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CN110444161A - 一种内部补偿电路 - Google Patents

一种内部补偿电路 Download PDF

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CN110444161A
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diode
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卢昭阳
罗敬凯
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Fujian Huajiacai Co Ltd
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Fujian Huajiacai Co Ltd
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Abstract

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种内部补偿电路，包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电容、第二电容和二极管，能够对TFT的阈值电压进行补偿，使得二极管电流不受阈值电压漂移的影响，有利于使AMOLED面板的亮度更加均匀，进而提高AMOLED面板显示画面的准确度。且本发明的补偿电路的二极管的电流只与数据电压有关，能够有效消除阈值电压漂移和电源电压差异因素所造成的面板亮度不均的不良影响，大大增加了二极管电流的稳定性，进而实现二极管发光效益的提升。

Description

一种内部补偿电路
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种内部补偿电路。
背景技术
有源矩阵有机发光二极体(Active-matrix Organic Light Emitting Diode，缩写为AMOLED)，由于受制程和老化等问题的影响，每一个像素中的薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，缩写为TFT)的阈值电压会不相同，而且薄膜晶体管的阈值电压会随着工作时间发生漂移，这样即使提供相同数值的数据电压，其所产生的电流仍然会有差异，这也将造成面板不均匀。且电源电压的金属走线本身具有阻抗，会使得每一像素的电源电压出现差异，导致不同像素间存在电流差异，同时也导致每个像素发光亮度存在差异，进而造成AMOLED面板不均匀。因此，特别有必要提供一种能够消除阈值电压或电源电压等不良因子对电流的影响的补偿电路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够消除阈值电压或电源电压等不良因子对电流的影响的内部补偿电路。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种内部补偿电路，包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电容、第二电容和二极管；
所述第一晶体管的漏极接电源电压，所述第一晶体管的栅极与外设的第一扫描信号电连接，所述第一晶体管的源极与所述第二晶体管的漏极电连接，所述第二晶体管的栅极分别与所述第一电容的一端和第三晶体管的漏极电连接，所述第二晶体管的源极分别与所述第一电容的另一端、第四晶体管的漏极和第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端与所述第一晶体管的漏极电连接，所述第三晶体管的栅极与外设的第二扫描信号电连接，所述第三晶体管的源极接数据电压，所述第四晶体管的栅极与外设的第三扫描信号电连接，所述第四晶体管的源极与所述二极管的阳极电连接，所述二极管的阴极接地。
本发明的有益效果在于：
通过本发明设计的内部补偿电路，能够对TFT的阈值电压进行补偿，使得二极管电流不受阈值电压漂移的影响，有利于使AMOLED面板的亮度更加均匀，进而提高AMOLED面板显示画面的准确度。且本发明的补偿电路的二极管的电流只与数据电压有关，能够有效消除阈值电压漂移和电源电压差异因素所造成的面板亮度不均的不良影响，大大增加了二极管电流的稳定性，进而实现二极管发光效益的提升。
附图说明
图1为根据本发明的一种内部补偿电路的电路原理图；
标号说明：
T1、第一晶体管；T2、第二晶体管；T3、第三晶体管；T4、第四晶体管；C1、第一电容；C2、第二电容；Scan1、第一扫描信号；Scan2、第二扫描信号；Scan3、第三扫描信号；Vdata、数据电压；Vsus、击穿电压；VDD、电源电压；D1、二极管；G、第一节点；S、第二节点。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：通过将内部补偿电路的第一晶体管与外设的第一扫描信号电连接，第三晶体管与外设的第二扫描信号电连接，第四晶体管与外设的第三扫描信号电连接，以此来消除阈值电压差异和电源电压差异因素所造成的面板亮度不均的不良影响。
请参照图1，本发明提供的技术方案：
一种内部补偿电路，包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电容、第二电容和二极管；
所述第一晶体管的漏极接电源电压，所述第一晶体管的栅极与外设的第一扫描信号电连接，所述第一晶体管的源极与所述第二晶体管的漏极电连接，所述第二晶体管的栅极分别与所述第一电容的一端和第三晶体管的漏极电连接，所述第二晶体管的源极分别与所述第一电容的另一端、第四晶体管的漏极和第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端与所述第一晶体管的漏极电连接，所述第三晶体管的栅极与外设的第二扫描信号电连接，所述第三晶体管的源极接数据电压，所述第四晶体管的栅极与外设的第三扫描信号电连接，所述第四晶体管的源极与所述二极管的阳极电连接，所述二极管的阴极接地。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：
通过本发明设计的内部补偿电路，能够对TFT的阈值电压进行补偿，使得二极管电流不受阈值电压漂移的影响，有利于使AMOLED面板的亮度更加均匀，进而提高AMOLED面板显示画面的准确度。且本发明的补偿电路的二极管的电流只与数据电压有关，能够有效消除阈值电压漂移和电源电压差异因素所造成的面板亮度不均的不良影响，大大增加了二极管电流的稳定性，进而实现二极管发光效益的提升。
进一步的，所述第一扫描信号为高电压信号，所述第二扫描信号为高电压信号，所述第三扫描信号为高电压信号。
由上述描述可知，第一扫描信号输入高电压，第一晶体管导通，第二扫描信号输入高电压，第三晶体管导通，第三扫描信号输入高电压，第四晶体管导通，使得内部补偿电路处于复位阶段，在复位阶段二极管能够短时间发光，此时由于二极管产生的压降可用来作为复位信号，无需额外的IC提供复位信号，从而降低能耗。
进一步的，所述第一扫描信号为高电压信号，所述第二扫描信号为高电压信号，所述第三扫描信号为低电压信号。
由上述描述可知，第一扫描信号输入高电压，第一晶体管导通，第二扫描信号输入高电压，第三晶体管导通，第三扫描信号输入低电压，第四晶体管截止，使得内部补偿电路处于补偿阶段，能够补偿阈值电压，使二极管的电流不受阈值电压漂移的影响。
进一步的，所述第一扫描信号为低电压信号，所述第二扫描信号为高电压信号，所述第三扫描信号为低电压信号。
由上述描述可知，第一扫描信号输入低电压，第一晶体管截止，第二扫描信号输入高电压，第三晶体管导通，第三扫描信号输入低电压，第四晶体管截止，使得内部补偿电路处于数据输入阶段，能够消除由金属阻抗造成电源电压差异带来的面板亮度不均匀现象。
进一步的，所述第一扫描信号为高电压信号，所述第二扫描信号为低电压信号，所述第三扫描信号为高电压信号。
由上述描述可知，第一扫描信号输入高电压，第一晶体管导通，第二扫描信号输入低电压，第三晶体管截止，第三扫描信号输入高电压，第四晶体管导通，二极管导通，使得内部补偿电路处于发光阶段，此时二极管的发光电流只与数据电压有关，能够有效消除阈值电压差异和电源电压差异因素所造成的面板亮度不均的不良影响，大大增加了二极管电流的稳定性。
进一步的，所述第一晶体管至第四晶体管均为双栅极薄膜晶体管。
由上述描述可知，双栅极薄膜晶体管的器件结构稳定性高，能够有效提高器件的电性。
进一步的，所述二极管为有机发光二极管。
由上述描述可知，有机发光二极管的厚度薄，重量轻，抗震性能更好，不怕摔；可视角度大，即使在很大的视角下观看，画面仍然不失真；且响应时间短，制造工艺简单，成本低，发光效率更高，能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。
进一步的，所述有机发光二极管包括玻璃基板、透明导电层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极金属层，所述透明导电层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极金属层依次设置在玻璃基板表面。
请参照图1，本发明的实施例一为：
一种内部补偿电路，包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第一电容C1、第二电容C2和二极管D1；
所述第一晶体管T1的漏极接电源电压VDD，所述第一晶体管T1的栅极与外设的第一扫描信号Scan1电连接，所述第一晶体管T1的源极与所述第二晶体管T2的漏极电连接，所述第二晶体管T2的栅极分别与所述第一电容C1的一端和第三晶体管T3的漏极电连接，所述第二晶体管T2的源极分别与所述第一电容C1的另一端、第四晶体管T4的漏极和第二电容C2的一端电连接，所述第二电容C2的另一端与所述第一晶体管T1的漏极电连接，所述第三晶体管T3的栅极与外设的第二扫描信号Scan2电连接，所述第三晶体管T3的源极接数据电压Vdata，所述第四晶体管T4的栅极与外设的第三扫描信号Scan3电连接，所述第四晶体管T4的源极与所述二极管D1的阳极电连接，所述二极管D1的阴极接地。
所述第一晶体管T1至第四晶体管T4均为双栅极薄膜晶体管。
所述二极管D1为有机发光二极管，所述有机发光二极管包括玻璃基板、透明导电层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极金属层，所述透明导电层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极金属层依次设置在玻璃基板表面。
所述第一扫描信号Scan1为高电压信号，所述第二扫描信号Scan2为高电压信号，所述第三扫描信号Scan3为高电压信号；
此时内部补偿电路处于复位阶段，第一晶体管T1处于导通状态，第三晶体管T3处于导通状态，第四晶体管T4处于导通状态；
VG＝VREF；
VS＝VOLED+VSS；
其中，VG为第一节点G的电压，VS为第二节点S的电压，VREF为基准电压，VOLED为有机发光二极管电压，VSS为电源负极电压。
请参照图1，本发明的实施例二为：
实施例二与实施例一的区别在于：所述第一扫描信号Scan1为高电压信号，所述第二扫描信号Scan2为高电压信号，所述第三扫描信号Scan3为低电压信号；
此时内部补偿电路处于补偿阶段，第一晶体管T1处于导通状态，第三晶体管T3处于导通状态，第四五晶体管T4处于截止状态；
VG＝VREF；
VS＝VREF-VTH；
其中，VG为第一节点G的电压，VS为第二节点S的电压，VREF为基准电压，VTH为阈值电压。
请参照图1，本发明的实施例三为：
实施例三与实施例一的区别在于：所述第一扫描信号Scan1为低电压信号，所述第二扫描信号Scan2为高电压信号，所述第三扫描信号Scan3为低电压信号；
此时内部补偿电路处于数据输入阶段，第一晶体管T1处于截止状态，第三晶体管T3处于导通状态，第四晶体管T4处于截止状态；
VG＝Vdata；
VS＝VREF-VTH+△V；
△V＝(Vdata-VREF)*C1/(C1+C2)；
VGS＝VTH＝Vdata-(VREF-VTH+△V)；
其中，△V为电压差，VG为第一节点G的电压，VS为第二节点S的电压，Vdata为数据电压，VREF为基准电压，VTH为阈值电压，C1为第一电容，C2为第二电容，VGS为驱动电压。
请参照图1，本发明的实施例四为：
实施例四与实施例一的区别在于：所述第一扫描信号Scan1为高电压信号，所述第二扫描信号Scan2为低电压信号，所述第三扫描信号Scan3为高电压信号；
此时内部补偿电路处于发光阶段，第一晶体管T1处于导通状态，第三晶体管T3处于截止状态，第四晶体管T4处于导通状态，二极管D1处于导通状态；
VS＝VOLED+VSS；
VG＝Vdata+VOLED+VSS-(VREF-VTH+△V)；
VGS＝Vdata-VREF+VTH-△V；
根据饱和区电流公式IOLED＝1/2μn*COX*W/L(VGS-VTH)2可得，
IOLED＝1/2μn*COX*W/L(Vdata-VREF-△V)2；
即IOLED＝1/2μn*COX*W/L[(Vdata-VREF)*C2/(C1+C2)]2；
其中，VG为第一节点G电压，VS为第二节点S的电压，VREF为基准电压，Vsus为击穿电压，VSS为电源负极电压，VTH为阈值电压，Vdata为数据电压，VOLED为有机发光二极管电压，VGS为驱动电压，μn为场效应迁移率，COX为单位面积的绝缘层电容，W/L为TFT沟道宽度与长度之比。
从上述的饱和区电流公式可以得到IOLED只与Vdata和VREF有关，与VTH无关，即有机发光二极管的电流只与数据电压和基准电压有关，与阈值电压无关，能够消除阈值电压漂移和电源电压差异的问题，从而达到本方案设计的目的。
综上所述，本发明提供的一种内部补偿电路，能够对TFT的阈值电压进行补偿，使得二极管电流不受阈值电压漂移的影响，有利于使AMOLED面板的亮度更加均匀，进而提高AMOLED面板显示画面的准确度。且本发明的补偿电路的二极管的电流只与数据电压有关，能够有效消除阈值电压漂移和电源电压差异因素所造成的面板亮度不均的不良影响，大大增加了二极管电流的稳定性，进而实现二极管发光效益的提升。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种内部补偿电路，其特征在于，包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电容、第二电容和二极管；
所述第一晶体管的漏极接电源电压，所述第一晶体管的栅极与外设的第一扫描信号电连接，所述第一晶体管的源极与所述第二晶体管的漏极电连接，所述第二晶体管的栅极分别与所述第一电容的一端和第三晶体管的漏极电连接，所述第二晶体管的源极分别与所述第一电容的另一端、第四晶体管的漏极和第二电容的一端电连接，所述第二电容的另一端与所述第一晶体管的漏极电连接，所述第三晶体管的栅极与外设的第二扫描信号电连接，所述第三晶体管的源极接数据电压，所述第四晶体管的栅极与外设的第三扫描信号电连接，所述第四晶体管的源极与所述二极管的阳极电连接，所述二极管的阴极接地。
2.根据权利要求1所述的内部补偿电路，其特征在于，所述第一扫描信号为高电压信号，所述第二扫描信号为高电压信号，所述第三扫描信号为高电压信号。
3.根据权利要求1所述的内部补偿电路，其特征在于，所述第一扫描信号为高电压信号，所述第二扫描信号为高电压信号，所述第三扫描信号为低电压信号。
4.根据权利要求1所述的内部补偿电路，其特征在于，所述第一扫描信号为低电压信号，所述第二扫描信号为高电压信号，所述第三扫描信号为低电压信号。
5.根据权利要求1所述的内部补偿电路，其特征在于，所述第一扫描信号为高电压信号，所述第二扫描信号为低电压信号，所述第三扫描信号为高电压信号。
6.根据权利要求1所述的内部补偿电路，其特征在于，所述第一晶体管至第四晶体管均为双栅极薄膜晶体管。
7.根据权利要求1所述的内部补偿电路，其特征在于，所述二极管为有机发光二极管。
8.根据权利要求7所述的内部补偿电路，其特征在于，所述有机发光二极管包括玻璃基板、透明导电层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极金属层，所述透明导电层、空穴传输层、发光层、电子传输层和阴极金属层依次设置在玻璃基板表面。
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