像素驱动电路及其驱动方法、显示基板及显示装置与流程

1.本技术涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素驱动电路及其驱动方法、显示基板及显示装置。


背景技术：

2.有源矩阵有机发光二极管(active matrix organic light emitting diode，amoled)具有结构轻薄、高对比度、可弯曲和宽视角等优点，广泛应用于显示产品中。常采用低温多晶硅工艺(low temperature polysilicon，ltps)制作。然而，由于ltps薄膜晶体管的阈值电压、迁移率等电学参数具有非均匀性，导致显示器件的电流差异和亮度差异。
3.为避免显示不均且亮度不一致的问题，在像素内部利用晶体管构建的子电路进行补偿。对于相关技术中的像素电路设计方案，在数据写入的同时对阈值电压进行补偿，当显示产品的分辨率和刷新率增加，补偿时间不足而导致显示不均。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提出一种像素驱动电路及其驱动方法、显示基板及显示装置，以解决或部分解决上述问题。
5.本技术第一方面，提供了一种像素驱动电路，包括：
6.数据写入子电路、存储子电路、驱动子电路、电平保持子电路、补偿子电路和发光器件；
7.所述数据写入子电路，与数据信号线、第一扫描信号线和第一节点连接，被配置为在所述第一扫描信号线提供的第一扫描信号的控制下将所述数据信号线上的数据信号写入到所述存储子电路和所述驱动子电路；
8.所述存储子电路，与所述第一节点和第二节点连接，被配置为存储所述数据信号以将所述数据信号提供给所述驱动子电路；
9.所述驱动子电路，与所述第一节点、所述第二节点和第三节点连接，被配置为给所述发光器件提供驱动电流；
10.所述电平保持子电路，与第一电压端和所述第二节点连接，被配置为保持所述第二节点的电平；
11.所述补偿子电路，与所述第二节点、所述第三节点和第二扫描信号线连接，被配置为在所述第二扫描信号线提供的第二扫描信号的控制下对所述驱动子电路的阈值电压和迁移率进行补偿。
12.本技术第二方面，提供了一种像素驱动电路的驱动方法，应用于如第一方面所述的像素驱动电路，所述方法包括：
13.在数据写入阶段，根据第一扫描信号线的控制，利用数据写入子电路将数据信号线上的数据信号写入到存储子电路和驱动子电路；
14.在补偿阶段，根据第二扫描信号线的控制，利用补偿子电路对驱动子电路的阈值
电压和迁移率进行补偿；
15.在发光阶段，根据发光控制信号线的控制，利用驱动子电路的驱动电流驱动发光器件发光。
16.本技术第三方面，提供了一种显示基板，包括：
17.显示区域和周边区域，所述显示区域包括多个子像素，所述子像素包括如第一方面中任一所述的像素驱动电路。
18.本技术第四方面，提供了一种显示装置，包括：
19.如第三方面所述的显示基板。
20.从上面所述可以看出，本技术提供的像素驱动电路及其驱动方法、显示基板及显示装置，利用补偿子电路分别基于数据写入子电路和存储子电路对驱动子电路的阈值电压和迁移率进行补偿，即，补偿子电路包括两个工作时段，可以延长补偿时间，避免因分辨率和刷新率增加而导致的补偿时间不足的问题，从而提高显示质量。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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技术的实施例，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。
22.图1a为一种示例性像素驱动电路的示意图；
23.图1b为一种示例性像素驱动电路的工作时序示意图；
24.图2为本技术实施例的像素驱动电路的结构示意图；
25.图3为本技术实施例的像素驱动电路的等效电路图；
26.图4为本技术实施例的像素驱动电路的工作时序示意图；
27.图5为本技术实施例的像素驱动电路的驱动方法的流程示意图。
具体实施方式
28.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
29.需要说明的是，除非另外定义，本技术实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术实施例中使用的“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。“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。
30.有源矩阵有机发光二极管(active matrix organic light emitting diode，amoled)是一种新型显示技术，具有结构轻薄、高对比度、宽视角、响应快速、能耗低、可弯曲和使用温度范围等优点。常采用低温多晶硅工艺(low temperature polysilicon，ltps)制
作。与一般的非晶硅薄膜晶体管相比，ltps薄膜晶体管具有更高的迁移率和更稳定的特性，更适合应用于amoled显示中。然而，由于ltps工艺的局限性，在大面积玻璃基板上制作的ltps薄膜晶体管，不同位置的晶体管的阈值电压、迁移率等电学参数具有非均匀性，导致显示器件的电流差异和亮度差异，即mura现象。
31.为消除阈值电压和迁移率等因素的影响以避免显示不均且亮度不一致的问题，在像素内部利用晶体管构建的子电路进行补偿。对于相关技术中的像素电路设计方案，数据写入的过程与对阈值电压进行补偿的过程是同时进行的。然而，随着产品不断的更新换代，在mnt和tv领域，分辨率和刷新率增加，写数据的时间变得很短(例如，8k分辨率/120hz刷新率，写数据时间为1.85μs)，导致补偿时间不足，而无法对阈值电压和迁移率等进行较好的补偿以实现显示的均一性。
32.图1a示出了一种示例性像素驱动电路100的示意图。如图1a所示，该像素驱动电路100为7t2c结构，包括七个薄膜晶体管和两个电容。
33.参考图1b，为该像素驱动电路100的工作时序示意图。如图1b所示，该像素驱动电路100包括三个工作阶段，分别为初始化阶段、数据写入阶段(补偿阶段)和发光阶段。在初始化阶段，根据复位信号线的控制，对驱动晶体管t3’的控制极(即，节点n1’)进行初始化；在数据写入阶段，根据扫描信号线的控制，通过晶体管t2’，并利用晶体管t4’将数据信号线上的数据信号写入到晶体管t3’，同时对晶体管t3’的阈值电压进行补偿；在发光阶段，根据发光控制信号线的控制，驱动发光器件发光。
34.对于分辨率和刷新率高的产品，数据写入的时间较短，而像素补偿电路的数据写入的过程与对阈值电压进行补偿的过程是同时进行的，即，只有在写数据的时段才能对阈值电压进行补偿，导致补偿时间不足，从而造成显示亮度差异，产生mura等不良现象。
35.鉴于此，本技术实施例提供了一种像素驱动电路及其驱动方法、显示基板及显示装置，利用补偿子电路分别基于数据写入子电路和存储子电路对驱动子电路的阈值电压和迁移率进行补偿，即，补偿子电路包括两个工作时段，可以延长补偿时间，避免因分辨率和刷新率增加而导致的补偿时间不足的问题，从而提高显示质量。
36.图2示出了本技术实施例所提供的像素驱动电路200的结构示意图。参考图2所示，本技术实施例提供的像素驱动电路200可以包括：数据写入子电路201、存储子电路202、驱动子电路203、电平保持子电路204、补偿子电路205和发光器件。
37.所述数据写入子电路201，与数据信号线、第一扫描信号线scan1(n)和第一节点n1连接，被配置为在所述第一扫描信号线scan1(n)提供的第一扫描信号的控制下将所述数据信号线上的数据信号vdata写入到所述存储子电路202和所述驱动子电路203；
38.所述存储子电路202，与第一节点n1和所述第二节点n2连接，被配置为存储所述数据信号vdata以将所述数据信号vdata提供给所述驱动子电路203；
39.所述驱动子电路203，与所述第一节点n1、所述第二节点n2和第三节点n3连接，被配置为给发光器件提供驱动电流；
40.所述电平保持子电路204，与第一电压端vdd和所述第二节点n2连接，被配置为保持所述第二节点n2的电平；
41.所述补偿子电路205，与所述第二节点n2、所述第三节点n3和第二扫描信号线scan2(n)连接，被配置为在所述第二扫描信号线scan2(n)提供的第二扫描信号的控制下对
所述驱动子电路203的阈值电压vth和迁移率进行补偿。
42.在一些实施例中，补偿子电路205对驱动子电路203的阈值电压和迁移率进行补偿的时间大于数据写入子电路201将数据信号线上的数据信号写入到存储子电路202和驱动子电路203的时间。这样，补偿子电路205的工作时段不仅包括与数据写入同时进行的阶段，避免了因写数据时间短而导致补偿时间不足。
43.在一些实施例中，第二扫描信号线scan2(n)的有效电平信号的持续时间大于第一扫描信号线scan1(n)的有效电平信号的持续时间。可以理解，本实施例中数据写入的时间与对阈值电压vth和迁移率进行补偿的时间不同，根据第一扫描信号线scan1(n)和第二扫描信号线scan2(n)的有效电平信号的持续时间，分别控制数据写入的时间和补偿的时间。这样，通过控制第二扫描信号线scan2(n)的有效电平信号的持续时间以灵活调节补偿子电路205的工作时段，从而对补偿时间进行调节。在一些实施例中，发光器件的第一极与第四节点n4连接，第二极与第二电压端vss连接。具体的，该发光器件可以是amoled，第一极可以是阳极，第二极可以是阴极。
44.在一些可选的实施例中，如图2所示，像素驱动电路200可以包括第一发光控制子电路206和第二发光控制子电路207。
45.本实施例中，该第一发光控制子电路206，与第一电压端vdd、第一节点n1和发光控制信号线em连接，被配置为在所述发光控制信号线em提供的发光控制信号的控制下对写入驱动子电路203的第一电压进行控制；第二发光控制子电路207，与第三节点n3、第四节点n4和发光控制信号线em连接，被配置为在所述发光控制信号线em提供的发光控制信号的控制下使驱动子电路203与发光器件连通，以根据驱动子电路203所提供的驱动电流驱动发光器件发光。
46.作为一个可选实施例，如图2所示，像素驱动电路200也可以包括第一初始化子电路208和第二初始化子电路209。
47.本实施例中，该第一初始化子电路208，与第三扫描信号线scan1(n-1)、初始化信号线vin和第二节点n2连接，被配置为在所述第三扫描信号线scan1(n-1)提供的第三扫描信号的控制下对第二节点n2进行初始化；第二初始化子电路209，与第三扫描信号线scan1(n-1)、初始化信号线vin和第四节点n4连接，被配置为在所述第三扫描信号线scan1(n-1)提供的第三扫描信号的控制下对第四节点n4进行初始化。
48.具体的，根据第三扫描信号线scan1(n-1)的控制，将初始化信号线vin的初始电压施加给第二节点n2和第四节点n4。其中，初始电压可以为，例如，0v。
49.本实施例中，所述像素驱动电路的第三扫描信号线被配置为连接与所述像素驱动电路相邻的另一像素驱动电路的第一扫描信号线。可以理解，利用相邻的另一像素驱动电路的扫描信号直接作为本实施例中像素驱动电路的扫描信号以对第二节点n2和第四节点n4分别进行初始化。这样，通过初始化以清空第二节点n2和第四节点n4的上一帧的数据信号。
50.图3示出了本技术实施例的上述像素驱动电路200的等效电路图。本实施例的像素驱动电路为7t2c结构，可以包括数据写入子电路201、存储子电路202、驱动子电路203、电平保持子电路204、补偿子电路205、第一发光控制子电路206、第二发光控制子电路207、第一初始化子电路208、第二初始化子电路209和发光器件。具体的，包括七个薄膜晶体管和两个
电容。
51.如图3所示，本实施例的所述数据写入子电路201包括第四晶体管t4，所述第四晶体管t4的控制极连接第一扫描信号线scan1(n)，所述第四晶体管t4的第一极连接数据信号线，所述第四晶体管t4的第二极连接第一节点n1。这样，在所述第一扫描信号线scan1(n)的控制下，第一节点n1写入数据信号vdata，从而将数据信号vdata写入到存储子电路202和驱动子电路203。
52.本实施例中，所述存储子电路202包括第一电容c1，所述第一电容c1的第一端连接第一节点n1，所述第一电容c1的第二端连接第二节点n2。这样，通过该第一电容c1将其存储的数据信号vdata提供给驱动子电路203，以使在数据写入完成后，补偿子电路205可以继续对驱动子电路203的阈值电压和迁移率进行补偿，从而使补偿子电路205的工作时段不仅包括与数据写入同时进行的阶段，延长了补偿时间。
53.本实施例中，所述驱动子电路203包括第三晶体管t3，所述第三晶体管t3的控制极连接第二节点n2，所述第三晶体管t3的第一极连接第一节点n1，所述第三晶体管t3的第二极连接第三节点n3。
54.本实施例中，所述补偿子电路205包括第二晶体管t2，所述第二晶体管t2的控制极连接第二扫描信号线scan2(n)，所述第二晶体管t2的第一极连接第二节点n2，所述第二晶体管t2的第二极连接第三节点n3。
55.可以理解的是，在数据写入的同时，通过第一扫描信号线scan1(n)和第二扫描信号线scan2(n)的控制，基于补偿子电路205的第二晶体管t2和数据写入子电路201的第四晶体管t4的作用，可以使驱动子电路203的第三晶体管t3所连接的第二节点n2和第三节点n3保持相同的电平，从而形成二极管电路，以对阈值电压进行补偿。具体的，第二节点n2和第三节点n3的电位为(vdata+vth)。
56.进一步的，在数据写入完成后，基于补偿子电路205的第二晶体管t2和存储子电路202的第一电容c1的作用，可以使驱动子电路203的第三晶体管t3所连接的第二节点n2和第三节点n3持续保持相同的电平，从而形成二极管电路，以进行补偿。具体的，第二节点n2和第三节点n3的电位为(vdata-|vth|+δvk)。
57.其中，补偿子电路205对驱动子电路203的补偿与第三晶体管t3的亚阈值电流相关。即，δvk与亚阈值摆幅的变化相关。第三晶体管t3的亚阈值电流包含部分阈值电压和迁移率等信息，有一定补充迁移率和阈值电压补偿作用。
58.本实施例中，所述电平保持子电路204包括第二电容c2，所述第二电容c2的第一端连接第一电压端vdd，所述第二电容c2的第二端连接第二节点n2。这样，基于第二电容c2实现对第二节点n2的电平的维持。
59.在一些可选的实施例中，如图3所示，所述第一发光控制子电路206包括第五晶体管t5，所述第五晶体管t5的控制极连接发光控制信号线em，所述第五晶体管t5的第一极连接第一电压端vdd，所述第五晶体管t5的第二极连接第一节点n1；所述第二发光控制子电路207包括第六晶体管t6，所述第六晶体管t6的控制极连接发光控制信号线em，所述第六晶体管t6的第一极连接第三节点n3，所述第六晶体管t6的第二极连接第四节点n4。
60.在一些可选的实施例中，所述第一初始化子电路208包括第一晶体管t1，所述第一晶体管t1的控制极连接第三扫描信号线scan1(n-1)，所述第一晶体管t1的第一极连接初始
化信号线vin，所述第一晶体管t1的第二极连接第二节点n2；所述第二初始化子电路209包括第七晶体管t7，所述第七晶体管t7的控制极连接第三扫描信号线scan1(n-1)，所述第七晶体管t7的第一极连接初始化信号线vin，所述第七晶体管t7的第二极连接第四节点n4。
61.参考图4，为本技术实施例的像素驱动电路的工作时序图。如图4所示，该像素驱动电路的工作过程可以包括下列阶段(以本实施例中的晶体管均为p型晶体管为例，则有效电平信号为低电平信号)。
62.第一阶段t1、初始化阶段。第二扫描信号线scan2(n)提供低电平，第二晶体管t2开启，第三节点n3的电压为初始化信号线vin所提供的初始化电压vinit；第三扫描信号线scan1(n-1)提供低电平，第一晶体管t1和第七晶体管t7均开启，第二节点n2和第四节点n4的电压均为初始化信号线vin所提供的初始化电压vinit；第一扫描信号线scan1(n)和发光控制信号线em均提供高电平，第四晶体管t4、第五晶体管t5和第六晶体管t6均关断。
63.第二阶段t2、数据写入阶段。第一扫描信号线scan1(n)提供低电平，第四晶体管t4开启，第一节点n1的电压为数据信号线上的数据信号vdata；第二扫描信号线scan2(n)提供低电平，第二晶体管t2开启；第二节点n2和第三节点n3抬升至相同的电压(vdata+vth)，从而第三晶体管t3导通并形成二极管电路，以对阈值电压进行补偿；第三扫描信号线scan1(n-1)提供高电平，第一晶体管t1和第七晶体管t7均关断；发光控制信号线em提供高电平，第五晶体管t5和第六晶体管t6均关断。
64.第三阶段t3、补偿阶段。第二扫描信号线scan2(n)提供低电平，第二晶体管t2开启，基于第一电容c1的作用，第二节点n2和第三节点n3持续抬升至相同的电压(vdata-|vth|+δvk)，从而第三晶体管t3导通并形成二极管电路，以进行补偿；第一扫描信号线scan1(n)提供高电平，第四晶体管t4关断；第三扫描信号线scan1(n-1)提供高电平，第一晶体管t1和第七晶体管t7均关断；发光控制信号线em提供高电平，第五晶体管t5和第六晶体管t6均关断。
65.第四阶段t4、缓冲阶段。上述所有信号线均提供高电平，七个晶体管均关断。
66.第五阶段t5、发光阶段。发光控制信号线em提供低电平，第五晶体管t5和第六晶体管t6均开启；第三晶体管t3开启,并驱动发光器件发光。
67.最终，驱动发光器件的驱动电流，即，发光器件的发光电流为：
[0068][0069]
其中，u，w，l为与第三晶体管t3的工艺参数和几何尺寸有关的固定常数，vgs为第三晶体管t3的栅源电压差，vth为第三晶体管t3的阈值电压。
[0070]
可以理解，δvk与亚阈值摆幅的变化相关：
[0071][0072]
其中，idtft为第三阶段t3的第三晶体管的亚阈值电流，包含部分阈值电压和迁移率等信息，有一定补充迁移率和阈值电压补偿作用。
[0073]
由此可见，发光电流id与vth无关，从而消除了第三晶体管t3的阈值电压对驱动电流的影响，进而避免显示不均且亮度不一致的问题。
[0074]
本技术还提供了一种像素驱动电路的驱动方法500。如图5所示，该方法500可以包括下列步骤：
[0075]
步骤s501、在数据写入阶段，根据第一扫描信号线scan1(n)的控制，利用数据写入子电路201将数据信号线上的数据信号vdata写入到存储子电路202和驱动子电路203；
[0076]
步骤s502、在补偿阶段，根据第二扫描信号线scan2(n)的控制，利用补偿子电路205对驱动子电路203的阈值电压和迁移率进行补偿；
[0077]
步骤s503、在发光阶段，根据发光控制信号线em的控制，利用驱动子电路203的驱动电流驱动发光器件发光。
[0078]
在一些实施例中，所述方法还包括：初始化阶段，根据第三扫描信号线scan1(n-1)的控制，对所述像素驱动电路的第二节点n2和第四节点n4进行初始化。
[0079]
在一些可选的实施例中，所述初始化阶段，还包括：根据第二扫描信号线scan2(n)的控制，对所述像素驱动电路的第三节点n3进行初始化。
[0080]
在一些可选的实施例中，所述方法还包括缓冲阶段。
[0081]
这样，通过数据写入阶段和补偿阶段两个工作时段对驱动子电路203的阈值电压和迁移率进行补偿，即，对阈值电压和迁移率的补偿不仅包括与数据写入同时进行的时段，可以延长补偿时间，避免因写数据时间短而导致补偿时间不足，从而确保显示均匀，提高显示质量。
[0082]
此外，本技术还提供了一种显示基板，包括显示区域和周边区域，所述显示区域包括多个子像素，所述子像素包括如上所述的本技术实施例的像素驱动电路。
[0083]
进一步的，本技术还提供了一种显示装置，包括上述显示基板。
[0084]
该显示装置的显示基板中的像素驱动电路包括数据写入子电路201、存储子电路202、驱动子电路203、电平保持子电路204、补偿子电路205、第一发光控制子电路206、第二发光控制子电路207、第一初始化子电路208、第二初始化子电路209和发光器件。通过补偿子电路205，分别基于数据写入子电路201和存储子电路202，对驱动子电路203的阈值电压和迁移率进行补偿，避免因分辨率和刷新率增加而导致的补偿时间不足的问题，进而避免显示不均且亮度不一致的问题，提高了整个显示装置的显示效果。
[0085]
需要说明的是，对于本技术实施例中的晶体管，可以是第一极为漏电极、第二极为源电极，或者可以是第一极为源电极、第二极为漏电极。在使用极性相反的晶体管的情况或电路工作中的电流方向变化的情况等下，“源电极”及“漏电极”的功能有时互相调换。因此，本技术实施例中的“源电极”和“漏电极”可以互相调换。
[0086]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本技术的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本技术实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0087]
尽管已经结合了本技术的具体实施例对本技术进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
[0088]
本技术实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本技术实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。