有机发光显示面板和像素补偿方法与流程

本公开一般涉及显示技术领域，尤其涉及一种有机发光显示面板和像素补偿方法。

背景技术：

随着显示技术的不断发展，显示器的尺寸规格日新月异。为了满足电子设备的便携性，尺寸规格较小的显示屏幕的需求量不断增长。

与此同时，用户对显示屏的显示质量也提出了更高的要求。例如，用户更倾向于喜爱高PPI(Pixel per Inch，每英寸像素)的显示屏，以提高显示的精确性和连贯性。

OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器，因为具备轻薄、省电等特性，越来越广泛地应用在了各种便携式电子设备中。

OLED显示器中，通常包括了有机发光二极管阵列(即像素阵列)、向阵列中的各个有机发光二极管提供驱动电流的驱动电路(即像素电路)以及向各像素电路提供驱动信号的扫描电路等。

然而，现有的OLED显示器中，像素电路通常只对驱动晶体管的阈值电压(Vth)进行补偿，却没有考虑随着使用时间的累积，驱动晶体管的载流子迁移率、发光元件的衰退等问题。例如，随着时间的推移，当电流流经发光元件时，发光元件的正向压降(在规定的正向电流下，发光元件能够导通的正向最低电压)增大，而发光元件通常与驱动晶体管的源/漏极连接，从而使得驱动晶体管的源/漏极之间的电位差变小，因此流过发光元件的发光电流也变小。而由于OLED显示器中存在多个发光元件和驱动晶体管，各个发光元件的衰退程度以及驱动晶体管的载流子迁移率变化程度不尽相同，这就导致了即使向各个像素电路提供相同的显示信号，这些发光元件显示亮度也不尽相同，进而使得OLED显示器的显示均一性劣化。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种有机发光显示面板和像素补偿方法，以期解决现有技术中存在的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种有机发光显示面板，包括：像素阵列，包括M行N列的像素区域；多个像素驱动电路，各像素驱动电路包括发光二极管和用于驱动发光二极管的驱动晶体管，各发光二极管位于各像素区域中；多个像素补偿电路，像素补偿电路用于采集至少一个像素驱动电路中的发光二极管的阳极电压以及流过该发光二极管的发光电流，并基于阳极电压和发光电流生成补偿信号；像素补偿电路包括第一电压采集单元、第二电压采集单元和运算单元；第一电压采集单元包括采集电阻和第一差分放大器，其中，采集电阻设置在发光电流的电流通路上，第一差分放大器的两个输入端分别与采集电阻的两端电连接，并基于采集电阻两端的电压差生成发光电流；第二电压采集单元用于采集发光二极管的阳极电压；运算单元用于基于阳极电压和发光电流确定补偿信号。

第二方面，本申请实施例还提供了一种像素补偿方法，应用于如上的有机发光显示面板。像素补偿方法包括：向发光二极管的阳极提供复位信号并向驱动晶体管的栅极提供初始数据信号；驱动晶体管向发光二极管提供发光电流；采集发光电流以及发光二极管的阳极电压；以及基于发光电流、发光二极管的阳极电压以及初始数据信号确定补偿信号。

按照本申请的方案，通过采集像素驱动电路中，发光二极管的阳极电压以及发光电流，可以实现对驱动晶体管的阈值电压、载流子迁移率以及发光二极管的衰退的补偿，从而保证有机发光显示面板在时间和空间两个维度的显示亮度均一性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了本申请的有机发光显示面板的一个实施例的示意性结构图；

图2示出了本申请的有机发光显示面板中，一个实施例的像素驱动电路与像素补偿电路的连接关系示意性图；

图3示出了本申请的有机发光显示面板中，另一个实施例的像素驱动电路与像素补偿电路的连接关系示意性图；

图4示出了图3所示实施例中，各控制信号的示意性时序图；

图5示出了本申请的有机发光显示面板中，又一个实施例的像素驱动电路与像素补偿电路的连接关系示意性图；

图6示出了图5所示实施例中，各控制信号的示意性时序图；

图7示出了本申请的有机发光显示面板的另一个实施例的示意性结构图；

图8示出了本申请的像素补偿方法的一个实施例的示意性流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参见图1所示，为本申请的有机发光显示面板的一个实施例的示意性结构图。

本实施例的有机发光显示面板，包括像素阵列、多个像素驱动电路(图中未示出)以及多个像素补偿电路110。

其中，像素阵列包括M行N列的像素区域120。各像素驱动电路可以包括发光二极管和用于驱动发光二极管的驱动晶体管。各发光二极管位于各像素区域120内。在一些可选的实现方式中，像素驱动电路可以设置于各像素区域110中，通过控制该像素区域110中的驱动晶体管导通或截止来使对应的像素区域110中的发光二极管显示相应的亮度。

像素补偿电路110可用于采集至少一个像素驱动电路中的发光二极管的阳极电压以及流过该发光二极管的发光电流，并基于阳极电压和发光电流生成补偿信号。

一般而言，像素驱动电路中，驱动晶体管源极和漏极的其中一极与发光二极管的阳极电连接，而驱动晶体管源极和漏极的另一极通常连接一固定电压。这样一来，流经发光二极管的发光电流也就是流经驱动晶体管源极和漏极的电流。另一方面，发光电流与驱动晶体管的载流子迁移率和阈值电压存在一定的数值关系。因此，通过检测发光电流，可相应地确定驱动晶体管的载流子迁移率和阈值电压。

另一方面，发光二极管的阴极通常连接以固定电压(例如，接地)。随着使用时间的累积，发光二极管将产生一定的衰退，I(电流)-V(电压)之比将发生改变。而通过采集发光二极管发光电流和发光二极管的阳极电压，可以确定出发光二极管当前的I-V比。

通过以上的分析可以看出，通过采集发光二极管的阳极电压以及流过该发光二极管的发光电流，可以确定出像素驱动电路中，驱动晶体管的当前载流子迁移率、阈值电压以及发光二极管的I-V比例。这样一来，可以根据采集到的光二极管的阳极电压以及流过该发光二极管的发光电流确定补偿信号，在向各像素驱动电路施加数据信号时，利用补偿信号对施加到各像素驱动电路中的数据信号进行补偿，从而提升整个有机发光显示面板的显示亮度均一性。

下面，将进一步结合图2来描述本实施例的像素补偿电路的原理。

图2示出了本申请的有机发光显示面板中，一个实施例的像素驱动电路与像素补偿电路的连接关系示意性图。

图2中，像素补偿电路包括第一电压采集单元210、第二电压采集单元220和运算单元230。

第一电压采集单元210可包括采集电阻R1和第一差分放大器U1。其中，采集电阻R1设置在发光电流的电流通路上，例如，采集电阻R1可以设置在固定电压信号端PVDD与驱动晶体管DT的第一极之间。第一差分放大器U1的两个输入端分别与采集电阻R1的两端电连接，并基于采集电阻R1两端的电压差确定发光电流。

第二电压采集单元230用于采集发光二极管E1的阳极电压。运算单元230用于基于阳极电压和发光电流确定补偿信号。

这样一来，通过第一电压采集单元210采集发光二极管的发光电流并通过第二电压采集单元220采集流过该发光二极管的阳极电压，可以确定出像素驱动电路中，驱动晶体管的当前载流子迁移率、阈值电压以及发光二极管的I-V比例。根据采集到的光二极管的阳极电压以及流过该发光二极管的发光电流确定补偿信号，在向各像素驱动电路施加数据信号时，利用补偿信号对施加到各像素驱动电路中的数据信号进行补偿，从而提升整个有机发光显示面板的显示亮度均一性。

参见图3所示，为本申请的有机发光显示面板中，另一个实施例的像素驱动电路与像素补偿电路的连接关系示意性图。

与图2类似，本实施例中，像素驱动电路同样包括驱动晶体管DT和发光二极管E1，像素补偿电路同样包括第一电压采集单元310、第二电压采集单元320以及运算单元330，且各组成部分的用途与图2所示实施例类似。

与图2所示实施例不同的是，本实施例中，第二电压采集单元320可包括第一开关晶体管SW1和第二差分放大器U2。

其中，第一开关晶体管SW1的栅极与第一控制信号端S1电连接，第一开关晶体管SW1的第一极与发光二极管E1的阳极电连接，第一开关晶体管SW1的第二极与第二差分放大器U2的一个输出端电连接。第二差分放大器U2的另一个输入端可以与提供一固定电平的电压信号端电连接。

此外，本实施例中，还进一步示意性地描述了像素驱动电路的电路结构。具体而言，像素驱动电路可包括第一晶体管T1、第二晶体管T2和第一电容C1。其中，第一晶体管T1的栅极与第二控制信号端S2电连接，第一晶体管T1的第一极与数据电压信号线Vdata电连接。第一晶体管T1的第二极与驱动晶体管DT的栅极电连接。驱动晶体管DT的第一极与第一电压信号端PVDD电连接，驱动晶体管DT的第二极与发光二极管E1的阳极、第二晶体管T2的第一极电连接。第二晶体管T2的栅极与第二控制信号端S2电连接，第二晶体管T2的第二极与第一开关晶体管SW1的第一极电连接。发光二极管E1的阴极与第二电压信号端PVEE电连接。

本实施例中，像素补偿电路中的采集电阻R1例如可以设置于第一电压信号端PVDD与驱动晶体管DT的第一极之间。

此外，在本实施例的一些可选的实现方式中，为了实现发光二极管E1的阳极电压的采集，本实施例的像素补偿电路还包括第二开关晶体管SW2和第一补偿电容Cload。

第二开关晶体管SW2的栅极与第三控制信号端S3电连接，第二开关晶体管SW2的第一极与参考电位信号线Vref电连接，第二开关晶体管SW2的第二极与第一开关晶体管SW1的第一极电连接。第一补偿电容Cload的一端接地，另一端与第一开关晶体管SW1的第一极电连接。

在这些可选的实现方式中，发光二极管E1的阳极电压信号可以存储在第一补偿电容Cload中，并在第一开关晶体管SW1开启时，提供至第二差分放大器U2的一个输入端。

下面，将结合图4所示的时序图，来进一步描述本实施例中，像素补偿电路的工作原理。以下描述中，示意性地以图3中各晶体管均为NMOS晶体管来进行说明。

具体而言，在P1阶段，第一控制端S1输入低电平信号，第二控制端S2输入高电平信号，第三控制端S3输入高电平信号。此时，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第二开关晶体管SW2导通，从而将数据电压信号线Vdata提供的数据信号提供至驱动晶体管DT的栅极，并将参考电压信号提供至发光二极管E1的阳极，像素驱动电路完成复位。

接着，在P2阶段，第一控制端S1输入低电平信号，第二控制端S2输入高电平信号，第三控制端S3输入低电平信号。此时，第一晶体管T1和第二晶体管T2导通。由于驱动晶体管DT栅极电压(数据信号)和源极电压(参考电压信号)之间压差的存在，产生电流。由于P2阶段，第一开关晶体管SW1和第二开关晶体管SW2断开，第一补偿电容Cload处于悬浮状态，此外，参考电压信号低于发光二极管E1的阴极电压。因而，电流经第二晶体管T2流向第一补偿电容Cload。这样一来，电流将流过第二晶体管T2流入第一补偿电容Cload，直至第一补偿电容Cload上的电压等于发光二极管E1的阳极电压，从而使得第一补偿电容Cload完成发光二极管E1阳极电压的采集。

接着，在P3阶段，第一控制端S1输入高电平信号，第二控制端S2输入高电平信号，第三控制端S3输入低电平信号。此时，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第一开关晶体管SW1以及驱动晶体管DT导通。此时，由于第一补偿电容Cload一端的电位与发光二极管E1的阳极电位相等，发光电流全部流经发光二极管E1。这样一来，通过采集设置在发光电流通路上的采集电阻R1两端的电压，可以确定出发光电流Ids。

下面，将进一步描述如何通过像素补偿电路采集到的发光二极管E1的阳极电压以及发光电流Ids来确定补偿信号。

当驱动晶体管DT处于饱和区时，电流Ids可以由如下公式(1)来确定：

Ids＝1/2μC_oxW/L(Vgs-|Vth|)² (1)

其中，μ为驱动晶体管DT的载流子迁移率；

C_ox为驱动晶体管DT的单位面积栅氧化层电容的容值，为一固定数值；

Vgs为驱动晶体管DT栅极电压(Vg)与源极电压(Vs)之差，又由于在P2、P3阶段，驱动晶体管DT的栅极电压为数据电压信号Vdata，因此，此时Vgs＝Vdata-Vs；

W/L为驱动晶体管DT的宽长比，为一固定数值；

Vth为驱动晶体管DT的阈值电压。

通过如上描述的P1～P3阶段，可以得到电流Ids和驱动晶体管DT的源极电压Vs，且Cox、Vdata、W/L为已知量。这样一来，通过采集两次发光电流Ids1、Ids2，并采集两次发光二极管E1的阳极电压Vs1、Vs2便可以得到两个以载流子迁移率μ和阈值电压Vth为未知量的方程。通过联立这两个方程，便可以求解出驱动晶体管DT的载流子迁移率μ和阈值电压Vth的具体数值。

另一方面，通过多次采集发光二极管E1的阳极电压以及发光电流Ids，运算单元可以进一步确定发光二极管E1的伏安特性曲线，从而确定显示亮度、发光电流Ids与发光二极管E1阳极电压之间的对应关系。

这样一来，当期望某一像素区域内的发光二极管显示某一亮度时，可以根据显示亮度与发光电流Ids之间的对应关系确定发光电流Ids的数值，再将Ids、μ、Vth、C_ox、W/L带入上述公式(1)中，便可反解得到Vgs的数值。又由于Vgs＝Vdata-Vs，而Vs可通过发光二极管E1的伏安特性曲线来获得，最终将可以得到补偿后的Vdata数值。

这样一来，通过像素补偿电路，可以对驱动晶体管的阈值电压、载流子迁移率以及发光二极管的衰退进行补偿，从而保证有机发光显示面板在时间和空间两个维度的显示亮度均一性。

具体而言，由于本实施例的像素补偿电路对驱动晶体管的阈值电压、载流子迁移率进行了补偿，可以避免由于制作工艺的区别导致驱动晶体管的阈值电压、载流子迁移率不相同而导致的向这些驱动晶体管提供相同数据信号而得到的显示亮度不同的问题，从空间上(也即，在面板的不同区域)实现了显示亮度的均一性。

另一方面，由于本实施例的像素补偿电路还对发光二极管的衰退进行了补偿，避免了随着时间的推移，发光二极管在提供相同阳极电压时，亮度越来越低的问题，从时间上也实现了显示亮度的均一性。

在一些可选的实现方式中，例如，每一级亮度对应的Vdata数值可以存储在集成电路的存储器中。当需要显示某一级亮度时，集成电路可以读取存储器中与该亮度对应的数据电压数值，并将该数据电压数值提供至相应的像素驱动电路中。

参见图5所示，为本申请的有机发光显示面板中，又一个实施例的像素驱动电路与像素补偿电路的连接关系示意性图。

与图2类似，本实施例中，像素驱动电路同样包括驱动晶体管DT和发光二极管E1，像素补偿电路同样包括第一电压采集单元510、第二电压采集单元520以及运算单元530，且各组成部分的用途与图2所示实施例类似。

此外，与图3所示的实施例类似，本实施例中，像素驱动电路同样包括第一晶体管T1、第二晶体管T2和第一电容C1。

其中，第一晶体管T1的栅极与第二控制信号端S2电连接，第一晶体管的第一极与数据电压信号线Vdata电连接；第一晶体管T1的第二极与驱动晶体管DT的栅极电连接。驱动晶体管DT的第一极与第一电压信号端PVEE电连接，驱动晶体管DT的第二极与发光二极管E1的阳极、第二晶体管T2的第一极电连接。发光二极管E1的阴极与第二电压信号端PVEE电连接。第二晶体管T2的第二极与第一开关晶体管SW1的第一极电连接。

与图3所示实施例不同的是，本实施例中，第二晶体管T2的栅极与第四控制信号端S4电连接。

此外，本实施例中，采集电阻T1设置在参考电压信号线Vref上。像素补偿电路还包括第三开关晶体管SW3。第三开关晶体管SW3的栅极与第三控制信号端S3电连接，第三开关晶体管SW3的第一极与采集电阻R1的一端电连接，第三开关晶体管SW3的第二极与第一开关晶体管SW1的第一极电连接。

下面，将结合图6所示的时序图来来进一步描述本实施例中，像素补偿电路的工作原理。以下描述中，示意性地以图5中各晶体管均为NMOS晶体管来进行说明。

具体而言，在第一阶段P1，第一控制端S1提供低电平信号，第二控制端S2、第三控制端S3和第四控制端提供高电平信号，此时，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三开关晶体管SW3导通，从而将数据电压信号线Vdata提供的数据信号提供至驱动晶体管DT的栅极，并将参考电压信号提供至发光二极管E1的阳极，像素驱动电路完成复位。

接着，在第二阶段P2，第一控制端S1、第三控制端S3提供低电平信号，第二控制端S2、第四控制端S4提供高电平信号，此时，第一开关晶体管SW1和第三开关晶体管SW3关闭，第一晶体管T1、第二晶体管T2导通。由于驱动晶体管DT栅极电压(数据信号)和源极电压(参考电压信号)之间压差的存在，产生电流。又由于P2阶段，第一开关晶体管SW1和第三开关晶体管SW3断开，第一补偿电容Cload处于悬浮状态。又由于参考电压信号低于发光二极管E1的阴极电压，电流经第二晶体管T2流向第一补偿电容Cload。这样一来，在第一补偿电容Cload上的电压等于发光二极管E1的阳极电压之前，电流将流过第二晶体管T2，从而使得第一补偿电容Cload采集发光二极管E1的阳极电压。

接着，在第三阶段P3，第一控制端S1、第二控制端S2和第四控制端提供高电平信号，第三控制端提供低电平信号。此时，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第一开关晶体管SW1导通，第三开关晶体管SW3截止。第一补偿电容Cload采集到的发光二极管E1的阳极电压可提供至第二电压采集单元520。

接着，在P4阶段，第一控制端S1、第二控制端S2提供低电平信号，第四控制端S4和第三控制端S3提供高电平信号。此时，第一晶体管T1、第一开关晶体管SW1截止，第二晶体管T2、第三开关晶体管SW3导通。同时，此时与发光二极管E1的阴极电连接的第二电压信号端提供一高电平信号，从而使得发光电流Ids经第二晶体管T2、第三开关晶体管SW3流经采集电阻R1。

通过以上的描述可以看出，通过以上的P1～P4阶段，像素补偿电路可以采集到发光二极管E1的阳极电压以及发光二极管E1的发光电流。这样一来，利用如上的公式(1)，通过至少两次采集，便可以求解出驱动晶体管DT的载流子迁移率μ和阈值电压Vth的具体数值。另一方面，通过多次采集发光二极管E1的阳极电压以及发光电流Ids，运算单元可以进一步确定发光二极管E1的伏安特性曲线，从而确定显示亮度、发光电流Ids与发光二极管E1阳极电压之间的对应关系，以作为对数据电压信号线上提供的数据电压信号的校正依据。

参见图7所示，为本申请的有机发光显示面板的另一个实施例的示意性结构图。

与图1所示的有机发光显示面板类似，本实施例的有机发光显示面板同样包括像素阵列、多个像素驱动电路710和多个像素补偿电路720。

与图1所示的实施例不同的是，本实施例的有机发光显示面板中，各像素补偿电路720用于采集与同一列的像素区域对应的各像素驱动电路710中的发光二极管的阳极电压以及流过该发光二极管的发光电流。也即是说，位于像素阵列中，某一像素区域列的各像素驱动电路710与同一个像素补偿电路720电连接。

这样一来，像素补偿电路720可以分时采集与之电连接的各个像素驱动电路710中的发光二极管的阳极电压以及流过该发光二极管的发光电流。在计算补偿信号时，例如，可以对每一个像素区域内的驱动晶体管和发光二极管分别计算补偿信号，或者，也可以计算同一列各驱动晶体管的阈值电压的平均值来作为本列驱动晶体管共同的阈值电压，并通过综合该列各发光二极管的亮度-电流曲线来确定针对本列各发光二极管的共同的亮度-电流曲线。

通过将同一列像素驱动电路710与同一个像素补偿电路720电连接，可以在保证像素补偿效果的前提下，尽可能地减少像素补偿电路720的数量，从而减少像素补偿电路720占有机发光显示面板的版图面积。另一方面，由于像素补偿电路720通常设置在有机发光显示面板的非显示区，这样一来，可以减少非显示区所占空间，有利于有机发光显示面板窄边框的实现。

参见图8所示，为本申请的像素补偿方法的一个实施例的示意性流程图。本实施例的像素补偿方法可应用于如上任意一实施例中描述的有机发光显示面板。

本实施例的像素补偿方法包括：

步骤810，向发光二极管的阳极提供复位信号并向驱动晶体管的栅极提供初始数据信号。

步骤820，驱动晶体管向发光二极管提供发光电流。

步骤830，采集发光二极管的阳极电压。

步骤840采集发光电流。

步骤850，基于发光电流、发光二极管的阳极电压以及初始数据信号确定补偿信号。

通过如上的步骤810～步骤850，可以采集像素驱动电路中发光二极管的阳极电压以及发光电流。通过上述公式(1)，可以确定出像素驱动电路中，驱动晶体管的阈值电压、载流子迁移率以及发光二极管的伏安特性曲线。这样一来，当期望某一像素区域内的发光二极管显示某一亮度时，可以根据显示亮度与发光电流Ids之间的对应关系确定发光电流Ids的数值，并基于上述公式(1)反解得到数据电压的数值。

此外，本实施例的像素补偿方法还可以进一步包括：

步骤860，向驱动晶体管的栅极提供数据电压信号，以使发光二极管发光，其中，数据电压信号为经补偿信号补偿后的电压信号。

这样一来，通过向各像素驱动电路中的驱动晶体管的栅极提供经补偿信号补偿后的数据电压信号，可以实现对驱动晶体管的阈值电压、载流子迁移率以及发光二极管衰退的补偿，从而保证有机发光显示面板在时间和空间两个维度的显示亮度均一性。

本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。