CN113284466A - 像素电路及显示面板 - Google Patents

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    • G09G2320/0233—Improving the luminance or brightness uniformity across the screen

Abstract

本申请公开了一种像素电路及显示面板，该像素电路包括数据线、高电位电源线、驱动晶体管、第一感测晶体管、第二感测晶体管以及外部补偿电路；通过第一感测晶体管、第二感测晶体管可以获取到驱动晶体管的源极电位、正电源信号的实时电位，然后外部补偿电路可以基于驱动晶体管的偏离斜率、正电源信号的电位变化量以及流经驱动晶体管的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量，然后输出数据信号的电位与电位补偿量的叠加结果至数据线，能够补偿正电源信号的不同压降损耗以实现显示的均一性。

Description

像素电路及显示面板
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种像素电路及显示面板。
背景技术
AMOLED(Active-Matrix Organic Light Emitting Diode，有源矩阵有机发光二极体)显示面板由于具有高对比度、高色域以及广视角等优点，被认为是下一代显示技术。由于OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)是电流控制器件，因此，一般使用电流源电路进行控制，为了降低驱动晶体管变异对电流对OLED的影响，驱动晶体管通常工作于饱和区，以驱动OLED发光。
但是，在实际制程过程中，受限于工艺误差，驱动晶体管的饱和特性体现的并不完全，尤其是在为驱动晶体管提供正电源信号在显示面板的传输过程中受到线路压降损耗的情况下，传输至不同位置的正电源信号的电位损失不同，导致流经不同像素电路的发光电流出现差别，严重影响了显示面板的显示均一性。
需要注意的是，上述关于背景技术的介绍仅仅是为了便于清楚、完整地理解本申请的技术方案。因此，不能仅仅由于其出现在本申请的背景技术中，而认为上述所涉及到的技术方案为本领域所属技术人员所公知。
发明内容
本申请提供一种像素电路及显示面板，以缓解正电源信号不同的压降损耗导致显示不均的技术问题。
第一方面，本申请提供一种像素电路，其包括数据线、高电位电源线、驱动晶体管、第一感测晶体管、第二感测晶体管以及外部补偿电路；数据线用于传输数据信号；高电位电源线用于传输正电源信号；驱动晶体管的栅极与数据线电性连接，驱动晶体管的漏极与高电位电源线电性连接；第一感测晶体管的源极/漏极中的一个与驱动晶体管的源极电性连接；第二感测晶体管的源极/漏极中的一个与高电位电源线电性连接；外部补偿电路的输入端与第一感测晶体管的源极/漏极中的另一个和第二感测晶体管的源极/漏极中的另一个电性连接，外部补偿电路的输出端与数据线电性连接，用于基于驱动晶体管的偏离斜率、正电源信号的电位变化量以及流经驱动晶体管的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量，输出数据信号的电位与电位补偿量的叠加结果至数据线。
在其中一些实施方式中，像素电路还包括第一布线、写入晶体管、第二布线以及第三布线；第一布线用于传输第一控制信号；写入晶体管的源极/漏极中的一个与数据线电性连接，写入晶体管的栅极与第一布线电性连接，写入晶体管的源极/漏极中的另一个与驱动晶体管的栅极电性连接；第二布线与第一感测晶体管的栅极电性连接，用于传输第二控制信号；第三布线与第二感测晶体管的栅极电性连接，用于传输第三控制信号；其中，第一控制信号与第二控制信号相同。
在其中一些实施方式中，像素电路还包括低电位电源线、存储电容以及发光器件；低电位电源线用于传输负电源信号；存储电容的一端与写入晶体管的源极/漏极中的另一个电性连接，存储电容的另一端与驱动晶体管的源极电性连接；发光器件的阳极与驱动晶体管的源极电性连接，发光器件的阴极与低电位电源线电性连接；其中，第三控制信号异于第二控制信号。
在其中一些实施方式中，外部补偿电路包括存储器和控制器；存储器用于存储偏离斜率，偏离斜率为流经驱动晶体管的饱和区电流变化量与驱动晶体管的饱和区漏极电压变化量之比；控制器与第一感测晶体管的源极/漏极中的另一个、第二感测晶体管的源极/漏极中的另一个、存储器以及数据线电性连接，用于基于驱动晶体管的偏离斜率、正电源信号的电位变化量以及流经驱动晶体管的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量，输出数据信号的电位与电位补偿量的叠加结果至数据线。
在其中一些实施方式中，发光电流计算公式为：I＝K1*(Vgs-Vth)2+K2*ΔV，其中，I为流经驱动晶体管的发光电流；K1为常数；K2为偏离斜率；Vgs为驱动晶体管的栅极-源极电位差；Vth为驱动晶体管的阈值电压；ΔV为正电源信号的电位变化量。
在其中一些实施方式中，电位变化量为正电源信号的标称电位与正电源信号的实时电位之差；其中标称电位为未经传输损耗的理论电位。
在其中一些实施方式中，控制器根据数据信号的电位与驱动晶体管的源极电位之差，确定数据信号对应的驱动晶体管的初始栅极-源极电位差；保持流经驱动晶体管的发光电流不变的情况下，基于发光电流计算公式得到电位补偿量对应的驱动晶体管的标的栅极-源极电位差；确定标的栅极-源极电位差与初始栅极-源极电位差的相差结果作为电位补偿量。
在其中一些实施方式中，外部补偿电路还包括模数转换器和数模转换器；模数转换器的输入端与第一感测晶体管的源极/漏极中的另一个和第二感测晶体管的源极/漏极中的另一个电性连接，模数转换器的输出端与控制器电性连接；数模转换器的输入端与控制器电性连接，数模转换器的输出端与数据线电性连接。
在其中一些实施方式中，外部补偿电路还包括感测线、选择开关以及稳压电容；感测线与第一感测晶体管的源极/漏极中的另一个和第二感测晶体管的源极/漏极中的另一个电性连接；选择开关的输入端与感测线电性连接，选择开关的输出端与模数转换器的输入端电性连接；稳压电容的一端与选择开关的输入端电性连接，稳压电容的另一端接地。
第二方面，本申请提供一种显示面板，其包括上述任一实施方式中的像素电路。
本申请提供的像素电路及显示面板，通过第一感测晶体管、第二感测晶体管可以获取到驱动晶体管的源极电位、正电源信号的实时电位，然后外部补偿电路可以基于驱动晶体管的偏离斜率、正电源信号的电位变化量以及流经驱动晶体管的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量，输出数据信号的电位与电位补偿量的叠加结果至数据线，能够补偿正电源信号的不同压降损耗以实现显示的均一性。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的像素电路的结构示意图。
图2为图1中像素电路的时序示意图。
图3为本申请实施例提供的驱动晶体管的漏极电位与流经驱动晶体管的电流的关系示意图。
图4为本申请实施例提供的像素电路的外部补偿方法的流程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1至图4，如图1所示，本实施例提供了一种像素电路，其包括数据线DL、高电位电源线、驱动晶体管T1、第一感测晶体管T3、第二感测晶体管T4以及外部补偿电路；数据线DL用于传输数据信号；高电位电源线用于传输正电源信号VDD；驱动晶体管T1的栅极与数据线DL电性连接，驱动晶体管T1的漏极与高电位电源线电性连接；第一感测晶体管T3的源极/漏极中的一个与驱动晶体管T1的源极电性连接；第二感测晶体管T4的源极/漏极中的一个与高电位电源线电性连接；外部补偿电路的输入端与第一感测晶体管T3的源极/漏极中的另一个和第二感测晶体管T4的源极/漏极中的另一个电性连接，外部补偿电路的输出端与数据线DL电性连接，用于基于驱动晶体管T1的偏离斜率、正电源信号VDD的电位变化量以及流经驱动晶体管T1的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量，输出数据信号的电位与电位补偿量的叠加结果至数据线DL。
可以理解的是，本实施例提供的像素电路，通过第一感测晶体管T3、第二感测晶体管T4可以获取到驱动晶体管T1的源极电位、正电源信号VDD的实时电位VDDS，然后外部补偿电路可以基于驱动晶体管T1的偏离斜率、正电源信号VDD的电位变化量以及流经驱动晶体管T1的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量，输出数据信号的电位与电位补偿量的叠加结果至数据线DL，能够补偿正电源信号VDD的不同压降损耗以实现显示的均一性。
在其中一个实施例中，像素电路还包括第一布线、写入晶体管T2、第二布线以及第三布线；第一布线用于传输第一控制信号WR；写入晶体管T2的源极/漏极中的一个与数据线DL电性连接，写入晶体管T2的栅极与第一布线电性连接，写入晶体管T2的源极/漏极中的另一个与驱动晶体管T1的栅极电性连接；第二布线与第一感测晶体管T3的栅极电性连接，用于传输第二控制信号RD1；第三布线与第二感测晶体管T4的栅极电性连接，用于传输第三控制信号RD2；其中，第一控制信号WR与第二控制信号RD1相同。
在其中一个实施例中，像素电路还包括低电位电源线、存储电容Cst以及发光器件D1；低电位电源线用于传输负电源信号VSS；存储电容Cst的一端与写入晶体管T2的源极/漏极中的另一个电性连接，存储电容Cst的另一端与驱动晶体管T1的源极电性连接；发光器件D1的阳极与驱动晶体管T1的源极电性连接，发光器件D1的阴极与低电位电源线电性连接；其中，第三控制信号RD2异于第二控制信号RD1。
其中，发光器件D1可以但不限于为OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)，也可以为Micro-LED，还可以为Mini-LED。其中，Micro-LED显示具有自发光、高效率、低功耗、高集成、高稳定性、高响应速度等优良特性，已经在显示、光通信、生物医疗领域得到了较为广泛的应用。
在其中一个实施例中，外部补偿电路包括存储器和控制器20；存储器用于存储偏离斜率，偏离斜率为流经驱动晶体管T1的饱和区电流变化量与驱动晶体管T1的饱和区漏极电压变化量之比；控制器20与第一感测晶体管T3的源极/漏极中的另一个、第二感测晶体管T4的源极/漏极中的另一个、存储器以及数据线DL电性连接，用于基于驱动晶体管T1的偏离斜率、正电源信号VDD的电位变化量以及流经驱动晶体管T1的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量，输出数据信号的电位与电位补偿量的叠加结果至数据线DL。
在其中一个实施例中，发光电流计算公式为：I＝K1*(Vgs-Vth)2+K2*ΔV，其中，I为流经驱动晶体管T1的发光电流；K1为常数；K2为偏离斜率；Vgs为驱动晶体管T1的栅极-源极电位差；Vth为驱动晶体管T1的阈值电压；ΔV为正电源信号VDD的电位变化量。
在其中一个实施例中，电位变化量为正电源信号VDD的标称电位与正电源信号VDD的实时电位VDDS之差；其中，标称电位为未经传输损耗的理论电位。
需要进行说明的是，标称电位也可以为进入显示面板之前即没有发生传输压降损耗的理论电位。
在其中一个实施例中，控制器20根据数据信号的电位与驱动晶体管T1的源极电位之差，确定数据信号对应的驱动晶体管T1的初始栅极-源极电位差；保持流经驱动晶体管T1的发光电流不变的情况下，基于发光电流计算公式得到电位补偿量对应的驱动晶体管T1的标的栅极-源极电位差；确定标的栅极-源极电位差与初始栅极-源极电位差的相差结果作为电位补偿量。
在其中一个实施例中，外部补偿电路还包括模数转换器30和数模转换器10；模数转换器30的输入端与第一感测晶体管T3的源极/漏极中的另一个和第二感测晶体管T4的源极/漏极中的另一个电性连接，模数转换器30的输出端与控制器20电性连接；数模转换器10的输入端与控制器20电性连接，数模转换器10的输出端与数据线DL电性连接。
在其中一个实施例中，外部补偿电路还包括感测线GCL、选择开关SK以及稳压电容C；感测线GCL与第一感测晶体管T3的源极/漏极中的另一个和第二感测晶体管T4的源极/漏极中的另一个电性连接；选择开关SK的输入端与感测线GCL电性连接，选择开关SK的输出端与模数转换器30的输入端电性连接；稳压电容C的一端与选择开关SK的输入端电性连接，稳压电容C的另一端接地。
如图2所示，基于上述实施例，本申请提供的像素电路的工作阶段可以包括：
第一阶段S1：第三控制信号RD2为高电平，第二感测晶体管T4打开，控制器20可以获取到正电源信号VDD的实时电位VDDS。
第二阶段S2：第一控制信号WR、第二控制信号RD1均为高电平，第一感测晶体管T3、写入晶体管T2同时打开，写入数据信号至存储电容Cst的同时，控制器20可以获取到驱动晶体管T1的源极电位。
第三阶段S3：像素电路进行发光。
如图3所示，其中纵轴I表征为流经驱动晶体管T1的发光电流，横轴VD表征为驱动晶体管T1的漏极电位。需要进行说明的是，驱动晶体管T1对应的偏离斜率的确定，可以根据驱动晶体管T1的漏极电位与流经驱动晶体管T1的发光电流的关系曲线来确定，例如，关系曲线S10可以表征为驱动晶体管T1的漏极电位与流经驱动晶体管T1的发光电流的理想关系曲线，此种情况为一种理想状态，事实上，驱动晶体管T1的漏极电位与流经驱动晶体管T1的发光电流的实际关系曲线多为如S20所示，即使驱动晶体管T1工作于饱和区时，流经驱动晶体管T1的发光电流仍然以一定斜率进行变化，此时，可取S20的斜直线部分(即饱和区)上的两组点值，来确定驱动晶体管T1的偏离斜率。
如图4所示，在其中一个实施例中，本实施例提供一种像素电路的外部补偿方法，其包括以下步骤：
步骤S100：获取正电源信号VDD的实时电位VDDS和驱动晶体管T1的源极电位。
步骤S200：基于驱动晶体管T1的偏离斜率、正电源信号VDD的电位变化量以及流经驱动晶体管T1的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量。
以及步骤S300：根据数据信号的电位与电位补偿量的叠加结果，确定经过补偿后的数据信号。
可以理解的是，本实施例提供的像素电路的外部补偿方法，通过获取到的驱动晶体管T1的源极电位、正电源信号VDD的实时电位VDDS，可以得到正电源信号VDD的电位变化量、驱动晶体管T1的栅极-源极电位差，然后基于驱动晶体管T1的偏离斜率、流经驱动晶体管T1的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量，然后叠加电位补偿量至数据信号的电位，得到经过补偿后的数据信号，能够补偿正电源信号VDD的不同压降损耗以实现显示的均一性。
需要进行说明的是，在本实施例中，步骤S100、步骤S200以及步骤S300可以但不限于上述执行顺序，也可以根据需要以其他顺序执行，例如，不分先后顺序同时执行以上三个步骤。
在其中一个实施例中，本实施例提供一种显示面板，其包括上述任一实施例中的像素电路。
可以理解的是，本实施例提供的显示面板，通过第一感测晶体管T3、第二感测晶体管T4可以获取到驱动晶体管T1的源极电位、正电源信号VDD的实时电位VDDS，然后外部补偿电路可以基于驱动晶体管T1的偏离斜率、正电源信号VDD的电位变化量以及流经驱动晶体管T1的发光电流计算公式，得到数据信号对应的电位补偿量，输出数据信号的电位与电位补偿量的叠加结果至数据线DL，能够补偿正电源信号VDD的不同压降损耗以实现显示的均一性。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的像素电路及显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种像素电路，其特征在于，包括：
数据线，用于传输数据信号；
高电位电源线，用于传输正电源信号；
驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极与所述数据线电性连接，所述驱动晶体管的漏极与所述高电位电源线电性连接；
第一感测晶体管，所述第一感测晶体管的源极/漏极中的一个与所述驱动晶体管的源极电性连接；
第二感测晶体管，所述第二感测晶体管的源极/漏极中的一个与所述高电位电源线电性连接；以及
外部补偿电路，所述外部补偿电路的输入端与所述第一感测晶体管的源极/漏极中的另一个和所述第二感测晶体管的源极/漏极中的另一个电性连接，所述外部补偿电路的输出端与所述数据线电性连接，用于基于所述驱动晶体管的偏离斜率、所述正电源信号的电位变化量以及流经所述驱动晶体管的发光电流计算公式，得到所述数据信号对应的电位补偿量，输出所述数据信号的电位与所述电位补偿量的叠加结果至所述数据线。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括：
第一布线，用于传输第一控制信号；
写入晶体管，所述写入晶体管的源极/漏极中的一个与所述数据线电性连接，所述写入晶体管的栅极与所述第一布线电性连接，所述写入晶体管的源极/漏极中的另一个与所述驱动晶体管的栅极电性连接；
第二布线，与所述第一感测晶体管的栅极电性连接，用于传输第二控制信号；以及
第三布线，与所述第二感测晶体管的栅极电性连接，用于传输第三控制信号；
其中，所述第一控制信号与所述所述第二控制信号相同。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括：
低电位电源线，用于传输负电源信号；
存储电容，所述存储电容的一端与所述写入晶体管的源极/漏极中的另一个电性连接，所述存储电容的另一端与所述驱动晶体管的源极电性连接；以及
发光器件，所述发光器件的阳极与所述驱动晶体管的源极电性连接，所述发光器件的阴极与所述低电位电源线电性连接；
其中，所述第三控制信号异于所述第二控制信号。
4.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述外部补偿电路包括：
存储器，用于存储所述偏离斜率，所述偏离斜率为流经所述驱动晶体管的饱和区电流变化量与所述驱动晶体管的饱和区漏极电压变化量之比；和
控制器，与所述第一感测晶体管的源极/漏极中的另一个、所述第二感测晶体管的源极/漏极中的另一个、所述存储器以及所述数据线电性连接，用于基于所述驱动晶体管的偏离斜率、所述正电源信号的电位变化量以及流经所述驱动晶体管的发光电流计算公式，得到所述数据信号对应的电位补偿量，输出所述数据信号的电位与所述电位补偿量的叠加结果至所述数据线。
5.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述发光电流计算公式为：I＝K1*(Vgs-Vth)2+K2*ΔV
其中，I为流经所述驱动晶体管的发光电流；K1为常数；K2为所述偏离斜率；Vgs为所述驱动晶体管的栅极-源极电位差；Vth为所述驱动晶体管的阈值电压；ΔV为所述正电源信号的电位变化量。
6.根据权利要求5所述的像素电路，其特征在于，所述电位变化量为所述正电源信号的标称电位与所述正电源信号的实时电位之差；其中所述标称电位为未经传输损耗的理论电位。
7.根据权利要求6所述的像素电路，其特征在于，所述控制器根据所述数据信号的电位与所述驱动晶体管的源极电位之差，确定所述数据信号对应的所述驱动晶体管的初始栅极-源极电位差；保持流经所述驱动晶体管的发光电流不变的情况下，基于所述发光电流计算公式得到所述电位补偿量对应的所述驱动晶体管的标的栅极-源极电位差；确定所述标的栅极-源极电位差与所述初始栅极-源极电位差的相差结果作为所述电位补偿量。
8.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述外部补偿电路还包括：
模数转换器，所述模数转换器的输入端与所述第一感测晶体管的源极/漏极中的另一个和所述第二感测晶体管的源极/漏极中的另一个电性连接，所述模数转换器的输出端与所述控制器电性连接；和
数模转换器，所述数模转换器的输入端与所述控制器电性连接，所述数模转换器的输出端与所述数据线电性连接。
9.根据权利要求8所述的像素电路，其特征在于，所述外部补偿电路还包括：
感测线，所述感测线与所述第一感测晶体管的源极/漏极中的另一个和所述第二感测晶体管的源极/漏极中的另一个电性连接；
选择开关，所述选择开关的输入端与所述感测线电性连接，所述选择开关的输出端与所述模数转换器的输入端电性连接；以及
稳压电容，所述稳压电容的一端与所述选择开关的输入端电性连接，所述稳压电容的另一端接地。
10.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的像素电路。
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