CN110060637A - 像素驱动电路、驱动方法、显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种像素驱动电路、驱动方法、显示面板及显示装置。该像素驱动电路包括：驱动晶体管，栅极与存储电容的第一极电连接，第一极接入第一电源电压，第二极与发光器件的正极电连接；初始化模块，接入前一级栅极控制信号，用于初始化存储电容；写入与补偿模块，接入本级栅极控制信号和数据信号，本级栅极控制信号的控制下，将数据信号写入至存储电容的第二极，存储电容第一极电压设置为第一补偿电压值；电压保持模块，接入后一级栅极控制信号和参考电压，在后一级栅极控制信号的控制下，存储电容第一极电压保持在第二补偿电压值；发光控制模块，接入发光控制信号和第二电源电压，在发光控制信号的控制下，发光器件的负极接入第二电源电压。

Description

像素驱动电路、驱动方法、显示面板及显示装置
技术领域
本公开一般涉及显示技术领域，尤其涉及像素驱动电路、驱动方法、显示面板及显示装置。
背景技术
有源矩阵有机发光二极管(Active Matrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED)的发光是由驱动晶体管在饱和状态时产生的电流所驱动。当向不同的像素驱动电路输入相同灰阶电压时，不同的阈值电压会产生不同的电流，造成电流的不均一性问题，电流变化又直接影响到了屏幕灰阶的不均一性。在工艺过程中由于工艺的非均一性问题将导致驱动晶体管的阈值电压Vth的不均一，另外，TFT长时间工作也会引起TFT特性漂移，最终引起屏幕显示的亮度灰阶不同，影响显示效果。
发明内容
本发明人的主要目的在于提供一种像素驱动电路、驱动方法、显示面板及显示装置，以实现Vth的补偿，使得流经电致发光器件的驱动电流不受驱动晶体管阈值电压Vth的影响，又进一步防止了补偿过程中驱动电流的跳变。
第一方面，提供一种像素驱动电路，包括驱动晶体管、存储电容、初始化模块、写入与补偿模块、电压保持模块和发光控制模块，其中，
驱动晶体管，栅极与存储电容的第一极电连接，第一极接入第一电源电压，第二极与电致发光器件的正极电连接；
初始化模块，接入前一级GOA单元的栅极控制信号和参考电压，在前一级GOA单元的栅极控制信号的控制下，初始化存储电容；
写入与补偿模块，接入本级GOA单元的栅极控制信号和数据信号，在本级GOA单元的栅极控制信号的控制下，将数据信号写入至存储电容的第二极，使得存储电容第一极电压设置为第一补偿电压值；
电压保持模块，接入后一级GOA单元的栅极控制信号和参考电压，在后一级GOA单元的栅极控制信号的控制下，使得存储电容第一极电压保持在第二补偿电压值；
发光控制模块，接入发光控制信号和第二电源电压，在发光控制信号的控制下，电致发光器件的负极接入第二电源电压，并使得驱动晶体管处于饱和状态。
本申请的一个或多个实施例中，初始化模块包括初始化晶体管，初始化晶体管的栅极接入前一级GOA单元的栅极控制信号，第一极与存储电容的第二极电连接，第二极接入参考电压。
本申请的一个或多个实施例中，电压保持模块包括电压保持晶体管，电压保持晶体管的栅极接入后一级GOA单元的栅极控制信号，第一极与存储电容的第二极电连接，第二极接入参考电压。
本申请的一个或多个实施例中，初始化模块和电压保持模块共用一个双栅晶体管，双栅晶体管的第一栅极接入前一级GOA单元的栅极控制信号，第二栅极接入后一级GOA单元的栅极控制信号，第一极与存储电容的第二极电连接，第二极接入参考电压。
本申请的一个或多个实施例中，写入与补偿模块包括写入晶体管和补偿晶体管，
写入晶体管的栅极接入本级GOA单元的栅极控制信号，第一极与数据线电连接，第二极与存储电容的第二极电连接；
补偿晶体管的栅极接入本级GOA单元的栅极控制信号，第一极与存储电容的第一极电连接，第二极与电致发光器件的正极电连接。
本申请的一个或多个实施例中，发光控制模块包括发光控制晶体管，发光控制晶体管的栅极接入发光控制信号，第一极与电致发光器件的负极电连接，第二极接入第二电源电压。
第二方面，提供一种像素驱动电路的驱动方法，应用于本申请各实施例所提供的像素驱动电路，包括：
初始化阶段：前一级GOA单元的栅极控制信号有效，使得初始化模块的初始化晶体管导通，初始化存储电容；
写入与补偿阶段：本级GOA单元的栅极控制信号有效，写入晶体管和补偿晶体管导通，将数据信号写入至存储电容的第二极，并使得存储电容第一极电压设置为第一补偿电压值；
电压保持阶段：后一级GOA单元的栅极控制信号有效，电压保持晶体管导通，使得存储电容第一极电压保持在第二补偿电压值；
发光阶段：发光控制信号有效，发光控制晶体管导通，电致发光器件的负极接入第二电源电压，驱动晶体管处于饱和状态，以驱动电致发光器件发光。
本申请的一个或多个实施例中，后一级GOA单元的栅极控制信号有效的时长大于存储电容的耦合时长。
第三方面提供一种显示面板，包括如权利要求1-6任一权利要求的像素驱动电路。
第四方面提供一种显示装置，包括权利要求9的显示面板。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过写入与补偿模块实现了Vth的补偿，能够解决驱动晶体管的电流受驱动晶体管阈值电压Vth的影响问题。进一步的，根据本申请的某些实施例，通过电压保持模块将存储电容第一极的电压稳定到第二补偿电压，还能解决补偿过程中驱动电流的跳变问题，获得稳定发光的效果。另外，根据本申请的某些实施例，充分利用了GOA单元的前后级与本级的栅极控制信号实现了像素驱动电路的初始化、写入与补偿、电压保持等过程，获得资源有效利用的效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了根据本申请实施例的像素驱动电路的示例性结构框图；
图2示出了根据本申请另一实施例的像素驱动电路的示例性结构框图；
图3示出了根据本申请又一实施例的像素驱动电路的示例性结构框图；
图4示出了根据本申请实施例的像素驱动电路驱动方法的示例性流程图；
图5示出了根据本申请实施例的像素驱动电路的示例性工作时序图；
图6至图9示出了根据图2中像素驱动电路驱动方法的的具体示例性示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，一种像素驱动电路包括驱动晶体管T2、存储电容Cst、初始化模块11、写入与补偿模块12、电压保持模块13和发光控制模块14，其中，
驱动晶体管T2，栅极与存储电容Cst的第一极电连接，第一极接入第一电源电压，第二极与电致发光器件OLED的正极电连接；
初始化模块11，接入前一级GOA单元的栅极控制信号G(n-1)和参考电压Vint，在前一级GOA单元的栅极控制信号G(n-1)的控制下，初始化存储电容Cst；
写入与补偿模块12，接入本级GOA单元的栅极控制信号G(n)和数据信号Data，在本级GOA单元的栅极控制信号G(n)的控制下，将数据信号Data写入至存储电容的第二极，使得存储电容第一极电压设置为第一补偿电压值；
电压保持模块13，接入后一级GOA单元的栅极控制信号G(n+1)和参考电压，在后一级GOA单元的栅极控制信号G(n+1)的控制下，使得存储电容Cst第一极电压保持在第二补偿电压值；
发光控制模块14，接入发光控制信号EM(n)和第二电源电压Vss，在发光控制信号EM(n)的控制下，电致发光器件OLED的负极接入第二电源电压Vss，并使得驱动晶体管OLED处于饱和状态。
本实施例中，初始化存储电容Cst是指将存储电容Cst的第一极即m点的电压拉至参考电压Vint。第一补偿电压值为VDD+Vth。第二补偿电压值为VDD+Vth-(Data-Vint)，其中Data为预显示的灰阶对应的电压信号。
另外，陈列栅极驱动(Gate Driver On Array，简称GOA)电路具有多个级联的GOA单元，每个GOA单元输出至少一个栅极控制信号，级联的GOA单元形成显示面板的扫描驱动信号。
如图2所示，初始化模块11包括初始化晶体管T6，初始化晶体管T6的栅极接入前一级GOA单元的栅极控制信号G(n-1)，第一极与存储电容的Cst第二极电连接，第二极接入参考电压Vint。
当前一级GOA单元的栅极控制信号G(n-1)有效时，初始化晶体管T6导通，参考电压Vint接入至m点，达到初始化存储电容的目的。此时若Vint为低电平时，通过电容耦合作用，g点的定位也被拉低为低电平，使得T2导通，因发光控制晶体管的栅极电压为高电平，发光控制晶体管截止，因此电致发光器件OLED不发光。
进一步，写入与补偿模块13包括写入晶体管T1和补偿晶体管T3，
写入晶体管T1的栅极接入本级GOA单元的栅极控制信号G(n)，第一极与数据线电连接，第二极与存储电容Cst的第二极电连接；
补偿晶体管T3的栅极接入本级GOA单元的栅极控制信号G(n)，第一极与存储电容Cst的第一极电连接，第二极与电致发光器件OLED的正极电连接。
当本级GOA单元的栅极控制信号G(n)有效时，写入晶体管T1导通，将数据线上的数据信号Data写入至m点；同时补偿晶体管T3导通，同写入晶体管T1向g点充电，一直将g点拉高至VDD+Vth时，驱动晶体管T2截止，结束充电。其中Vth为驱动晶体管T2的阈值电压。
进一步，电压保持模块12包括：电压保持晶体管T5，电压保持晶体管T5的栅极接入后一级GOA单元的栅极控制信号G(n+1)，第一极与存储电容Cst的第二极电连接，第二极接入参考电压Vint。
当后一级GOA单元的栅极控制信号G(n+1)有效时，电压保持晶体管T5导通，m点电压从Data跳变为Vint，在电容耦合作用下，g点的电压跳变为第二补偿电压值VDD+Vth-(Data-Vint)。此时，因栅极控制信号G(n+1)有效时长大于电容耦合的时长，因此g点电压能够稳定在第二补偿电压值。如果g点电压未稳定在第二补偿电压值时，启动驱动晶体管工作，将引起驱动电流的不稳定，进而造成显示灰度的不稳定。
进一步，发光控制模块14包括发光控制晶体管T4，发光控制晶体管T4的栅极接入发光控制信号EM(n)，第一极与电致发光器件OLED的负极电连接，第二极接入第二电源电压Vss。
当EM(n)有效时，发光控制晶体管T4导通，驱动晶体管工作在饱和状态，此时驱动晶体管源极与栅极之间的电压差Vsg为：Vsg＝Vs-Vg＝VDD-(VDD+Vth-(Data-Vint))＝Data-Vint-Vth，驱动电流IOLED＝K(Vgs-Vth)2＝K(Vsg+Vth)2＝K(Data-Vint-Vth+Vth)2＝K(Data-Vint)2。可见，Vth被补偿掉了，驱动电流IOLED与驱动晶体管的阈值电压Vth无关，仅与数据信号Data相关，Vint通常去规定值。因此，电致发光器件显示稳定，解决了由阈值电压不均一引起的显示亮度不均一和不稳定的问题。
如图3所示，初始化模块和电压保持模块可共用一个双栅晶体管M1，双栅晶体管M1的第一栅极接入前一级GOA单元的栅极控制信号G(n-1)，第二栅极接入后一级GOA单元的栅极控制信号G(n+1)，第一极与存储电容Cst的第二极电连接，第二极接入参考电压Vint。
此时，双栅晶体管M1所起的作用等同于初始化晶体管T6和电压保持晶体管T5的作用，即，在当前一级GOA单元的栅极控制信号G(n-1)有效时，双栅晶体管M1导通，参考电压Vin接入至m点，实现存储电容的初始化；当后一级GOA单元的栅极控制信号G(n+1)有效时，双栅晶体管M1导通，m点电压跳变为Vint，此时在电容耦合作用下，g点的电压跳变为第二补偿电压值VDD+Vth-(Data-Vint)。
需要说明的是，本申请中的晶体管可以是N型晶体管或者为P型晶体管。图2和图3中的晶体管均为P型晶体管，晶体管的第一极为源极，第二极为漏极。
如图4所示，本申请还公开一种像素驱动电路的驱动方法，应用于本申请各实施例所提供的像素驱动电路，该方法包括：
步骤S10：前一级GOA单元的栅极控制信号有效，使得初始化模块的初始化晶体管导通，初始化存储电容；
步骤S20：本级GOA单元的栅极控制信号有效，写入晶体管和补偿晶体管导通，将数据信号写入至存储电容的第二极，并使得存储电容第一极电压设置为第一补偿电压值；
步骤S30：后一级GOA单元的栅极控制信号有效，电压保持晶体管导通，使得存储电容第一极电压保持在第二补偿电压值；
步骤S40：发光控制信号有效，发光控制晶体管导通，电致发光器件的负极接入第二电源电压，驱动晶体管处于饱和状态，以驱动电致发光器件发光。
下面结合图5-图9，说明上述驱动方法。
如图5所示，步骤10、步骤20、步骤30和步骤40分别对应初始化阶段t1、写入与补偿阶段t2、电压保持阶段t3和发光阶段t4。上述初始化阶段t1、写入与补偿阶段t2、电压保持阶段t3和发光阶段t4又分别对应的是前一级GOA单元的栅极控制信号G(n-1)有效、本级GOA单元的栅极控制信号G(n)有效、后一级GOA单元的栅极控制信号G(n+1)有效和发光控制信号EM(n)有效的时间段。
如图6所示，前一级GOA单元的栅极控制信号G(n-1)有效的初始化阶段t1，初始化晶体管T6导通，此时，m点的电压被拉至Vint，g点电压随着m点的电位下拉，驱动晶体管T2导通。图6至图9中用箭头表示导通的支路。
如图7所示，本级GOA单元的栅极控制信号G(n)有效的写入与补偿阶段t2，写入晶体管T1导通，此时，数据信号Data写入至m点，同时补偿晶体管T3导通，此时通过补偿晶体管T3向g点充电，直至g点电压为VDD+Vth驱动晶体管T2截止。
如图8所示，后一级GOA单元的栅极控制信号G(n+1)有效的电压保持阶段t3，电压保持晶体管T5导通，m点的电压从Data再次被拉至Vint，此时m点电压跳变的前后之差为Data-Vint，补偿晶体管T3已经截止，g点电压在电容耦合作用下被拉至VDD+Vth-(Data-Vint)。
如图9所示，发光控制信号EM(n)有效的发光控制阶段t4，发光控制晶体管T4导通，晶体管T2工作在饱和区，此时驱动电流为IOLED＝K(Data-Vint)2，驱动电流IOLED与阈值电压Vth无关。
本申请还提供一种显示面板，包括本申请各实施例所提供的像素驱动电路。
本申请还提供一种显示装置，包括上述显示面板。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种像素驱动电路，其特征在于，包括驱动晶体管、存储电容、初始化模块、写入与补偿模块、电压保持模块和发光控制模块，其中，
所述驱动晶体管，栅极与所述存储电容的第一极电连接，第一极接入第一电源电压，第二极与电致发光器件的正极电连接；
所述初始化模块，接入前一级GOA单元的栅极控制信号和参考电压，在所述前一级GOA单元的栅极控制信号的控制下，初始化所述存储电容；
所述写入与补偿模块，接入本级GOA单元的栅极控制信号和数据信号，在所述本级GOA单元的栅极控制信号的控制下，将所述数据信号写入至所述存储电容的第二极，使得所述存储电容第一极电压设置为第一补偿电压值；
所述电压保持模块，接入后一级GOA单元的栅极控制信号和所述参考电压，在所述后一级GOA单元的栅极控制信号的控制下，使得所述存储电容第一极电压保持在第二补偿电压值；
所述发光控制模块，接入发光控制信号和第二电源电压，在所述发光控制信号的控制下，所述电致发光器件的负极接入所述第二电源电压，并使得所述驱动晶体管处于饱和状态。
2.根据所述权利要求1的像素驱动电路，其特征在于，所述初始化模块包括初始化晶体管，所述初始化晶体管的栅极接入所述前一级GOA单元的栅极控制信号，第一极与存储电容的第二极电连接，第二极接入所述参考电压。
3.根据所述权利要求1的像素驱动电路，其特征在于，所述电压保持模块包括电压保持晶体管，所述电压保持晶体管的栅极接入所述后一级GOA单元的栅极控制信号，第一极与存储电容的第二极电连接，第二极接入所述参考电压。
4.根据所述权利要求1的像素驱动电路，其特征在于，所述初始化模块和所述电压保持模块共用一个双栅晶体管，所述双栅晶体管的第一栅极接入前一级GOA单元的栅极控制信号，第二栅极接入后一级GOA单元的栅极控制信号，第一极与存储电容的第二极电连接，第二极接入所述参考电压。
5.根据所述权利要求1的像素驱动电路，其特征在于，所述写入与补偿模块包括写入晶体管和补偿晶体管，
所述写入晶体管的栅极接入所述本级GOA单元的栅极控制信号，第一极与数据线电连接，第二极与存储电容的第二极电连接；
所述补偿晶体管的栅极接入所述本级GOA单元的栅极控制信号，第一极与所述存储电容的第一极电连接，第二极与所述电致发光器件的正极电连接。
6.根据所述权利要求1的像素驱动电路，其特征在于，所述发光控制模块包括发光控制晶体管，所述发光控制晶体管的栅极接入发光控制信号，第一极与所述电致发光器件的负极电连接，第二极接入第二电源电压。
7.一种像素驱动电路的驱动方法，应用于权利要求1-6任一权利要求所述的像素驱动电路，其特征在于，包括：
初始化阶段：前一级GOA单元的栅极控制信号有效，使得初始化模块的初始化晶体管导通，初始化存储电容；
写入与补偿阶段：本级GOA单元的栅极控制信号有效，写入晶体管和补偿晶体管导通，将数据信号写入至所述存储电容的第二极，并使得所述存储电容第一极电压设置为第一补偿电压值；
电压保持阶段：后一级GOA单元的栅极控制信号有效，电压保持晶体管导通，使得所述存储电容第一极电压保持在第二补偿电压值；
发光阶段：发光控制信号有效，发光控制晶体管导通，所述电致发光器件的负极接入所述第二电源电压，所述驱动晶体管处于饱和状态，以驱动电致发光器件发光。
8.根据权利要求7所述的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，所述后一级GOA单元的栅极控制信号有效时长大于所述存储电容的耦合时长。
9.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-6任一权利要求所述的像素驱动电路。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的显示面板。
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