像素电路、显示面板和显示装置的制作方法

文档序号:13943092阅读:113来源:国知局

本发明涉及显示装置领域,具体地,涉及一种像素电路、一种包括该像素电路的显示面板和一种包括该显示面板的显示装置。



背景技术:

图1中所示的有机发光二极管显示装置的显示面板的像素电路,如图所示,像素电路包括存储电容。通常采用金属材料来制成所述存储电容。但是,在设置了电容的区域无法进行正常走线。并且,制作电容的绝缘层一般比较厚,很难实现较大的电容。

因此,如何提高像素电路中电容的性能成为本领域亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种像素电路、一种包括该像素电路的显示面板和一种包括该显示面板的显示装置。所述像素电路中设置有反向二极管,在显示装置进行显示时,反向二极管的阴极和阳极等效为电容,且电容具有较好的性能。

为了实现上述目的,作为本发明的一个方面,提供一种像素电路,所述像素电路包括发光二极管、驱动晶体管、数据信号写入模块、扫描信号输入端、数据信号输入端、第一电平信号输入端和第二电平信号输入端,所述第一电平信号输入端用于输入第一电平信号,第二电平信号输入端用于输入第二电平信号,且第一电平信号的电压高于第二电平信号的电压,

所述数据信号写入模块的控制端与所述扫描信号输入端电连接,所述数据信号写入模块的输入端与所述数据信号输入端电连接,所述数据信号写入模块的输出端与所述驱动晶体管的栅极电连接,所述数据信号写入模块能够在该数据信号写入模块的控制端接收到第一扫描信号时将该数据信号写入模块的输入端和该数据信号写入模块的输出端导通,所述数据信号写入模块能够在该数据信号写入模块的控制端接收到第二扫描信号时将该数据信号写入模块的输入端和该数据信号写入模块的输出端断开,其中,所述第一扫描信号和所述第二扫描信号中的一者为高电平信号,所述第一扫描信号和所述第二扫描信号中的另一者为低电平信号;

所述驱动晶体管的第一极与所述第一电平信号输入端电连接,所述驱动晶体管的第二极与所述发光二极管的阳极电连接,所述发光二极管的阴极与所述第二电平信号输入端电连接;其中,

所述反向二极管连接在所述数据信号写入模块的输出端与所述驱动晶体管之间,在所述像素电路的工作阶段,所述反向二极管的阴极电压高于所述反向二极管的阳极电压,且所述反向二极管能够存储通过所述数据信号写入模块写入的电压,以在所述像素电路的非扫描阶段维持所述驱动晶体管的栅极电压。

优选地,所述驱动晶体管为n型晶体管,所述反向二极管的阳极与所述发光二极管的阳极电连接,所述反向二极管的阴极与所述数据信号写入模块的输出端电连接。

优选地,所述驱动晶体管为p型晶体管,所述反向晶体管的阳极与所述数据信号写入模块的输出端电连接,所述反向晶体管的阴极与第一电平信号输入端电连接。

优选地,所述数据信号写入模块包括写入晶体管,所述写入晶体管的栅极形成为所述数据信号写入模块的控制端,所述写入晶体管的第一极形成为所述数据信号写入模块的输入端,所述写入晶体管的第二极形成为所述数据信号写入模块的输出端,所述写入晶体管能够在该写入晶体管的栅极接收到所述第一扫描信号时将所述写入晶体管的第一极和第二极导通,所述写入晶体管能够在该写入晶体管的栅极接收到第二电平信号时将该写入晶体管的第一极和第二极断开。

优选地,所述反向二极管的阴极与所述发光二极管的阴极位于同一层,且所述反向二极管的阴极与所述发光二极管的阴极互相独立,

所述反向二极管的阳极与所述发光二极管的阳极位于同一层,

所述反向二极管的电子传输层与所述发光二极管的电子传输层位于同一层且形成为一体;

所述反向二极管的空穴传输层与所述发光二极管的空穴传输层位于同一层且形成为一体;

所述反向二极管的发光层与所述发光二极管的发光层位于同一层且形成为一体。

作为本发明的第二个方面,提供一种显示面板,所述显示面板包括多条栅线和多条数据线,多条栅线和多条数据线互相交错以将所述显示面板划分为多个子像素单元,每个子像素单元内均设置有像素电路,其中,所述像素电路为本发明所提供的上述像素电路,位于同一行子像素单元中的所述像素电路的数据信号写入模块的控制端与该行子像素单元对应的栅线电连接,位于同一列子像素单元中的所述像素电路的数据信号写入模块的输入端与该列子像素单元对应的数据线电连接。

优选地,所述显示面板包括高电平信号端和接地信号端,所述像素电路的第一电平信号输入端与所述高电平信号端电连接,所述像素电路的第二电平信号输入端与所述接地信号端电连接。

优选地,所述显示面板包括阴极层,所述阴极层包括阴极本体、形成在所述阴极本体上的多个开口和多个互相独立的反向阴极,每个所述开口中设置有多个所述反向阴极,同一个所述开口中的反向阴极的数量与一个所述像素单元中子像素单元的数量相同,每个所述开口对应一个所述像素单元,所述反向阴极形成所述反向二极管的阴极,所述阴极本体形成为多个所述发光二极管的阴极。

优选地,所述反向阴极通过阴极过孔与驱动晶体管的栅极电连接,所述反向二极管的阳极通过阳极过孔与所述驱动晶体管的第二极电连接。

作为本发明的第三个方面,提供一种显示装置,所述显示装置包括显示面板,其中,所述显示面板为本发明所提供的上述显示面板。

当向像素电路的扫描信号输入端提供第二扫描信号时,反向二极管等效为存储电容,该存储电容的一个电极为反向二极管的阳极,该存储电容的另一个电极为反向二极管的阴极。并且,反向二极管为层状结构,总体厚度相对较薄,因此,当反向二极管用作存储电容时,可以在反向二极管的阴极以及反向二极管的阳极面积均较小的情况下实现较大的电容。反向二极管形成的等效电容越大,则非发光阶段驱动晶体管的栅极电压越稳定,可以实现更好的显示效果。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1是现有技术中的像素电路的示意图;

图2是显示面板中的阴极层示意图;

图3是本发明所提供的像素电路的一种实施方式的示意图;

图4是本发明所提供的像素电路的另一种实施方式的示意图;

图5是本发明所提供的显示面板中阴极层示意图;

图6是展示反向二极管中阴极过孔和阳极过孔的示意图;

图7是反向二极管的c-v关系曲线。

附图标记说明

100:数据信号写入模块200:阴极本体

210:开口220r、220g、220b:反向阴极

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

作为本发明的一个方面,提供一种像素电路,如图3所示,所述像素电路包括发光二极管l1、驱动晶体管m1、数据信号写入模块100、扫描信号输入端、数据信号输入端、第一电平信号输入端和第二电平信号输入端。

所述第一电平信号输入端用于输入第一电平信号,第二电平信号输入端用于输入第二电平信号,且第一电平信号的电压高于第二电平信号的电压。

数据信号写入模块100的控制端与所述扫描信号输入端电连接,数据信号写入模块100的输入端与所述数据信号输入端电连接,数据信号写入模块100的输出端与驱动晶体管m1的栅极电连接。数据信号写入模块100能够在该数据信号写入模块100的控制端接收到第一扫描信号时将该数据信号写入模块100的输入端和该数据信号写入模块100的输出端导通。

驱动晶体管m1的第一极与所述第一电平信号输入端电连接,驱动晶体管m1的第二极与发光二极管l1的阳极电连接,发光二极管l1的阴极与所述第二电平信号输入端电连接。

其中,所述像素电路还包括反向二极管l2,该反向二极管l2连接在数据信号写入模块100的输出端与驱动晶体管m1之间。在所述像素电路的工作阶段,反向二极管l2的阴极电压高于所述反向二极管的阳极电压,且反向二极管能够存储通过数据信号写入模块写入的电压,以在所述像素电路的扫描阶段维持驱动晶体管m1的栅极电压。

需要解释的是,像素电路的工作阶段包括数据写入阶段和保持阶段。反向二极管l2为层状结构,并且当反向二极管l2阴极电压高于阳极电压时,该反向二极管l2处于偏置状态,不会发光,并且该反向二极管l2可以等效为存储电容,该等效的存储电容的一个电极为反向二极管的阳极,该等效的存储电容的另一个电极为反向二极管的阴极。

在数据写入段,向该像素电路的扫描信号输入端提供第一扫描信号,并向该像素电路的数据信号输入端提供数据信号。数据信号写入模块100的输入端与该数据信号写入模块100的输出端导通,从而可以将数据信号输送至驱动晶体管m1的栅极。在此数据写入阶段,驱动晶体管m1导通,并且,反向二极管l2处于反向偏置的状态,不会发光。因此,数据电压除了写入到驱动晶体管m1的栅极之外,还写入到反向二极管l2的阴极和阳极形成的存储电容中。在扫描阶段,驱动晶体管m1导通,在栅极电压(即,数据信号)的驱动下产生驱动发光二极管l1发光的驱动电流。

在保持阶段,向扫描信号输入端提供第二扫描信号,数据信号写入模块100的输入端和该数据信号写入模块100的输出端之间断开,此时反向二极管l2内存储的电量可以对驱动晶体管m1的栅极电压进行维持,从而可以避免在保持阶段驱动晶体管m1的栅极电压发生偏移。

在本发明中,可以根据驱动晶体管m1的实际类型来确定反向二极管l2的具体连接方式。

例如,在图3中所示的具体实施方式中,驱动晶体管m1为n型晶体管。为了实现反向二极管l2在像素电路工作时处于偏置状态,反向二极管l2的阳极与发光二极管l1的阳极电连接,反向二极管l2的阴极与数据信号写入模块100的输出端电连接。

在扫描阶段,反向二极管l2的阴极电压为通过数据信号写入模块100写入的数据电压与发光二极管l1的阳极电压之和,反向二极管l2的阳极电压为发光二极管l1的阳极电压。此时,发光二极管l1的阳极电压低于通过数据信号写入模块100写入的电压,因此,反向二极管l2处于偏置状态,等效为存储电容,并存储数据电压。

在非扫描阶段,反向二极管l2的阳极电压为发光二极管l1的阳极电压,反向二极管l2的阴极电压为数据电压与发光二极管的阳极电压之和,阴极电压大于阳极电压,因此,反向二极管l2此时等效为一个存储电容,从而可以维持驱动晶体管m1的栅极的电压,防止驱动晶体管m1的栅极电压漂移。

在本发明所提供的像素电路中,反向二极管l2一直处于反向偏置的状态,因此,不会影响发光二极管l1的正常发光。

在图4中所示的实施方式中,驱动晶体管m1为p型晶体管。在这种实施方式中,反向晶体管l2的阳极与数据信号写入模块100的输出端电连接,反向晶体管l2的阴极与第一电平信号输入端电连接。需要指出的是,当像素电路应用于显示面板中时,第一电平信号输入端与高电平信号端vdd电连接。

在扫描阶段,反向二极管l2的阳极电压为数据电压与高电平电压之和,反向二极管l2的阴极电压为高电平信号端vdd提供的高电平电压。由于驱动晶体管m1为p型晶体管,因此,控制驱动晶体管m1开启的数据电压为负值,数据电压与高电平电压之和小于高电平电压在扫描阶段,因此,反向二极管l2处于偏置状态,等效为存储电容,以存储数据电压。在非扫描阶段,反向二极管l2仍然处于偏置状态,并且由于反向二极管l2的阴极和阳极形成的存储电容中存储有数据电压,从而可以在非扫描阶段维持驱动晶体管m1的栅极电压。

如上文中所述,反向二极管l2为层状结构,具体包括反向二极管l2的阴极、反向二极管l2的阳极、设置在反向二极管的阴极与反向二极管的阳极之间的空穴传输层、发光层、电子传输层,因此,反向二极管l2的总体厚度相对较薄,因此,当反向二极管l2用作存储电容时,可以在反向二极管的阴极以及反向二极管的阳极面积均较小的情况下实现较大的电容。容易理解的是,反向二极管形成的等效电容越大,则非发光阶段驱动晶体管m1的栅极电压越稳定,可以实现更好的显示效果。

在本发明中,对数据信号写入模块100的具体结构并不做特殊的限定。作为一种具体实施方式,如图3中所示,数据信号写入模块100包括写入晶体管m2。写入晶体管m2的栅极形成为数据信号写入模块100的控制端,写入晶体管m2的第一极形成为数据信号写入模块100的输入端,写入晶体管m2的的第二极形成为数据信号写入模块100的输出端。当写入晶体管m2的栅极接收到第一扫描信号时,该写入晶体管的第一极和该写入晶体管m2的第二极导通,当写入晶体管m2的栅极接收到第二扫描信号时,该写入晶体管m2的第一极和该写入晶体管m2的第二极导通。

在本发明中,对写入晶体管m2的具体结构并没有特殊的限定,例如,当第一扫描信号为高电平信号、第二扫描信号为低电平信号时,写入晶体管m2为n型晶体管;当第一扫描信号为低电平信号、第二扫描信号为高电平信号时,写入晶体管m2为p型晶体管。

为了便于制造,优选地,写入晶体管m2的类型与驱动晶体管m1的类型相同。在图3中所示的具体实施方式中,写入晶体管m2与驱动晶体管m1均为n型晶体管。

为了便于制造,优选地,同步地制造发光二极管l1和反向二极管l2。具体地,反向二极管l2的阴极与发光二极管l1的阴极位于同一层,且反向二极管l2的阴极与发光二极管l1的阴极互相独立。在形成发光二极管l1的阴极时,可以同步地形成反向二极管l2的阴极。反向二极管l2的阳极与发光二极管l1的阳极位于同一层,在形成反向二极管l2的阳极时,可以同步地形成发光二极管l1的阳极。

反向二极管l2的电子传输层与发光二极管l1的电子传输层位于同一层且形成为一体,在形成发光二极管l1的电子传输层时,同步地形成了反向二极管l2的电子传输层。

反向二极管l2的空穴传输层与发光二极管l1的空穴传输层位于同一层且形成为一体。因此,在形成发光二极管l1的空穴传输层时,同步地形成了反向二极管l2的空穴传输层。

反向二极管l2的发光层与发光二极管l1的发光层位于同一层且形成为一体。因此,在形成发光二极管l1的发光层的时,同步地形成了反向二极管l2的发光层。

由于反向二极管l2与发光二极管l1同步制成,由此可知,反向二极管l2和发光二极管l1位于同一层中(为了便于描述,将其称为发光区)。在包括所述像素电路的显示面板中,数据信号写入模块100和驱动晶体管m1为走线区。通常在制造显示面板时,走线区位于发光区的下方(即,先形成走线区后形成发光区),因此,制造能够形成等效为存储电容的反向二极管l2时,不会影响到走线区的设置,从而很大程度上简化了制造显示面板的制造工艺,并降低了显示面板的成本。

通过上述描述可知,反向二极管的本质其实也是有机发光二极管。图7中所示的是有机发光二极管的c-v曲线。图7中横坐标为有机发光二极管的阳极和阴极之间的电压差(单位为v),图6中纵坐标为有机发光二极管的阳极和阴极之间形成的电容(单位为f)。通过图7可以看出,当有机发光二极管两端电压处于-5v到0v之间时,有机发光二极管的阴极和阳极之间的电容cap几乎为定值,不随有机发光二极管两端电压的改变而改变,符合像素电路中对存储电容的要求。

并且,在本发明中,反向二极管l2始终处于反向偏置的状态,因此,在整个像素电路工作的过程中,反向二极管l2均不会发光,从而不会影响包括像素电路的显示面板的正常显示。

像素电路应用于显示面板中时,各个发光二极管的阴极通常可以由透明的电极材料制成。

为了实现双面显示,作为一种实施方式,发光二极管l1的阳极以及反向二极管l2的阳极均可以由透明材料制成。

在本发明中,对发光二极管的发光颜色并不做特殊的要求。例如,发光二极管可以发白光。当发白光的发光二极管设置在显示面板中时,可以在显示面板中设置彩色滤光片。为了实现显示面板的轻薄化,优选地,发光二极管发出彩色光。应用于显示面板中时,发光二极管可以发红光、绿光、蓝光中的任意一者。

作为本发明的第二个方面,提供一种显示面板,如图3所示,所述显示面板包括多条栅线gate和多条数据线data,多条栅线gate和多条数据线data互相交错以将所述显示面板划分为多个子像素单元,每个子像素单元内均设置有像素电路,其中,所述像素电路为本发明所提供的上述像素电路,位于同一行子像素单元中的所述像素电路的数据信号写入模块的控制端与该行子像素单元对应的栅线gate电连接,位于同一列子像素单元中的所述像素电路的数据信号写入模块的输入端与该列子像素单元对应的数据线data电连接。

栅线gate用于提供第一扫描信号和第二扫描信号,数据线data用于提供数据信号。

由于像素电路中设置有反向二极管,在像素电路的非显示阶段,反向二极管l2可以用作存储电容,维持驱动晶体管m1栅极的电压。并且,反向二极管l2可以设置在显示面板的金属走线区,降低了显示面板的工艺难度。并且,反向二极管l2可以实现较大的存储电容,从而可以有效地防止驱动晶体管m1的栅极电压漂移。

对于显示面板而言,为了实现不同图像的显示,所述显示面板包括多个像素单元,每个所述像素单元包括多个所述子像素单元,同一个所述像素单元中的多个子像素单元中的发光二极管的发光颜色互不相同。

例如,在图4中所示的具体实施方式中,像素单元包括子像素单元r、子像素单元g和子像素单元b。其中,子像素单元r中的发光二极管发红光,子像素单元g中的发光二极管发绿光,子像素单元b中的发光二极管发蓝光。

所述显示面板可以包括高电平信号端vdd和接地信号端,像素电路的第一电平信号输入端与高电平信号端vdd电连接,像素电路的第二电平信号输入端与所述接地信号端电连接。

对于现有技术中的有机发光二极管显示面板而言,多个发光二极管的阴极形成为一体,即,有机发光二极管的阴极层为整面透明电极,如图2中所示。

如上文中所述,发光二极管l1和反向二极管l2是同步形成的。由于反向二极管l2的阴极与发光二极管l1是同层且独立设置,下面结合图5中的具体实施方式,对本发明所提供的显示面板的阴极层结构进行解释和说明。

如图5所示,所述显示面板包括阴极层,所述阴极层包括阴极本体200、形成在该阴极本体200上的多个开口210和多个互相独立的反向阴极(图5中示出了反向阴极220r、反向阴极220g和反向阴极220b)。

需要指出的是,开口210的数量与像素单元的数量相同。虽然图5中仅仅示出了两个开口210,但是,并不代表阴极本体上仅仅设置了两个开口210。同一个开口210中的反向阴极的数量与一个所述像素单元中子像素单元的数量相同。图4中的反向阴极形成为反向二极管的阴极,图5中的阴极本体形成为多个发光二极管的阴极。也就说,多个发光二极管的阴极为一体结构。

在显示面板的厚度方向,像素电路中的数据信号写入模块以及驱动晶体管所在的层位于发光二极管以及反向二极管所在的层下方。所述反向阴极通过阴极过孔与驱动晶体管的栅极电连接,所述反向二极管的阳极通过阳极过孔与所述驱动晶体管的第二极电连接。如图6所示,反向阴极220r通过阴极过孔222与同一像素电路中的驱动晶体管的栅极电连接。虽然图5中还示出了阳极过孔221,但是并不代表反向阴极220r与阳极过孔221有任何电学接触。这只是表示透过反向阴极220r可以看到阳极过孔221而已。

作为本发明的第三个方面,提供一种显示装置,所述显示装置包括显示面板,其中,所述显示面板为本发明所提供的上述所述的显示面板。

在本发明中,对显示装置的具体类型和具体结构并不做特殊限制,例如,所述显示装置可以是手机、平板电脑、显示器、电视、导航仪等电子设备。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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