像素电路及其驱动方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，特别是指一种像素电路及其驱动方法。

背景技术：

在显示面板中，特别是在oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)显示面板中，goa(gatedriveronarray,阵列基板行驱动)电路是减少显示面板不良和降低成本有效手段。目前，oled每个像素需要两条栅线，从而像素电路对应的oledgoa电路需要两个输出端，导致显示面板结构非常复杂，边框较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种像素电路及其驱动方法，用以解决相关技术中，由于像素电路对应的goa电路需要两个输出端，导致显示面板结构复杂，边框较大的问题。

根据本发明的第一个方面，提供了一种像素电路，包括：多个依次相连的子像素电路，对于所述多个子像素电路中的任意一个子像素电路，包括：数据写入单元、检测控制单元、驱动控制单元、储能单元以及发光器件，其中，所述检测控制单元包括第一控制端以及第二控制端；对于所述多个子像素电路中的第n个子像素电路，其检测控制单元的第二控制端与第n-2个子像素电路的检测控制单元的第一控制端以及第n-1个子像素电路的扫描信号端相连。

可选地，对于所述任意一个子像素电路，所述数据写入单元的输入端与所述像素电路的数据信号端相连，输出端与所述子像素电路中的第一节点相连，所述数据写入单元用于在扫描信号端的控制下将所述数据信号端的数据信号提供给所述第一节点；所述驱动控制单元的输入端与所述像素电路的第一电压信号端相连，控制端与所述第一节点相连，输出端与所述子像素电路中的第二节点相连，所述第二节点与所述发光器件的输入端连接，所述驱动控制单元用于在所述第一节点以及所述第二节点之间的电位以及所述储能单元的控制下驱动所述发光器件发光；所述储能单元的第一端与所述第一节点相连，第二端与所述第二节点相连，所述储能单元用于使所述第一节点以及所述第二节点之间的电压差保持稳定；所述检测控制单元的输入端与所述第二节点相连，输出端与所述像素电路的感应信号线以及参考信号端相连，所述检测控制单元用于将所述第二节点的电压提供给所述感应信号线以及将所述参考信号端的参考信号提供给所述第二节点。

可选地，对于所述多个子像素电路中的任意一个子像素电路，其检测控制单元包括第一开关器件以及第二开关器件，所述第一开关器件包括第一极、第二极以及控制极，所述第二开关器件包括第一极、第二极以及控制极，所述第一开关器件的控制极为所述检测控制单元的第一控制端，所述第二开关器件的控制极为所述检测控制单元的第二控制端，所述第一开关器件的第一极与所述第二开关器件的第一极相连，所述第二开关器件的第二极与所述第二开关器件的第二极相连。

可选地，所述像素电路还包括：驱动电路，所述驱动电路包括多个输出端，所述多个输出端被配置为用于分别与各子像素电路的扫描信号端相连。

可选地，所述感应信号线末端与模数转换器adc相连。

根据本发明的第二个方面，提供了一种像素电路驱动方法，用于对本发明第一个方面所述的任意一种像素电路进行驱动，所述方法包括：对于所述多个子像素电路中的第n个子像素电路，在其发光阶段以及补偿阶段，通过第n-1个子像素电路的扫描信号端控制所述第n个子像素电路的检测控制单元的第二控制端，以及通过第n+1个子像素电路的扫描信号端控制所述第n个子像素电路的检测控制单元的第一控制端。

可选地，对于所述多个子像素电路中第n个子像素电路，在其发光阶段，向所述第n个子像素电路中的第一节点写入数据信号以及向所述第n个子像素电路中的第二节点写入参考信号；通过所述第n-1个子像素电路的扫描信号端控制所述第n个子像素电路的检测控制单元的第二控制端断开，通过第n个子像素电路的扫描信号端控制所述第n个子像素电路的数据写入单元断开，保持所述第n个子像素电路的检测控制单元的第一控制端开启，以使所述第一节点以及所述第二节点之间电位保持不变。

可选地，所述向所述第一节点写入数据信号以及向所述第二节点写入参考信号，包括：通过第n-1个子像素电路的扫描信号端向所述第n个子像素电路的检测控制单元的第二控制端输入第一控制信号，通过所述第n个子像素电路的扫描信号端向所述第n个子像素电路的数据写入单元的控制端输入第二控制信号，通过所述第n+1个子像素电路的扫描信号端向所述第n个子像素电路的检测控制单元的第一控制端输入第三控制信号，以将所述数据信号提供给所述第一节点，以及将所述参考信号提供给所述第二节点。

可选地，对于所述多个子像素电路中的任意第n个子像素电路，所述方法还包括：在所述第一节点以及所述第二节点之间的电位保持不变之后，通过第n+1个子像素电路的扫描信号端控制所述第n个子像素电路的检测控制单元关断，以使所述驱动控制单元基于所述第一节点以及所述第二节点之间的电位以及所述储能单元中存储的电能驱动所述发光器件发光。

可选地，对于所述多个子像素电路中的任意一个子像素电路，其数据写入单元包括第三开关器件，驱动控制单元包括第四开关器件，所述方法还包括：对于所述多个子像素电路中的第n个子像素电路，所述第n个子像素电路处于补偿阶段；在写入信号时，通过所述第n个子像素电路的扫描信号端控制所述数据写入单元将所述数据信号写入所述第一节点，以及通过第n-1个子像素电路的扫描信号端控制所述检测控制单元的第二控制端开启，以将所述参考信号写入所述第二节点；在充电时，通过所述第n个子像素电路的扫描信号端控制所述数据写入单元关闭，保持所述检测控制单元的第二控制端开启，通过所述第一电压信号端控制所述驱动控制单元开启，以通过所述第n个子像素电路中的第二节点向所述储能单元充电；在取样时，在感应信号线电位稳定后，在所述感应信号线端检测所述第n个子像素电路中的第二节点的电位；在信号写回时，通过所述第n个子像素电路的扫描信号端控制所述数据写入单元向所述第n个子像素电路中的第一节点写入数据信号，通过所述第n-1个子像素电路的扫描信号端控制所述检测控制单元的第二控制端开启，以向所述第n个子像素电路中的第二节点写入参考信号。

可选地，所述方法还包括：对于所述多个子像素电路中的第n-1个子像素电路，在所述第n个子像素电路进行信号写回时，控制第n-1个子像素电路的数据写入单元向所述第n-1个子像素电路的第一节点写入数据信号，控制所述第n-1个子像素电路的检测控制单元向所述第n-1个子像素电路中的第二节点写入参考信号。

从上面所述可以看出，本发明提供的像素电路中，多个扫描信号端实现了共用，使得用于驱动该像素电路的goa电路相应减少了clk输出端，从而缩小了goa电路的尺寸，在将该像素电路应用于显示面板的情况下，可减小显示面板的边框的尺寸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1是根据本发明实施例提供的一种像素电路的示意图；

图2是图1中所示的像素电路中的子像素电路工作在发光阶段时各端子的控制信号的时序图；

图3是图1中所示的像素电路中的子像素电路工作在补偿阶段时各端子的控制信号的时序图；

图4是与图1所示的像素电路对应的goa单元电路的示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种像素电路的示意图；

图6是与图5所示的像素电路对应的goa单元电路的示意图；

图7是图5中所示的像素电路中的子像素电路工作在发光阶段时各端子的控制信号的时序图；

图8是图5中所示的像素电路中的子像素电路工作在补偿阶段时各端子的控制信号的时序图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

图1是根据本发明实施例的提供的一种3t1c像素电路的示意图。如图1所示，每个像素电路的t1以及t2的栅极单独由一个栅极线控制，该电路的工作过程可分为发光阶段和补偿阶段，其工作过程如下：

图2是图1中所示的像素电路工作在发光阶段时各端子的控制信号时序图，如图2所示，发光阶段包括写入数据信号(writedata)以及发光(emission)两个过程。

写入数据信号：信号扫描端g1以及g2同时为高电位，晶体管t1以及t2打开，第一节点g以及第二节点s分别写入数据电压以及和参考(vref)电压。

发光：信号扫描端g1以及g2为低电位，晶体管t1以及t2关断，晶体管t3导通，由于为存储电容存在s节点充电时电压抬升，g节点电压也自举抬升，oled发光。

图3是图1中所示的像素电路工作在补偿阶段时各端子的控制信号的时序图，如图3所示，补偿阶段包括写入数据信号、充电、采样以及写回过程。写入数据信号：信号扫描端g1以及g2同时为高电位，晶体管t1以及t2打开，分别写入数据电压信号和参考电压；

充电(charging)：晶体管t1关断，t2打开，t3导通，s节点开始充电，此时感测信号线漂移(senselinefloating)。

采样：(sampling)当感测信号线在一段时间后电位基本保持不变后，此时通过adc(analog-to-digitalconverter,模/数转换器)测得s节点电位。

写回：(writeback)信号扫描先g1以及g2同时为高电位，晶体管t1以及t2打开，分别写入数据电压和参考电压。

图4是与图1对应的goa单元电路的示意图，如图4所示，该电路的输出端需要clke、clkf两个输出，其中，clk表示时钟信号，clke以及clkf分别表示两个不同的时钟信号输出端，由于输出管的尺寸较大，所以会导致显示面板的边框较大。

图5是根据一示例性实施例示出的一种4t1c像素电路的示意图，如图5所示，该像素电路包括：

多个依次相连的子像素电路，对于该多个子像素电路中的任意一个子像素电路，包括：数据写入单元、检测控制单元、驱动控制单元、储能单元以及发光器件，其中，检测控制单元包括第一控制端以及第二控制端；

对于多个子像素电路中的第n个子像素电路，其检测控制单元的第二控制端与第n-2个子像素电路的检测控制单元的第一控制端以及第n-1个子像素电路的扫描信号端相连，其中，n为自然数。

需要说明的是，图5中仅以四个依次相连的子像素电路为例对本发明的像素电路进行说明，但本发明实施例的像素电路可以包括由纵横排列并连接的多个子像素电路构成的像素阵列，其中，图5中所示的四个依次相连的子像素电路可以是像素阵列中位于同一列的四个子像素电路，此外，仅在第一个子像素电路中标注出了各单元，由于其余子电路的结构与该子像素电路的结构一致，故不再重复标注。

在本发明实施例的像素电路中，多个扫描信号端实现了共用，使得用于驱动该像素电路的goa电路相应减少了clk输出端，从而缩小了goa电路的尺寸，在将该像素电路应用于显示面板的情况下，可减小显示面板的边框的尺寸。

在一种可实现方式中，仍以图5所示的像素电路为例进行说明，对于所述任意一个子像素电路，其数据写入单元的输入端与像素电路的数据信号端(即如图5中所示的data端)相连，输出端与子像素电路中的第一节点(即如图5中所示g节点)相连，数据写入单元用于在当前子像素电路的扫描信号端的控制下将数据信号端的数据信号提供给第一节点，需要说明的是，当前子像素电路的扫描信号端为与数据写入单元的控制端相连的扫描信号端，例如，在图5中，第一个子像素电路的扫描信号端为g1,第二个子像素电路的扫描信号端为g2，第三个子像素电路的扫描信号端为g3，第四个子像素的扫描信号端为g4。驱动控制单元的输入端与像素电路的第一电压信号端相连，在图5中，该第一电压信号端以elvdd端为例，控制端与第一节点相连，输出端与子像素电路中的第二节点(例如，图5中所示的s节点)相连，该第二节点与发光器件的输入端相连，在图5中，该发光器件以oled为例，驱动控制单元用于在第一节点以及第二节点之间的电位以及储能单元的控制下驱动所述发光器件发光，在图5中，该储能单元以电容cst为例，该储能单元的第一端与第一节点相连，第二端与第二节点相连，该储能单元用于使第一节点以及第二节点之间的电压差保持稳定；检测控制单元的输入端与第二节点相连，输出端与像素电路的感应信号线以及参考信号端相连，检测控制单元用于将第二节点的电压提供给感应信号线(如图5中所示的s/h端)以及将参考信号端(如图5所示的vref端)的参考信号提供给第二节点。

在一种可实现方式中，对于多个子像素电路中的任意一个子像素电路，其检测控制单元包括第一开关器件以及第二开关器件，第一开关器件包括第一极、第二极以及控制极，第二开关器件包括第一极、第二极以及控制极，第一开关器件的控制极为检测控制单元的第一控制端，第二开关器件的控制极为检测控制单元的第二控制端，第一开关器件的第一极与第二开关器件的第一极相连，第二开关器件的第二极与第二开关器件的第二极相连。例如，以图5所示的像素电路中的任意一个子像素电路为例，检测控制单元包括晶体管t2(为上述第一开关器件的一个示例)以及晶体管t4(为上述第二开关器件的一个示例)，t2的控制极为检测控制单元的第一控制端，t4的控制极为检测控制单元的第二控制端，t2的第一极与t4的第一极相连，t2的第二极与t4的第二极相连。由于检测控制单元具有t2的控制极以及t4的控制极两个控制端，故，在不同的时段可利用其他子像素电路的扫描信号端控制该两个控制端，从而实现不同的子像素电路对扫描信号控制端的共用，从而可以减少像素电路中的扫描信号端的个数，可见，本发明实施例将oledgoa多个栅极输出变为只需要一个栅极输出，在减少goa栅极输出的个数的基础上，可缩小oled面板的边框。例如，由于图5所示的像素电路中的子像素电路之间共用扫描信号端，使得图5所示的像素电路与具有相同个数的子像素电路的图1所示的像素电路相比，减少了两个扫描信号端。

在一种可实现方式中，像素电路还可包括：驱动电路，驱动电路包括多个输出端，多个输出端被配置为用于分别与各子像素电路的扫描信号端相连。例如，图6示出了与图5所示的像素电路对应的goa电路(为驱动电路的一个示例)，该电路较图4所示的goa电路结构减少了一个输出信号clkf，所以相应地可减少一组输出管和下拉管，在将该像素电路应用于显示面板时，可极大地缩小显示面板边框的尺寸。

在一种可实现方式中，仍以图5所示的像素电路为例进行说明，感应信号线末端与模数转换器adc相连，基于此，像素电路在充电阶段，数据信号端写入数据信号对感应信号线进行充电，在采样阶段，adc采集感应信号线上的电压值，可将该电压值提供给外接的处理器进行计算得出需要写入的实际数据信号，即补偿后的数据信号，以实现对驱动晶体管(例如，如图5中所示的t3)的阈值电压以及迁移率进行补偿。

本发明实施例还提供了一种像素电路驱动方法，该方法用于对上述任意一种像素电路进行驱动，该方法包括：对于多个子像素电路中的第n个子像素电路，在其发光阶段以及补偿阶段，通过第n-1个子像素电路的扫描信号端控制第n个子像素电路的检测控制单元的第二控制端，以及通过第n+1个子像素电路的扫描信号端控制第n个子像素电路的检测控制单元的第一控制端。

在一种可实现方式中，本发明实施例的像素电路为由多个上述子像素电路构成的像素阵列，基于此，本发明实施例的像素电路驱动方法可用于驱动每一行子像素电路，故，在上述方法中，对第n个或第n-1个像素电路的控制，相应地为对第n行或第n-1行像素电路的控制。

在一种可实现方式中，对于多个子像素电路中第n个子像素电路，在其发光阶段，向第n个子像素电路中的第一节点写入数据信号以及向第n个子像素电路中的第二节点写入参考信号；

通过第n-1个子像素电路的扫描信号端控制第n个子像素电路的检测控制单元的第二控制端断开，通过第n个子像素电路的扫描信号端控制第n个子像素电路的数据写入单元断开，保持第n个子像素电路的检测控制单元的第一控制端开启，以使第一节点以及第二节点之间电位保持不变。

在一种可实现方式中，对于多个子像素电路中的任意第n个子像素电路，像素电路驱动还可包括：在第一节点以及第二节点之间的电位保持不变之后，通过第n+1个子像素电路的扫描信号端控制第n个子像素电路的检测控制单元关断，以使驱动控制单元基于第一节点以及第二节点之间的电位以及储能单元中存储的电能驱动发光器件发光。

以下对本发明实施例的像素电路工作过程中的发光阶段进行示例性说明。上述各子像素电路工作过程中的发光阶段可包括写数据、保持以及发光子阶段。以图5中所示的第三个子像素电路为例，在该子像素电路工作过程中的发光阶段的各端子的控制信号的时序如图7所示。在写数据子阶段时，t4先导通使得s节点先写入了参考信号的电位，接着第三个字像素电路对应的扫描信号线g3为高，使t1打开，接着t2也打开，第三个子像素电路中的g节点以及s节点分别写入本行的数据电压和参考电压；在保持子阶段，t4先关断，接着t1关断，第四个子像素电路对应的扫描信号线g4为高t2继续打开，此时t3的两端的g节点以及s节点电位保持不变；在发光子阶段，扫描信号线g3,g4为低电位，t1,t2,t4都关断，t3导通，因为存储电容存在s节点充电时电压抬升，g节点压也自举抬升，oled发光。

在一种可实现方式中，向第一节点写入数据信号以及向第二节点写入参考信号可包括：通过第n-1个子像素电路的扫描信号端向第n个子像素电路的检测控制单元的第二控制端输入第一控制信号，通过第n个子像素电路的扫描信号端向第n个子像素电路的数据写入单元的控制端输入第二控制信号，通过第n+1个子像素电路的扫描信号端向第n个子像素电路的检测控制单元的第一控制端输入第三控制信号，以将数据信号提供给第一节点，以及将参考信号提供给第二节点。仍以图5所示的像素电路中的第三个子像素电路为例进行说明，通过第二个子像素电路的扫描信号端g2向第三个子像素电路的t4的控制极写入第一控制信号，通过第三个子像素电路的扫描信号端g3向t1的控制极输入第二控制信号，通难过第四个子像素电路的扫描信号端g4向t2的控制极输入第三控制信号，可将数据电压信号提供给g节点，以及将参考电压信号提供给s节点。

在一种可实现方式中，对于多个子像素电路中的任意一个子像素电路，其数据写入单元包括第三开关器件，驱动控制单元包括第四开关器件，像素电路驱动方法还可包括：对于多个子像素电路中的第n个子像素电路，第n个子像素电路处于补偿阶段；在写入信号时，通过第n个子像素电路的扫描信号端控制该子像素电路的数据写入单元将数据信号写入该子像素电路中的第一节点，以及通过第n-1个子像素电路的扫描信号端控制第n个子像素电路的检测控制单元的第二控制端开启，以将参考信号写入第n个子像素电路中的第二节点；在充电时，通过第n个子像素电路的扫描信号端控制该子像素电路的数据写入单元关闭，保持该子像素电路的检测控制单元的第二控制端开启，通过第一电压信号端控制第n个子像素电路的驱动控制单元开启，以通过第n个子像素电路中的第二节点向第n个子像素电路的储能单元充电；在取样时，在感应信号线电位稳定后，在感应信号线端检测第n个子像素电路中的第二节点的电位；在信号写回时，通过第n个子像素电路的扫描信号端控制数据写入单元向第一节点写入数据信号，通过第n-1个子像素电路的扫描信号端控制检测控制单元的第二控制端开启，以向第二节点写入参考信号。在一个例子中，以一个像素电路中的第n行子像素电路为例进行说明，在第n行子像素电路工作在补偿阶段时，包括如下几个子阶段，各子阶段中该子像素电路各端子的控制信号的时序如图8所示。

写入数据子阶段：第n行的子像素电路中的t1以及t4打开，g节点以及s节点分别写入data电压(为上述数据信号的一个示例)和vref电压(为上述参考信号的一个示例)；

充电子阶段：接着第n行的子像素电路的t1关断，t4以及t3导通，s节点开始充电，此时感应信号线漂移；

取样子阶段：当感应信号线在一段时间后电位基本保持不变，此时通过adc测得s节点的电位；

信号写回子阶段：此时第n行的子像素电路的t1,t4同时打开，分别写入data电压和vref电压。

在一种可实现方式中，像素电路驱动方法还可包括：对于一个像素电路中的多个子像素电路中的第n-1个子像素电路，在第n个子像素电路信号写回时，控制第n-1个子像素电路的数据写入单元向第n-1个子像素电路的第一节点写入数据信号，控制第n-1个子像素电路的检测控制单元向第n-1个子像素电路中的第二节点写入参考信号。延用上述例子，在n行的子像素电路工作在信号写回子阶段时，第n-1行的子像素电路的t1以及t2也会打开写入相同的data和vref电压，也即第n行子像素电路和n-1行子像素电路同时完成信号写回。

需要说明的是，上述各实施例中的晶体管独立选自多晶硅薄膜晶体管、非晶硅薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管以及有机薄膜晶体管中的一种。在本实施例中涉及到的“控制极”具体可以是指晶体管的栅极或基极，“第一极”具体可以是指晶体管的源极或发射极，相应的“第二极”具体可以是指晶体管的漏极或集电极。当然，本领域的技术人员应该知晓的是，该“第一极”与“第二极”可进行互换。

此外，上述实施例中晶体管t1、晶体管t2、晶体管t3以及晶体管t4均为n型晶体管，为本实施例中便于实施的一种优选方案，其不会对本发明的技术方案产生限制。本领域技术人员应该知晓的是，简单的对各晶体管的类型(n型或p型)进行改变，以及对各电源端和控制信号线输出电压的正负极性进行改变，以实现与本实施例中对各晶体管执行相同的导通或截止操作的技术方案，其均属于本申请保护范围。具体情况，此处不再一一举例说明。

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。在本发明实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中一极称为源极，另一极称为漏极。此外，按照晶体管的特性区分可以将晶体管分为n型晶体管或p型晶体管。在本发明实施例提供的驱动电路中，所有晶体管均是以n型晶体管为例进行说明，可以想到的是在采用p型晶体管实现时是本领域技术人员可在没有作出创造性劳动前提下轻易想到的，因此也是在本发明的实施例保护范围内的。

在本发明实施例中，对于n型晶体管，第一极为源极，第二极为漏极，对于p型晶体管，第一极为漏极，第二极为源极。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到现有技术中，源漏极和有源层处于不同层，使得基板厚度较大，制作工艺复杂。通过本申请的技术方案，可以通过对氮化铜进行掺杂处理，将源极、漏极、数据线和有源层制备在同一层中，从而减小阵列基板的厚度，简化阵列基板的制作工艺。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。