路,所述AMOLED像素驅動電路用于驅動所述OLED。

說明書

說明書AMOLED像素驅動電路、方法和顯示裝置
技術領域
本發明涉及顯示技術領域,尤其涉及一種AMOLED(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode,是有源矩陣有機發光二極管)像素驅動電路、方法和顯示裝置。
背景技術
電流型AMOLED像素驅動電路直接采用電流型信號進行像素電路的驅動,OLED的亮度和驅動電流的大小成正比,可以實現多級灰階的顯示。
如圖1所示,現有的電流型AMOLED像素驅動電路包括驅動晶體管TP1、數據寫入晶體管TP2和存儲單元,TP1和TP2為PMOS管,所述存儲單元包括相互并聯的存儲電容C和電阻R,在數據寫入階段,接入TP2的柵極的數據寫入控制信號Gate為低電平,TP2導通,Idata通過TP2對存儲電容C進行充電;在像素點亮階段,接入TP1的柵極的發光控制信號EM為低電平,TP1導通,C放電以點亮OLED,OLED的陰極與驅動電源的低電平輸出端ELVSS連接。現有的電流型AMOLED像素驅動電路需要一定大小的驅動電流才能夠驅動OLED,并且由于在數據寫入階段對存儲電容充電的量固定,在此過程中無法對該充電量進行調節,因此無法調節灰階。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種AMOLED像素驅動電路、方法和顯示裝置,以通過很小的數據電流就可以驅動OLED,并且可以通過調節在像素點亮階段流過OLED的電流的大小來調節灰階。
為了達到上述目的,本發明提供了一種AMOLED像素驅動電路,用于驅動有機發光二極管OLED,包括:電荷存儲單元,用于在數據寫入階段被充電并在像素點亮階段放電以點亮所述OLED;用于在數據寫入階段寫入數據電流 的數據寫入單元;發光控制單元,用于在像素點亮階段控制導通所述電荷存儲單元和所述OLED的連接;所述AMOLED像素驅動電路還包括電流放大單元,其用于在數據寫入階段放大數據電流,并通過放大后的數據電流對所述電荷存儲單元充電。
實施時,所述數據寫入階段包括電流放大階段和直接充電階段;
當所述電流放大單元在電流放大階段放大數據電流時,所述數據寫入單元還用于在直接充電階段通過所述數據電流直接對所述電荷存儲單元充電。
實施時,所述數據寫入單元和所述電荷存儲單元的連接點為寫入節點;
所述電流放大單元包括電流放大控制模塊和比例電流鏡,其中,
所述電流放大控制模塊,用于在數據寫入階段的全部時間或部分時間導通所述寫入節點與所述比例電流鏡的電流輸入端之間的連接;
所述比例電流鏡的電流輸出端與所述寫入節點連接;
所述比例電流鏡,用于對所述數據電流進行放大。
實施時,所述數據寫入單元包括:數據寫入晶體管,柵極接入數據寫入控制信號,第一極接入所述數據電流,第二極與所述寫入節點連接;
所述電流放大控制模塊包括:
放大控制三極管,基極與所述寫入節點連接,第一極接入電流放大控制信號;
寫入控制晶體管,柵極接入所述數據寫入控制信號,第一極與所述比例電流鏡的電流輸入端連接,第二極與所述放大控制三極管的第二極連接。
實施時,所述比例電流鏡包括輸入支路和輸出支路;
所述輸入支路包括:
第一PMOS管,第一極與驅動電源的高電平輸出端連接;
以及,第一NMOS管,柵極與所述第一NMOS管的第一極連接,第一極與驅動電源的低電平輸出端連接,第二極與所述第一PMOS管的第二極連接;
所述第一NMOS管的第二極為所述比例電流鏡的電流輸入端;
所述輸出支路包括:
第二PMOS管,柵極與所述第一PMOS管的柵極連接,第一極與所述驅動電源的高電平輸出端連接,第二極與所述第二PMOS管的柵極連接;
以及,第二NMOS管,柵極與所述第一NMOS管的柵極連接,第一極為所述電流輸出端,第二極與所述第二PMOS管的第二極連接。
實施時,所述第二PMOS管的寬長比與所述第二NMOS管的寬長比相等;所述第一PMOS管的寬長比與所述第一NMOS管的寬長比相等;
所述第二PMOS管的寬長比為所述第一PMOS管的寬長比的K倍,K大于1。
實施時,所述電荷存儲單元包括相互并聯的存儲電容和電阻;
所述存儲電容,一端與所述寫入節點連接,另一端與所述驅動電源的低電平輸出端連接。
本發明還提供了一種AMOLED像素驅動方法,應用于上述的AMOLED像素驅動電路,包括:
在數據寫入階段,數據寫入單元寫入數據電流;
在數據寫入階段的全部時間或部分時間,電流放大單元放大所述數據電流,并通過放大后的數據電流對電荷存儲單元充電;
在像素點亮階段,發光控制單元控制導通電荷存儲單元與OLED的連接,電荷存儲單元放電以點亮所述OLED。
實施時,所述數據寫入階段包括電流放大階段和直接充電階段;
在電流放大階段,所述電流放大單元放大數據電流;
在直接充電階段,所述數據寫入單元通過所述數據電流直接對所述電荷存儲單元充電。
本發明還提供了一種顯示裝置,包括OLED和上述的AMOLED像素驅動電路,所述AMOLED像素驅動電路用于驅動所述OLED。
與現有技術相比,本發明所述的AMOLED像素驅動電路、方法和顯示裝置,采用電流放大單元在數據寫入階段放大數據寫入單元寫入的數據電流,通過放大后的數據電流對電荷存儲單元充電,在像素點亮階段電荷存儲單元放電以點亮OLED,從而通過很小的數據電流就可以驅動OLED,并且通過控制電流放大單元對數據電流進行放大的時間,可以調節在像素點亮階段流過OLED的電流的大小,從而可以調節灰階。
附圖說明
圖1是現有的電流型AMOLED像素驅動電路的電路圖;
圖2是本發明實施例所述的AMOLED像素驅動電路的結構框圖;
圖3是本發明另一實施例所述的AMOLED像素驅動電路的結構框圖;
圖4是本發明又一實施例所述的AMOLED像素驅動電路的結構圖;
圖5是本發明再一實施例所述的AMOLED像素驅動電路的電路圖;
圖6是如圖5所示的AMOLED像素驅動電路的實施例的工作信號時序圖。具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
本發明所有實施例中采用的晶體管均可以為薄膜晶體管或場效應管或其他特性相同的器件。在本發明實施例中,為區分晶體管除柵極之外的兩極,將其中一極稱為源極,另一極稱為漏極。
如圖2所示,本發明實施例所述的AMOLED像素驅動電路,用于驅動OLED(Organic Light-Emitting Diode,有機發光二極管),包括:
電荷存儲單元21,用于在數據寫入階段被充電并在像素點亮階段放電以點亮所述OLED;
用于在數據寫入階段寫入數據電流Idata的數據寫入單元22;
發光控制單元23,用于在像素點亮階段控制導通所述電荷存儲單元21和所述OLED的連接;
以及,電流放大單元24,其用于在數據寫入階段放大數據電流Idata,并通過放大后的數據電流Idata對所述電荷存儲單元21充電。
本發明實施例所述的AMOLED像素驅動電路,是一種電流型AMOLED像素驅動電路,采用電流放大單元在數據寫入階段放大數據寫入單元寫入的數據電流,通過放大后的數據電流對電荷存儲單元充電,在像素點亮階段電荷存儲單元放電以點亮OLED,從而通過很小的數據電流就可以驅動OLED,并且 通過控制電流放大單元對數據電流進行放大的時間,可以調節在像素點亮階段流過OLED的電流的大小,從而可以調節灰階。
在以上實施例中,電流放大單元可以在數據寫入階段的全部時間放大數據電流,并通過放大后的數據電流對電荷存儲單元充電;也可以根據灰階的要求選擇在數據寫入階段的部分時間通過放大后的數據電流對電荷存儲單元充電。
具體的,當電流放大單元在數據寫入階段的部分時間放大數據電流時,可以將所述數據寫入階段劃分為電流放大階段和直接充電階段;
所述電流放大單元在電流放大階段放大數據電流,所述數據寫入單元還用于在直接充電階段通過所述數據電流直接對所述電荷存儲單元充電。
具體的,如圖3所示,所述數據寫入單元22和所述電荷存儲單元21的連接點為寫入節點N1;
所述電流放大單元包括電流放大控制模塊241和比例電流鏡242,其中,
所述電流放大控制模塊241,用于在數據寫入階段的全部時間或部分時間導通所述寫入節點N1與所述比例電流鏡242的電流輸入端IN之間的連接;
所述比例電流鏡242的電流輸出端與所述寫入節點N1連接;
所述比例電流鏡242,用于放大數據電流Idata;
在如圖3所示的實施例中,采用了比例電流鏡來放大數據電流Idata,由于比例電流鏡能夠放大電流而且不受工藝和溫度的影響,進一步保證了顯示畫面的穩定性。
具體的,如圖4所示,所述數據寫入單元包括:數據寫入晶體管TI,柵極接入數據寫入控制信號Gate,第一極接入所述數據電流Idata,第二極與所述寫入節點N1連接;
所述電流放大控制模塊包括:
放大控制三極管TC,基極與所述寫入節點N1連接,第一極接入電流放大控制信號Gate1;
寫入控制晶體管TIC,柵極接入所述數據寫入控制信號Gate,第一極與所述比例電流鏡242的電流輸入端IN連接,第二極與所述放大控制三極管TC的第二極連接。
在如圖4所示的實施例中,TI和TIC為PMOS管(p溝道金屬氧化物半 導體場效應晶體管),在實際操作時,TI和TIC也可以全部或擇一選用NMOS管,只需相應調整管腳連接及控制信號即可。
在如圖4所示的實施例中,Gate1的時序可以和Gate的時序相同,此時,電流放大控制模塊在數據寫入階段的全部時間導通所述寫入節點N1與所述比例電流鏡242的電流輸入端IN之間的連接;
Gate1的時序也可以和Gate的時序不同,即當Gate控制TI和TIC導通時,在部分時間內Gate1控制TC導通,在其余的時間內Gate1控制TC關閉,電流放大控制模塊在數據寫入階段的部分時間導通所述寫入節點N1與所述比例電流鏡242的電流輸入端IN之間的連接。
具體的,如圖5所示,所述比例電流鏡包括輸入支路和輸出支路;
所述輸入支路包括:
第一PMOS管TP1,第一極與驅動電源的高電平輸出端ELVDD連接;
以及,第一NMOS管TN1,柵極與所述第一NMOS管TN1的第一極連接,第一極與驅動電源的低電平輸出端ELVSS連接,第二極與所述第一PMOS管TP1的第二極連接;
所述第一NMOS管TN1的第二極為所述比例電流鏡的電流輸入端IN;
所述輸出支路包括:
第二PMOS管TP2,柵極與所述第一PMOS管TP1的柵極連接,第一極與所述驅動電源的高電平輸出端ELVDD連接,第二極與所述第二PMOS管TP2的柵極連接;
以及,第二NMOS管TN2,柵極與所述第一NMOS管TN1的柵極連接,第一極為所述比例電流鏡的電流輸出端,第二極與所述第二PMOS管TP2的第二極連接;
所述電荷存儲單元包括相互并聯的存儲電容C和電阻R;
所述存儲電容C的一端與所述寫入節點N1連接,所述存儲電容C的另一端與驅動電源的低電平輸出端ELVSS連接;
所述發光控制單元包括驅動晶體管DTFT;
所述驅動晶體管DTFT,柵極接入發光控制信號EM,第一極與所述寫入節點N1連接,第二極與OLED的陽極連接;
OLED的陰極與驅動電源的低電平輸出端ELVSS連接。
在如圖5所示的實施例中,DTFT為PMOS管,在實際操作時,DTFT也可以選用NMOS管;
N2點是與TP1的柵極連接的節點,N3點是與TN1的柵極連接的節點。
在如圖5所示的實施例中,所述第二PMOS管TP2的寬長比與所述第二NMOS管TN2的寬長比相等;所述第一PMOS管TP1的寬長比與所述第一NMOS管TN1的寬長比相等;
所述第二PMOS管TP2的寬長比為所述第一PMOS管TP1的寬長比的K倍,K大于1,則由Iout=KIref,其中,Iout為比例電流鏡的輸出電流,Iref為比例電流鏡的輸入電流。
如圖6所示,Gate的時序和Gate1的時序相同,即在數據寫入階段電流放大單元放大數據電流,并通過放大后的數據電流對電荷存儲單元進行充電。如圖5所示的AMOLED像素驅動電路在工作時,
在數據寫入階段T1,Gate和Gate1為低電平信號,EM為高電平信號,TI、TIC和TC開啟,DTFT關閉,首先Idata通過TI輸入TC的基極,TC對Idata進行第一步的放大,比例電流鏡的輸入電流Iref為N×Idata,比例電流鏡的輸出電流Iout為K×N×Idata,Iout對存儲電容C充電;
在數據寫入階段T1,在N2點和N3點加合適的偏置電壓使得TP1、TP2、TN1和TN2全部工作在飽和區,此時Iref和Iout幾乎與ELVDD無關,能避免由于電源電壓波動引起的電流不穩定引起的閃爍,保證了顯示畫面的穩定性;
在像素點亮階段T2,Gate和Gate1為高電平信號,EM為低電平信號,TI、TIC和TC關閉,DTFT開啟,存儲電容放電以點亮OLED。
在實際操作時,可以通過調節Gate1的時序來控制TC的導通時間,進而控制Iout,能夠調節灰階。
如圖5所述的AMOLED像素驅動電路的實施例中管子數目較多,較適用于頂發射,但是由于比例電流鏡的輸出電流只與MOS管的寬長比的比例有關,因此MOS管的尺寸可以做的很小,不會占用很多空間,可以應用于單晶硅襯底OLED-on-silicon(硅基有機發光二極管)微型顯示技術。
本發明還提供了一種AMOLED像素驅動方法,應用于上述的AMOLED像素驅動電路,包括:
在數據寫入階段,數據寫入單元寫入數據電流;
在數據寫入階段,電流放大單元放大所述數據電流,并通過放大后的數據電流對電荷存儲單元充電;
在像素點亮階段,發光控制單元控制導通電荷存儲單元與OLED的連接,電荷存儲單元放電以點亮所述OLED。
具體的,當電流放大單元在數據寫入階段的部分時間放大數據電流時,所述數據寫入階段包括電流放大階段和直接充電階段;
在電流放大階段,所述電流放大單元放大數據電流;
在直接充電階段,所述數據寫入單元通過所述數據電流直接對所述電荷存儲單元充電。
本發明還提供了一種顯示裝置,包括OLED和上述的AMOLED像素驅動電路,所述AMOLED像素驅動電路用于驅動所述OLED。
以上所述是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明所述原理的前提下,還可以作出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。

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AMOLED 像素 驅動 電路 方法 顯示裝置
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