一种像素电路及其驱动方法、显示装置与流程

文档序号:16046503发布日期:2018-11-24 10:54阅读:144来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,尤其涉及一种像素电路及其驱动方法、显示装置。

背景技术

有机发光二极管(organiclightemittingdiode,oled)显示装置因其具有体积小、功耗低、无辐射以及制作成本相对较低等特点,而越来越多地被应用于高性能显示领域当中。



技术实现要素:

本申请实施例的一方面,提供一种像素电路,包括写入子电路、驱动子电路、补偿子电路、发光控制子电路;所述写入子电路连接数据信号端、扫描信号端以及驱动子电路;所述写入子电路配置为在所述扫描信号端的控制下,将所述数据信号端提供的数据电压写入至所述驱动子电路所述补偿子电路连接所述扫描信号端以及所述驱动子电路;所述补偿子电路配置为在所述扫描信号端的控制下,对所述驱动子电路进行阈值电压的补偿所述发光控制子电路连接发光控制信号端、第一电压端和发光器件的阳极;所述发光器件的阴极连接第二电压端;所述发光控制子电路配置为在所述发光控制信号端的控制下,将所述第一电压端和所述第二电压端之间的电流通路导通;所述驱动子电路还连接所述发光控制子电路以及所述发光器件的阳极,所述驱动子电路配置为根据所述数据电压,在所述电流通路中向所述发光器件提供驱动电流。

在本申请的一些实施例中,所述像素电路还包括初始化子电路;所述初始化子电路连接第一重置信号端、第二重置信号端、初始化电压端、第一电压端、所述驱动子电路以及所述发光器件的阳极;所述初始化子电路配置为在所述第一重置信号端的控制下,将所述初始化电压端的电压输出至所述驱动子电路和所述发光器件的阳极;所述初始化子电路还配置为在所述第二重置信号端的控制下,将所述第一电压端的电压输出至所述驱动子电路。

在本申请的一些实施例中,所述写入子电路包括第一晶体管;所述第一晶体管的栅极连接所述扫描信号端,第一极连接所述数据信号端,第二极连接所述驱动子电路。

在本申请的一些实施例中,所述驱动子电路包括驱动晶体管和存储电容;所述驱动晶体管的栅极连接所述存储电容的一端,第一极连接所述写入子电路和所述发光控制子电路,第二极连接所述发光控制子电路和所述补偿子电路;所述存储电容的另一端连接所述发光器件的阳极。

在本申请的一些实施例中,所述补偿子电路包括第二晶体管;所述第二晶体管的栅极连接所述扫描信号端,第一极和第二极连接所述驱动子电路。

在本申请的一些实施例中,所述发光控制子电路包括第三晶体管和第四晶体管;所述第三晶体管的栅极连接所述发光控制信号端,第一极连接第一电压端,第二极连接所述驱动子电路;所述第四晶体管的栅极连接所述发光控制信号端,第一极连接所述驱动子电路,第二极连接所述发光器件的阳极。

在本申请的一些实施例中,所述初始化子电路包括第五晶体管和第六晶体管;所述第五晶体管的栅极连接所述第一重置信号端,第一极连接所述驱动子电路和所述发光器件的阳极,第二极连接所述初始化电压端;所述第六晶体管的栅极连接所述第二重置信号端,第一极连接所述第一电压端,第二极连接所述驱动子电路。

在本申请的一些实施例中,所述发光器件为自发光器件,例如,发光二极管或有机发光二极管。

本申请实施例的另一方面,提供一种显示装置,包括显示面板,该显示面板包括多个像素,每个所述像素内设置有如上所述的任意一种像素电路。

本申请实施例的另一方面,提供一种如上所述的任意一种像素电路的驱动方法,在一图像帧内,所述方法包括:在所述扫描信号端的控制下,写入子电路将数据信号端提供的数据电压写入至驱动子电路;在所述扫描信号端的控制下,补偿子电路对所述驱动子电路进行阈值电压的补偿;在所述发光控制信号端的控制下,发光控制子电路将第一电压端和第二电压端之间的电流通路导通;所述驱动子电路根据所述数据信号端提供的数据电压,在所述电流通路中向发光器件提供驱动电流;发光器件接收所述电流通路中的所述驱动电流,并发光。

在本申请的一些实施例中,所述像素电路还包括初始化子电路,所述向扫描信号端提供扫描信号之前,所述方法还包括:在所述第一重置信号端的控制下,所述初始化子电路将所述初始化电压端的电压输出至所述驱动子电路和所述发光器件的阳极;在所述第二重置信号端的控制下,所述初始化子电路将所述第一电压端的电压输出至所述驱动子电路。

在本申请的一些实施例中,所述一图像帧包括第一阶段,第二阶段以及第三阶段;在所述第一阶段,向所述第一重置信号端、所述第二重置信号端提供所述高电平;向所述扫描信号端、所述发光控制信号端提供低电平;在所述第二阶段,向所述第一重置信号端、所述扫描信号端提供高电平;向所述数据信号端提供所述数据电压;向所述第二重置信号端、所述发光控制信号端提供低电平;在所述第三阶段,向所述发光控制信号端提供高电平;向所述第一重置信号端、所述第二重置信号端、所述扫描信号端提供低电平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一些实施例提供的一种像素电路的结构示意图;

图2为本申请的一些实施例提供的另一种像素电路的结构示意图;

图3为图2中各个子电路的具体结构示意图;

图4为本申请的一些实施例提供的一种时序信号图;

图5为图3所示的结构,在图4中的第一阶段的等效电路图;

图6为图3所示的结构,在图4中的第二阶段的等效电路图;

图7为图3所示的结构,在图4中的第三阶段的等效电路图;

图8为本申请的一些实施例提供的像素控制方法流程图。

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。

在发明人所知的技术中,oled显示装置的多个像素,所对应的像素电路中的各个驱动晶体管的阈值电压会发生漂移,且不同位置的驱动晶体管的阈值电压漂移的量有所差异,因此会导致各个像素中流过发光器件的驱动电流不一致,使得显示装置的发光亮度不均匀。

本申请的实施例提供一种像素电路,如图1所示,上述像素电路包括写入子电路10、驱动子电路20、补偿子电路30、发光控制子电路40。

上述写入子电路10连接数据信号端dl、扫描信号端gl以及驱动子电路20。该写入子电路10配置为在扫描信号端gl的控制下,将数据信号端dl提供的数据电压vdata写入至驱动子电路20。

补偿子电路30连接扫描信号端gl以及驱动子电路20。该补偿子电路30配置为在扫描信号端gl的控制下,对驱动子电路20进行阈值电压的补偿。

发光控制子电路40连接发光控制信号端em、第一电压端elvdd、发光器件d的阳极。该发光器件d的阴极连接第二电压端elvss。上述发光控制子电路40配置为在发光控制信号端em的控制下,将第一电压端elvdd和第二电压端elvss之间的电流通路导通。

驱动子电路20还连接发光控制子电路40以及发光器件d的阳极,该驱动子电路20配置为根据数据信号端dl输入的数据电压vdata,在上述电流通路中向发光器件d提供驱动电流i。

发光器件d接收该电流通路中的驱动电流i,并发光。

在本申请的一些实施例中,该发光器件d为电致自发光器件el,例如发光二极管led、有机发光二极管oled、微型发光二极管micro-led、迷你发光二极管mini-led、无机发光二极管qled等。

例如,上述第一电压端elvdd输出恒定的高电平,第二电压端elvss输出恒定的低电平。

由上述可知,本申请提供的像素电路中,可以通过写入子电路10将数据电压vdata输出至驱动子电路20,上述驱动电压vdata的大小能够影响驱动子电路20产生的驱动电流i的大小,从而实现不同的灰阶显示。此外,通过补偿子电路30能够对驱动子电路20进行阈值电压vth的补偿,从而使得驱动子电路20产生的驱动电流与上述阈值电压无关,这样一来,驱动子电路20产生的驱动电流i,将不受阈值电压漂移的影响。在此基础上,发光控制子电路40在发光控制信号端em的控制下,将第一电压端elvdd和第二电压端elvss之间的电流通路导通,从而使得驱动子电路20产生的驱动电流i能够通过上述导通的电流通路,输出至发光器件d,以驱动发光器件d发光。

在一些实施例中,为了避免上一图像帧中,残留于驱动子电路20的信号对本图像帧的写入至驱动子电路20的信号产生影响,如图2所示,上述像素电路还包括初始化子电路50。

该初始化子电路50连接第一重置信号端rst1、第二重置信号端rst2、初始化电压端init、第一电压端elvdd、驱动子电路20以及发光器件d的阳极。

初始化子电路50配置为在第一重置信号端rst1的控制下,将初始化电压端init的初始电压vint输出至驱动子电路20和发光器件d的阳极。这样一来,通过上述初始化电压端init的电压可以对发光器件d的阳极进行复位,由于上述初始化电压端init的电压与第二电压端elvss的电压很接近,因此通过初始化电压端init的电压对发光器件d进行复位时,能够消除发光器件d内部发光界面上没有复合的载流子,缓解发光二极管的老化。

可选地,初始化子电路50还配置为在第二重置信号端rst2的控制下,将第一电压端elvdd的电压输出至驱动子电路20。这样一来,可以减小上一图像帧残留于驱动子电路20中的信号,对本图像帧显示图像的影响。

以下,对上述各个子电路的具体结构进行详细的说明。

在一些实施例中,如图3所示,写入子电路10包括第一晶体管t1。

该第一晶体管t1的栅极连接扫描信号端gl,第一极连接数据信号端dl,第二极连接驱动子电路20。

驱动子电路20包括驱动晶体管td和存储电容cst。

该驱动晶体管td的栅极连接存储电容cst的一端,第一极连接写入子电路10和发光控制子电路40,第二极连接发光控制子电路40和补偿子电路30。

存储电容cst的另一端连接发光器件d的阳极。

在一些实施例中,补偿子电路30包括第二晶体管t2。

第二晶体管t2的栅极连接扫描信号端gl,第一极和第二极连接驱动子电路20。在该驱动子电路20的结构如上所述时,该第二晶体管t2的第一极连接驱动晶体管td的栅极,第二晶体管t2的第二极连接驱动晶体管td的第二极。

在一些实施例中,发光控制子电路40包括第三晶体管t3和第四晶体管t4。

第三晶体管t3的栅极连接发光控制信号端em,第一极连接第一电压端elvdd,第二极连接驱动子电路20。在驱动子电路20的结构如上所述时,该第三晶体管的第二极与驱动晶体管td的第一极相连接。

第四晶体管t4的栅极连接发光控制信号端em,第一极连接驱动子电路20,第二极连接发光器件d的阳极。在驱动子电路20的结构如上所述时,该第四晶体管t4的第一极与驱动晶体管td的第二极相连接。

在一些实施例中,上述像素电路包括初始化子电路50,如图3所示,该初始化子电路50包括第五晶体管t5和第六晶体管t6。

第五晶体管t5的栅极连接第一重置信号端rst1,第一极连接驱动子电路20和发光器件d的阳极,第二极连接初始化电压端init。在上述驱动子电路20的结构如上所述时,该第五晶体管t5的第一极连接存储电容cst的另一端。

第六晶体管t6的栅极连接第二重置信号端rst2,第一极连接第一电压端elvdd,第二极连接驱动子电路20。在该驱动子电路20的结构如上所述时,该第六晶体管t6的第二极连接驱动晶体管td的栅极。

需要说明的是,上述各个晶体管可以均为n型晶体管或p型晶体管。此外,上述各个晶体管的第一极可以为源极,第二极可以为漏极;或者,第一极为漏极,第二极为源极。

以下以上述各个晶体管均为n型晶体管为例,结合图4所示的时序信号图,对图3所示的像素电路的工作过程进行详细的说明。

在一图像帧的第一阶段①,em=0;rst1=1;rst2=1;gl=0。其中,“1”表示高电平,“0”表示低电平。

第一重置信号端rst1输入高电平,第五晶体管t5导通;第二重置信号端rst2输入高电平,第六晶体管t6导通。扫描信号端gl输入低电平,第一晶体管t1和第二晶体管t2截止。发光控制信号端em输入低电平,第三晶体管t3和第四晶体管t4截止。在此情况下,上述像素电路的等效电路图,如图5所示。

初始化电压端init输出的初始电压vint输出至发光器件d的阳极以及存储电容cst,从而对发光器件d的阳极进行复位,缓解发光二极管的老化。

初始化电压端init的电压还可以对存储电容cst的一端的电位进行复位,避免上一图像帧残留于存储电容cst的信号,对本图像帧显示画面的影响。

此外,第一电压端elvdd的电压可以输出至驱动晶体管td的栅极,使得n点,即驱动晶体管td的栅极的电压vg=vn=elvdd。

此时,存储电容cst两端的电压vcst=elvdd-vint。

在上述阶段,由于第三晶体管t3、第四晶体管t4以及驱动晶体管td截止,因此第一电压端elvdd与第二电压端elvss之间的电流通路处于断开的状态,因此没有电流通过发光器件d,该发光器件d处于截止状态。

由上述可知,第一阶段①为初始化阶段。

在一图像帧的第二阶段②,如图4所示,em=0;rst1=1;rst2=0;gl=1。

第二重置信号端rst2输入低电平,第六晶体管t6截止。第一重置信号端rst1输入高电平,第五晶体管t5保持导通状态。扫描信号端gl输入高电平,第一晶体管t1和第二晶体管t2导通。发光控制信号端em输入低电平,第三晶体管t3和第四晶体管t4截止。在此情况下,上述像素电路的等效电路图如图6所示。

第二晶体管t2导通,驱动晶体管td的第二极和栅极相连接,成为二极管连接。在此情况下,由于第二晶体管t2的栅极仍然为第一电压端elvdd的电压,因此驱动晶体管td处于二极管导通的状态。此外,由于第一晶体管t1导通,数据信号端dl提供的数据电压vdata输出至驱动晶体管td的第一极。相对于存储电容cst存储的第一电压端elvdd的电压而言,上述数据电压vdata电压较低。因此,存储电容cst中存储的电荷通过导通的驱动晶体管td,不断流出至数据电压端dl,以进行放电。在存储电容cst放电的过程中,n点的电位不断下降,当驱动晶体管td的栅源电压vgs-vth=0时,该驱动晶体管td截止。上述存储电容cst停止放电。此时,vg=vn=vdata+vth。

此时,存储电容cst两端的电压为vcst=vn=vdata+vth-vint。

此外,在该第二阶段②,通过第一重置信号端rst1控制第五晶体管t5仍然处于导通的状态,从而使得初始化电压端init输出的初始电压vint,在该第二阶段②仍然可以对发光器件d的阳极进行复位,延长发光器件d的阳极复位的时间,进一步缓解发光器件d老化的现象。

由上述可知,第二阶段②中,数据信号端dl的数据电压vdata写入至驱动晶体管td的第一极。上述第二阶段②可以写入阶段。

在一图像帧的第三阶段③,如图4所示,em=1;rst1=0;rst2=0;gl=0。

第一重置信号端rst1输入低电平,第五晶体管t5截止,第二重置信号端rst2输入低电平,第六晶体管t6截止。扫描信号端gl输入低电平,第一晶体管t1和第二晶体管t2截止。发光控制信号端em输入高电平,第三晶体管t3和第四晶体管t4导通。在此情况下,上述像素电路的等效电路图如图7所示。

存储电容cst连接于驱动晶体管td的栅极和第二极(例如,源极)的两端,在此情况下,驱动晶体管td的栅源电压vgs与存储电容cst两端的电压相同,即vgs=vcst=vdata+vth-vint。

此时,第一电压端elvdd的电压可以保证驱动晶体管td源漏电压vsd>vsg-|vth,即使得驱动晶体管td工作在饱和状态。

在此情况下,第一电压端elvdd与第二电压端elvss之间的电流通路导通,流过发光器件d的驱动电流i为:

i=k(vgs-vth)2

=k(vdata+vth-vint-vth)2

=k(vdata-vint)2(1)

其中,k为常数,与驱动晶体管td的制作工艺有关。

由上述公式(1)可知,一方面,用于驱动发光器件d发光的驱动电流i与驱动晶体管的阈值电压vth无关,因此上述驱动电流i的大小不会受到驱动晶体管td的阈值电压vth漂移的影响。

另一方面,用于驱动发光器件d发光的驱动电流i与第一电压端elvdd以及第二电压端elvss的电压无关。因此同一显示面板不同位置的像素电路,即使距离第一电压端elvdd以及第二电压端elvss输入点的距离不同,内阻不同,接受到的第一电压端elvdd提供的实际电压大小有所不同,但是上述电压差异不会对存储电容cst两端的电压造成影响。因此能够解决ir-drop(电阻压降)导致,显示面板亮度不均的问题。

由上述可知,在第三阶段③,发光器件d发光,该第三阶段③为发光器件d的发光阶段。

本申请实施例的另一方面,提供一种显示装置,该显示装置包括多个像素,每个像素内设置有如上所述的任意一种像素电路。该显示装置具有与前述实施例提供的像素电路相同的技术效果,此处不再赘述。

需要说明的是,上述显示装置可以为显示器、电视、手机、平板电脑等具有显示功能的装置。

本申请实施例的另一方面,提供一种如上所述的任意一种像素电路的驱动方法,在一图像帧内,如图8所示,上述方法包括s101~s105。

s101、在扫描信号端gl的控制下,写入子电路10将数据信号端dl提供的数据电压vdata写入至驱动子电路20。

s102、在扫描信号端gl的控制下,补偿子电路30对驱动子电路20进行阈值电压vth的补偿。

在本申请的一些实施例中,如图4所示,驱动显示一图像帧的过程包括第一阶段①,第二阶段②以及第三阶段③。

以图3中各个晶体管均为n型晶体管为例,在上述第二阶段②,向第一重置信号端rst1、扫描信号端gl提供高电平;向数据信号端dl提供数据电压vdata,此外,向第二重置信号端rst1、发光控制信号端em提供低电平。

基于此,执行上述s101、s102,如图3所示,在写入子电路10包括第一晶体管t1时,扫描信号端gl控制第一晶体管t1导通,可以将数据信号端dl提供的数据电压vdata写入至驱动子电路20。

补偿子电路30包括第二晶体管t2,驱动子电路20包括驱动晶体管td和存储电容时,在扫描信号端gl的控制下,第二晶体管t2导通,驱动晶体管td处于二极管连接状态,此时,在存储电容cst放电结束后,存储电容cst两端的电压vcst=vdata+vth-vint,从而实现了阈值电压vth的补偿。

s103、在发光控制信号端em的控制下,发光控制子电路em将第一电压端elvdd和第二电压端elvss之间的电流通路导通。

s104、驱动子电路20根据数据信号端dl提供的数据电压vdata,在电流通路中向发光器件d提供驱动电流i。

s105、发光器件d接收电流通路中的驱动电流i,并发光。

在本申请的一些实施例中,在第三阶段③,向发光控制信号端em提供高电平,向第一重置信号端rst1、第二重置信号端rst2、扫描信号端gl提供低电平。

基于此,执行上述步骤s103~s105,在发光控制子电路40包括第三晶体管t3和第四晶体管t4时,在发光控制信号端em的控制下,第三晶体管t3和第四晶体管t4导通,此时,可以控制驱动晶体管td工作中在饱和状态,从而使得第一电压端elvdd和第二电压端elvss之间的电流通路导通,发光器件d接受到该电流通路中的驱动电流i,并发光。

由上述公式(1)可知,在初始电压vint的电压一定的情况下,上述驱动电路i的大小可以由写入至驱动晶体管td的数据电压vdata的大小决定。从而可以通过对数据电压vdata进行调整,达到实现显示不同灰阶的目的。

在一些实施例中,像素电路还包括初始化子电路50,上述s101之前,该方法还包括:

s100、在第一重置信号端rst1的控制下,初始化子电路50将初始化电压端init的初始电压vint输出至驱动子电路20和发光器件d的阳极。

在第二重置信号端rst2的控制下,初始化子电路50将第一电压端elvdd的电压输出至驱动子电路20。

在本申请的一些实施例中,在第一阶段①,向第一重置信号端rst1、第二重置信号端rst2提供高电平;向扫描信号端gl、发光控制信号端em提供低电平。

基于此,执行上述s100、在初始化子电路50包括第五晶体管t5和第六晶体管t6的情况下,初始化电压端init的电压vint通过第五晶体管t5输出至驱动子电路20中存储电容cst的一端,以及发光器件d的阳极,从而可以对存储电容cst的一端的电压进行重置,并对发光器件d的阳极进行重置,缓解发光器件d的老化。

由上述可知,在第二阶段②,向第一重置信号端rst1输入高电平,因此第五晶体管t5在第二阶段②,仍然处于导通的状态,所以仍然能够对发光器件d的阳极进行重置,从而达到进一步缓解发光器件d老化的目的。

此外,第一电压端elvdd通过第六晶体管t6输出至驱动晶体管td的栅极以及存储电容cst的另一端,这样一来,可以减小上一图像帧残留于驱动子电路20中的信号,对本图像帧显示图像的影响。

本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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