CN110930947A - 像素补偿电路及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种像素补偿电路及其驱动方法、显示装置，其中所述像素补偿电路包括：多个开关管，通过扫描信号线和控制信号线控制每一所述开关管的开启和断开的状态；一发光元件，用于提供光源；一驱动管，与所述发光元件电性连接，所述驱动管用于控制所述发光元件的发光强弱；以及一存储电容，与所述驱动管电性连接，所述存储电容用于为所述驱动管提供偏置电压。发光阶段流过发光二极管的电流与该像素电路的发光电流与驱动管的阈值电压以及发光二极管的阳极电压无关，从而能够补偿驱动管阈值电压的漂移和发光二极管的老化，还能对驱动管载流子迁移率μ的漂移起到一定的抑制作用。

Description

像素补偿电路及其驱动方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素补偿电路及其驱动方法、显示装置。
背景技术
基于薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示具有色彩鲜艳、对比度高、宽视角、响应速度快、功耗低等优点，AMOLED显示技术有望取代液晶显示成为下一代的主流显示技术。
由于有机发光二极管显示面板(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)是一种电流型器件，因此其对背板技术的稳定性和均匀性要求较高。目前，AMOLED可采用的背板技术主要包括多晶硅和金属氧化物薄膜晶体管两种。由于这些薄膜晶体管会存在阈值电压(Vth)不均匀或漂移以及OLED自身老化的问题。
因此，亟需引入适当的补偿机制以实现高质量的显示。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种像素补偿电路及其驱动方法、显示装置，能够有效解决现有的阈值电压(Vth)不均匀或漂移以及OLED自身老化的问题。
根据本发明的一方面，本发明实施例提供了一种像素补偿电路，其包括：多个开关管，通过扫描信号线和控制信号线控制每一所述开关管的开启和断开的状态；一发光元件，用于提供光源；一驱动管，与所述发光元件电性连接，所述驱动管用于控制所述发光元件的发光强弱；以及一存储电容，与所述驱动管电性连接，所述存储电容用于为所述驱动管提供偏置电压。
进一步地，所述多个开关管包括：一第一开关管，所述第一关管的第一端与一电源线电性连接，所述第一开关管的控制端与所述控制信号线电性连接；一第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述存储电容的第一端电性连接，所述第二开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接；一第三开关管，所述第三开关管的第一端与一电流源电性连接，所述第三开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接；一第四开关管，所述第四开关管的第一端与数据电压线电性连接，所述第四开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接；一第五开关管，所述第五开关管的第一端与参考电压线电性连接，所述第五开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接；一第六开关管，所述第六开关管的第一端与所述存储电容的第二端电性连接，所述第六开关管的控制端与所述控制信号线电性连接；以及一第七开关管，所述第七开关管的第一端与所述驱动管的第二端电性连接，所述第七开关管的控制端与所述控制信号线电性连接。
进一步地，所述驱动管、所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、第六开关管及第七开关管均为薄膜场效应晶体管。
进一步地，所述驱动管、所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、第六开关管及第七开关管均为N型薄膜场效应晶体管。
进一步地，所述发光元件为发光二极管。
根据本发明的另一方面，本发明实施例提供了一种显示装置，包括上述像素补偿电路。
根据本发明的又一方面，本发明实施例提供了一种像素补偿电路的驱动方法，包括以下步骤：第一阶段，关闭第一开关管、第六开关管及第七开关管，导通第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管；以及第二阶段，关闭所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及所述第五开关管，导通所述第一开关管、所述第六开关管、所述第七开关管及驱动管。
进一步地，第一阶段，在关闭所述第一开关管、所述第六开关管及所述第七开关管，导通所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及所述第五开关管步骤中，扫描信号为高电平，控制信号为低电平。
进一步地，在第二阶段，关闭所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及所述第五开关管，导通所述第一开关管、所述第六开关管及所述第七开关管步骤中，所述扫描信号为低电平，所述控制信号为高电平。
本发明的优点在于，本发明所述像素补偿电路在发光阶段(即第二阶段)流过发光二极管的电流与该像素电路的发光电流与驱动管的阈值电压以及发光二极管的阳极电压无关，从而能够补偿驱动管阈值电压的漂移和发光二极管的老化，而且还能够对驱动管载流子迁移率μ的漂移起到一定的抑制作用。因此像素补偿电路编程速度快，补偿精度高。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例所提供的一种像素补偿电路的结构示意图。
图2为本发明实施例所提供的一种像素补偿电路的驱动方法的步骤流程图。
图3为本发明实施例所提供的控制信号线和扫描信号线的时序图。
图4为本发明实施例所提供的一种显示装置的结构示意图。
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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，为本发明实施例提供的像素补偿电路包括：多个开关管、发光元件、存储电容及电流源。
多个开关管通过扫描信号线和控制信号线控制每一所述开关管的开启和断开的状态。所述发光元件用于提供光源。所述驱动管与所述发光元件电性连接，所述驱动管用于控制所述发光元件的发光强弱。所述存储电容与所述驱动管电性连接，所述存储电容用于为所述驱动管提供偏置电压。
具体地，所述多个开关管包括：一第一开关管、一第二开关管、一第三开关管、一第四开关管、一第五开关管、一第六开关管及一第七开关管。
每一所述开关管包括：第一端、第二端及控制端。
所述第一关管的第一端与一电源线电性连接，所述第一开关管的控制端与所述控制信号线电性连接。
所述第二开关管的第一端与所述存储电容的第一端电性连接，所述第二开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接。
所述第三开关管的第一端与一电流源电性连接，所述第三开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接。
所述第四开关管的第一端与数据电压线电性连接，所述第四开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接。
所述第五开关管的第一端与参考电压线电性连接，所述第五开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接。
所述第六开关管的第一端与所述存储电容的第二端电性连接，所述第六开关管的控制端与所述控制信号线电性连接。
所述第七开关管的第一端与所述驱动管的第二端电性连接，所述第七开关管的控制端与所述控制信号线电性连接。
所述存储电容的第一端与所述驱动管的控制端电性连接；所述发光元件的阳极与所述第七开关管的第二端电性连接。
在本实施例中，所述发光元件为发光二极管。而在其他部分实施例中，也可以为其他发光器件。
所述驱动管、所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、第六开关管及第七开关管均为薄膜场效应晶体管。
在一个实施例中，所述薄膜场效应晶体管为N型薄膜场效应晶体管，但不限于此，例如还可以是P型薄膜场效应晶体管。
如图2所示，本发明实施例还提供一种像素补偿电路的驱动方法，包括以下步骤：
结合参阅图3。
步骤S210：第一阶段，关闭第一开关管、第六开关管及第七开关管，导通第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管。
在第一阶段(编程阶段)中，控制信号线EM为低电平，第一开关管T1、第六开关管T6及第七开关管T7关断。扫描信号线SCAN为高电平，第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4及第五开关管T5打开。所述第一开关管T1的一端与所述电源VDD连接，VREF通过第五开关管T5写入到节点A，此时VA＝VREF，VDATA通过第四开关管T4写入到节点S，此时VS＝VDATA；电流源Ibias通过第三开关管T3和第二开关管T2向驱动管T8的栅极G节点充电，直至驱动管T8栅极电压大于驱动管T8的阈值电压VTH，并且驱动管T8工作在饱和之后，偏置电流Ibias会全部通过驱动管T8流向第四开关管T4，此时流过驱动管T8的电流表达式为
Figure BDA0002292770690000061
其中μ为薄膜晶体管载流子的迁移率，Cox为驱动管T8的单位面积栅极氧化层电容值，W和L分别是驱动管T8的宽度和长度，Ibias为偏置电流,经变换可得到
Figure BDA0002292770690000062
Figure BDA0002292770690000063
得到驱动管栅极电压
Figure BDA0002292770690000064
从而在第一阶段完成阈值电压VTH的提取和数据电压VDATA的写入，此时存储电容CS上的电压值为
Figure BDA0002292770690000065
步骤S220：第二阶段，关闭所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及所述第五开关管，导通所述第一开关管、所述第六开关管及所述第七开关管。
在第二阶段中，扫描信号线SCAN为低电平，则第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4及第五开关管T5为关断状态，控制信号线EM为高电平，第一开关管T1、第六开关管T6、第七开关管T7及驱动管T8为打开状态，其中第一开关管T1的一端与电源VDD连接，此时，节点S与节点A的电压等于发光二极管的阳极电压，也即VA＝VS＝VOLED，此时，节点G电压会自举为VG，，
Figure BDA0002292770690000066
其中μ为薄膜晶体管载流子的迁移率，Cox为驱动管T8的单位面积栅极氧化层电容值，W和L分别是驱动管T8的宽度和长度，所以第二阶段(即发光阶段)发光二极管的电流(IOLED)表达式为
Figure BDA0002292770690000067
Figure BDA0002292770690000068
进一步变换可以得到
Figure BDA0002292770690000069
由公式可以看出发光阶段(即第二阶段)流过发光二极管的电流与该像素电路的发光电流与驱动管的阈值电压以及发光二极管的阳极电压无关，从而能够补偿驱动管阈值电压的漂移和发光二极管的老化，而且还能够对驱动管载流子迁移率μ的漂移起到一定的抑制作用。
如图4所示，为本发明实施例提供的显示装置20，包括多个上述任一实施例所述的像素补偿电路10。该显示装置可以为：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。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种像素补偿电路，其特征在于，包括：
多个开关管，通过扫描信号线和控制信号线控制每一所述开关管的开启和断开的状态；
一发光元件，用于提供光源；
一驱动管，与所述发光元件电性连接，所述驱动管用于控制所述发光元件的发光强弱；以及
一存储电容，与所述驱动管电性连接，所述存储电容用于为所述驱动管提供偏置电压。
2.权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述多个开关管包括：
一第一开关管，所述第一关管的第一端与一电源线电性连接，所述第一开关管的控制端与所述控制信号线电性连接；
一第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述存储电容的第一端电性连接，所述第二开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接；
一第三开关管，所述第三开关管的第一端与一电流源电性连接，所述第三开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接；
一第四开关管，所述第四开关管的第一端与数据电压线电性连接，所述第四开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接；
一第五开关管，所述第五开关管的第一端与参考电压线电性连接，所述第五开关管的控制端与所述扫描信号线电性连接；
一第六开关管，所述第六开关管的第一端与所述存储电容的第二端电性连接，所述第六开关管的控制端与所述控制信号线电性连接；以及
一第七开关管，所述第七开关管的第一端与所述驱动管的第二端电性连接，所述第七开关管的控制端与所述控制信号线电性连接。
3.如权利要求2所述的像素补偿电路，其特征在于，所述驱动管、所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、第六开关管及第七开关管均为薄膜场效应晶体管。
4.如权利要求2所述的像素补偿电路，其特征在于，所述驱动管、所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、第六开关管及第七开关管均为N型薄膜场效应晶体管。
5.如权利要求2所述的像素补偿电路，其特征在于，所述存储电容的第一端与所述驱动管的控制端电性连接；所述发光元件的阳极与所述第七开关管的第二端电性连接。
6.如权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述发光元件为发光二极管。
7.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-6中任一所述的像素补偿电路。
8.一种如权利要求1所述的像素补偿电路的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一阶段，关闭第一开关管、第六开关管及第七开关管，导通第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管；以及
第二阶段，关闭所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及所述第五开关管，导通所述第一开关管、所述第六开关管、所述第七开关管及驱动管。
9.如权利要求8所述的像素补偿电路的驱动方法，其特征在于，在关闭所述第一开关管、所述第六开关管及所述第七开关管，导通所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及所述第五开关管步骤中，扫描信号为高电平，控制信号为低电平。
10.如权利要求8所述的像素补偿电路的驱动方法，其特征在于，在关闭所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管及所述第五开关管，导通所述第一开关管、所述第六开关管及所述第七开关管步骤中，所述扫描信号为低电平，所述控制信号为高电平。
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