一种像素电路及其驱动方法、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素电路及其驱动方法、显示装置。

背景技术：

有机发光显示器(英文名称：Organic Light-Emitting Diode,简称：OLED)作为新一代显示器，具有低能耗、生产成本低、自发光、宽视角及响应速度快等优点。目前，在手机、掌上电脑(英文名称：Personal Digital Assistant，英文名称：PAD)、数码相机等显示领域OLED已经开始逐渐取代传统的液晶显示屏。

参照图1所示，OLED中一个子像素的像素驱动电路图包括：驱动晶体管T1、开关晶体管T2、电容C1以及OLED器件；流过驱动晶体管T1的电流可通过如下公式来表示：I＝k(V_gs-V_th)²；其中，V_th为驱动晶体管T1的阈值电压，V_gs为电容C1两极上的电压差，k为驱动晶体管T1的迁移率。然而，由于晶化工艺的局限性，不同的驱动晶体管(英文全称：Thin Film Transistor，英文缩写：TFT)的阈值电压以及迁移率会存在一定差异。这种差异会转化为OLED显示器件的电流差异和亮度差异，并被人眼所感知，并且OLED长期使用过程中驱动晶体管的阈值电压和迁移率还会产生飘移，且OLED各部分驱动晶体管的漂移量不同，进而进一步造成显示亮度差异，很大程度的影响OLED的发光均匀性和使用寿命。目前，针对上述问题现有及技术中一般采用电压逻辑电路进行阈值电压补偿，但此类方法只能在一定程度上解决驱动晶体管的阈值电压漂移问题，无法解决驱动晶体管的迁移率等其他性能方面的变化问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种像素电路及其驱动方法、显示装置，用于从全部性能的变化上对驱动晶体管进行补偿，从而增强OLED显示均匀性以及增加OLED使用寿命。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种像素电路，所述像素电路包括：第一控制单元、第二控制单元、电流检测单元、驱动单元、显示单元以及储能单元；

所述第一控制单元连接数据电压端、第一扫描信号端以及第一节点，用于在所述第一扫描信号端的电压的控制下将所述数据电压端的电压传输至第一节点；

所述第二控制单元连接所述驱动单元的控制端、第二扫描信号端以及所述第一节点，用于在所述第二扫描信号端的电压的控制下将第一节点的电压传输至所述驱动单元的控制端；

所述电流检测单元连接第一电平端、第二电平端以及所述第一节点，用于在所述第一节点的电压的控制下输出检测电流以及检测所述检测电流的电流值；

所述驱动单元的输入端连接所述显示单元的输出端，所述驱动单元的输出端连接所述第二电平端，用于在所述驱动单元的控制端的电压的控制下输出驱动电流；

所述显示单元的输入端连接第三电平端，用于在所述驱动电流的驱动下显示灰阶；

所述储能单元连接所述第一节点以及所述第二电平端，用于存储电能。

可选的，所述第一控制单元包括：第一晶体管；

所述第一晶体管的第一极连接所述数据电压端，所述第一晶体管的第二极连接所述第一节点，所述第一晶体管的栅极连接所述第一扫描信号端。

可选的，所述第二控制单元包括：第二晶体管；

所述第二晶体管的第一极连接所述第一节点，所述第二晶体管的第二极连接所述驱动单元的控制端，所述第二晶体管的栅极连接所述第二扫描信号端。

可选的，所述电流检测单元包括：电流检测装置以及第三晶体管；

所述电流检测装置的输入端连接所述第一电平端，所述电流检测装置的输出端连接所述第三晶体管的第一极；

所述第三晶体管的第二极连接所述第二电平端，所述第三晶体管的栅极连接所述第一节点。

可选的，所述驱动单元为驱动晶体管，所述驱动单元的输入端为驱动晶体管的源极，所述驱动单元的控制端为驱动晶体管的栅极，所述驱动单元的输出端为驱动晶体管的漏极。

可选的，所述显示单元包括：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电平端，所述有机发光二极管的阴极连接所述驱动单元的输入端。

可选的，所述储能单元包括：第一电容；

所述第一电容的第一极连接所述第一节点，所述第一电容的第二极连接所述第二电平端。

可选的，所述第一晶体管和所述第二晶体管均为N型晶体管；或者所述第一晶体管和所述第二晶体管均为P型晶体管。

第二方面，提供一种像素电路的驱动方法，用于驱动上述第一方面任一项所述的像素电路，所述方法包括：

第一阶段，第一控制单元在所述第一扫描信号端的电压的控制下将所述数据电压端的电压传输至第一节点；所述电流检测单元在所述第一节点的电压的控制下输出检测电流以及检测所述检测电流的电流值；调节所述数据电压端的电压，当所述检测电流等于初始电流时，获取此时所述第一节点的第一电压；根据所述第一电压获取补偿电压；其中，补偿电压为第一电压与初始电压的电压差；初始电流为在初始状态且第一节点的电压为初始电压时所述检测电流的电流值；

第二阶段，所述数据电压端根据显示驱动电压和所述补偿电压输入第二电压；其中，所述第二电压为所述显示驱动电压和所述补偿电压的和；所述第一控制单元在所述第一扫描信号端的电压的控制下将所述数据电压端的第二电压传输至第一节点；所述第二控制单元在所述第二扫描信号端的电压的控制下将第一节点的第二电压传输至所述驱动单元的控制端；所述驱动单元在所述驱动单元的控制端的电压的控制下输出驱动电流；所述显示单元在所述驱动电流的驱动下显示灰阶；

第三阶段，所述储能单元保持所述第一节点电压为第二电压，所述第二控制单元在所述第二扫描信号端的电压的控制下将第一节点的第二电压传输至所述驱动单元的控制端；所述驱动单元在所述驱动单元的控制端的电压的控制下输出驱动电流；所述显示单元在所述驱动电流的驱动下显示灰阶。

第三方面，提供一种显示装置，所述显示装置包括上述第一方面任一项所述的像素电路。

本发明实施例提供的像素电路，包括：第一控制单元、第二控制单元、电流检测单元、驱动单元、显示单元以及储能单元，其中，第一控制单元可以在第一扫描信号端的电压的控制下将数据电压端的电压传输至第一节点，第二控制单元可以在第二扫描信号端的电压的控制下将第一节点的电压传输至驱动单元的控制端；电流检测单元可以在第一节点的电压的控制下输出检测电流以及检测所述检测电流的电流值；驱动单元可以在驱动单元的控制端的电压的控制下输出驱动电流；显示单元可以在驱动电流的驱动下显示灰阶；储能单元可以存储电能，因此上述实施例提供的像素电路可以通过调节数据电压端的输入电压，使电流检测单元输出的电流值等于初始状态时电流检测单元的电流值，进而根据当前数据电压端的电压与初始电压值获取补偿电压值，然后在显示驱动时将该补偿电压值加入数据电压中在数据电压端输出，从而对驱动电路进行补偿，因为上述补偿方式可以直接对驱动单元输出的电流进行补偿，所以可以从全部性能的变化上对驱动晶体管进行补偿，进而增强OLED显示均匀性以及增加OLED使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为现有技术中的像素电路的电路图；

图2为本发明实施例提供的像素电路的示意性结构图；

图3为本发明实施例提供的像素电路的电路图；

图4为本发明实施例提供的像素电路的驱动方法的步骤流程图；

图5为本发明实施例提供的像素电路中各个信号的时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所有实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件，根据在电路中的作用本发明的实施例所采用的晶体管主要为开关晶体管。由于这里采用的开关晶体管的源极、漏极是对称的，所以其源极、漏极是可以互换的。在本发明实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中源极称为第一极，漏极称为第二极。按附图中的形态规定晶体管的中间端为栅极、信号输入端为源极、信号输出端为漏极。此外本发明实施例所采用的开关晶体管包括P型开关晶体管和N型开关晶体管两种，其中，P型开关晶体管在栅极为低电平时导通，在栅极为高电平时截止，N型开关晶体管为在栅极为高电平时导通，在栅极为低电平时截止。驱动晶体管包括P型和N型，其中P型驱动晶体管在栅极电压为低电平(栅极电压小于源极电压)，且栅极源极的压差的绝对值大于阈值电压时处于放大状态或饱和状态；其中N型驱动晶体管的栅极电压为高电平(栅极电压大于源极电压)，且栅极源极的压差的绝对值大于阈值电压时处于放大状态或饱和状态。

需要说明的是，本申请中的“第一”、“第二”等字样仅仅是为了对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。

本发明实施例提供一种像素电路，参照图1所示，该像素电路包括：第一控制单元21、第二控制单元22、电流检测单元23、驱动单元24、显示单元25以及储能单元26。

其中，第一控制单元21连接数据电压端Vdata、第一扫描信号端S1以及第一节点a，用于在第一扫描信号端S1的电压的控制下将数据电压端Vdata的电压传输至第一节点a；

第二控制单元22连接驱动单元24的控制端g、第二扫描信号端S2以及第一节点a，用于在第二扫描信号端S2的电压的控制下将第一节点a的电压传输至驱动单元24的控制端g；

电流检测单元23连接第一电平端V1、第二电平端V2以及第一节点a，用于在第一节点a的电压的控制下输出检测电流以及检测所述检测电流的电流值；

驱动单元24的输入端s连接显示单元25的输出端，驱动单元24的输出端d连接第二电平端V2，用于在驱动单元24的控制端g的电压的控制下输出驱动电流；

显示单元25的输入端连接第三电平端V3，用于在驱动电流的驱动下显示灰阶；

储能单元26连接第一节a以及第二电平端V2，用于存储电能。

本发明实施例提供的像素电路，包括：第一控制单元、第二控制单元、电流检测单元、驱动单元、显示单元以及储能单元，其中，第一控制单元可以在第一扫描信号端的电压的控制下将数据电压端的电压传输至第一节点，第二控制单元可以在第二扫描信号端的电压的控制下将第一节点的电压传输至驱动单元的控制端；电流检测单元可以在第一节点的电压的控制下输出检测电流以及检测所述检测电流的电流值；驱动单元可以在驱动单元的控制端的电压的控制下输出驱动电流；显示单元可以在驱动电流的驱动下显示灰阶；储能单元可以存储电能，因此上述实施例提供的像素电路可以通过调节数据电压端的输入电压，使电流检测单元输出的电流值等于初始状态时电流检测单元的电流值，进而根据当前数据电压端的电压与初始电压值获取补偿电压值，然后在显示驱动时将该补偿电压值加入数据电压中在数据电压端输出，从而对驱动电路进行补偿，因为上述补偿方式可以直接对驱动单元输出的电流进行补偿，所以可以从全部性能的变化上对驱动晶体管进行补偿，进而增强OLED显示均匀性以及增加OLED使用寿命。

进一步的，参照图3所示，第一控制单元21包括第一晶体管T1。

其中，第一晶体管T1的第一极连接数据电压端Vdata，第一晶体管T1的第二极连接第一节点a，第一晶体管T1的栅极连接第一扫描信号端S1。

第二控制单元22包括第二晶体管T2。

其中，第二晶体管T2的第一极连接第一节点a，第二晶体管T2的第二极连接驱动单元24的控制端g，第二晶体管T2的栅极连接第二扫描信号端S2。

电流检测单元23包括：电流检测装置A1以及第三晶体管T3；

其中，电流检测装置A1的输入端连接第一电平端V1，电流检测装置的输出端连接第三晶体管T3的第一极；第三晶体管T3的第二极连接第二电平端V2，第三晶体管T3的栅极连接第一节点a。

示例性的，上述电流检测装置可以为电流表。

驱动单元24为驱动晶体管T4，驱动单元24的输入端s为驱动晶体管T4的源极，驱动单元24的控制端g为驱动晶体管T4的栅极，驱动单元24的输出端d为驱动晶体管T4的漏极。

显示单元25包括有机发光二极管OLED；

其中，有机发光二极管OLED的阳极连接第三电平端V3，有机发光二极管OLED的阴极连接驱动单元24的输入端s。

储能单元26包括第一电容C1。

第一电容C1的第一极连接第一节点a，第一电容C1的第二极连接第二电平端V2。

可选的，第一晶体管T1和第二晶体管T2均为N型晶体管；或者第一晶体管T1和第二晶体管T2均为P型晶体管。

本发明实施例提供一种像素电路的驱动方法，该方法用于驱动上述任一实施例提供的像素电路，具体的参照图4所示，该驱动方法包括如下步骤：

S31、第一阶段，第一控制单元在第一扫描信号端的电压的控制下将数据电压端的电压传输至第一节点；电流检测单元在第一节点的电压的控制下输出检测电流以及检测检测电流的电流值；调节数据电压端的电压，当检测电流等于初始电流时，获取此时第一节点的第一电压；根据第一电压获取补偿电压。

其中，补偿电压为第一电压与初始电压的电压差；初始电流为在初始状态且第一节点的电压为初始电压时检测电流的电流值。

需要说明的是，上述实施例中的初始状态是指像素电路中的晶体管的性能未产生偏移之前的状态。例如：在像素电路未投入使用之前的状态。此外，初始电压和初始电流的关系是：在初始状态时，向第一节点施加一个电压(可以通过外围电路向数据电压端施加电压，进而使该电压传输至第一节点)，并记录此时电流检测单元检测的电流值，则向第一节点施加的电压与电流检测单元检测的电流值分别为初始电压和初始电流。例如：在初始状态时，向第一节点施加5V的电压，电流检测单元检测的电流为0.1A，则初始电压为5V，初始电流为0.1A。此外，由上述初始电压和初始电流的定义及获取过程可知，当初始电压变化时，初始电流也会随着初始电压变化，因此在实际使用时只需在向第一节点施加任意一个电压值，然后记录此时电流检测单元检测的电流值即可。

还需要说明的是，调节数据电压端Vdata的电压时，可以将数据电压端Vdata的电压由大向小逐渐调节，对应的检测电流的电流值大向小逐渐变化；此外，也可以将数据电压端Vdata的电压由小向大逐渐调节，对应的检测电流的电流值小向大逐渐变化。示例性的，可以使数据电压端Vdata的电压初始值为初始电压，然后由初始电压逐渐增大，直到检测电流等于初始电流。

S32、第二阶段，数据电压端根据显示驱动电压和补偿电压输入第二电压；第一控制单元在第一扫描信号端的电压的控制下将数据电压端的第二电压传输至第一节点；第二控制单元在第二扫描信号端的电压的控制下将第一节点的第二电压传输至驱动单元的控制端；驱动单元在驱动单元的控制端的电压的控制下输出驱动电流；显示单元在驱动电流的驱动下显示灰阶。

其中，第二电压为显示驱动电压和补偿电压的和。

上述实施例中的显示驱动电压是指，用于驱动显示面板显示图像的显示信号中将要施加在驱动单元的控制端的电压值。

S33、第三阶段，储能单元保持第一节点电压为第二电压，第二控制单元在第二扫描信号端的电压的控制下将第一节点的第二电压传输至驱动单元的控制端；驱动单元在驱动单元的控制端的电压的控制下输出驱动电流；显示单元在驱动电流的驱动下显示灰阶。

本发明实施例提供的像素电路的驱动方法中，在第一阶段，第一控制单元将数据电压端的电压传输至第一节点，电流检测单元在第一节点的电压的控制下输出检测电流以及检测检测电流的电流值，当检测电流等于初始电流时，获取第一节点的第一电压，并根据第一电压获取补偿电压；在第二阶段，第一控制单元在第一扫描信号端的电压的控制下将数据电压端的第二电压(第二电压为显示驱动电压和补偿电压的和)传输至第一节点，然后第二控制单元将第一节点的第二电压传输至驱动单元的控制端，使得驱动单元输出驱动电流，显示单元在驱动电流的驱动下显示灰阶；在第三阶段，储能单元可以保持第一节点电压为第二电压，从而可以使得驱动单元输出的驱动电流保持不变，显示单元一直在该驱动电流的驱动下显示灰阶。因此上述实施例提供的像素电路可以通过调节数据电压端的输入电压，使电流检测单元输出的检测电流的电流值等于初始状态时电流检测单元输出的检测电流，进而根据当前数据电压端的电压与初始电压值获取补偿电压值，然后在显示驱动时将该补偿电压值加入数据电压中在数据电压端输出，从而对驱动电路进行补偿，因为上述补偿方式可以直接对驱动单元输出的电流进行补偿，所以可以从全部性能的变化上对驱动晶体管进行补偿，进而增强OLED显示均匀性以及增加OLED使用寿命。

以下，参照图5所示的时序状态示意图，对图3所示的像素电路以及图4所示的像素电路的驱动方法的工作原理进行说明。其中，以第一电平端V1提供高电平,第二电平端V2提供低电平,第三电平端V3提供高电平，且图3所示的像素电路中的所有晶体管均为N型晶体管为例进行说明。示例性的，第二电平端V2可以接地。

图5中示出了数据电压端Vdata的电压、第一扫描信号端S1的第一扫描信号和第二扫描信号端S2的第二扫描信号的时序图。如图5所示提供三个阶段的时序状态，其中，第一阶段为t1，第二阶段为t2，第三阶段为t3。

t1阶段，第一扫描信号端S1输出高电平，第一晶体管T1导通，数据电压端Vdata的电压可以通过第一晶体管T1传输至第一节点a，进而传输至第三晶体管T3的栅极，如此可以向第三晶体管T3的栅极施加一个电压，因此有电流流过电流检测装置A1和第三晶体管T3，电流表A1可以检测检测电流的电流值。通过调节数据电压端Vdata的电压，可以调节第一节点a的电压，进而调节第三晶体管T3的栅极的电压，改变电流检测装置A1和第三晶体管T3的电流。当电流表A1检测到检测电流等于初始电流时，记录数据电压端Vdata输入的电压值(即为第一节点的电压)作为第一电压V1(示例性的，如图5所示，在t1阶段中可以调节数据电压端Vdata的电压由小到大变化，直到电流表A1检测可以到检测电流等于初始电流，即数据电压端Vdata的电压为V1时停止调节数据电压端Vdata的电压)；然后根据第一电压V1与初始电压V0获取补偿电压V2(其中，V1-V0＝V2)。此外，由于第一扫描信号端S1输出低电平，因此第二晶体管T2截止，电压无法传输到驱动晶体管T4的栅极，因此没有电流流过有机发光二极管OLED，像素电路不显示灰阶。

t2阶段，阶段数据电压端Vdata输入第二电压(显示驱动电压V3与补偿电压V2之和)且第一扫描信号端S1和第二扫描信号端S2均输入高电平，因此数据电压端的第二电压通过第一晶体管T1、第二晶体管T2传输至驱动晶体管T4的栅极，且由于驱动晶体管T4与第三晶体管T3处于相同的工况(即处于相同的工作状态)，因此驱动晶体管T4与第三晶体管T3的电流变化相等，又因为施加在驱动晶体管T4的栅极的电压为显示驱动电压与补偿电压之和，所以给将要施加在驱动晶体管T4的栅极的显示驱动电压加上补偿电压输出后可以对驱动晶体管T4输出电流值进行补偿，从而使驱动晶体管输出稳定的驱动电流。有机发光二极管OLED在驱动电流的驱动下显示灰阶，因此可以增强OLED显示均匀性以及增加OLED使用寿命。

T3阶段，第一扫描信号端S1和第二扫描信号端S2均输入低电平，第一晶体管T1和第二晶体管T2均截止，由于第一电容C1在第二阶段t2时充电，电压为第二电压，而此阶段中没有放电路径，因此第一电容C1可以保持第一节点a的电压一直为第二电压，从而可以使得第三晶体管T3输出的驱动电流保持不变，有机发光二极管OLED一直在该驱动电流的驱动下显示稳定的灰阶值。

进一步的，上述实施例中的各个晶体管还可以均为P型晶体管，若所有晶体管均为P型晶体管，则只需要重新调整像素电路各个输入信号的时序状态即可，例如：调整第一电平端V1提供低电平，调整图5中t1阶段第一扫描信号端S1输入低电平，调整t1阶段第二扫描信号端S2输入高电平，其他信号也调整为相位相反的时序信号。

进一步的，上述像素电路中也可以同时采用N型晶体管和P型晶体管，此时需保证像素电路中通过同一个时序信号或电压控制的晶体管需要采用相同的类型，当然这都是本领域的技术人员依据本发明的实施例可以做出的合理变通方案，因此均应为本发明的保护范围，然而考虑到晶体管的制程工艺，由于不同类型的晶体管的有源层掺杂材料不相同，因此像素电路中采用统一类型的晶体管更有利于像素电路的制程工艺。

本发明实施例提供一种显示装置，该显示装置包括上述任一实施例提供的像素电路。

示例性的，该显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。