CN104361858A - 电压驱动像素电路、显示面板及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电压驱动像素电路、显示面板及其驱动方法。该电压驱动像素电路包括:任意两个电源线和连接在每个电源线中的负载,其特征在于,在所述任意两个电源线之间包括一个或者多个与门电路。借助于本发明的电压驱动像素电路,使得电源线在发光阶段形成网状结构,避免各行像素中电源线电压Vdd在发光阶段的电压变化,从而改善可变的电源线电压Vdd的横向电阻压降及串扰现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种电压驱动像素电路、包含该电压驱动像素电路的显示面板以及电压驱动像素电路的驱动方法。
背景技术
近年来,有机发光二极管(organic light emitting diode, OLED)成为国内外非常热门的新兴平面显示器产品,这是因为OLED显示器具有自发光、广视角、短反应时间、高发光效率、广色域、低工作电压、面板薄、可制作大尺寸与可挠曲的面板及制程简单等特性,而且它还具有低成本的潜力。
在例如OLED的大尺寸显示应用中,由于背板电源线存在一定电阻,且所有像素的驱动电流都由电源线上的电源线电压Vdd提供,因此在背板中靠近电源线电压Vdd的供电位置区域的电源电压比离供电位置较远区域的电源电压要高,这种现象被称为电阻压降(IR Drop)。由于电源线电压Vdd与电流相关,电阻压降会造成不同区域的电流差异,进而在显示时产生云纹(mura)现象。云纹现象在本领域中是公知的,它实际上是指人眼感知的例如OLED显示器在电流和亮度上的差异。例如,对于带补偿电路的各行电源线电压Vdd单独驱动的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)器件,图1示意性示出了现有技术的像素中横向配阻、纵向配阻和发光二极管的排列。如图1所示,其中电源线电压Vdd所在行中的负载RVdd例如包括四个负载,统称为横向配阻,每个负载分别由RVdd1、RVdd2、RVdd3、RVdd4表示。第二行中示出了四个发光二极管D1、D2、D3、D4。第三行是与第一行中的布置相同,没有示出。四个负载RVdd1、RVdd2、RVdd3、RVdd4都通过电源线的电源线电压Vdd供电。在特定的情况下,发光二极管D2、D3不需要发光,发光二极管D1、D4发光。由于四个负载RVdd1、RVdd2、RVdd3、RVdd4中的每个都产生一定的压降,因此发光二极管D1、D4相对于电源线电压Vdd的距离不同,提供给发光二极管D1、D4的电压和电流都已经不同,从而在即使发光二极管D1、D4发射相同颜色的情况下,但发光二极管D1、D4的亮度不同,即,灰度级不同,从而产生云纹现象。图2示意性示出了根据图1的现有技术像素在发光情况下产生的云纹。详细来说,如图2所示,上下两行,即第n行和第n+2行无暗区,两行像素全亮,第n行和第n+2行中的区域1都是全亮。第n+1行中的区域2接近电源线电压Vdd(IC绑定区域),第n+1行中区域3为暗区,没有纵向配阻,即发光二极管D2、D3不需要发光,发光二极管D1、D4发光,存在纵向配阻。由于四个负载RVdd1、RVdd2、RVdd3、RVdd4的存在,从接近电源线电压Vdd的区域2到距离电源线电压Vdd较远位置的区域4,亮度渐渐变暗,即区域4比区域2暗淡一些。人眼感觉的效果是区域2比区域1亮很多,区域4比区域1稍亮一些,区域3则为暗区。
因此,在现有技术中迫切需要改进电阻压降造成的云纹现象以及由此产生的图像显示之间的串扰。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种电压驱动像素电路、包含该电压驱动像素电路的显示面板以及电压驱动像素电路的驱动方法,其能够解决或者至少缓解现有技术中存在的至少一部分缺陷。
根据本发明的第一个方面,提供了一种电压驱动像素电路,可以包括:任意两个电源线和连接在每个电源线中的负载,其特征在于,在所述任意两个电源线之间包括一个或者多个与门电路。
借助于本发明的电压驱动像素电路,通过在像素中增加两个或者多个单独控制的薄膜晶体管形成与门,并连接相邻两行电源线电压Vdd的走线,使其在发光阶段形成网状电源线电压Vdd结构,避免各行电源线电压Vdd在发光阶段的电压变化,从而改善可变的电源线电压Vdd的横向电阻压降及串扰现象。
在本发明的一个实施例中,在所有任意两个电源线之间包括一个或者多个与门电路。
在本发明的另一个实施例中,任意两个电源线是奇数行电源线。
在本发明的又一个实施例中,任意两个电源线是偶数行电源线。
在本发明的再一个实施例中,任意两个电源线相邻。
在本发明的又一个实施例中,距离电源线输入侧越远,布置的与门电路越多。
在本发明的一个实施例中,每个与门电路仅仅在任意两个电源线都是高电压的时间段导通。
在本发明的另一个实施例中,每个所述与门电路包括两个薄膜晶体管。
在本发明的再一个实施例中,任意两个电源线中的第n电源线连接到第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的漏极,任意两个电源线中的第n+1电源线连接到第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的源极,第一薄膜晶体管的源极连接到第二薄膜晶体管的栅极。
在本发明的又一个实施例中,每个所述与门电路包括三个以上的薄膜晶体管。
根据本发明的第二个方面,提供了一种显示面板,包括如上所述的电压驱动像素电路。
根据本发明的第三个方面,提供了一种驱动上述电压驱动像素电路的方法,其中每个与门电路仅仅在任意两个电源线都是高电压的时间段导通。
借助于本发明的显示面板和驱动上述电压驱动像素电路的方法,避免各行电源线电压Vdd在发光阶段的电压变化,从而改善可变的电源线电压Vdd的横向电阻压降及串扰现象。
附图说明
通过对结合附图示出的实施例进行详细说明,本发明的上述以及其他特征将更加明显,其中:
图1示意性示出了现有技术的像素中横向配阻、纵向配阻和发光二极管的排列。
图2示意性示出了根据图1的现有技术像素在发光情况下产生的云纹。
图3示意性示出了根据本发明一个实施例的像素中的电压驱动像素电路。
图4示意性示出了根据图3所示的电压驱动像素电路中两条电源线中的电压与时间关系图。
具体实施方式
首先需要指出的是,在本发明中提到的关于位置和方向的术语,诸如“上”、“下”、“左”、“右”、等,是从附图的纸面正面观察时所指的方向。因此本发明中的“上”、“下”、“左”、“右”、等关于位置和方向的术语仅仅表示附图所示情况下的相对位置关系,这只是出于说明的目的而给出的,并非意在限制本发明的范围。
下面,将参考附图1-4详细地描述本发明。
在背景技术中已经详细描述了图1和图2所示的现有技术中由于相邻两行的电源线中横向配阻产生的电阻压降,从而产生了区域3中所示的云纹。
图3示意性示出了根据本发明一个实施例的像素中的电压驱动像素电路20,可以包括:任意两个电源线和连接在每个电源线中的负载,其中在任意两个电源线之间包括一个或者多个与门电路。例如,电压驱动像素电路20可以包括第一电源线和连接在所述第一电源线中的第一负载,第二电源线和连接在所述第二电源线中的第二负载……第n电源线和连接在所述第n电源线中的第n负载,第n+1电源线和连接在所述第n+1电源线中的第n+1负载……,其中在任意两个相邻电源线之间包括与门电路。图3中的电压驱动像素电路20示出了其中的第n电源线Vdd(n)和连接在所述第n电源线中的第n负载。需要指出的是,在本发明的各个实施例中提到的负载,或者具体地提到的第一负载、第二负载……第n负载、第n+1负载等并不意味着这些负载仅仅代表一个负载,而是可以代表一系列负载。这样的表述仅仅是为了将第一电源线、第二电源线……第n电源线、第n+1电源线中的负载相区分而采用的,并不具有限制性的含义。例如第一电源线中的第一负载可以包含多个负载,第二电源线中的第二负载……第n电源线中的第n负载、第n+1电源线中的第n+1负载都可以包含多个负载。至于在每条电源线中的负载数量和种类,可以根据不同的情况而定,这一点对于本领域技术人员来讲是不难理解的。本发明的发明点不在于此,因此不再赘述。
图3中示意性示出了第n电源线中的负载Rn和负载Rn+1,以及第n+1电源线中的负载R′n和负载R′n+1。正如上面提到的,这里所示的负载Rn、负载Rn+1、负载R′n、负载R′n+1仅仅是示意性的,并不意味着第n电源线中只包括负载Rn和负载Rn+1,也不意味着第n+1电源线中仅仅包括负载R′n和负载R′n+1。图3中示出了在任意两个相邻电源线之间包括与门电路。例如,在第n电源线和第n+1电源线之间包括与门电路,其中第n电源线的电源线电压或者称为供电电压是Vdd(n),第n+1电源线的电源线电压或者称为供电电压是Vdd(n+1)。在本发明的其他变型的实施例中,所述任意两个电源线可以相邻,例如在图3中示出的。所述任意两个电源线也可以是奇数行电源线,需要说明的是,所述奇数行电源线可以是相邻的奇数行电源线也可以是不相邻的奇数行电源线,考虑到电源的电压之间的传输距离的影响以及成本影响,这里以相邻的奇数行电源线为例,例如在第一行与第三行、或者第三行与第五行、或者第五行与第七行……之间设置与门电路。优选的,在所有相邻的奇数行电源线之间都设置有与门电路,这样更加有利于各行的电源线电压Vdd尽量接近,避免各行电源线电压Vdd在发光阶段的电压变化,从而改善可变的电源线电压Vdd的横向电阻压降及串扰现象。
备选的,所述任意两个电源线是偶数行电源线,需要说明的是,所述偶数行电源线可以是相邻的偶数行电源线也可以是不相邻的偶数行电源线,考虑到电源的电压之间的传输距离的影响以及成本影响,这里以相邻的偶数行电源线为例,例如在第二行与第四行、或者第四行与第六行、或者第六行与第八行……之间设置与门电路。优选的,在所有的偶数行电源线之间都设置有与门电路,这样更加有利于各行的电源线电压Vdd尽量接近,避免各行电源线电压Vdd在发光阶段的电压变化,从而改善可变的电源线电压Vdd的横向电阻压降及串扰现象。
备选的,在所有任意两个电源线之间都设置有与门电路,从成本上考虑,更优选的是,在所有相邻的电源线之间都设置有与门电路,即,在第一行与第二行、第二行与第三行、第三行与第四行……之间都设置有与门电路,这样更加有利于各行的电源线电压Vdd尽量接近,避免各行电源线电压Vdd在发光阶段的电压变化,从而改善可变的电源线电压Vdd的横向电阻压降及串扰现象。
还需要指出的是,就每个电源线来讲,该电源线中的每个负载都会产生一定的电压降,这是避免不了的。随着距离电源线输入侧越远,产生的电压降越多。例如,如果图3中的第n电源线中的电源线电压Vdd(n)是从图中的左侧输入的话(未示出),则在负载Rn和负载Rn+1上都会产生一定的电压降。此时,距离电源线输入侧越远,电压越低。例如,负载Rn的左侧电压比负载Rn的右侧电压(即负载Rn+1的左侧电压)高,而负载Rn+1的左侧电压比负载Rn+1的右侧电压高,在这样的情况下,随着负载布置的数量越来越多,电压会越来越低,这样沿着可变的电源线电压Vdd的横向电阻压降及串扰现象会很严重。为了避免这样的情况,距离电源线输入侧越远,布置的与门电路数量越多。即,布置在任意两个电源线之间的与门电路,随着距离电源线输入侧越远,布置的与门电路越来越多,这一点本领域技术人员是不难理解的。
在本发明的一个实施例中,每个与门电路可以包括两个薄膜晶体管,例如图3中示出的薄膜晶体管T1和T2。这两个薄膜晶体管T1和T2可以是任意类型的薄膜晶体管,例如共面型、反共面型、错列型、反错列型、底栅型或者顶栅型薄膜晶体管等等都是可以的,这一点本领域技术人员是可以理解的。
图3所示的与门电路仅仅示意性示出了在第n电源线和第n+1电源线之间包括与门电路。为了尽量避免各个电源线所在行中的电源线电压在发光阶段期间出现电压变化,优选的是,在任意两个相邻电源线之间包括与门电路。例如,在第一电源线和第二电源线之间、在第二电源线和第三电源线之间、在第三电源线和第四电源线之间……第n电源线和第n+1电源线之间都存在与门电路,如在上面已经提到的。每个与门电路的结构可以相同,例如都采取图3所示的结构。每个与门电路的结构也可以不同,例如采取由三个或者更多个薄膜晶体管组成的与门电路结构。虽然在本发明的附图中没有示出由三个或者更多个薄膜晶体管组成的与门电路结构,但本领域技术人员根据本发明的教导和现有技术的知识,是不难实现这一点的。
在图3所示的电压驱动像素电路20中,其中任意两个电源线中的例如第n电源线连接到第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2的漏极,例如第一薄膜晶体管T1和第二薄膜晶体管T2的漏极通过公共节点a连接到第n电源线中的负载Rn和负载R(n+1)之间。任意两个电源线中的例如第n+1电源线连接到第一薄膜晶体管T1的栅极和第二薄膜晶体管T2的源极,例如第一薄膜晶体管T1的栅极和第二薄膜晶体管T2的源极通过公共节点b连接到第n+1电源线中的负载R′n和负载R′(n+1)之间。第一薄膜晶体管T1的源极连接到第二薄膜晶体管T2的栅极。例如第一薄膜晶体管T1的源极经由节点c连接到第二薄膜晶体管T2的栅极。图3中所示的位于第n电源线和第n+1电源线之间的与门电路仅仅是示意性的,在第一电源线和第二电源线之间、在第二电源线和第三电源线之间、在第三电源线和第四电源线之间……第n电源线和第n+1电源线之间存在的与门电路可以具有类似的连接方式。例如采取由三个或者更多个薄膜晶体管组成的与门电路结构。
图4示意性示出了根据图3所示的电压驱动像素电路中两条电源线中的电压与时间关系图。在图4所示的电压与时间的关系图中,示意性示出了三个阶段P1、P2和P3。
在阶段P1期间,第n电源线中的电源线电压Vdd(n)是低电压,即节点a为低电压。此时,第n+1电源线中的电源线电压Vdd(n+1)是高电压,即节点b为高电压。在阶段P1,薄膜晶体管T1的栅极是高电压,因此薄膜晶体管T1导通。由于薄膜晶体管T2的栅极所连接的节点c处于接近于节点a的低电压状态,因此薄膜晶体管T2处于截止状态,并没有导通。这样,在第n电源线和第n+1电源线之间的与门电路没有导通,相应的电源线电压Vdd(n)和电源线电压Vdd(n+1)没有互联。在阶段P1期间,由于第n电源线中的电源线电压Vdd(n)是低电压,因此完成了补偿动作。这样补偿动作包括在低电压期间的放电或者信号写入等。本领域技术人员知晓的是,在例如OLED显示器的显示过程中,这些用于放电或者信号写入等的低电压阶段是必不可少的。
在阶段P2期间,在本领域的显示技术中,例如OLED中,通常是逐行显示的,在第n电源线中的像素单元显示完成之后,该图像将前进到第n+1电源线,即,在阶段P2,第n+1电源线中的电源线电压Vdd(n+1)处于低电压状态,而此时第n电源线中的电源线电压Vdd(n)是高电压。在阶段P2期间,第n电源线中的电源线电压Vdd(n)是高电压,即节点a为高电压。此时,第n+1电源线中的电源线电压Vdd(n+1)是低电压,即节点b为低电压。在阶段P2,薄膜晶体管T1的栅极是低电压,因此薄膜晶体管T1截止。由于薄膜晶体管T2的栅极所连接的节点c继续维持之前的低电压状态,因此薄膜晶体管T2处于截止状态。这样,在第n电源线和第n+1电源线之间的与门电路没有导通,相应的电源线电压Vdd(n)和电源线电压Vdd(n+1)没有互联。在阶段P2期间,由于第n+1电源线中的电源线电压Vdd(n+1)是低电压,因此完成了补偿动作。这样补偿动作包括在低电压期间的放电或信号写入等。本领域技术人员知晓的是,在例如OLED显示器的显示过程中,这些用于放电或者信号写入等的低电压阶段也是必不可少的。
在阶段P3期间,随着逐行显示的进行,在第n+1电源线中的像素单元显示完成之后,该图像将前进到第n+2电源线,即,在阶段P3,第n+2电源线中的电源线电压Vdd(n+2)处于低电压状态,而此时第n电源线中的电源线电压Vdd(n)、第n+1电源线中的电源线电压Vdd(n+1)都是高电压。在图4中没有示出第n+2电源线以及相应的电源线电压。但本领域技术人员根据上述的介绍是不难理解的。在阶段P3期间,第n电源线中的电源线电压Vdd(n)是高电压,即节点a为高电压。此时,第n+1电源线中的电源线电压Vdd(n+1)也是高电压,即节点b为高电压。在阶段P3,薄膜晶体管T1的栅极是高电压,因此薄膜晶体管T1导通。由于薄膜晶体管T2的栅极所连接的节点c处于接近于节点a的高电压状态,因此薄膜晶体管T2也处于导通状态。这样,在第n电源线和第n+1电源线之间的与门电路导通,相应的电源线电压Vdd(n)和电源线电压Vdd(n+1)互联。这样,在阶段P3,实现了在发光阶段电源线电压Vdd(n)和电源线电压Vdd(n+1)之间的互联。备选的,由于在P3阶段可以实现第一电源线中的电源线电压Vdd(1)、第二电源线中的电源线电压Vdd(2)、第三电源线中的电源线电压Vdd(3)……第n电源线中的电源线电压Vdd(n)、第n+1电源线中的电源线电压Vdd(n+1)……之间的互联,使得在发光阶段,例如阶段P3期间,各个电源线电压构成了网状的电源线电压Vdd结构。本发明的目的并不在于如何消除电源线电压Vdd或者电源线电压Vdd(n+1)中的低电压阶段,也不在于如何消除阶段P1和阶段P2的存在,而是在于如何在阶段P3期间避免各行的电源线电压Vdd在发光阶段期间的变化,从而使得各行的电源线电压Vdd尽量接近,即,第一电源线中的电源线电压Vdd(1)、第二电源线中的电源线电压Vdd(2)、第三电源线中的电源线电压Vdd(3)……第n电源线中的电源线电压Vdd(n)、第n+1电源线中的电源线电压Vdd(n+1)……尽量接近。从而改善了可变电源横向的电阻压降以及图像之间的串扰,因此避免了图像显示中云纹的产生。
根据上面三个阶段P1、P2和P3的分析可知,每个所述与门电路仅仅在两个电源线都是高电压的时间段导通,在任意一个电源线的电源线电压Vdd为低电压的情况下,与该任意一个电源线相连的与门电路都没有导通。
在本发明的另一个实施例中,每个所述与门电路可以包括三个以上的薄膜晶体管。虽然在本发明的附图中没有示出这样的情形,但本领域技术人员根据本发明的上述教导是不难理解的。需要指出的是,随着集成电路集成度的增加,单位面积的集成电路上集成元件数量越来越多。优选的是,在两个相邻电源线之间提供由两个薄膜晶体管构成的与门电路,这样可以占据较小的集成电路的面积,另外使用较少的晶体管,还可以降低制作的成本。
需要指出的是,虽然在图3和图4中是以两个相邻电源线以及连接在它们之间的与门电路进行描述的,但本发明的实施例并不局限于电源线相邻的情形。正如发明人在上面已经提到的,与门电路可以设置在任意两个电源线之间,例如在相邻电源线之间、在奇数行电源线之间、在偶数行电源线之间都可以设置与门电路,这一点本领域技术人员是不难理解的。
根据本发明的第二个方面,提供一种显示面板,其可以包括如上所述的电压驱动像素电路。
根据本发明的第三个方面,提供一种驱动上述电压驱动像素电路的方法,其中每个所述与门电路仅仅在任意两个电源线都是高电压的时间段导通。在任意一个电源线的电源线电压为低电压的情况下,与该任意一个电源线相连的与门电路都没有导通。
虽然已经参考目前考虑到的实施例描述了本发明,但是应该理解本发明不限于所公开的实施例。相反,本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围之内所包括的各种修改和等同布置。以下权利要求的范围符合最广泛解释,以便包含每个这样的修改及等同结构和功能。
Claims (12)
1. 一种电压驱动像素电路,包括:任意两个电源线和连接在每个电源线中的负载,其特征在于,在所述任意两个电源线之间包括一个或者多个与门电路。
2. 根据权利要求1所述的电压驱动像素电路,其特征在于,所有任意两个电源线之间均包括一个或者多个所述与门电路。
3. 根据权利要求1所述的电压驱动像素电路,其特征在于,所述任意两个电源线是奇数行电源线。
4. 根据权利要求1所述的电压驱动像素电路,其特征在于,所述任意两个电源线是偶数行电源线。
5. 根据权利要求1-4所述的任一项电压驱动像素电路,其特征在于,所述任意两个电源线相邻。
6. 根据权利要求1所述的电压驱动像素电路,其特征在于,距离电源线输入侧越远,布置的与门电路越多。
7. 根据权利要求1所述的电压驱动像素电路,其特征在于,所述与门电路仅仅在所述任意两个电源线都是高电压的时间段导通。
8. 根据权利要求7所述的电压驱动像素电路,其特征在于,每个所述与门电路包括两个薄膜晶体管。
9. 根据权利要求8所述的电压驱动像素电路,其特征在于,所述任意两个电源线中的第n电源线连接到第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的漏极,所述任意两个电源线中的第n+1电源线连接到第一薄膜晶体管的栅极和第二薄膜晶体管的源极,第一薄膜晶体管的源极连接到第二薄膜晶体管的栅极。
10. 根据权利要求7所述的电压驱动像素电路,其特征在于,每个所述与门电路包括三个以上的薄膜晶体管。
11. 一种显示面板,包括如权利要求1-10中任一项所述的电压驱动像素电路。
12. 一种驱动权利要求1-10中任一项所述的电压驱动像素电路的方法,其中每个所述与门电路仅仅在所述任意两个电源线都是高电压的时间段导通。
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