[发明专利]显示装置及其像素电路和显示驱动方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种显示装置及其像素电路和显示驱动方法。

背景技术

有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）显示因具有高亮度、高发光效率、宽视角和低功耗等优点，近年来被人们广泛研究，并迅速应用到新一代的显示当中。OLED显示的驱动方式包括无源矩阵驱动（Passive Matrix OLED，PMOLED）和有源矩阵驱动（Active Matrix OLED，AMOLED）两种。无源矩阵驱动虽然成本低廉，但是存在交叉串扰现象，不能实现高分辨率的显示，且无源矩阵驱动电流大，降低了OLED的使用寿命。相比之下，有源矩阵驱动方式在每个像素上设置数目不同的晶体管作为电流源，避免了交叉串扰，所需的驱动电流较小，功耗较低，使OLED的寿命增加，可以实现高分辨的显示。

AMOLED的像素电路是简单的两薄膜场效应晶体管（Thin Film Transistor，TFT）结构，如图1所示，该像素电路包括开关晶体管103、电容106、驱动晶体管104和发光件OLED105。开关晶体管103响应来自扫描控制线SCAN102的控制信号采样来自数据线DATA101的数据信号。电容106在开关晶体管103关断后保存所采样的数据信号电压。驱动晶体管104在给定的发光期间根据电容106所保留的输入电压来供应输出电流。发光件OLED105通过来自驱动晶体管104的输出电流来发出亮度与数据信号相称的光。根据晶体管的电压电流公式，驱动晶体管104流过的电流可以表示为：

I_DS=1/2μ_nC_oxW/L(V_G-V_OLED-VTH)......(1)

其中，I_DS为驱动晶体管104漏极流向源极的漏极电流，μ_n为TFT器件的有效迁移率，C_ox为TFT器件单位面积的栅电容，W、L分别为TFT器件的有效沟道宽度和沟道长度，V_G为TFT器件的栅极电压，V_OLED是OLED105上的偏置电压，V_TH为TFT器件的阈值电压，V_OLED与OLED105的阈值电压相关。

该像素电路虽然结构简单，但是不能补偿驱动晶体管104阈值电压V_TH的漂移、OLED105阈值电压漂移或因TFT器件采用多晶硅材料制成而导致面板各处TFT器件阈值电压V_TH的不均匀性。当驱动晶体管104阈值电压V_TH、OLED105阈值电压发生漂移或在面板上各处TFT器件阈值电压V_TH的值不一致时，根据公式（1）可知，驱动电流I_DS也会改变，并且面板上不同的像素因偏置电压的不同漂移情况也不一样，因此造成面板显示的不均匀性。

为了解决TFT器件阈值电压漂移带来的问题，不管AMOLED的像素电路采用的工艺是多晶硅（poly-Si）技术、非晶硅（a-Si）技术还是氧化物半导体技术，其在构成像素电路时都需要提供阈值电压V_TH补偿机制。目前出现了很多能够提供阈值电压补偿的像素电路，这些电路大致可以分为两类：电压驱动型像素电路和电流驱动型像素电路。电流驱动型像素电路主要采用电流镜或者电流源将数据电流按一定比例复制为驱动电流的方式来点亮发光件。由于OLED是电流型器件，因此采用电流驱动型电路可以很精确的补偿阈值电压的漂移和迁移率的不同。但是在实际应用时，由于数据线上的寄生电容效应，数据电流的建立需要较长的时间，这个问题在小电流的情况下更加突出，严重影响了电路的驱动速度。电压驱动型像素电路相对于电流驱动型像素电路有很快的充放电速度，可以满足大面积、高分辨显示的需要。但是，许多电压驱动型像素电路在补偿阈值电压漂移时，需要复杂的电路结构且引入了多条扫描线，这使得像素的开口率降低且对外部的栅极驱动IC要求较高，增加了线路成本。

此外，目前AMOLED采用的驱动方式主要包括逐行补偿发光和集中补偿同时发光两种。对于前者，其电路复杂，控制信号线多，而后者，虽然电路可以做的相对简单，但是由于补偿阶段显示面板不发光，所以整体发光时间比较短，这样就必须要采用更大的驱动电流，以满足亮度要求。

目前的显示驱动方法中，都是以帧作为周期，每一帧就是一个完整的驱动周期，在一帧中，包含了补偿过程和驱动过程。