本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种像素单元电路、驱动方法、像素电路和显示装置。
背景技术:
硅基oled(organiclight-emittingdiode,有机发光二极管)的发光亮度通常通过驱动mos管(金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管)的亚阈值区的电流来控制,由于mos管的电流与它的宽长比成正比,为了实现微显示像素的小电流,必须把驱动mos管的w/l(宽长比)的比值设计很小,即得把驱动mos管的l(长度)设计很大,这样以来很难将硅基oled应用到高分辨率的显示产品,存储电容无法做大,数据电压无法稳定保持,导致oled的亮度不稳定;且mos管的亚阈值电流对栅源电压和阈值电压很敏感,外围电路也很复杂。传统的硅基像素电路(采用工作在亚阈值的驱动mos管)很难减少驱动mos管的面积至很难应用到超高分辨率的产品上,并且oled的驱动电流对驱动mos管的栅源电压和阈值电压敏感,外围电路相对复杂。
技术实现要素:
本发明的主要目的在于提供一种像素单元电路、驱动方法、像素电路和显示装置,解决现有技术中硅基oled的发光亮度通过驱动mos管的亚阈值区的电流控制,从而需将驱动mos管的长度设计的很大从而导致硅基oled无法应用于高分辨率的显示产品中,并且oled的驱动电流对驱动mos管的栅源电压和阈值电压敏感,外围电路相对复杂的问题。
为了达到上述目的,本发明提供了一种像素单元电路,包括:
第一节点控制模块,分别与一行选通线、一列选通线和第一节点连接,用于在所述行选通线的控制下控制所述第一节点是否与所述列选通线连接;
存储电容模块,第一端与所述第一节点连接,第二端与高电平输入端连接;
第二节点控制模块,分别与所述第一节点、第二节点、所述高电平输入端和低电平输入端连接,用于在所述第一节点的控制下,控制所述第二节点与所述高电平输入端或所述低电平输入端连接;以及,
发光元件,第一端与所述第二节点连接,第二端与所述低电平输入端连接。
实施时,所述第二节点控制模块包括:
第一pmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述高电平输入端连接,第二极与所述第二节点连接;以及,
第一nmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述低电平输入端连接,第二极与所述第二节点连接。
实施时,所述第二节点控制模块包括:
第一nmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述第二节点连接,第二极与所述高电平输入端连接;以及,
第一pmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述第二节点连接,第二极与所述低电平输入端连接。
实施时,所述第一节点控制模块包括:第二nmos管,栅极与所述行选通线连接,第一极与所述第一节点连接,第二极与所述列选通线连接。
实施时,所述第一节点控制模块包括:第二pmos管,栅极与所述行选通线连接,第一极与所述列选通线连接,第二极与所述第一节点连接。
实施时,所述存储电容模块包括:存储电容,第一端与所述第一节点连接,第二端与高电平输入端连接;
所述发光元件包括有机发光二极管;所述发光元件的第一端为所述有机发光二极管的阳极,所述发光元件的第二端为所述有机发光二极管的阴极。
本发明还提供了一种像素单元电路的驱动方法,用于驱动上述的像素单元电路,所述驱动方法包括:
在行选通线的控制下,第一节点控制模块控制第一节点是否与列选通线连接;
在所述第一节点的控制下,第二节点控制模块控制第二节点与高电平输入端或低电平输入端连接;
当所述第二节点控制模块控制所述第二节点与高电平输入端连接时,发光元件发光;
当所述第二节点控制模块控制所述第二节点与高电平输入端连接时,发光元件不发光。
实施时,当所述第一节点控制模块包括第二nmos管,栅极与所述行选通线连接,第一极与所述第一节点连接,第二极与所述列选通线连接时,所述在行选通线的控制下,第一节点控制模块控制第一节点是否与列选通线连接步骤包括:
当所述行选通线输出高电平信号时,所述第二nmos管导通,从而控制所述第一节点和所述列选通线连接;
当所述行选通线输出低电平信号时,所述第二nmos管断开,从而控制所述第一节点和所述列选通线不连接。
实施时,当所述第一节点控制模块包括第二pmos管,栅极与所述行选通线连接,第一极与所述列选通线连接,第二极与所述第一节点连接时,所述在行选通线的控制下,第一节点控制模块控制第一节点是否与列选通线连接步骤包括:
当所述行选通线输出低电平信号时,所述第二pmos管导通,从而控制所述第一节点和所述列选通线连接;
当所述行选通线输出高电平信号时,所述第二pmos管断开,从而控制所述第一节点和所述列选通线不连接。
实施时,当所述第二节点控制模块包括:第一pmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述高电平输入端连接,第二极与所述第二节点连接;以及,第一nmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述低电平输入端连接,第二极与所述第二节点连接时,所述在所述第一节点的控制下,第二节点控制模块控制第二节点与高电平输入端或低电平输入端连接步骤包括:
当所述第一节点的电位为高电平时,第一pmos管断开,第一nmos管导通,以控制所述第二节点与所述低电平输入端连接,以使得所述第二节点的电位为低电平,使得所述发光元件不发光;
当所述第一节点的电位为低电平时,第一pmos管导通,第一nmos管断开,以控制所述第二节点与所述高电平输入端连接,以使得所述第二节点的电位为高电平,使得所述发光元件发光。
实施时,当所述第二节点控制模块包括:第一nmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述第二节点连接,第二极与所述高电平输入端连接;以及,第一pmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述第二节点连接,第二极与所述低电平输入端连接时,所述在所述第一节点的控制下,第二节点控制模块控制第二节点与高电平输入端或低电平输入端连接步骤包括:
当所述第一节点的电位为低电平时,第一pmos管导通,第一nmos管断开,以控制所述第二节点与所述低电平输入端连接,以使得所述第二节点的电位为低电平,使得所述发光元件不发光;
当所述第一节点的电位为高电平时,第一pmos管断开,第一nmos管导通,以控制所述第二节点与所述高电平输入端连接,以使得所述第二节点的电位为高电平,使得所述发光元件发光。
本发明还提供了一种像素电路,设置于硅基板上,包括多条行选通线、多条列选通线,以及多个阵列排布的上述的像素单元电路;
位于同一行的所述像素单元电路与同一条行选通线连接;
位于同一列的所述像素单元电路与同一条列选通线连接。
本发明还提供了一种显示装置,包括硅基板和设置于所述硅基板上的多条行选通线、多条列选通线,以及多个阵列排布的上述的像素单元电路;
位于同一行的所述像素单元电路与同一条行选通线连接;
位于同一列的所述像素单元电路与同一条列选通线连接。
与现有技术相比,本发明所述的像素单元电路、驱动方法、像素电路和显示装置能够应用于高分辨率显示产品中;并且,第二节点控制模块包括的nmos管(negativechannelmetaloxidesemiconductor,n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)和pmos管(positivechannelmetaloxidesemiconductor,p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)只起到开关的作用,通过该nmos管和pmos管开启和关闭时间的比例来控制发光的亮度,一帧显示时间发光元件工作的时间只是发光的时间,减少了发光元件的工作时间和平均电流。
附图说明
图1是本发明实施例所述的像素单元电路的结构图;
图2是本发明另一实施例所述的像素单元电路的结构图;
图3是本发明又一实施例所述的像素单元电路的结构图;
图4是本发明所述的像素单元电路的一具体实施例的电路图;
图5是本发明如图4所示的像素单元电路的具体实施例的一工作时序图;
图6是本发明如图4所示的像素单元电路的具体实施例的另一工作时序图;
图7是本发明如图4所示的像素单元电路的具体实施例的又一工作时序图。
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,本领域普通技术人员在没有做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。
如图1所示,本发明实施例所述的像素单元电路包括:
第一节点控制模块11,分别与一行选通线sw、一列选通线sel和第一节点node1连接,用于在所述行选通线sw的控制下控制所述第一节点node1是否与所述列选通线sel连接;
存储电容模块12,第一端与所述第一节点node1连接,第二端与输入高电平vdd的高电平输入端连接;
第二节点控制模块13,分别与所述第一节点node1、第二节点node2、所述输入高电平vdd的高电平输入端和输入低电平vss的低电平输入端连接,用于在所述第一节点node1的控制下,控制所述第二节点node2与所述输入高电平vdd的高电平输入端或所述输入低电平vss的低电平输入端连接;以及,
发光元件d1,第一端与所述第二节点node2连接,第二端与所述输入低电平vss的低电平输入端连接。
在实际操作时,所述发光元件d1可以包括有机发光二极管;所述发光元件d1的第一端为所述有机发光二极管的阳极,所述发光元件d1的第二端为所述有机发光二极管的阴极。
本发明实施例所述的像素单元电路通过第二节点控制模块13包括的pmos管(positivechannelmetaloxidesemiconductor,p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)的开启时间和该第二节点控制模块13包括的nmos管(negativechannelmetaloxidesemiconductor,n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)的开启时间的配合来控制发光元件d1的显示亮度;本发明实施例所述的像素单元电路通过第一节点控制模块11来控制第一节点node1的电位,并在第一节点node1的控制下控制该第二节点控制模块13包括的pmos管导通或者该第二节点控制模块13包括的nmos管导通,从而控制第二节点node2接入高电平vdd或接入低电平vss,从而使得发光元件d1不发光或发光。在本发明实施例所述的像素单元电路的技术方案中,第二节点控制模块13包括的nmos管和pmos管不是工作于饱和区就是关断,因此不需要将尺寸l(长度)设计的很大,从而使得本发明实施例所述的像素单元电路可以应用于高分辨率显示产品中;并且,第二节点控制模块13包括的nmos管和pmos管只起到开关的作用,通过该nmos管和pmos管开启和关闭时间的比例来控制发光的亮度,一帧显示时间发光元件d1(所述发光元件d1可以包括有机发光二极管oled)工作的时间只是发光的时间,减少了发光元件d1(所述发光元件d1可以包括有机发光二极管oled)的工作时间和平均电流。
根据一种具体实施方式,所述第二节点控制模块可以包括:
第一pmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述高电平输入端连接,第二极与所述第二节点连接;以及,
第一nmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述低电平输入端连接,第二极与所述第二节点连接。
如图2所示,在图1所示的像素单元电路的实施例的基础上,所述发光元件包括有机发光二极管oled,所述有机发光二极管oled的阳极与所述第二节点node2连接,所述有机发光二极管oled的阴极与输入低电平vss的低电平输入端连接;
所述第二节点控制模块13包括:
第一pmos管tp1,栅极与所述第一节点node1连接,源极与所述输入高电平vdd的高电平输入端连接,漏极与所述第二节点node2连接;以及,
第一nmos管tn1,栅极与所述第一节点node1连接,源极与所述输入低电平vss的低电平输入端连接,第二极与所述第二节点node2连接。
在实际操作时,当所述第一节点node1的电位为低电平时,tp1打开,tn1关闭,所述第二节点node2的电位为高电平vdd;当所述第一节点node1的电位为高电平时,tp1关闭,tn2打开,所述第二节点node2的电位为低电平vss。
根据另一种具体实施方式,所述第二节点控制模块可以包括:
第一nmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述第二节点连接,第二极与所述高电平输入端连接;以及,
第一pmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述第二节点连接,第二极与所述低电平输入端连接。
如图3所示,在图1所示的像素单元电路的实施例的基础上,所述发光元件包括有机发光二极管oled,所述有机发光二极管oled的阳极与所述第二节点node2连接,所述有机发光二极管oled的阴极与输入低电平vss的低电平输入端连接;
所述第二节点控制模块13包括:
第一nmos管tn1,栅极与所述第一节点node1连接,漏极与所述输入高电平vdd的高电平输入端连接,源极与所述第二节点node2连接;以及,
第一pmos管tp1,栅极与所述第一节点node1连接,漏极与所述输入低电平vss的低电平输入端连接,源极与所述第二节点node2连接。
在实际操作时,当所述第一节点node1的电位为低电平时,tp1打开,tn1关闭,所述第二节点node2的电位为低电平vss;当所述第一节点node1的电位为高电平时,tp1关闭,tn2打开,所述第二节点node2的电位为高电平vdd。
具体的,所述第一节点控制模块可以包括:第二nmos管,栅极与所述行选通线连接,第一极与所述第一节点连接,第二极与所述列选通线连接。当所述第一节点控制模块包括第二nmos管时,当所述行选通线输出高电平时,该第二nmos管打开,所述列选通线与所述第一节点连接;当所述行选通线输出低电平时,该第二nmos管关闭,所述列选通线与所述第一节点不连接。
具体的,所述第一节点控制模块可以包括:第二pmos管,栅极与所述行选通线连接,第一极与所述列选通线连接,第二极与所述第一节点连接。当所述第一节点控制模块包括第二pmos管时,当所述行选通线输出低电平时,该第二pmos管打开,所述列选通线与所述第一节点连接;当所述行选通线输出高电平时,该第二pmos管关闭,所述列选通线与所述第一节点不连接。
具体的,所述存储电容模块可以包括:存储电容,第一端与所述第一节点连接,第二端与高电平输入端连接。
下面通过一具体实施例来说明本发明所述的像素单元电路。
如图4所示,本发明所述的像素单元电路的一具体实施例包括第一节点控制模块11、存储电容模块12、第二节点控制模块13以及有机发光二极管oled;
所述第二节点控制模块13包括:
第一pmos管tp1,栅极与第一节点node1连接,源极与输入高电平vdd的高电平输入端连接,漏极与第二节点node2连接;以及,
第一nmos管tn1,栅极与所述第一节点node1连接,源极与输入低电平vss的低电平输入端连接,漏极与所述第二节点node2连接;
所述第一节点控制模块11包括:第二nmos管tn2,栅极与行选通线sw连接,源极与所述第一节点node1连接,漏极与列选通线sel连接;
所述存储电容模块12包括:存储电容cst,第一端与所述第一节点node1连接,第二端与所述输入高电平vdd的高电平输入端连接;
所述有机发光二极管oled的阳极与所述第二节点node2连接,所述有机发光二极管oled的阴极与所述输入低电平vss的低电平输入端连接。
如图5所示,本发明如图4所示的像素单元电路的具体实施例在工作时,
在第一时间段t1,sw和sel都输出高电平,tn2打开,node1读入sel输出的高电平,tp1关闭,tn1打开,node2的电位为低电平vss,oled的阳极的电位和oled的阴极的电位相等,oled不发光,也即oled保持“暗”态;
在第二时间段t2,sw和sel都输出低电平,tn2关闭,node1的电位由cst的电荷保持下维持为高电平,tp1关闭,tn1打开,node2的电位为低电平vss,oled的阳极的电位和oled的阴极的电位相等,oled不发光,也即oled保持“暗”态;
在第三时间段t3,sw输出高电平,sel输出低电平,tn2打开,node1读入sel输出的低电平,tp1打开,tn1关闭,node2的电位为高电平,oled的阳极和oled的阴极之间的压差为vdd-vss,oled发光,也即oled保持“亮”态;
在第四时间段t4,sw和sel都输出低电平,tn2关闭,node1的电位由cst维持为低电平,tp1打开,tn1关闭,node2的电位为高电平,oled的阳极和oled的阴极之间的压差为vdd-vss,oled发光,也即oled保持“亮”态。
由上可知,本发明如图4所示的像素单元电路的具体实施例在工作时,通过行选通线sw输出的行选通信号的时序和列选通线sel输出的列选通信号的时序配合来控制第一节点node1的电位,根据所述第一节点node1的电位决定开启tp1或tn2,以确定第二节点node2的电位为vdd或vss;当tp1开启时,oled处于“亮”态;当tn1开启时,oled处于“暗”态。tp1和tn1在工作时,均处于饱和区或关闭,仅起到开关的作用;且通过tp1和tn1开启和关闭的时间比例来控制发光的亮度,一帧显示时间内oled实际工作的时间只是发光的时间,减少了oled的工作时间和平均电流。
与现有技术相比,本发明实施例所述的像素单元电路不需通过驱动mos管在亚阈值区的电流来控制硅基oled(有机发光二极管)的发光亮度,本发明实施例所述的像素单元电路中的各mos管仅起到开关的作用,故mos管的尺寸可以做小,有利于实现高分辨率,且流过oled的平均电流和oled的亮度可以根据行选通线sw输出的行选通信号的时序和列选通线sel的列选通信号的时序相互配合而任意调整。
也即,如图6所示,可以固定sw输出的行选通信号的波形,而变化sel输出的列选通信号的周期,即可使得oled发出不同的亮度。在图6中,标号为t1的为第一时间段、标号为t2的为第二时间段,标号为t3的为第三时间段,标号为t4的为第四时间段,标号为t5的为第五时间段、标号为t6的为第六时间段,标号为t7的为第七时间段,标号为t8的为第八时间段。当sw输出的行选通信号的时序以及sel输出的列选通信号的时序如图6所示时,在t1-t6,oled处于“亮”态,在t7-t8,oled处于“暗”态。
如图7所示,可以固定sel输出的行选通信号的波形,而变化sw输出的列选通信号的周期,即可使得oled发出不同的亮度。在图7中,标号为t1的为第一时间段、标号为t2的为第二时间段,标号为t3的为第三时间段,标号为t4的为第四时间段,标号为t5的为第五时间段、标号为t6的为第六时间段,标号为t7的为第七时间段,标号为t8的为第八时间段,标号为t9的为第九时间段,标号为t10的为第十时间段。当sw输出的行选通信号的时序以及sel输出的列选通信号的时序如图7所示时,在t1-t5,oled处于“亮”态,在t6-t10,oled处于“暗”态。
在实际操作时,行选通线输出的行选通信号的时序和列选通线输出的列选通信号的时序可以根据实际情况变化。
本发明实施例所述的像素单元电路的驱动方法,用于驱动上述的像素单元电路,所述驱动方法包括:
在行选通线的控制下,第一节点控制模块控制第一节点是否与列选通线连接;
在所述第一节点的控制下,第二节点控制模块控制第二节点与高电平输入端或低电平输入端连接;
当所述第二节点控制模块控制所述第二节点与高电平输入端连接时,发光元件发光;
当所述第二节点控制模块控制所述第二节点与高电平输入端连接时,所述发光元件不发光。
具体的,当所述第一节点控制模块包括所述第二nmos管时,所述在行选通线的控制下,第一节点控制模块控制第一节点是否与列选通线连接步骤包括:
当所述行选通线输出高电平信号时,所述第二nmos管导通,从而控制所述第一节点和所述列选通线连接;
当所述行选通线输出低电平信号时,所述第二nmos管断开,从而控制所述第一节点和所述列选通线不连接。
具体的,当所述第一节点控制模块包括所述第二pmos管时,所述在行选通线的控制下,第一节点控制模块控制第一节点是否与列选通线连接步骤包括:
当所述行选通线输出低电平信号时,所述第二pmos管导通,从而控制所述第一节点和所述列选通线连接;
当所述行选通线输出高电平信号时,所述第二pmos管断开,从而控制所述第一节点和所述列选通线不连接。
具体的,当所述第二节点控制模块包括:第一pmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述高电平输入端连接,第二极与所述第二节点连接;以及,第一nmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述低电平输入端连接,第二极与所述第二节点连接时,所述在所述第一节点的控制下,第二节点控制模块控制第二节点与高电平输入端或低电平输入端连接步骤包括:
当所述第一节点的电位为高电平时,第一pmos管断开,第一nmos管导通,以控制所述第二节点与所述低电平输入端连接,以使得所述第二节点的电位为低电平,使得所述发光元件不发光;
当所述第一节点的电位为低电平时,第一pmos管导通,第一nmos管断开,以控制所述第二节点与所述高电平输入端连接,以使得所述第二节点的电位为高电平,使得所述发光元件发光。
具体的,当所述第二节点控制模块包括:第一nmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述第二节点连接,第二极与所述高电平输入端连接;以及,第一pmos管,栅极与所述第一节点连接,第一极与所述第二节点连接,第二极与所述低电平输入端连接时,所述在所述第一节点的控制下,第二节点控制模块控制第二节点与高电平输入端或低电平输入端连接步骤包括:
当所述第一节点的电位为低电平时,第一pmos管导通,第一nmos管断开,以控制所述第二节点与所述低电平输入端连接,以使得所述第二节点的电位为低电平,使得所述发光元件不发光;
当所述第一节点的电位为高电平时,第一pmos管断开,第一nmos管导通,以控制所述第二节点与所述高电平输入端连接,以使得所述第二节点的电位为高电平,使得所述发光元件发光。
本发明实施例所述的像素电路,设置于硅基板上,包括多条行选通线、多条列选通线,以及多个阵列排布的上述的像素单元电路;
位于同一行的所述像素单元电路与同一条行选通线连接;
位于同一列的所述像素单元电路与同一条列选通线连接。
本发明实施例所述的显示装置包括硅基板和设置于所述硅基板上的多条行选通线、多条列选通线,以及多个阵列排布的上述的像素单元电路;
位于同一行的所述像素单元电路与同一条行选通线连接;
位于同一列的所述像素单元电路与同一条列选通线连接。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。