一种像素电路及其驱动方法、显示面板及显示装置与流程

文档序号:16046468发布日期:2018-11-24 10:54阅读:150来源:国知局

本发明涉及电致发光技术领域,尤其涉及一种像素电路及其驱动方法、显示面板及显示装置。

背景技术

有机发光二极管(organiclightemittingdiode,oled)是当今显示器研究领域的热点之一,与液晶显示器(liquidcrystaldisplay,lcd)相比,oled具有低能耗、生产成本低、自发光、宽视角及响应速度快等优点,目前,在手机、pda、数码相机等显示领域oled显示屏已经开始取代传统的lcd显示屏。其中,像素电路设计是oled显示器核心技术内容,具有重要的研究意义。

与lcd利用稳定的电压控制亮度不同,oled属于电流驱动,需要稳定的电流来控制发光。由于工艺制程和器件老化等原因,会使像素电路的驱动晶体管的阈值电压vth存在不均匀性,这样就导致了流过不同oled像素的电流发生变化使得显示亮度不均,从而影响整个图像的显示效果。

例如现有的2m1c的像素电路中,如图1所示,该电路由1个驱动晶体管m2,一个晶体管m1和一个存储电容cs组成,当扫描线scan选择某一行时,扫描线scan输入低电平信号,p型的晶体管m1导通,数据线data的电压写入存储电容cs;当该行扫描结束后,扫描线scan输入的信号变为高电平,p型的晶体管m1关断,存储电容cs存储的电压控制驱动晶体管m2产生电流来驱动oled像素,保证oled像素在一帧内持续发光。其中,驱动晶体管m2的饱和电流公式为ioled=k(vsg-vth)2,其中,vsg是驱动晶体管m2源极和栅极之间的电压差,k是结构系数,vth是驱动晶体管m2的阈值电压。正如前述,由于工艺制程和器件老化等原因,驱动晶体管t2的阈值电压vth会漂移,这样就导致了流过不同oled像素的电流因驱动晶体管的阈值电压vth的变化而变化,从而导致图像亮度不均匀。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明实施例提供了一种像素电路及其驱动方法、显示面板及显示装置,用以提高显示装置显示区域图像亮度的均匀性。

因此,本发明实施例提供了一种像素电路,包括:驱动控制模块、数据写入模块、发光控制模块、第一控制模块、第二控制模块、电容模块和发光器件;其中,

所述数据写入模块用于在扫描信号端的控制下将数据信号端的信号提供给第一节点;

所述发光控制模块用于在第一控制端的控制下将第三节点的电压提供给第四节点,或在所述第一控制端的控制下将所述第四节点的电压提供给所述第三节点;

所述第一控制模块用于在所述扫描信号端的控制下将第一电压信号端提供的第一电压信号提供给所述第四节点;

所述第二控制模块用于在第二控制端的控制下将所述第三节点电位提供给第二节点;

所述驱动控制模块用于在所述第二节点的电位的控制下驱动所述发光器件发光;

所述电容模块用于使所述第一节点和所述第二节点之间的电压差保持稳定。

在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述像素电路中,所述驱动控制模块包括:驱动晶体管;

所述驱动晶体管的栅极与所述第二节点相连,所述驱动晶体管的第一极与第二电压信号端相连,所述驱动晶体管的第二极与所述第三节点相连。

在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述像素电路中,所述数据写入模块包括:第三晶体管;

所述第三晶体管的栅极与所述扫描信号端连接,所述第三晶体管的第一极与所述数据信号端相连,所述第三晶体管的第二极与所述第一节点相连。

在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述像素电路中,所述发光控制模块包括:第二晶体管;

所述第二晶体管的栅极与所述第一控制端相连,所述第二晶体管的第一极与所述第三节点相连,所述第二晶体管的第二极与所述第四节点相连。

在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述像素电路中,所述第一控制模块包括:第一晶体管;

所述第一晶体管的栅极与所述扫描信号端相连,所述第一晶体管的第一极与所述第一电压信号端相连,所述第一晶体管的第二极与所述第四节点相连。

在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述像素电路中,所述第二控制模块包括:第四晶体管;

所述第四晶体管的栅极与所述第二控制端相连,所述第四晶体管的第一极与所述第二节点相连,所述第四晶体管的第二极与所述第三节点相连。

在一种可能的实施方式中,在本发明实施例提供的上述像素电路中,所述电容模块包括:第一电容;

所述第一电容的第一端与所述第一节点连接,所述第一电容的第二端与所述第二节点连接。

相应地,本发明实施例还提供了一种用于驱动上述任一种像素电路的驱动方法,包括:

重置阶段,所述数据写入模块在所述扫描信号端的控制下,将所述数据信号端的信号提供给所述第一节点;所述第一控制模块在所述扫描信号端的控制下,将所述第一电压信号提供给所述第四节点;所述发光控制模块在所述第一控制端的控制下将所述第四节点的电位提供给所述第三节点;所述第二控制模块在所述第二控制端的控制下将所述第三节点的电位提供给所述第二节点;

补偿阶段,所述数据写入模块在所述扫描信号端的控制下,将所述数据信号端的信号提供给所述第一节点;所述第二控制模块在所述第二控制端的控制下将所述第二节点的电位提供给所述第三节点;

数据写入阶段,所述数据写入模块在所述扫描信号端的控制下,将所述数据信号端的信号提供给所述第一节点;所述电容模块使所述第一节点和所述第二节点之间的电压差保持稳定;

发光阶段,所述发光控制模块在所述第一控制端的控制下,将所述第三节点的电位提供给所述第四节点;所述电容模块使所述第一节点和所述第二节点之间的电压差保持稳定,以控制所述驱动控制模块驱动所述发光器件发光;

其中,在所述重置阶段和所述补偿阶段所述数据信号端提供的是参考电压信号,在所述数据写入阶段所述数据信号端提供的是数据信号。

相应地,本发明实施例还提供了一种电致发光显示面板,包括呈矩阵排列的多个像素电路,所述像素电路本发明实施例提供的上述任一种像素电路。

相应地,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括本发明实施例提供的上述任一种电致发光显示面板。

本发明实施例提供的上述像素电路及其驱动方法、显示面板及显示装置,该像素电路中包括:驱动控制模块、数据写入模块、发光控制模块、第一控制模块、第二控制模块、电容模块和发光器件;通过上述各模块的配合工作该像素电路可以使驱动控制模块驱动发光器件发光的驱动电流与数据信号的电压有关,与驱动控制模块的阈值电压以及第二电压信号无关,能避免驱动控制模块的阈值电压对发光器件的影响,即在使用相同的数据信号加载到不同的像素单元时,能够得到亮度相同的图像,提高了显示装置显示区域图像亮度的均匀性。

附图说明

图1为现有的2t1c的像素电路的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的像素电路的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的像素电路的具体结构示意图;

图4为图3所示的像素电路的电路时序示意图;

图5为本发明实施例提供的像素电路的驱动方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图,对本发明实施例提供的像素电路及其驱动方法、显示面板及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。

本发明实施例提供的一种像素电路,如图2所示,包括:驱动控制模块5、数据写入模块3、发光控制模块2、第一控制模块1、第二控制模块4、电容模块6和发光器件oled;其中,

数据写入模块3用于在扫描信号端scan的控制下将数据信号端data的信号提供给第一节点a;

发光控制模块2用于在第一控制端en1的控制下将第三节点c的电压提供给第四节点d,或在第一控制端en1的控制下将第四节点d的电压提供给第三节点c;

第一控制模块1用于在扫描信号端scan的控制下将第一电压信号端vdd提供的第一电压信号提供给第四节点d;

第二控制模块4用于在第二控制端en2的控制下将第三节点c电位提供给第二节点b;

驱动控制模块5用于在第二节点b的电位的控制下驱动发光器件oled发光;

电容模块6用于使第一节点a和第二节点b之间的电压差保持稳定。

本发明实施例提供的像素电路中包括:驱动控制模块、数据写入模块、发光控制模块、第一控制模块、第二控制模块、电容模块和发光器件;通过上述各模块的配合工作该像素电路可以使驱动控制模块驱动发光器件发光的驱动电流与数据信号的电压有关,与驱动控制模块的阈值电压以及第二电压信号无关,能避免驱动控制模块的阈值电压对发光器件的影响,即在使用相同的数据信号加载到不同的像素单元时,能够得到亮度相同的图像,提高了显示装置显示区域图像亮度的均匀性。

下面结合具体实施例,对本发明进行详细说明。需要说明的是,本实施例中是为了更好的解释本发明,但不限制本发明。

可选地,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图3所示,驱动控制模块5包括:驱动晶体管dt1;

驱动晶体管dt1的栅极与第二节点b相连,驱动晶体管dt1的第一极与第二电压信号端vss相连,驱动晶体管dt1的第二极与第三节点c相连。

具体地,本发明实施例提供的上述像素电路中,驱动晶体管dt1为n型晶体管。为了保证驱动晶体管dt1能正常工作,对应的第一电压信号端的电压一般为正电压,第二电压信号端的电压一般接地或为负值。

较佳地,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图3所示,数据写入模块3包括:第三晶体管t3;

第三晶体管t3的栅极与扫描信号端scan连接,第三晶体管t3的第一极与数据信号端data相连,第三晶体管t3的第二极与第一节点a相连。

进一步地,在具体实施时,如图3所示,第三晶体管t3可以为n型晶体管,此时,当扫描信号端scan提供的扫描信号为高电平时第三晶体管t3处于导通状态,当扫描信号端scan提供的扫描信号为低电平时第三晶体管t3处于截止状态;第三晶体管t3也可以为p型晶体管(在图中未示出),此时,当扫描信号端scan提供的扫描信号为低电平时第三晶体管t3处于导通状态,当扫描信号端scan提供的扫描信号为高电平时第三晶体管t3处于截止状态;在此不作限定。

具体地,本发明实施例提供的上述像素电路,当第三晶体管在扫描信号端的控制下处于导通状态时,数据信号端提供的信号就通过导通的第三晶体管传输给第一节点,从而实现对第一节点的电压进行重置或数据写入。

以上仅是举例说明像素电路中数据写入模块的具体结构,在具体实施时,数据写入模块的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构,还可以是本领域技术人员可知的其他结构,在此不做限定。

可选地,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图3所示,发光控制模块2包括:第二晶体管t2;

第二晶体管t2的栅极与第一控制端en1相连,第二晶体管t2的第一极与第三节点c相连,第二晶体管t2的第二极与第四节点d相连。

具体地,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图3所示,第二晶体管t2可以为n型晶体管,此时,当第一控制端en1发出的第一控制信号为高电平时第二晶体管t2处于导通状态,当第一控制端en1发出的第一控制信号为低电平时第二晶体管t2处于截止状态;第二晶体管t2也可以为p型晶体管(在图中未示出),此时,当第一控制端en1发出的第一控制信号为低电平时第二晶体管t2处于导通状态,当第一控制端en1发出的第一控制信号为高电平时第二晶体管t2处于截止状态;在此不作限定。

具体地,本发明实施例提供的上述像素电路,当第二晶体管在第一控制端的控制下处于导通状态时,第三节点与第四节点相互导通,可以实现将第三节点的电位提供给第四节点,也可以实现将第四节点的电位提供给第三节点。

以上仅是举例说明像素电路中发光控制模块的具体结构,在具体实施时,发光控制模块的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构,还可以是本领域技术人员可知的其他结构,在此不做限定。

可选地,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图3所示,第一控制模块1包括:第一晶体管t1;

第一晶体管t1的栅极与扫描信号端scan相连,第一晶体管t1的第一极与第一电压信号端vdd相连,第一晶体管t1的第二极与第四节点d相连。

进一步地,在具体实施时,如图3所示,第一晶体管t1可以为n型晶体管,此时,当扫描信号端scan提供的扫描信号为高电平时第一晶体管t1处于导通状态,当扫描信号端scan提供的扫描信号为低电平时第一晶体管t1处于截止状态;第一晶体管t1也可以为p型晶体管(在图中未示出),此时,当扫描信号端scan提供的扫描信号为低电平时第一晶体管t1处于导通状态,当扫描信号端scan提供的扫描信号为高电平时第一晶体管t1处于截止状态;在此不作限定。

具体地,本发明实施例提供的上述像素电路,当第一晶体管在扫描信号端的控制下处于导通状态时,第一电压信号就通过导通的第一晶体管传输给第四节点。

以上仅是举例说明像素电路中第一控制模块的具体结构,在具体实施时,第一控制模块的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构,还可以是本领域技术人员可知的其他结构,在此不做限定。

可选地,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图3所示,第二控制模块4包括:第四晶体管t4;

第四晶体管t4的栅极与第二控制端en2相连,第四晶体管t4的第一极与第二节点b相连,第四晶体管t4的第二极与第三节点c相连。

进一步地,在具体实施时,如图3所示,第四晶体管t4可以为n型晶体管,此时,当第二控制端en2提供的第二控制信号为高电平时第四晶体管t4处于导通状态,当第二控制端en2提供的第二控制信号为低电平时第四晶体管t4处于截止状态;第四晶体管t4也可以为p型晶体管(在图中未示出),此时,当第二控制端en2提供的第二控制信号为低电平时第四晶体管t4处于导通状态,当第二控制端en2提供的第二控制信号为高电平时第四晶体管t4处于截止状态;在此不作限定。

具体地,本发明实施例提供的上述像素电路,当第四晶体管在第二控制端的控制下处于导通状态时,第二节点与第三节点之间相互导通,可以通过导通的第四晶体管将第二节点的电位提供给第三节点,也可以通过导通的第四晶体管将第三节点的电位提供给第二节点。

以上仅是举例说明像素电路中第二控制模块的具体结构,在具体实施时,第二控制模块的具体结构不限于本发明实施例提供的上述结构,还可以是本领域技术人员可知的其他结构,在此不做限定。

可选地,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图3所示,电容模块6包括:第一电容c1;

第一电容c1的第一端与第一节点a连接,第一电容c1的第二端与第二节点b连接。

在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素电路中,所有的晶体管均可以为n型晶体管或p型晶体管,在此不作限定。

最佳地,本发明实施例提供的上述像素电路中提到的所有晶体管可以全部采用n型晶体管设计,这样可以简化像素电路的制作工艺流程。

需要说明的是本发明上述实施例中是以驱动晶体管为n型晶体管为例进行说明的,对于驱动晶体管为p型晶体管且采用相同设计原理的情况也属于本发明保护的范围。

在具体实施时,驱动晶体管和晶体管可以是薄膜晶体管(tft,thinfilmtransistor),也可以是金属氧化物半导体场效应管(mos,metaloxidesemiconductor),在此不做限定。在具体实施中,这些晶体管的第一极和第二极可以为晶体管的源极或漏极,根据晶体管类型以及输入信号的不同,其功能可以互换,在此不做具体区分。

下面分别以图3所示的像素电路为例对本发明实施例提供的像素电路的工作过程作以描述。且下述描述中以1表示高电平信号,0表示低电平信号。

在图3所示的像素电路中,驱动晶体管dt1和所有晶体管均为n型晶体管,各n型晶体管在低电平作用下截止,在高电平作用下导通;对应的输入时序图如图4所示。具体地,选取如图4所示的输入时序图中的t1、t2、t3和t4四个阶段。

在t1阶段,scan=1,en1=1,en2=1。

由于,scan=1,en1=1,en2=1,所以第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3和第四晶体管t4处于导通状态,驱动晶体管dt1处于截止状态。数据信号端data提供的参考电压信号vref通过导通的第三晶体管t3提供给第一节点a,因此,此阶段,第一节点a的电压为vref;第一电压信号端vdd提供的第一电压信号v1通过导通的第一晶体管t1提供给第四节点d,再通过导通的第二晶体管t2将第四节点d的电位提供给第三节点c,再通过导通的第四晶体管t4将第三节点c的电位提供给第二节点b,因此,在该阶段,第二节点b的电压为v1,因此,在t1阶段实现了对第一节点a和第二节点b处的电位进行重置。

在t2阶段,scan=1,en1=0,en2=1。

由于scan=1,en1=0,en2=1,第一晶体管t1、第三晶体管t3和第四晶体管t4导通,第二晶体管t2截止;数据信号端data提供的参考电压信号vref通过导通的第三晶体管t3提供给第一节点a,因此,此阶段,第一节点a的电压为vref;第四晶体管t4导通使得第三节点c与第二节点b之间相互导通,从而使得驱动晶体管dt1被连接成了一个二极管,进行单向导通放电性,直到第二节点b的电压为v2+vth,其中,v2为第二电压信号端vss提供的第二电压信号,vth为驱动晶体管dt1的阈值电压,此时,第一节点a与第二节点b之间的压差vab=va-vb=vref-v2-vth。

在t3阶段,scan=1,en1=0,en2=0。

由于scan=1,第三晶体管t3导通,将数据信号端data提供的数据信号vdata提供给第一节点a,即在该阶段第一节点a的电压va=vdata,此时第一电容c1无放电回路,第一节点a与第二节点b之间的压差仍保持上一阶段的压差vab,此时,vb=va-vab=vdata-(vref-v2-vth)。

在t4阶段,scan=0,en1=1,en2=0。

由于en1=1,第二晶体管t2导通,驱动发光器件oled发光,通过发光器件oled的电流ioled,具体为:

其中,ioled为流过驱动晶体管dt1的电流,μn为载流子迁移率,cox为栅氧化层电容,w/l为驱动晶体管的宽长比,vgs为驱动晶体管栅极与源极之间的电压差,vdata为在t3阶段时的数据信号端提供的数据信号,vref为在t1和t2阶段时的数据信号端提供的参考电压信号,vth为驱动晶体管的阈值电压。

此时,驱动控制模块驱动发光器件发光的驱动电流仅与数据信号的电压和参考电压信号的电压有关,与驱动控制模块中的阈值电压无关,能避免驱动控制模块的阈值电压对发光器件的影响,即在使用相同的数据信号加载到不同的像素单元时,能够得到亮度相同的图像,提高了显示装置显示区域图像亮度的均匀性。并且,本发明实施例提供的像素电路中,仅需要5个晶体管和1个电容就可以实现,结构简单,有利于实现高像素的显示面板。

需要说明的是,在t1阶段和t2的数据信号端所提供的信号是为了对第一节点的电压进行重置,不是一般在显示时进行逐行扫描时输入的数据信号,而是参考电压信号;在t3阶段数据信号端所提供的信号为在显示时进行逐行扫描时输入的数据信号。

基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种上述任一种像素电路的驱动方法,如图5所示,包括:

s501、重置阶段,数据写入模块在扫描信号端的控制下,将数据信号端的信号提供给第一节点;第一控制模块在扫描信号端的控制下,将第一电压信号提供给第四节点;发光控制模块在第一控制端的控制下将第四节点的电位提供给第三节点;第二控制模块在第二控制端的控制下将第三节点的电位提供给第二节点;

s502、补偿阶段,数据写入模块在扫描信号端的控制下,将数据信号端的信号提供给第一节点;第二控制模块在第二控制端的控制下将第二节点的电位提供给第三节点;

s503、数据写入阶段,数据写入模块在扫描信号端的控制下,将数据信号端的信号提供给第一节点;电容模块使第一节点和第二节点之间的电压差保持稳定;

s504、发光控制模块在第一控制端的控制下,将第三节点的电位提供给第四节点;电容模块使第一节点和第二节点之间的电压差保持稳定,以控制驱动控制模块驱动发光器件发光;

其中,在重置阶段和补偿阶段数据信号端提供的是参考电压信号,在数据写入阶段数据信号端提供的是数据信号。

像素电路的驱动方法的时序如图4所示,t1阶段为重置阶段、t2阶段为补偿阶段、t3阶段为数据写入阶段和t4阶段为发光阶段,具体工作原理参见对上述描述像素电路结构时对图4进行的说明,在此不再详述。

基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种电致发光显示面板,包括呈矩阵排列的多个像素电路,该像素电路为本发明实施例提供的上述任一种像素电路。由于该电致发光显示面板解决问题的原理与前述一种像素电路相似,因此该电致发光显示面板中的像素电路的实施可以参见前述实例中像素电路的实施,重复之处不再赘述。

基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种显示装置,包括本发明实施例提供的上述电致发光显示面板。该显示装置可以是显示器、手机、电视、笔记本电脑、电子纸、数码相框、导航仪、一体机等,对于显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的,在此不做赘述,也不应作为对本发明的限制。

本发明实施例提供的上述像素电路及其驱动方法、显示面板及显示装置,该像素电路中包括:驱动控制模块、数据写入模块、发光控制模块、第一控制模块、第二控制模块、电容模块和发光器件;通过上述各模块的配合工作该像素电路可以使驱动控制模块驱动发光器件发光的驱动电流与数据信号的电压有关,与驱动控制模块的阈值电压以及第二电压信号无关,能避免驱动控制模块的阈值电压对发光器件的影响,即在使用相同的数据信号加载到不同的像素单元时,能够得到亮度相同的图像,提高了显示装置显示区域图像亮度的均匀性。

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

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