CN105427803A - 像素驱动电路、方法、显示面板和显示装置 - Google Patents

像素驱动电路、方法、显示面板和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种像素驱动电路、方法、显示面板和显示装置。所述像素驱动电路包括驱动晶体管、第一存储电容、第二存储电容、阈值补偿单元、数据写入单元和发光控制单元；所述阈值补偿单元在阈值补偿阶段控制驱动晶体管导通而向复位电压线放电，直至所述驱动晶体管关断；所述数据写入单元在每数据写入阶段控制数据电压写入驱动晶体管的栅极；所述发光控制单元在发光阶段控制驱动晶体管导通以驱动发光元件发光；第一存储电容的电荷总量和第二存储电容的电荷总量在阈值补偿阶段和数据写入阶段相等；第一存储电容在数据写入阶段的电荷量与第一存储电容在发光控制阶段的电荷量相等。本发明可以实现数据的不同压缩比，提高驱动集成电路的数据驱动范围。

Description

像素驱动电路、方法、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素驱动电路、方法、显示面板和显示装置。
背景技术
目前在AMOLED(Active-matrixorganiclightemittingdiode，有源矩阵有机发光二极管)显示领域中，尤其是大尺寸基板设计中，由于背板TFT特性在工艺过程中的不均匀性，以及稳定性问题，造成流经OLED(OrganicLight-EmittingDiode，有机发光二极管)电流的不均匀性。为了弥补由于背板生产过程中造成的TFT不均匀性，所导致VthShift(阈值电压漂移)，以及长时间开启偏压造成的TFT特性的漂移，而进行了AMOLED补偿电路设计。针对AMOLED尺寸大型化的趋势，会使信号线负载加大，导致在电源信号线上出现电压衰减，从而影响显示区电流的均匀性。
在现有的OLED补偿电路中，随着发光器件的效率提升，所需要的驱动数据电压范围将降低，将会超出驱动IC(IntegratedCircuit，集成电路)的驱动能力。而现有的像素驱动电路不能实现数据的不同压缩比，以提高驱动IC的数据驱动范围。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种像素驱动电路、方法、显示面板和显示装置，以解决现有技术中不能实现数据的不同压缩比，从而提高驱动IC的数据驱动范围的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种像素驱动电路，包括驱动晶体管、第一存储电容、第二存储电容、阈值补偿单元、数据写入单元和发光控制单元；
所述驱动晶体管的栅极与所述第一存储电容的第一端连接，所述驱动晶体管的第一极与所述第一存储电容的第二端连接；
所述第二存储电容的第一端接入第一电源电压，所述第二存储电容的第二端与所述第一存储电容的第二端连接；
所述阈值补偿单元用于在每一显示周期的阈值补偿阶段控制所述驱动晶体管的栅极接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极与复位电压线连接，从而使得驱动晶体管导通而向所述复位电压线放电，直至所述驱动晶体管关断；
所述数据写入单元用于在每一显示周期的数据写入阶段控制数据电压写入所述驱动晶体管的栅极；
所述发光控制单元用于在每一显示周期的发光阶段控制第一电源电压接入所述驱动晶体管的第一极，控制所述驱动晶体管的第二极与发光元件连接，以控制驱动晶体管导通以驱动发光元件发光；
所述第一存储电容的电荷总量和所述第二存储电容的电荷总量在所述阈值补偿阶段和所述数据写入阶段相等；
所述第一存储电容在所述数据写入阶段的电荷量与所述第一存储电容在所述发光控制阶段的电荷量相等。
实施时，每一显示周期在所述阈值补偿阶段时间还包括复位阶段；
所述阈值补偿单元还用于在所述复位阶段控制所述驱动晶体管的栅极接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极与接入复位电压；
所述发光控制单元还用于在所述复位阶段控制所述驱动晶体管的第一极接入所述第一电源电压，控制所述驱动晶体管的第二极与所述发光元件连接；
所述驱动晶体管在所述复位阶段处于放大状态或饱和状态。
实施时，所述发光元件包括有机发光二极管；
所述有机发光二极管的阳极通过所述发光控制单元与所述驱动晶体管的第二极连接，所述有机发光二极管的阴极接入第二电源电压；
在复位阶段，所述复位电压线输出的复位电压与所述第二电源电压之间的电压差小于所述有机发光二极管的开启阈值电压。
实施时，所述阈值补偿单元包括第一补偿晶体管和第二补偿晶体管，其中，
所述第一补偿晶体管的栅极接入复位控制信号，所述第一补偿晶体管的第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，所述第一补偿晶体管的第二极与所述复位电压线连接；
所述第二补偿晶体管的栅极接入所述复位控制信号，所述第二补偿晶体管的第一极与所述驱动晶体管的栅极连接，所述第二补偿晶体管的第二极接入所述参考电压。
实施时，所述数据写入单元包括数据写入晶体管；，
所述数据写入晶体管的栅极接入扫描信号，所述数据写入晶体管的第一极与所述驱动晶体管的栅极连接，所述数据写入晶体管的第二极接入数据电压。
实施时，所述发光控制单元包括第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管，其中，
所述第一发光控制晶体管的栅极接入发光控制信号，所述第一发光控制晶体管的第一极接入所述第一电源电压，所述第一发光控制晶体管的第二极与所述驱动晶体管的第一极连接；以及，
所述第二发光控制晶体管的栅极接入所述发光控制信号，所述第二发光控制晶体管的第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，所述第二发光控制晶体管的第二极与所述发光元件连接。
本发明还提供了一种像素驱动方法，应用于上述的像素驱动电路，所述像素驱动方法包括：
在每一显示周期的阈值补偿阶段，阈值补偿单元控制驱动晶体管的栅极接入参考电压而驱动晶体管的第二极与复位电压线连接，从而使得驱动晶体管导通而向起始电压线放电，直至驱动晶体管关断；
在每一显示周期的数据写入阶段，数据写入单元控制数据电压写入驱动晶体管的栅极；
在每一显示周期的发光阶段，发光控制单元控制第一电源电压驱动晶体管的第一极，控制驱动晶体管的第二极与发光元件连接，以控制驱动晶体管导通以驱动发光元件发光；
第一存储电容和第二存储电容的电荷总量在阈值补偿阶段和数据写入阶段相等；
第一存储电容在数据写入阶段的电荷量与第一存储电容在发光阶段的电荷量相等。
实施时，每一显示周期在所述阈值补偿阶段时间还包括复位阶段；所述像素驱动方法还包括：
在每一显示周期的复位阶段，阈值补偿单元控制所述驱动晶体管的栅极接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极与复位电压线连接，发光控制单元控制所述驱动晶体管的第一极接入所述第一电源电压，控制所述驱动晶体管的第二极与所述发光元件连接；
所述驱动晶体管在所述复位阶段处于放大状态或饱和状态。
本发明还提供了一种像素驱动方法，应用于上述的像素驱动电路，所述像素驱动方法包括：
在每一显示周期的阈值补偿阶段：发光控制信号和扫描信号都为关断信号，复位控制信号为开启信号，复位电压线输出低电位的复位电压，第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都关断，第一补偿晶体管和第二补偿晶体管都开启，保持在第一存储电容和第二存储电容连接节点处的电荷通过驱动晶体管和第一补偿晶体管向所述复位电压线进行放电，直到驱动晶体管的源极电位低至使驱动晶体管关断；
在每一显示周期的数据写入阶段：发光控制信号和复位控制信号都为关断信号，扫描信号为开启信号，第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都关断，第一补偿晶体管和第二补偿晶体管都关断；数据写入晶体管开启，数据电压写入驱动晶体管的栅极；第一存储电容和第二存储电容的连接节点处于浮空状态，所述第一存储电容和所述第二存储电容的电荷总量在所述阈值补偿阶段和所述数据写入阶段相等；
在每一显示周期的发光阶段：扫描信号和复位控制信号都为关断信号，使得第一补偿晶体管、第二补偿晶体管和数据写入晶体管都关断，发光控制信号是开启信号，使得第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都打开，使得发光元件与驱动晶体管的第二极相连接，第一电源电压写入驱动晶体管的第一极与第一存储电容和第二存储电容的连接处，第二存储电容的第一端接入第一电源电压，第一存储电容和驱动晶体管的栅极的连接节点处于浮空状态，所述第一存储电容在所述数据写入阶段的电荷量与所述第一存储电容在所述发光控制阶段的电荷量相等，以使得在发光阶段流过驱动晶体管的电流仅与所述数据电压、所述第一存储电容的电容值和所述第二存储电容的电容值有关。
实施时，每一显示周期在所述阈值补偿阶段时间还包括复位阶段；所述像素驱动方法还包括：
在每一显示周期的复位阶段，发光控制信号和复位控制信号都是开启信号，扫描信号为关断信号，第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都打开，第一补偿晶体管和第二补偿晶体管也都打开，数据写入晶体管关断，发光元件与驱动晶体管的第二极相连接，复位电压写入驱动晶体管的第二极，所述驱动晶体管处于放大状态或饱和状态。
实施时，当所述发光元件包括有机发光二极管，有机发光二极管的阳极通过所述发光控制单元与所述驱动晶体管的第二极连接，有机发光二极管的阴极接入第二电源电压时，在所述复位阶段，所述复位电压线输出的复位电压与所述第二电源电压之间的电压差小于所述有机发光二极管的开启阈值电压。
本发明还提供了一种显示面板，包括上述的像素驱动电路。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述的显示面板。
与现有技术相比，本发明所述的像素驱动电路、方法、显示面板和显示装置通过在阈值补偿阶段和发光阶段对第一存储电容和第二存储电容的电荷量的控制，可以实现驱动晶体管在发光阶段驱动发光元件的电流与驱动晶体管的阈值电压和电源电压无关，仅与数据电压、参考电压、第一存储电容的电容值和第二存储电容的电容值有关，因此在数据电压和参考电压相同的情况下通过改变第一存储电容的电容值和第二存储电容的电容值即可实现不同的电流输出，实现数据的不同压缩比，从而提高驱动IC的数据驱动范围。
附图说明
图1是本发明实施例所述的像素驱动电路的结构图；
图2是本发明另一实施例所述的像素驱动电路的结构图；
图3是本发明又一实施例所述的像素驱动电路的结构图；
图4A是图3所示的像素驱动电路在阈值补偿单元包括第一补偿晶体管和第二补偿晶体管时的具体结构图；
图4B是图3所示的像素驱动电路在数据写入单元包括数据写入晶体管时的具体结构图；
图4C是图3所示的像素驱动电路在发光控制单元包括第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管时的具体结构图；
图5是本发明所述的像素驱动电路的一具体实施例的电路图；
图6是本发明如图5所示的像素驱动电路的具体实施例的工作时序图；
图7是本发明实施例所述的像素驱动方法的流程图；
图8是本发明另一实施例所述的像素驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例所述的像素驱动电路包括驱动晶体管MDT、第一存储电容C1、第二存储电容C2、阈值补偿单元11、数据写入单元12和发光控制单元13，其中，
所述驱动晶体管MDT的栅极与所述第一存储电容C1的第一端连接，所述驱动晶体管MDT的第一极与所述第一存储电容C1的第二端连接；
所述第二存储电容C2的第一端接入第一电源电压V1，所述第二存储电容C2的第二端与所述第一存储电容C1的第二端连接；
所述阈值补偿单元11用于在每一显示周期的阈值补偿阶段控制所述驱动晶体管MDT的栅极接入参考电压Vref而所述驱动晶体管MDT的第二极与输出复位电压Vini的复位电压线(图1中未示出复位电压线)连接，从而使得驱动晶体管MDT导通而向所述复位电压线放电，直至所述驱动晶体管MDT关断；
所述数据写入单元12用于在每一显示周期的数据写入阶段控制数据电压SD写入所述驱动晶体管MDT的栅极；
所述发光控制单元13用于在每一显示周期的发光阶段控制第一电源电压V1接入所述驱动晶体管MDT的第一极，控制所述驱动晶体管MDT的第二极与发光元件LE连接，以控制驱动晶体管MDT导通以驱动发光元件LE发光；
所述第一存储电容C1的电荷总量和所述第二存储电容C2的电荷总量在所述阈值补偿阶段和所述数据写入阶段相等；
所述第一存储电容C1在所述数据写入阶段的电荷量与所述第一存储电容C1在所述发光阶段的电荷量相等。
在如图1所示的实施例中，驱动晶体管MDT为p型晶体管，此时，所述驱动晶体管MDT的第一极即为源极，所述驱动晶体管MDT的第二极即为漏极；
在具体实施时，所述驱动晶体管MDT也可以为n型晶体管。
本发明实施例所述的像素驱动电路通过在阈值补偿阶段和发光阶段对第一存储电容和第二存储电容的电荷量的控制，可以实现驱动晶体管在发光阶段驱动发光元件的电流与驱动晶体管的阈值电压和电源电压无关，仅与数据电压、参考电压、第一存储电容的电容值和第二存储电容的电容值有关，因此在数据电压和参考电压相同的情况下通过改变第一存储电容的电容值和第二存储电容的电容值即可实现不同的电流输出，实现数据的不同压缩比，从而提高驱动IC的数据驱动范围。
本发明所有实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。在本发明实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中一极称为源极，另一极称为漏极。此外，按照晶体管的特性区分可以将晶体管分为n型晶体管或p型晶体管。在本发明实施例提供的驱动电路中，所有晶体管均是以p型晶体管为例进行的说明，可以想到的是在采用n型晶体管实现时是本领域技术人员可在没有做出创造性劳动前提下轻易想到的，因此也是在本发明的实施例保护范围内的。
在本发明所述的像素驱动电路的一优选的实施例中，每一显示周期在所述阈值补偿阶段时间还包括复位阶段；
所述阈值补偿单元还用于在所述复位阶段控制所述驱动晶体管的栅极接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极与复位电压线连接；
所述发光控制单元还用于在所述复位阶段控制所述驱动晶体管的第一极接入所述第一电源电压，控制所述驱动晶体管的第二极与所述发光元件连接；
所述驱动晶体管在所述复位阶段处于放大状态或饱和状态。
在本发明所述的像素驱动电路的该优选实施例中，驱动晶体管在复位阶段处于放大状态或饱和状态，以保证驱动晶体管有大电流流过，来消除或降低显示面板由长时间用小电流显示低亮度过渡到用大电流显示高亮度时驱动晶体管在小电流下的由于stress(应力)引起的特性漂移，从而消除或减弱其所导致的黑色画面变换到白色画面时的亮度拖尾现象。
并且，在本发明所述的像素驱动电路的该优选实施例中，在复位阶段，阈值补偿单元，还用于在所述复位阶段控制所述驱动晶体管的栅极(即所述第一存储电容的第一端)接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极(即所述第一存储电容的第二端)与复位电压线连接，以对第一存储电容两端电位进行初始化，以使得本帧信号的写入不受上帧信号的影响。
更优选的，所述驱动晶体管在复位阶段工作在饱和区(即所述驱动晶体管在复位阶段处于饱和状态)，此时可以最大化流经驱动晶体管的电流。
具体的，如图2所示，在本发明另一实施例所述的像素电路中，
所述阈值补偿单元11接入复位控制信号Reset，所述数据写入单元12接入扫描信号Gate，所述发光控制单元13接入发光控制信号EM；
所述阈值补偿单元11在复位控制信号Reset的控制下在每一显示周期的复位阶段和阈值补偿阶段控制参考电压Vref接入驱动晶体管MDT的栅极，控制复位电压Vini接入驱动晶体管MDT的第二极；
所述数据写入单元12在扫描信号Gate的控制下在每一显示周期的数据写入阶段控制数据电压SD写入驱动晶体管MDT的栅极；
所述发光控制单元13在发光控制信号EM的控制下在每一显示周期的发光阶段控制控制第一电源电压V1接入所述驱动晶体管MDT的第一极，控制所述驱动晶体管MDT的第二极与发光元件LE连接。
具体的，如图3所示，在如图2所示的像素电路的实施例的基础上，所述发光元件可以包括有机发光二极管D1，所述有机发光二极管D1的阳极通过所述发光控制单元13与所述驱动晶体管MDT的第二极连接，所述有机发光二极管D1的阴极接入第二电源电压V2；
在复位阶段，所述复位电压线输出的复位电压Vini与所述第二电源电压V2之间的电压差小于所述有机发光二极管D1的开启阈值电压，这样来保证在复位阶段D1是不发光的，以便提升显示的暗态亮度品质，提升对比度。
具体的，所述阈值补偿单元包括第一补偿晶体管和第二补偿晶体管，其中，
所述第一补偿晶体管的栅极接入复位控制信号，所述第一补偿晶体管的第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，所述第一补偿晶体管的第二极与所述复位电压线连接；
所述第二补偿晶体管的栅极接入所述复位控制信号，所述第二补偿晶体管的第一极与所述驱动晶体管的栅极连接，所述第二补偿晶体管的第二极接入所述参考电压。
具体的，所述数据写入单元包括数据写入晶体管；
所述数据写入晶体管的栅极接入扫描信号，所述数据写入晶体管的第一极与所述驱动晶体管的栅极连接，所述数据写入晶体管的第二极接入数据电压。
具体的，所述发光控制单元包括第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管，其中，
所述第一发光控制晶体管的栅极接入发光控制信号，所述第一发光控制晶体管的第一极接入所述第一电源电压，所述第一发光控制晶体管的第二极与所述驱动晶体管的第一极连接；以及，
所述第二发光控制晶体管的栅极接入所述发光控制信号，所述第二发光控制晶体管的第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，所述第二发光控制晶体管的第二极与所述发光元件连接。
如图4A所示，在本发明如图3所示的像素驱动电路的实施例的基础上，所述阈值补偿单元11包括第一补偿晶体管M1和第二补偿晶体管M2，其中，
所述第一补偿晶体管M1和所述第二补偿晶体管M2都为p型晶体管；
所述第一补偿晶体管M1的栅极接入复位控制信号Reset，所述第一补偿晶体管M1的源极与所述驱动晶体管MDT的漏极连接，所述第一补偿晶体管M1的漏极与输出复位电压Vini的复位电压线连接；
所述第二补偿晶体管M2的栅极接入所述复位控制信号Reset，所述第二补偿晶体管M2的源极与所述驱动晶体管MDT的栅极连接，所述第二补偿晶体管M2的漏极接入所述参考电压Vref。
如图4B所示，在本发明如图3所示的像素驱动电路的实施例的基础上，所述数据写入单元12包括数据写入晶体管M3；
所述数据写入晶体管M3为p型晶体管；
所述数据写入晶体管M3的栅极接入扫描信号Gate，所述数据写入晶体管M3的源极与所述驱动晶体管MDT的栅极连接，所述数据写入晶体管M3的漏极接入数据电压SD。
如图4C所示，在本发明如图3所示的像素驱动电路的实施例的基础上，所述发光控制单元包括第一发光控制晶体管M4和第二发光控制晶体管M5，其中，
所述第一发光控制晶体管M4的栅极接入发光控制信号EM，所述第一发光控制晶体管M4的源极接入所述第一电源电压V1，所述第一发光控制晶体管M4的漏极与所述驱动晶体管MDT的源极连接；
所述第二发光控制晶体管M5的栅极接入所述发光控制信号EM，所述第二发光控制晶体管M5的源极与所述驱动晶体管MDT的漏极连接，所述第二发光控制晶体管M5的漏极与所述有机发光二极管D1的阳极连接。
下面通过一具体实施例来说明本发明所述的像素驱动电路。
如图5所示，本发明所述的像素驱动电路的一具体实施例包括驱动晶体管MDT、第一存储电容C1、第二存储电容C2、阈值补偿单元、数据写入单元和发光控制单元，其中，
所述驱动晶体管MDT的栅极与所述第一存储电容C1的第一端连接，所述驱动晶体管MDT的源极与所述第一存储电容C1的第二端连接；
所述第二存储电容C2的第一端接入高电压VDD，所述第二存储电容C2的第二端与所述第一存储电容C1的第二端连接；
所述阈值补偿单元包括第一补偿晶体管M1和第二补偿晶体管M2，其中，
所述第一补偿晶体管M1的栅极接入复位控制信号Reset，所述第一补偿晶体管M1的源极与所述驱动晶体管MDT的漏极连接，所述第一补偿晶体管M1的漏极与输出复位电压Vini的复位电压线连接；
所述第二补偿晶体管M2的栅极接入所述复位控制信号Reset，所述第二补偿晶体管M2的源极与所述驱动晶体管MDT的栅极连接，所述第二补偿晶体管M2的漏极接入参考电压Vref；
所述数据写入单元包括数据写入晶体管M3；
所述数据写入晶体管M3的栅极接入扫描信号Gate，所述数据写入晶体管M3的源极与所述驱动晶体管MDT的栅极连接，所述数据写入晶体管M3的漏极接入数据电压SD；
所述发光控制单元包括第一发光控制晶体管M4和第二发光控制晶体管M5，其中，
所述第一发光控制晶体管M4的栅极接入发光控制信号EM，所述第一发光控制晶体管M4的源极接入高电压VDD，所述第一发光控制晶体管M4的漏极与所述驱动晶体管MDT的源极连接；
所述第二发光控制晶体管M5的栅极接入所述发光控制信号EM，所述第二发光控制晶体管M5的源极与所述驱动晶体管MDT的漏极连接，所述第二发光控制晶体管M5的漏极与有机发光二极管D1的阳极连接；
有机发光二极管OLED的阴极接入低电压VSS；
在图5中，第一存储电容C1和第二存储电容C2的连接节点为节点A。
在图5所示的具体实施例中，所有的晶体管都为p型晶体管，在实际操作时，上述晶体管也可以被替换为n型晶体管。
如图6所示，本发明如图5所示的像素驱动电路的具体实施例在工作时，
在复位阶段T1，EM是低压开启信号，Reset是低压开启信号，Gate为高压关断信号，EM控制的M4和M5都打开，Reset控制的M1和M2也都打开，D1的阳极与MDT的漏极相连接，Vini写入MDT的漏极和D1的阳极，将D1的阳极的电位复位成Vini；同时Vini和VSS之间的电位差最优为小于D1的开启阈值电压，这样来保证此时D1是不发光的，以便提升显示的暗态亮度品质，提升对比度；VDD写入MDT的源极，同时Vref写入到MDT的栅极，其中Vref和VDD的电位差，即是MDT的Vgs，来保证MDT有大电流流过，依此来消除或者降低显示面板在长时间用小电流显示低亮度，过渡到大电流显示高亮度时，MDT在小电流下的由于应力引起的特性漂移，消除或者减弱其所导致的黑色画面变换到白色画面时的亮度拖尾现象；其中，该阶段MDT的大电流根据不同的Vref和Vini电压情况，MDT可以工作在放大区和饱和区，理论上最好的状态是MDT工作在饱和区，此时可以最大化流经MDT的电流；
在该复位阶段T1，对C1两端电位进行复位，使本帧信号的写入不受上帧信号的影响；
在阈值补偿阶段T2：EM和Gate都为高压关断信号，Reset为低压开启信号，由EM控制的M4和M5都关断；由Reset控制的M1和M2继续开启，这样保持在C1和C2连接节点(即图3中的节点A)的电荷，便会通过MDT和M1向输出低电位的Vini的复位电压线进行放电，直到MDT的源极电位低至使MDT关断，此时MDT的Vgs-Vth＝0，因为Vg＝Vref，所以Vs＝Vg-Vth＝Vref-Vth，这样C1两端的电位差就是MDT的阈值电压Vth；
在数据写入阶段T3：EM和Reset都为高压关断信号，Gate为低压开启信号，EM控制的M4和M5都关断，Reset控制的M1和M2也都关断；由Gate控制的M3处于开启状态，SD便写入到MDT的栅极，即C1与MDT的栅极连接处；在由C1和C2构成的串联电路中，C1和C2连接处的电压处于浮空状态，C1和C2在数据写入阶段T3的电荷总量保持与C1和C2在阈值补偿阶段T2的电荷总量一致；假设此时C1和C2连接节点电压为X，那么根据电容变化前后电荷量不变的原则来推导，具体如下：
变化前C1和C2电荷总量为：(Vref-Vth-Vref)×C1+[VDD-(Vref-Vth)]×C2；
变化后C1和C2电荷总量是：(X-Vref)×C1+(VDD-X)×C2；
根据变化前后电荷量保持不变原理，可以推导出X＝(Vref×C2-SD×C1)/(C2-C1)-Vth；
在发光阶段T4：Gate和Reset都为高压关断信号，使得M1、M2和M3都处于关闭状态；EM是低压开启信号，使得M4和M5都打开，其中M5的开启将D1的阳极与MDT的漏极相连接，M3的开启将VDD写入到MDT的源极和C1和C2的连接处，因为C2的第一端接入VDD，此时C1和C2连接处的电位变化不会影响其电容变化，此时C1和MDT的栅极连接处处于浮空状态，C1和MDT的栅极连接处的电位会通过C1来跟随C1和C2的连接处的电位而变化，并且变化前后C1保持的电荷量不变(即C1在数据写入阶段T3保持的电荷量和C1在发光阶段T4保持的电荷量相等)；
C1变化前的电荷量是：(X-Vref)×C1＝[(Vref×C2-SD×C1)/(C2-C1)-Vth–Vref]×C1，C1变化后的电荷量是(假设变化后MDT栅极电位是Y)：(VDD-Y)×C1；根据电荷守恒原理，推导出Y＝VDD+Vth+C2×(SD-Vref)/(C2-C1)；由于MDT处于饱和区，根据晶体管饱和区电流公式可知：
Ids＝1/2×K×(Vgs–Vth)2＝1/2×K×(VDD+Vth+C2×(SD-Vref)/(C2-C1)-VDD-Vth)2＝1/2×K×(C2×(SD-Vref)/(C2-C1))2；
其中，Ids为MDT工作在饱和区时的漏源电流，K为电流参数，K的数值相对稳定，可以算为常量；C2/(C2-C1)是电容值，也可以看作是常量，这样决定Ids大小的就只有数据电压SD和参考电压Vref，而Vref是一个直流电压信号，因此决定Ids大小的只有数据电压SD，因此本发明如图3所示的像素驱动电路的具体实施例的电路结构既可以补偿驱动晶体管MDT的阈值电压差异性，也可以补偿电源信号VDD上的IRDrop(IR压降)，同时还可以在相同数据电压下，根据C2/(C2-C1)的比例，实现相同数据电压下，不同的电流输出，即实现数据的压缩比效果。
如图7所示，本发明实施例所述的像素驱动方法，应用于上述的像素驱动方法，包括：
阈值补偿步骤S1：在每一显示周期的阈值补偿阶段，阈值补偿单元控制驱动晶体管的栅极接入参考电压而驱动晶体管的第二极与复位电压线连接，从而使得驱动晶体管导通而向起始电压线放电，直至驱动晶体管关断；
数据写入步骤S2：在每一显示周期的数据写入阶段，数据写入单元控制数据电压写入驱动晶体管的栅极；
发光步骤S3：在每一显示周期的发光阶段，发光控制单元控制第一电源电压驱动晶体管的第一极，控制驱动晶体管的第二极与发光元件连接，以控制驱动晶体管导通以驱动发光元件发光；
第一存储电容和第二存储电容的电荷总量在阈值补偿阶段和数据写入阶段相等；
第一存储电容在数据写入阶段的电荷量与第一存储电容在发光阶段的电荷量相等。
本发明实施例所述的像素驱动方法通过在阈值补偿阶段和发光阶段对第一存储电容和第二存储电容的电荷量的控制，可以实现驱动晶体管在发光阶段驱动发光元件的电流与驱动晶体管的阈值电压和电源电压无关，仅与数据电压、参考电压、第一存储电容的电容值和第二存储电容的电容值有关，因此在数据电压和参考电压相同的情况下通过改变第一存储电容的电容值和第二存储电容的电容值即可实现不同的电流输出，实现数据的不同压缩比。
在本发明所述的像素驱动方法的一优选的实施例中，每一显示周期在所述阈值补偿阶段时间还包括复位阶段；如图8所示，所述像素驱动方法还包括：
复位步骤S0：在每一显示周期的复位阶段，阈值补偿单元控制所述驱动晶体管的栅极接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极与复位电压线连接，发光控制单元控制所述驱动晶体管的第一极接入所述第一电源电压，控制所述驱动晶体管的第二极与所述发光元件连接；所述驱动晶体管在所述复位阶段处于放大状态或饱和状态。
在本发明所述的像素驱动方法的该优选实施例中，驱动晶体管在复位阶段处于放大状态或饱和状态，以保证驱动晶体管有大电流流过，来消除或降低显示面板由长时间用小电流显示低亮度过渡到用大电流显示高亮度时驱动晶体管在小电流下的由于应力引起的特性漂移，从而消除或减弱其所导致的黑色画面变换到白色画面时的亮度拖尾现象。
并且，在本发明所述的像素驱动方法的该优选实施例中，在复位阶段，阈值补偿单元，还用于在所述复位阶段控制所述驱动晶体管的栅极(即所述第一存储电容的第一端)接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极(即所述第一存储电容的第二端)与复位电压线连接，以对第一存储电容两端电位进行初始化，以使得本帧信号的写入不受上帧信号的影响。
本发明另一实施例所述的像素驱动方法包括：
在每一显示周期的阈值补偿阶段：发光控制信号和扫描信号都为关断信号，复位控制信号为开启信号，复位电压线输出低电位的复位电压，第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都关断，第一补偿晶体管和第二补偿晶体管都开启，保持在第一存储电容和第二存储电容连接节点处的电荷通过驱动晶体管和第一补偿晶体管向所述复位电压线进行放电，直到驱动晶体管的源极电位低至使驱动晶体管关断；
在每一显示周期的数据写入阶段：发光控制信号和复位控制信号都为关断信号，扫描信号为开启信号，第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都关断，第一补偿晶体管和第二补偿晶体管都关断；数据写入晶体管开启，数据电压写入驱动晶体管的栅极；第一存储电容和第二存储电容的连接节点处于浮空状态，所述第一存储电容和所述第二存储电容的电荷总量在所述阈值补偿阶段和所述数据写入阶段相等；
在每一显示周期的发光阶段：扫描信号和复位控制信号都为关断信号，使得第一补偿晶体管、第二补偿晶体管和数据写入晶体管都关断，发光控制信号是开启信号，使得第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都打开，使得发光元件与驱动晶体管的第二极相连接，第一电源电压写入驱动晶体管的第一极与第一存储电容和第二存储电容的连接处，第二存储电容的第一端接入第一电源电压，第一存储电容和驱动晶体管的栅极的连接节点处于浮空状态，所述第一存储电容在所述数据写入阶段的电荷量与所述第一存储电容在所述发光控制阶段的电荷量相等，以使得在发光阶段流过驱动晶体管的电流仅与所述数据电压、所述第一存储电容的电容值和所述第二存储电容的电容值有关。
在本发明所述的像素驱动方法的一优选的实施例中，每一显示周期在所述阈值补偿阶段时间还包括复位阶段；所述像素驱动方法还包括：
在每一显示周期的复位阶段，发光控制信号和复位控制信号都是开启信号，扫描信号为关断信号，第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都打开，第一补偿晶体管和第二补偿晶体管也都打开，数据写入晶体管关断，发光元件与驱动晶体管的第二极相连接，复位电压写入驱动晶体管的第二极，所述驱动晶体管处于放大状态或饱和状态，以保证驱动晶体管有大电流流过，来消除或降低显示面板由长时间用小电流显示低亮度过渡到用大电流显示高亮度时驱动晶体管在小电流下的由于应力引起的特性漂移，从而消除或减弱其所导致的黑色画面变换到白色画面时的亮度拖尾现象。
并且，在本发明所述的像素驱动方法的该优选实施例中，在复位阶段，阈值补偿单元，还用于在所述复位阶段控制所述驱动晶体管的栅极(即所述第一存储电容的第一端)接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极(即所述第一存储电容的第二端)与复位电压线连接，以对第一存储电容两端电位进行初始化，以使得本帧信号的写入不受上帧信号的影响。
更优选的，当所述发光元件包括有机发光二极管，有机发光二极管的阳极通过所述发光控制单元与所述驱动晶体管的第二极连接，有机发光二极管的阴极接入第二电源电压时，在所述复位阶段，所述复位电压线输出的复位电压与所述第二电源电压之间的电压差小于所述有机发光二极管的开启阈值电压，以保证有机发光二极管在复位阶段不发光。
本发明实施例所述的显示面板包括上述的像素驱动电路。
本发明实施例所述的显示装置包括上述的显示面板。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种像素驱动电路，其特征在于，包括驱动晶体管、第一存储电容、第二存储电容、阈值补偿单元、数据写入单元和发光控制单元，其中，
所述驱动晶体管的栅极与所述第一存储电容的第一端连接，所述驱动晶体管的第一极与所述第一存储电容的第二端连接；
所述第二存储电容的第一端接入第一电源电压，所述第二存储电容的第二端与所述第一存储电容的第二端连接；
所述阈值补偿单元用于在每一显示周期的阈值补偿阶段控制所述驱动晶体管的栅极接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极与复位电压线连接，从而使得驱动晶体管导通而向所述复位电压线放电，直至所述驱动晶体管关断；
所述数据写入单元用于在每一显示周期的数据写入阶段控制数据电压写入所述驱动晶体管的栅极；
所述发光控制单元用于在每一显示周期的发光阶段控制第一电源电压接入所述驱动晶体管的第一极，控制所述驱动晶体管的第二极与发光元件连接，以控制驱动晶体管导通以驱动发光元件发光；
所述第一存储电容的电荷总量和所述第二存储电容的电荷总量在所述阈值补偿阶段和所述数据写入阶段相等；
所述第一存储电容在所述数据写入阶段的电荷量与所述第一存储电容在所述发光控制阶段的电荷量相等。
2.如权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，每一显示周期在所述阈值补偿阶段时间还包括复位阶段；
所述阈值补偿单元还用于在所述复位阶段控制所述驱动晶体管的栅极接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极与接入复位电压；
所述发光控制单元还用于在所述复位阶段控制所述驱动晶体管的第一极接入所述第一电源电压，控制所述驱动晶体管的第二极与所述发光元件连接；
所述驱动晶体管在所述复位阶段处于放大状态或饱和状态。
3.如权利要求2所述像素驱动电路，其特征在于，所述发光元件包括有机发光二极管；
所述有机发光二极管的阳极通过所述发光控制单元与所述驱动晶体管的第二极连接，所述有机发光二极管的阴极接入第二电源电压；
在复位阶段，所述复位电压线输出的复位电压与所述第二电源电压之间的电压差小于所述有机发光二极管的开启阈值电压。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的像素驱动电路，其特征在于，所述阈值补偿单元包括第一补偿晶体管和第二补偿晶体管，其中，
所述第一补偿晶体管的栅极接入复位控制信号，所述第一补偿晶体管的第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，所述第一补偿晶体管的第二极与所述复位电压线连接；
所述第二补偿晶体管的栅极接入所述复位控制信号，所述第二补偿晶体管的第一极与所述驱动晶体管的栅极连接，所述第二补偿晶体管的第二极接入所述参考电压。
5.如权利要求4所述的像素驱动电路，其特征在于，所述数据写入单元包括数据写入晶体管；，
所述数据写入晶体管的栅极接入扫描信号，所述数据写入晶体管的第一极与所述驱动晶体管的栅极连接，所述数据写入晶体管的第二极接入数据电压。
6.如权利要求5所述的像素驱动电路，其特征在于，所述发光控制单元包括第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管，其中，
所述第一发光控制晶体管的栅极接入发光控制信号，所述第一发光控制晶体管的第一极接入所述第一电源电压，所述第一发光控制晶体管的第二极与所述驱动晶体管的第一极连接；以及，
所述第二发光控制晶体管的栅极接入所述发光控制信号，所述第二发光控制晶体管的第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，所述第二发光控制晶体管的第二极与所述发光元件连接。
7.一种像素驱动方法，应用于如权利要求1至6中任一权利要求所述的像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动方法包括：
在每一显示周期的阈值补偿阶段，阈值补偿单元控制驱动晶体管的栅极接入参考电压而驱动晶体管的第二极与复位电压线连接，从而使得驱动晶体管导通而向起始电压线放电，直至驱动晶体管关断；
在每一显示周期的数据写入阶段，数据写入单元控制数据电压写入驱动晶体管的栅极；
在每一显示周期的发光阶段，发光控制单元控制第一电源电压驱动晶体管的第一极，控制驱动晶体管的第二极与发光元件连接，以控制驱动晶体管导通以驱动发光元件发光；
第一存储电容和第二存储电容的电荷总量在阈值补偿阶段和数据写入阶段相等；
第一存储电容在数据写入阶段的电荷量与第一存储电容在发光阶段的电荷量相等。
8.如权利要求7所述的像素驱动方法，其特征在于，每一显示周期在所述阈值补偿阶段时间还包括复位阶段；所述像素驱动方法还包括：
在每一显示周期的复位阶段，阈值补偿单元控制所述驱动晶体管的栅极接入参考电压而所述驱动晶体管的第二极与复位电压线连接，发光控制单元控制所述驱动晶体管的第一极接入所述第一电源电压，控制所述驱动晶体管的第二极与所述发光元件连接；
所述驱动晶体管在所述复位阶段处于放大状态或饱和状态。
9.一种像素驱动方法，应用于如权利要求6所述的像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动方法包括：
在每一显示周期的阈值补偿阶段：发光控制信号和扫描信号都为关断信号，复位控制信号为开启信号，复位电压线输出低电位的复位电压，第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都关断，第一补偿晶体管和第二补偿晶体管都开启，保持在第一存储电容和第二存储电容连接节点处的电荷通过驱动晶体管和第一补偿晶体管向所述复位电压线进行放电，直到驱动晶体管的源极电位低至使驱动晶体管关断；
在每一显示周期的数据写入阶段：发光控制信号和复位控制信号都为关断信号，扫描信号为开启信号，第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都关断，第一补偿晶体管和第二补偿晶体管都关断；数据写入晶体管开启，数据电压写入驱动晶体管的栅极；第一存储电容和第二存储电容的连接节点处于浮空状态，所述第一存储电容和所述第二存储电容的电荷总量在所述阈值补偿阶段和所述数据写入阶段相等；
在每一显示周期的发光阶段：扫描信号和复位控制信号都为关断信号，使得第一补偿晶体管、第二补偿晶体管和数据写入晶体管都关断，发光控制信号是开启信号，使得第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都打开，使得发光元件与驱动晶体管的第二极相连接，第一电源电压写入驱动晶体管的第一极与第一存储电容和第二存储电容的连接处，第二存储电容的第一端接入第一电源电压，第一存储电容和驱动晶体管的栅极的连接节点处于浮空状态，所述第一存储电容在所述数据写入阶段的电荷量与所述第一存储电容在所述发光控制阶段的电荷量相等，以使得在发光阶段流过驱动晶体管的电流仅与所述数据电压、所述第一存储电容的电容值和所述第二存储电容的电容值有关。
10.如权利要求9所述的像素驱动方法，其特征在于，每一显示周期在所述阈值补偿阶段时间还包括复位阶段；所述像素驱动方法还包括：
在每一显示周期的复位阶段，发光控制信号和复位控制信号都是开启信号，扫描信号为关断信号，第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管都打开，第一补偿晶体管和第二补偿晶体管也都打开，数据写入晶体管关断，发光元件与驱动晶体管的第二极相连接，复位电压写入驱动晶体管的第二极，所述驱动晶体管处于放大状态或饱和状态。
11.如权利要求10所述的像素驱动方法，其特征在于，当所述发光元件包括有机发光二极管，有机发光二极管的阳极通过所述发光控制单元与所述驱动晶体管的第二极连接，有机发光二极管的阴极接入第二电源电压时，在所述复位阶段，所述复位电压线输出的复位电压与所述第二电源电压之间的电压差小于所述有机发光二极管的开启阈值电压。
12.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一权利要求所述的像素驱动电路。
13.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求12所述的显示面板。
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