像素补偿电路和显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素补偿电路和显示装置。

背景技术：

目前的主动矩阵有机发光二极管(active-matrixorganiclightemittingdiode，简称amoled)显示面板，在制造过程中多采用低温多晶硅的工艺制造驱动电路，到目前为止较为流行的低温多晶硅制造工艺是采用准分子激光束退火(excimerlaseranneal，简称ela)的方式完成的，ela是指将已淀积在玻璃上的a-si薄膜通过准分子激光束退火转化为p-si薄膜，即由非晶硅转化为多晶硅，使电子场效应迁移率(电子的移动速度)提高百倍以上。

有机发光二极管(organiclight-emittingdiode，简称oled)为电流型驱动元件，微小电流的差异将会导致oled发光亮度的强弱，具体表现就是亮度不均匀。以p-mos架构构成的amoled为例，图1示出现有技术中oled驱动电路中像素补偿电路的架构示意图，当oled发光时，流经oled的电流ioled如下述公式进行计算：

ioled＝1/2coxuw/l(vgs-vth)²

其中cox为晶体管的单位面积栅氧化层电容，u为晶体管的沟道载流子迁移率，w/l为晶体管的沟道宽长比，vgs为晶体管栅极和源极间的电压，vth为驱动晶体管导通的阈值电压。

但是如果采用ela方式制作低温多晶硅，ela过程中会有能量控制不均匀的问题，非晶硅成膜不均匀，生成的多晶硅晶粒大小不一致，导致制作而成的器件导通的阈值电压vth不一致。由上述计算电流ioled公式可见，oled发光电流对驱动晶体管阈值电压vth比较敏感，如果vth漂移将会导致oled电流指数倍地变化，还由于oled发光电流的大小直接影响其发光亮度，使得amoled的发光亮度不均匀而产生显示缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种像素补偿电路和显示装置，以解决现有技术中由于受到阈值电压vth漂移的影响，amoled的发光亮度不均匀而产生显示缺陷的技术问题。

为实现上述目的，在本发明的一些实施例中提供了一种像素补偿电路，包括：

第一开关元件至第五开关元件、存储电容、驱动元件和有机发光二极管，所述第一开关元件至所述第五开关元件以及所述驱动元件均具有控制端、第一端和第二端，所述存储电容具有第一端和第二端；

所述第一开关元件的控制端耦接一第n级栅极驱动信号的输出端，所述第一开关元件的第一端耦接一数据电压的输出端，所述第一开关元件的第二端耦接一第一节点；

所述驱动元件的控制端耦接一第二节点，所述驱动元件的第一端耦接一第一电源电压，所述驱动元件的第二端耦接第三节点；

所述存储电容耦接在所述第一节点和所述第二节点之间；

所述第二开关元件的控制端耦接所述第n级栅极驱动信号的输出端，所述第二开关元件的第一端耦接所述第二节点，所述第二开关元件的第二端耦接所述第三节点；

所述第三开关元件的控制端耦接一使能信号的输出端，所述第三开关元件的第一端耦接所述第一电压，所述第三开关元件的第二端耦接所述第一节点；

所述第四开关元件的控制端耦接所述使能信号的输出端，所述第四开关元件的第一端耦接所述第三节点；

所述有机发光二极管的阳极耦接所述第四开关元件的第二端，所述有机发光二极管的阴极耦接第二电压；

所述第五开关元件的控制端耦接第n-1级栅极驱动信号的输出端，所述第五开关元件的第一端耦接所述第二节点。

在本发明的一实施例中，所述第五开关元件的第二端耦接所述第五开关元件的控制端。

在本发明的另一实施例中，所述第五开关元件的第二端耦接一初始化电压。

在本发明的另一实施例中，所述第一开关元件至第五开关元件分别为第一晶体管至第五晶体管，所述驱动元件为驱动晶体管。

在本发明的另一实施例中，所述第一晶体管至所述第五晶体管以及所述驱动晶体管为pmos晶体管。

在本发明的另一实施例中，所述第一电压为高电位，所述第二电压为低电位。

在本发明的另一实施例中，在初始化阶段，所述第n级栅极驱动信号的输出端和所述使能信号为高电位，所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件以及所述第四开关元件关断，所述第n-1级栅极驱动信号为低电位，所述第五开关元件导通，所述第二节点被拉至低电位，所述驱动开关元件导通。

在本发明的另一实施例中，在阈值电压转移阶段，所述使能信号和所述第n-1级栅极驱动信号为高电位，所述第二开关元件、所述第三开关元件以及所述第四开关元件关断，所述第n级栅极驱动信号为低电位，所述第一开关元件导通，所述数据电压写入到所述第一节点，所述第二开关元件导通，所述驱动开关元件的控制端和第二端短路，所述第二节点的电位为所述第一电压加上一阈值电压，其中所述阈值电压为所述驱动开关元件导通的电压值。

在本发明的另一实施例中，在发光阶段，所述第n级栅极驱动信号和所述第n-1级栅极驱动信号为高电位，所述第一开关元件、第二开关元件所述第五开关元件关断，所述使能信号为低电位，所述第三开关元件和所述第四开关元件导通，所述第一节点的电位等于所述第一电压，所述第二节点的电位为所述第一电压加上一阈值电压，再加上所述第一电压和所述数据电压的差值，其中所述阈值电压为所述驱动开关元件导通的电压值。

为实现上述目的，在本发明的另一些实施例中提供了一种显示装置，包括一阵列基板，所述阵列基板为以上所述的像素补偿电路。

为实现上述目的，在本发明的另一些实施例中还提供了一种像素补偿电路，包括：第一开关元件至第五开关元件、存储电容、驱动元件和有机发光二极管；

所述第一开关元件用于响应一第n级栅极驱动信号,以传送一数据电压至一第一节点；

所述驱动元件用于响应一第二节点的电压值,以传送一第一电压至一第三节点；

所述存储电容耦接在所述第一节点和所述第二节点之间；

所述第二开关元件用于响应所述第n级栅极驱动信号,以改变所述第二节点电压值；

所述第三开关元件用于响应一使能信号,使所述第一电压与所述第一节点的电位相同；

所述第四开关元件用于响应所述使能信号,并连接于所述第三节点和所述有机发光二极管的阳极之间；以及

所述第五开关元件用于响应一第n-1级栅极驱动信号,并连接至所述第二节点。

在本发明的另一实施例中，所述有机发光二极管的阴极耦接一第二电压。

在本发明的另一实施例中，所述第一开关元件至第五开关元件分别为第一晶体管至第五晶体管，所述驱动元件为驱动晶体管,且所述第一晶体管至所述第五晶体管以及所述驱动晶体管为pmos晶体管。

在本发明的另一实施例中，所述第一电压为高电位，所述第二电压为低电位。

在本发明的另一实施例中，在初始化阶段，所述第n级栅极驱动信号和所述使能信号为高电位，所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件以及所述第四开关元件关断，所述第n-1级栅极驱动信号为低电位，所述第五开关元件导通，所述第二节点被拉至低电位，所述驱动开关元件导通。

在本发明的另一实施例中，在阈值电压转移阶段，所述使能信号和所述第n-1级栅极驱动信号为高电位，所述第二开关元件、所述第三开关元件以及所述第四开关元件关断，所述第n级栅极驱动信号为低电位，所述第一开关元件导通，所述数据电压写入到所述第一节点，所述第二开关元件导通使所述驱动开关元件形成短路，所述第二节点的电位为所述第一电压加上一阈值电压，其中所述阈值电压为所述驱动开关元件导通的电压值。

在本发明的另一实施例中，在发光阶段，所述第n级栅极驱动信号和所述第n-1级栅极驱动信号为高电位，所述第一开关元件、第二开关元件所述第五开关元件关断，所述使能信号为低电位，所述第三开关元件和所述第四开关元件导通，所述第一节点的电位等于所述第一电压，所述第二节点的电位为所述第一电压加上所述阈值电压，再加上所述第一电压和所述数据电压的差值。基于本发明所提供的上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：

通过对现有的像素补偿电路进行改进，使得oled的发光电流与驱动晶体管的阈值电压无关，消除现有技术中阈值电压的漂移对oled的亮度显示的直接影响，可以大幅改善因器件导通的阈值电压不一致而产生的画面显示不均匀的显示缺陷。

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示出现有技术中oled驱动电路中像素补偿电路的架构示意图。

图2示出本实施例二提供的像素补偿电路的电路架构示意图。

图3示出本实施例二中三个开关信号分别对应的时序波形图。

图4示出本实施例二中初始化阶段三个开关信号的电位波形图。

图5示出本实施例二中初始化阶段电路架构通断状态示意图。

图6示出本实施例二中阈值转移阶段三个开关信号的电位波形图。

图7示出本实施例二中阈值转移阶段电路架构通断状态示意图。

图8示出本实施例二中发光阶段三个开关信号的电位波形图。

图9示出本实施例二中发光阶段电路架构通断状态示意图。

图10示出本实施例三提供的像素补偿电路的电路架构示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是，本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为解决上述问题，给出以下几个实施例对本发明进行解释和说明。

实施例一

本实施例提供了一种像素补偿电路，包括：第一开关元件至第五开关元件、存储电容、驱动元件和有机发光二极管。

在该像素补偿电路中，第一开关元件用于响应第n级栅极驱动信号，以传送数据电压至第一节点；驱动元件用于响应第二节点的电压值，以传送第一电压至第三节点；存储电容耦接在第一节点和第二节点之间；第二开关元件用于响应第n级栅极驱动信号，以改变第二节点电压值；第三开关元件用于响应使能信号,使第一电压与第一节点的电位相同；第四开关元件用于响应使能信号，并连接于第三节点和有机发光二极管的阳极之间；第五开关元件用于响应第n-1级栅极驱动信号，并连接至第二节点。

在本实施例中，有机发光二极管耦接在第四开关元件与第二电压之间，阴极耦接第二电压，其中第一电压为高电位，第二电压为低电位。

需要说明的是，本实施例中的第一开关元件至第五开关元件分别为第一晶体管至第五晶体管，驱动元件为驱动晶体管,且第一晶体管至第五晶体管以及驱动晶体管为pmos晶体管。

该像素补偿电路工作阶段分为初始化阶段、阈值电压转移阶段以及发光阶段，电路在这三个工作阶段对应的工作状态如下：

在初始化阶段，第n级栅极驱动信号和使能信号为高电位，第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件以及第四开关元件关断，第n-1级栅极驱动信号为低电位，第五开关元件导通，第二节点被拉至低电位，驱动开关元件导通。

在阈值电压转移阶段，使能信号和第n-1级栅极驱动信号为高电位，第二开关元件、第三开关元件以及第四开关元件关断，第n级栅极驱动信号为低电位，第一开关元件导通，数据电压写入到第一节点，第二开关元件导通使驱动开关元件形成短路，第二节点的电位为第一电压加上阈值电压，其中阈值电压为驱动开关元件导通的电压值。

在发光阶段，第n级栅极驱动信号和第n-1级栅极驱动信号为高电位，第一开关元件、第二开关元件第五开关元件关断，使能信号为低电位，第三开关元件和第四开关元件导通，第一节点的电位等于第一电压，第二节点的电 位为第一电压加上阈值电压，再加上第一电压和数据电压的差值。

为实现上述实施例一中提供的像素补偿电路的功能，本公开还在以下实施例二和三提供其具体电路架构。

实施例二

本实施例中提供的一种像素补偿电路的电路架构图，该像素补偿电路包括：第一开关元件至第五开关元件、存储电容、驱动元件和有机发光二极管，第一开关元件至第五开关元件以及驱动元件均具有控制端、第一端和第二端，存储电容具有第一端和第二端。

第一开关元件的控制端耦接一第n级栅极驱动信号的输出端，第一开关元件的第一端耦接一数据电压的输出端，第一开关元件的第二端耦接一第一节点；驱动元件的控制端耦接一第二节点，驱动元件的第一端耦接一第一电源电压，驱动元件的第二端耦接第三节点；存储电容耦接在第一节点和第二节点之间；第二开关元件的控制端耦接第n级栅极驱动信号的输出端，第二开关元件的第一端耦接第二节点，第二开关元件的第二端耦接第三节点；第三开关元件的控制端耦接一使能信号的输出端，第三开关元件的第一端耦接第一电压，第三开关元件的第二端耦接第一节点；第四开关元件的控制端耦接使能信号的输出端，第四开关元件的第一端耦接第三节点；有机发光二极管的阳极耦接第四开关元件的第二端，有机发光二极管的阴极耦接第二电压；第五开关元件的控制端耦接第n-1级栅极驱动信号的输出端，第五开关元件的第一端耦接第二节点。

其中，在本实施例中第一开关元件至第五开关元件均是晶体管，即第一晶体管至第五晶体管。但在本公开的其他实施例中，第一开关元件至第五开关元件还可以为其他类型的开关，例如bjt开关等等。无论开关元件为开关晶体管还是bjt开关，驱动元件均为驱动晶体管。

在本实施例中，第一晶体管至第五晶体管以及驱动晶体管均为pmos晶体管为例，也就是开关元件以及驱动元件的控制端、第一端以及第二端分别对应晶体管的栅极、源极及漏极。

以晶体管为例，图2示出本实施例提供的像素补偿电路的电路架构示意图，具体连接关系如下：

第一晶体管t1的控制端耦接第n级栅极驱动信号sn的输出端，第一晶 体管t1的第一端耦接数据电压vdata的输出端，第一晶体管t1的第二端耦接多数第一节点na；驱动晶体管m的控制端耦接第二节点nb，驱动晶体管m的第一端耦接第一电压vdd，驱动晶体管m的第二端耦接第三节点nc；存储电容cst耦接在第一节点na和第二节点nb之间，即存储电容cst的第一端耦接第一节点na，存储电容cst的第二端耦接第二节点nb；第二晶体管t2的控制端耦接第n级栅极驱动信号sn的输出端，第二晶体管t2的第一端耦接第二节点nb，第二晶体管t2的第二端耦接第三节点nc；第三晶体管t3的控制端耦接使能信号en的输出端，第三晶体管t3的第一端耦接第一电压vdd，第三晶体管t3的第二端耦接第一节点na；第四晶体管t4的控制端耦接使能信号en的输出端，第四晶体管t4的第一端耦接第三节点nc，第四晶体管t4的第二端耦接有机发光二极管oled的阳极；第五晶体管t5的控制端耦接第n-1级栅极驱动信号sn-1的输出端，第五晶体管t5的第一端耦接第二节点nb，第五晶体管t5的第二端耦接第五晶体管t5的控制端；有机发光二极管oled的阴极耦接第二电压vss。

图2所示电路架构中，需要三个开关信号，即第n级栅极驱动信号sn、使能信号en以及第n-1级栅极驱动信号sn-1，一个数据电压vdata，以及oled工作所需要的电源(包括第一电压vdd和第二电压vss)。第一晶体管t1导通时，数据电压vdata可以写入到子像素单元中，驱动晶体管m控制端的电位由本身晶体管导通的阈值电压vth以及数据电压vdata写进来的电压信号决定；驱动晶体管m的第一端连接第一电压vdd，第二晶体管t2的控制端与第二端的压差决第二晶体管t2的第一端(源极)与第二端(漏极)电流大小，从而决定oled的发光亮度。第二晶体管t2导通时，第二节点nb与驱动晶体管m的第二端(即漏极)导通，第三晶体管t3的第一端(源极)和第二端(漏极)分别连接第一电压vdd和第一节点na。第四晶体管t4的第一端(源极)和第二端(漏极)分别连接驱动晶体管m的第二端和有机发光二极管oled的阳极，第五晶体管t5的第一端(源极)连接控第二节点nb，控制端(栅极)和第二端(漏极)耦接，形成二极管。

还需要说明的是，本实施例中的第一电压vdd为高电位，第二电压vss为低电位。

图3示出本实施例中三个开关信号分别对应的时序波形图。

结合图3所示的时序波形图，图2所示的电路架构图的工作分为三个阶段：初始化阶段、阈值电压转移阶段和发光阶段。以下对这三个阶段分别进行分析：

(1)初始化阶段

此时图3所示的三个开关信号的电位如图4中阴影部分所示，对应的，图2所示的电路架构中各个晶体管的通断状态如图5所示。

在初始化阶段，第n级栅极驱动信号sn和使能信号en为高电位，由于第n级栅极驱动信号sn的输出端耦接第一晶体管t1和第二晶体管t2的控制端，因此第一晶体管t1和第二晶体管t2关断，还由于使能信号en的输出端耦接第三晶体管t3和第四晶体管t4的控制端，因此第三晶体管t3以及第四晶体管t4关断。此阶段，第n-1级栅极驱动信号sn-1为低电位，由于第n-1级栅极驱动信号sn-1的输出端耦接第五晶体管t5的控制端，因此第五晶体管t5导通，此时，第二节点nb被拉至低电位，由于驱动晶体管的控制端耦接第二节点nb，因此驱动晶体管m处于导通状态，完成电路初始化。

(2)阈值转移阶段

此时图3所示的三个开关信号的电位如图6中阴影部分所示，对应的，图2所示的电路架构中各个晶体管的通断状态如图7所示。

在阈值转移阶段，使能信号en和第n-1级栅极驱动信号sn-1为高电位，由于使能信号en的输出端耦接第三晶体管t3和第四晶体管t4的控制端，因此第三晶体管t3以及第四晶体管t4仍然关断。由于第n-1级栅极驱动信号sn-1的输出端耦接第五晶体管t5的控制端，因此第五晶体管t5关断。此阶段，第n级栅极驱动信号sn为低电位，由于第n级栅极驱动信号sn的输出端耦接第一晶体管t1的控制端，因此第一晶体管t1导通，数据电压vdata写入到第一节点na中。同时，由于第n级栅极驱动信号sn的输出端还耦接耦接第二晶体管t2的控制端，且上一时刻第二节点nb电位为低电位，因此第二晶体管t2导通，驱动晶体管的控制端和第二端形成短路，使得驱动晶体管m形成一个二极管，此时，第二节点nb的电位会变化至第一电压加上阈值电压，即vdd+vth，其中vdd为第一电压，vth为阈值电压，也就是驱动晶体管m导通的电压值。

(3)发光阶段

此时图3所示的三个开关信号的电位如图8中阴影部分所示，对应的，图2所示的电路架构中各个晶体管的通断状态如图9所示。

在发光阶段，第n级栅极驱动信号sn和第n-1级栅极驱动信号sn-1为高电位，由于第n级栅极驱动信号sn的输出端耦接第一晶体管t1和第二晶体管t2的控制端，因此第一晶体管t1和第二晶体管t2关断。还由于第n-1级栅极驱动信号sn-1的输出端耦接第五晶体管t5的控制端，因此第五晶体管t5关断。此阶段，使能信号en为低电位，由于使能信号en的输出端耦接第三晶体管t3的控制端，因此第三晶体管t3导通，第一节点na的电位等于第一电压vdd，即此刻第一节点na为高电位。此刻，第二节点nb的电位为第一电压加上阈值电压，再加上第一电压和数据电压的差值，即vnb＝vdd+vth+(vdd-vdata)，vdd为第一电压，vth为阈值电压，也就是驱动晶体管m导通的电压值，vdata为数据电压。由于使能信号en的输出端还耦接第四晶体管t4的控制端，因此第四晶体管t4也导通。

在发光阶段，由于此时驱动晶体管m工作在饱和区，其工作电流为：

ioled＝1/2coxuw/l(vgs-vth)²

＝1/2coxuw/l(vnb-vdd-vth)²

＝1/2coxuw/l(vdd+vth+(vdd-vdata)-vdd-vth)²

＝1/2coxuw/l(vdd-vdata)²

由此可知，此时oled的工作电流ioled的大小与驱动晶体管m导通的阈值电压vth没有关系，而仅取决于第一电压vdd以及数据电压vdata的差值，因此oled的发光亮度不受阈值电压vth的影响。

综上所述，本实施例提供的像素补偿电路，通过对现有的像素补偿电路进行改进，使得oled的发光电流与驱动晶体管的阈值电压无关，消除现有技术中阈值电压的漂移对oled的亮度显示的直接影响，可以大幅改善因器件导通的阈值电压不一致而产生的画面显示不均匀的显示缺陷。

实施例三

本实施例中也提供的一种像素补偿电路的电路架构图，该像素补偿电路也包括第一开关元件至第五开关元件、存储电容、驱动元件和有机发光二极管。

图10示出本实施例提供的像素补偿电路的电路架构示意图，与实施例二 提供的像素补偿电路的不同之处在于，本实施例中的第五晶体管t5为开关晶体管，且第五晶体管t5的第二端(漏极)连接一初始化电压vint，而不是将控制端与第二端连接形成二极管，其余晶体管的连接关系与实施例一相同。

本实施例中三个开关信号的时序波形图同图3所示，本实施例中图10所示的电路架构图也根据图3所提供的开关信号，分为三个阶段：初始化阶段、阈值电压转移阶段和发光阶段。在这三个阶段对于像素补偿电路中各个晶体管的通断状态也分别如图5、7、9所示，电路中信号变化的说明也如实施例一所述，此处不再赘述。

最终在发光阶段，由于此时驱动晶体管m工作在饱和区，其工作电流为：

ioled＝1/2coxuw/l(vgs-vth)²

＝1/2coxuw/l(vnb-vdd-vth)²

＝1/2coxuw/l(vdd+vth+(vdd-vdata)-vdd-vth)²

＝1/2coxuw/l(vdd-vdata)²

由此可知，本实施例中的oled的工作电流ioled的大小也与驱动晶体管m导通的阈值电压vth没有关系，而仅取决于第一电压vdd以及数据电压vdata的差值，因此oled的发光亮度不受阈值电压vth的影响。

另外，由于本实施例中第五晶体管t5的第一端和第二端分别第二节点nb和初始化电压vint，因此通过调整信号初始端vint的电压值，可以减小在发光阶段因第五晶体管t5的漏电造成第二节点nb电位的变化，进一步保证第二节点nb上电位vnb的稳定。

综上所述，本实施例提供的像素补偿电路，通过对现有的像素补偿电路进行改进，使得oled的发光电流与驱动晶体管的阈值电压无关，消除现有技术中阈值电压的漂移对oled的亮度显示的直接影响，可以大幅改善因器件导通的阈值电压不一致而产生的画面显示不均匀的显示缺陷。

实施例四

在本实施例中还提供一种显示装置，包括一阵列基板，所述阵列基板上设置有像素补偿电路，该像素补偿电路可以为实施例一提供的像素补偿电路，具体的电路架构可以参见实施例二或实施例三提供的像素补偿电路。

本实施例也能够实现与上述实施例二和实施例三相同的技术效果，消除现有技术中阈值电压的漂移对oled的亮度显示的直接影响，可以大幅改善 因器件导通的阈值电压不一致而产生的画面显示不均匀的显示缺陷。

本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下所作的变动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。