一种oled像素驱动电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种OLED像素驱动电路。该像素驱动电路包含8个P型晶体管和3个电容，有6个信号输入线，分别为第一扫描信号线、第二扫描信号线、第三扫描信号线、第一发光控制线、第二发光控制线、数据信号线，通过对6个输入信号的控制，不仅补偿驱动管的阈值电压，而且能输出稳定的电流，从而保证OLED的正常发光。
【专利说明】一种OLED像素驱动电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种0LED像素驱动电路，特别是一种输出能稳定的带补偿功能的0LED像素驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前，有机电致发光二极管(Organic Light-Emitting D1de，OLED)因其具有自发光、高亮度、宽视角、低功耗、高对比度、制作简单等优点，已成为当今显示界的新宠并迅速崛起。然而，传统的驱动电路随着时间推移，0LED的亮度会逐渐的降低，从而达不到预期的效果，因此，本发明提出了一个新的0LED像素驱动电路，不仅能补偿驱动管的阈值电压，而且能输出稳定的电流，从而保证0LED的正常发光。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种0LED像素驱动电路，能补偿驱动管的阈值电压，输出稳定电流，确保0LED正常发光。
[0004]为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案:
一种0LED像素驱动电路，包含:
有机发光二极管:正极与第八晶体管的源极连接，负极与第一负电源正极连接；
第一正电源:正极连接第一晶体管的漏极，负极接地；
第一负电源:正极连接发光二极管的负极，负极接地；
第一参考电压源:正极连接第六晶体管的漏极，负极接地；
第一初始电压源:正极连接第三晶体管的源极和第七晶体管的源极，负极接地；
第一扫描信号线:连接第二晶体管的栅极和第四晶体管的栅极；
第二扫描信号线:连接第六晶体管的栅极和第五晶体管的栅极；
第三扫描信号线:连接第七晶体管的栅极；
第一发光控制线:连接第八晶体管的栅极；
第二发光控制线:连接第三晶体管的栅极；
数据信号线:连接第二晶体管的源极；
第一电容:连接于第一晶体管的栅极和第一正电源正极之间，第一电容用于保证第一晶体管的阈值电压；
第二电容:连接于第一晶体管的栅极和第二晶体管的漏极之间，当有数据扫描时，第二电容就会进行充放电；
第三电容:连接于第六晶体管的源极和第四晶体管的源极之间；
第一晶体管:漏极与第一正电源正极连接，源极与第五晶体管的漏极连接，栅极与第五晶体管的源极连接，控制由电源提供给有机发光二极管电流；
第二晶体管:漏极与第六晶体管的源极连接，源极与数据信号线连接，栅极与第一扫描信号线连接，且在第一扫描线输入为低电平时才导通； 第三晶体管:漏极与第四晶体管的源极连接，源极与第一初始电压源正极连接，栅极与第二发光控制线连接，且在第二发光控制线输入为低电平时才导通，第二晶体管和第三晶体管不同时导通，一个高于有机发光二极管的驱动电压，一个低于有机发光二极管的驱动电压；
第四晶体管:漏极与有机发光二极管正极连接，源极与第三晶体管的漏极连接，栅极与第一扫描信号线连接，且在第一扫描信号线输入为低电平时才导通；
第五晶体管:漏极与第一晶体管源极连接，源极与第七晶体管的漏极连接，栅极与第二扫描信号线连接，且在第二扫描信号线输入为低电平时才导通；
第六晶体管:漏极与第一参考电压源正极连接，源极与第二晶体管漏极连接，栅极与第二扫描信号线连接，且在第二扫描信号线输入为低电平时才导通；
第七晶体管:漏极与第五晶体管的源极连接，源极与第一初始电压源正极连接，栅极与第三扫描信号线连接，且在第三扫描信号线输入为低电平时才导通；
第八晶体管:漏极与第一晶体管源极连接，源极与有机发光二极管正极连接，栅极与第一发光控制信号线连接，且在第一发光控制线输入为低电平时才导通，且第五晶体管和第八晶体管不同时导通，当第五晶体管导通时第八晶体管总是关断。
[0005]本发明的OLED像素驱动电路可认为由电路1和电路2组成:
电路1用来控制有机发光二极管的电流，包含:
第一电容:连接于第一晶体管的栅极和第一正电源正极之间，第一电容用于保证第一晶体管的阈值电压；
第二电容:连接于第一晶体管的栅极和第二晶体管的漏极之间，当有数据扫描时，第二电容就会进行充放电；
第三电容:连接于第六晶体管的源极和第四晶体管的源极之间；
第一晶体管:漏极与第一正电源正极连接，源极与第五晶体管的漏极连接，栅极与第五晶体管的源极连接，控制由电源提供给有机发光二极管电流；
第二晶体管:漏极与第六晶体管的源极连接，源极与数据信号线连接，栅极与第一扫描信号线连接，且在第一扫描线输入为低电平时才导通；
第五晶体管:漏极与第一晶体管源极连接，源极与第七晶体管的漏极连接，栅极与第二扫描信号线连接，且在第二扫描信号线输入为低电平时才导通；
第六晶体管:漏极与第一参考电压源正极连接，源极与第二晶体管漏极连接，栅极与第二扫描信号线连接，且在第二扫描信号线输入为低电平时才导通；
第七晶体管:漏极与第五晶体管的源极连接，源极与第一初始电压源正极连接，栅极与第三扫描信号线连接，且在第三扫描信号线输入为低电平时才导通；
第八晶体管:漏极与第一晶体管源极连接，源极与有机发光二极管正极连接，栅极与第一发光控制信号线连接，且在第一发光控制线输入为低电平时才导通，且第五晶体管和第八晶体管不同时导通，当第五晶体管导通时第八晶体管总是关断。
[0006]电路2用来补偿有机发光二极管的亮度衰减，包含:
第三晶体管:漏极与第四晶体管的源极连接，源极与第一初始电压源正极连接，栅极与第二发光控制线连接，且在第二发光控制线输入为低电平时才导通，第二晶体管和第三晶体管不同时导通，一个高于有机发光二极管的驱动电压，一个低于有机发光二极管的驱动电压；
第四晶体管:漏极与有机发光二极管正极连接，源极与第三晶体管的漏极连接，栅极与第一扫描信号线连接，且在第一扫描信号线输入为低电平时才导通。
[0007]本发明与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点:
本发明一个周期分为四个阶段来保证有机发光二极管能持续稳定的发光，而不会像传统的有机发光二极管驱动电路会随着时间的增加而亮度慢慢衰减，第一晶体管(驱动管)的阈值电压可以被补偿，不管电压的压降，图像都能达到预期的亮度。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是一种输出稳定的OLED像素补偿驱动电路的具体电路原理图。
[0009]图2是图1像素驱动电路的波形图解。
[0010]图3是图1中E1，E2，Sl，S2，S3信号、经过OLED电流和节点N1电压的仿真波形。
【具体实施方式】
[0011]本发明的优选实施例结合附图详述如下，实施例一:请参考图1、图2和图3。本OLED像素驱动电路包含:
有机发光二极管OLED:正极与第八晶体管M8的源极连接，负极与第一负电源VSS正极连接；
第一正电源VDD:正极连接第一晶体管Ml的漏极，负极接地；
第一负电源VSS:正极连接有机发光二极管OLED的负极，负极接地；
第一参考电压源Vref:正极连接第六晶体管M6的漏极，负极接地；
第一初始电压源Vint:正极连接第三晶体管M3的源极和第七晶体管M7的源极；
第一扫描信号线S1:连接第二晶体管M2的栅极和第四晶体管M4的栅极；
第二扫描信号线S2:连接第六晶体管M6的栅极和第五晶体管M5的栅极；
第三扫描信号线S3:连接第七晶体管M7的栅极；
第一发光控制线E1:连接第八晶体管M8的栅极；
第二发光控制线E2:连接第三晶体管M3的栅极；
数据信号线Dm:连接第二晶体管M2的源极；
第一电容C1:连接于第一晶体管Ml的栅极和第一正电源VDD正极之间，第一电容Cl用于保证第一晶体管Ml的阈值电压；
第二电容C2:连接于第一晶体管Ml的栅极和第二晶体管M2的漏极之间，当有数据扫描时，第二电容C2就会进行充放电；
第三电容C3:连接于第六晶体管M6的源极和第四晶体管M4的源极之间；
第一晶体管Ml:漏极与第一正电源VDD正极连接，源极与第五晶体管M5的漏极连接，栅极与第五晶体管M5的源极连接，控制由电源提供给有机发光二极管OLED电流；
第二晶体管M2:漏极与第六晶体管M6的源极连接，源极与数据信号线Dm连接，栅极与第一扫描信号线S1连接，且在第一扫描线S1输入为低电平时才导通；
第三晶体管M3:漏极与第四晶体管M4的源极连接，源极与第一初始电压源Vint正极连接，栅极与第二发光控制线E2连接，且在第二发光控制线E2输入为低电平时才导通，第二晶体管M2和第三晶体管M3不同时导通，一个高于有机发光二极管OLED的驱动电压，一个低于有机发光二极管OLED的驱动电压；
第四晶体管M4:漏极与有机发光二极管OLED正极连接，源极与第三晶体管M3的漏极连接，栅极与第一扫描信号线S1连接，且在第一扫描信号线S1输入为低电平时才导通；第五晶体管M5:漏极与第一晶体管Ml源极连接，源极与第七晶体管M7的漏极连接，栅极与第二扫描信号线S2连接，且在第二扫描信号线S2输入为低电平时才导通；
第六晶体管M6:漏极与第一参考电压源Vref正极连接，源极与第二晶体管M2漏极连接，栅极与第二扫描信号线S2连接，且在第二扫描信号线S2输入为低电平时才导通；
第七晶体管M7:漏极与第五晶体管M5的源极连接，源极与第一初始电压源Vint正极连接，栅极与第三扫描信号线S3连接，且在第三扫描信号线S3输入为低电平时才导通；第八晶体管M8:漏极与第一晶体管M3源极连接，源极与有机发光二极管OLED正极连接，栅极与第一发光控制信号线E1连接，且在第一发光控制线E1输入为低电平时才导通，且第五晶体管M5和第八晶体管M8不同时导通，当第五晶体管M5导通时，第八晶体管M8总是关断。
[0012]实施例二:本OLED像素驱动电路由电路1和电路2组成:
图1说明有五个扫描信号，即第一发光控制线E1，第二发光控制线E2，第一扫描线S1，第二扫描线S2，第三扫描线S3。电路1是用来控制OLED的电流，电路2是用来补偿OLED亮度的衰减。
[0013]OLED的正极接电路1，负极接电源VSS。OLED由电路1提供的电流来显示预期的亮度。
[0014]电路1控制提供给OLED的电流。电路1包括第一晶体管M1，第二晶体管M2，第五晶体管M5，第六晶体管M6，第七晶体管M7，第八晶体管M8，第一电容C1，第二电容C2，第三电容C3，第一节点N1，第二节点N2。
[0015]驱动管Ml的漏极接第一正电源正极VDD，源极接晶体管M8的漏极，栅极接到节点Nlo驱动管Ml由N1提供的电压来控制0LED的电流。
[0016]晶体管M2源极接数据线Dm，漏极接节点N2。栅极接扫描线S1，且当扫描信号S1输入低电平时，M2导通，数据Dm电压传到节点N2上。
[0017]晶体管M5的漏极接在Ml的源极，源极接节点N1，栅极接扫描线S2。当S2输入低电平时，M5导通，Ml的源极和节点N1相连，此时驱动管Ml相当于一个二极管。
[0018]晶体管M6的栅极接扫描线S2，漏极接参考电压源Vref和源极接节点N2，当S2输入低电平时，M6导通，此时参考电压源Vref施加在节点N2上。参考电压源Vref高于全暗数据信号的电压，低于全亮信号的电压。
[0019]晶体管M7的栅极接扫描线S3，源极接初始电源Vint和漏极接节点N1，当S3输入低电平时，M7导通，电压Vint施加在节点N1上。初始电源Vint的电压低于VDD的电压，例如一个低于0LED阈值电压的电压。
[0020]晶体管M8的栅极接发光控制线E1，漏极接Ml的源极和源极接0LED的正极。且当E1输入为低电平时M8导通。
[0021]电容C1接在节点N1和VDD之间。电容C1充电以达到驱动管Ml的阈值电压。
[0022]电容C2接在节点N1和节点N2之间，当有数据信号输入时，C2充电，并由N2节点电压的变化速率来控制N1节点的电压。
[0023]电容C3接在节点N2和N3之间，电容C3由节点N3的电压变化速率来控制节点N2的电压。
[0024]电路2补偿N2节点的电压来保证OLED能持续稳定地发光。电路2包括第三晶体管M3，第四晶体管M4，第三节点N3。
[0025]第三晶体管M3的漏极与第四晶体管的源极连接，源极与第一初始电压源Vint连接，栅极与E2连接，并且当E2为低电平时导通。
[0026]第四晶体管M4漏极与有机发光二极管正极连接，源极与第三晶体管M3的漏极连接，栅极与S1连接，当S1输入为低电平时，M4导通。
[0027]图2是图1像素驱动电路的波形图解。根据图2来假设扫描信号的周期为4T。
[0028]根据图2，在T1周期扫描信号提供给扫描线S3。在T1和T2周期第一发光控制信号提供给第一发光控制线E1。
[0029]当扫描信号提供给S3时，晶体管M7导通。当晶体管M7导通，初始电源Vint的电压提供给N1节点。
[0030]当第一发光控制信号提供给第一发光控制线E1时，晶体管M8关断。当晶体管M8关断时，晶体管Ml与OLED间断开，OLED不发光。
[0031]在T2周期扫描信号提供给扫描线S2，在T2和T3周期第二发光控制信号提供给第二发光控制线E2。
[0032]当扫描信号提供给扫描线S2时，晶体管M5和M6导通。当晶体管M6导通，参考电压源Vref的电压提供给N2节点。当晶体管M5导通，晶体管Ml相当于一个二极管。当晶体管Ml相当于一个二极管，N1节点的电压值就相当于第一电压源VDD减去晶体管Ml的阈值电压。同时，电容C1以晶体管Ml的阈值电压开始充电。
[0033]当第二发光控制信号提供给第二发光控制线E2时，晶体管M3关断。此时，初始电源Vint和N3节点断开。
[0034]在T3周期扫描信号提供给扫描线S1，当扫描信号提供给扫描线S1时，晶体管M2和M4导通。
[0035]当晶体管M2导通时，数据信号从数据线Dm提供给节点N2。
[0036]当晶体管M4导通时，节点N3和OLED之间导通。然后，OLED上的电压提供给节点N3，OLED 发光。
[0037]在T4周期第二发光控制线E2为低电平。当第二发光控制线E2为低电平时，晶体管M3导通。当晶体管M3导通时，初始电源Vint的电压提供给N3节点。同时，N3节点电压值从OLED的电压降到初始电源Vint的电压。当N3节点电压值下降，节点N2的电压值由于电容C3的存在也下降，节点N1的电压值由于电容C2的存在也下降。同时，晶体管Ml根据节点N1的电压值变化控制OLED上的电流。
[0038]同时随着时间推移OLED变不稳定。当OLED变不稳定，在同样的电流下，OLED上的电压值变高。因此当OLED变不稳定时N3节点上的电压降范围开始变大。当N3节点上的电压降范围开始变大，节点N1和N2的电压降范围也变大，从而可能补偿了 OLED的不稳定性。
[0039]换句话说，随着OLED变不稳定，晶体管Ml提供给OLED的电流会变大，从而可能补偿了 OLED。
[0040]在T4周期，OLED发光，初始电源Vint的电压提供给M3。
[0041]图3是图1的瞬态仿真波形图。其中El、E2、Sl、S2、S3是输入信号的电压波形。/I2/vp仿真的是经过0LED的电流，/N1仿真的是N1节点的电压。
[0042]从图3图形看出，在T1周期扫描信号提供给扫描线S3。在T1和T2周期第一发光控制信号提供给第一发光控制线E1。当扫描信号提供给S3时，晶体管M7导通。当晶体管M7导通，初始电源Vint的电压提供给N1节点。当第一发光控制信号提供给第一发光控制线E1时，晶体管M8关断。当晶体管M8关断时，晶体管Ml与0LED断开，0LED不发光，0LED的电流值为0，N1节点电压由于晶体管M7导通，所以值等于Vint电压。
[0043]在T2周期扫描信号提供给扫描线S2，在T2和T3周期第二发光控制信号提供给第二发光控制线E2。当扫描信号提供给扫描线S2时，晶体管M5和M6导通。当晶体管M6导通，参考电压源Vref的电压提供给N2节点。当晶体管M5导通，晶体管Ml相当于一个二极管。当晶体管Ml相当于一个二极管，N1节点的电压值就相当于第一电压源VDD减去晶体管Ml的阈值电压。同时，电容C1以晶体管Ml的阈值电压开始充电。当第二发光控制信号提供给第二发光控制线E2时，晶体管M3关断。此时，初始电源Vint和N3节点断开。晶体管M8仍未导通，所以0LED的电流值仍为0，N1节点电压由于晶体管M7断开和电容C1的存在，电压值上升到接近VDD的值。
[0044]在T3周期扫描信号提供给扫描线S1，当扫描信号提供给扫描线S1时，晶体管M2和M4导通。当晶体管M2导通时，数据信号从数据线Dm提供给节点N2。当晶体管M4导通时，节点N3和0LED之间导通。然后，0LED上的电压提供给节点N3。晶体管M8导通，0LED上开始有电流，由于驱动管Ml —直处于导通状态，所以只要M8导通，0LED上就会有电流，同时N1节点上的电压由于M8导通和电容C1的存在而略微有所下降。
[0045]在T4周期第二发光控制线E2为低电平。当第二发光控制线E2为低电平时，晶体管M3导通。当晶体管M3导通时，初始电源Vint的电压提供给N3节点。同时，N3节点电压值从0LED的电压降到初始电源Vint的电压。当N3节点电压值下降，节点N2的电压值由于电容C3的存在也下降，节点N1的电压值由于电容C2的存在也下降。同时，晶体管Ml根据节点N1的电压值变化控制0LED上的电流。同时随着时间推移0LED开始变得不稳定。当0LED开始变得不稳定，在同样的电流下，0LED上的电压值变高。因此当0LED开始变得不稳定时N3节点上的电压降范围开始变大。当N3节点上的电压降范围开始变大，节点N1和N2的电压降范围也变大，从而可能补偿了 0LED的不稳定性。在T4周期，原本0LED电流会随着时间推移而下降，但由于晶体管M3导通，导致N1节点电压急剧下降，驱动管Ml的阈值电压变大，0LED上的电流也变大，从而稳定了 0LED上的电流。
【权利要求】
1.在一种OLED像素驱动电路，包含: 有机发光二极管OLED:正极与第八晶体管M8的源极连接，负极与第一负电源VSS正极连接； 第一正电源VDD:正极连接第一晶体管Ml的漏极，负极接地； 第一负电源VSS:正极连接有机发光二极管OLED的负极，负极接地； 第一参考电压源Vref:正极连接第六晶体管M6的漏极，负极接地； 第一初始电压源Vint:正极连接第三晶体管M3的源极和第七晶体管M7的源极，负极接地； 第一扫描信号线S1:连接第二晶体管M2的栅极和第四晶体管M4的栅极； 第二扫描信号线S2:连接第六晶体管M6的栅极和第五晶体管M5的栅极； 第三扫描信号线S3:连接第七晶体管M7的栅极； 第一发光控制线El:连接第八晶体管M8的栅极； 第二发光控制线E2:连接第三晶体管M3的栅极； 数据信号线Dm:连接第二晶体管M2的源极； 第一电容C1:连接于第一晶体管Ml的栅极和第一晶体管Ml的漏极之间； 第二电容C2:连接于第一晶体管Ml的栅极和第二晶体管M2的漏极之间； 第三电容C3:连接于第六晶体管M6的源极和第四晶体管M4的源极之间； 第一晶体管Ml:漏极与第一正电源VDD正极连接，源极与第五晶体管M5的漏极连接，栅极与第五晶体管M5的源极连接； 第二晶体管M2:漏极与第六晶体管M6的源极连接，源极与数据信号线Dm连接，栅极与第一扫描信号线SI连接； 第三晶体管M3:漏极与第四晶体管M4的源极连接，源极与第一初始电压源Vint正极连接，栅极与第二发光控制线E2连接； 第四晶体管M4:漏极与有机发光二极管OLED正极连接，源极与第三晶体管M3的漏极连接，栅极与第一扫描信号线连接； 第五晶体管M5:漏极与第一晶体管Ml源极连接，源极与第七晶体管M7的漏极连接，栅极与第二扫描信号线S2连接； 第六晶体管M6:漏极与第一参考电压源Vref正极连接，源极与第二晶体管M2漏极连接，栅极与第二扫描信号线S2连接； 第七晶体管M7:漏极与第五晶体管M5的源极连接，源极与第一初始电压源Vint正极连接，栅极与第三扫描信号线S3连接； 第八晶体管M8:漏极与第一晶体管Ml源极连接，源极与有机发光二极管OLED正极连接，栅极与第一发光控制信号线El连接。
【文档编号】G09G3/32GK104485067SQ201410733836
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】严利民, 陈静, 冯俊, 李跃, 江军兵, 张逸一, 任春明, 杜斌, 潘浩, 夏明治 申请人:上海大学