CN115512657A - 像素驱动电路及其驱动方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

本申请属于显示领域，具体涉及一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板，像素驱动电路包括驱动晶体管、四个开关晶体管、两个电容和有机发光二极管，第一开关晶体管连接第一控制线、参考电源线和第一节点，第二开关晶体管连接扫描线、数据线和第一节点，驱动晶体管连接第一节点、驱动电源线和第二节点，第一电容连接第一节点和第三节点，第二电容连接第三节点和有机发光二极管的阴极，第三开关晶体管连接第三节点、第二节点和第二控制线，第四开关晶体管连接第二节点、有机发光二极管的阳极和第三控制线。像素驱动电路中有OLED的驱动电流由数据线电压和参考电源线电压控制，不受阈值电压影响，即消除了阈值电压漂移导致的显示不均匀问题。

Description

像素驱动电路及其驱动方法、显示面板
技术领域
本申请属于显示领域，具体涉及一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板。
背景技术
有机发光二极管（OLED）显示面板具有低功耗、高色域、高亮度、高分辨率、宽视角、高响应速度等优点，因此广泛地用于手机、笔记本及电视等电子产品中。
现有的2T1C像素驱动电路，通过对有机发光二极管施加不同的直流驱动电压，使得有机发光二极管在不同的灰阶值下显示所需要的色彩和亮度。2T1C像素驱动电路中，驱动晶体管一直处于导通状态，有机发光二极管长时间处于直流偏置状态，阈值电压会随着工作时长不断增大，即阈值电压漂移，阈值电压漂移会导致有机发光二极管驱动电流减小，进而导致有机发光二极管亮度衰减。不同子像素中有机发光二极管亮度衰减不同，进而导致显示面板产生亮度不均现象，严重影响显示面板的显示效果。
发明内容
本申请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，以改善或消除有机发光二极管的阈值电压漂移导致的显示不均匀问题。
为了达到上述目的，本申请提供了一种像素驱动电路，包括有机发光二极管，所述像素驱动电路还包括：
第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的控制端连接第一控制线，所述第一开关晶体管的第一端连接参考电源线，所述第一开关晶体管的第二端连接第一节点；
第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的控制端用于连接扫描线，所述第二开关晶体管的第一端用于连接数据线，所述第二开关晶体管的第二端连接所述第一节点；
驱动晶体管，所述驱动晶体管的控制端连接所述第一节点，所述驱动晶体管的第一端连接驱动电源线，所述驱动晶体管的第二端连接第二节点；
第一电容，连接所述第一节点和第三节点；
第二电容，连接所述第三节点和所述有机发光二极管的阴极；
第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的第一端和第二端一一对应连接所述第三节点和所述第二节点，所述第三开关晶体管的控制端连接第二控制线；
第四开关晶体管，所述第四开关晶体管的第一端和第二端一一对应连接所述第二节点和所述有机发光二极管的阳极，所述第四开关晶体管的控制端连接第三控制线。
可选的，所述驱动电源线连接交流电源。
可选的，所述驱动电源线为所述第二控制线。
可选的，所述第一开关晶体管、所述第二开关晶体管、所述第三开关晶体管以及所述第四开关晶体管均为N型开关晶体管。
可选的，所述第一电容的电容量和所述第二电容的电容量相等。
可选的，所述有机发光二极管的阴极与地线连接。
本申请还提供一种像素驱动电路的驱动方法，所述像素驱动电路的驱动方法用于所述像素驱动电路，所述像素驱动电路的驱动方法包括：
在采样阶段，控制所述第一开关晶体管和所述第三开关晶体管开启且所述第二开关晶体管和所述第四开关晶体管关闭，为所述第一电容和所述第二电容充电；
在数据写入阶段，控制所述第二开关晶体管开启且所述第一开关晶体管、所述第三开关晶体管和所述第四开关晶体管关闭，使所述数据线信号通过所述第二开关晶体管写入所述第一电容和所述第二电容；
在发光阶段，控制所述第三开关晶体管和所述第四开关晶体管开启且所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管关闭，使驱动电流流过所述有机发光二极管以使其发光。
可选的，所述第一开关晶体管、所述第二开关晶体管、所述第三开关晶体管以及所述第四开关晶体管均为N型开关晶体管，所述驱动电源线为所述第二控制线，所述像素驱动电路的驱动方法包括：
在所述采样阶段，控制所述第一控制线和所述第二控制线输出高电平且控制所述第三控制线、所述扫描线和所述数据线输出低电平；
在所述数据写入阶段，控制所述第一控制线、所述第二控制线和所述第三控制线输出低电平且所述扫描线和所述数据线输出高电平；
在所述发光阶段，控制所述第二控制线和所述第三控制线输出高电平且所述第一控制线、所述扫描线和所述数据线输出低电平。
可选的，所述有机发光二极管的阴极与地线连接，在所述采样阶段前，所述像素驱动电路的驱动方法包括：
在复位阶段，控制所述第一控制线、所述第二控制线、所述第三控制线和所述数据线输出低电平，所述数据线的低电平为0，且控制所述扫描线输出高电平，使所述第一电容和所述第二电容的电荷复位为0。
本申请还提供一种显示面板，包括：
像素驱动电路；
扫描线，与所述第二开关晶体管的控制端连接；
数据线，与所述第二开关晶体管的第一端连接。
本申请公开的像素驱动电路及其驱动方法、显示面板具有以下有益效果：
本申请中，像素驱动电路中有机发光二极管的驱动电流IOLED由数据线电压VDATA和参考电源线电压Vref控制，不受驱动晶体管阈值电压影响，即使不同子像素的阈值电压漂移不同，有机发光二极管驱动电流及亮度也相同，即消除了阈值电压漂移导致的显示不均匀问题。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实施例一中像素驱动电路的示意图。
图2是本实施例一中像素驱动电路的工作时序图。
图3是本申请实施例二中像素驱动电路的驱动方法示意图。
图4是本申请实施例四中显示面板的结构示意图。
附图标记说明：
D1、有机发光二极管；M1、驱动晶体管；T1、第一开关晶体管；T2、第二开关晶体管；T3、第三开关晶体管；T4、第四开关晶体管；Cst1、第一电容；Cst2、第二电容；G、第一节点；S、第二节点；A、第三节点；Ctr1、第一控制线；Ctr2、第二控制线；Ctr3、第三控制线；SCAN、扫描线；DATA、数据线。
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范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，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。
此外，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例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本申请各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
实施例一
参见图1和图2所示，像素驱动电路包括有机发光二极管D1、驱动晶体管M1、第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3、第四开关晶体管T4、第一电容Cst1和第二电容Cst2。
第一开关晶体管T1的控制端连接第一控制线Ctr1，第一开关晶体管T1的第一端连接参考电源线，参考电源线的提供参考电压Vref，第一开关晶体管T1的第二端连接第一节点G。第二开关晶体管T2的控制端用于连接扫描线SCAN，第二开关晶体管T2的第一端用于连接数据线DATA，第二开关晶体管T2的第二端连接第一节点G。驱动晶体管M1的控制端连接第一节点G，驱动晶体管M1的第一端连接驱动电源线，驱动电源线提供的电源电压为Vdd，驱动晶体管M1的第二端连接第二节点S。
第一电容Cst1连接第一节点G和第三节点A，第二电容Cst2连接第三节点A和有机发光二极管D1的阴极。第三开关晶体管T3的第一端和第二端一一对应连接第三节点A和第二节点S，第三开关晶体管的控制端连接第二控制线Ctr2。第四开关晶体管T4的第一端和第二端一一对应连接第二节点S和有机发光二极管D1的阳极，第四开关晶体管T4的控制端连接第三控制线Ctr3。
像素驱动电路中，驱动晶体管M1、第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3以及第四开关晶体管T4的控制端为栅极，第一端和第二端其中一者为源极，另一者为漏极，具体可根据驱动晶体管和开关晶体管的类型设置。
本实施例中，有机发光二极管D1发光时，其驱动电流IOLED为:
Figure 689648DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，C1为第一电容Cst1的电容量，C2为第二电容Cst2的电容量，μ为载流子迁移率，W为沟道宽度，L为沟道长度，CGI为栅极电容，VDATA为数据线DATA的电压，Vref为参考电源线的参考电压。
在2T1C像素驱动电路中，有机发光二极管D1的驱动电流IOLED为:
Figure 238441DEST_PATH_IMAGE002
，
其中，Vdd为驱动电源电压，Vth为阈值电压。
载流子迁移率μ、沟道宽度W、沟道长度L及栅极电容CGI与驱动晶体管M1的材料及结构有关，电容量C1、C2由电容确定，数据线电压VDATA和参考电源线电压Vref分别由数据线DATA和参考电源线确定，也就是说，与2T1C像素驱动电路相比，本实施例的像素驱动电路中驱动电流IOLED由数据线电压VDATA和参考电源线电压Vref控制，不受驱动晶体管M1阈值电压影响，即使不同子像素的阈值电压漂移不同，有机发光二极管D1驱动电流及亮度也相同，即消除了阈值电压漂移导致的显示不均匀问题。
此外，2T1C像素驱动电路中驱动电流IOLED还受驱动电源电压影响，驱动电源线本身存在一定程度的内阻R，其实际传递到有机发光二极管D1的驱动电源电压Vdd为Vdd-IOLED×R，驱动电源的电压压降也是导致有机发光二极管D1亮度不均的原因之一。
本实施例中，像素驱动电路中驱动电流IOLED由数据线电压VDATA和参考电源线电压Vref控制，不受驱动电源电压Vdd影响，而参考电源线电压Vref仅用于驱动晶体管M1的栅极供电，其电流小，产生的电压压降也小，即本实施例中像素驱动电路消除了驱动电源电压压降影响，改善了驱动电源电压压降引起的显示不均匀问题。
在一些实施例中，第一电容Cst1和第二电容Cst2的电容量相等，即电容量C1=C2，有机发光二极管D1发光时，其驱动电流IOLED为：
Figure 795324DEST_PATH_IMAGE003
。
在第一电容Cst1和第二电容Cst2的电容量相等时，有机发光二极管的驱动电流IOLED由数据线电压VDATA和参考电源线电压Vref控制，不受第一电容Cst1和第二电容Cst2的电容量影响，可减小存储电容差异导致的显示不均匀。
参见图1所示，驱动电源线连接交流电源，即本实施例的像素驱动电路中驱动电源为交流电。
在2T1C像素驱动电路中，驱动电源电压为Vdd且为直流电，有机发光二极管D1长时间处于直流偏置状态，导致有机发光二极管D1加速老化。本实施例中，驱动电源为交流电，可避免有机发光二极管D1长期处于直流偏置状态，可在一定程度上延长有机发光二极管D1的寿命。
需要说明的是，驱动电源线可连接交流电源，但不限于此，驱动电源线也可连接直流电源，具体可视情况而定。
参见图1所示，驱动电源线为第二控制线Ctr2。本实施例中，驱动电源为交流电且驱动电源的时序与第二控制线Ctr2的控制信号时序相同，因此，驱动电源线和第二控制线Ctr2可共用一条线，这样设计，可减少驱动电源线占用的空间。
需要说明的是，驱动电源线和第二控制线Ctr2可共用一条线，但不限于此，驱动电源线和第二控制线Ctr2也可分别设置，具体可视情况而定。
参见图1所示，第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3以及第四开关晶体管T4均为N型开关晶体管。
在驱动电源线和第二控制线Ctr2共用一条线时，需驱动电源和第二控制线Ctr2的控制信号时序同步，第二控制线Ctr2控制第三晶体管T3，在第二控制线Ctr2输出高电平时，第三晶体管T3开启，第二控制线Ctr2输出低电平时，第三晶体管T3关闭，也就是说，第三晶体管T3为N型开关晶体管。在第三晶体管T3为N型开关晶体管的情况下，第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2以及第四开关晶体管T4均为N型开关晶体管，可简化像素驱动电路，降低显示面板的制造成本。
参见图1所示，有机发光二极管D1的阴极与地线GL连接，第二电容Cst2连接有机发光二极管D1的阴极，即第二电容Cst2一端接地。
将第二电容Cst2一端接地，可清除第二电容Cst2的残余电荷，防止上一帧的残余电荷对下一帧造成影响，可改善显示面板显示均一性、闪烁、残像等问题。
实施例二
实施例二中像素驱动电路的驱动方法用于实施例一中像素驱动电路，参见图3所示，像素驱动电路的驱动方法包括：
S200：在采样阶段，控制第一开关晶体管T1和第三开关晶体管T3开启且第二开关晶体管T2和第四开关晶体管T4关闭，为第一电容Cst1和第二电容Cst2充电；
S300：在数据写入阶段，控制第二开关晶体管T2开启且第一开关晶体管T1、第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4关闭，使数据线DATA信号通过第二开关晶体管T2写入第一电容Cst1和第二电容Cst2；
S400：在发光阶段，控制第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4开启且第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2关闭，使驱动电流流过有机发光二极管D1以使其发光。
在采样阶段，第一开关晶体管T1和第三开关晶体管T3开启后，驱动晶体管M1有电流流过，通过第三开关晶体管T3第一电容Cst1和第二电容Cst2充电，直到达到稳定临界点，此时：
VGS=VC1=VG-VS=Vth，
其中，VGS为第一节点G和第二节点S之间电压差，VC1为第一电容Cst1两端电压，VG和VS分别为第一节点G和第二节点S的电压，Vth为驱动晶体管M1的阈值电压。第三节点A电压VA为：
VA=VS=Vref-Vth。
在数据写入阶段，第二开关晶体管T2开启，数据电压通过第二开关晶体管T2写入，根据电容耦合作用可得出第三节点A电压VA为：
Figure 796778DEST_PATH_IMAGE004
。
由于此时VG=VDATA，则第一电容Cst1的电压VC1可表示为：
Figure 730099DEST_PATH_IMAGE005
。
在发光阶段，第三开关晶体管T3和第四开关晶体管T4开启，此阶段驱动电流流过有机发光二极管D1使其发光，驱动电流IOLED可表达为：
Figure 398978DEST_PATH_IMAGE006
参见图2所示，第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2、第三开关晶体管T3以及第四开关晶体管T4均为N型开关晶体管，驱动电源线为第二控制线Ctr2，像素驱动电路的驱动方法包括：
在采样阶段，控制第一控制线Ctr1和第二控制线Ctr2输出高电平且控制第三控制线Ctr3、扫描线SCAN和数据线DATA输出低电平；
在数据写入阶段，控制第一控制线Ctr1、第二控制线Ctr2和第三控制线Ctr3输出低电平且扫描线SCAN和数据线DATA输出高电平；
在发光阶段，控制第二控制线Ctr2和第三控制线Ctr3输出高电平且第一控制线Ctr1、扫描线SCAN和数据线DATA输出低电平。
驱动电源为交流电且驱动电源的时序与第二控制线Ctr2的控制信号时序相同，驱动电源线和第二控制线Ctr2可共用一条线，这样设计，可减少驱动电源线占用的空间。
参见图1至图3所示，有机发光二极管D1的阴极与地线GL连接，在采样阶段前，像素驱动电路的驱动方法包括：
S100：在复位阶段，控制第一控制线Ctr1、第二控制线Ctr2、第三控制线Ctr3和数据线DATA输出低电平，数据线的低电平为0，且控制扫描线SCAN输出高电平，扫描线SCAN的高电平保持一段时间即可，使第一电容Cst1和第二电容Cst2的电荷复位为0。
在复位阶段，第一电容Cst1和第二电容Cst2的电荷复位为0，清除了存储电容的残余电荷，可防止上一帧的残余电荷对下一帧造成影响，进而可改善显示面板显示均一性、闪烁、残像等问题。
参见图4所示，显示面板包括扫描线SCAN、数据线DATA和实施例一公开的像素驱动电路。扫描线SCAN与第二开关晶体管T2的控制端连接，数据线DATA与第二开关晶体管T2的第一端连接。
显示面板包括像素驱动电路，像素驱动电路中有机发光二极管D1的驱动电流IOLED由数据线电压VDATA和参考电源线电压Vref控制，不受驱动晶体管M1阈值电压影响，即使不同子像素的阈值电压漂移不同，有机发光二极管D1驱动电流及亮度也相同，即消除了阈值电压漂移导致的显示不均匀问题。
术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，故但凡依本申请的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本申请专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种像素驱动电路，包括有机发光二极管，其特征在于，所述像素驱动电路还包括：
第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的控制端连接第一控制线，所述第一开关晶体管的第一端连接参考电源线，所述第一开关晶体管的第二端连接第一节点；
第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的控制端用于连接扫描线，所述第二开关晶体管的第一端用于连接数据线，所述第二开关晶体管的第二端连接所述第一节点；
驱动晶体管，所述驱动晶体管的控制端连接所述第一节点，所述驱动晶体管的第一端连接驱动电源线，所述驱动晶体管的第二端连接第二节点；
第一电容，连接所述第一节点和第三节点；
第二电容，连接所述第三节点和所述有机发光二极管的阴极；
第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的第一端和第二端一一对应连接所述第三节点和所述第二节点，所述第三开关晶体管的控制端连接第二控制线；
第四开关晶体管，所述第四开关晶体管的第一端和第二端一一对应连接所述第二节点和所述有机发光二极管的阳极，所述第四开关晶体管的控制端连接第三控制线。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述驱动电源线连接交流电源。
3.根据权利要求2所述的像素驱动电路，其特征在于，所述驱动电源线为所述第二控制线。
4.根据权利要求3所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一开关晶体管、所述第二开关晶体管、所述第三开关晶体管以及所述第四开关晶体管均为N型开关晶体管。
5.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一电容的电容量和所述第二电容的电容量相等。
6.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述有机发光二极管的阴极与地线连接。
7.一种像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，所述像素驱动电路的驱动方法用于权利要求1~6任意一项所述的像素驱动电路，所述像素驱动电路的驱动方法包括：
在采样阶段，控制所述第一开关晶体管和所述第三开关晶体管开启且所述第二开关晶体管和所述第四开关晶体管关闭，为所述第一电容和所述第二电容充电；
在数据写入阶段，控制所述第二开关晶体管开启且所述第一开关晶体管、所述第三开关晶体管和所述第四开关晶体管关闭，使所述数据线信号通过所述第二开关晶体管写入所述第一电容和所述第二电容；
在发光阶段，控制所述第三开关晶体管和所述第四开关晶体管开启且所述第一开关晶体管和所述第二开关晶体管关闭，使驱动电流流过所述有机发光二极管以使其发光。
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，所述第一开关晶体管、所述第二开关晶体管、所述第三开关晶体管以及所述第四开关晶体管均为N型开关晶体管，所述驱动电源线为所述第二控制线，所述像素驱动电路的驱动方法包括：
在所述采样阶段，控制所述第一控制线和所述第二控制线输出高电平且控制所述第三控制线、所述扫描线和所述数据线输出低电平；
在所述数据写入阶段，控制所述第一控制线、所述第二控制线和所述第三控制线输出低电平且所述扫描线和所述数据线输出高电平；
在所述发光阶段，控制所述第二控制线和所述第三控制线输出高电平且所述第一控制线、所述扫描线和所述数据线输出低电平。
9.根据权利要求8所述的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，所述有机发光二极管的阴极与地线连接，在所述采样阶段前，所述像素驱动电路的驱动方法包括：
在复位阶段，控制所述第一控制线、所述第二控制线、所述第三控制线和所述数据线输出低电平，所述数据线的低电平为0，且控制所述扫描线输出高电平，使所述第一电容和所述第二电容的电荷复位为0。
10.一种显示面板，其特征在于，包括：
如权利要求1~6任意一项所述的像素驱动电路；
扫描线，与所述第二开关晶体管的控制端连接；
数据线，与所述第二开关晶体管的第一端连接。
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