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、有机电致发光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2a所示,包括:发光器件D1、第一电容C1、复位控制模块1、驱动控制模块2、补偿控制模块3以及发光控制模块4;其中,
复位控制模块1的第一信号端1a与数据信号端Data相连,复位控制模块1的第二信号端1b与复位控制信号端RS相连,复位控制模块1的第三信号端1c分别与第一电容C1的第一端m1和发光控制模块4的第一信号端4a相连;复位控制模块1的第四信号端1d与第一扫描信号端Scan1相连,复位控制模块1的第五信号端1e与复位信号端Rset相连,复位控制模块1的第六信号端1f分别与第一电容C1的第二端m2、补偿控制模块3的第一信号端3a、以及驱动控制模块2的第一信号端2a相连;
驱动控制模块2的第二信号端2b与第一参考信号端Ref1相连,驱动控制模块2的第三信号端2c分别与补偿控制模块3的第二信号端3b和发光控制模块4的第二信号端4b相连;补偿控制模块3的第三信号端3c与第二扫描信号端Scan2相连;
发光控制模块4的第三信号端4c与发光控制信号端EM相连,发光控制模块4的第四信号端4d与第二参考信号端Ref2相连,发光控制模块4的第五信号端4e与发光器件D1的第一端o1相连;发光器件D1的第二端o2与第三参考信号端Ref3相连;
在复位阶段,在第一扫描信号端Scan1的控制下,复位控制模块1将复位信号端Rset发送的复位信号写入到第一电容C1的第二端m2;在补偿阶段,在复位控制信号端RS的控制下,复位控制模块1将数据信号端Data发送的数据信号写入到第一电容C1的第一端m1,在第二扫描信号端Scan2的控制下,驱动控制模块2通过补偿控制模块3对第一电容C1进行充电;在发光阶段,在发光控制信号端EM的控制下,发光控制模块4和第一电容C1共同控制驱动控制模块2驱动发光器件D1发光。
本发明实施例提供的上述像素电路中,由于补偿控制模块在补偿阶段可以补偿驱动控制模块中的阈值电压的漂移,因此,在发光阶段,可以使驱动控制模块驱动发光器件发光的工作电流仅与数据信号端输入的数据信号的电压和第二参考信号端的电压有关,与驱动控制模块中的阈值电压无关,能避免阈值电压对发光器件的影响,从而使驱动发光器件发光的工作电流保持稳定,提高了显示装置显示区域图像亮度的均匀性。
较佳地,为了便于实施,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图2a和图2b所示,驱动控制模块2具体可以包括:驱动晶体管M0;其中,
驱动晶体管M0的栅极为驱动控制模块2的第一信号端2a,驱动晶体管M0的源极为驱动控制模块2的第二信号端2b,驱动晶体管M0的漏极为驱动控制模块2的第三信号端2c。
在具体实施时,本发明实施例提供的上述像素电路中的发光器件D1一般为有机发光二极管(OLED)。发光器件D1在驱动晶体管M0的饱和电流的作用下实现发光显示。
在具体实施时,本发明实施例提供的上述像素电路中,驱动发光器件发光的驱动晶体管M0一般为P型晶体管。由于P型晶体管的阈值电压Vth为负值,为了保证驱动晶体管M0能正常工作,对应的第一参考信号端Ref1的电压需要为正电压,第三参考信号端Ref3的电压需要低于第一参考信号端Ref1的电压。下面都是以第三参考信号端Ref3的电压为零值为例进行说明。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图2a至图6b所示,补偿控制模块具体可以包括:第一开关晶体管M1;其中,
第一开关晶体管M1的栅极与第二扫描信号端Scan2相连,第一开关晶体管M1的源极与驱动晶体管M0的漏极相连,第一开关晶体管M1的漏极与第一电容C1的第二端m2相连。
具体地,在具体实施时,第一开关晶体管可以为N型晶体管,也可以为P型晶体管,在此不作限定。当第一开关晶体管为N型晶体管时,第二扫描信号端的信号为高电平时,第一开关晶体管处于导通状态;当第一开关晶体管为P型晶体管时,第二扫描信号端的信号为低电平时,第一开关晶体管处于导通状态。
具体地,当本发明实施例提供的上述像素电路中的补偿控制模块采用上述第一开关晶体管作为具体结构时,其工作原理为:在补偿阶段,第二扫描信号端控制第一开关晶体管处于导通状态,导通的第一开关晶体管使驱动晶体管变为二极管,从而第一参考信号端的电压Vref1导通该二极管后,对第一电容进行充电,直至第一电容的第二端的电压为Vref1-|Vth|为止,从而在驱动晶体管的栅极处实现了驱动晶体管的阈值电压|Vth|的存储。在复位阶段和发光控制阶段,第一开关晶体管均处于截止状态。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图2a至图6b所示,复位控制模块具体可以包括:第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3;其中,
第二开关晶体管M2的栅极与复位控制信号端RS相连,第二开关晶体管M2的源极与数据信号端Data相连,第二开关晶体管M2的漏极与第一电容C1的第一端m1相连;
第三开关晶体管M3的栅极与第二扫描信号端Scan2相连,第三开关晶体管M3的源极与复位信号端Rset相连,第三开关晶体管M3的漏极与第一电容C1的第二端m2相连。
具体地,在具体实施时,第二开关晶体管可以为N型晶体管,也可以为P型晶体管,在此不作限定。当第二开关晶体管为N型晶体管时,复位控制信号端的信号为高电平时,第二开关晶体管处于导通状态;当第二开关晶体管为P型晶体管时,复位控制信号端的信号为低电平时,第二开关晶体管处于导通状态。
具体地,在具体实施时,第三开关晶体管可以为N型晶体管,也可以为P型晶体管,在此不作限定。当第三开关晶体管为N型晶体管时,第一扫描信号端的信号为高电平时,第三开关晶体管处于导通状态;当第三开关晶体管为P型晶体管时,第一扫描信号端的信号为低电平时,第三开关晶体管处于导通状态。
具体地,当本发明实施例提供的上述像素电路中的复位控制模块采用上述第二开关晶体管和第三开关晶体管作为具体结构时,其工作原理为:在复位阶段,第一扫描信号端控制第三开关晶体管处于导通状态,导通的第三开关晶体管将复位信号端发送的复位信号Vrset写入到第一电容的第二端,使第一电容的第二端的电压为Vrset,从而保证在此阶段中驱动晶体管的栅极处的电压为Vrset。在此阶段,第二开关晶体管可以处于导通状态,也可以处于截止状态。在补偿阶段,复位控制信号端控制第二开关晶体管处于导通状态,导通的第二开关晶体管将数据信号端发送的数据信号Vdata写入到第一电容的第一端,使第一电容的第一端的电压为Vdata,此阶段中第三开关晶体管处于截止状态。在发光控制阶段,第二开关晶体管和第三开关晶体管均处于截止状态。
较佳地,为了降低制作工艺,在本发明实施例提供的上述像素电路中,第一开关晶体管、第二开关晶体管和第三开关晶体管均可以为P型晶体管或均可以为N型晶体管,在此不作限定。
较佳地,为了简化电路结构,在本发明实施例提供的上述像素电路中,当第一开关晶体管、第二开关晶体管和第三开关晶体管均为P型晶体管或均为N型晶体管时,如图3a和图3b所示,复位控制信号端RS可以为第二扫描信号端Scan2,即第二扫描信号端同时控制第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2的导通与截止;或者,当第一开关晶体管、第二开关晶体管和第三开关晶体管均为P型晶体管或均为N型晶体管时,如图4a和图4b所示,复位信号端Rset可以为第一扫描信号端Scan1或者可以为第二参考信号端Ref2。当复位信号端Rset为第一扫描信号端Scan1时,第一扫描信号端Scan1既控制第三开关晶体管M3的导通与截止,又作为复位信号输入到第三开关晶体管M3的源极。
较佳地,为了近一步简化电路结构,在本发明实施例提供的上述像素电路中,当第一开关晶体管、第二开关晶体管和第三开关晶体管均为P型晶体管或均为N型晶体管时,如图5a和图5b所示,复位控制信号端RS为第二扫描信号端Scan2,同时,复位信号端Rset为第一扫描信号端Scan1;或者,复位控制信号端RS为第二扫描信号端Scan2,同时,复位信号端Rset为第二参考信号端Ref2。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图2a至图6b所示,发光控制模块具体可以包括:第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5;其中,
第四开关晶体管M4的栅极和第五开关晶体管M5的栅极均与发光控制信号端EM相连,第四开关晶体管M4的源极与第二参考信号端Ref2相连,第四开关晶体管M4的漏极与第一电容C1的第一端m1相连;
第五开关晶体管M5的源极与驱动晶体管M0的漏极相连,第五开关晶体管M5的漏极与发光器件D1的第一端相连。
较佳地,为了降低制作工艺,在本发明实施例提供的上述像素电路中,第四开关晶体管和第五开关晶体管均为P型晶体管或均为N型晶体管,在此不作限定。当第四开关晶体管和第五开关晶体管均为N型晶体管时,当发光控制信号端的信号为高电平时,第四开关晶体管和第五开关晶体管处于导通状态;当第四开关晶体管和第五开关晶体管均为P型晶体管时,当发光控制信号端的信号为低电平时,第四开关晶体管和第五开关晶体管处于导通状态。
具体地,当本发明实施例提供的上述像素电路中的发光控制模块采用上述第四开关晶体管和第五开关晶体管作为具体结构时,其工作原理为:在发光控制阶段,发光控制信号端控制第四开关晶体管和第五开关晶体管处于导通状态,导通的第四开关晶体管将第二参考信号端的电压Vref2写入到第一电容的第一端,使第一电容的第一端的电压由补偿阶段时的Vdata变为Vref2,由于电容的自举作用,根据电容电量守恒原理,第一电容的第二端的电压由补偿阶段时的Vref1-|Vth|变为Vref1-|Vth|+Vref2-Vdata,此阶段由于驱动晶体管工作处于饱和状态,根据饱和状态电流特性可知,流过驱动晶体管且用于驱动发光器件发光的工作电流IOLED满足公式:IOLED=K(Vsg–|Vth|)2=K[Vref1–(Vref1-|Vth|+Vref2-Vdata)–|Vth|]2=K(Vdata-Vref2)2,其中K为结构参数,相同结构中此数值相对稳定,可以算作常量。可以看出发光器件的工作电流IOLED已经不受驱动晶体管的阈值电压Vth影响,仅与数据信号端输入的数据信号的电压Vdata和第二参考信号端的电压Vref2有关,彻底解决了由于驱动晶体管由于工艺制程以及长时间的操作造成的阈值电压Vth漂移,影响发光器件D1的工作电流IOLED,从而保证了发光器件D1的正常工作。
较佳地,为了简化电路结构,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图6a和6b所示,第一参考信号端Ref1为第二参考信号端Ref2。
较佳地,在本发明实施例提供的上述像素电路中,为使驱动晶体管的栅极处的电压稳定,如图2b、图3b、图4b、图5b和图6b所示,补偿控制模块还可以包括:第二电容C2;其中,
第二电容C2的第一端n1与第一参考信号端Ref1相连,第二电容C2的第二端n2与驱动晶体管M0的栅极相连。
具体地,当本发明实施例提供的上述像素电路中的补偿控制模块采用上述第一开关晶体管和第二电容作为具体结构时,其工作原理为:在补偿阶段,第二扫描信号端控制第一开关晶体管处于导通状态,导通的第一开关晶体管使驱动晶体管变为二极管,从而第一参考信号端的电压Vref1导通该二极管后,对第一电容和第二电容进行充电,直至第一电容的第二端的电压为Vref1-|Vth|为止,此时,第一电容两端的电压差为Vdata-Vref1+|Vth|,第二电容两端的电压差为|Vth|,从而在驱动晶体管的栅极处实现了驱动晶体管的阈值电压|Vth|的存储。在复位阶段和发光控制阶段,第一开关晶体管均处于截止状态。
需要说明的是本发明上述实施例中提到的驱动晶体管和开关晶体管可以是薄膜晶体管(TFT,Thin Film Transistor),也可以是金属氧化物半导体场效应管(MOS,MetalOxide Scmiconductor),在此不做限定。在具体实施中,这些晶体管的源极和漏极可以互换,不做具体区分。在描述具体实施例是以驱动晶体管和开关晶体管都为薄膜晶体管为例进行说明的。
并且,较佳地,本发明实施例提供的上述像素电路中提到的驱动晶体管和开关晶体管可以全部采用P型晶体管设计,这样可以简化像素电路的制作工艺流程。
下面以上述像素电路中的驱动晶体管和开关晶体管全部为P型晶体管为例对像素电路的工作原理进行详细的说明。
实例一:
以图2a所示的像素电路为例,图7为对应的电路时序图。
在复位阶段T1:复位控制信号端RS和第一扫描信号端Scan1的信号均为低电平信号,第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3处于导通状态;第二扫描信号端Scan2和发光控制信号端EM的信号均为高电平信号,第一开关晶体管M1、第四开关晶体管M4、第五开关晶体管M5和驱动晶体管M0处于截止状态。数据信号端Data的数据信号Vdata通过第二开关晶体管M2写入到第一电容C1的第一端m1,复位信号端Rset的复位信号Vrset通过第三开关晶体管M3写入到第一电容C1的第二端m2,使第一电容C1的第一端m1的电压为Vdata,第一电容C1的第二端m2的电压为Vrset,实现了在复位阶段使驱动晶体管M0的栅极处的电压为Vrset。
在补偿阶段T2:复位控制信号端RS和第二扫描信号端Scan2的信号均为低电平信号,第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2处于导通状态,同时导通的第一开关晶体管M1使驱动晶体管M0变为二极管;第一扫描信号端Scan1和发光控制信号端EM的信号均为高电平信号,第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5均处于截止状态。数据信号端Data发送的数据信号Vdata写入到第一电容C1的第一端m1,使第一电容C1的第一端m1的电压为Vdata;同时,第一参考信号端Ref1的电压Vref1导通二极管后,对第一电容C1进行充电,直至第一电容C1的第二端m2的电压为Vref1-|Vth|为止。此时,第一电容的两端的电压差为Vdata-Vref1+|Vth|,从而在驱动晶体管M0的栅极处实现了驱动晶体管M0的阈值电压|Vth|的存储。
在发光阶段T3:发光控制信号端EM的信号端为低电平信号,第四开关晶体管M4、第五开关晶体管M5和驱动晶体管M0处于导通状态,复位控制信号端RS、第一扫描信号端Scan1和第二扫描信号端Scan2的信号均为高电平信号,第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3处于截止状态。第二参考信号端的电压Vref2写入到第一电容C1的第一端,使第一电容C1的第一端m1的电压由Vdata变为Vref2,根据电容电量守恒原理,为了保证第一电容C1的两端的电压差仍为Vdata-Vref1+|Vth|,第一电容C1的第二端m2的电压由Vref1-|Vth|跳变为Vref1-|Vth|+Vref2-Vdata。由于驱动晶体管M0工作处于饱和状态,根据饱和状态电流特性可知,流过驱动晶体管M0且用于驱动发光器件D1发光的工作电流IOLED满足公式:IOLED=K(Vsg–|Vth|)2=K[Vref1–(Vref1-|Vth|+Vref2-Vdata)–|Vth|]2=K(Vdata-Vref2)2,其中K为结构参数,相同结构中此数值相对稳定,可以算作常量。可以看出发光器件D1的工作电流IOLED已经不受驱动晶体管M0的阈值电压Vth影响,仅与数据信号端输入的信号电压Vdata和第二参考信号端的电压Vref2有关,彻底解决了由于驱动晶体管由于工艺制程以及长时间的操作造成的阈值电压Vth漂移,影响发光器件D1的工作电流IOLED,从而保证了发光器件D1的正常工作。
实例二:
以图2b所示的像素电路为例,图7为对应的电路时序图。
在复位阶段T1:工作原理与实例一中复位阶段的工作原理相同。在该阶段,第一电容C1的第一端m1的电压为Vdata,第一电容C1的第二端m2的电压为Vrset,实现了在复位阶段使驱动晶体管M0的栅极处的电压为Vrset。
在补偿阶段T2:工作原理与实例一中补偿阶段的工作原理相同。但是由于在补偿控制模块中增加了第二电容C2,因此在该阶段,第一参考信号端Ref1的电压Vref1对第一电容C1进行充电的同时,也对第二电容C2进行充电,使第一电容C1的两端的电压差为Vdata-Vref1+|Vth|,第二电容C2两端的电压差为|Vth|,从而在驱动晶体管M0的栅极处实现了驱动晶体管M0的阈值电压|Vth|的存储。
在发光阶段T3:工作原理与实例一中发光阶段的工作原理相同。但是由于有第一电容C1和第二电容C2的耦合作用,因此驱动晶体管M0的栅极处的电压为Vref1-|Vth|+(Vref2-Vdata)Cst1/(Cst1+Cst2),并且由于第二电容C2的增加,驱动晶体管M0的栅极处的电压会比较稳定。由于驱动晶体管M0工作处于饱和状态,根据饱和状态电流特性可知,流过驱动晶体管M0且用于驱动发光器件D1发光的工作电流IOLED满足公式:IOLED=K(Vsg–|Vth|)2=K{Vref1–[Vref1-|Vth|+(Vref2-Vdata)Cst1/(Cst1+Cst2)]–|Vth|]}2=K[(Vdata-Vref2)Cst1/(Cst1+Cst2)]2,其中K、Cst1和Cst2均为结构参数,相同结构中此数值相对稳定,可以算作常量。可以看出发光器件D1的工作电流IOLED已经不受驱动晶体管M0的阈值电压Vth影响,仅与数据信号端输入的信号电压Vdata和第二参考信号端的电压Vref2有关,彻底解决了由于驱动晶体管由于工艺制程以及长时间的操作造成的阈值电压Vth漂移,影响发光器件D1的工作电流IOLED,从而保证了发光器件D1的正常工作。
实例三:
以图6a所示的像素电路为例,图8为对应的电路时序图。
在复位阶段T1:第一扫描信号端Scan1的信号为低电平信号,第三开关晶体管M3变为二极管处于导通状态;第二扫描信号端Scan2和发光控制信号端EM的信号均为高电平信号,第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第四开关晶体管M4、第五开关晶体管M5和驱动晶体管M0均处于截止状态。第二扫描信号端Scan2的扫描信号Vscan2通过导通的二极管写入到第一电容C1的第二端m2,使第一电容C1的第二端m2的电压为Vscan2-|Vth3|,实现了在复位阶段使驱动晶体管M0的栅极处的电压为Vscan2,其中Vth3为第三开关晶体管M3的阈值电压。
在补偿阶段T2:第二扫描信号端Scan2的信号为低电平信号,第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2处于导通状态,同时导通的第一开关晶体管M1使驱动晶体管M0变为二极管;第一扫描信号端Scan1和发光控制信号端EM的信号均为高电平信号,第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4和第五开关晶体管M5均处于截止状态。数据信号端Data发送的数据信号Vdata写入到第一电容C1的第一端m1,使第一电容C1的第一端m1的电压为Vdata;同时,第二参考信号端Ref2的电压Vref2导通二极管后,对第一电容C1进行充电,直至第一电容C1的第二端m2的电压为Vref2-|Vth|为止。此时,第一电容C1的两端的电压差为Vdata-Vref2+|Vth|,从而在驱动晶体管M0的栅极处实现了驱动晶体管M0的阈值电压|Vth|的存储。
在发光阶段T3:发光控制信号端EM的信号为低电平信号,第四开关晶体管M4、第五开关晶体管M5和驱动晶体管M0处于导通状态,第一扫描信号端Scan1和第二扫描信号端Scan2的信号均为高电平信号,第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3均处于截止状态。第二参考信号端Ref2的电压Vref2写入到第一电容C1的第一端m1,使第一电容C1的第一端m1的电压由Vdata变为Vref2,根据电容电量守恒原理,为了保证第一电容C1的两端的电压差仍为Vdata-Vref2+|Vth|,第一电容C1的第二端m2的电压由Vref2-|Vth|跳变为Vref2-|Vth|+Vref2-Vdata。由于驱动晶体管M0工作处于饱和状态,根据饱和状态电流特性可知,流过驱动晶体管M0且用于驱动发光器件D1发光的工作电流IOLED满足公式:IOLED=K(Vsg–|Vth|)2=K[Vref2–(Vref2-|Vth|+Vref2-Vdata)–|Vth|]2=K(Vdata-Vref2)2,其中K为结构参数,相同结构中此数值相对稳定,可以算作常量。可以看出发光器件D1的工作电流IOLED已经不受驱动晶体管M0的阈值电压Vth影响,仅与数据信号端输入的信号电压Vdata和第二参考信号端的电压Vref2有关,彻底解决了由于驱动晶体管由于工艺制程以及长时间的操作造成的阈值电压Vth漂移,影响发光器件D1的工作电流IOLED,从而保证了发光器件D1的正常工作。
实例四:
以图6b所示的像素电路为例,图8为对应的电路时序图。
在复位阶段T1:工作原理与实例三中复位阶段的工作原理相同。在该阶段,第一电容C1的第二端m2的电压为Vscan2-|Vth3|,实现了在复位阶段使驱动晶体管M0的栅极处的电压为Vrset。
在补偿阶段T2:工作原理与实例三中补偿阶段的工作原理相同。但是由于在补偿控制模块中增加了第二电容C2,因此在该阶段,第二参考信号端Ref2的电压Vref2对第一电容C1进行充电的同时,也对第二电容C2进行充电,使第一电容C1的两端的电压差为Vdata-Vref2+|Vth|,第二电容C2两端的电压差为|Vth|,从而在驱动晶体管M0的栅极处实现了驱动晶体管M0的阈值电压|Vth|的存储。
在发光阶段T3:工作原理与实例三中发光阶段的工作原理相同。但是由于有第一电容C1和第二电容C2的耦合作用,因此驱动晶体管M0的栅极处的电压为Vref2-|Vth|+(Vref2-Vdata)Cst1/(Cst1+Cst2),并且由于第二电容C2的增加,驱动晶体管M0的栅极处的电压会比较稳定。由于驱动晶体管M0工作处于饱和状态,根据饱和状态电流特性可知,流过驱动晶体管M0且用于驱动发光器件D1发光的工作电流IOLED满足公式:IOLED=K(Vsg–|Vth|)2=K{Vref2–[Vref2-|Vth|+(Vref2-Vdata)Cst1/(Cst1+Cst2)]–|Vth|]}2=K[(Vdata-Vref2)Cst1/(Cst1+Cst2)]2,其中K、Cst1和Cst2均为结构参数,相同结构中此数值相对稳定,可以算作常量。可以看出发光器件D1的工作电流IOLED已经不受驱动晶体管M0的阈值电压Vth影响,仅与数据信号端输入的信号电压Vdata和第二参考信号端的电压Vref2有关,彻底解决了由于驱动晶体管由于工艺制程以及长时间的操作造成的阈值电压Vth漂移,影响发光器件D1的工作电流IOLED,从而保证了发光器件D1的正常工作。
在此,只是以本发明实施例提供的像素电路中的四种结构为例进行了工作原理的说明,上述本发明实施例提供的其它结构的像素电路的工作原理与上述实例一至实例四相同,在此不作赘述。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种像素电路,如图9a和图9b所示,包括:发光器件D1、第一电容C1、驱动晶体管M0、第一开关器件T1、第二开关器件T2、第三开关器件T3、第四开关器件T4和第五开关器件T5;其中,
驱动晶体管M0的源极与第一参考信号端Ref1相连,驱动晶体管M0的漏极分别与第一开关器件T1的信号输入端1a和第五开关器件T5的信号输入端相连5a,驱动晶体管M0的栅极分别与第一电容C1的第二端m2、第三开关器件T3的信号输出端3b、以及第一开关器件T1的信号输出端1b相连;第一开关器件T1的控制端1c与第二扫描信号端Scan2相连;
第二开关器件T2的信号输入端2a与数据信号端Data相连,第二开关器件T2的信号输出端2b分别与第一电容C1的第一端m1和第四开关器件T4的信号输出端4b相连,第二开关器件T2的控制端2c与复位控制信号端RS相连;
第三开关器件T3的信号输入端3a与复位信号端Rset相连,第三开关器件T3的控制端3c与第一扫描信号端Scan1相连;
第四开关器件T4的信号输入端4a与第二参考信号端Ref2相连,第四开关器件T4的控制端4c分别与第五开关器件T5的控制端5c和发光控制信号端EM相连;
发光器件D1的第一端o1与第五开关器件T5的信号输出端5b相连,发光器件D1的第二端o2与第三参考信号端Ref3相连。
本发明实施例提供的上述像素电路,由于第三开关器件的信号输入端与驱动晶体管的漏极相连,第三开关晶体管的信号输出端与驱动晶体管的栅极和第一电容相连,因此利用第三开关器件和第一电容可以补偿驱动控制模块中的阈值电压的漂移,从而使驱动晶体管驱动发光器件发光的工作电流仅与数据信号端输入的数据信号的电压和第二参考信号端的电压有关,与驱动晶体管的阈值电压无关,能避免阈值电压对发光器件的影响,从而使驱动发光器件发光的工作电流保持稳定,提高了显示装置显示区域图像亮度的均匀性。
下面对本发明实施例提供的上述像素电路的工作原理进行简要介绍。
具体地,本发明实施例提供的上述像素电路的工作分为三个阶段,分别为:复位阶段、补偿阶段和发光阶段;其中,
在复位阶段,在第一扫描信号端的控制下,第三开关器件将复位信号端发送的复位信号写入到第一电容的第二端。即在此阶段,第一扫描信号端控制第三开关器件处于导通状态,导通的第三开关器件将复位信号端发送的复位信号Vrset写入到第一电容的第二端,使第一电容的第二端的电压为Vrset,从而保证在此阶段中驱动晶体管的栅极处的电压为Vrset。
在补偿阶段,在复位控制信号端的控制下,第二开关器件将数据信号端发送的数据信号写入到第一电容的第一端,在第二扫描信号端的控制下,驱动晶体管块通过第一开关器件对第一电容进行充电。即在此阶段,第二扫描信号端控制第一开关器件处于导通状态,导通的第一开关器件使驱动晶体管变为二极管,从而第一参考信号端的电压Vref1导通该二极管后,对第一电容进行充电,直至第一电容的第二端的电压为Vref1-|Vth|为止,从而在驱动晶体管的栅极处实现了驱动晶体管的阈值电压|Vth|的存储。
在发光阶段,在发光控制信号端的控制下,第四开关器件、第五开关器件和第一电容共同控制驱动控制晶体管驱动发光器件发光;即在此阶段,发光控制信号端控制第四开关器件和第五开关器件处于导通状态,导通的第四开关器件将第二参考信号端的电压Vref2写入到第一电容的第一端,并且使驱动晶体管工作处于饱和状态,导通的第五开关器件将驱动晶体管的漏极与发光器件导通,驱动发光器件发光。
本发明实施例提供的上述像素电路中,驱动晶体管驱动发光器件发光的工作电流仅与数据信号端处输入的数据信号的电压和第二参考信号端的电压有关,与驱动晶体管的阈值电压无关,能避免阈值电压对发光器件的影响,即在使用相同的数据信号和相同的第二参考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。
在具体实施时,本发明实施例提供的上述像素电路中的发光器件D1一般为有机发光二极管(OLED)。发光器件D1在驱动晶体管M0的饱和电流的作用下实现发光显示。
在具体实施时,本发明实施例提供的上述像素电路中,驱动发光器件发光的驱动晶体管M0一般为P型晶体管。由于P型晶体管的阈值电压Vth为负值,为了保证驱动晶体管M0能正常工作,对应的第一参考信号端Ref1的电压需要为正电压,第三参考信号端Ref3的电压需要低于第一参考信号端Ref1的电压。下面都是以第三参考信号端Ref3的电压为零值为例进行说明。
具体地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素电路中,第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件和第五开关器件均为开关晶体管。
需要说明的是本发明上述实施例中提到的驱动晶体管和开关晶体管可以是薄膜晶体管(TFT,Thin Film Transistor),也可以是金属氧化物半导体场效应管(MOS,MetalOxide Scmiconductor),在此不做限定。在具体实施中,这些晶体管的源极和漏极可以互换,不做具体区分。在描述具体实施例是以驱动晶体管和开关晶体管都为薄膜晶体管为例进行说明的。
具体地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素电路中,开关晶体管的源极一般为开关器件的信号输入端,开关晶体管的漏极一般为开关器件的信号输出端,开关晶体管的栅极一般为开关器件的控制端。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素电路中,作为第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件或第五开关器件的开关晶体管可以为N型晶体管,也可以为P型晶体管,在此不作限定。当开关晶体管为N型晶体管时,开关晶体管的栅极接收的信号为高电平时,开关晶体管处于导通状态;当开关晶体管为P型晶体管时,开关晶体管的栅极接收的信号为低电平时,开关晶体管处于导通状态。
较佳地,为了简化像素电路的制作工艺流程,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图9a至图10b所示,第一开关器件T1、第二开关器件T2和第三开关器件T3可以均为N型晶体管,当然第一开关器件T1、第二开关器件T2和第三开关器件T3也可以均为P型晶体管。
较佳地,为了简化电路结构,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图10a和图10b所示,当第二开关器件T2和第三开关器件T3均为P型晶体管或均为N型晶体管时,复位控制信号端RS可以为第二扫描信号端Scan2,即第二扫描信号端Scan2同时控制第一开关器件T1和第二开关器件T2的导通与截止。
较佳地,为了简化电路结构,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图10a和图10b所示,复位信号端Rset可以为第一扫描信号端Scan1或者可以为第二参考信号端Ref2。当复位信号端Rset为第一扫描信号端Scan1时,第一扫描信号端Scan1既控制第三开关器件T3的导通与截止,又作为复位信号输入到第三开关器件T3的信号输入端。
较佳地,为了进一步简化电路结构,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图10a和图10b所示,当第二开关器件T2和第三开关器件T3均为P型晶体管或均为N型晶体管时,复位控制信号端RS为第二扫描信号端Scan2,同时,复位信号端Rset为第一扫描信号端Scan1;或者,复位控制信号端RS为第二扫描信号端Scan2,同时,复位信号端Rset为第二参考信号端Ref2。
较佳地,为了降低制作工艺,在本发明实施例提供的上述像素电路中,第四开关器件和第五开关器件均为P型晶体管或均为N型晶体管,在此不作限定。较佳地,为了简化电路结构,在本发明实施例提供的上述像素电路中,如图10a和图10b所示,第一参考信号端Ref1为第二参考信号端Ref2。
较佳地,在本发明实施例提供的上述像素电路中,为使驱动晶体管的栅极处的电压稳定,如图9b和图10b所示,还可以包括:第二电容C2;其中,
第二电容C2的第一端n1与第一参考信号端Ref1相连,第二电容C2的第二端n2与驱动晶体管M0的栅极相连。
较佳地,本发明实施例提供的上述像素电路中提到的驱动晶体管和作为开关器件的开关晶体管可以全部采用P型晶体管的设计,这样可以简化像素电路的制作工艺流程。当然,在具体实施时,本发明实施例提供的上述像素电路中,驱动晶体管采用P型晶体管,作为开关器件的开关晶体管可以全部采用N型晶体管的设计。
下面以上述像素电路中的驱动晶体管为P型晶体管、开关晶体管全部为N型晶体管为例对像素电路的工作原理进行详细的说明。
实例五:
以图9a所示的像素电路为例,图11为对应的电路时序图。
在复位阶段T1:复位控制信号端RS和第一扫描信号端Scan1的信号均为高电平信号,第二开关器件T2和第三开关器件T3处于导通状态;第二扫描信号端Scan2和发光控制信号端EM的信号均为低电平信号,第一开关器件T1、第四开关器件T4、第五开关器件T5和驱动晶体管M0处于截止状态。数据信号端Data的数据信号Vdata通过第二开关器件T2写入到第一电容C1的第一端,复位信号端Rset的复位信号Vrset通过第三开关器件T3写入到第一电容C1的第二端,使第一电容C1的第一端的电压为Vdata,第一电容C1的第二端的电压为Vrset,实现了在复位阶段使驱动晶体管M0的栅极处的电压为Vrset。
在补偿阶段T2:复位控制信号端RS和第二扫描信号端Scan2的信号均为高电平信号,第一开关器件T1和第二开关器件T2处于导通状态,同时导通的第一开关器件T1使驱动晶体管M0变为二极管;第一扫描信号端Scan1和发光控制信号端EM的信号均为低电平信号,第三开关器件T3、第四开关器件T4和第五开关器件T5处于截止状态。数据信号端Data发送的数据信号Vdata写入到第一电容C1的第一端,使第一电容C1的第一端m1的电压为Vdata;同时,第一参考信号端Ref1的电压Vref1导通二极管后,对第一电容C1进行充电,直至第一电容C1的第二端m2的电压为Vref1-|Vth|为止。此时,第一电容C1的两端的电压差为Vdata-Vref1+|Vth|,从而在驱动晶体管M0的栅极处实现了驱动晶体管M0的阈值电压|Vth|的存储。
在发光阶段T3:发光控制信号端EM的信号端为高电平信号,第四开关器件T4、第五开关器件T5和驱动晶体管M0处于导通状态,复位控制信号端RS、第一扫描信号端Scan1和第二扫描信号端Scan2的信号均为低电平信号,第一开关器件T1、第二开关器件T2和第三开关器件T3处于截止状态。第二参考信号端Ref2的电压Vref2写入到第一电容C1的第一端,使第一电容C1的第一端m1的电压由Vdata变为Vref2,根据电容电量守恒原理,为了保证第一电容C1的两端的电压差仍为Vdata-Vref1+|Vth|,第一电容C1的第二端m2的电压由Vref1-|Vth|跳变为Vref1-|Vth|+Vref2-Vdata。由于驱动晶体管M0工作处于饱和状态,根据饱和状态电流特性可知,流过驱动晶体管M0且用于驱动发光器件D1发光的工作电流IOLED满足公式:IOLED=K(Vsg–|Vth|)2=K[Vref1–(Vref1-|Vth|+Vref2-Vdata)–|Vth|]2=K(Vdata-Vref2)2,其中K为结构参数,相同结构中此数值相对稳定,可以算作常量。可以看出发光器件D1的工作电流IOLED已经不受驱动晶体管M0的阈值电压Vth影响,仅与数据信号端输入的信号电压Vdata和第二参考信号端的电压Vref2有关,彻底解决了由于驱动晶体管由于工艺制程以及长时间的操作造成的阈值电压Vth漂移,影响发光器件D1的工作电流IOLED,从而保证了发光器件D1的正常工作。
实例六:
以图9b所示的像素电路为例,图11为对应的电路时序图。
在复位阶段T1:工作原理与实例五中复位阶段的工作原理相同。在该阶段,第一电容C1的第一端m1的电压为Vdata,第一电容C1的第二端m2的电压为Vrset,实现了在复位阶段使驱动晶体管M0的栅极处的电压为Vrset。
在补偿阶段T2:工作原理与实例五中补偿阶段的工作原理相同。但是由于在补偿控制模块中增加了第二电容C2,因此在该阶段,第一参考信号端Ref1的电压Vref1对第一电容C1进行充电的同时,也对第二电容C2进行充电,使第一电容C1的两端的电压差为Vdata-Vref1+|Vth|,第二电容C2两端的电压差为|Vth|,从而在驱动晶体管M0的栅极处实现了驱动晶体管M0的阈值电压|Vth|的存储。
在发光阶段T3:工作原理与实例五中发光阶段的工作原理相同。但是由于有第一电容C1和第二电容C2的耦合作用,因此驱动晶体管M0的栅极处的电压为Vref1-|Vth|+(Vref2-Vdata)Cst1/(Cst1+Cst2),并且由于第二电容C2的增加,驱动晶体管M0的栅极处的电压会比较稳定。由于驱动晶体管M0工作处于饱和状态,根据饱和状态电流特性可知,流过驱动晶体管M0且用于驱动发光器件D1发光的工作电流IOLED满足公式:IOLED=K(Vsg–|Vth|)2=K{Vref1–[Vref1-|Vth|+(Vref2-Vdata)Cst1/(Cst1+Cst2)]–|Vth|]}2=K[(Vref2-Vdata)Cst1/(Cst1+Cst2)]2,其中K、Cst1和Cst2均为结构参数,相同结构中此数值相对稳定,可以算作常量。可以看出发光器件D1的工作电流IOLED已经不受驱动晶体管M0的阈值电压Vth影响,仅与数据信号端输入的信号电压Vdata和第二参考信号端的电压Vref2有关,彻底解决了由于驱动晶体管由于工艺制程以及长时间的操作造成的阈值电压Vth漂移,影响发光器件D1的工作电流IOLED,从而保证了发光器件D1的正常工作。
在此,只是以本发明实施例提供的像素电路中的两种结构为例进行了工作原理的说明,上述本发明实施例提供的其它结构的像素电路的工作原理与上述实例五和实例六相同,在此不作赘述。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种有机电致发光显示面板,包括多个本发明实施例提供的上述任一种像素电路。由于该有机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,因此该有机电致发光显示面板的实施可以参见像素电路的实施,重复之处不再赘述。
较佳地,为了简化电路结构,在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示面板中,如图12a和图12b所示,除了位于有机电致发光显示面板最后一行的像素电路之外,位于其余行的像素电路的第一扫描信号端Scan1均与像素电路所在行的扫描线scan n(其中,n为大于或等于1且小于N的正整数,N为有机电致发光显示面板中扫描线的数量)相连,第二扫描信号端Scan2均与像素电路所在行的下一行的扫描线scan n+1相连。
较佳地,为了简化电路结构,在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示面板中,当像素电路的具体结构为上述本发明实施例提供的上述5个开关晶体管和1个驱动晶体管的结构时,除了位于有机电致发光显示面板第一行的像素电路之外,位于其余行的像素电路的复位信号端也可以连接至上一级像素电路中第五开关晶体管的漏极,或第五开关管器件的信号输出端。
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有机电致发光显示面板,该显示装置可以是显示器、手机、电视、笔记本、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一种像素电路、有机电致发光显示面板及显示装置,包括:发光器件、第一电容、复位控制模块、驱动控制模块、补偿控制模块以及发光控制模块;在复位阶段,在第一扫描信号端的控制下,复位控制模块将复位信号端发送的复位信号写入到第一电容的第二端;在补偿阶段,在复位控制信号端的控制下,复位控制模块将数据信号端发送的数据信号写入到第一电容的第一端,在第二扫描信号端的控制下,驱动控制模块通过补偿控制模块对第一电容进行充电;在发光阶段,在发光控制信号端的控制下,发光控制模块和第一电容共同控制驱动控制模块驱动发光器件发光。由于补偿控制模块在补偿阶段可以补偿驱动控制模块中的阈值电压的漂移,因此,在发光阶段,可以使驱动控制模块驱动发光器件发光的工作电流仅与数据信号端输入的数据信号的电压和第二参考信号端的电压有关,与驱动控制模块中的阈值电压无关,能避免阈值电压对发光器件的影响,从而使驱动发光器件发光的工作电流保持稳定,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。