像素电路及其驱动方法以及显示装置及其显示面板与流程

1.本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种像素电路及其驱动方法以及显示装置及其显示面板。


背景技术：

2.oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)是一种新兴的平板显示装置，由于其具有能自发光、对比度高、色域广等优点，并且还具有制备工艺简单、成本低、功耗低、易于实现柔性显示等优点，因此具有广阔的应用前景。
3.现有技术中，有机发光二极管oled的发光亮度由数据电压vdata、电源电压vdd以及驱动有机发光二极管oled的驱动晶体管的阈值电压vth决定。由于制作工艺的因素，大面积玻璃基板上制作的驱动晶体管存在阈值电压vth的分布差异，从而造成相邻两个像素即使输入相同的数据电压vdata，其显示的亮度也会有差异(mura)。
4.为了解决上述问题，现有技术采用图1所示的像素电路对驱动晶体管的阈值电压vth进行补偿，但是图1所示的6t1c的像素电路由于元件过多，会降低显示面板的ppi(pixels per inch)。
5.因此，有待提出一种新的像素电路以解决上述问题。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种像素电路及其驱动方法以及显示装置及其显示面板，从而不仅可以解决因制作工艺导致的显示面板的显示亮度不均匀的问题，而且可以兼顾ppi。
7.根据本发明的一方面，提供一种像素电路，包括第一薄膜晶体管，用于传输与灰阶数据对应的数据电压；驱动模块，连接于第一电源电压与第一节点之间，且与所述第一薄膜晶体管连接于第二节点，用于提供驱动电流；补偿模块，连接于所述第一电源电压与所述第一节点之间，且与所述驱动模块连接于第三节点；发光元件，用于在所述驱动电流的驱动下发光；第二薄膜晶体管，连接于所述第一节点与所述发光元件之间，其中，所述像素电路配置为在初始阶段将所述第一电源电压拉高预设电压值，并通过所述补偿模块和所述第二薄膜晶体管将所述第三节点的电压下拉至初始电压，在数据电压写入阶段将所述第一电源电压下拉预设电压值，使所述第三节点的电压随所述第一电源电压下拉预设电压值，以导通所述数据电压与所述第三节点之间的电流通路，将所述第三节点充电至等于所述数据电压与阈值电压的绝对值之差，以及在发光阶段，通过所述第三节点的电压和所述第一电源电压控制所述驱动模块提供所述驱动电流。
8.可选地，所述预设电压值根据所述数据电压的电压域的电压差设定。
9.可选地，所述驱动模块包括：第三薄膜晶体管，第一端接收所述第一电源电压，第二端连接于所述第二节点，控制端接收第一发光信号；第四薄膜晶体管，第一端连接于所述第二节点，第二端连接于所述第一节点，控制端连接于所述第三节点，其中，所述阈值电压
为所述第四薄膜晶体管的阈值电压。
10.可选地，所述补偿模块包括：电容，第一端接收所述第一电源电压，第二端连接于所述第三节点；第五薄膜晶体管，第一端连接于所述第三节点，第二端连接于所述第一节点，控制端接收第一控制信号。
11.可选地，所述第一薄膜晶体管的第一端接收所述数据电压，所述第一薄膜晶体管的第二端连接于所述第二节点，所述第一薄膜晶体管的控制端接收第二控制信号；所述发光元件的第一端接收所述驱动电流，所述发光元件的第二端接收第二电源电压，其中，所述第一电源电压大于所述第二电源电压。
12.可选地，所述第二薄膜晶体管的第一端连接于所述第一节点，所述第二薄膜晶体管的第二端连接所述发光元件的第一端，所述第二薄膜晶体管的控制端接收第二发光信号，其中，所述初始电压与所述像素电路在所述初始阶段的维持时间相关。
13.可选地，所述第二薄膜晶体管的第一端与所述发光元件的第一端连接于所述第一节点，所述第二薄膜晶体管的第二端接地，所述第二薄膜晶体管的控制端接收第二发光信号，其中，所述初始电压为接地电压。
14.根据本发明的第二方面，提供一种显示面板，包括成阵列排列的多个如上述所述的像素电路。
15.根据本发明的第三方面，提供一种显示装置，包括如上述所述的显示面板；以及向所述显示面板提供数据电压的源极驱动电路。
16.根据本发明的第四方面，提供一种像素电路的驱动方法，用于驱动如上述所述的像素电路，包括：初始阶段，将第一电源电压拉高预设电压值，并将第三节点的电压下拉至初始电压；数据电压写入阶段，将所述第一电源电压下拉预设电压值，并利用电容的自举原理使所述第三节点的电压随所述第一电源电压下拉预设电压值，从而导通数据电压与第三节点之间的电流通路，将所述第三节点的电压充电至等于所述数据电压与阈值电压的绝对值之差；发光阶段，根据所述第一电源电压和所述第三节点的电压提供驱动电流以驱动发光元件发光，其中，所述阈值电压为驱动晶体管的阈值电压。
17.本发明实施例提供的像素电路及其驱动方法以及显示装置及其显示面板，通过在初始阶段将第一电源电压拉高预设电压值，以及将第三节点的电压下拉至初始电压，并在数据电压写入阶段将第一电源电压下拉预设电压值，从而利用电容的自举特性，使第三节点的电压也下拉预设电压值，从而使得第三节点在数据电压写入阶段可以从较低电压向高电压写入与灰阶数据对应的数据电压，解决了驱动晶体管低电压写入不良的问题，且本发明实施例提供的像素电路相对于现有技术6t1c的像素电路，可以少设置一个薄膜晶体管，从而可以降低显示面板的ppi。
附图说明
18.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
19.图1示出了现有技术的像素电路的电路示意图；
20.图2示出了根据本发明第一实施例的像素电路的电路连接图；
21.图3示出了根据本发明第一实施例的像素电路的信号时序图；
22.图4示出了根据本发明第二实施例的像素电路的电路连接图；
23.图5示出了根据本发明第二实施例的像素电路的信号时序图。
具体实施方式
24.以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件或者模块采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
25.应当理解，在以下的描述中，“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件或电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的，或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
26.此外，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
27.本发明实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括显示面板以及向显示面板提供数据电压的源极驱动电路，显示面板包括成阵列排列的多个像素电路，每个像素电路通过对应的数据线接收源极驱动电路提供的与灰阶数据对应的数据电压。
28.图2示出了根据本发明第一实施例的像素电路的电路连接图。参见图2，像素电路100包括薄膜晶体管t1、薄膜晶体管t2、驱动模块110、补偿模块120以及发光元件130。
29.薄膜晶体管t1的第一端接收与灰阶数据对应的数据电压vdata，薄膜晶体管t1的第二端与驱动模块110连接于节点b，薄膜晶体管t1的控制端接收控制信号g1《n》。薄膜晶体管t1的导通和关断受控制信号g1《n》控制，用于在导通时将数据电压vdata传输至节点b。
30.薄膜晶体管t2的第一端与驱动模块110连接于节点d，薄膜晶体管t2的第二端连接发光元件130的第一端，薄膜晶体管t2的控制端接收发光信号e1《n》。
31.驱动模块110连接于第一电源电压elvdd1与节点d之间，用于提供驱动电流ids。
32.补偿模块120连接于第一电源电压elvdd1与节点d之间，且与驱动模块连接于节点a。
33.发光元件130的第一端连接薄膜晶体管t2的第二端，发光元件130第二端接收第二电源电压elvss(emission layer vss)，发光元件130例如为有机发光二极管oled，其第一端为oled的阳极，第二端为oled的阴极。可以理解的是本发明的发光元件130并不限于oled，也可以是led等。
34.驱动模块110包括薄膜晶体管t3和薄膜晶体管t4，薄膜晶体管t3的第一端接收第一电源电压elvdd1，薄膜晶体管t3的第二端与薄膜晶体管t1的第二端以及薄膜晶体管t4的第一端连接于节点b，薄膜晶体管t3的控制端接收发光信号e《n》，薄膜晶体管t4的第二端与
薄膜晶体管t2的第一端连接于节点d，薄膜晶体管t4的控制端连接于节点a。其中，薄膜晶体管t4为驱动晶体管。
35.补偿模块120包括电容c和薄膜晶体管t5，电容c的第一端接收第一电源电压elvdd1，电容c的第二端与薄膜晶体管t5的第一端连接于节点a，薄膜晶体管t5的第二端连接于节点d，薄膜晶体管t5的控制端接收控制信号g《n》。
36.在本实施例中，薄膜晶体管t1-t5均为p型薄膜晶体管，此时第一端可以为源极，第二端可以为漏极。当然薄膜晶体管t1-t5也可以都为n型薄膜晶体管，或者薄膜晶体管t1-t5部分为n型薄膜晶体管、部分为p型薄膜晶体管，只需同时将选定类型的薄膜晶体管t1-t5的端口极性按本实施例薄膜晶体管t1-t5的端口极性在连接上做相应的改变即可。
37.图3示出了根据本发明第一实施例的像素电路的信号时序图。参见图3，像素电路100可以分为三个阶段，即初始阶段
①
、数据电压写入阶段
②
以及发光阶段
③
。
38.参见图2以及图3，在初始阶段
①
，发光信号e《n》和控制信号g1《n》为高电平，控制信号g《n》和发光信号e1《n》为低电平，则薄膜晶体管t2和薄膜晶体管t5均导通，薄膜晶体管t1和薄膜晶体管t3均断开，此时，第一电源电压elvdd1由电压elvdd(emission layer vdd)上升至elvdd+vx，使电容c的第一端电压上升预设电压值vx，节点a的电压通过薄膜晶体管t2和薄膜晶体管t5下拉至初始电压，其中，预设电压值vx可根据实际情况进行调节，预设电压值vx与数据电压vdata的电压域的电压差相关，例如，数据电压vdata的电压域为1-5v，则预设电压值vx可以设置为4v，当然预设电压值也可以在3.8-4.2v之间选取一个值，初始电压和像素电路100在初始阶段
①
的维持时间有关，像素电路100在初始阶段
①
的维持时间越长，初始电压越低。
39.在数据电压写入阶段
②
，发光信号e《n》和发光信号e1《n》为高电平，控制信号g《n》和控制信号g1《n》为低电平，则薄膜晶体管t1和薄膜晶体管t5均导通，薄膜晶体管t2和薄膜晶体管t3均断开，此时，第一电源电压elvdd1由电压elvdd+vx下降至elvdd，使电容c的第一端电压下降预设电压值vx，根据电容的自举特性，则电容c的第二端电压即节点a的电压也会下降预设电压值vx，从而使得节点a的电压为负电压以导通薄膜晶体管t4，此时，数据电压vdata与节点a之间的电流通路导通，数据电压vdata经薄膜晶体管t1和薄膜晶体管t4、薄膜晶体管t5对节点a充电，直至节点a的电压被充电至vdata-|vth|，其中，|vth|为薄膜晶体管t4的阈值电压的绝对值。
40.在发光阶段
③
，发光信号e《n》和发光信号e1《n》为低电平，控制信号g《n》和控制信号g1《n》为高电平，则薄膜晶体管t1和薄膜晶体管t5均断开，薄膜晶体管t2和薄膜晶体管t3均导通，节点a的电压维持vdata-|vth|，薄膜晶体管t4根据第一电源电压elvdd1和节点a的电压提供驱动电流，以驱动发光元件130发光。
41.薄膜晶体管t4提供的驱动电流ids＝k*(vsg-|vth|)2＝k*(elvdd-vdata)2。
42.在优选的实施例中，如果节点a的电压在初始阶段
①
足以关断薄膜晶体管t4，则在初始阶段
①
薄膜晶体管t1无需关断，可以用控制信号g《n》同时控制薄膜晶体管t1和薄膜晶体管t5，无需设置控制信号g1《n》。
43.图4示出了根据本发明第二实施例的像素电路的电路连接图。图4所示的像素电路200与图2所示的像素电路100的结构基本相同，以下进说明二者的不同之处。
44.参见图4，像素电路200的薄膜晶体管t2不再连接于节点d与发光元件230之间，而
是连接于节点d与地gnd之间，且节点d与发光元件230直接连接。
45.图5示出了根据本发明第二实施例的像素电路的信号时序图。参见图4和图5，像素电路200同样包括初始阶段
①
、数据电压写入阶段
②
以及发光阶段
③
三个阶段。
46.在初始阶段
①
，发光信号e《n》和控制信号g1《n》为高电平，控制信号g《n》和发光信号e1《n》为低电平，则薄膜晶体管t2和薄膜晶体管t5均导通，薄膜晶体管t1和薄膜晶体管t3均断开，此时，第一电源电压elvdd1由电压elvdd上升至elvdd+vx，使电容c的第一端电压上升预设电压值vx，节点a的电压通过薄膜晶体管t2下拉至初始电压即接地电压gnd，其中，预设电压值vx可根据实际情况进行调节，预设电压值vx与数据电压vdata的电压域的电压差相关，例如，数据电压vdata的电压域为1-5v，则预设电压值vx可以设置为4v，当然预设电压值也可以在3.8-4.2v之间选取一个值。
47.在数据电压写入阶段
②
，发光信号e《n》和发光信号e1《n》为高电平，控制信号g《n》和控制信号g1《n》为低电平，则薄膜晶体管t1和薄膜晶体管t5均导通，薄膜晶体管t2和薄膜晶体管t3均断开，此时，第一电源电压elvdd1由电压elvdd+vx下降至elvdd，使电容c的第一端电压下降预设电压值vx，根据电容的自举特性，则电容c的第二端电压即节点a的电压也会下降预设电压值vx，从而使得节点a的电压为负电压以导通薄膜晶体管t4，此时，数据电压vdata与节点a之间的电流通路导通，数据电压vdata经薄膜晶体管t1和薄膜晶体管t4、薄膜晶体管t5对节点a充电，直至节点a的电压被充电至vdata-|vth|，其中，|vth|为薄膜晶体管t4的阈值电压的绝对值。
48.在发光阶段
③
，发光信号e《n》为低电平，控制信号g《n》、控制信号g1《n》和发光信号e1《n》为高电平，则薄膜晶体管t1、薄膜晶体管t2和薄膜晶体管t5均断开，薄膜晶体管t3导通，节点a的电压维持vdata-|vth|，薄膜晶体管t4根据第一电源电压elvdd1和驱动电压提供驱动电流，以驱动发光元件230发光。
49.薄膜晶体管t4提供的驱动电流ids＝k*(vsg-|vth|)2＝k*(elvdd-vdata)2。
50.根据公式可以看出在发光阶段
③
，薄膜晶体管t4提供至发光元件的驱动电流ids与其阈值电压vth无关，消除了因制作工艺导致的薄膜晶体管t4的阈值电压vth分布差异，能够使显示面板显示均匀，提升显示面板的显示效果。且该电路还兼具有pwm调光的功能，可通过调整发光信号e《n》和发光信号e1《n》的脉冲宽度来调整发光元件的亮度。
51.根据本发明实施例提供的像素电路，通过在初始阶段将第一电源电压拉高预设电压值，以及将节点a的电压下拉至初始电压，并在数据电压写入阶段将第一电源电压下拉预设电压值，从而利用电容的自举特性，使节点a的电压也下拉预设电压值，使得在数据电压写入阶段节点a可以从较低电压向高电压写入与灰阶数据相应的数据电压，解决了现有技术薄膜晶体管t4低电压写入不良的问题，且本发明实施例提供的像素电路相对于图1所示的6t1c的像素电路，可以少设置一个薄膜晶体管，从而降低显示面板的ppi。
52.依照本发明的实施例如上文，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求及其等效物所界定的范围为准。

技术特征：
1.一种像素电路，包括：第一薄膜晶体管，用于传输与灰阶数据对应的数据电压；驱动模块，连接于第一电源电压与第一节点之间，且与所述第一薄膜晶体管连接于第二节点，用于提供驱动电流；补偿模块，连接于所述第一电源电压与所述第一节点之间，且与所述驱动模块连接于第三节点；发光元件，用于在所述驱动电流的驱动下发光；第二薄膜晶体管，连接于所述第一节点与所述发光元件之间，其中，所述像素电路配置为在初始阶段将所述第一电源电压拉高预设电压值，并通过所述补偿模块和所述第二薄膜晶体管将所述第三节点的电压下拉至初始电压，在数据电压写入阶段将所述第一电源电压下拉预设电压值，使所述第三节点的电压随所述第一电源电压下拉预设电压值，以导通所述数据电压与所述第三节点之间的电流通路，将所述第三节点充电至等于所述数据电压与阈值电压的绝对值之差，以及在发光阶段，通过所述第三节点的电压和所述第一电源电压控制所述驱动模块提供所述驱动电流。2.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述预设电压值根据所述数据电压的电压域的电压差设定。3.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述驱动模块包括：第三薄膜晶体管，第一端接收所述第一电源电压，第二端连接于所述第二节点，控制端接收第一发光信号；第四薄膜晶体管，第一端连接于所述第二节点，第二端连接于所述第一节点，控制端连接于所述第三节点，其中，所述阈值电压为所述第四薄膜晶体管的阈值电压。4.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述补偿模块包括：电容，第一端接收所述第一电源电压，第二端连接于所述第三节点；第五薄膜晶体管，第一端连接于所述第三节点，第二端连接于所述第一节点，控制端接收第一控制信号。5.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述第一薄膜晶体管的第一端接收所述数据电压，所述第一薄膜晶体管的第二端连接于所述第二节点，所述第一薄膜晶体管的控制端接收第二控制信号；所述发光元件的第一端接收所述驱动电流，所述发光元件的第二端接收第二电源电压，其中，所述第一电源电压大于所述第二电源电压。6.根据权利要求5所述的像素电路，其中，所述第二薄膜晶体管的第一端连接于所述第一节点，所述第二薄膜晶体管的第二端连接所述发光元件的第一端，所述第二薄膜晶体管的控制端接收第二发光信号，其中，所述初始电压与所述像素电路在所述初始阶段的维持时间相关。7.根据权利要求5所述的像素电路，其中，所述第二薄膜晶体管的第一端与所述发光元件的第一端连接于所述第一节点，所述第二薄膜晶体管的第二端接地，所述第二薄膜晶体管的控制端接收第二发光信号，其中，所述初始电压为接地电压。8.一种显示面板，包括成阵列排列的多个如权利要求1-7任一项所述的像素电路。
9.一种显示装置，包括：如权利要求8所述的显示面板；以及向所述显示面板提供数据电压的源极驱动电路。10.一种像素电路的驱动方法，用于驱动如权利要求1-7任一项所述的像素电路，包括：初始阶段，将第一电源电压拉高预设电压值，并将第三节点的电压下拉至初始电压；数据电压写入阶段，将所述第一电源电压下拉预设电压值，并利用电容的自举原理使所述第三节点的电压随所述第一电源电压下拉预设电压值，从而导通数据电压与第三节点之间的电流通路，将所述第三节点的电压充电至等于所述数据电压与阈值电压的绝对值之差；发光阶段，根据所述第一电源电压和所述第三节点的电压提供驱动电流以驱动发光元件发光，其中，所述阈值电压为驱动晶体管的阈值电压。

技术总结
本发明公开了一种像素电路及其驱动方法以及显示装置及其显示面板，包括驱动模块用于提供驱动电流；补偿模块，与驱动模块连接于第三节点；发光元件，用于在驱动电流的驱动下发光；像素电路配置为在初始阶段将第一电源电压拉高预设电压值，并将第三节点的电压下拉至初始电压，在数据电压写入阶段将第一电源电压下拉预设电压值，使第三节点的电压随第一电源电压下拉预设电压值，以导通数据电压与第三节点之间的电流通路，将第三节点充电至等于数据电压与阈值电压的绝对值之差，在发光阶段，通过第三节点的电压和第一电源电压控制驱动模块提供驱动电流，不仅可以解决因制作工艺导致的显示面板的显示亮度不均匀的问题，而且可以兼顾PPI。顾PPI。顾PPI。


技术研发人员：谢宗哲 马广杰
受保护的技术使用者：集创北方（珠海）科技有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/6