像素驱动电路及其补偿方法、显示面板与流程

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补偿方法、显示面板。


背景技术：

2.oled(organic light-emitting diode)显示器具有机身薄、省电、色彩鲜艳、画质强等众多优点，得到了广泛的应用。如oled电视、移动电话、笔记本电脑等，在平板显示领域中逐渐占主导地位。
3.其中，在oled显示面板中，像素被设置成包括多行、多列的矩阵状，最早的像素设计采用每一像素通常采用由两个晶体管(t)与一个电容(c)构成，又被称为2t1c像素电路，但晶体管存在阈值电压漂移的问题。从而衍生出每一像素通常采用由八个晶体管与一个电容构成的8t1c像素电路，但该设计tft数量较多，占用设计空间较大，在一定程度上限制了高分辨率的显示器设计。有鉴于此，如何设计一种用于高ppi(pixels per inch)显示面板，降低设计难度是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种像素驱动电路及其补偿方法、显示面板，通过上述方案达到减少tft数量的目的，实现高ppi，降低显示面板的颗粒感，从而增强显示效果。
5.本技术公开了一种像素驱动电路，包括：电容电路、发光电路、数据输入电路和补偿电路；所述电容电路与第一节点、第二节点、第三节点电性连接，所述电容电路存储所述第一节点的电压、所述第二节点的电压以及所述第三节点的电压；所述发光电路与所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点以及第四节点电性连接，所述发光电路接入第一控制信号，在所述第一控制信号和所述第一节点的电压控制下发光；所述数据输入电路与所述第一节点电性连接，所述数据输入电路接入第三控制信号和数据信号，在所述第三控制信号的控制下将数据信号传输至所述第一节点；以及所述补偿电路与所述第一节点以及所述第四节点电性连接，所述补偿电路接入第二控制信号，并在第二控制信号的控制下将第一节点的电压传输至所述第四节点，并在所述第一节点的电压控制下，通过所述第四节点的电压为所述第二节点进行补偿充电。
6.可选的，所述发光电路包括第一主动开关、第二主动开关、第三主动开关和发光器件；所述第一主动开关的控制端接入所述第一控制信号，所述第一主动开关的输入端电性连接所述第三节点，所述第一主动开关的输出端电性连接所述第四节点，所述第三节点电性连接第一电源信号；所述第二主动开关的控制端电性连接所述第一节点，所述第二主动开关的输入端电性连接所述第四节点，所述第二主动开关的输出端电性连接所述第二节点；所述第三主动开关的控制端接入所述第一控制信号，所述第三主动开关的输入端电性连接所述第二节点，所述第一主动开关的输出端电性连接所述发光器件的阳极，所述发光器件的阴极电性连接第二电源信号。
7.可选的，所述补偿电路包括第四主动开关，所述第四主动开关的控制端接入所述
第二控制信号，所述第四主动开关的输入端电性连接所述第一节点，所述第四主动开关的输出端电性连接所述第四节点。
8.可选的，所述像素驱动电路的时序包括补偿阶段；在所述补偿阶段，所述第一控制信号为低电压，所述第二控制信号为高电压，所述第三控制信号为高电压，所述数据输入电路将数据信号的第一预设电压输出至所述第一节点，在所述第二控制信号为高电压时，第四主动开关导通，所述第一节点的第一预设电压输出至所述第四节点；在所述第一预设电压为高电压时，所述第二主动开关导通，所述第四节点的电压为所述第二节点充电，当所述第一节点的电压与所述第二节点的电压差等于所述第二主动开关的阈值电压时，所述第二主动开关截止。
9.可选的，所述电容电路包括第一电容和所述第二电容，所述第一电容的一端电性连接所述第一节点，另一端电性连接所述第二节点；所述第二电容的一端电性连接所述第二节点，另一端电性连接所述第三节点。
10.可选的，所述数据输入电路包括第五主动开关，所述第五主动开关的控制端接入所述第三控制信号，所述第五主动开关的输入端接入数据信号，所述第五主动开关的输出端电性连接所述第一节点。
11.可选的，所述像素驱动电路的时序包括：复位阶段、补偿阶段、数据写入阶段和发光阶段；在所述复位阶段，所述第一控制信号、第三控制信号为高电压，所述第二控制信号为低电压，所述数据信号为第一预设电压；在所述补偿阶段，所述第一控制信号为低电压，所述第二控制信号和所述第三控制信号为高电压，所述数据信号为第一预设电压；在所述数据写入阶段，所述第一控制信号、所述第二控制信号、所述第三控制信号为低电压，所述数据信号为数据电压；在所述发光阶段，所述第一控制信号为高电压，所述第二控制信号、第三控制信号为低电压，所述数据信号为低电压。
12.可选的，所述第一预设电压的电压大于等于所述第二主动开关的栅极开启电压。
13.本技术还公开了一种显示面板，包括上述的像素驱动电路。
14.本技术还公开了一种像素驱动电路的补偿方法，所述像素驱动电路使用上述的像素驱动电路，所述补偿方法包括：
15.进入复位阶段：所述第一控制信号、第三控制信号为高电压，所述第二控制信号为低电压，所述第一主动开关、所述第三主动开关导通，所述数据输入电路为所述第一节点提供第一预设电压；
16.进入补偿阶段：所述第二控制信号、第三控制信号为高电压，所述第一控制信号为低电压，所述第四主动开关导通，所述第一主动和所述第三主动开关截止，所述数据输入电路持续为所述第一节点提供第一预设电压，所述第二主动开关导通，所述第一节点的第一预设电压通过所述第四主动开关、所述第二主动开关为第二节点补偿充电，当所述第一节点的电压与所述第二节点的电压差等于所述第二主动开关的阈值电压时，所述第二主动开关截止；
17.进入数据写入阶段：所述第一控制信号、第二控制信号为低电压，所述第三控制信号为高电压，所述第一主动开关、所述第三主动开关、所述第四主动开关都为截止，所述数据输入电路持续为所述第一节点提供数据电压，所述电容电路为所述第二节点补偿电压为数据电压与第一预设电压的差值；
18.进入发光阶段：所述第一控制信号、第三控制信号为高电压，所述第二控制信号为低电压，所述第一主动开关、第二主动开关、第三主动开关导通，所述第四主动开关、第五主动开关截止，所述发光器件发光。
19.本技术通过设置补偿电路，对发光电路进行补偿。通过在第二控制信号的作用下，将数据输入电路输入的数据信号传输至第四节点后，由第四节点对第二节点进行补偿充电。即对每一像素的第二主动开关的阈值电压进行了有效补偿，而且不需要设计第二主动开关的阈值电压监控电路，可在第二控制信号的作用下，直接对第二节点进行补偿充电。该像素驱动电路的补偿电路的结构较为简单，减少了使用的主动开关的数量，从而提高ppi，可以降低显示面板的颗粒感，继而提高显示效果。其次，该补偿电路的设计，可以消除阈值电压对电路的影响，降低残影的发生，提高显示质量。
附图说明
20.所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
21.图1是本技术的像素驱动电路的示意图；
22.图2是本技术的像素驱动电路的时序图；
23.图3a是本技术的像素驱动电路的在复位阶段的电路示意图；
24.图3b是本技术的像素驱动电路的在补偿阶段的电路示意图；
25.图3c是本技术的像素驱动电路的在数据写入阶段的电路示意图；
26.图3d是本技术的像素驱动电路的在发光阶段的电路示意图；
27.图4是本技术的像素驱动电路的另一种时序图；
28.图5是本技术的像素驱动电路的补偿方法的步骤示意图；
29.图6是本技术的一种显示面板的示意图。
30.其中，100、显示面板；110、像素驱动电路；111、电容电路；112、发光电路；113、数据输入电路；114、补偿电路。
具体实施方式
31.需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本技术可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，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该特征；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
32.下面参考附图和可选的实施例对本技术作详细说明。
33.如图1所示，图1示出了本技术的像素驱动电路110的示意图，公开了一种像素驱动电路110，像素驱动电路110包括：电容电路111、发光电路112、数据输入电路113和补偿电路114；所述电容电路111与第一节点g、第二节点s、第三节点a电性连接，所述电容电路111存
储所述第一节点g的电压、所述第二节点s的电压以及所述第三节点a的电压；所述发光电路112与所述第一节点g、所述第二节点s、所述第三节点a以及第四节点b电性连接，所述发光电路112接入第一控制信号s1，在所述第一控制信号s1和所述第一节点g的电压控制下发光；所述数据输入电路113与所述第一节点g电性连接，所述数据输入电路113接入第三控制信号s3和数据信号，在所述第三控制信号s3的控制下将数据信号传输至所述第一节点g；所述补偿电路114与所述第一节点g以及所述第四节点b电性连接，所述补偿电路114接入第二控制信号s2，并在第二控制信号s2的控制下将第一节点g的电压传输至所述第四节点b，并在所述第一节点g的电压控制下，通过所述第四节点b的电压为所述第二节点s进行补偿充电。
34.本技术通过设置补偿电路114，对发光电路112进行补偿。通过在第二控制信号s2的作用下，将数据输入电路113输入的数据信号传输至第四节点b后，由第四节点b对第二节点s进行补偿充电。即对每一像素的第二主动开关t2的阈值电压进行了有效补偿，而且不需要设计第二主动开关t2的阈值电压监控电路，可在第二控制信号s2的作用下，直接对第二节点s进行补偿充电。该像素驱动电路110的补偿电路的结构较为简单，减少了实际使用的主动开关的数量，进而减少设计空间，如此使得可进一步减小每个像素的面积，使得在同样尺寸的显示面板中，像素总数增多，即提高ppi(per pixel inch)，可以降低显示面板的颗粒感，继而提高显示效果。ppi(pixels per inch)是图像分辨率的单位，表示的是每英寸所拥有的像素(pixel)数目。因此ppi数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。显示的密度越高，拟真度就越高，以实现高清、超高清显示。其次，该补偿电路114的设计，可以消除阈值电压对电路的影响，降低残影的发生，提高显示质量。
35.具体的，所述发光电路112包括第一主动开关t1、第二主动开关t2、第三主动开关t3和发光器件；所述第一主动开关t1的控制端接入所述第一控制信号s1，所述第一主动开关t1的输入端电性连接所述第三节点a，所述第一主动开关t1的输出端电性连接所述第四节点b，所述第三节点a电性连接第一电源信号vdd；所述第二主动开关t2的控制端电性连接所述第一节点g，所述第二主动开关t2的输入端电性连接所述第四节点b，所述第二主动开关t2的输出端电性连接所述第二节点s；所述第三主动开关t3的控制端接入所述第一控制信号s1，所述第三主动开关t3的输入端电性连接所述第二节点s，所述第一主动开关t1的输出端电性连接所述发光器件的阳极，所述发光器件的阴极电性连接第二电源信号vss。
36.该数据输入电路113将数据信号从第二主动开关t2的控制端输入，即将数据信号输入至第一节点g，通过第一节点g的电位变化，来改变第二节点s的电位变化，从而实现在第一节点g的电压不同时，第二节点s的电压不同，从而使得发光器件的亮度不同，从而达到在不同的数据信号下，发光器件的亮度不同。但是该第二主动开关t2的阈值电压受工艺的影响，不同工艺下或者是同一工艺下的不同两个第二主动开关t2的阈值电压都可能有细微差距，因而可能存在在同一数据信号下，由于第二主动开关t2的阈值电压不同，导致两个像素的亮度不同，进而导致亮暗不均的问题。本技术主要通过补偿电路114来补偿该阈值电压，具体补偿电路114如下文详细说明。需要说明的是，该发光器件可以为主动发光器件，例如有机发光二极管，其每一像素对应的有机发光二极管分别为红色有机发光二极管、绿色有机发光二极管，蓝色有机发光二极管，其还可以包括白色有机发光二极管。
37.具体的，所述补偿电路114包括第四主动开关t4，所述第四主动开关t4的控制端接
入所述第二控制信号s2，所述第四主动开关t4的输入端电性连接所述第一节点g，所述第四主动开关t4的输出端电性连接所述第四节点b。
38.具体的，所述像素驱动电路110的时序包括补偿阶段；在所述补偿阶段，所述第一控制信号s1为低电压，所述第二控制信号s2为高电压，所述第三控制信号s3为高电压，所述数据输入电路113将数据信号的第一预设电压输出至所述第一节点g，在所述第二控制信号s2为高电压时，第四主动开关t4导通，所述第一节点g的第一预设电压输出至所述第四节点b；在所述第一预设电压为高电压时，所述第二主动开关t2导通，所述第四节点b的电压为所述第二节点s充电，当所述第一节点g的电压与所述第二节点s的电压差等于所述第二主动开关t2的阈值电压时，所述第二主动开关t2截止。该补偿阶段，即将原本第二节点s的电压提升至与第一节点g电压相差为第二主动开关t2的阈值电压的电位。此时，第一节点g的电压为v1，第二节点s的电位为v
1-v
th
。
39.具体的，所述电容电路111包括第一电容c1和所述第二电容c2，所述第一电容c1的一端电性连接所述第一节点g，另一端电性连接所述第二节点s；所述第二电容c2的一端电性连接所述第二节点s，另一端电性连接所述第三节点a。
40.具体的，所述数据输入电路113包括第五主动开关t5，所述第五主动开关t5的控制端接入所述第三控制信号s3，所述第五主动开关t5的输入端接入数据信号，所述第五主动开关t5的输出端电性连接所述第一节点g。
41.需要说明的是，上述提及的第一主动开关t1、第二主动开关t2、第三主动开关t3、第四主动开关t4和第五主动开关t5分别为薄膜晶体管(tft)，其薄膜晶体管为izgo(indium gallium zinc oxide，铟镓锌氧化物)tft，izgo-tft相比传统的a-si(非晶硅)tft，igzo在性能上主要有三大优势，分别是高精度、低功耗与高触控性能，主要的供货目标是平板电脑、超级本这些产品。又和低温ltps(多晶硅)tft不同，无需通过照射激光使半导体层结晶，因此具有可轻松加大玻璃基板尺寸的特点。由于igzo制程工艺与a-si工艺制程工艺相似度极高，加上izgo的电子迁移率高，可以应用于生产oled显示面板。
42.如图2所示，图2示出了像素驱动电路110的时序图，所述像素驱动电路110的时序包括：复位阶段、补偿阶段、数据写入阶段和发光阶段；在所述复位阶段，所述第一控制信号s1、第三控制信号s3为高电压，所述第二控制信号s2为低电压，所述数据信号为第一预设电压；在所述补偿阶段，所述第一控制信号s1为低电压，所述第二控制信号s2和所述第三控制信号s3为高电压，所述数据信号为第一预设电压；在所述数据写入阶段，所述第一控制信号s1、所述第二控制信号s2、所述第三控制信号s3为低电压，所述数据信号为数据电压；在所述发光阶段，所述第一控制信号s1为高电压，所述第二控制信号s2、第三控制信号s3为低电压，所述数据信号为低电压。图2所示出的时序图，仅为一个扫描周期中的一行像素对应通过数据线充电的时间。
43.如图3a所示，图3a示出了像素驱动电路110的在复位阶段的电路示意图，所述第一控制信号s1、第三控制信号s3为高电压，所述第二控制信号s2为低电压，所述数据信号为第一预设电压；所述第一主动开关t1、所述第三主动开关t3导通，所述数据输入电路113为所述第一节点g提供第一预设电压，第二主动开关t2也会导通，所述第四主动开关t4截止。该复位阶段中，由于第一主动开关t1、第二主动开关t2和第三主动开关t3导通后，该发光器件会短暂发光。而该时间极短，肉眼是感受不到的。此时的第一节点g电压为vg＝v1，第二节点s
电压vs＝vss v
oled
。
44.如图3b所示，图3b示出了像素驱动电路110的在补偿阶段的电路示意图，所述第一控制信号s1为低电压，所述第二控制信号s2和所述第三控制信号s3为高电压，所述数据信号为第一预设电压；此时，第一主动开关t1和第三主动开关t3截止，发光器件不发光；第四主动开关t4导通，第一节点g的电压v1通过第四主动开关t4和第二主动开关t2向第四节点b充电；当所述第一节点g的电压与所述第二节点s的电压差等于所述第二主动开关t2的阈值电压时，所述第二主动开关t2截止，此时，第二主动开关t2处于临界关闭状态，该第二主动开关t2的控制端与输出端的压差为第二主动开关t2的阈值电压，即第一节点g与第二节点s的压差为第二主动开关t2的阈值电压。此时第一节点g电压为vg＝v1，第二节点s电压vs＝v
1-v
th
。
45.如图3c所示，图3c示出了像素驱动电路110的在数据写入阶段的电路示意图，所述第一控制信号s1、第二控制信号s2为低电压，所述第三控制信号s3为高电压，所述第一主动开关t1、所述第三主动开关t3、所述第四主动开关t4都为截止，所述所述数据输入电路113持续为所述第一节点g提供数据电压v
data
，所述电容电路111为所述第二节点s补偿电压为数据电压与第一预设电压的差值。在数据写入阶段时，第一节点g的电压由v1变化至v
data
，由于第一电容c1和第二电容c2的耦合作用，在第一节点g电压的变化量为v
data-v1；第二节点s的变化量为(v
data-v1)*c1/(c1 c2)，此时，在数据写入阶段，第一节点g的电压为vg＝v
data
，第二节点s的电压为vs＝v
1-v
th
(v
data-v1)*c1/(c1 c2)。
46.如图3d所示，图3d示出了像素驱动电路110的在发光阶段的电路示意图，所述第一控制信号s1、第三控制信号s3为高电压，所述第二控制信号s2为低电压，所述第一主动开关t1、第二主动开关t2、第三主动开关t3导通，所述发光器件发光；而所述第四主动开关t4、第五主动开关t5截止。此阶段，发光器件发光，第二节点s的电压为vs＝v
oled
vss，第二节点s相较于上一阶段的电压变化量为：v
oled
vss-[v
1-v
th
(v
data-v1)*c1/(c1 c2)]；而第一电容c1和第二电容c2的耦合作用，第一节点g电压的变化量等于第二节点s电压的变化量。因此，第一节点g电压的变化量也为：v
oled
vss-[v
1-v
th
(v
data-v1)*c1/(c1 c2)]；对应的第一节点g的电压vg＝v
data
v
oled
vss-[v
1-v
th
(v
data-v1)*c1/(c1 c2)]；第二节点s的电压vs＝v
oled
vss。
[0047]
根据发光器件的电路如下：i
oled
＝1/2*k*(v
gs-v
th
)*2，其中v
gs
＝v
g-vs；
[0048]
可得：i
oled
＝1/2*k*(1-a)(v
data-v1)]*2；a＝c1/(c1 c2)；k＝μn*cox*(w/l)，其中μ为电子迁移率，cox为ftt器件的单位面积电容，w/l代表tft沟道宽度与长度之比；这些参数相对比较稳定，变量只与v1,v
data
这些电路输入参数；这两个参数是可控的，vth-shift,vdd差异以及oled老化是不可控因素，所以发明电路除了可以减少tft数量以及提升ppi，还可以消除v
th
以及oled老化等特性问题。需要说明的是，所述第一预设电压的电压大于等于所述第二主动开关t2的栅极开启电压。v
data
电压为实际显示的数据信号，由外部的数据芯片提供。而第一控制信号s1、第二控制信号s2和第三控制信号s3分别由时序电路提供。
[0049]
本技术同一数据线的每行像素有不同的驱动方式，第一种，即在以图2中的像素为例，在s3结束之后，下一行的s3开启，则需要改同一条数据线在低电压-v
1-v
data
(当前行)-低电压-v
1-v
data
(下一行)
……
中变化。图2的时序为一帧内的一行像素开启的时间。而在本技术另一实施例中，以图2中的像素为例，与该像素连接同一条数据线的下一行的像素，其s3
的开启时间可在图2中像素的v
data
电压输入阶段开启，其中该像素的v
data
可作为下一行像素的v1，对应的下一行像素的i
oled
＝1/2*k*(1-a)(v
data-v1)]*2，该v1为上一行的像素的v
data
。即同一条数据线上的电压在低电压-v
1-v
data
(当前行)-v
data
(下一行)
……
变化，其减少了一定的损耗。如图4所示，该图示意出当前行控制信号s3与下一行控制信号s3’的示意图，其中，s3的t3时刻，对应数据写入阶段，将当前行像素的对应数据线的vdata传输至当前行像素的第一节点g。而此时，下一行像素的控制信号s3同步打开，将其当前行像素的对应数据线的v
data
传输至下一行像素的第一节点g，此时该v
data
即为下一行像素的v1，而下一行像素的t3阶段，则将下一行像素的对应的v
data’传输至下一行像素的第一节点g。从而使得同一条数据线上的电压在低电压-v
1-v
data
(当前行)-v
data
(下一行)
……
变化。需要说明的是，该v
data
的电压皆应大于等于v1。
[0050]
如图5所示，图5示出了一种像素驱动电路的补偿方法的步骤示意图，对应的所述像素驱动电路使用上述任意一实施例中陈述的像素驱动电路，所述补偿方法包括：
[0051]
s1：进入复位阶段：所述第一控制信号、第三控制信号为高电压，所述第二控制信号为低电压，所述第一主动开关、所述第三主动开关导通，所述数据输入电路为所述第一节点提供第一预设电压；
[0052]
s2：进入补偿阶段：所述第二控制信号、第三控制信号为高电压，所述第一控制信号为低电压，所述第四主动开关导通，所述第一主动和所述第三主动开关截止，所述数据输入电路持续为所述第一节点提供第一预设电压，所述第二主动开关导通，所述第一节点的第一预设电压通过所述第四主动开关、所述第二主动开关为第二节点补偿充电，当所述第一节点的电压与所述第二节点的电压差等于所述第二主动开关的阈值电压时，所述第二主动开关截止；
[0053]
s3：进入数据写入阶段：所述第一控制信号、第二控制信号为低电压，所述第三控制信号为高电压，所述第一主动开关、所述第三主动开关、所述第四主动开关都为截止，所述所述数据输入电路持续为所述第一节点提供数据电压，所述电容电路为所述第二节点补偿电压为数据电压与第一预设电压的差值；
[0054]
s4：进入发光阶段：所述第一控制信号、第三控制信号为高电压，所述第二控制信号为低电压，所述第一主动开关、第二主动开关、第三主动开关导通，所述第四主动开关、第五主动开关截止，所述发光器件发光。
[0055]
本技术的像素驱动电路由5t2c组成，相比示例性的8t2c像素电路，减少3个tft,而且没有v
ref
信号线以及v
ic
信号线。这样可以节省设计空间，这样像素大小可以设计小，这样同样尺寸的显示面板中，像素总数增多，即ppi(per pixel inch)越大，极大降低显示面板的颗粒感，增强显示效果。
[0056]
如图6所示，图6示出了一种显示面板的示意图，对应的公开了一种显示面板100，包括上述任意一实施例的像素驱动电路110。其显示面板适用于oled显示面板，mini-led显示面板，micro-led显示面板等，主动发光型的显示面板。
[0057]
需要说明的是,本技术的发明构思可以形成非常多的实施例，但是申请文件的篇幅有限，无法一一列出，因而，在不相冲突的前提下,以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，各实施例或技术特征组合之后，将会增强原有的技术效果。
[0058]
以上内容是结合具体的可选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。