專利名稱：維持二極管發(fā)光亮度的補償電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種補償電路，特別是涉及一種可維持有機發(fā)光二極管發(fā)光組件亮度穩(wěn)定性的補償電路。
背景技術(shù)：
有源矩陣有機發(fā)光二極管(Active-MatrixOrganic Light-Emitting Diode,AM0LED)顯示器擁有厚度薄、重量輕、自發(fā)光、低驅(qū)動電壓、高效率、高對比、高色彩飽和度、反應(yīng)速度快、可饒曲等特色，被視為繼薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film TransistorLiquid Crystal Display, TFT-LCD)之后,最被看好的新興顯示技術(shù)。 但由于有機發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode,0LED)組件所表現(xiàn)出的亮度是由流過的電流大小所決定的，因此如果要精確控制像素亮度就必須要做到精確控制電流，相對于TFT-LCD只要控制寫入像素的電壓電平就能控制像素亮度，難度可以說是相當高。實際上AMOLED也遇到了許多問題。請同時參照圖I和圖2，圖I為無補償?shù)腜型晶體管AMOLED像素電路架構(gòu)的電路示意圖；圖2為無補償?shù)腘型晶體管AMOLED像素電路架構(gòu)的電路示意圖。如圖所示，因為OLED電流1_是由數(shù)據(jù)電壓Vdata利用操作在飽和區(qū)的薄膜晶體管(Thin-FilmTransistor，TFT)T2來轉(zhuǎn)換成的電流，以N型T2來說，其公式為Ioled = 1/2XW/LX μ ΝXCox(Vgs-Vth)2,當AMOLED經(jīng)過長時間的使用之后，Τ2的Vth會變大，以及載子移動率(Mobility) μ Ν也會變小，如此一來便會使I_D下降，造成OLED的亮度衰減。此外，由于OLED材料老化的現(xiàn)象，在長時間操作下，會發(fā)生跨壓逐漸上升以及發(fā)光效率下降的問題。OLED跨壓的上升可能會影響到薄膜晶體管的操作，以N型薄膜晶體管為例，若OLED接在薄膜晶體管的源極端，當OLED跨壓上升時會直接影響到薄膜晶體管的柵極-源極之間的端電壓源極，也就是直接影響流過的電流。而在發(fā)光效率方面，若因長時間操作造成材料老化發(fā)光效率下降，那么即使是流過相同的電流也無法產(chǎn)生預(yù)期的亮度。若紅(R)、綠(G)、藍(B)三色的發(fā)光效率下降程度不同，更會發(fā)生色偏的問題。但材料改善不易，因此這并不是一個能輕易解決的問題。又，隨著面板尺寸的加大，信號線逐漸變長，其內(nèi)阻效應(yīng)會日益明顯，最后會影響面板亮度的均勻性，此現(xiàn)象稱之為I-R Drop。請參照圖3，圖3為I-R Drop的示意圖。如圖所示，Vdd與Vss信號線會隨著內(nèi)阻效應(yīng)產(chǎn)生壓差，進而導(dǎo)致AMOLED面板不同位置像素會有不同大小的電流，影響面板亮度的均勻性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的就是提供一種維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的如發(fā)光效率下降，以及因OLED電流Imd下降使得有機發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode, 0LED)組件發(fā)光亮度降低的問題。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，包含穩(wěn)定單元、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管以及發(fā)光二極管。穩(wěn)定單元包含光電二極管及電容，該穩(wěn)定單元的一端為第一節(jié)點，該穩(wěn)定單元的另一端為第二節(jié)點，且光電二極管及電容之間具有第三節(jié)點。第一晶體管連接第一電源、第一控制信號及第一節(jié)點。第二晶體管連接第二電源、第一控制信號及第二節(jié)點。第三晶體管連接第三電源、第二控制信號及第三節(jié)點。發(fā)光二極管連接第三電源及第四晶體管。第四晶體管連接第一晶體管、發(fā)光二極管，藉由開啟第四晶體管以導(dǎo)通發(fā)光二極管。其中，第一晶體管及第二晶體管分別為第一 P型薄膜晶體管及第二 P型薄膜晶體管，第三晶體管及第四晶體管分別為第一 N型薄膜晶體管及第二 N型薄膜晶體管。其中，第二 P型薄膜晶體管控制第二電源輸入的時間。其中，當發(fā)光二極管于發(fā)光的階段，第一 N型薄膜晶體管持續(xù)放電第三節(jié)點使第 三節(jié)點的電位與第三電源的電位相同。其中，電容儲存電位差，該電位差由光電二極管的電阻值上升而產(chǎn)生。其中，第一晶體管及第二晶體管分別為第一 N型薄膜晶體管及第二 N型薄膜晶體管，第三晶體管及第四晶體管系分別為第一 P型薄膜晶體管及第二 P型薄膜晶體管。其中，第二 N型薄膜晶體管控制第二電源輸入的時間。其中，當發(fā)光二極管于發(fā)光的階段，第一 P型薄膜晶體管持續(xù)充電第三節(jié)點，使第三節(jié)點的電位與第三電源的電位相同。其中，電容儲存電位差，該電位差由光電二極管的電阻值上升而產(chǎn)生。承上所述，根據(jù)本發(fā)明的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，可具有下述優(yōu)點所述維持二極管發(fā)光亮度的補償電路可解決現(xiàn)有技術(shù)中的如發(fā)光效率下降，以及因IaED下降使得OLED組件發(fā)光亮度降低的問題，進而可維持OLED組件發(fā)光亮度的穩(wěn)定性。


圖I為無補償?shù)腜型晶體管AMOLED像素電路架構(gòu)的電路示意圖。圖2為無補償?shù)腘型晶體管AMOLED像素電路架構(gòu)的電路示意圖。圖3為I-R Drop的示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路的第一實施例的電路示意圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路的第一實施例的信號波形示意圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明補償電路的第一實施例的二極管順偏特性的示意圖。圖7為根據(jù)本發(fā)明的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路的第二實施例的電路示意圖。圖8為根據(jù)本發(fā)明的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路的第二實施例的信號波形示意圖。圖9為根據(jù)本發(fā)明補償電路的第二實施例的二極管順偏特性的示意圖。主要的附圖標號說明1、2為補償電路，Tl、T2、T3、T4為薄膜晶體管，D為光電二極管，C、Cst 為電容，Emit [η]、Scan [η]為控制信號，VDD、Vss、Vllata 為電源信號，Idd、ID、Ioled 為電流，AR為內(nèi)阻抗，OLED為有機發(fā)光二極管，A、B、E為節(jié)點。
具體實施例方式以下將參照相關(guān)附圖，說明根據(jù)本發(fā)明的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路的實施例，為便于理解，下述實施例中的相同組件以相同的標號表示來說明。請參照圖4，圖4為根據(jù)本發(fā)明的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路的第一實施例的電路示意圖。如圖所示，本發(fā)明的補償電路包含了兩個P型薄膜晶體管(Thin-FilmTransistor, TFT) Tl及T2、兩個N型薄膜晶體管T3及T4、一個光電二極管(Photodiode)D以及一個電容C。在本實施例中，還包含了兩個控制信號Emit[n]、Scan[n]以及三個電源信號vdd、vss和vData。其中T4可用于驅(qū)動有機發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode,OLED);其余Tl至T3可作為開關(guān)使用，電容C用于補償。在所有作為開關(guān)的TFT中，在數(shù)據(jù)寫入階段，Tl使Τ4能夠形成二極管式連接(Diode-Connection)并導(dǎo)通，當前面所述的那些會造成OLED組件發(fā)光亮度衰減的因素產(chǎn)生的時候，會讓OLED組件的發(fā)光亮度衰減，使得像素中的光電二極管D(在本實施例中，光電二極管D可等效成光感電阻器)的電阻值上升進而影響到實際寫入到像素的電壓值，并將其儲存在補償電容C內(nèi)。Τ2可為一般像素電路都具備的開關(guān)，用于控制數(shù)據(jù)輸入的時間。Τ3 則在有源矩陣有機發(fā)光二極管(Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode,AMOLED)像素進入發(fā)光階段時將節(jié)點A持續(xù)放電至Vss，正因為A點維持在Vss，不是浮接(Floating)的狀態(tài),所以不會因為VData改變受到T2的漏電流(Leakage Current)影響而改變，因此像素內(nèi)不須如先前技術(shù)中所描述的Cst來維持A點的電位。請參照圖5，圖5為本發(fā)明的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路的第一實施例的信號波形示意圖。如圖所示，在本實施例中，補償電路操作步驟可分為兩個階段。首先為檢測OLED發(fā)光亮度調(diào)整像素數(shù)據(jù)電位寫入的階段Scan [η]與Emit [η]信號將Τ1、Τ2、Τ4導(dǎo)通，Τ3截止，此時節(jié)點B的電位Vb = Vdd,在OLED發(fā)光亮度最亮的原始狀態(tài)下，且可將像素中的光電二極管D (在本實施例中，光電二極管D可等效成光感電阻器)的電阻值近似等效成Rd，A點電位Va會由Vss變成Vss+ Λ Va (在本實施例中，Λ Va為正值)，假設(shè)寫入的數(shù)據(jù)電壓VData = VLevel+VD0+Vss (在本實施例中，Vdci為光電二極管D無電流時候的跨壓)，數(shù)據(jù)掃描時間(Data Scan Time)(也就是Scan [η]將Τ1、Τ2、Τ4導(dǎo)通的時間)為T = 2RDC，則
f T 山 ^ .T7. ^Data ^SS ^DOYodt 2--R2 Γ
= -^——=CD =VLevel其中，所有灰階電壓(V^el大于0，最小為σ，σ為一常數(shù))的寫入，均需要2RdC時間。請同時參照圖6，圖6為本發(fā)明的補償電路的第一實施例的二極管順偏特性的示意圖。如圖所示，當前述會造成Imd下降的因素產(chǎn)生的時候，會讓OLED組件的發(fā)光亮度衰減，使得光感電阻器的電阻值上升由Rd變成Rd’，則A點電位VA’會由Vss變成Vss+ Λ V。其中，斜線61的斜率為1/Rd ;斜線62的斜率為1/Rd’。
權(quán)利要求
1.一種維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，包含 穩(wěn)定單元，包含光電二極管及電容，該穩(wěn)定單元的一端為第一節(jié)點，所述穩(wěn)定單元的另一端為第二節(jié)點，且所述光電二極管及所述電容之間具有第三節(jié)點； 第一晶體管，連接第一電源、第一控制信號及所述第一節(jié)點； 第二晶體管，連接第二電源、所述第一控制信號及所述第二節(jié)點； 第三晶體管，連接第三電源、第二控制信號及所述第三節(jié)點； 發(fā)光二極管，連接所述第三電源及第四晶體管；以及 所述第四晶體管，連接所述第一晶體管、所述發(fā)光二極管，藉由開啟所述第四晶體管以導(dǎo)通所述發(fā)光二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第一晶體管及所述第二晶體管分別為第一 P型薄膜晶體管及第二 P型薄膜晶體管，所述第三晶體管及所述第四晶體管分別為第一 N型薄膜晶體管及第二 N型薄膜晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述電容的一端連接所述光電二極管的電流輸出端以形成所述第三節(jié)點，而所述電容未連接所述光電二極管的另一端為所述第一節(jié)點，所述光電二極管的未連接所述電容的另一端為所述第二節(jié)點。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第一P型薄膜晶體管的源極連接所述第一電源，所述第一 P型薄膜晶體管的柵極系連接所述第一控制信號，及所述第一 P型薄膜晶體管的漏極連接所述第二 N型薄膜晶體管的柵極。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第二P型薄膜晶體管的源極連接所述第二電源，所述第二 P型薄膜晶體管的柵極連接所述第一控制信號，及所述第二 P型薄膜晶體管的漏極連接所述光電二極管的電流輸入端，即所述第二節(jié)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第一N型薄膜晶體管的漏極連接所述第三節(jié)點，所述第一 N型薄膜晶體管的柵極連接所述第二控制信號，及所述第一 N型薄膜晶體管的源極連接所述第三電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第二N型薄膜晶體管的漏極連接所述第一電源，所述第二 N型薄膜晶體管的柵極連接所述第一節(jié)點，及所述第二 N型薄膜晶體管的源極連接所述發(fā)光二極管的電流輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第二P型薄膜晶體管控制所述第二電源輸入的時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，當所述發(fā)光二極管于發(fā)光的階段，所述第一 N型薄膜晶體管持續(xù)放電所述第三節(jié)點，使所述第三節(jié)點的電位與所述第三電源的電位相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第一晶體管及所述第二晶體管分別為第一 N型薄膜晶體管及第二 N型薄膜晶體管，所述第三晶體管及所述第四晶體管分別為第一 P型薄膜晶體管及第二 P型薄膜晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述電容的一端連接所述光電二極管的電流輸入端以形成所述第三節(jié)點，而所述電容未連接所述光電二極管的另一端為所述第一節(jié)點，所述光電二極管未連接所述電容的另一端為所述第二節(jié)點。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的維持二極管發(fā)光亮度之補償電路，其特征在于，所述第一N型薄膜晶體管的漏極連接所述第一節(jié)點，所述第一 N型薄膜晶體管的柵極連接所述第一控制信號，及所述第一 N型薄膜晶體管的源極連接所述第一電源。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第二N型薄膜晶體管的漏極連接所述第二電源，所述第二 N型薄膜晶體管的柵極連接所述第一控制信號，及所述第二 N型薄膜晶體管的源極連接所述光電二極管的電流輸出端，即所述第二節(jié)點。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第一P型薄膜晶體管的源極連接所述第三電源，所述第一 P型薄膜晶體管的柵極連接所述第二控制信號，及所述第一 P型薄膜晶體管的漏極連接所述第三節(jié)點。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第二P型薄膜晶體管的源極連接所述發(fā)光二極管的電流輸出端，所述第二 P型薄膜晶體管的柵極連接所述第一節(jié)點，及所述第二 P型薄膜晶體管的漏極連接所述第一電源。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述第二N型薄膜晶體管控制所述第二電源輸入的時間。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，當所述發(fā)光二極管于發(fā)光的階段，所述第一 P型薄膜晶體管持續(xù)充電所述第三節(jié)點，使所述第三節(jié)點的電位與所述第三電源的電位相同。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，其特征在于，所述電容儲存電位差，所述電位差由所述光電二極管的電阻值上升而產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明公開一種維持二極管發(fā)光亮度的補償電路，所述維持二極管發(fā)光亮度的補償電路包含穩(wěn)定單元、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管以及有機發(fā)光二極管。穩(wěn)定單元包含光電二極管及補償電容。第二晶體管用于控制數(shù)據(jù)輸入的時間。當該有機發(fā)光二極管于發(fā)光的階段，第三晶體管持續(xù)放電或充電穩(wěn)定單元中的節(jié)點，使該節(jié)點的電位與VSS或VDD的電位相同。如此，能維持有機發(fā)光二極管組件亮度的穩(wěn)定性。
文檔編號G09G3/32GK102867479SQ20111022677
公開日2013年1月9日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者柯健專, 吳昭慧 申請人:瀚宇彩晶股份有限公司