CN106940979A - 像素补偿电路及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种像素补偿电路及其驱动方法、显示装置，属于显示领域。该像素补偿电路包括有机发光二极管、电流控制模块和反向偏置模块；其中，电流控制模块连接有机发光二极管的第一端，用于控制有机发光二极管的第一端与第二端之间流过的电流的大小；反向偏置模块分别连接第一扫描线和有机发光二极管的第二端；反向偏置模块用于在第一扫描线上信号的控制下将有机发光二极管的第二端置为预设的第一偏置电压，使得有机发光二极管保持在反向偏置状态。本发明能够解决现有内部补偿方式中能够补偿的阈值电压的大小范围受到限制的问题，实现更大的阈值电压的补偿范围。

Description

像素补偿电路及其驱动方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，特别涉及一种像素补偿电路及其驱动方法、显示装置。
背景技术
电致发光器件是一种自发光的显示器件，其凭借宽视角、高对比度和高响应速度等优势而被广泛关注。而随着电致发光领域的发展，有机电致发光器件(例如有机发光二极管，Organic Light Emitting Diode，OLED)相对于无机电致发光器件而言可以实现更优异的亮度、功耗、响应速率和色域，因而成为目前显示市场的主流之一。针对控制OLED发光电流大小的驱动晶体管存在的阈值电压漂移的问题，现有设计主要采用内部补偿和外部补偿两种方式来提高整个显示画面的亮度均匀性。其中，内部补偿相比于外部补偿而言可以避免复杂算法的设计，能够基于一定的电路结构自动完成阈值电压的补偿。
但是在现有的内部补偿方式中，补偿阶段内需要尽量避免OLED两端电压超过其启亮电压，由此会使加载到像素补偿电路的电压大小受到限制，从而使得像素补偿电路能够补偿的阈值电压的大小范围也受到限制，在阈值电压超出能够的补偿范围时产生不能完全补偿的问题，严重影响了不同像素之间的显示均匀性的补偿效果。
发明内容
本发明提供一种像素补偿电路及其驱动方法、显示装置，可以解决现有内部补偿方式中能够补偿的阈值电压的大小范围受到限制的问题。
第一方面，本发明提供了一种像素补偿电路，所述像素补偿电路包括有机发光二极管、电流控制模块和反向偏置模块；其中，
所述电流控制模块连接所述有机发光二极管的第一端，用于控制所述有机发光二极管的第一端与第二端之间流过的电流的大小；
所述反向偏置模块分别连接第一扫描线和所述有机发光二极管的第二端；
所述反向偏置模块用于在所述第一扫描线上信号的控制下将所述有机发光二极管的第二端置为预设的第一偏置电压，使得所述有机发光二极管保持在反向偏置状态。
在一种可能的实现方式中，所述反向偏置模块包括全部为N型或者全部为P型的第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；其中，
所述第一晶体管的栅极连接所述第一扫描线，第一极连接用于加载所述第一偏置电压的第一偏置电压线，第二极连接所述有机发光二极管的第二端；
所述第二晶体管的栅极连接第一节点，第一极连接所述有机发光二极管的第二端，第二极连接第二偏置电压线，所述第二偏置电压线用于加载第二偏置电压，所述第一偏置电压与所述第二偏置电压分别属于栅极开启电压和栅极关闭电压中的一个；
所述第三晶体管的栅极连接所述第一扫描线，第一极连接所述第一节点，第二极连接所述第一偏置电压线和所述第二偏置电压线中加载栅极关闭电压中的一个；
所述第四晶体管的栅极和第一极连接所述第一偏置电压线和所述第二偏置电压线中加载栅极开启电压中的一个，第二极连接所述第一节点；
所述第三晶体管和所述第四晶体管被配置为能在所述第一扫描线上为栅极开启电压时使所述第一节点处为栅极关闭电压；
其中，所述第一极和第二极分别是源极和漏极中的一个。
在一种可能的实现方式中，所述反向偏置模块还连接所述第一电容的第一端；所述反向偏置模块还用于在所述第一扫描线上为栅极关闭电压时将所述第一电容的第一端置处为预设的第三偏置电压。
在一种可能的实现方式中，所述反向偏置模块还包括第五晶体管，所述第五晶体管的栅极连接所述第一节点，第一极连接所述第一电容的第一端，第二极连接所述第二偏置电压线；
或者，
所述反向偏置模块还包括第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管；其中，所述第五晶体管的栅极连接第二节点，第一极连接所述第一电容的第一端，第二极连接所述第二偏置电压线；所述第六晶体管的栅极连接所述第一扫描线，第一极连接所述第二节点，第二极连接所述第一偏置电压线和所述第二偏置电压线中加载栅极关闭电压中的一个；所述第七晶体管的栅极和第一极连接所述第一偏置电压线和所述第二偏置电压线中加载栅极开启电压中的一个，第二极连接所述第二节点；所述第六晶体管和所述第七晶体管被配置为能在所述第一扫描线上为栅极开启电压时使所述第二节点处为栅极关闭电压。
在一种可能的实现方式中，所述电流控制模块包括驱动晶体管，所述像素补偿电路还包括第一电容和数据写入模块；其中，所述第一电容的第二端连接所述驱动晶体管的栅极，所述数据写入模块分别连接第二扫描线、数据线以及所述驱动晶体管的栅极、第一极和第二极；所述数据写入模块用于在所述第二扫描线上信号的控制下使所述驱动晶体管的栅极与第一极之间导通，并使所述数据线与所述驱动晶体管的第二极之间导通；其中，所述第一极和第二极分别是源极和漏极中的一个。
在一种可能的实现方式中，所述像素补偿电路还包括初始化模块，所述初始化模块分别连接第三扫描线、所述第一扫描线以及所述第一电容的第二端和第二端，所述初始化模块用于在所述第三扫描线上信号的控制下将所述第一电容的第二端处置为第一初始化电压，在所述第一扫描线上信号的控制下将所述第一电容的第一端处置为第二初始化电压。
在一种可能的实现方式中，所述像素补偿电路还包括分别与第四扫描线和所述驱动晶体管的第一极连接的发光控制模块，所述发光控制模块用于在所述第四扫描线上信号的控制下使所述第一偏置电压导通至所述驱动晶体管的第一极。
在一种可能的实现方式中，所述数据写入模块包括第八晶体管和第九晶体管，所述初始化模块包括第十晶体管和第十一晶体管，所述发光控制模块包括第十二晶体管；其中，
所述数据写入模块中，所述第八晶体管的栅极连接所述第二扫描线，第一极连接所述数据线，第二极连接所述驱动晶体管的第二极；所述第九晶体管的栅极连接所述第二扫描线，第一极连接所述驱动晶体管的栅极，第二极连接所述驱动晶体管的第二极；
所述初始化模块中，所述第十晶体管的栅极连接所述第一扫描线，第一极连接用于加载所述第一初始化电压的第一参考电压线，第二极连接所述第一电容的第一端；所述第十一晶体管的栅极连接所述第三扫描线，第一极连接用于加载所述第二初始化电压的第二参考电压线或者用于加载所述第一偏置电压的第一偏置电压线，第二极连接所述第一电容的第一端；
所述发光控制模块中，所述第十二晶体管的栅极连接所述第四扫描线，第一极连接用于加载所述第一偏置电压的第一偏置电压线，第二极连接所述驱动晶体管的第一极。
第二方面，本发明还提供了一种上述任意一种的像素补偿电路的驱动方法，所述驱动方法包括：
每个显示周期中所述有机发光二极管在所述电流控制模块控制下发光以外的时段内，通过控制所述第一扫描线使反向偏置模块将所述有机发光二极管保持在反向偏置状态。
第三方面，本发明还提供了一种显示装置，包括上述任意一种的像素补偿电路。
由上述技术方案可知，基于反向偏置模块的设置，本发明可以通过第一扫描线控制反向偏置模块，使得有机发光二极管在需要时保持反向偏置状态，而使得加载到像素补偿电路的电压大小不受到启亮电路的相关限制，从而解决现有内部补偿方式中能够补偿的阈值电压的大小范围受到限制的问题。与现有技术相比，本发明能够实现更大的阈值电压的补偿范围，适用范围更广泛，有助于提升显示均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，这些附图的合理变型也都涵盖在本发明的保护范围中。
图1是本发明一个实施例提供的像素补偿电路的结构框图；
图2是本发明一个对比示例提供的像素补偿电路的电路结构图；
图3是本发明一个实施例提供的像素补偿电路的电路结构图；
图4是本发明一个实施例提供的像素补偿电路的电路时序图；
图5是本发明一个实施例提供的像素补偿电路在电容重置阶段内的工作原理示意图；
图6是本发明一个实施例提供的像素补偿电路在数据写入阶段内的工作原理示意图；
图7是本发明一个实施例提供的像素补偿电路在电压保持阶段内的工作原理示意图；
图8是本发明一个实施例提供的像素补偿电路在补偿发光阶段内的工作原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，且该连接可以是直接的或间接的。
图1是本发明一个实施例提供的像素补偿电路的结构框图。参见图1，本发明实施例的像素补偿电路包括有机发光二极管D1、反向偏置模块11和电流控制模块12。其中，所述电流控制模块12连接所述有机发光二极管D1的第一端(在图1中为上端)，用于控制所述有机发光二极管D1的第一端与第二端(在图1中为下端)之间流过的电流的大小。所述反向偏置模块11分别连接第一扫描线S1和所述有机发光二极管D2的第二端。本实施例中，所述反向偏置模块11用于在所述第一扫描线S1上信号的控制下将所述有机发光二极管D1的第二端置为预设的第一偏置电压，使得有机发光二极管D1保持在反向偏置状态。
在一个示例中，在有机发光二极管D1的第一端处为其提供驱动电流的电源电压小于或等于所述第一偏置电压，由此在有机发光二极管D1的第二端被置为第一偏置电压之后，无论其他接入像素补偿电路的电压幅值是多少，有机发光二极管D1都将始终处于反向偏置状态而不能发光。可理解的是，将有机发光二极管的第二端置为预设的第一偏置电压，使得有机发光二极管保持在反向偏置状态的具体实现方式可以不仅限于此。
能够看出，基于反向偏置模块的设置，本发明实施例可以通过第一扫描线控制反向偏置模块，使得有机发光二极管在需要时保持反向偏置状态，而使得加载到像素补偿电路的电压大小不受到启亮电路的相关限制，从而解决现有内部补偿方式中能够补偿的阈值电压的大小范围受到限制的问题。与现有技术相比，本发明实施例能够实现更大的阈值电压的补偿范围，适用范围更广泛，有助于提升显示均匀性。
为了明确上述能够补偿的阈值电压的大小范围受到限制的具体原因，这里以一个对比示例提供的像素补偿电路进行举例说明。参见图2，该像素补偿电路包括有机发光二极管D1、存储电容Cst以及三个晶体管M1、M2和M3，晶体管M2受信号G1控制，晶体管M3受信号G2控制，数据线DL经过晶体管M2的第一极和第二极连接至晶体管M1的栅极，高电平电压VH线经过晶体管M3的第一极和第二极连接至晶体管M1的第一极。晶体管M1的栅极和第二极之间设有存储电容Cst，并且晶体管M1的第二极连接有机发光二极管D1的第一端，有机发光二极管D1的第二端连接低电平电压线VL。需要说明的是，上述第一极和第二极分别是晶体管的源极和漏极中的一个，根据晶体管具体类型的不同，可以设置其源极和漏极分别所具有的连接关系，以与流过晶体管的电流的方向相匹配；在晶体管具有源极与漏极对称的结构时，源极和漏极可以视为不作特别区分的两个电极。
如图2所示的像素补偿电路在每个周期内的工作流程如下所述：在电容重置阶段中，信号G1控制晶体管M2打开，信号G2控制晶体管M3打开，同时高电平电压线VH在此阶段内输出低电平电压，使得存储电容一端被数据线DL置为基准电压，另一端被置为低电平电压。在此后的阈值电压检测阶段中，将高电平电压线VH恢复为高电平电压，使得存储电容Cst被持续充电直到晶体管M1恰好关闭，恰好关闭后晶体管M1的第二极处的电压等于上述基准电压减去晶体管M1的阈值电压。在此后的数据电压写入阶段中，信号G1控制晶体管M2打开，信号G2控制晶体管M3关闭，数据线DL通过晶体管M2的第一极和第二极将数据电压写入到晶体管M1的栅极，在存储电容Cst的电荷保持作用下，晶体管M1的第二极处的电压跳变，此时晶体管M1的栅极与第二极之间的电压差等于一个与数据电压和基准电压有关的数值与晶体管M1的阈值电压之和。在此后的补偿发光阶段中，信号G1控制晶体管M2关闭，信号G2控制晶体管M3打开由此可以使得流过晶体管M1的第一极与第二极的电流的大小与晶体管M1的阈值电压无关，实现阈值电压的补偿。
而如上文所述，上述工作流程中需要使有机发光二极管D1在电容重置阶段、阈值电压检测阶段和数据电压写入阶段中均不发光。一方面，阈值电压检测阶段内基准电压需要大于晶体管M1的阈值电压才能实现阈值电压的检测，另一方面，此阶段内有机发光二极管D1第一端处的电压(最大为基准电压减去晶体管M1的阈值电压)需要小于发光二极管D1的启亮电压才能使有机发光二极管D1不发光。综合以上两个方面，基准电压需要大于预置电压并小于启亮电压与阈值电压之和，即基准电压的可选电压范围的大小即等于启亮电压的大小。而可以推知的是，对于给定的基准电压来说，阈值电压的可补偿的最大值即等于基准电压的大小，阈值电压的可补偿的最小值即等于基准电压减去启亮电压的大小。例如有机发光二极管D1的启亮电压为5V，那么基准电压等于-1V时，可补偿的阈值电压的范围是-6V到-1V；基准电压等于0V时，可补偿的阈值电压的范围是-5V到0V；基准电压等于1V时，可补偿的阈值电压的范围是-4V到1V；基准电压等于2V时，可补偿的阈值电压的范围是-3V到2V；基准电压等于3V时，可补偿的阈值电压的范围是-2V到3V；基准电压等于4V时，可补偿的阈值电压的范围是-1V到4V，依此类推。
能够理解的是，在晶体管M1的阈值电压超出可补偿的阈值电压的范围时，在补偿发光阶段中实际补偿的大小可能仅是可补偿的阈值电压的范围的边界值，将造成补偿不完全。而为了尽量避免任意一个像素出现补偿不完全的情况，加载到显示装置上的基准电压通常只能选取一个最能广泛适用于所有像素的数值，比如上述示例中的2V，以覆盖阈值电压在-2V到3V之间的绝大多数情况。但是，一旦显示装置使用时间过长等因素导致一些像素的阈值电压漂移到可补偿的范围之外，显示装置就可能会出现补偿不完全的情况，而且即使此时重新调整基准电压以覆盖这些超出原范围的阈值电压的数值，也很可能使其他像素出现补偿不完全的情况，对于修复显示异常的作用微乎其微。
而如果采用本发明实施例的方式，通过设置上述反向偏置模块，使得可以通过控制第一扫描线在电容重置阶段、阈值电压检测阶段和数据电压写入阶段将有机发光二极管D1的第二端置为预设的第一偏置电压，使得有机发光二极管保持在反向偏置状态，则可以使得上述基准电压的设置范围不受到有机发光二极管的启亮电压的限制，并使得可补偿的阈值电压的范围也不受到限制，即解决了其能够补偿的阈值电压的大小范围受到限制的问题。在此基础之上，采用本发明实施例的方式明显可以使得上述像素补偿电路可以补偿的阈值电压的范围更大，因而适用范围更广泛，有助于提升显示装置的显示均匀性。
图3是本发明一个实施例提供的像素补偿电路的电路结构图。参见图3，本实施例的像素补偿电路具体包括反向偏置模块11、电流控制模块12、数据写入模块13、初始化模块14、发光控制模块15和第一电容C1，并以所包含的晶体管全部为N型晶体管的电路结构为例展示了各模块可选的电路实现方式(所包含的晶体管还可以全部为P型晶体管)。下面先针对每个模块说明其结构和功能，再结合电路时序说明整个像素补偿电路的工作原理。
关于上述反向偏置模块11，其分别连接第一扫描线S1、第一电容C1的第一端和有机发光二极管D1的第二端。反向偏置模块11除了用于在第一扫描线S1上信号的控制下将有机发光二极管D1的第二端置为预设的第一偏置电压，使得有机发光二极管保持在反向偏置状态之外，还用于在第一扫描线S1上为栅极关闭电压时将第一电容C1的第一端置处为预设的第三偏置电压(本实施例中具体为第二偏置电压线提供的低电平电压，下文将结合整个像素补偿电路的工作原理具体说明如何设置第三偏置电压)。其中需要说明的是，由于本实施例中晶体管全部为N型，因此这里的栅极关闭电压指的是能够使N型晶体管关闭的低电平电压，与之相对的，栅极开启电压指的是能够使N型晶体管打开的高电平电压。当然，根据所有晶体管所选用类型的不同，栅极开启电压和栅极关闭电压将发生变化，例如对于全部为P型的晶体管来说，栅极开启电压和栅极关闭电压分别是低电平电压和高电平电压。
参见图3，上述反向偏置模块11包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4；其中的第一晶体管的栅极连接第一扫描线，第一极连接用于加载第一偏置电压的第一偏置电压线，第二极连接有机发光二极管的第二端。第二晶体管的栅极连接第一节点，第一极连接有机发光二极管的第二端，第二极连接第二偏置电压线，第二偏置电压线用于加载第二偏置电压，第一偏置电压与第二偏置电压分别属于栅极开启电压和栅极关闭电压中的一个。具体在本实施例中，第一偏置电压为作为栅极开启电压的高电平电压，第二偏置电压为作为栅极关闭电压的低电平电压。第三晶体管的栅极连接第一扫描线，第一极连接第一节点，第二极连接第一偏置电压线和第二偏置电压线中加载栅极关闭电压中的一个，即本实施例中的第二偏置电压线。第四晶体管的栅极和第一极连接第一偏置电压线和第二偏置电压线中加载栅极开启电压中的一个，即本实施例中的第一偏置电压线，第二极连接第一节点。第三晶体管和第四晶体管被配置为能在第一扫描线上为栅极开启电压时使第一节点处为栅极关闭电压(比如设置第三晶体管的源漏电阻小于第四晶体管的源漏电阻)。
基于上述结构，在第一扫描线上为栅极开启电压时，第一晶体管、第三晶体管和第四晶体管均开启，使第一节点处为栅极关闭电压，从而使第二晶体管关闭，有机发光二极管的第二端被置为第一偏置电压线提供的第一偏置电压。在第一至第四晶体管均为P型晶体管时，同样可以实现上述过程。可以看出，可由全部为N型的全部为P型的四个晶体管实现反向偏置模块的上述在第一扫描线上信号的控制下将有机发光二极管的第二端置为预设的第一偏置电压，使得有机发光二极管保持在反向偏置状态的功能，相比于既包括N型晶体管又包括P型晶体管的电路结构来说能够简化制作工艺。
此外，参见图3，上述反向偏置模块11还包括第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管。其中的第五晶体管的栅极连接第二节点，第一极连接第一电容的第一端，第二极连接第二偏置电压线。第六晶体管的栅极连接第一扫描线，第一极连接第二节点，第二极连接第一偏置电压线和第二偏置电压线中加载栅极关闭电压中的一个，即本实施例中的第二偏置电压线。第七晶体管的栅极和第一极连接第一偏置电压线和第二偏置电压线中加载栅极开启电压中的一个，即本实施例中的第一偏置电压线，第二极连接第二节点。第六晶体管和第七晶体管被配置为能在第一扫描线上为栅极开启电压时使第二节点处为栅极关闭电压(比如设置第六晶体管的源漏电阻小于第七晶体管的源漏电阻)。基于上述结构，在第一扫描线上为栅极关闭电压时，第六晶体管关闭而第七晶体管打开，使第二节点处为栅极开启电压，第五晶体管打开，使得第一电容的第一端被置为第二偏置电压线提供的低电平电压。在第五至第七晶体管均为P型晶体管时，同样可以实现上述过程。可以看出，可由全部为N型的全部为P型的三个晶体管(第五至第七晶体管)实现上述反向偏置模块的上述在第一扫描线上为栅极关闭电压时将第一电容的第一端置处为预设的第三偏置电压的功能。而在另一种未予图示的实施例中，上述反向偏置模块11可以在本实施例的基础上去除上述第六晶体管和第七晶体管，并使第五晶体管的栅极改接第一节点，则同样可以实现上述功能。即，也可以由可由全部为N型的全部为P型的五个晶体管(第一至第五晶体管)来同时实现上述反向偏置模块的两个功能，相比于既包括N型晶体管又包括P型晶体管的电路结构，能够简化制作工艺。
关于上述电流控制模块12，其分别连接第一电容的第二端、有机发光二极管的第一端和发光控制模块15，具体用于控制所述有机发光二极管的第一端与第二端之间流过的电流的大小。参见图3，本实施例中的电流控制模块12包括驱动晶体管，其栅极连接第一电容的第二端，第一极连接发光控制模块15，第二极连接有机发光二极管的第一端。由此，可以利用驱动晶体管能够在栅极电压的控制下调节源漏电流大小的性质实现上述控制所述有机发光二极管的第一端与第二端之间流过的电流的大小的功能。
关于上述数据写入模块13，其分别连接第二扫描线、数据线以及驱动晶体管的栅极、第一极和第二极，具体用于在第二扫描线上信号的控制下使驱动晶体管的栅极与第一极之间导通，并使数据线与驱动晶体管的第二极之间导通。参见图3，数据写入模块13包括第八晶体管和第九晶体管，其中第八晶体管的栅极连接第二扫描线，第一极连接数据线，第二极连接驱动晶体管的第二极。第九晶体管的栅极连接第二扫描线，第一极连接驱动晶体管的栅极，第二极连接驱动晶体管的第二极。由此，在第二扫描线上为栅极开启电压时第八晶体管和第九晶体管打开，使得驱动晶体管的栅极与第一极之间导通，并使数据线与驱动晶体管的第二极之间导通，由此可以实现上述在第二扫描线上信号的控制下使驱动晶体管的栅极与第一极之间导通，并使数据线与驱动晶体管的第二极之间导通的功能。
关于上述初始化模块14，其分别连接第三扫描线、第一扫描线以及第一电容的第二端和第二端，具体用于在第三扫描线上信号的控制下将第一电容的第二端处置为第一初始化电压，在第一扫描线上信号的控制下将第一电容的第一端处置为第二初始化电压。参见图3，初始化模块14包括第十晶体管和第十一晶体管，其中第十晶体管的栅极连接第一扫描线，第一极连接用于加载第一初始化电压的第一参考电压线，第二极连接第一电容的第一端。第十一晶体管的栅极连接第三扫描线，第一极连接用于加载第二初始化电压的第二参考电压线或者用于加载第一偏置电压的第一偏置电压线，第二极连接第一电容的第一端。本实施例中，第二初始化电压具体为第一偏置电压线提供的高电平电压，下文将结合整个像素补偿电路的工作原理具体说明如何设置第一初始化电压和第二初始化电压。由此，在第一扫描线上为栅极开启电压时第十晶体管打开，第一电容的第一端处会被置为第一参考电压线提供的第一初始化电压；而在第三扫描线上为栅极开启电压时第十一晶体管打开，第一电容的第二端处会被置为第一偏置电压线提供的高电平电压，实现上述初始化模块14的在第三扫描线上信号的控制下将第一电容的第二端处置为第一初始化电压，在第一扫描线上信号的控制下将第一电容的第一端处置为第二初始化电压的功能。
关于上述发光控制模块15，其分别与第四扫描线和驱动晶体管的第一极连接，具体用于在第四扫描线上信号的控制下使第一偏置电压导通至驱动晶体管的第一极。参见图3，本实施例的发光控制模块15包括第十二晶体管，第十二晶体管的栅极连接第四扫描线，第一极连接用于加载第一偏置电压的第一偏置电压线，第二极连接驱动晶体管的第一极。由此，在第四扫描线上为栅极开启电压时第十二晶体管打开，使一偏置电压导通至驱动晶体管的第一极，由此实现了上述发光控制模块15的在第四扫描线上信号的控制下使第一偏置电压导通至驱动晶体管的第一极的功能。
图4是图3所示的像素补偿电路的电路时序图。参见图3，在上述像素补偿电路的每个工作周期内依次包括电容重置阶段P1、数据写入阶段P2、电压保持阶段P3和补偿发光阶段P4。图5、图6、图7、图8分别是像素补偿电路在这四个阶段内的工作原理示意图。
参见图4和图5，在电容重置阶段P1中：第一扫描线和第三扫描线上为栅极开启电压，第二扫描线和第四扫描线上为栅极关闭电压，由此，在图5中以实线表示的第一晶体管、第四晶体管、第三晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第十晶体管、第十一晶体管均打开，由虚线表示的第二晶体管、第五晶体管、第八晶体管、第九晶体管和第十二晶体管均关闭。由此，一方面有机发光二极管的第二端被置为第一偏置电压而保持反向偏置状态，另一方面第一电容的第一端被置为第一参考电压线提供的第一初始化电压(大小以Vr表示)，第一电容的第二端被置为第一偏置电压线提供的高电平电压作为第二初始化电压。此阶段内，虽然驱动晶体管的栅极处为栅极开启电压，但是电流通路被第十二晶体管阻断而不能形成源漏电流，因此在图5中也以虚线表示。
参见图4和图6，在数据写入阶段P2中：第一扫描线和第二扫描线上为栅极开启电压，第三扫描线和第四扫描线上为栅极关闭电压，数据线上加载数据电压(其大小以Vdata表示)。由此，在图5中以实线表示的第一晶体管、第四晶体管、第三晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第十晶体管、第八晶体管、第九晶体管和驱动晶体管均打开，以虚线表示的第二晶体管、第五晶体管、第十一晶体管和第十二晶体管均关闭。由此，有机发光二极管的第二端仍被置为第一偏置电压而保持反向偏置状态，第一电容的第一端处被仍保持为第一初始化电压Vr。而且，在第八晶体管、第九晶体管和驱动晶体管均打开，且数据线上加载数据电压Vdata，因此会形成从第一电容的第二端流向数据线的电流，使第一电容的第二端处的电位逐渐下降，直到驱动晶体管恰好关闭，因而驱动晶体管恰好关闭后第一电容的第二端处的电压大小等于Vdata+Vth，其中Vth是驱动晶体管的阈值电压的大小。
参见图4和图7，在电压保持阶段P3中：第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线和第四扫描线上均为栅极关闭电压，由此以虚线表示的第一晶体管、第三晶体管、第六晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管、第十一晶体管、第十二晶体管全部关闭，而第四晶体管和第七晶体管在第一偏置电压线上的栅极开启电压的作用下打开，并使得第二晶体管和第五晶体管也打开，从而有机发光二极管的第二端由第一偏置电压转为第二偏置电压，第一电容的第一端处由第一初始化电压Vr跳变为第二偏置电压(其大小以Vs)表示。在第一电容的电荷保持作用下，第一电容第二端处的电位也会随之跳变同等的幅值，即跳变为Vdata+Vth-Vr+Vs。此外，虽然此阶段内驱动晶体管的栅极处为栅极开启电压，但是电流通路被第十二晶体管阻断而不能形成源漏电流，因此驱动晶体管在图5中也以虚线表示，并且有机发光二极管的第二端已被置为第二偏置电压，但因仍没有稳定电流经过而仍不发光。
参见图4和图8，在补偿发光阶段P4中：第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线上均为栅极关闭电压，第四扫描线上为栅极开启电压，因此在上一阶段的基础上第十二晶体管由关闭变为打开，使得驱动晶体管的第一极与第二极之间可以形成电流驱动有机发光二极管发光，具体的电流大小Ids的表达式为：
Ids＝K(Vdata+Vth-Vr+Vs-Vs-Vth)2＝K(Vdata-Vr)2
式中的K是与驱动晶体管有关的参数，此处可视为常量。可以看出，决定了有机发光二极管的发光亮度的Ids不再与Vth有关，即说明本实施例的像素补偿电路实现了对阈值电压的内部补偿。
同时在上式中可以看出的是，第一初始化电压的大小会影响数据电压与驱动电流(发光亮度)之间的数值对应关系，因此可以根据应用需求进行设置。上述第三偏置电压在上式中对应“+Vs”这一项，即其与Vs之间的差值同样会会影响数据电压与驱动电流(发光亮度)之间的数值对应关系，因此可以根据实际应用需求进行设置。当然，将第三偏置电压设置为与第二偏置电压相等可以使得上式中的“+Vs”和“-Vs”相互抵消，可以减少像素补偿电路所需要连接的信号线的数量，并可以减少影响发光亮度的参量，使得对发光亮度的控制更易于进行。此外，可以看出上述第二初始化电压主要用于上述Vth的检测，即可以在能够使得“形成从第一电容的第二端流向数据线的电流，使第一电容的第二端处的电位逐渐下降，直到驱动晶体管恰好关闭”的过程正常进行的范围内设置，因此可以设置为大于数据电压的最大值与驱动晶体管的阈值电压之和的任意数值。当然，将第二初始化电压设置为上述第一偏置电压可以减少像素补偿电路所需要连接的信号线的数量，更有助于电路结构的简化。
可以看出的是，本实施例中上述第二初始化电压与数据电压的最大值之间的差值决定了可以补偿的阈值电压的数值范围，该数值范围显然不受到为了避免有机发光二极管在补偿发光阶段P4以外发光而产生的限制，因而相比于现有设计能够实现更大的阈值电压的补偿范围，有助于提升显示均匀性。而对于将上述晶体管中的一部分或全部更换为P型晶体管的实现方式而言，像素补偿电路的工作原理可以不发生实质的改变，因此同样可以解决解决现有内部补偿方式中能够补偿的阈值电压的大小范围受到限制的问题，实现更大的阈值电压的补偿范围，并有助于提升显示均匀性。
此外，相比于图2所示的像素补偿电路而言，图3所示的像素补偿电路由于可以将数据电压的写入过程(数据写入阶段P2)与有机发光二极管受控发光的过程(补偿发光阶段P4)相互分开，因此可以避免由于例如电容耦合作用等因素影响数据电压的稳定性进而影响发光亮度的问题，有助于提升显示效果。
而且，由于图3所示的像素补偿电路使数据线经过晶体管的第一极和第二极连接驱动晶体管的第二极，相比于例如图2所示的连接在驱动晶体管的栅极的数据电压写入方式而言，可以使数据电压更直接地作用于有机发光二极管的第一端，因而不需要考虑因驱动电流的充电而可能使有机发光二极管的第一端处的电压超过允许范围的问题，即使得允许数据电压的输入的电压范围更大。此外，由于避免了连接驱动晶体管的面积很大的栅电极金属层，因而可以在很大程度上降低该栅电极金属层处的耦合电容对电路所造成的不良影响，有助于提升像素补偿电路的稳定性。
基于同样的发明构思，本发明的又一实施例还提供了上述任意一种像素补偿电路的驱动方法，该驱动方法包括：
每个显示周期中所述有机发光二极管在所述电流控制模块控制下发光以外的时段内，通过控制所述第一扫描线使反向偏置模块将所述有机发光二极管保持在反向偏置状态。
例如在上述像素补偿电路的示例中，上述时段可以例如是上述电容重置阶段P1和数据写入阶段P2，并且依照所采用的像素补偿电路的形式的不同，上述时段的设置方式可以不限于此。
此外，对于包括反向偏置模块、电流控制模块、数据写入模块、初始化模块、发光控制模块和第一电容的像素补偿电路，上述每个显示周期中所述有机发光二极管在所述电流控制模块控制下发光以外的时段内，通过控制所述第一扫描线使反向偏置模块将所述有机发光二极管保持在反向偏置状态的步骤可以具体包括：
在每个显示周期中的第一阶段中，通过在所述第一扫描线加载相应信号控制所述反向偏置模块将所述有机发光二极管的第二端置为预设的第一偏置电压，使得所述有机发光二极管保持在反向偏置状态，并通过在所述第三扫描线加载相应信号控制所述初始化模块将所述第一电容的第二端处置为第一初始化电压，在所述第一扫描线上信号的控制下将所述第一电容的第一端处置为第二初始化电压；
在每个显示周期中的第二阶段中，通过在所述第一扫描线加载相应信号控制所述反向偏置模块将所述有机发光二极管的第二端置为预设的第一偏置电压，使得所述有机发光二极管保持在反向偏置状态，并通过在所述第二扫描线加载相应信号控制所述数据写入模块使所述驱动晶体管的栅极与第一极之间导通，并使所述数据线与所述驱动晶体管的第二极之间导通。
此外，上述驱动方法可以还包括：
在每个显示周期中的第三阶段中，通过在所述第一扫描线上加载栅极关闭电压来控制所述反向偏置模块将所述第一电容的第一端置处为预设的第三偏置电压；
在每个显示周期中的第四阶段中，通过在所述第四扫描线上加载相应信号控制发光控制模块使所述第一偏置电压导通至所述驱动晶体管的第一极。
在一种示例中，上述驱动方法可以具体是图4所表示的第一扫描线、第二扫描线、第三扫描线和第四扫描线上的信号时序，而相应的电路工作流程则如上文所述，在此不再赘述。
可以看出，本发明实施例的驱动方法可以配合上述像素补偿电路完成阈值电压的补偿，并可以解决现有内部补偿方式中能够补偿的阈值电压的大小范围受到限制的问题。与现有技术相比，本发明实施例的驱动方法能够实现更大的阈值电压的补偿范围，适用范围更广泛，有助于提升显示均匀性。
基于同样的发明构思，本发明的又一实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括任一种像素补偿电路。本发明实施例中的显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。基于像素补偿电路所具有的阈值电压的补偿范围，适用范围更广泛的特点，本发明实施例的显示装置容易实现更优的显示均匀性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种像素补偿电路，其特征在于，所述像素补偿电路包括有机发光二极管、电流控制模块和反向偏置模块；其中，
所述电流控制模块连接所述有机发光二极管的第一端，用于控制所述有机发光二极管的第一端与第二端之间流过的电流的大小；
所述反向偏置模块分别连接第一扫描线和所述有机发光二极管的第二端；
所述反向偏置模块用于在所述第一扫描线上信号的控制下将所述有机发光二极管的第二端置为预设的第一偏置电压，使得所述有机发光二极管保持在反向偏置状态。
2.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述反向偏置模块包括全部为N型或者全部为P型的第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；其中，
所述第一晶体管的栅极连接所述第一扫描线，第一极连接用于加载所述第一偏置电压的第一偏置电压线，第二极连接所述有机发光二极管的第二端；
所述第二晶体管的栅极连接第一节点，第一极连接所述有机发光二极管的第二端，第二极连接第二偏置电压线，所述第二偏置电压线用于加载第二偏置电压，所述第一偏置电压与所述第二偏置电压分别属于栅极开启电压和栅极关闭电压中的一个；
所述第三晶体管的栅极连接所述第一扫描线，第一极连接所述第一节点，第二极连接所述第一偏置电压线和所述第二偏置电压线中加载栅极关闭电压中的一个；
所述第四晶体管的栅极和第一极连接所述第一偏置电压线和所述第二偏置电压线中加载栅极开启电压中的一个，第二极连接所述第一节点；
所述第三晶体管和所述第四晶体管被配置为能在所述第一扫描线上为栅极开启电压时使所述第一节点处为栅极关闭电压；
其中，所述第一极和第二极分别是源极和漏极中的一个。
3.根据权利要求2所述的像素补偿电路，其特征在于，所述反向偏置模块还连接所述第一电容的第一端；所述反向偏置模块还用于在所述第一扫描线上为栅极关闭电压时将所述第一电容的第一端置处为预设的第三偏置电压。
4.根据权利要求3所述的像素补偿电路，其特征在于，所述反向偏置模块还包括第五晶体管，所述第五晶体管的栅极连接所述第一节点，第一极连接所述第一电容的第一端，第二极连接所述第二偏置电压线；
或者，
所述反向偏置模块还包括第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管；其中，所述第五晶体管的栅极连接第二节点，第一极连接所述第一电容的第一端，第二极连接所述第二偏置电压线；所述第六晶体管的栅极连接所述第一扫描线，第一极连接所述第二节点，第二极连接所述第一偏置电压线和所述第二偏置电压线中加载栅极关闭电压中的一个；所述第七晶体管的栅极和第一极连接所述第一偏置电压线和所述第二偏置电压线中加载栅极开启电压中的一个，第二极连接所述第二节点；所述第六晶体管和所述第七晶体管被配置为能在所述第一扫描线上为栅极开启电压时使所述第二节点处为栅极关闭电压。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的像素补偿电路，其特征在于，所述电流控制模块包括驱动晶体管，所述像素补偿电路还包括第一电容和数据写入模块；其中，所述第一电容的第二端连接所述驱动晶体管的栅极，所述数据写入模块分别连接第二扫描线、数据线以及所述驱动晶体管的栅极、第一极和第二极；所述数据写入模块用于在所述第二扫描线上信号的控制下使所述驱动晶体管的栅极与第一极之间导通，并使所述数据线与所述驱动晶体管的第二极之间导通；其中，所述第一极和第二极分别是源极和漏极中的一个。
6.根据权利要求5所述的像素补偿电路，其特征在于，所述像素补偿电路还包括初始化模块，所述初始化模块分别连接第三扫描线、所述第一扫描线以及所述第一电容的第二端和第二端，所述初始化模块用于在所述第三扫描线上信号的控制下将所述第一电容的第二端处置为第一初始化电压，在所述第一扫描线上信号的控制下将所述第一电容的第一端处置为第二初始化电压。
7.根据权利要求6所述的像素补偿电路，其特征在于，所述像素补偿电路还包括分别与第四扫描线和所述驱动晶体管的第一极连接的发光控制模块，所述发光控制模块用于在所述第四扫描线上信号的控制下使所述第一偏置电压导通至所述驱动晶体管的第一极。
8.根据权利要求7所述的像素补偿电路，其特征在于，所述数据写入模块包括第八晶体管和第九晶体管，所述初始化模块包括第十晶体管和第十一晶体管，所述发光控制模块包括第十二晶体管；其中，
所述数据写入模块中，所述第八晶体管的栅极连接所述第二扫描线，第一极连接所述数据线，第二极连接所述驱动晶体管的第二极；所述第九晶体管的栅极连接所述第二扫描线，第一极连接所述驱动晶体管的栅极，第二极连接所述驱动晶体管的第二极；
所述初始化模块中，所述第十晶体管的栅极连接所述第一扫描线，第一极连接用于加载所述第一初始化电压的第一参考电压线，第二极连接所述第一电容的第一端；所述第十一晶体管的栅极连接所述第三扫描线，第一极连接用于加载所述第二初始化电压的第二参考电压线或者用于加载所述第一偏置电压的第一偏置电压线，第二极连接所述第一电容的第一端；
所述发光控制模块中，所述第十二晶体管的栅极连接所述第四扫描线，第一极连接用于加载所述第一偏置电压的第一偏置电压线，第二极连接所述驱动晶体管的第一极。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的像素补偿电路的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括：
每个显示周期中所述有机发光二极管在所述电流控制模块控制下发光以外的时段内，通过控制所述第一扫描线使反向偏置模块将所述有机发光二极管保持在反向偏置状态。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的像素补偿电路。
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