显示装置、像素驱动电路及其驱动方法与流程

本公开涉及显示技术领域，具体涉及一种像素驱动电路及该像素驱动电路的驱动方法和包括该像素驱动电路的显示装置。

背景技术：

相比传统技术中的液晶显示面板，OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)显示面板具有反应速度更快、色纯度和亮度更优、对比度更高、视角更广等特点。因此，逐渐得到了显示技术开发商日益广泛的关注。

OLED显示面板中的像素单元主要包括有机发光二极管和驱动该有机发光二极管的像素单元驱动电路。如图1中所示，为现有技术中一种2T1C像素单元驱动电路示意图：其包括开关晶体管T1、驱动晶体管DTFT以及存储电容Cst。其中，开关晶体管T1由扫描线(Scan Line)输出的第一扫描信号Sn控制，以用于控制数据线(Data Line)的数据信号Data的写入，驱动晶体管DTFT用于输出一驱动电流至有机发光二极管OLED而使其发光，存储电容Cst用于为驱动晶体管DTFT的栅极提供维持电压。

有机发光二极管OLED能够发光是由驱动晶体管DTFT工作在饱和状态时所产生的驱动电流驱动的，其中驱动电流I_OLED可以表示为：

其中，μ_n·C_OX·W/L为与工艺和驱动设计有关的常数，例如μ_n为载流子迁移率，C_OX为栅氧化层电容，W/L为晶体管宽长比；Vdata为数据信号Data的电压，ELVDD为驱动晶体管DTFT的驱动电压，为所有像素单元共享，Vth为驱动晶体管DTFT的阈值电压。

然而，由于技术所限，阈值电压Vth均匀性通常较差，在使用中还会发生阈值电压Vth漂移。由上式可知，如果不同像素单元之间的Vth不同，则 造成驱动电流存在差异，引起显示亮度不均匀，例如可能高达50％或更大；如果驱动晶体管的阈值电压Vth随时间发生漂移，则可能造成先后电流不同，影响显示效果。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种像素驱动电路及该像素驱动电路的驱动方法和包括该像素驱动电路的显示装置，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的第一方面，提供一种像素驱动电路，用于驱动一有机发光二极管发光；所述像素驱动电路包括：

一开关晶体管，其第一端与一数据信号连接、其控制端与一第一扫描信号连接；

一补偿晶体管，其第一端与所述开关晶体管第二端连接；

一存储电容，其第一端与所述补偿晶体管第二端及控制端连接、其第二端与一驱动电压连接；

一驱动晶体管，其第一端与所述驱动电压连接、其控制端与所述存储电容第一端连接；以及，

一隔断晶体管，其第一端与所述驱动晶体管第二端连接、其第二端与所述有机发光二极管连接、其控制端与一发光控制信号连接；

其中，所述补偿晶体管与所述驱动晶体管阈值电压相同。

本公开的一种示例性实施例中，所述补偿晶体管与所述驱动晶体管结构相同且在一基板上对称设置。

本公开的一种示例性实施例中，所述像素驱动电路还包括：

一复位晶体管，其第一端与所述存储电容第一端连接、其第二端与所述驱动晶体管第二端连接、其控制端与一复位信号连接。

本公开的一种示例性实施例中，所述复位信号为一第二扫描信号；所述第一扫描信号由第N行扫描线提供，所述第二扫描信号由第N-1行扫描线提供。

本公开的一种示例性实施例中，所有所述晶体管均为P型薄膜晶体管；所述驱动电压为一高电平驱动电压，所述隔断晶体管第二端连接所述有机发光二极管阳极，所述有机发光二极管阴极连接一低电平电压。

根据本公开的第二方面，提供一种像素驱动电路的驱动方法，所述像素驱动电路为上述任意一种像素驱动电路；所述驱动方法包括：

充电阶段：利用所述第一扫描信号导通所述开关晶体管，所述补偿晶体管的阈值电压及所述数据信号写入所述存储电容；

显示阶段：利用所述发光控制信号导通所述隔断晶体管，通过所述存储电容中存储的电压信号导通所述驱动晶体管驱动所述有机发光二极管发光。

本公开的一种示例性实施例中，所述像素驱动电路还包括复位晶体管，其第一端与所述存储电容第一端连接、其第二端与所述驱动晶体管第二端连接、其控制端与一复位信号连接；所述驱动方法还包括：

复位阶段：利用所述复位信号导通所述复位晶体管，利用所述驱动电压通过所述驱动晶体管复位所述存储电容。

本公开的一种示例性实施例中，所述复位阶段与充电阶段以及所述充电阶段与显示阶段之间均存在缓冲阶段。

根据本公开的第三方面，一种显示装置，包括：

多条数据线，用于提供数据信号；

多条扫描线，用于提供扫描信号；所述扫描信号包括相继提供的第二扫描信号和第一扫描信号；

多个像素驱动电路，电性连接于所述数据线和扫描线；至少之一所述像素驱动电路包括：

一开关晶体管，其第一端与所述数据信号连接、其控制端与所述第一扫描信号连接；

一补偿晶体管，其第一端与所述开关晶体管第二端连接；

一存储电容，其第一端与所述补偿晶体管第二端及控制端连接、其第二端与一驱动电压连接；

一驱动晶体管，其第一端与所述驱动电压连接、其控制端与所述存储电容第一端连接；以及，

一隔断晶体管，其第一端与所述驱动晶体管第二端连接、其第二端与所述有机发光二极管连接、其控制端与一发光控制信号连接；

其中，所述补偿晶体管与所述驱动晶体管阈值电压相同。

本公开的一种示例性实施例中，所述补偿晶体管与所述驱动晶体管结构相同且在一基板上对称设置。

本公开的一种示例性实施例中，所述像素驱动电路还包括：

一复位晶体管，其第一端与所述存储电容第一端连接、其第二端与所述驱动晶体管第二端连接、其控制端与所述第二扫描信号连接。

本公开的一种示例实施方式所提供的像素驱动电路中，通过设置阈值电压与驱动晶体管的阈值电压相同的补偿晶体管，从而可以在写入数据信号时，同时向存储电容预存补偿晶体管的阈值电压，从而对驱动晶体管的阈值电压漂移进行有效的补偿，因此在显示阶段可以保证驱动电流的均匀性和稳定性，进而可以使OLED显示面板的亮度更加均匀。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是现有技术中一种像素驱动电路的示意图；

图2是本公开示例实施方式中一种像素驱动电路的示意图；

图3是图2中像素驱动电路的驱动时序示意图；

图4是图2中像素驱动电路在复位阶段的等效电路图；

图5是图2中像素驱动电路在充电阶段的等效电路图；

图6是图2中像素驱动电路在显示阶段的等效电路图；

图7是本公开示例实施方式像素驱动电路的实验效果示意图。

附图标记说明：

T1 开关晶体管

T2 补偿晶体管

T3 隔断晶体管

T4 复位晶体管

DTFT 驱动晶体管

Cst 存储电容

OLED 有机发光二极管

Data 数据信号

Sn 第一扫描信号

Sn-1 第二扫描信号

En 发光控制信号

ELVDD 驱动电压

ELVSS 低电平电压

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实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，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。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

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公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、器件、连接方式等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法或者操作以避免模糊本公开的各方面。

本示例实施方式中首先提供了一种像素驱动电路。如图中2中所示，该像素驱动电路主要包括有机发光二极管OLED、开关晶体管T1、补偿晶体管T2、隔断晶体管T3、存储电容Cst以及驱动晶体管DTFT等等。

其中，开关晶体管T1的第一端与一数据信号Data连接，开关晶体管T1的控制端与一第一扫描信号Sn连接；补偿晶体管T2的第一端与所述开关晶体管T1第二端连接；存储电容Cst的第一端与所述补偿晶体管T2第二端及控制端连接，存储电容Cst的第二端与一驱动电压ELVDD连接。因此，在第一扫描信号Sn的控制下，利用所述开关晶体管T1以及补偿晶体管T2可以将数据信号Data及补偿晶体管T2的阈值电压预先存储在存 储电容Cst。驱动晶体管DTFT的第一端与所述驱动电压ELVDD连接，驱动晶体管DTFT的控制端与所述存储电容Cst第一端连接；因此所述驱动晶体管DTFT可以在存储电容Cst存储的电压信号驱动下导通或者关断。隔断晶体管T3的第一端与所述驱动晶体管DTFT第二端连接，隔断晶体管T3的第二端与所述有机发光二极管OLED连接，隔断晶体管T3的控制端与一发光控制信号En连接，从而响应发光控制信号En而将所述驱动晶体管DTFT第二端输出的驱动电流施加至所述有机发光二极管OLED使其发光。

本示例实施方式中，补偿晶体管T2与驱动晶体管DTFT的阈值电压相同，例如，通过使所述补偿晶体管T2与所述驱动晶体管DTFT结构相同且在一基板上对称设置，例如，在通过薄膜工艺在显示面板的阵列基板上制备补偿晶体管T2和驱动晶体管DTFT时，使两者的各膜层材料、厚度相同且形状对称，则最终得到的补偿晶体管T2和驱动晶体管DTFT的结构相同且相互对称设置，进而可以基本确保补偿晶体管T2与驱动晶体管DTFT的阈值电压相同。如此，在写入数据信号Data时，向存储电容Cst预存补偿晶体管T2的阈值电压，即向存储电容Cst预存驱动晶体管DTFT的阈值电压，从而对驱动晶体管DTFT的阈值电压漂移进行有效的补偿，因此在显示阶段可以保证驱动电流的均匀性和稳定性，进而可以使OLED显示面板的亮度更加均匀。

继续参考图2中所示，本示例实施方式中的像素驱动电路还可以包括一复位晶体管T4。复位晶体管T4的第一端与所述存储电容Cst第一端连接，复位晶体管T4的第二端与所述驱动晶体管DTFT第二端连接，复位晶体管T4的控制端与一复位信号连接。因此，设置所述复位晶体管T4可以响应复位信号而利用驱动电压对所述存储电容Cst进行复位，从而消除上一帧残留电压信号的影响。

在本公开的一种示例实施方式中，上述的复位信号可以为一第二扫描信号Sn-1；所述第二扫描信号Sn-1由一第二扫描线提供，所述第二扫描线为所述第一扫描线的之前一行的扫描线，例如所述所述第一扫描线为第N行扫描线，则复位信号可以由第N-1行扫描线提供。这样则可以减少整体控制信号及控制线的数量。

本实施例中像素驱动电路的另外优势就是采用了单一沟道类型的晶体管即全为P型薄膜晶体管。采用全P型薄膜晶体管还具有以下优点，例如对噪声抑制力强；例如由于是低电平导通，而充电管理中低电平较容易实现；例如N型薄膜晶体管易受到地面反跳(Ground Bounce)的影响，而P型薄膜晶体管仅会受到驱动电压ELVDD线IR Drop的影响，而一般情况下IR Drop的影响更易消除；例如，P型薄膜晶体管制程简单，相对价格较低；例如，P型薄膜晶体管的稳定性更好等等。因此，采用全P型薄膜晶体管不但可以降低制备工艺的复杂程度和生产成本，而且有助于提升产品质量。如图2中所示，在所有所述晶体管均为P型薄膜晶体管时，所述驱动晶体管DTFT第一端及存储电容Cst第二端连接一高电平驱动电压ELVDD，所述隔断晶体管T3第二端连接所述有机发光二极管OLEDOLED阳极，所述有机发光二极管OLED阴极连接一低电平电压ELVSS。

下面结合如图3中的驱动时序图对图2中像素驱动电路的驱动方法加以说明。如图2中所示，该驱动方法可以主要包括复位阶段t1、充电阶段t2以及显示阶段t3。此外，在所述复位阶段t1与充电阶段t2以及所述充电阶段t2与显示阶段t3之间还可以均存在缓冲阶段t₀，从而可以避免各阶段之间的噪声干扰。

如图3及图4中所示，在复位阶段t1中，第一扫描信号Sn为高电平，所述开关晶体管T1处于关断状态；复位信号Sn-1以及发光控制信号En均为低电平，所述复位晶体管T4及隔断晶体管T3处于导通状态。复位晶体管T4导通后，驱动晶体管DTFT第二端与控制端短接，形成一二极管连接，因此驱动电压可以通过驱动晶体管DTFT施加至所述存储电容Cst第一端，使存储电容Cst电压信号复位，从而消除上一帧的残留电压信号的影响。

如图3及图5中所示，在充电阶段的t2中，复位信号Sn-1以及发光控制信号En均为高电平，所述复位晶体管T4及隔断晶体管T3处于关断状态；第一扫描信号Sn为低电平，所述开关晶体管T1处于导通状态。补偿晶体管T2第二端与控制端短接，形成一二极管连接，所述数据信号Data经由所述开关晶体管T1及补偿晶体管T2写入所述存储电容Cst；与此同 时，补偿晶体管T2的阈值电压Vth′也被写入所述存储电容Cst。所述存储电容Cst第一端的电压即所述驱动晶体管DTFT的控制端电压V_g＝Vdata+Vth′。其中，Vdata为数据信号Data的电平，Vth′为所述补偿晶体管T2的阈值电压。

如图3及图6中所示，在显示阶段的t3中，第一扫描信号Sn以及复位信号Sn-1均为高电平，所述开关晶体管T1、复位晶体管T4处于关断状态；所述发光控制信号En为低电平，所述隔断晶体管T3处于导通状态。在该阶段，所述驱动晶体管DTFT的第一端的电压V_s＝ELVDD，则其的栅源电压V_gs为：

V_gs＝V_g-V_s＝(Vdata+Vth′)-ELVDD。

此时驱动晶体管DTFT处于饱和状态，为有机发光二极管OLED提供稳定的驱动电流，有机发光二极管OLED的驱动电流为：

其中μ_n·C_OX·W/L为与工艺和驱动设计有关的常数，Vth为驱动晶体管DTFT的阈值电压，由于驱动晶体管DTFT的阈值电压Vth与补偿晶体管T2的阈值电压Vth′相同，因此：

可以看到，在本示例实施方式中，驱动电流与驱动晶体管DTFT的阈值电压Vth没有关系，则驱动晶体管DTFT阈值电压的漂移，不会对其漏极电流即有机发光二极管OLED的驱动电流I_oled产生影响。

此外，如图7中所示，为发明人对本示例实施方式中的像素驱动电路进行的模拟仿真结果，可以明显看出，本示例实施方式中通过对阈值电压漂移进行有效的补偿，保证了在不同的驱动晶体管阈值电压下驱动电流的均匀性和稳定性，因此可以使显示面板的亮度更加均匀。

进一步的，本示例实施方式中还提供一种显示装置。该显示装置包括多条数据线，多条扫描线，用于提供扫描信号；所述扫描信号包括相继提供的第二扫描信号和第一扫描信号；多个像素驱动电路，电性连接于所述数据线和扫描线；至少之一所述像素驱动电路包括为本示例实施方式中的 上述任一像素驱动电路。由于该像素驱动电路补偿了驱动晶体管DTFT的阈值电压漂移，使得有机发光二极管OLED显示稳定，改善了显示装置显示亮度的均匀性，因此可以极大的提升显示品质。

本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反地，在不脱离本公开的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本公开的专利保护范围。