CN110867164B - 像素补偿电路以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了像素补偿电路以及显示装置，其中像素补偿电路中第一开关元件的第一端耦接一第一节点，第二端耦接一数据信号，控制端耦接一扫描信号；第一电容器的第一端耦接第一节点，第二端耦接电压源正极信号；第二开关元件的第一端耦接第一节点，第二端耦接一第二节点，控制端耦接电压源正极信号；第二电容器的第一端耦接第二节点，第二端耦接一修正电压信号；第三晶体管的第一极耦接电压源正极信号，第二极耦接一第三节点，栅极耦接第二节点；第四开关元件的第一端耦接一第四节点，第二端耦接第三节点，控制端耦接一交流信号；发光二极管的正极耦接第四节点，负极耦接一电压源负极。本发明像素电路驱动晶体管的阈值电压进行补偿，改善制程缺陷。

Description

像素补偿电路以及显示装置
技术领域
本发明涉及显示器控制电路领域，特别是一种像素补偿电路以及显示装置。
背景技术
近来，已经开发出与阴极射线管显示器相比具有较小重量和体积的各种平板显示器包括液晶显示器、场发射显示器、等离子体显示面板和有机发光显示器。
在平板显示器中，有机发光显示器使用通过电子和空穴的重组产生光的有机发光二极管(OLED)显示图像。有机发光显示器具有较快的响应速度并且以较低的功耗驱动。一个典型的有机发光显示器通过形成在像素中的晶体管向OLED提供根据数据信号的电流，从而OLED发射出光。
有机发光显示器根据驱动类型进行区分，可以分为无源驱动型(PMOLED)和有源驱动型(AMOLED)，其中无源驱动型不采用薄膜晶体管基板，有源驱动型则采用薄膜晶体管基板。
有源驱动的有机发光显示器的每个像素配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管，而且每个像素配备一个电荷存储电容，外围驱动电路和显示组件集成在同一玻璃基板上。每个像素依据一数据信号产生一驱动电流，通过调整有机发光二极管的驱动电流来控制有机发光二极管的亮度。
由于阵列制程中的不均匀受到设备的限制，需依靠像素补偿电路提高画面品质，现有的AMOLED显示组件的驱动电路中，驱动晶体管数量较多，其中但凡有一个损坏就会影响整个像素电路单元的显示有缺陷，为克服现有技术的困难，本专利提出了较少的晶体管的像素电路补偿方案，从而降低AMOLED显示组件损坏的概率，同时实现了驱动薄膜晶体管的阈值电压的补偿，改善显示面板中因陈列制程导致的显示缺陷。
在该背景技术部分公开的上述信息仅是为了增进对本发明背景技术的理解，因此它可能包含在这个国家对本领域的普通技术人员来说未知的、不构成现有技术的信息。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种像素补偿电路以及显示装置，克服了现有技术的缺点，减少了像素补偿电路中晶体管的数量，降低AMOLED显示组件损坏的概率，对像素电路中晶体管的阈值电压进行补偿，提高亮度均匀性。
根据本发明的一个方面，提供一种像素补偿电路，包括：
一第一开关元件，所述第一开关元件的第一端耦接一第一节点，第二端耦接一数据信号，控制端耦接一扫描信号；
一第一电容器，所述第一电容器的第一端耦接所述第一节点，第二端耦接电压源正极信号；
一第二开关元件，所述第二开关元件的第一端耦接所述第一节点，第二端耦接一第二节点，控制端耦接所述电压源正极信号；
一第二电容器，所述第二电容器的第一端耦接所述第二节点，第二端耦接一修正电压信号；
一第三晶体管，所述第三晶体管的第一极耦接所述电压源正极信号，第二极耦接一第三节点，栅极耦接所述第二节点；
一第四开关元件，所述第四开关元件的第一端耦接一第四节点，第二端耦接所述第三节点，控制端耦接一交流信号；
一发光二极管，所述发光二极管的正极耦接所述第四节点，负极耦接一电压源负极。
优选地，所述第一开关元件是一第一晶体管，所述第一晶体管的第一极耦接所述第一节点，所述第一晶体管的第二极耦接所述数据信号，所述第一晶体管的栅极耦接所述扫描信号。
优选地，所述第一晶体管是PMOS晶体管。
优选地，所述第二开关元件是一第二晶体管，所述第二晶体管的第一极耦接所述第一节点，所述第二晶体管的第二极耦接所述第二节点，所述第二晶体管的栅极耦接所述电压源正极信号。
优选地，所述第二晶体管是PMOS晶体管。
优选地，所述第四开关元件是一第四晶体管，所述第四晶体管的第一极耦接所述第四节点，所述第四晶体管的第二极耦接所述第三节点，所述第四晶体管的栅极耦接所述交流信号。
优选地，所述第四晶体管是PMOS晶体管。
优选地，所述第三晶体管是PMOS晶体管。
根据本发明的另一个方面，还提供一种显示装置，包括上述像素补偿电路。
根据本发明的另一个方面，还提供一种显示装置，包括：
多条数据线，用于传输用于显示图像信号的数据信号；
多条扫描线，用于传输扫描信号；以及
多级像素电路，分别形成在由数据线和扫描线限定的多个像素上；
每级像素电路包括：
一第一开关元件，所述第一开关元件用于响应于本级扫描信号对数据信号和第一节点之间的电流路径进行切换；
一第一电容器，所述第一电容器的第一端耦接所述第一节点，第二端耦接电压源正极信号；
一第二开关元件，所述第二开关元件用于响应于所述电压源正极信号对所述第一节点和第二节点之间的电流路径进行切换；
一第二电容器，所述第二电容器的第一端耦接所述第二节点，第二端耦接一修正电压信号；
一第三晶体管，所述第三晶体管用于响应于所述第二节点的电压信号对所述电压源正极信号和第三节点之间的电流路径进行切换；
一第四开关元件，所述第四开关元件用于响应于交流信号对所述第三节点和第四节点之间的电流路径进行切换；
一发光二极管，所述发光二极管的正极耦接所述第四节点，负极耦接一电压源负极，所述发光二极管用于对应于所提供的电流进行发光。
与现有技术相比，由于使用了以上技术，本发明中的像素补偿电路以及显示装置，减少了像素补偿电路中晶体管的数量，降低AMOLED显示组件损坏的概率，对像素电路中薄膜晶体管进行了阈值电压的补偿，改善画面缺陷，提升画面品质。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的像素补偿电路的电路图。
图2为t1阶段的像素补偿电路的驱动波形示意图。
图3为t1阶段的像素补偿电路的导通状态示意图。
图4为t2阶段的像素补偿电路的驱动波形示意图。
图5为t2阶段的像素补偿电路的导通状态示意图。
图6为t3阶段的像素补偿电路的驱动波形示意图。以及
图7为t3阶段的像素补偿电路的导通状态示意图。
附图标记
M1 第一晶体管
M2 第二晶体管
M3 第三晶体管
M4 第四晶体管
C1 第一电容器
C2 第二电容器
XD 发光二极管
N1 第一节点
N2 第二节点
N3 第三节点
N4 第四节点
Vdata 数据信号
VDD 电压源正极
VSS 电压源负极
Vdelta 修正电压
En 交流信号
Sn 扫描信号
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本发明的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明。
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其他变体旨在涵盖非排他性的包括。例如，包括一系列特征的方法、制品或装置不必仅限于那些特征，而是可包括未明确列出的或这些方法、制品或装置所固有的其他特征。此外，除非明确相反指出，否则“或”指包括性的或，而非排他性的或。例如，条件A或B由如下任一者满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)，A为假(或不存在)且B为真(或存在)，以及A和B均为真(或存在)。
而且，“一种”的使用用于描述本文描述的元件和构件。这仅为了便利，并提供本发明的范围的一般含义。该描述应理解为包括一种或至少一种，且单数也包括复数，反之亦然，除非其明显具有相反含义。例如，当单个物品在本文描述时，超过一个物品可取代单个物品使用。类似地，当超过一个物品在本文描述时，单个物品可代替超过一个物品。
除非另外定义，本文所用的所有技术和科学术语与本发明所属领域中的普通技术人员所通常理解的具有相同的含义。材料、方法和实例仅为说明性的，且不旨在为限制性的。对于本文未描述的程度，有关具体材料和加工行为的许多细节为常规的，并可在无机层沉积领域和相应的制造领域内的教科书和其他来源中找到。
图1为本发明的像素补偿电路的电路图。如图1所示，本发明的像素补偿电路包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第一电容器C1、第二电容器C2、发光二极管XD。
其中，各个晶体管的连接方式为：
所述第一开关元件的第一端耦接一第一节点n1，第二端耦接一数据信号Vdata，控制端耦接一扫描信号Sn。本实施例中，所述第一开关元件是一第一晶体管M1，所述第一晶体管M1是PMOS晶体管。本实施例中，所述第一晶体管M1的第一极耦接所述第一节点n1，所述第一晶体管M1的第二极耦接所述数据信号Vdata，所述第一晶体管M1的栅极耦接所述扫描信号。
所述第一电容器C1的第一端耦接所述第一节点n1，第二端耦接电压源正极信号VDD。
所述第二开关元件的第一端耦接所述第一节点n1，第二端耦接一第二节点n2，控制端耦接所述电压源正极信号VDD。所述第二电容器C2的第一端耦接所述第二节点n2，第二端耦接一修正电压信号Vdelta。本实施例中，所述第二开关元件是一第二晶体管M2，所述第二晶体管M2是PMOS晶体管。所述第二晶体管M2的第一极耦接所述第一节点n1，所述第二晶体管M2的第二极耦接所述第二节点n2，所述第二晶体管M2的栅极耦接所述电压源正极信号VDD。
所述第三晶体管M3的第一极耦接所述电压源正极信号VDD，第二极耦接一第三节点n3，栅极耦接所述第二节点n2。本实施例中，所述第三晶体管M3是PMOS晶体管。
所述第四开关元件的第一端耦接一第四节点n4，第二端耦接所述第三节点n3，控制端耦接一交流信号。本实施例中，所述第四开关元件是一第四晶体管M4，所述第四晶体管M4是PMOS晶体管。所述第四晶体管M4的第一极耦接所述第四节点n4，所述第四晶体管M4的第二极耦接所述第三节点n3，所述第四晶体管M4的栅极耦接所述交流信号。
所述发光二极管XD的正极耦接所述第四节点n4，负极耦接一电压源负极VSS。
在实际应用中，各个晶体管也可以选用其他类型的晶体管，其均属于本发明的保护范围之内。
图2为t1阶段的像素补偿电路的驱动波形示意图。图3为t1阶段的像素补偿电路的导通状态示意图。图4为t2阶段的像素补偿电路的驱动波形示意图。图5为t2阶段的像素补偿电路的导通状态示意图。图6为t3阶段的像素补偿电路的驱动波形示意图。图7为t3阶段的像素补偿电路的导通状态示意图。在此结合图2至图7，主要通过波形图的t1、t2、t3三个阶段来分别介绍图1中的像素补偿电路的导通状态。图3、5、7中画叉号表示对应的晶体管当前不导通。(以下仅以如图1中所示的具有4个晶体管、2个电容器的像素补偿电路来具体介绍不同时态下每个晶体管的工作情况，但不以此为限。)
如图2、3所示，波形图处于t1阶段时，扫描信号Sn为低电平，修正电压Vdelta为高电平，交流信号En为高电平。图中画叉号的晶体管当前不导通，即第四晶体管M4不导通。此时电压源正极信号VDD等于0V，第一晶体管M1导通，则数据信号Vdata写入第一节点。第二晶体管M2导通，数据信号Vdata写入第二节点。
如图4、5所示，波形图处于t2阶段时，扫描信号Sn为高电平，修正电压Vdelta为低电平，交流信号En为高电平。图中画叉号的晶体管当前不导通，即第一晶体管M1和第四晶体管M4不导通。第二电容器C2的一端电压从Vgh变为Vgl2(Vgl2>Vgl1)，ΔV＝Vgh-Vgl2；第一电容器C2的另一端Vn2电压降低，Vn2<Vn1，第二晶体管M2导通，直到第二晶体管M2的Vgs_MT2＝Vth_MT2时，第二晶体管M2截止，此时第二节点的电压Vn2＝2Vdata-ΔV_MT2+Vth_MT2。此时，第三晶体管M3导通，第一晶体管M1截止。其中，第二晶体管M2的Vgs_MT2是指第二晶体管M2的栅极(g)到发射极(s)的电压，Vth_MT2是指是指第二晶体管M2的门限电压。ΔV是阈值电压失配。
如图6、7所示，波形图处于t1阶段时，扫描信号Sn为高电平，修正电压Vdelta为低电平，交流信号En为低电平。此时，第一晶体管M1和第二晶体管M2截止，第三晶体管M3和第四晶体管M4和导通。第二晶体管M2与第三晶体管M3的门限电压Vth相同或者趋势一致。
此时，第三晶体管M3的电流：
Id＝1/2μCox W/L(Vgs-Vth_MT3)^2
＝1/2μCox W/L[2Vdata-ΔV+Vth_MT2-Vth_MT3]^2
其中，μ为电学上的磁导率，COX为第二电容器C2电容量在直流电路中电容中上的电量，W为第三晶体管M3的长度，L为第三晶体管M3的宽度。第三晶体管M3的开关程度决定流过发光二极管XD的电流大小。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述的像素补偿电路。采用了上述像素补偿电路的显示装置，可以有效提高显示面板的亮度均匀性，其工作原理即如上述像素补偿电路的原理，在此不再赘述。
根据本发明的另一个方面，还提供一种显示装置，包括：
多条数据线，用于传输用于显示图像信号的数据信号；
多条扫描线，用于传输扫描信号；以及
多级像素电路，分别形成在由数据线和扫描线限定的多个像素上；
每级像素电路包括：
一第一开关元件，所述第一开关元件用于响应于本级扫描信号对数据信号Vdata和第一节点之间的电流路径进行切换；
一第一电容器，所述第一电容器的第一端耦接所述第一节点，第二端耦接电压源正极信号；
一第二开关元件，所述第二开关元件用于响应于所述电压源正极信号对所述第一节点和第二节点之间的电流路径进行切换；
一第二电容器，所述第二电容器的第一端耦接所述第二节点，第二端耦接一修正电压信号；
一第三晶体管，所述第三晶体管用于响应于所述第二节点的电压信号对所述电压源正极信号和第三节点之间的电流路径进行切换；
一第四开关元件，所述第四开关元件用于响应于交流信号对所述第三节点和第四节点之间的电流路径进行切换；
一发光二极管，所述发光二极管的正极耦接所述第四节点，负极耦接一电压源负极，所述发光二极管用于对应于所提供的电流进行发光。
综上可知，本发明中的像素补偿电路以及显示装置，减少了像素补偿电路中晶体管的数量，降低AMOLED显示组件损坏的概率，对像素电路中薄膜晶体管进行了阈值电压的补偿，改善画面缺陷，提升画面品质。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种像素补偿电路，其特征在于，包括：
一第一开关元件，所述第一开关元件的第一端耦接一第一节点，第二端耦接一数据信号，控制端耦接一扫描信号；
一第一电容器，所述第一电容器的第一端耦接所述第一节点，第二端耦接电压源正极信号；
一第二开关元件，所述第二开关元件的第一端耦接所述第一节点，第二端耦接一第二节点，控制端耦接所述电压源正极信号；
一第二电容器，所述第二电容器的第一端耦接所述第二节点，第二端耦接一修正电压信号；
一第三晶体管，所述第三晶体管的第一极耦接所述电压源正极信号，第二极耦接一第三节点，栅极耦接所述第二节点；
一第四开关元件，所述第四开关元件的第一端耦接一第四节点，第二端耦接所述第三节点，控制端耦接一交流信号；
一发光二极管，所述发光二极管的正极耦接所述第四节点，负极耦接一电压源负极。
2.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于：所述第一开关元件是一第一晶体管，所述第一晶体管的第一极耦接所述第一节点，所述第一晶体管的第二极耦接所述数据信号，所述第一晶体管的栅极耦接所述扫描信号。
3.根据权利要求2所述的像素补偿电路，其特征在于：所述第一晶体管是PMOS晶体管。
4.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于：所述第二开关元件是一第二晶体管，所述第二晶体管的第一极耦接所述第一节点，所述第二晶体管的第二极耦接所述第二节点，所述第二晶体管的栅极耦接所述电压源正极信号。
5.根据权利要求4所述的像素补偿电路，其特征在于：所述第二晶体管是PMOS晶体管。
6.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于：所述第四开关元件是一第四晶体管，所述第四晶体管的第一极耦接所述第四节点，所述第四晶体管的第二极耦接所述第三节点，所述第四晶体管的栅极耦接所述交流信号。
7.根据权利要求6所述的像素补偿电路，其特征在于：所述第四晶体管是PMOS晶体管。
8.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述第三晶体管是PMOS晶体管。
9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的像素补偿电路。
10.一种显示装置，其特征在于，包括：
多条数据线，用于传输用于显示图像信号的数据信号；
多条扫描线，用于传输扫描信号；以及
多级像素电路，分别形成在由数据线和扫描线限定的多个像素上；
每级像素电路包括：
一第一开关元件，所述第一开关元件用于响应于本级扫描信号对数据信号和第一节点之间的电流路径进行切换；
一第一电容器，所述第一电容器的第一端耦接所述第一节点，第二端耦接电压源正极信号；
一第二开关元件，所述第二开关元件用于响应于所述电压源正极信号对所述第一节点和第二节点之间的电流路径进行切换；
一第二电容器，所述第二电容器的第一端耦接所述第二节点，第二端耦接一修正电压信号；
一第三晶体管，所述第三晶体管用于响应于所述第二节点的电压信号对所述电压源正极信号和第三节点之间的电流路径进行切换；
一第四开关元件，所述第四开关元件用于响应于交流信号对所述第三节点和第四节点之间的电流路径进行切换；
一发光二极管，所述发光二极管的正极耦接所述第四节点，负极耦接一电压源负极，所述发光二极管用于对应于所提供的电流进行发光。
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