像素驱动电路和显示面板的制作方法

1.本技术涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素驱动电路和显示面板。


背景技术：

2.有机发光二极管(organic light emitting diode，oled)等发光器件因为具备轻薄、节能、宽视角、色域广、对比度高等特性，而被越来越广泛地应用于电视、手机等产品中。
3.其中，oled是由电流驱动的发光器件，在工作时通过像素驱动电路中提供驱动电流，当有电流流经oled时，oled发光，且发光亮度由流经oled的电流决定。
4.由于像素驱动电路中的驱动薄膜晶体管在制备时的不均一性以及材料老化等原因，像素驱动电路的驱动薄膜晶体管的阈值电压会出现漂移现象，从而导致oled的驱动电流变化，影响显示面板的画质。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术提供一种像素驱动电路和显示面板，用以减小像素驱动电路中发光器件的驱动电流的变化，提高显示面板的画质。
6.为了实现上述目的，第一方面，本技术实施例提供一种像素驱动电路，包括：数据输入电路、开关电路、储能电路和发光控制电路；所述数据输入电路与所述发光控制电路的控制端电连接，用于在复位阶段、补偿阶段和写入阶段向所述发光控制电路的控制端输出数据电压；所述储能电路的一端通过所述开关电路与所述发光控制电路的控制端电连接，所述储能电路的另一端与所述发光控制电路的输出端电连接，所述储能电路用于存储电能；所述发光控制电路的输入端与第一电源电连接，所述发光控制电路的输出端与发光器件的阳极电连接，所述发光控制电路用于在发光阶段向所述发光器件输出驱动电流；所述发光器件的阴极与第二电源电连接；所述开关电路在复位阶段、补偿阶段和发光阶段导通，在写入阶段关断；所述第一电源在复位阶段输出低电位电压，在补偿阶段、写入阶段和发光阶段输出第一高电位电压；所述第二电源在复位阶段、补偿阶段和写入阶段输出第二高电位电压，在发光阶段输出低电位电压，所述第一高电位电压小于或等于所述第二高电位电压。
7.作为本技术实施例一种可选的实施方式，所述开关电路包括第一开关管和第一扫描线，所述第一开关管的第一极与所述发光控制电路的控制端电连接，所述第一开关管的第二极与所述发光控制电路的输出端电连接，所述第一开关管的控制极与所述第一扫描线的输出端电连接。
8.作为本技术实施例一种可选的实施方式，所述第一开关管为nmos管，所述第一扫描线在复位阶段、补偿阶段和发光阶段输出高电位信号，在写入阶段输出低电位信号。
9.作为本技术实施例一种可选的实施方式，所述发光控制电路包括驱动薄膜晶体
管，所述驱动薄膜晶体管的第一极与所述第一电源电连接，所述驱动薄膜晶体管的第二极与所述发光器件的阳极电连接，所述驱动薄膜晶体管的控制极与所述数据输入电路的输出端电连接。
10.作为本技术实施例一种可选的实施方式，所述驱动薄膜晶体管为耗尽型nmos管。
11.作为本技术实施例一种可选的实施方式，所述数据输入电路包括第二开关管、数据线和第二扫描线，所述第二开关管的第一极与所述数据线的输出端电连接，所述第二开关管的第二极与所述发光控制电路的控制端电连接，所述第二开关管的控制极与所述第二扫描线的输出端电连接。
12.作为本技术实施例一种可选的实施方式，所述数据线在复位阶段、补偿阶段和发光阶段输出低电位数据电压，在写入阶段输出高电位数据电压。
13.作为本技术实施例一种可选的实施方式，所述储能电路包括电容。
14.作为本技术实施例一种可选的实施方式，所述发光器件为有机发光二极管。
15.第二方面，本技术实施例提供一种显示面板，包括多个像素单元，各所述像素单元包括发光器件和如上述第一方面或第一方面任一项所述的像素驱动电路。
16.本技术实施例提供的像素驱动电路和显示面板，包括数据输入电路、开关电路、储能电路和发光控制电路；数据输入电路与发光控制电路的控制端电连接，用于在复位阶段、补偿阶段和写入阶段向发光控制电路的控制端输出数据电压；储能电路的一端通过开关电路与发光控制电路的控制端电连接，储能电路的另一端与发光控制电路的输出端电连接，储能电路用于存储电能；发光控制电路的输入端与第一电源电连接，发光控制电路的输出端与发光器件的阳极电连接，发光控制电路用于在发光阶段向发光器件输出驱动电流；发光器件的阴极与第二电源电连接；开关电路在复位阶段、补偿阶段和发光阶段导通，在写入阶段关断；第一电源在复位阶段输出低电位电压，在补偿阶段、写入阶段和发光阶段输出第一高电位电压；第二电源在复位阶段、补偿阶段和写入阶段输出第二高电位电压，在发光阶段输出低电位电压，第一高电位电压小于或等于第二高电位电压。上述技术方案中，在复位、补偿和写入阶段，数据输入电路向发光控制电路的控制端（即驱动薄膜晶体管的栅极）输出数据电压，发光控制电路导通，第一电源向发光控制电路的输出端（即驱动薄膜晶体管的源极）充电，补偿发光控制电路输出端的电压，直至发光控制电路关断（由于此时第一电源的电压小于或等于第二电源的电压，无正向电流经过发光器件，发光器件不发光），从而在发光阶段能够根据数据电压控制发光器件的驱动电流，使发光器件的驱动电流与发光器件的驱动薄膜晶体管的阈值电压和第一电源的电压无关，这样不仅可以消除发光器件的驱动薄膜晶体管的阈值电压漂移对发光器件驱动电流的影响，减小发光器件的驱动电流的变化，提高显示面板的画质，还可以减小第一电源与各发光器件的距离差异引起的各发光器件的驱动电流的差异，提高显示画面亮度的均匀性，并且，本方案中像素驱动电路的开关管数量少，这样就能够减小像素驱动电路的面积，从而能够在同等尺寸的显示屏中设置更多的像素，提高显示屏的分辨率。
附图说明
17.图1为本技术实施例提供的显示面板中任意一个像素单元的结构示意图；图2为图1中像素驱动电路的电路结构示意图；
图3为本技术实施例提供的像素驱动电路的工作时序图。
具体实施方式
18.下面结合本技术实施例中的附图对本技术实施例进行描述。本技术实施例的实施方式部分使用的术语仅用于对本技术的具体实施例进行解释，而非旨在限定本技术。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
19.本技术实施例中的发光器件可以是oled、无机发光二极管（light emitting diodes，led）、量子点发光二极管（quantum dot light emitting diodes，qled）和次毫米发光二极管（mini light emitting diodes，mini led）中的任意一种；本实施例后续以发光器件为oled为例，进行示例性说明。
20.本技术实施例提供的显示面板可以包括多个像素单元，图1为本技术实施例提供的显示面板中任意一个像素单元的结构示意图，如图1所示，该像素单元可以包括：第一电源vdd、第二电源vss、像素驱动电路和oled。
21.像素驱动电路可以包括数据输入电路10、开关电路20、储能电路30和发光控制电路40。
22.数据输入电路10与发光控制电路40的控制端电连接，用于在复位阶段、补偿阶段和写入阶段向发光控制电路40的控制端输出数据电压。
23.储能电路30的一端通过开关电路20与发光控制电路40的控制端电连接，储能电路30的另一端与发光控制电路40的输出端电连接，储能电路30用于存储电能。
24.发光控制电路40的输入端与第一电源vdd电连接，发光控制电路40的输出端与oled的阳极电连接，发光控制电路40用于在发光阶段向oled输出驱动电流。oled的阴极与第二电源vss电连接。
25.开关电路20在复位阶段、补偿阶段和发光阶段导通，在写入阶段关断。
26.第一电源vdd可以在复位阶段输出低电位电压，在补偿阶段、写入阶段和发光阶段输出第一高电位电压。
27.第二电源vss可以在复位阶段、补偿阶段和写入阶段输出第二高电位电压，在发光阶段输出低电位电压，第一高电位电压可以等于第二高电位电压。
28.在复位、补偿和写入阶段，数据输入电路10向发光控制电路40的控制端（即驱动薄膜晶体管的栅极）输出数据电压，发光控制电路40导通，第一电源vdd向发光控制电路40的输出端（即驱动薄膜晶体管的源极）充电，补偿发光控制电路40输出端的电压，直至发光控制电路40关断（由于此时第一电源vdd的电压等于第二电源vss的电压，无正向电流经过oled，oled不发光），从而在发光阶段能够根据数据电压控制oled的驱动电流，使oled的驱动电流与oled的驱动薄膜晶体管的阈值电压和第一电源vdd的电压无关，这样不仅可以消除oled的驱动薄膜晶体管的阈值电压漂移对oled驱动电流的影响，减小oled的驱动电流的变化，提高显示面板的画质，还可以减小第一电源vdd与各oled的距离差异引起的各oled的驱动电流的差异，提高显示画面亮度的均匀性，并且，本方案中像素驱动电路的开关管数量少，这样就能够减小像素驱动电路的面积，从而能够在同等尺寸的显示屏中设置更多的像素，提高显示屏的分辨率，使显示屏能够更好的适用于虚拟现实（virtual reality，vr）等
高分辨率领域。
29.可以理解的是，第一高电位电压还可以小于第二高电位电压，这样就可以在复位阶段、补偿阶段和写入阶段，向oled施加反向偏压，消耗oled中多余的电子和空穴，从而在发光阶段oled的发光强度和发光率就能够得到提升，提升显示效果。
30.图2为图1中像素驱动电路的电路结构示意图，如图2所示，开关电路20可以包括第一开关管t1和第一扫描线scan1，第一开关管t1的第一极与发光控制电路40的控制端电连接，第一开关管t1的第二极与发光控制电路40的输出端电连接，第一开关管t1的控制极与第一扫描线scan1的输出端电连接。
31.数据输入电路10可以包括第二开关管t2、数据线data和第二扫描线scan2，第二开关管t2的第一极与数据线data的输出端电连接，第二开关管t2的第二极与发光控制电路40的控制端电连接，第二开关管t2的控制极与第二扫描线scan2的输出端电连接。
32.数据线data可以在复位阶段、补偿阶段和发光阶段输出低电位数据电压，在写入阶段输出高电位数据电压。
33.第一开关管t1和第二开关管t2可以是pmos管，也可以是nmos管。当第一开关管t1和第二开关管t2为pmos管时，第一开关管t1和第二开关管t2的第一极为源极，第二极为漏极，控制极为栅极；当第一开关管t1和第二开关管t2为nmos管时，第一开关管t1和第二开关管t2的第一极为漏极，第二极为源极，控制极为栅极。本实施例后续以第一开关管t1和第二开关管t2为nmos管为例，进行示例性说明。
34.在复位阶段和补偿阶段，第一扫描线scan1和第二扫描线scan2均输出高电位信号，第一开关管t1和第二开关管t2均导通；在写入阶段，第一扫描线scan1输出低电位信号，第二扫描线scan2继续输出高电位信号，第一开关管t1关断，第二开关管t2导通；在发光阶段，第一扫描线scan1输出高电位信号，第二扫描线scan2继续输出低电位信号，第一开关管t1导通，第二开关管t2关断。
35.发光控制电路40可以包括驱动薄膜晶体管t3，驱动薄膜晶体管t3的第一极与第一电源vdd电连接，驱动薄膜晶体管t3的第二极与oled的阳极电连接，驱动薄膜晶体管t3的控制极与第二开关管t2的源极电连接。
36.驱动薄膜晶体管t3可以为耗尽型nmos管，此时驱动薄膜晶体管t3的第一极为漏极，第二极为源极，控制极为栅极。驱动薄膜晶体管t3也可以为其他类型的nmos管，本实施例对次不作具体限定，本实施例后续以驱动薄膜晶体管t3为耗尽型nmos管为例，进行示例性说明。
37.储能电路30可以包括电容c1，电容c1的一端通过第一开关管t1与驱动薄膜晶体管t3的栅极电连接，电容c1的另一端与驱动薄膜晶体管t3的源极电连接。
38.图3为本技术实施例提供的像素驱动电路的工作时序图，如图3所示，在复位阶段，第一电源vdd输出低电位电压，第二电源vss输出第二高电位电压，第一扫描线scan1和第二扫描线scan2均输出高电位信号，第一开关管t1和第二开关管t2导通，g点写入数据线data输出的低电位电压vref，驱动薄膜晶体管t3导通，s点写入第一电源vdd输出的低电位电压。该阶段虽然驱动薄膜晶体管t3导通，但是第一电源vdd输出的低电位电压低于第二电源vss输出的第二高电位电压，oled不发光。
39.在补偿阶段，第一电源vdd输出第一高电位电压，第二电源vss继续输出第二高电
位电压，第一扫描线scan1和第二扫描线scan2仍旧输出高电位信号，第一开关管t1和第二开关管t2继续导通，驱动薄膜晶体管t3导通，第一电源vdd继续向s点充电，当s点充电至vref-vth（vth为驱动薄膜晶体管t3的阈值电压），此时驱动薄膜晶体管t3处于临界截止区，补偿阶段结束。该阶段虽然驱动薄膜晶体管t3导通，但是第一电源vdd输出的第一高电位电压不高于第二电源vss输出的第二高电位电压，oled不发光。
40.在写入阶段，第一电源vdd继续输出第一高电位电压，第二电源vss继续输出第二高电位电压，第一扫描线scan1输出低电位信号，第一开关管t1关断，g点和s电的电位变化互不影响。第二扫描线scan2仍旧输出高电位信号，第二开关管t2继续导通，g点写入数据线data输出的高电位电压vdata，由于驱动薄膜晶体管t3的栅极电压提升，驱动薄膜晶体管t3重新导通，第一电源vdd向s点充电，由于此时驱动薄膜晶体管t3处于饱和阶段，s点的电位的变化缓慢，s点的电位的变化量为δv1，即此时s点的电vs=为vref-vth δv1，其中，δv1与驱动薄膜晶体管t3的电子迁移率成正相关。该阶段第一电源vdd输出的第一高电位电压不高于第二电源vss输出的第二高电位电压，oled仍旧不发光。
41.在发光阶段，第一电源vdd继续输出第一高电位电压，第二电源vss输出低电位电压vss，驱动薄膜晶体管t3导通，第一电源vdd输出的第一高电位电压高于第二电源vss输出的低电位电压，oled发光。在该阶段，第一扫描线scan1输出高电位信号，第一开关管t1导通，第二扫描线scan2输出低电位信号，第二开关管t2关断，s点的电压vs=vss voled，其中，voled为oled的电压，与写入阶段相比，s点的电压变化量为vss voled-(vref-vth δv1)；由于电容c1的耦合作用，g点与s点的电压变化相同，因此，g点在发光阶段的电压vg=vdata (vss voled-(vref-vth δv1))。
42.驱动薄膜晶体管t3的栅极相对于源极的电压vgs=vg-vs=vdata-(vref-vth δv1)。根据oled的驱动电流计算公式可得：i
oled
=1/2
µ
ncox
w/l(vgs
–
vth)2=1/2
µ
ncox
w/l(vdata
–
vref-δv1)2其中，i
oled
为oled的驱动电流，
µn为驱动薄膜晶体管t3的电子迁移率，c
ox
为驱动薄膜晶体管t3的栅氧化层单位面积电容，w/l为驱动型薄晶体管的宽长比。
43.根据上述公式可知，本技术提供的像素驱动电路中，oled的驱动电流只与数据电压vdata和vref有关（δv1与
µn成正比，为固定值），与驱动薄膜晶体管t3的阈值电压和第一电压的电压均无关，这样不仅可以消除oled的驱动薄膜晶体管t3的阈值电压漂移对oled驱动电流的影响，减小oled的驱动电流的变化，提高显示面板的画质，还可以减小第一电源vdd与各oled的距离差异引起的各oled的驱动电流的差异，提高显示画面亮度的均匀性。
44.可以理解的是，本技术实施例示意的电路模块并不构成对像素驱动电路的具体限定。在本技术另一些实施例中，像素驱动电路可以包括比图示更多或更少的电路模块，或者组合某些电路模块，或者拆分某些电路模块；每个电路模块可以包括比图示更多或更少的器件。图示的电路模块可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
45.本技术实施例提供的像素驱动电路和显示面板，包括数据输入电路、开关电路、储能电路和发光控制电路；数据输入电路与发光控制电路的控制端电连接，用于在复位阶段、补偿阶段和写入阶段向发光控制电路的控制端输出数据电压；储能电路的一端通过开关电路与发光控制电路的控制端电连接，储能电路的另一端与发光控制电路的输出端电连接，储能电路用于存储电能；发光控制电路的输入端与第一电源电连接，发光控制电路的输出
端与发光器件的阳极电连接，发光控制电路用于在发光阶段向发光器件输出驱动电流；发光器件的阴极与第二电源电连接；开关电路在复位阶段、补偿阶段和发光阶段导通，在写入阶段关断；第一电源在复位阶段输出低电位电压，在补偿阶段、写入阶段和发光阶段输出第一高电位电压；第二电源在复位阶段、补偿阶段和写入阶段输出第二高电位电压，在发光阶段输出低电位电压，第一高电位电压小于或等于第二高电位电压。上述技术方案中，在复位、补偿和写入阶段，数据输入电路向发光控制电路的控制端（即驱动薄膜晶体管的栅极）输出数据电压，发光控制电路导通，第一电源向发光控制电路的输出端（即驱动薄膜晶体管的源极）充电，补偿发光控制电路输出端的电压，直至发光控制电路关断（由于此时第一电源的电压小于或等于第二电源的电压，无正向电流经过发光器件，发光器件不发光），从而在发光阶段能够根据数据电压控制发光器件的驱动电流，使发光器件的驱动电流与发光器件的驱动薄膜晶体管的阈值电压和第一电源的电压无关，这样不仅可以消除发光器件的驱动薄膜晶体管的阈值电压漂移对发光器件驱动电流的影响，减小发光器件的驱动电流的变化，提高显示面板的画质，还可以减小第一电源与各发光器件的距离差异引起的各发光器件的驱动电流的差异，提高显示画面亮度的均匀性，并且，本方案中像素驱动电路的开关管数量少，这样就能够减小像素驱动电路的面积，从而能够在同等尺寸的显示屏中设置更多的像素，提高显示屏的分辨率。
46.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
47.应当理解，当在本技术说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
48.在本技术中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
49.在本技术的描述中，除非另有说明，“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，a/b可以表示a或b；本技术中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。
50.并且，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
51.如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0052]
另外，在本技术说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容
以外的顺序实施。
[0053]
在本技术说明书中描述的参在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0054]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。