CN111508437A - 一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板及显示装置，该像素驱动电路包括：第一控制单元，接入有第一电源电压和第二扫描信号；所述第一控制单元分别与所述驱动单元以及数据写入单元耦接于第一节点；驱动单元，接入第一电源电压；所述驱动单元用于提供驱动电流；补偿单元，所述补偿单元与所述驱动单元耦接于第二节点，所述补偿单元接入有所述第一扫描信号；发光控制单元，用于接收发光信号，所述发光控制单元与所述驱动单元以及所述补偿单元耦接于第三节点；发光器件的第一极与所述发光控制单元连接，所述发光器件的第二极接收第二电源电压。本发明的像素驱动电路及其驱动方法、显示面板及显示装置，能够提高显示效果。

Description

一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板及显示装置
【技术领域】
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板及显示装置。
【背景技术】
有机发光二极管显示面板中像素的驱动是通过改变驱动晶体管的栅极电压来控制驱动晶体管源极与漏极之间的电流，不同的电流实现像素发光亮度的变化，进而显示不同的灰阶。
然而在面板制作过程中，由于工艺均一性及波动性等因素，会导致面内不同位置的驱动晶体管的阈值电压(Vth)存在差异，并且随着有机发光二极管器件的工作时间延长及使用环境改变，驱动晶体管的阈值电压也会发生漂移。面内不同位置的驱动晶体管阈值电压有差异，会导致其驱动电流有差异，因此会出现显示不均。
因此，有必要提供一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板及显示装置，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板及显示装置，能够避免出现显示不均，提高了显示效果。
为解决上述技术问题，本发明提供一种像素驱动电路，包括：
数据写入单元，接入有数据电压和第一扫描信号；所述数据写入单元用于在重置阶段，将所述数据电压写入第一节点；
第一控制单元，接入有第一电源电压和第二扫描信号；所述第一控制单元分别与驱动单元以及所述数据写入单元耦接于第一节点；所述第一控制单元用于在发光阶段，将所述第一电源电压写入所述第一节点；
驱动单元，接入第一电源电压；所述驱动单元用于提供驱动电流；
补偿单元，所述补偿单元与所述驱动单元耦接于第二节点，所述补偿单元接入有所述第一扫描信号；所述数据写入单元和所述补偿单元用于在补偿阶段，将所述第二节点充电至第一补偿电压；
发光控制单元，用于接收发光信号，所述发光控制单元与所述驱动单元以及所述补偿单元耦接于第三节点；所述发光控制单元用于对所述发光器件进行复位以及在发光阶段，控制所述驱动电流接入所述发光器件；
发光器件，所述发光器件的第一极与所述发光控制单元连接，所述发光器件的第二极接收第二电源电压。
本发明提供一种显示面板，包括上述像素驱动电路。
本发明提供一种显示装置，包括上述显示面板。
本发明提供一种像素驱动方法，所述像素驱动方法基于上述像素驱动电路，所述像素驱动方法包括：
在重置阶段，所述数据写入单元响应于所述第一扫描信号的控制，将所述数据电压写入至所述第一节点；通过所述补偿单元和所述发光控制单元将所述第二节点的电压进行拉低；
在补偿阶段，所述数据写入单元和所述补偿单元均响应于所述第一扫描信号的控制，将所述第二节点的电压充电至第一补偿电压；
其中，V1＝Vdata+Vth，V1表示所述第一补偿电压，Vdata为所述数据电压，Vth为所述驱动晶体管的阈值电压；
在发光阶段，所述第一控制单元响应于所述第二扫描信号的控制，向所述第一节点输入第一电源电压；
其中所述驱动单元响应于所述第二节点的电压的控制，通过所述发光控制单元向所述发光器件输出驱动电流，以驱动所述发光器件发光。
本发明的像素驱动电路及其驱动方法、显示面板及显示装置，通过对现有的像素驱动电路进行改进，因此使得流过发光器件的电流与驱动晶体管的阈值电压无关，实现了驱动晶体管阈值电压的补偿，避免出现显示不均，进而提高了显示效果。
【附图说明】
图1为现有第一种像素驱动电路的结构示意图。
图2为图1所示的像素驱动电路的一种工作时序示意图。
图3为现有第二种像素驱动电路的结构示意图。
图4为图3所示的像素驱动电路的一种工作时序示意图。
图5为本发明实施例一的像素驱动电路的结构示意图。
图6为本发明实施例二的像素驱动电路的结构示意图。
图7为图6所示的像素驱动电路的一种工作时序示意图。
图8为图6所示的像素驱动电路处于重置阶段的工作原理图。
图9为图6所示的像素驱动电路处于补偿阶段的工作原理图。
图10为图6所示的像素驱动电路处于发光阶段的工作原理图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
如图1和图2所示，现有的2T1C像素驱动电路包括驱动晶体管T11和第二晶体管T12，第二晶体管T12的栅极接入扫描信号Scan，源极接入数据电压Vdata，驱动晶体管T11的栅极与第二晶体管T12的漏极连接，源极接入第一电源电压VDD(直流电压)，具体工作过程中包括以下阶段：
以T12和T11为P型晶体管为例，信号写入阶段(t1)：Scan信号输出低电平，晶体管T12打开，数据信号Vdata通过晶体管T12写入A点，A点的电位变为Vdata，即驱动晶体管T11的栅极电位为Vdata，并存入电容C1；
发光阶段(t2)：Scan信号输出高电平，晶体管T12关闭，直流电压VDD持续对驱动晶体管T11充电并形成电流，驱动OLED器件发光。流过OLED器件阳极的电流(T11的饱和电流)正比于驱动晶体管T11栅源压差与阈值电压差值的平方，电流公式如下，
Figure BDA0002473597350000061
其中u为驱动晶体管T11的沟道载流子迁移率，C为单位面积沟道电容，W为驱动晶体管T11的沟道宽度，L为驱动晶体管T11的沟道长度，Vth为驱动晶体管T11的阈值电压，可见流过发光二极管的电流与驱动晶体管T11的阈值电压有关。
如图3和图4所示，现有的7T1C的像素驱动电路包括驱动晶体管M1和第二晶体管M2至第七晶体管M7。
第二晶体管M2的栅极接入第二扫描信号Scan[n]，源极接入数据电压Vdata，漏极与驱动晶体管M1的源极连接，
驱动晶体管M1的栅极与第一节点A连接，漏极与第三晶体管M3的漏极连接；
第五晶体管M5的栅极接入发光信号EM，源极接入数据电压VDD，漏极与驱动晶体管M1的源极连接；
第三晶体管M3的栅极接入第二扫描信号Scan[n]，源极与第一节点A连接，漏极与驱动晶体管M1的漏极连接，
第四晶体管M4的栅极接入第一扫描信号Scan[n-1]，源极与第一节点A连接，漏极和第七晶体管M7的源极均与低电平信号VI连接；
第六晶体管M6的栅极接入发光信号EM，源极与驱动晶体管M1的漏极连接，漏极与第七晶体管M7的漏极连接以及发光器件连接，第七晶体管M7的栅极接入第二扫描信号Scan[n]。
具体工作过程中包括以下阶段：
该像素驱动电路工作过程分为三个阶段：初始化阶段(t1)、阈值电压补偿阶段(t2)、发光阶段(t3)，具体如下：
以M1至M7为P型晶体管为例，初始化阶段(t1)：Scan[n-1]输出低电平，使得晶体管M4打开，Scan[n]及EM输出高电平，使得M2、M3、M5、M6、M7关闭，VI信号(低电位)通过M4对驱动晶体管M1的栅极(A点)进行复位；
阈值电压补偿阶段(t2)：Scan[n-1]及EM输出高电平，使得晶体管M4、M5、M6关闭，Scan[n]输出低电平，使得M2、M3、M7打开，上一阶段M1栅极为低电位，M1处于打开状态，数据电压Vdata通过M2、M1、M3对A点(M1栅极)进行充电，当M1栅极与源极电位差为其阈值电压时(即VA-Vdata＝Vth)，M1不再满足打开条件，阈值电压补偿阶段结束，此时A点电位为：Vdata+Vth，同时VI信号通过M7对发光器件的阳极进行复位。
发光阶段(t3)：Scan[n-1]、Scan[n]输出高电平，使得晶体管M2、M3、M4、M7关闭，EM输出低电平，使得M5、M6打开，VDD通过M5、M1、M6给发光器件的阳极供电，驱动晶体管M1输出电流以驱动发光器件发光。
驱动晶体管M1的饱和电流公式如下，流过OLED器件阳极的电流与Vth无关，实现了对M1阈值电压的补偿。
Figure BDA0002473597350000081
该7T1C补偿电路虽然可以避免流过OLED阳极的电流与M1的阈值电压无关，但是晶体管数量及输入的电压信号相对较多，占用版图面积相对较多，不利于节省布线空间，因此较难实现高分辨率。
请参照图5，图5本发明实施例一的像素驱动电路的结构示意图。
如图5所示，本实施例的像素驱动电路包括数据写入单元10、第一控制单元20、驱动单元30、补偿单元40、发光控制单元50以及发光器件D1。
数据写入单元10接入有数据电压Vdata和第一扫描信号Scan[n-1]；所述数据写入单元10用于在重置阶段，将所述数据电压Vdata写入第一节点A；
第一控制单元20接入有第一电源电压VDD和第二扫描信号Scan[n]；所述第一控制单元20分别与所述驱动单元30以及所述数据写入单元10耦接于第一节点A；所述第一控制单元20用于在发光阶段，将所述第一电源电压VDD写入所述第一节点A。
所述驱动单元30接入第一电源电压VDD；所述驱动单元30用于提供驱动电流；所述驱动电流用于驱动所述发光器件D1发光。
所述补偿单元40与所述驱动单元30耦接于第二节点B，所述补偿单元40接入有所述第一扫描信号Scan[n-1]；所述数据写入单元10和所述补偿单元40用于在补偿阶段，将所述第二节点B充电至第一补偿电压V1；
发光控制单元50，用于接收发光信号EM，所述发光控制单元50与所述驱动单元30以及所述补偿单元40耦接于第三节点C；所述发光控制单元50用于对所述发光器件D1进行复位以及在发光阶段，控制所述驱动电流接入所述发光器件D1；
所述发光器件D1的第一极与所述发光控制单元50连接，所述发光器件D1的第二极接收第二电源电压VSS。在一实施方式中，第一电源电压VDD大于所述第二电源电压VSS，第一极为阳极、第二极为阴极。所述发光器件可为有机发光二极管。
本实施例的像素驱动电路的工作过程包括以下三个阶段：
在重置阶段，所述数据写入单元10将所述数据电压Vdata写入至所述第一节点A；所述补偿单元40和所述发光控制单元50将所述第二节点B的电压进行拉低。上一帧第二节点B被写入的电位为Vdata+Vth，此时A点的电位为Vdata。
在补偿阶段，所述数据写入单元10和所述补偿单元40将所述第二节点B的电压充电至第一补偿电压V1；其中，V1＝Vdata+Vth，V1表示所述第一补偿电压，Vdata为所述数据电压，Vth为所述驱动晶体管的阈值电压；当B点的电压满足VA-Vdata＝Vth时，T1关闭，阈值电压补偿阶段结束，此时B点电位为Vdata+Vth。
在发光阶段，所述第一控制单元20将第一电源电压VDD输入至所述第一节点A；驱动单元30通过所述发光控制单元50向所述发光器件D1输出驱动电流，以驱动所述发光器件D1发光。
请参照图6，图6本发明实施例二的像素驱动电路的结构示意图。
如图6所示，所述第一控制单元20包括第四晶体管T4，所述第四晶体管T4的栅极接入所述第二扫描信号Scan[n]，所述第四晶体管T4的漏极与所述第一节点A连接，所述第四晶体管T4的源极与所述第一电源电压VDD连接。
所述驱动单元30包括：驱动晶体管T1和第一电容C1，所述驱动晶体管T1的栅极与所述第二节点B连接，所述驱动晶体管T1的源极分别与所述第一节点A以及所述第四晶体管T4的漏极连接；
所述第一电容C1的一端接入所述第一电源电压VDD，所述第一电容C1的另一端与所述第二节点B连接。
所述补偿单元40包括第三晶体管T3，所述第三晶体管T3的栅极用于接收所述第一扫描信号Scan[n-1]，所述第三晶体管T3的源极与所述第一晶体管T1的栅极和所述第一电容C1的另一端连接，所述第三晶体管T3的漏极与所述第三节点C连接。
所述发光控制单元50包括第五膜晶体管T5，所述第五晶体管T5的栅极接收所述发光信号EM，所述第五晶体管T5的源极分别与所述第三晶体管T3的漏极和所述第一晶体管T1的漏极连接，所述第五晶体管T5的漏极接入所述第二电源电压VSS。
所述数据写入单元10包括第二晶体管T2，所述第二晶体管T2的栅极接收所述第一扫描信号Scan[n-1]，所述第二晶体管T2的源极接入所述数据电压Vdata，所述第二晶体管T2的漏极与所述驱动晶体管T1的源极连接。
所述像素驱动电路中的全部晶体管均为N型晶体管；或者，所述像素驱动电路中的全部晶体管均为P型晶体管。
以全部晶体管均为P型晶体管为例，结合图6和图7，对本实施例的像素驱动电路的工作过程进行详细描述。
重置阶段(t1)：Scan[n-1]和EM均输出低电平，使得晶体管T2、T3、T5打开，Scan[n]输出高电平，使得晶体管T4关闭，驱动晶体管T1的栅极电位(B点电位)经过T3、T5对OLED阳极进行充电，此时T3、T5处于线性区，经过发光器件阳极的电流较大，因此驱动晶体管T1栅极电位(B点电位)瞬间被拉低。T1的栅极在上一帧被写入的电位为Vdata+Vth，A点的电位为Vdata，此时T1的栅极和源极之间的压差Vgs＝Vdata+Vth-Vdata＝Vth，T1处于关闭状态，A点不影响驱动晶体管栅极复位，电路工作原理如下图8所示；图8至图10中的箭头表示电流的流向。
阈值电压补偿阶段(t2)：Scan[n-1]输出低电平，使得晶体管T2、T3打开，Scan[n]输出高电平，使得T4关闭。EM输出高电平，使得T5关闭，数据电压Vdata经过T2、T1、T3对B点充电，当B点的电位满足VA-Vdata＝Vth时，T1关闭，阈值电压补偿阶段结束。此时B点的电位为Vdata+Vth，也即即驱动晶体管T1的栅极电位为Vdata+Vth，电路工作原理如图9所示；
发光阶段(t3)：Scan[n-1]输出高电平，使得晶体管T2、T3关闭，Scan[n]输出低电平，使得T4打开，EM输出低电平，使得T5打开，第一电源电压VDD经过T4、T1、T5对发光器件的阳极进行充电，流过驱动晶体管T1的饱和电流如下，即流过OLED阳极的电流I如下：
Figure BDA0002473597350000131
也即流过发光器件的阳极的电流与T1的阈值电压无关，实现了驱动晶体管阈值电压的补偿(为确保T1打开，需满足条件Vdata+Vth-VDD<Vth，即Vdata<VDD)，电路工作原理如图10所示。由于本实施例的像素驱动电路中晶体管的数量及输入的电压信号相对较少，因此占用版图面积相对较少，从而节省布线空间，提高分辨率。
本发明还提供一种像素驱动方法，该像素驱动方法基于上述任意一种的像素驱动电路实现，所述像素驱动方法；
S11、在重置阶段，所述数据写入单元10响应于所述第一扫描信号Scan[n-1]的控制，将所述数据电压Vdata写入至所述第一节点A；通过所述补偿单元40和所述发光控制单元50将所述第二节点B的电压进行拉低；
S12、在补偿阶段，所述数据写入单元10和所述补偿单元40均响应于所述第一扫描信号Scan[n-1]的控制，将所述第二节点B的电压充电至第一补偿电压V1；
其中，V1＝Vdata+Vth，V1表示所述第一补偿电压，Vdata为所述数据电压，Vth为所述驱动晶体管的阈值电压；
S13、在发光阶段，所述第一控制单元20响应于所述第二扫描信号Scan[n]的控制，向所述第一节点A输入第一电源电压VDD；驱动单元30响应于所述第二节点B的电压的控制，通过所述发光控制单元50向所述发光器件D1输出驱动电流，以驱动所述发光器件D1发光。
对于上述各步骤的具体描述和像素驱动电路的具体描述可参见前述任一实施例中的相应内容，此处不再详细描述。
本发明还提供一种显示面板，包括上述任意一种像素驱动电路。该显示面板可为有机发光二极管显示面板。
本发明还提供一种显示装置，包括上述任意一种显示面板。
本发明的像素驱动电路及其驱动方法、显示面板及显示装置，通过对现有的像素驱动电路进行改进，因此使得流过发光器件的电流与驱动晶体管的阈值电压无关，实现了驱动晶体管阈值电压的补偿，避免出现显示不均，进而提高了显示效果。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种像素驱动电路，其特征在于，包括：
数据写入单元，接入有数据电压和第一扫描信号；所述数据写入单元用于在重置阶段，将所述数据电压写入第一节点；
第一控制单元，接入有第一电源电压和第二扫描信号；所述第一控制单元分别与驱动单元以及所述数据写入单元耦接于第一节点；所述第一控制单元用于在发光阶段，将所述第一电源电压写入所述第一节点；
驱动单元，接入第一电源电压；所述驱动单元用于提供驱动电流；
补偿单元，所述补偿单元与所述驱动单元耦接于第二节点，所述补偿单元接入有所述第一扫描信号；所述数据写入单元和所述补偿单元用于在补偿阶段，将所述第二节点充电至第一补偿电压；
发光控制单元，用于接收发光信号，所述发光控制单元与所述驱动单元以及所述补偿单元耦接于第三节点；所述发光控制单元用于对所述发光器件进行复位以及在发光阶段，控制所述驱动电流接入所述发光器件；
发光器件，所述发光器件的第一极与所述发光控制单元连接，所述发光器件的第二极接收第二电源电压。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一控制单元包括第四晶体管，所述第四晶体管的栅极与所述第二扫描信号连接，所述第四晶体管的漏极与所述第一节点连接，所述第四晶体管的源极接入所述第一电源电压。
3.根据权利要求2所述的像素驱动电路，其特征在于，
所述驱动单元包括：
驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极与所述第二节点连接，所述驱动晶体管的源极分别与所述第一节点以及所述第四晶体管的漏极连接；
第一电容，所述第一电容的一端接入所述第一电源电压，所述第一电容的另一端与所述第二节点连接。
4.根据权利要求3所述的像素驱动电路，其特征在于，
所述补偿单元包括第三晶体管，所述第三晶体管的栅极用于接收所述第一扫描信号，所述第三晶体管的源极与所述第一晶体管的栅极和所述第一电容的另一端连接，所述第三晶体管的漏极与所述第三节点连接。
5.根据权利要求4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五膜晶体管，所述第五晶体管的栅极接入所述发光信号，所述第五晶体管的源极分别与所述第三晶体管的漏极和所述第一晶体管的漏极连接，所述第五晶体管的漏极接入所述第二电源电压。
6.根据权利要求3所述的像素驱动电路，其特征在于，
所述数据写入单元包括第二晶体管，所述第二晶体管的栅极接入所述第一扫描信号，所述第二晶体管的源极接入所述数据电压，所述第二晶体管的漏极与所述驱动晶体管的源极连接。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动电路中的全部晶体管均为N型晶体管；或者，所述像素驱动电路中的全部晶体管均为P型晶体管。
8.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的像素驱动电路。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的显示面板。
10.一种像素驱动方法，其特征在于，所述像素驱动方法基于像素驱动电路，所述像素驱动电路采用上述权利要求1至7中任一项所述的像素驱动电路；
所述像素驱动方法包括：
在重置阶段，所述数据写入单元响应于所述第一扫描信号的控制，将所述数据电压写入至所述第一节点；通过所述补偿单元和所述发光控制单元将所述第二节点的电压进行拉低；
在补偿阶段，所述数据写入单元和所述补偿单元均响应于所述第一扫描信号的控制，将所述第二节点的电压充电至第一补偿电压；
其中，V1＝Vdata+Vth，V1表示所述第一补偿电压，Vdata为所述数据电压，Vth为所述驱动晶体管的阈值电压；
在发光阶段，所述第一控制单元响应于所述第二扫描信号的控制，向所述第一节点输入第一电源电压；
其中所述驱动单元响应于所述第二节点的电压的控制，通过所述发光控制单元向所述发光器件输出驱动电流，以驱动所述发光器件发光。
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