像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置与流程

文档序号:15937936发布日期:2018-11-14 02:41阅读:142来源:国知局

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、显示面板和显示装置。

背景技术

有源矩阵有机发光二极管面板(activematrixorganiclightemittingdiode,简称:amoled)的应用越来越广泛。amoled的像素显示器件为有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,简称oled),amoled能够发光是通过驱动晶体管在饱和状态下产生驱动电流,该驱动电流驱动oled发光。

由于现有的低温多晶硅工艺制程中,显示基板上各个驱动晶体管的阈值电压均匀性较差,而且在使用过程中还会发生漂移,这样当扫描线控制开关晶体管导通以向驱动晶体管输入相同数据电压时,由于驱动晶体管的阈值电压不同而产生不同的驱动电流,从而导致显示装置中oled亮度的均一性较差。

为解决该技术问题,现有技术中往往会在像素电路中设置阈值补偿电路,阈值补偿电路一般由多个晶体管构成。针对阈值补偿电路,其需要匹配多条控制信号线,控制芯片中也需要设置对应多个控制信号源,以控制阈值补偿电路进行工作。由此可见,现有的像素电路结构复杂,且所需控制信号线和控制信号源较多,从而导致整体功耗较大。



技术实现要素:

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置。

为实现上述目的,本发明提供了一种像素电路,包括:复位补偿电路、数据写入电路、发光控制电路、驱动晶体管和发光器件;

所述复位补偿电路,与所述驱动晶体管的栅极、所述驱动晶体管的第一极、所述驱动晶体管的第二极和复位控制信号线均连接,响应所述复位控制信号线所提供的复位控制信号的控制,用于在复位补偿阶段时对所述驱动晶体管的栅极进行复位,以及获取所述驱动晶体管的阈值电压;

所述数据写入电路,与所述复位补偿电路、数据线和栅线均连接,响应于所述栅线所提供的栅驱动信号的控制,用于在写入阶段时将所述数据线所提供的数据电压传递至所述复位补偿电路,以供所述复位补偿电路将发光电压写入至所述驱动晶体管的栅极,所述发光电压等于所述数据电压与所述阈值电压的和;

所述发光控制电路,与发光控制信号线、所述驱动晶体管的第一极、第一电源端均连接,响应于所述发光控制信号线所提供的发光控制信号,用于在发光阶段时将所述第一电源端所提供的第一工作电压写入至所述驱动晶体管的第一极;

所述驱动晶体管的第二极与所述发光器件的第一端连接,所述驱动晶体管用于在所述发光阶段时根据所述发光电压产生相应的驱动电流,以驱动所述发光器件发光;

所述发光器件的第二端与第二电源端连接。

可选地,所述复位补偿电路包括:复位子电路和补偿子电路;

所述复位子电路,与所述驱动晶体管的栅极和复位电源端连接,用于在所述复位补偿阶段时将所述复位电源端所提供的复位电压写入至所述驱动晶体管的栅极,以对所述驱动晶体管的栅极进行复位;

所述补偿子电路,与所述驱动晶体管的栅极、所述驱动晶体管的第一极、所述驱动晶体管的第二极连接,用于在所述复位补偿阶段时将所述驱动晶体管的栅极处的复位电压写入至所述驱动晶体管的第二极,并获取所述驱动晶体管的第一极处的输出电压,所述输出电压等于所述复位电压与所述阈值电压之差,以及在所述写入阶段时根据接收到的所述数据电压和获取的所述阈值电压生成所述发光电压,并将所述发光电压写入至所述驱动晶体管的栅极。

可选地,所述复位子电路包括:第一晶体管;

所述第一晶体管的控制极与所述复位控制信号线连接,所述第一晶体管的第一极与所述驱动晶体管的控制极连接,所述第一晶体管的第二极与所述复位电源端连接。

可选地,所述补偿子电路包括:第二晶体管、第三晶体管和电容;

所述第二晶体管的控制极与所述复位控制信号线连接,所述第二晶体管的第一极与所述驱动晶体管的控制极连接,所述第二晶体管的第二极与所述驱动晶体管的第二极连接;

所述第三晶体管的控制极与所述复位控制信号线连接,所述第三晶体管的第一极与所述电容的第一端连接,所述第三晶体管的第二极与所述驱动晶体管的第一极连接;

所述电容的第二端与所述驱动晶体管的控制极连接。

可选地,所述数据写入电路包括:第四晶体管;

所述第四晶体管的控制极与所述栅线连接,所述第四晶体管的第一极与所述复位补偿电路连接,所述第四晶体管的第二极与所述数据线连接。

可选地,所述发光控制电路包括:第五晶体管;

所述第五晶体管的控制极与所述发光控制信号线连接,所述第五晶体管的第一极与所述第一电源端连接,所述第五晶体管的第二极与所述驱动晶体管的第一极连接。

可选地,还包括:误发光控制电路,所述驱动晶体管的第二极通过所述误发光控制电路与所述发光器件的第一端连接;

所述误发光控制电路与所述发光控制信号线连接,响应于所述发光控制信号的控制,用于在复位补偿阶段时使得所述驱动晶体管的第二极与所述发光器件的第一端之间断路,以及在发光阶段时使得所述驱动晶体管的第二极与所述发光器件的第一端之间通路。

可选地,所述误发光控制电路包括:第六晶体管;

所述第六晶体管的控制极与所述发光控制信号线连接,所述第六晶体管的第一极与所述驱动晶体管的第二极连接,所述第六晶体管的第二极与所述发光器件的第一端连接。

可选地,所述像素电路内的所有晶体管均为p型晶体管。

为实现上述目的,本发明还提供了一种显示面板,包括:如上述的像素电路。

为实现上述目的,本发明还提供了一种显示装置,包括:如上述的显示面板。

为实现上述目的,本发明还提供了一种像素驱动方法,所述像素驱动方法基于上述的像素电路,所述像素驱动方法包括:

在所述复位补偿阶段,所述复位补偿电路对所述驱动晶体管的栅极进行复位,以及获取所述驱动晶体管的阈值电压;

在所述写入阶段,所述数据写入电路将所述数据电压传递至所述复位补偿电路,所述复位补偿电路将电压大小等于所述数据电压与所述阈值电压之和的所述发光电压写入至所述驱动晶体管的栅极;

在所述发光阶段,所述发光控制电路将所述第一工作电压写入至所述驱动晶体管的第一极,所述驱动晶体管根据所述发光电压产生相应的驱动电流,以驱动所述发光器件发光。

可选地,复位补偿电路包括:所述复位子电路和补偿子电路。

所述复位补偿电路对所述驱动晶体管的栅极进行复位,以及获取所述驱动晶体管的阈值电压的步骤包括:

所述复位子电路将所述复位电压写入至所述驱动晶体管的栅极,以对所述驱动晶体管的栅极进行复位;

所述补偿子电路将所述驱动晶体管的栅极处的复位电压写入至所述驱动晶体管的第二极,并获取所述驱动晶体管的第一极处的输出电压,所述输出电压等于所述复位电压与所述阈值电压之差。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种像素电路的结构示意图;

图2为本发明实施例二提供的一种像素电路的结构示意图;

图3为图2所示像素电路的工作时序图;

图4为本发明实施例三提供的一种像素驱动方法的流程图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提供的一种像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置进行详细描述。

在本发明中,发光器件可以是现有技术中包括led(lightemittingdiode,发光二极管)或oled(organiclightemittingdiode,有机发光二极管)在内的电流驱动型发光器件,在下述各实施例中是以oled为例进行的说明。

图1为本发明实施例一提供的一种像素电路的电路结构示意图,如图1所示,该像素电路包括:复位补偿电路1、数据写入电路2、发光控制电路3、驱动晶体管dtft和发光器件oled。

其中,复位补偿电路1与驱动晶体管dtft的栅极、驱动晶体管dtft的第一极、驱动晶体管dtft的第二极和复位控制信号线rst均连接,响应复位控制信号线rst所提供的复位控制信号的控制,用于在复位补偿阶段时对驱动晶体管dtft的栅极进行复位,以及获取驱动晶体管dtft的阈值电压。

数据写入电路2与复位补偿电路1、数据线data和栅线gate均连接,响应于栅线gate所提供的栅驱动信号的控制,用于在写入阶段时将数据线data所提供的数据电压传递至复位补偿电路1,以供复位补偿电路1将发光电压写入至驱动晶体管dtft的栅极,发光电压等于数据电压与阈值电压的和。

发光控制电路3与发光控制信号线em、驱动晶体管dtft的第一极、第一电源端均连接,响应于发光控制信号线em所提供的发光控制信号,用于在发光阶段时将第一电源端所提供的第一工作电压写入至驱动晶体管dtft的第一极。

驱动晶体管dtft的第二极与发光器件1的第一端连接,驱动晶体管dtft用于在发光阶段时根据发光电压产生相应的驱动电流,以驱动发光器件1发光。发光器件1的第二端与第二电源端连接。

在本发明中,将用于对驱动晶体管dtft的栅极进行复位的电路和对驱动晶体管dtft进行阈值补偿的电路整合为同一电路,且该电路仅需配置复位控制信号线rst和复位控制信号;相较于现有技术,本发明的技术方案在实现对驱动晶体管dtft进行阈值补偿的情况下,有效减少控制信号线和控制信号的种类,简化像素电路结构,降低功耗。

可选地,复位补偿电路1包括:复位子电路101和补偿子电路102。

其中,复位子电路101与驱动晶体管dtft的栅极和复位电源端连接,用于在复位补偿阶段时将复位电源端所提供的复位电压写入至驱动晶体管dtft的栅极,以对驱动晶体管dtft的栅极进行复位。

补偿子电路102与驱动晶体管dtft的栅极、驱动晶体管dtft的第一极、驱动晶体管dtft的第二极连接,用于在复位补偿阶段时将驱动晶体管dtft的栅极处的复位电压写入至驱动晶体管dtft的第二极,并获取驱动晶体管dtft的第一极处的输出电压,输出电压等于复位电压与阈值电压之差,以及在写入阶段时根据接收到的数据电压和获取的阈值电压生成发光电压,并将发光电压写入至驱动晶体管dtft的栅极。

在本发明中,针对复位子电路101和补偿子电路102,均仅需要配置复位控制信号线rst和复位控制信号,即可控制两个子电路的工作状态。

优选地,该像素电路还包括:误发光控制电路4,驱动晶体管dtft的第二极通过误发光控制电路4与发光器件1的第一端连接;误发光控制电路4与发光控制信号线em连接,响应于发光控制信号的控制,用于在复位补偿阶段时使得驱动晶体管dtft的第二极与发光器件1的第一端之间断路,以及在发光阶段时使得驱动晶体管dtft的第二极与发光器件1的第一端之间通路。

在复位补偿阶段时,当驱动晶体管dtft的栅极和第二极输入有复位控制信号时,驱动晶体管dtft的第一极会通过驱动晶体管dtft进行放电,此时驱动晶体管dtft会输出不稳定电流,从而导致发光器件1误发光。为避免发光器件1误发光,本发明中设置上述误发光控制电路4,以使得在复位补偿阶段时驱动晶体管dtft的第二极与发光器件1的第一端之间断路,从而能避免发光器件1误发光。

本发明实施例一提供了一种像素电路,通过将用于对驱动晶体管dtft的栅极进行复位的电路和对驱动晶体管进行阈值补偿的电路整合为同一电路,且该电路仅需配置复位控制信号线和复位控制信号,相较于现有技术,本发明的技术方案在实现对驱动晶体管dtft进行阈值补偿的情况下,有效减少控制信号线和控制信号的种类,简化像素电路结构,降低功耗。

图2为本发明实施例二提供的一种像素电路的电路结构示意图,如图2所示,该像素电路为基于实施例一中像素电路的一种具体化方案。

可选地,复位子电路101包括:第一晶体管t1;第一晶体管t1的控制极与复位控制信号线rst连接,第一晶体管t1的第一极与驱动晶体管dtft的控制极连接,第一晶体管t1的第二极与复位电源端连接。

可选地,补偿子电路102包括:第二晶体管t2、第三晶体管t3和电容c。

第二晶体管t2的控制极与复位控制信号线rst连接,第二晶体管t2的第一极与驱动晶体管dtft的控制极连接,第二晶体管t2的第二极与驱动晶体管dtft的第二极连接。

第三晶体管t3的控制极与复位控制信号线rst连接,第三晶体管t3的第一极与电容c的第一端连接,第三晶体管t3的第二极与驱动晶体管dtft的第一极连接。

电容c的第二端与驱动晶体管dtft的控制极连接。

可选地,数据写入电路2包括:第四晶体管t4。

第四晶体管t4的控制极与栅线gate连接,第四晶体管t4的第一极与复位补偿电路1连接,第四晶体管t4的第二极与数据线data连接。

可选地,发光控制电路3包括:第五晶体管t5。

第五晶体管t5的控制极与发光控制信号线em连接,第五晶体管t5的第一极与第一电源端连接,第五晶体管t5的第二极与驱动晶体管dtft的第一极连接。

可选地,误发光控制电路4包括:第六晶体管t6。

第六晶体管t6的控制极与发光控制信号线em连接,第六晶体管t6的第一极与驱动晶体管dtft的第二极连接,第六晶体管t6的第二极与发光器件1的第一端连接。

在本实施例中,晶体管可分别独立选自多晶硅薄膜晶体管、非晶硅薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管以及有机薄膜晶体管中的一种。其中,“控制极”具体是指晶体管的栅极,“第一极”具体是指晶体管的源极,“第二极”具体是指晶体管的漏极。当然,本领域的技术人员应该知晓的是,该“第一极”与“第二极”可进行互换,即“第一极”具体是指晶体管的漏极,“第二极”具体是指晶体管的源极。

优选地,像素电路中的所有晶体管均为p型晶体管,此时可采用的相同的制备工艺以同时制备出上述晶体管,进而缩短像素电路的生产周期。需要说明的是,像素电路中的所有晶体管均为p型薄膜晶体管仅为本实施例的一种优选方案,这并不会对本发明的技术方案产生限制。在本实施例中,除驱动晶体管需为p型薄膜晶体管外,其他晶体管(第一晶体管t1~第六晶体管t6均作为开关管使用)也可选择性的设置为n型薄膜晶体管。

下面将结合附图,对本实施例提供的像素电路的工作过程进行详细描述。在下述描述中,以驱动晶体管dtft、第一晶体管t1~第六晶体管t6均为p型薄膜晶体管为例进行说明,其中,第一电源端提供第一工作电压vdd,第二电源端提供第二工作电压vss,复位电源端提供复位电压vrst,驱动晶体管dtft的阈值电压为vth。

图3为图2所示像素电路的工作时序图,如图3所示,该像素电路的工作过程包括三个阶段:复位补偿阶段t1、写入阶段t2和发光阶段t3。

在复位补偿阶段t1,复位控制信号线rst提供的复位控制信号处于低电平,栅线gate提供的栅驱动信号(又称为扫描信号)处于高电平,发光控制信号线em提供的发光控制信号处于高电平。

此时,第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3均导通,第四晶体管t4、第五晶体管t5和第六晶体管t6均截止。

其中,由于第一晶体管t1导通,复位电源端提供的复位电压vrst通过第一晶体管t1写入至第一节点n1;与此同时,由于第二晶体管t2导通,则第一节点n1处的复位电压vrst通过第二晶体管t2写入至第三节点n3。此时,第四节点n4(在上一帧画面结束时,第四节点n4的电压为第一工作电压vdd)通过驱动晶体管dtft进行放电,直至第四节点n4的电压为vrst-vth,此时驱动晶体管dtft截止。又由于第三晶体管t3导通,则第四节点n4处的电压通过第三晶体管t3写入至第二节点n2,第二节点n2处的电压为vrst-vth。

此时,电容c的第一端的电压为vrst-vth,电容c的第二端的电压为vrst,电容c的第一端与第二端的电压差为-vth。

需要说明的是,由于第六晶体管t6截止,因此在第四节点n4通过驱动晶体管dtft进行放电的过程中,驱动晶体管dtft处输出的电流无法被传递至发光器件1,所以发光器件1不会出现误发光。

在写入阶段t2,复位控制信号线rst提供的复位控制信号处于高电平,栅线gate提供的栅驱动信号处低电平,发光控制信号线em提供的发光控制信号处于高电平。

此时,第四晶体管t4导通,第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第五晶体管t5和第六晶体管t6均截止。

由于第四晶体管t4导通,则数据线data中的数据电压vdata可通过第四晶体管t4写入至第二节点n2,第二节点n2处的电压由vrst-vth跳变为vdata。又由于第一晶体管t1、第二晶体管t2均截止,因此第一节点n1处于浮接状态,在电容c自举作用(保持电容c两端的电压差不变)下,第一节点n1处电压由vrst-vth跳变为vdata+vth。

在发光阶段t3,复位控制信号线rst提供的复位控制信号处于高电平,栅线gate提供的栅驱动信号处高电平,发光控制信号线em提供的发光控制信号处于低电平。

此时,第五晶体管t5和第六晶体管t6均导通,第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3和第四晶体管t4均截止。

由于第五晶体管t5导通,则第一工作电压vdd通过第五晶体管t5写入至第四节点n4。驱动晶体管dtft的栅源电压vgs(栅极与源极的电压差)为vdata+vth-vdd。

根据驱动晶体管dtft的饱和驱动电流公式可得:

i=k*(vgs-vth)2

=k*(vdata+vth-vdd-vth)2

=k*(vdata-vdd)2

其中,i为驱动晶体管dtft输出的驱动电流;k为一个常量,与驱动晶体管dtftdtft的沟道特征相关。

通过上式可知,在发光阶段时,驱动晶体管dtft输出的驱动电流与驱动晶体管dtft的阈值电压无关,即实现了对驱动晶体管dtft的阈值补偿,从而可解决因驱动晶体管dtft的阈值电压不同而导致发光亮度不均一的问题。

此外,通过上述内容可见,本发明中的补偿子电路所配置的控制信号线为复位子电路中的复位控制信号线,因此无需为补偿子电路额外配置控制信号线,可有效减少像素电路所配置的控制信号线和控制信号的种类,简化像素电路结构,降低功耗。

图4为本发明实施例三提供的一种像素驱动方法的流程图,如图4所示,该像素驱动方法基于上述实施例一或实施例二提供的像素电路,该像素驱动方法包括:

步骤s1、在复位补偿阶段,复位补偿电路对驱动晶体管的栅极进行复位,以及获取驱动晶体管的阈值电压。

可选地,复位补偿电路包括:复位子电路和补偿子电路。

步骤s1包括:

步骤s101、复位子电路将复位电压写入至驱动晶体管的栅极,以对驱动晶体管的栅极进行复位;

步骤s102、补偿子电路将驱动晶体管的栅极处的复位电压写入至驱动晶体管的第二极,并获取驱动晶体管的第一极处的输出电压,输出电压等于复位电压与阈值电压之差。

步骤s2、在写入阶段,数据写入电路将数据电压传递至复位补偿电路,复位补偿电路将电压大小等于数据电压与阈值电压之和的发光电压写入至驱动晶体管的栅极。

步骤s3、在发光阶段,发光控制电路将第一工作电压写入至驱动晶体管的第一极,驱动晶体管根据发光电压产生相应的驱动电流,以驱动发光器件发光。

对于上述步骤s1~s3的具体描述,可参见上述实施例一和实施例二中的相应内容,此处不再赘述。

实施例四

本发明实施例四提供了一种显示面板,该显示面板包括:像素电路,该像素电路采用上述实施例一或实施例二中提供的像素电路,具体描述可参见上述实施例一和实施例二中的内容,此处不再赘述。

实施例五

本发明实施例五提供了一种显示装置,该显示装置包括:显示面板,该显示面板采用上述实施例四中提供的显示面板,具体描述可参见上述实施例四中的内容,此处不再赘述。

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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