CN111063298B - 像素驱动电路和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种像素驱动电路和显示装置，涉及显示技术领域，可以改善亮度不均问题。该像素驱动电路包括：驱动晶体管，串联于第一电源电压端和第二电源电压端之间，其控制端电连接于第一节点，其第一端电连接于第二节点，其第二端电连接于第三节点，所述第二节点位于所述第一电源电压端和所述驱动晶体管之间，所述第三节点位于所述第二电源电压端和所述驱动晶体管之间；发光器件，串联于所述第三节点和所述第二电源电压端之间；电压保持模块，用于保持所述第三节点的电压不变。

Description

像素驱动电路和显示装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素驱动电路和显示装置。
背景技术
有机发光显示装置又称为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示装置，与液晶显示装置相比，具有轻薄、可视角度大等优点。有机发光显示面板中设置有像素驱动电路，像素驱动电路用于控制发光器件的发光，以实现画面显示。
然而，当前的像素驱动电路会使显示面板产生亮度不均的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种像素驱动电路和显示装置，可以改善亮度不均问题。
一方面，本申请实施例提供一种像素驱动电路，包括：
驱动晶体管，串联于第一电源电压端和第二电源电压端之间，其控制端电连接于第一节点，其第一端电连接于第二节点，其第二端电连接于第三节点，所述第二节点位于所述第一电源电压端和所述驱动晶体管之间，所述第三节点位于所述第二电源电压端和所述驱动晶体管之间；
发光器件，串联于所述第三节点和所述第二电源电压端之间；
电压保持模块，用于保持所述第三节点的电压不变。
可选地，所述电压保持模块包括：
串联于所述第三节点和所述发光器件之间的第一晶体管，所述第一晶体管为P型晶体管，其源极电连接于所述第三节点，其漏极电连接于第四节点，所述第四节点电连接于所述发光器件；
第一电流单元，电连接于所述第三节点，所述第一电流单元用于产生流向所述第三节点的第一电流；
第二电流单元，电连接于所述第四节点，所述第二电流单元用于使所述第四节点流出第二电流，所述第一电流的电流值和所述第二电流的电流值相等。
可选地，所述第一电流单元包括第二晶体管，所述第二晶体管为P型晶体管，其源极电连接于第一固定电位端，其漏极电连接于所述第三节点；
所述第二电流单元包括第三晶体管，所述第三晶体管为N型晶体管，其源极电连接于第二固定电位端，其漏极电连接于所述第四节点。
可选地，所述第一固定电位端电连接于所述第一电源电压端，所述第二固定电位端电连接于所述第二电源电压端。
可选地，像素驱动电路还包括：
第四晶体管，其第一端电连接于数据信号端，其第二端电连接于所述第一节点；
电容，其一端电连接于所述第一节点。
可选地，所述驱动晶体管为P型晶体管，且工作于亚阈值状态。
另一方面，本申请实施例还提供一种像素驱动电路，包括：
驱动晶体管，串联于第一电源电压端和第二电源电压端之间，其控制端电连接于第一节点，其第一端电连接于第二节点，其第二端电连接于第三节点，所述第二节点位于所述第一电源电压端和所述驱动晶体管之间，所述第三节点位于所述第二电源电压端和所述驱动晶体管之间；
发光器件，串联于所述第三节点和所述第二电源电压端之间；
串联于所述第三节点和所述发光器件之间的第一晶体管，所述第一晶体管为P型晶体管，其源极电连接于所述第三节点，其漏极电连接于第四节点，所述第四节点电连接于所述发光器件；
第二晶体管，所述第二晶体管为P型晶体管，其源极电连接于第一固定电位端，其漏极电连接于所述第三节点；
第三晶体管，所述第三晶体管为N型晶体管，其源极电连接于第二固定电位端，其漏极电连接于所述第四节点；
所述像素驱动电路的工作时序包括发光阶段，在所述发光阶段，所述第二晶体管和所述第三晶体管工作于饱和区。
可选地，所述像素驱动电路的工作时序还包括不发光阶段，在所述不发光阶段，所述第一晶体管工作于截止状态。
另一方面，本申请实施例还提供一种显示装置，包括上述的像素驱动电路。
可选地，所述显示装置为硅基微型显示装置。
本申请实施例中的像素驱动电路和显示装置，可以在发光阶段保持驱动晶体管和发光器件之间节点的电压不变，使得驱动晶体管所产生的驱动电流不会受到发光器件两端跨压变化的影响，从而改善了由于发光器件阳极和阴极两端跨压变化而导致的显示不均问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中一种像素驱动电路的等效电路图；
图2为本申请实施例中一种像素驱动电路的等效电路图；
图3为两种像素驱动电路的仿真数据图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
为了更好地说明本申请实施例的技术效果，在对本申请实施例进行说明之前，首先对现有技术的缺陷进行说明。如图1所示，图1为现有技术中一种像素驱动电路的等效电路图，当前的像素驱动电路包括晶体管M’、驱动晶体管T’、电容C’和发光器件D’，其中，驱动晶体管T’与发光器件D’之间的连接节点为O’，发明人发现发光器件D’可能会由于老化等问题导致其阳极和阴极两端的跨压发生变化，进而使节点O’处的电位发生变化，从而导致驱动晶体管T’产生的驱动电流变化，驱动电流会影响发光器件D’的发光亮度变化，进而导致显示面板的亮度不均问题。
如图2所示，图2为本申请实施例中一种像素驱动电路的等效电路图，本申请实施例提供一种像素驱动电路，包括：驱动晶体管T，串联于第一电源电压端ELVDD和第二电源电压端ELVSS之间，其控制端电连接于第一节点N1，其第一端电连接于第二节点N2，其第二端电连接于第三节点N3，第二节点N2位于第一电源电压端ELVDD和驱动晶体管T之间，第三节点N3位于第二电源电压端ELVSS和驱动晶体管T之间；发光器件D，串联于第三节点N3和第二电源电压端ELVSS之间；电压保持模块1，用于保持第三节点N3的电压不变。
具体地，电压保持模块1用于使第三节点N3的电压保持不变，这样，即便发光器件D由于老化或其他原因导致其阳极和阴极两端的跨压发生变化，第三节点N3的电压不受影响，因此，驱动晶体管T的驱动电流变化仅由第一节点N1的电压变化来控制，驱动晶体管T所产生的驱动电流不会受到发光器件D阳极和阴极两端跨压变化的影响。
本申请实施例中的像素驱动电路，通过设置电压保持模块，保持驱动晶体管和发光器件之间节点的电压不变，使得驱动晶体管所产生的驱动电流不会受到发光器件阳极和阴极两端跨压变化的影响，从而改善了由于发光器件阳极和阴极两端跨压变化而导致的显示不均问题。
可选地，电压保持模块1包括：串联于第三节点N3和发光器件D之间的第一晶体管M1，第一晶体管M1为P型晶体管，其源极电连接于第三节点N3，其漏极电连接于第四节点N4，第四节点N4电连接于发光器件D；第一电流单元11，电连接于第三节点N3，第一电流单元11用于产生流向第三节点N3的第一电流；第二电流单元12，电连接于第四节点N4，第二电流单元12用于使第四节点N4流出第二电流，第一电流的电流值和第二电流的电流值相等。
具体地，在发光器件D发光的过程中，驱动晶体管T工作于亚阈值区，所产生的驱动电流值较小，处于pA～nA级别，控制第一电流单元11和第二电流单元12使第一电流和第二电流为较大的电流值，处于μA级别，例如假设驱动晶体管T所产生的驱动电流值为I1，第一电流的电流值为I2，经过第一晶体管M1的电流值I3＝I1+I2，控制第一晶体管M1控制端VB的电压不变，且使第一晶体管M1工作于饱和区，由于第一晶体管M1为P型晶体管，根据饱和区电流公式，
Figure BDA0002326660040000051
其中，μ1为第一晶体管M1的载流子迁移率，Cox1为第一晶体管M1的栅氧化层电容，W1为第一晶体管M1的沟道宽度，L1为第一晶体管M1的沟道长度，VB为第一晶体管M1的控制端的电压值，V3为第三节点N3的电压值，Vth1为第一晶体管M1的阈值电压，由于I2远大于I1，且第一晶体管M1工作于饱和区，因此可以理解为VB-V3仅和I2相关，通过控制I2和VB不变，即可以使V3保持不变，并且，流过第一电流单元11和第二电流单元12的电流不会进入发光器件D，因此发光器件D仅会接收到驱动晶体管T所产生的驱动电流，即发光器件D不会受到第一电流单元11和第二电流单元12的影响。
可选地，第一电流单元11包括第二晶体管M2，第二晶体管M2为P型晶体管，其源极电连接于第一固定电位端VDD，其漏极电连接于第三节点N3；第二电流单元12包括第三晶体管M3，第三晶体管M3为N型晶体管，其源极电连接于第二固定电位端VEE，其漏极电连接于第四节点N4。
具体地，通过第二晶体管M2的控制端VP的电压值VP使第二晶体管M2工作于饱和区，即需要满足∣VP-VDD∣>∣Vth2∣,∣VP-VDD∣-∣Vth2∣<VDD-V3,即V3+Vth2<VP<VDD+Vth2，
Figure BDA0002326660040000061
其中，μ2为第二晶体管M2的载流子迁移率，Cox2为第二晶体管M2的栅氧化层电容，W2为第二晶体管M2的沟道宽度，L2为第二晶体管M2的沟道长度，VP为第二晶体管M2的控制端电压值，VDD为第一固定电位端VDD的电压值，Vth2为第二晶体管M2的阈值电压，通过控制VP不变，即可保证通过第二晶体管M2的电流值不变；通过第三晶体管M3的控制端VN的电压值VN使第三晶体管M3工作于饱和区，即需要满足∣VN-VEE∣>∣Vth3∣,∣VN-VEE∣-∣Vth3∣<V4-VEE,即VEE+Vth3<VN<V4+Vth3，
Figure BDA0002326660040000062
其中，μ3为第三晶体管M3的载流子迁移率，Cox3为第三晶体管M3的栅氧化层电容，W3为第三晶体管M3的沟道宽度，L3为第三晶体管M3的沟道长度，VN为第三晶体管M3的控制端电压值，VEE为第二固定电位端VEE的电压值，Vth3为第三晶体管M3的阈值电压，通过控制VN不变，即可保证通过第三晶体管M3的电流值不变。
可选地，第一固定电位端VDD电连接于第一电源电压端ELVDD，第二固定电位端VEE电连接于第二电源电压端ELVSS。这样，可以减少显示面板中的走线数量，提高空间使用率，简化电路布局的复杂程度。
可选地，上述像素驱动电路还包括：第四晶体管M4，其第一端电连接于数据信号端Data，其第二端电连接于第一节点N1；电容C，其一端电连接于第一节点N1，其另一端电连接于固定电位，例如电连接于第一电源电压端ELVDD。
具体地，当第四晶体管M4的控制端SW提供导通电平时，时第四晶体管M4导通，数据信号端Data上的电压传输至第一节点N1，并由电容C的作用而保持第一节点N1处的电压，驱动晶体管T在第一节点N1处电压的作用下产生对应的驱动电流。例如，显示面板中设置有呈阵列分布的多个像素驱动电路，其中每列像素驱动电路对应一条数据信号线，数据信号线电连接于对应的一列像素驱动电路的数据信号端Data，数据信号线用于将驱动芯片提供的数据电压传输至对应的像素驱动电路，每行像素驱动电路对应一条扫描线，在扫描线的控制下，像素驱动电路逐行扫描，以使数据信号线上的电压逐行传输至对应的像素驱动电路上，控制对应的发光器件D发光。
可选地，驱动晶体管T为P型晶体管，且工作于亚阈值状态。
具体地，驱动晶体管T工作于亚阈值状态时，其驱动电流不仅仅与栅源电压相关，还与漏极电压，即第三节点N3处的电压值相关，因此，应用本申请实施例所提供的像素驱动电路，可以使第三节点N3的电压保持不变，因此，驱动晶体管T的驱动电流变化仅由第一节点N1的电压变化来控制，驱动晶体管T所产生的驱动电流不会受到发光器件D阳极和阴极两端跨压变化的影响。
如图2所示，本申请实施例还提供一种像素驱动电路，包括：驱动晶体管T，串联于第一电源电压端ELVDD和第二电源电压端ELVSS之间，其控制端电连接于第一节点N1，其第一端电连接于第二节点N2，其第二端电连接于第三节点N3，第二节点N2位于第一电源电压端ELVDD和驱动晶体管T之间，第三节点N3位于第二电源电压端ELVSS和驱动晶体管T之间；发光器件D，串联于第三节点N3和第二电源电压端ELVSS之间；串联于第三节点N3和发光器件D之间的第一晶体管M1，第一晶体管M1为P型晶体管，其源极电连接于第三节点N3，其漏极电连接于第四节点N4，第四节点N4电连接于发光器件D；第二晶体管M2，第二晶体管M2为P型晶体管，其源极电连接于第一固定电位端VDD，其漏极电连接于第三节点N3；第三晶体管M3，第三晶体管M3为N型晶体管，其源极电连接于第二固定电位端VEE，其漏极电连接于第四节点N4；像素驱动电路的工作时序包括发光阶段，在发光阶段，第二晶体管M2和第三晶体管M3工作于饱和区。
具体地，发光阶段是指发光器件D在像素驱动电路的控制下发光的阶段，此时，控制第二晶体管M2工作于饱和区，此时满足V3+Vth2<VP<VDD+Vth2，可以根据上述条件来设置第二晶体管M2的控制端VP的电压值，以及第一固定电位端VDD的电压值，第一电流经过第二晶体管M2，其电流值为I2，根据饱和区电流公式，
Figure BDA0002326660040000081
通过控制VP不变，即可保证通过第二晶体管M2的电流值不变；第三晶体管M3工作于饱和区，此时满足VEE+Vth3<VN<V4+Vth3，可以根据上述条件来设置第三晶体管M3的控制端VN的电压值，以及第二固定电位端VEE的电压值，第二电流经过第三晶体管M3，其电流值同样为I2，根据饱和区电流公式，
Figure BDA0002326660040000082
Figure BDA0002326660040000083
通过控制VN不变，即可保证通过第三晶体管M3的电流值不变，通过上述各参数之间的关系，即可以保证流过第二晶体管M2的电流和流过第三晶体管M3的电流值相等。驱动晶体管T工作于亚阈值区，所产生的驱动电流值较小，处于pA～nA级别，控制第一电流单元11和第二电流单元12使第一电流和第二电流为较大的电流值，处于μA级别，例如假设驱动晶体管T所产生的驱动电流值为I1，经过第一晶体管M1的电流值I3＝I1+I2，控制第一晶体管M1控制端VB的电压不变，且使第一晶体管M1工作于饱和区，由于第一晶体管M1为P型晶体管，根据饱和区电流公式，
Figure BDA0002326660040000091
由于I2远大于I1，且第一晶体管M1工作于饱和区，因此可以理解为VB-V3仅和I2相关，通过控制I2和VB不变，即可以使V3保持不变，并且，流过第一电流单元11和第二电流单元12的电流不会进入发光器件D，因此发光器件D仅会接收到驱动晶体管T所产生的驱动电流，即发光器件D不会受到第一电流单元11和第二电流单元12的影响。
本申请实施例中的像素驱动电路，可以在发光阶段保持驱动晶体管和发光器件之间节点的电压不变，使得驱动晶体管所产生的驱动电流不会受到发光器件阳极和阴极两端跨压变化的影响，从而改善了由于发光器件阳极和阴极两端跨压变化而导致的显示不均问题。
可选地，像素驱动电路的工作时序还包括不发光阶段，在不发光阶段，第一晶体管M1工作于截止状态。
具体地，像素驱动电路可以包括不发光的阶段，控制发光器件D不发光，可以在发光阶段进行复位等操作，以避免复位等操作对发光的不良影响，通过控制第一晶体管M1的控制端VB的电压值，可以使第一晶体管M1截止，即使电流无法流入发光器件D，即使像素驱动电路进入不发光阶段；另外，通过控制第一晶体管M1的控制端VB的电压值，使第一晶体管M1工作于饱和状态，即可以使像素驱动电路从不发光阶段重新进入发光阶段，即通过第一晶体管M1实现了发光控制。利用实现电压保持作用的电路同时来实现发光控制，可以节省成本和空间占用。
另外，如图3所示，图3为两种像素驱动电路的仿真数据图，图3中包括现有技术中像素驱动电路的发光器件特性仿真曲线以及本申请实施例中像素驱动电路的发光器件特征仿真曲线，在图3中，横坐标表示像素驱动电路中发光器件阳极和阴极两端的跨压，单位为V，纵坐标表示像素驱动电路中流过发光器件的电流值，单位为A，可以看出，在其他条件不变的情况下，随着发光器件阳极和阴极两端的跨压变化，现有技术中流过发光器件的电流值会发生变化而导致亮度变化，而本申请实施例中，随着发光器件阳极和阴极两端的跨压变化，流过发光器件的电流值不变，即亮度不变。
本申请实施例还提供一种显示装置，包括上述的像素驱动电路。
其中，像素驱动电路的具体结构和原理与上述实施例相同，在此不再赘述。显示装置可以是例如触摸显示屏、手机、平板计算机、笔记本电脑或电视机等任何具有显示功能的电子设备。
本申请实施例中的显示装置，可以在发光阶段保持驱动晶体管和发光器件之间节点的电压不变，使得驱动晶体管所产生的驱动电流不会受到发光器件阳极和阴极两端跨压变化的影响，从而改善了由于发光器件阳极和阴极两端跨压变化而导致的显示不均问题。
可选地，显示装置为硅基微型显示装置，硅基微型显示装置的尺寸一般小于1英寸，单个像素面积为几个平方微米。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种像素驱动电路，其特征在于，包括：
驱动晶体管，串联于第一电源电压端和第二电源电压端之间，其控制端电连接于第一节点，其第一端电连接于第二节点，其第二端电连接于第三节点，所述第二节点位于所述第一电源电压端和所述驱动晶体管之间，所述第三节点位于所述第二电源电压端和所述驱动晶体管之间；
发光器件，串联于所述第三节点和所述第二电源电压端之间；
电压保持模块，用于保持所述第三节点的电压不变；
所述电压保持模块包括：
串联于所述第三节点和所述发光器件之间的第一晶体管，所述第一晶体管为P型晶体管，其源极电连接于所述第三节点，其漏极电连接于第四节点，所述第四节点电连接于所述发光器件；
第一电流单元，电连接于所述第三节点，所述第一电流单元用于产生流向所述第三节点的第一电流；
第二电流单元，电连接于所述第四节点，所述第二电流单元用于使所述第四节点流出第二电流，所述第一电流的电流值和所述第二电流的电流值相等。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，
所述第一电流单元包括第二晶体管，所述第二晶体管为P型晶体管，其源极电连接于第一固定电位端，其漏极电连接于所述第三节点；
所述第二电流单元包括第三晶体管，所述第三晶体管为N型晶体管，其源极电连接于第二固定电位端，其漏极电连接于所述第四节点。
3.根据权利要求2所述的像素驱动电路，其特征在于，
所述第一固定电位端电连接于所述第一电源电压端，所述第二固定电位端电连接于所述第二电源电压端。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的像素驱动电路，其特征在于，还包括：
第四晶体管，其第一端电连接于数据信号端，其第二端电连接于所述第一节点；
电容，其一端电连接于所述第一节点。
5.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，
所述驱动晶体管为P型晶体管，且工作于亚阈值状态。
6.一种像素驱动电路，其特征在于，包括：
驱动晶体管，串联于第一电源电压端和第二电源电压端之间，其控制端电连接于第一节点，其第一端电连接于第二节点，其第二端电连接于第三节点，所述第二节点位于所述第一电源电压端和所述驱动晶体管之间，所述第三节点位于所述第二电源电压端和所述驱动晶体管之间；
发光器件，串联于所述第三节点和所述第二电源电压端之间；
串联于所述第三节点和所述发光器件之间的第一晶体管，所述第一晶体管为P型晶体管，其源极电连接于所述第三节点，其漏极电连接于第四节点，所述第四节点电连接于所述发光器件；
第二晶体管，所述第二晶体管为P型晶体管，其源极电连接于第一固定电位端，其漏极电连接于所述第三节点；
第三晶体管，所述第三晶体管为N型晶体管，其源极电连接于第二固定电位端，其漏极电连接于所述第四节点，流过所述第二晶体管的电流值和流过所述第三晶体管的电流值相等；
所述像素驱动电路的工作时序包括发光阶段，在所述发光阶段，所述第二晶体管和所述第三晶体管工作于饱和区。
7.根据权利要求6所述的像素驱动电路，其特征在于，
所述像素驱动电路的工作时序还包括不发光阶段，在所述不发光阶段，所述第一晶体管工作于截止状态。
8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至7中任意一项所述的像素驱动电路。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置为硅基微型显示装置。
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