專利名稱：外部補償感應電路及顯示裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及有機發(fā)光顯示技術領域，特別涉及一種外部補償感應電路及顯示 裝置。
背景技術：
有機發(fā)光顯示二極管(OLED, Organic Light-Emitting Diode)作為一種電流型發(fā)光器件已越來越多地被應用于高性能顯示裝置中。傳統(tǒng)的無源矩陣有機發(fā)光顯示管(Passive Matrix 0LED)隨著顯示尺寸的增大，需要更短的單個像素的驅動時間，因而需要增大瞬態(tài)電流，增加功耗。同時大電流的應用會造成納米銦錫金屬氧化物(ΙΤ0, Indium TinOxides)線上壓降過大，并使OLED工作電壓過高，進而降低其效率。而有源矩陣有機發(fā)光顯示管(AMOLED，Active Matrix 0LED)通過開關管逐行掃描輸入OLED電流，可以很好地解決這些問題。在AMOLED的背板設計中，主要需要解決的問題是像素單元電路之間的亮度非均勻性。首先，AMOLED采用薄膜晶體管(TFT, Thin-Film Transistor)構建像素單元電路為OLED器件提供相應的電流?，F(xiàn)有技術中，大多采用低溫多晶硅薄膜晶體管(LTPS TFT,Low Temperature Poly-Silicon TFT)或氧化物薄膜晶體管(Oxide TFT)。與一般的非晶硅薄膜晶體管(amorphous-Si TFT)相比，LTPS TFT和Oxide TFT具有更高的遷移率和更穩(wěn)定的特性，更適合應用于AMOLED顯示中。但是由于晶化工藝的局限性，在大面積玻璃基板上制作的LTPS TFT，常常在諸如閾值電壓、遷移率等電學參數(shù)上具有非均勻性，這種非均勻性會轉化為OLED顯示器件的電流差異和亮度差異，并被人眼所感知，即色不均(mura)現(xiàn)象。Oxide TFT雖然工藝的均勻性較好，但是與a-Si TFT類似，在長時間加壓和高溫下，其閾值電壓會出現(xiàn)漂移，由于顯示畫面不同，面板各部分TFT的閾值漂移量不同，會造成顯示亮度差異，由于這種差異與之前顯示的圖像有關，因此常呈現(xiàn)為殘影現(xiàn)象。第二，在大尺寸顯示應用中，由于背板電源線存在一定電阻，且所有像素的驅動電流都由ARVDD提供，因此在背板中靠近ARVDD電源供電位置區(qū)域的電源電壓相比較離供電位置較遠區(qū)域的電源電壓要高，這種現(xiàn)象被稱為電源壓降(IR Drop)。由于ARVDD的電壓與電流相關，IR Drop也會造成不同區(qū)域的電流差異,進而在顯示時產生mura現(xiàn)象。采用P型(P-Type)TFT構建像素單元的LTPS工藝對這一問題尤其敏感，因為其存儲電容連接在ARVDD與TFT柵極之間，ARVDD的電壓改變，會直接影響驅動TFT管柵極的電壓Vgs。第三，OLED器件在蒸鍍時由于膜厚不均也會造成電學性能的非均勻性。對于采用N-Type TFT構建像素單元的a_Si或Oxide TFT工藝，其存儲電容連接在驅動TFT柵極與OLED陽極之間，在數(shù)據(jù)電壓傳輸?shù)綎艠O時，如果各像素OLED陽極電壓不同，則實際加載在TFT上的柵極電壓Vgs不同，從而驅動電流不同造成顯示亮度差異。AMOLED按照驅動類型可以劃分為三大類:數(shù)字式、電流式和電壓式。其中數(shù)字式驅動方法通過將TFT作為開關控制驅動時間的方式實現(xiàn)灰階，無需補償非均勻性，但是其工作頻率隨顯示尺寸增大而成倍上升，導致很大的功耗，并在一定范圍內達到設計的物理極限，因此不適合大尺寸顯示應用。電流式驅動法通過直接提供大小不同的電流給驅動管的方式實現(xiàn)灰階，它可以較好地補償TFT非均勻性及IR Drop，但是在寫入低灰階信號時，小電流對數(shù)據(jù)線上較大的寄生電容充電會造成寫入時間過長，這一問題在大尺寸顯示中尤其嚴重并且難以克服。電壓式驅動方法與傳統(tǒng)的有源矩陣液晶顯示器(AMIXD，ActiveMatrix Liquid Crystal Display)驅動方法類似，由驅動IC提供一個表示灰階的電壓信號，該電壓信號會在像素電路內部被轉化為驅動管的電流信號，從而驅動OLED實現(xiàn)亮度灰階，這種方法具有驅動速度快，實現(xiàn)簡單的優(yōu)點，適合驅動大尺寸面板，被業(yè)界廣泛采用，但是需要設計額外的TFT和電容器件來補償TFT非均勻性、IR Drop和OLED非均勻性。面向補償Vthn非均勻性、漂移和OLED非均勻性的像素結構有很多種，其中外部補償?shù)闹饕O計難點是電流感應電路，為了提高讀取速度，通常PANEL中的每一列Pixel都分別對應一個感應電路單元。感應電路的主要功能是將輸出或輸入的電流轉換為電壓信號傳給后續(xù)的ADC模塊做進一步處理，傳統(tǒng)的感應電路由電流積分器組成，但傳統(tǒng)的感應電路在像素電流較小的時候無法做出快速的響應。

實用新型內容(一)要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是:如何提供一種外部補償感應電路及顯示裝置，能夠提高感應電路的輸出電壓響應速度，從而提高外部補償?shù)乃俣取?二)技術方案為解決·上述技術問題，本實用新型提供了一種外部補償感應電路，所述外部補償感應電路包括全差分運算放大器、第一電容、第二電容和用于放大感應電流的輸出電路；所述全差分運算放大器的負輸入端與顯示屏連接，正輸入端連接基準電壓，負輸出端與所述輸出電路的第一控制端連接，正輸出端與所述輸出電路的第二控制端連接；所述第一電容的兩端分別與所述全差分運算放大器的負輸入端和所述輸出電路的輸入端連接；所述第二電容的一端與所述輸出電路的輸出端連接，另一端接地。優(yōu)選的，所述全差分運算放大器的負輸入端與顯示屏之間設置有第一開關、所述第一電容的兩端之間設置有第二開關、第二電容與所述輸出電路的輸出端之間設置有第三開關。優(yōu)選的，所述輸出電路包括第一輸出電路和第二輸出電路，所述第二輸出電路輸出電流為所述第一輸出電路輸出電流的M倍，其中M大于I并小于100。優(yōu)選的，所述第一輸出電路包括第一 N型MOS管和第一 P型MOS管，所述第一 N型MOS管的柵極為所述輸出電路的第一控制端，所述第一 P型MOS管的柵極為所述輸出電路的第二控制端，所述第一 N型MOS管的源極與所述第一 P型MOS管的漏極連接為所述輸出電路的輸入端，所述第一 N型MOS管的漏極接地，所述第一 P型MOS管的源極接電源；所述第二輸出電路包括第二 N型MOS管和第二 P型MOS管，所述第二 N型MOS管的源極與所述第二 P型MOS管的漏極連接為所述輸出電路的輸出端，所述第二 N型MOS管的漏極接地，所述第二 P型MOS管的源極接電源。[0020]優(yōu)選的，所述第二輸出電路中第二 N型MOS管的寬長比為所述第一輸出電路中第一 N型MOS管的寬長比的M倍，所述第二輸出電路中第二 P型MOS管的寬長比為所述第一輸出電路中第一 P型MOS管的寬長比的M倍，其中M大于I并小于100。其中所述MOS管的寬長比是指MOS管導電溝道的寬長比。本實用新型還提供一種顯示裝置，所述顯示裝置包括所述外部補償感應電路。(三)有益效果本實用新型的外部補償感應電路及顯示裝置，通過在像素單元電路的外部補償感應電路中利用雙輸出級放大感應電流，使輸出電壓能夠快速響應，從而提高外部補償?shù)乃俣取?br>
圖1是本實用新型實施例外部補償感應電路的電路圖；圖2是本實用新型實施例外部補償感應電路輸出電壓時序對比圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。本實用新型實施例的一種外部補償感應電路如圖1所示，所述外部補償感應電路包括全差分運算放大 器1、第一電容2、第二電容3和用于放大感應電流的輸出電路12 ；所述全差分運算放大器I的負輸入端與顯示屏11連接，正輸入端連接基準電壓，負輸出端與所述輸出電路12的第一控制端連接，正輸出端與所述輸出電路12的第二控制端連接；所述第一電容2的兩端分別與所述全差分運算放大器I的負輸入端和所述輸出電路的輸入端連接；所述第二電容3的一端與所述輸出電路12的輸出端連接，另一端接地。所述全差分運算放大器I的負輸入端與顯示屏11之間設置有第一開關8、所述第一電容2的兩端之間設置有第二開關9、第二電容3與所述輸出電路12的輸出端之間設置有第三開關10。所述輸出電路12包括第一輸出電路和第二輸出電路，所述第二輸出電路輸出電流為所述第一輸出電路輸出電流的M倍,其中M大于I并小于100。所述第一輸出電路包括第一 N型MOS管4和第一 P型MOS管5，所述第一 N型MOS管4的柵極為所述輸出電路的第一控制端，所述第一 P型MOS管5的柵極為所述輸出電路的第二控制端，所述第一 N型MOS管4的源極與所述第一 P型MOS管5的漏極連接為所述輸出電路的輸入端，所述第一 N型MOS管4的漏極接地，所述第一 P型MOS管5的源極接電源；所述第二輸出電路包括第二 N型MOS管6和第二 P型MOS管7，所述第二 N型MOS管6的源極與所述第二 P型MOS管7的漏極連接為所述輸出電路的輸出端，所述第二 N型MOS管6的漏極接地，所述第二 P型MOS管7的源極接電源。所述第二輸出電路中第二 N型MOS管6的寬長比為所述第一輸出電路中第一 N型MOS管4的寬長比的M倍，所述第二輸出電路中第二 P型MOS管7的寬長比為所述第一輸出電路中第一 P型MOS管5的寬長比的M倍，其中M大于I并小于100。通過在像素單元電路的外部補償感應電路中利用雙輸出級放大感應電流，將感應電流放大為原來的M倍，M大于I并小于100，使輸出電壓能夠快速響應，從而提高外部補償?shù)乃俣?。本實用新型實施例的一種顯示裝置，所述顯示裝置包括上面所述的外部補償感應電路。本實用新型實施例的一種外部補償感應電路的感應方法，該方法包括步驟:SI第一開關8關斷，第二開關9和第三開關10導通，全差分運算放大器被偏置在單位增益狀態(tài)，第一電容放電；S2第一開關8導通，第二開關9關斷，第三開關10導通，顯示屏的電流對第一電容充電或放電，第二輸出電路將第一輸 出電路的充放電電流放大M倍，其中M大于I并小于100 ；S3第三開關10關斷，第二電容3內存儲電壓。具體的，該方法包括三個階段:第一階段為初始復位階段，第一開關8關斷，第二開關9和第三開關10導通，此時放大器被偏置在單位增益狀態(tài)，全差分運算放大器I負輸入端與輸出電壓相同為VREF。第一電容2兩端分別連接到全差分運算放大器I負的輸入端和VREF電壓，使第一電容2放電。第二階段為積分階段，此時第一開關8導通，第二開關9關斷，第三開關10導通，來自顯示屏11內部的像素電流對第一電容2充電或對其放電，此時第一電容2電荷的變化量為IINt，其中Iin為像素電流，t為充放電時間。全差分運算放大器第一輸出電路中，流出電流為II，流入電流為12，則有I1+IIN=I2，而第二輸出電路為第一輸出電路的鏡像放大，電流放大為M倍，此時第三開關10導通，則對第二電容3的放電電流為M*IIN，其中M為第二級與第一級輸出管寬長比的比例。由此可知對第二電容3的充放電電流被放大了 M倍，因此可以使得輸出比傳統(tǒng)電路結構有更快的響應速度。第三階段為保持階段，此時第三開關10關閉，VOUT輸出電壓儲存在第二電容3中，再經(jīng)過后續(xù)ADC轉換進行進一步處理。本實用新型實施例的外部補償感應電路其輸出電壓時序對比圖如圖2所示，圖中VREF為基準電壓，V1和V2分別為輸入和輸出電壓，可以清晰地看出，本實用新型實施例的技術方案相對于現(xiàn)有技術，其電壓感應速度明顯提升，具體的其提升速度為原來的M倍，其中M大于I并小于100。以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應由權利要求限定。
權利要求1.一種外部補償感應電路，其特征在于，所述外部補償感應電路包括全差分運算放大器、第一電容、第二電容和用于放大感應電流的輸出電路； 所述全差分運算放大器的負輸入端與顯示屏連接，正輸入端連接基準電壓，負輸出端與所述輸出電路的第一控制端連接，正輸出端與所述輸出電路的第二控制端連接； 所述第一電容的兩端分別與所述全差分運算放大器的負輸入端和所述輸出電路的輸入端連接； 所述第二電容的一端與所述輸出電路的輸出端連接，另一端接地。
2.如權利要求1所述的外部補償感應電路，其特征在于，所述全差分運算放大器的負輸入端與顯示屏之間設置有第一開關、所述第一電容的兩端之間設置有第二開關、第二電容與所述輸出電路的輸出端之間設置有第三開關。
3.如權利要求2所述的外部補償感應電路，其特征在于，所述輸出電路包括第一輸出電路和第二輸出電路，所述第二輸出電路輸出電流為所述第一輸出電路輸出電流的M倍，其中M大于I并小于100。
4.如權利要求3所述的外部補償感應電路，其特征在于，所述第一輸出電路包括第一N型MOS管和第一 P型MOS管，所述第一 N型MOS管的柵極為所述輸出電路的第一控制端，所述第一 P型MOS管的柵極為所述輸出電路的第二控制端，所述第一 N型MOS管的源極與所述第一 P型MOS管的漏極連接為所述輸出電路的輸入端，所述第一 N型MOS管的漏極接地，所述第一 P型MOS管的源極接電源； 所述第二輸出電路包括第二 N型MOS管和第二 P型MOS管，所述第二 N型MOS管的源極與所述第二 P型MO S管的漏極連接為所述輸出電路的輸出端，所述第二 N型MOS管的漏極接地，所述第二 P型MOS管的源極接電源。
5.如權利要求4所述的外部補償感應電路，其特征在于，所述第二輸出電路中第二N型MOS管的寬長比為所述第一輸出電路中第一 N型MOS管的寬長比的M倍，所述第二輸出電路中第二 P型MOS管的寬長比為所述第一輸出電路中第一 P型MOS管的寬長比的M倍，其中M大于I并小于100。
6.一種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置包括權利要求1-5任意一項所述的外部補償感應電路。
專利摘要本實用新型公開了一種外部補償感應電路及顯示裝置，外部補償感應電路包括全差分運算放大器、第一電容、第二電容和用于提高所述外部補償感應電路感應速度的輸出電路；全差分運算放大器的負輸入端與顯示屏連接，正輸入端連接基準電壓，負輸出端與所述輸出電路的第一控制端連接，正輸出端與所述輸出電路的第二控制端連接；所述第一電容的兩端分別與所述全差分運算放大器的負輸入端和所述輸出電路的輸入端連接；所述第二電容的一端與所述輸出電路的輸出端連接，另一端接地。本實用新型的外部補償感應電路及其感應方法、顯示裝置，通過在像素單元電路的外部補償感應電路中利用雙輸出級放大感應電流，使輸出電壓能夠快速響應，從而提高外部補償?shù)乃俣取?br> 文檔編號G09G3/32GK203150074SQ20132011681
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權日2013年3月14日
發(fā)明者吳仲遠, 宋丹娜 申請人:京東方科技集團股份有限公司