CN217544126U - 像素驱动电路和显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种像素驱动电路和显示装置。像素驱动电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、驱动晶体管、第一储能元件、第二储能元件和发光元件。第一开关单元的第一端连接第一电源信号端，第二端连接驱动晶体管的第一端；第二开关单元的第一端、第一储能元件的第一端和驱动晶体管的控制端，均连接第一节点A；第三开关单元的第一端、第一储能元件的第二端和第二储能元件的第一端，均连接第二节点B，第三开关单元的第二端连接第二电源信号端；驱动晶体管的第二端，第二储能元件的第二端和发光元件的第一端，均连接第三节点E，发光元件的第二端连接第二电源信号端。本申请能够提高显示均匀性。

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，具体涉及一种像素驱动电路和显示装置。

背景技术

一般的像素驱动电路由两个晶体管、一个储存储能元件及发光器件组成。影响发光器件驱动电流和发光亮度的因素有阀值电压和电源电压。阀值电压存在非均匀性问题且会随着工作时间的增加而发生漂移。电源线本身存在一定程度的内阻，实际应用中会存在电源电压压降的现象，电源电压压降也是导致发光器件亮度不均的原因。从而，阀值电压漂移和电源电压压降导致发光器件亮度不均匀，显示效果较差。

实用新型内容

本申请的一个目的在于提出一种像素驱动电路和显示装置。本申请能够提高显示亮度均匀性。

本申请第一方面提供了一种像素驱动电路，包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、驱动晶体管、第一储能元件、第二储能元件和发光元件，其中，

所述第一开关单元的第一端连接第一电源信号端，第二端连接所述驱动晶体管的第一端，所述第一开关单元用于响应第一扫描信号以打开；

所述第二开关单元的第一端、所述第一储能元件的第一端和所述驱动晶体管的控制端，均连接第一节点A，所述第二开关单元的第二端用于接收数据信号，所述第二开关单元的控制端用于响应第二扫描信号以打开；

所述第三开关单元的第一端、所述第一储能元件的第二端和所述第二储能元件的第一端，均连接第二节点B，所述第三开关单元的第二端连接第二电源信号端，所述第三开关单元的控制端用于响应所述第二扫描信号以打开；

所述驱动晶体管的第二端，所述第二储能元件的第二端和所述发光元件的第一端，均连接第三节点E，所述发光元件的第二端连接所述第二电源信号端。

在本申请的一示例性实施例中，所述第一开关单元为第一开关晶体管，所述第二开关单元为第二开关晶体管，所述第三开关单元为第三开关晶体管，其中，

所述第一开关晶体管的控制端连接第一扫描信号线；所述第一扫描信号线用于提供所述第一扫描信号；

所述第二开关晶体管的控制端连接第二扫描信号线；所述第二扫描信号线用于提供所述第二扫描信号；

所述第二开关晶体管的控制端连接所述第二扫描信号线。

在本申请的一示例性实施例中，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和所述驱动晶体管均为氧化物薄膜晶体管。

在本申请的一示例性实施例中，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和所述驱动晶体管均为N型薄膜晶体管。

在本申请的一示例性实施例中，所述第一扫描信号线和所述第二扫描信号线沿扫描方向依次排布。

在本申请的一示例性实施例中，所述发光元件为有机发光二极管，所述有机发光二极管的阳极连接所述第三节点E，所述有机发光二极管的阴极连接所述第二电源信号端。

在本申请的一示例性实施例中，所述第一电源信号端输出的第一电源信号为直流高电平信号，所述第二电源信号端输出的第二电源信号为直流低电平信号。

在本申请的一示例性实施例中，所述第一储能元件为第一电容，所述第二储能元件为第二电容。

根据本申请第二方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括基板和多个像素组，所述基板具有显示区，所述多个像素组位于所述显示区，所述像素组包括：

如前所述的像素驱动电路；

电源线，与第一开关单元连接；

数据线，与第二开关单元连接；

第一扫描信号线，与第一开关单元连接；

第二扫描信号线，与第二开关单元和第三开关单元连接。

在本申请的一示例性实施例中，所述基板还具有环绕所述显示区设置的非显示区；

所述显示装置还包括位于所述非显示区的栅极驱动电路，所述栅极驱动电路与所述第一扫描信号线、所述第二扫描信号线连接。

本申请提供的像素驱动电路包括三个开关单元、两个储能元件、驱动晶体管以及发光元件，通过两个扫描信号控制各个开关单元打开或者关闭，从而能够通过多个阶段，消除阀值电压和电源电压的影响，提升发光元件亮度的均匀性，从而提升显示效果。

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的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参考附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1示出了本申请实施例一涉及的像素驱动电路的示意图。

图2示出了本申请实施例一涉及的另一像素驱动电路的示意图。

图3示出了图1中像素驱动电路的驱动时序示意图。

图4示出了图1中像素驱动电路在数据写入阶段的等效电路图。

图5示出了图1中像素驱动电路在发光阶段的等效电路图。

图6示出了本申请实施例三的显示装置中像素驱动电路与各线路的连接关系示意图。

附图标号说明：

11-第一开关单元，12-第二开关单元，13-第三开关单元，14-第一储能元件，15-第二储能元件，16-电源线，17-第一扫描信号线，18-第二扫描信号线，19-数据线；

M1-第一开关晶体管，M2-第二开关晶体管，M3-第三开关晶体管，DT-驱动开关晶体管，C1-第一电容，C2-第二电容，A-第一节点，B-第二节点，E-第三节点，L-发光元件，VDD-第一电源信号，VSS-第二电源信号，Vdata-数据信号，SEL1-第一扫描信号，SEL2-第二扫描信号。

具体实施方式

尽管本申请可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本申请原理的示范性说明，而并非旨在将本申请限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本申请的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本申请的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本申请的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

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，提供这些示例实施方式使得本申请的描述将更加全面和完整，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。附图仅为本申请的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

以下结合本说明书的附图，对本申请的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

实施例一

本申请实施例提供了一种像素驱动电路。如图1所示，像素驱动电路包括：第一开关单元11、第二开关单元12、第三开关单元13、驱动晶体管DT、第一储能元件14、第二储能元件15和发光元件L。

其中，第一开关单元11、第二开关单元12、第三开关单元13、驱动晶体管DT、第一储能元件14、第二储能元件15和发光元件L，均具有第一端和第二端。其中，第一开关单元11、第二开关单元12、第三开关单元13和驱动晶体管DT，还具有控制端。第一开关单元11、第二开关单元12、第三开关单元13、驱动晶体管DT、第一储能元件14、第二储能元件15和发光元件L之间的关系如下。

第一开关单元11的第一端连接第一电源信号端，第二端连接驱动晶体管DT的第一端，第一开关单元11用于响应第一扫描信号SEL1以打开；

第二开关单元12的第一端、第一储能元件14的第一端和驱动晶体管DT的控制端，均连接第一节点A，第二开关单元12的第二端用于接收数据信Vdata，第二开关单元12的控制端用于响应第二扫描信号SEL2以打开；

第三开关单元13的第一端、第一储能元件14的第二端和第二储能元件19的第一端，均连接第二节点B，第三开关单元13的第二端连接第二电源信号端，第三开关单元13的控制端用于响应第二扫描信号SEL2以打开；

驱动晶体管DT的第二端，第二储能元件15的第二端和发光元件L的第一端，均连接第三节点E，发光元件L的第二端连接第二电源信号端。

在本申请的实施例中，通过两个扫描信号控制各个开关单元打开或者关闭，从而能够通过多个阶段，消除阀值电压和电源电压的影响，提升发光元件L亮度的均匀性，从而提升显示效果。

示例地，如图2所示，第一开关单元11为第一开关晶体管M1，第二开关单元12为第二开关晶体管M2，第三开关单元13为第三开关晶体管M3，其中，第一开关晶体管M1的控制端连接第一扫描信号线；第二开关晶体管M2的控制端连接第二扫描信号线；第二开关晶体管M2的控制端连接第二扫描信号线。第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第三开关晶体管M3和驱动开关晶体管所对应的第一端和第二端中，有一端是源极，另一端是漏极。其中，第一扫描信号线用于提供第一扫描信号，第二扫描信号线用于提供第二扫描信号。

示例地，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第三开关晶体管M3和驱动晶体管DT均为氧化物薄膜晶体管。即：各晶体管的有源层的材料可为氧化物，例如，可采用IZGO(Indium GaLium Zinc Oxide，铟锌氧化物)等金属氧化物材料，相比a-Si(非晶硅)薄膜晶体管，IGZO薄膜晶体管在性能上主要有3大优势，分别是高精度、低功耗与高触控性能，主要的供货目标是平板电脑、超级本这些电子显示产品。

示例地，第一储能元件14为第一电容C1，第二储能元件15为第二电容C2。

此外，IGZO薄膜晶体管相比于低温多晶硅(LTPS)薄膜晶体管，无需通过照射激光使半导体层结晶，因此具有可轻松加大玻璃基板尺寸的特点，由于IGZO薄膜晶体管制程工艺与a-Si薄膜晶体管制程工艺相似度极高，加上IZGO的电子迁移率高，可以应用与生产LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示装置)以及OLED显示装置。

举例而言，各晶体管可为底栅型，即：晶体管的栅极位于有源层的下方(靠近玻璃基板的一侧)，以能够适当减薄产品，但不限于此，各晶体管也可为顶栅型，视具体情况而定。

此外，各晶体管可为增强型或耗尽型晶体管，本申请实施例对此不做具体限定。

示例地，第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第三开关晶体管M3和驱动晶体管DT均为N型薄膜晶体管。则各个晶体管的驱动电压对应为高电平电压；基于此，前述第一电源信号VDD可为直流高电平信号，第二电源信号VSS可为直流低电平信号。

应当理解的是，像素驱动电路中各晶体管不限于前述提到的N型薄膜晶体管，也可以均为P型薄膜晶体管。在各晶体管均为P型薄膜晶体管时：各个晶体管的驱动电压可对应为低电平电压；基于此，第一电源信号VDD可以为直流低电平信号，第二电源信号VSS可以为直流高电平信号。

示例地，发光元件L可为电流驱动型发光元件L，由流经驱动晶体管DT的电流控制其进行发光，例如：发光元件L可为有机发光二极管(OLED)，也就是说，此像素驱动电路可应用于OLED显示装置。

在像素驱动电路中，各晶体管均为N型薄膜晶体管时，发光元件L的第一端为OLED的阳极，发光元件L的第二端为OLED的阴极。在像素驱动电路中，各晶体管均为P型薄膜晶体管时，发光元件L的第一端为OLED的阴极，发光元件L的第二端为OLED的阳极。

示例地，发光元件L为有机发光二极管，有机发光二极管的阳极连接第三节点E，有机发光二极管的阴极连接第二电源信号端。

示例地，第一扫描信号线和第二扫描信号线沿扫描方向依次排布。

应当理解的是，各个晶体管的第一端并不都限定为漏极或者都限定为源极，各个晶体管的第二端也并不都限定为漏极或者都限定为源极。只要在晶体管打开时，该晶体管的第一端和第二端，相应的源极和漏极的设置能够使得该晶体管导通即可。

基于此，通过两个扫描信号控制各个开关单元打开或者关闭，从而能够通过多个阶段，消除阀值电压和电源电压的影响，提升发光元件亮度的均匀性，从而提升显示效果。

实施例二

基于实施例一提供的像素驱动电路，本申请实施例二还提供一种驱动方法，驱动方法包括：

在复位阶段，利用第一扫描信号1打开第一开关晶体管M1，利用第二扫描信号2打开第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3，且将第一电源信号VDD置为低电平；

在采样阶段，将第一电源信号VDD从低电平切换至高电平；

在数据写入阶段，利用第一扫描信号1关闭第一开关晶体管M1，利用第二扫描信号2打开第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3；

在发光阶段，利用第一扫描信号1打开第一开关晶体管M1，利用第二扫描信号2关闭第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3。

下面结合图3示出的像素驱动电路的工作时序图对图1中像素驱动电路对应的驱动方法进行详细说明。

图3所示的像素驱动电路的工作时序图示出了第一扫描信号SEL1、第二扫描信号SEL2和第一电源信号VDD在四个时段的电平状态。

参照图3和图2，在复位阶段，第一扫描信号SEL1为高电平，第二扫描信号SEL2为高电平，第一电源信号VDD为低电平。第一开关单元11、第二开关单元12和第三开关单元13均打开。则第一节点A的电压通过第二开关单元12被充电至Vref，第二节点B点电压被复位至GND。

参照图3和图2，在采样阶段，第一扫描信号SEL1为高电平，第二扫描信号SEL2为高电平，第一电源信号VDD变为高电平。则第三节点E对应的驱动晶体管DT的源极会被充电，直到驱动晶体管DT关闭，充电结束时，V_E＝Vref-V_TH，V_TH为M3的阀值电压，为保证此阶段发光元件L不发光，需要满足V_C<V_{TH_L}，V_{TH_L}为发光元件L的阀值电压。

参照图3和图4，在数据写入阶段，第一扫描信号SEL1为低电平，第二扫描信号SEL2为高电平；则A点通过M2充电至Vdata+Vref，B点电压仍维持GND，则VAC＝Vdata+VTH。在该阶段，第一开关晶体管M1关闭，第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3均打开。

参照图3和图5，在发光阶段，第一扫描信号SEL1为高电平，第二扫描信号SEL2为低电平。此阶段E点会被充电至V_L，当V_L＞V_{TH_L}时发光元件L发光，由于电容储能作用第一节点A点的电压变为Vdata+V_TH+V_L。在该阶段，第一开关晶体管M1打开，第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3均关闭。此阶段流过发光元件L的电流可表达为：

μ为载流子迁移率，W为沟道宽度，L为沟道长度，C_GI为栅极电容。W、L在设计时已经固定，C_GI取决于栅极绝缘层厚度和材料。这些因素较为稳定。

基于此，I_OLED只与数据电压Vdata相关，而与电源电压和阀值电压无关，此电路可降低阀值电压和电源电压压降对驱动电流的影响，增强发光元件显示均匀性。

实施例三

基于前述实施一的内容，本申请实施例三还提供了一种显示装置，其可为OLED显示装置。其中，显示装置可包括基板和多个像素组，此基板的材质可为玻璃，但不限于此，也可为聚酰亚胺(PI)视具体情况而定。

基板可具有显示区，而多个像素组位于显示区。其中，像素组可包括像素补偿电路，具体参考实施例一的内容，在此不作重复赘述。结合图1和图6所示，此像素组还可包括：

如前的像素驱动电路；

电源线16，与第一开关单元11连接；

第一扫描信号线17，与第一开关单元11连接；

第二扫描信号线18，与第二开关单元12和第三开关单元13连接；

数据线19，与第二开关单元12连接。

示例地，基板还具有环绕显示区设置的非显示区；显示装置还包括位于非显示区的栅极驱动电路，栅极驱动电路与第一扫描信号线17、第二扫描信号线18连接。

本申请实施例的显示装置可为AMOLED(Active-matrix organic light-emittingdiode，有源矩阵有机发光二极体)显示，具有机身薄、省电、色彩鲜艳，画质强等众多优点，得到了广泛的应用。如：OLED电视、移动电话、笔记本电脑屏幕等，在平板显示领域中逐渐占主导地位。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”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。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以及不同实施例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种像素驱动电路，包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、驱动晶体管、第一储能元件、第二储能元件和发光元件，其特征在于，

所述第一开关单元的第一端连接第一电源信号端，第二端连接所述驱动晶体管的第一端，所述第一开关单元用于响应第一扫描信号以打开；

所述第二开关单元的第一端、所述第一储能元件的第一端和所述驱动晶体管的控制端，均连接第一节点A，所述第二开关单元的第二端用于接收数据信号，所述第二开关单元的控制端用于响应第二扫描信号以打开；

所述第三开关单元的第一端、所述第一储能元件的第二端和所述第二储能元件的第一端，均连接第二节点B，所述第三开关单元的第二端连接第二电源信号端，所述第三开关单元的控制端用于响应所述第二扫描信号以打开；

所述驱动晶体管的第二端，所述第二储能元件的第二端和所述发光元件的第一端，均连接第三节点E，所述发光元件的第二端连接所述第二电源信号端。

2.如权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一开关单元为第一开关晶体管，所述第二开关单元为第二开关晶体管，所述第三开关单元为第三开关晶体管，其中，

所述第一开关晶体管的控制端连接第一扫描信号线；所述第一扫描信号线用于提供所述第一扫描信号；

所述第二开关晶体管的控制端连接第二扫描信号线；所述第二扫描信号线用于提供所述第二扫描信号；

所述第三开关晶体管的控制端连接所述第二扫描信号线。

3.如权利要求2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和所述驱动晶体管均为氧化物薄膜晶体管。

4.如权利要求2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和所述驱动晶体管均为N型薄膜晶体管。

5.如权利要求2所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一扫描信号线和所述第二扫描信号线沿扫描方向依次排布。

6.如权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述发光元件为有机发光二极管，所述有机发光二极管的阳极连接所述第三节点E，所述有机发光二极管的阴极连接所述第二电源信号端。

7.如权利要求5所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一电源信号端输出的第一电源信号为直流高电平信号，所述第二电源信号端输出的第二电源信号为直流低电平信号。

8.如权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一储能元件为第一电容，所述第二储能元件为第二电容。

9.一种显示装置，所述显示装置包括基板和多个像素组，所述基板具有显示区，所述多个像素组位于所述显示区，其特征在于，所述像素组包括：

如权利要求1所述的像素驱动电路；

电源线，与第一开关单元连接；

数据线，与第二开关单元连接；

第一扫描信号线，与第一开关单元连接；

第二扫描信号线，与第二开关单元和第三开关单元连接。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述基板还具有环绕所述显示区设置的非显示区；

所述显示装置还包括位于所述非显示区的栅极驱动电路，所述栅极驱动电路与所述第一扫描信号线、所述第二扫描信号线连接。

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