CN104575389A - 像素电路及其驱动方法、显示面板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种像素电路及其驱动方法、显示面板及显示装置。所述像素电路包括：第一充电模块、存储电容、第二充电模块、重置模块、驱动晶体管、发光控制模块和发光器件；第一充电模块、第二充电模块分别与存储电容的两端连接，用于向存储电容的两端充电；重置模块与存储电容的两端连接，用于将存储电容的两端的电压分别重置为其各自的初始电压；驱动晶体管的控制极与存储电容的与第二充电模块连接的一端连接，第一极与高电压端连接，第二极与第二充电模块连接；发光控制模块连接在驱动晶体管与发光器件之间，用于使驱动晶体管与发光器件导通或断开。上述像素电路可使发光器件的发光亮度在显示过程中保持稳定，从而能提高显示效果。

Description

像素电路及其驱动方法、显示面板及显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，具体地，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
有源矩阵有机发光二极管(Active Matrix Organic Light EmittingDiode，以下简称为AMOLED)显示面板利用OLED发出不同亮度的光线，使与OLED对应的像素显示具有相应的亮度；相对于传统的薄膜晶体管液晶显示面板(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，以下简称为TFT LCD)，AMOLED显示面板具有更快的反应速度，更高的对比度以及更广大的视角，是显示面板的一个重要的发展方向。
驱动OLED发光的电流可以用以下公式表示：
I OLED = β 2 ( Vgs - Vth ) 2
其中，Vgs为驱动晶体管的栅极与源极之间的电压差，β是与驱动晶体管的工艺参数和特征尺寸有关的参数，Vth为驱动晶体管的阈值电压。
根据上述公式，驱动发光器件OLED发光的驱动电流与驱动晶体管的阈值电压Vth有关，而在实际应用中，驱动晶体管的阈值电压Vth会在发光阶段发生变化，从而会影响发光器件OLED的发光亮度，进而会对AMOLED显示面板的显示效果产生不良影响。
发明内容
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、显示基板及显示装置，其可以避免驱动晶体管的阈值电压在显示过程中的变化对发光器件的发光亮度产生影响，使发光器件的发光亮度在显示过程中保持稳定。
为实现本发明的目的而提供一种像素电路，其包括：第一充电模块、存储电容、第二充电模块、重置模块、驱动晶体管、发光控制模块和发光器件；所述第一充电模块、第二充电模块分别与所述存储电容的两端连接，用于向所述存储电容的两端充电；所述重置模块与所述存储电容的两端连接，用于将所述存储电容的两端的电压分别重置为其各自的初始电压；所述驱动晶体管的控制极与所述存储电容的与所述第二充电模块连接的一端连接，第一极与高电压端连接，第二极与所述第二充电模块连接；所述发光控制模块连接在所述驱动晶体管与所述发光器件之间，用于使所述驱动晶体管与所述发光器件导通或断开。
其中，所述第一充电模块包括前充电单元和后充电单元；所述前充电单元用于在所述存储电容重置后，对存储电容进行充电，使所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端具有第一电压；所述后充电单元用于在所述前充电单元对所述存储电容充电后，对存储电容进行充电，使所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端具有第二电压。
其中，所述前充电单元包括第四晶体管，所述第四晶体管的控制极与栅极线连接，第一极与提供所述第一电压的第一数据线连接，第二极与所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端连接；所述后充电单元包括第五晶体管，所述第五晶体管的控制极与发光信号端连接，第一极与提供所述第二电压的第二数据线连接，第二极与所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端连接。
其中，所述第二充电模块包括第二晶体管；所述第二晶体管的控制极与栅极线连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述存储电容的与所述第二充电模块连接的一端连接。
其中，所述重置模块包括第一晶体管和第七晶体管；所述第一晶体管的控制极、第一极与复位信号端连接，第二极与所述存储电容的与所述第二充电模块连接的一端连接；所述第七晶体管的控制极与复位信号端连接，第一极与高电压端连接，第二极与所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端连接。
其中，所述发光控制模块包括第六晶体管，所述第六晶体管的控制极与发光信号端连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述发光器件连接。
其中，各所述晶体管为P型管。
其中，所述发光器件为OLED；所述OLED的阳极与所述第六晶体管的第二极连接，阴极与低电压端连接。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种上述像素电路的驱动方法，其包括：
在第一阶段，将存储电容两端的电压分别重置为其各自的初始电压的步骤；
在第二阶段，对存储电容的与第一充电模块连接的一端进行充电，使该端具有第一电压，以及对存储电容的与第二充电模块连接的一端充电的步骤；
在第三阶段，对存储电容的与第一充电模块连接的一端进行充电，使该端具有第二电压，以及使存储电容的与第二充电模块连接的一端具有预设电压的步骤；所述预设电压减去所述驱动晶体管的源极的电压和所述驱动晶体管的阈值电压之后的差值为所述第二电压减去第一电压的差值。
其中，各所述晶体管为P型管；在第一阶段，发光信号端输出高电平信号，复位信号端输出低电平信号，栅极线输出高电平信号；在第二阶段，发光信号端输出高电平信号，复位信号端输出高电平信号，栅极线输出低电平信号；在第三阶段，发光信号端输出低电平信号，复位信号端输出高电平信号，栅极线输出高电平信号。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种显示面板，其包括本发明提供的上述像素电路。
作为另一个技术方案，本发明还提供一种显示装置，其包括本发明提供的上述显示面板。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的像素电路，其可以避免驱动晶体管的阈值电压在显示过程中的变化对发光器件的发光亮度产生影响，从而有助于发光器件的发光亮度在显示过程中保持稳定，进而有助于提高显示效果。
本发明提供的驱动方法，其可以避免驱动晶体管的阈值电压在显示过程中的变化对发光器件的发光亮度产生影响，从而有助于发光器件的发光亮度在显示过程中保持稳定，进而有助于提高显示效果。
本发明提供的显示面板，其采用本发明提供的上述像素电路，可以避免驱动晶体管的阈值电压在显示过程中的变化对发光器件的发光亮度产生影响，从而有助于发光器件的发光亮度在显示过程中保持稳定，进而有助于提高显示效果。
本发明提供的显示装置，其采用本发明提供的上述显示面板，可以避免驱动晶体管的阈值电压在显示过程中的变化对发光器件的发光亮度产生影响，从而有助于发光器件的发光亮度在显示过程中保持稳定，进而有助于提高显示效果。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施方式提供的像素电路的结构图；
图2为图1所示像素电路的电路图；
图3为图2所示像素电路中各信号的时序图。
其中，附图标记：
1：第一充电模块；2：第二充电模块；3：重置模块；4：发光控制模块；5：发光器件；10：前充电单元；11：后充电单元；C：存储电容；T1：第一晶体管；T2：第二晶体管；T3：驱动晶体管；T4：第四晶体管；T5：第五晶体管；T6：第六晶体管；T7：第七晶体管；S1：第一数据线；S2：第二数据线；VDD：高电压端；VSS：低电压端；EM：发光信号端；RESET：复位信号端；Gate：栅极线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种像素电路的实施方式，图1为本发明实施方式提供的像素电路的结构图。如图1所示，所述像素电路包括：第一充电模块1、存储电容C、第二充电模块2、重置模块3、驱动晶体管T3、发光控制模块4和发光器件5；其中，所述第一充电模块1、第二充电模块2分别与所述存储电容C的两端连接，用于向所述存储电容C的两端充电；所述重置模块3与所述存储电容C的两端连接，用于将所述存储电容C的两端的电压分别重置为其各自的初始电压；所述驱动晶体管T3的控制极与所述存储电容C的与所述第二充电模块2连接的一端(即图1中的右端)连接，第一极与高电压端VDD连接，第二极与所述第二充电模块2连接；所述发光控制模块4连接在所述驱动晶体管T3与所述发光器件5之间，用于使所述驱动晶体管T3与所述发光器件5导通或断开。
在本实施方式提供的像素电路中，重置模块3首先对存储电容C的两端充电，使其两端的电压分别为其各自的初始电压；在上述重置复位过程完成后，第一充电模块1对存储电容C的与所述第一充电模块1连接的一端(即图1中的左端)进行充电，使存储电容C的左端具有第一电压Vdata，第二充电模块2对存储电容C的右端进行充电，使该端的电压为VDD+Vth，其中，VDD为高电压端VDD上的电压，Vth为驱动晶体管T3的阈值电压。
在上述过程完成后，第二充电模块2停止向存储电容C的右端充电，即使存储电容C处于以下状态：当存储电容C的左端的电压发生变化时，其右端的电压会随之变化。在此情况下，第一充电模块1向存储电容C的左端充电，使存储电容C的左端具有第二电压Vref，可以理解，这时，存储电容C的右端的电压会相应变化，其电压值应为：VDD+Vth+Vref－Vdata。
在上述过程中，发光控制模块4控制驱动晶体管T3与发光器件5之间断开；而在上述过程结束后，发光控制模块4控制驱动晶体管T3与发光器件5之间导通，这时，由驱动晶体管T3流向发光器件5的电流：
I = β 2 ( Vgs - Vth ) 2 = β 2 ( VDD + Vth + Vref - Vdata - VDD - Vth ) 2 = β 2 ( Vref - Vdata ) 2
上述电流即为驱动发光器件5发光的电流，由上述公式可知，该电流与驱动晶体管T3的阈值电压Vth无关，因此，发光器件5在显示过程中的亮度不会因驱动晶体管T3的阈值电压Vth的变化而变动，这样就可以提高发光器件5在显示过程中的发光亮度的稳定性，从而可以提高OLED显示装置的显示效果。
具体地，如图2所示，所述第一充电模块1包括前充电单元10和后充电单元11；所述前充电单元10用于在所述存储电容C重置后，对存储电容C进行充电，使所述存储电容C的与所述第一充电模块1连接的一端(即图2中的左端)具有第一电压Vdata；所述后充电单元11用于在所述前充电单元10对所述存储电容C充电后，对存储电容C进行充电，使所述存储电容C的与所述第一充电模块1连接的一端具有第二电压Vref。
进一步地，所述前充电单元10包括第四晶体管T4，所述第四晶体管T4的控制极与栅极线Gate连接，第一极与提供所述第一电压Vdata的第一数据线S1连接，第二极与所述存储电容C的与所述第一充电模块1连接的一端连接；所述后充电单元11包括第五晶体管T5，所述第五晶体管T5的控制极与发光信号端EM连接，第一极与提供所述第二电压Vref的第二数据线S2连接，第二极与所述存储电容C的与所述第一充电模块1连接的一端连接。
继续参看图2，所述第二充电模块2包括第二晶体管T2；所述第二晶体管T2的控制极与栅极线Gate连接，第一极与所述驱动晶体管T3的第二极连接，第二极与所述存储电容C的与所述第二充电模块2连接的一端(即图2中的右端)连接。
所述重置模块3包括第一晶体管T1和第七晶体管T7；其中，所述第一晶体管T1的控制极、第一极与复位信号端RESET连接，第二极与所述存储电容C的与所述第二充电模块2连接的一端(即图2中的右端)连接；所述第七晶体管T7的控制极与复位信号端RESET连接，第一极与高电压端VDD连接，第二极与所述存储电容C的与所述第一充电模块1连接的一端(即图2中的左端)连接。
所述发光控制模块4包括第六晶体管T6，所述第六晶体管T6的控制极与发光信号端EM连接，第一极与所述驱动晶体管T3的第二极连接，第二极与所述发光器件5连接。
所述发光器件5为OLED；所述OLED的阳极与所述第六晶体管T6的第二极连接，阴极与低电压端VSS连接。
在本实施方式中，需要说明的是，上述各晶体管的控制极是指其栅极，第一极、第二极分别表示其源极和漏极，其中，可以是第一极为源极、第二极为漏极，也可以使第一极为漏极、第二极为源极。
在本实施方式中，各所述晶体管可以为P型管。下面以上述各晶体管为P型管为例，结合图2和图3，对本实施方式提供的像素电路驱动像素发光的原理和过程进行详细描述。
首先，在第一阶段(重置阶段)，发光信号端EM输出高电平信号，使第五晶体管T5、第六晶体管T6关闭；复位信号端RESET输出低电平信号，使第一晶体管T1和第七晶体管T7开启；栅极线Gate输出高电平信号，使第二晶体管T2、第四晶体管T4关闭；也就是说，在第一阶段，仅第一晶体管T1和第七晶体管T7处于开启状态。在此情况下，高电压端VDD经第七晶体管T7向存储电容C的左端充电，使该端具有电压VDD，复位信号端RESET经第一晶体管T1向存储电容C的右端充电，使该端具有电压VRESET，该电压VDD和VRESET即分别为存储电容C两端的初始电压；同时，上述电压VRESET会在以后的第二阶段将驱动晶体管T3开启。
其次，在第二阶段，发光信号端EM输出高电平信号，使第五晶体管T5、第六晶体管T6关闭；复位信号端RESET输出高电平信号，使第一晶体管T1和第七晶体管T7关闭；栅极线Gate输出低电平信号，使第二晶体管T2、第四晶体管T4开启；也就是说，在第二阶段，仅第二晶体管T2、第四晶体管T4，以及驱动晶体管T3处于开启状态。在此情况下，第一数据线S1上的电压Vdata经第四晶体管T4输入到存储电容C的左端，使该端具有电压Vdata；高电压端VDD经驱动晶体管T3、第二晶体管T2向存储电容C的右端充电，直至存储电容C右端的电压达到使驱动晶体管T3关闭的电压值，根据二极管的特性(驱动晶体管T3和第二晶体管T2形成一个二极管结构)可知，在驱动晶体管T3关闭前，存储电容C右端的电压为VDD+Vth。
再其后，在第三阶段，发光信号端EM输出低电平信号，使第五晶体管T5、第六晶体管T6开启；复位信号端RESET输出高电平信号，使第一晶体管T1和第七晶体管T7关闭；栅极线Gate输出高电平信号，使第二晶体管T2、第四晶体管T4关闭；也就是，在第二阶段，仅第五晶体管T5、第六晶体管T6处于开启状态。在此情况下，首先，第二数据线S2上的电压Vref经第五晶体管T5输入到存储电容C的左端，使该端的电压由Vdata变为Vref，而由于存储电容C的右端不与电源连接，因此，存储电容C右端的电压会随着存储电容C左端电压的变化而变化，最终，存储电容C右端的电压值由VDD+Vth变为VDD+Vth+Vref－Vdata。
根据上述，在第三阶段，驱动晶体管T3的栅极(其电位等同于存储电容C的右端)的电压为：VDD+Vth+Vref－Vdata；驱动晶体管T3的源极的电压为VDD；因此，根据驱动晶体管T3的栅极和源极的电压差而产生的驱动电流：
I = β 2 ( Vgs - Vth ) 2 = β 2 ( VDD + Vth + Vref - Vdata - VDD - Vth ) 2 = β 2 ( Vref - Vdata ) 2
上述驱动电流经第六晶体管T6输入发光器件5中，驱使发光器件5发光。而由于上述驱动电流与驱动晶体管T3的阈值电压Vth无关，因此，发光器件的发光亮度不会因驱动晶体管T3的阈值电压Vth的变化而变动，这样就可以提高发光器件5在显示过程中的发光亮度的稳定性，从而可以提高OLED显示装置的显示效果。
综上所述，本发明实施方式提供的像素电路，其可以避免驱动晶体管T3的阈值电压Vth在显示过程中的变化对发光器件5的发光亮度产生影响，从而有助于发光器件5的发光亮度在显示过程中保持稳定，进而有助于提高显示效果。
本发明还提供一种像素的驱动方法的实施方式，所述驱动方法用于本发明上述实施方式提供的像素电路。在本实施方式中，所述驱动方法包括：
在第一阶段，将存储电容两端的电压分别重置为其各自的初始电压的步骤；
在第二阶段，对存储电容的与第一充电模块连接的一端进行充电，使该端具有第一电压，以及对存储电容的与第二充电模块连接的一端充电的步骤；
在第三阶段，对存储电容的与第一充电模块连接的一端进行充电，使该端具有第二电压，以及使存储电容的与第二充电模块连接的一端具有预设电压的步骤；所述预设电压减去所述驱动晶体管的源极的电压和所述驱动晶体管的阈值电压之后的差值为所述第二电压减去第一电压的差值。
具体地，如上述像素电路的实施方式中所描述的：在各所述晶体管(T1～T7)为P型管的情况下，在第一阶段，发光信号端输出高电平信号，复位信号端输出低电平信号，栅极线输出高电平信号；在第二阶段，发光信号端输出高电平信号，复位信号端输出高电平信号，栅极线输出低电平信号；在第三阶段，发光信号端输出低电平信号，复位信号端输出高电平信号，栅极线输出高电平信号。
此外，由于在上述像素电路的实施方式中已有了详细描述，上述第一阶段、第二阶段、第三阶段的具体过程不再赘述。
本发明实施方式提供的驱动方法，可以避免驱动晶体管的阈值电压在显示过程中的变化对发光器件的发光亮度产生影响，从而有助于发光器件的发光亮度在显示过程中保持稳定，进而有助于提高显示效果。
本发明还提供一种显示面板的实施方式，在本实施方式中，所述显示面板包括本发明上述实施方式提供的像素电路。
本发明实施方式提供的显示面板，其采用本发明上述实施方式提供的像素电路，可以避免驱动晶体管的阈值电压在显示过程中的变化对发光器件的发光亮度产生影响，从而有助于发光器件的发光亮度在显示过程中保持稳定，进而有助于提高显示效果。
本发明还提供一种显示装置的实施方式，在本实施方式中，所述显示装置包括本发明上述实施方式提供的显示面板。
本发明实施方式提供的显示装置，其采用本发明上述实施方式提供的显示面板，可以避免驱动晶体管的阈值电压在显示过程中的变化对发光器件的发光亮度产生影响，从而有助于发光器件的发光亮度在显示过程中保持稳定，进而有助于提高显示效果。
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。

Claims (12)

1.一种像素电路，其特征在于，包括：第一充电模块、存储电容、第二充电模块、重置模块、驱动晶体管、发光控制模块和发光器件；
所述第一充电模块、第二充电模块分别与所述存储电容的两端连接，用于向所述存储电容的两端充电；
所述重置模块与所述存储电容的两端连接，用于将所述存储电容的两端的电压分别重置为其各自的初始电压；
所述驱动晶体管的控制极与所述存储电容的与所述第二充电模块连接的一端连接，第一极与高电压端连接，第二极与所述第二充电模块连接；
所述发光控制模块连接在所述驱动晶体管与所述发光器件之间，用于使所述驱动晶体管与所述发光器件导通或断开。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述第一充电模块包括前充电单元和后充电单元；
所述前充电单元用于在所述存储电容重置后，对存储电容进行充电，使所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端具有第一电压；
所述后充电单元用于在所述前充电单元对所述存储电容充电后，对存储电容进行充电，使所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端具有第二电压。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述前充电单元包括第四晶体管，所述第四晶体管的控制极与栅极线连接，第一极与提供所述第一电压的第一数据线连接，第二极与所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端连接；
所述后充电单元包括第五晶体管，所述第五晶体管的控制极与发光信号端连接，第一极与提供所述第二电压的第二数据线连接，第二极与所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端连接。
4.根据权利要求3所述的像素电路，其特征在于，所述第二充电模块包括第二晶体管；
所述第二晶体管的控制极与栅极线连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述存储电容的与所述第二充电模块连接的一端连接。
5.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述重置模块包括第一晶体管和第七晶体管；
所述第一晶体管的控制极、第一极与复位信号端连接，第二极与所述存储电容的与所述第二充电模块连接的一端连接；
所述第七晶体管的控制极与复位信号端连接，第一极与高电压端连接，第二极与所述存储电容的与所述第一充电模块连接的一端连接。
6.根据权利要求5所述的像素电路，其特征在于，所述发光控制模块包括第六晶体管，所述第六晶体管的控制极与发光信号端连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述发光器件连接。
7.根据权利要求6所述的像素电路，其特征在于，各所述晶体管为P型管。
8.根据权利要求6或7所述的像素电路，其特征在于，所述发光器件为OLED；所述OLED的阳极与所述第六晶体管的第二极连接，阴极与低电压端连接。
9.一种权利要求1～8任意一项所述的像素电路的驱动方法，其特征在于，包括：
在第一阶段，将存储电容两端的电压分别重置为其各自的初始电压的步骤；
在第二阶段，对存储电容的与第一充电模块连接的一端进行充电，使该端具有第一电压，以及对存储电容的与第二充电模块连接的一端充电的步骤；
在第三阶段，对存储电容的与第一充电模块连接的一端进行充电，使该端具有第二电压，以及使存储电容的与第二充电模块连接的一端具有预设电压的步骤；所述预设电压减去所述驱动晶体管的源极的电压和所述驱动晶体管的阈值电压之后的差值为所述第二电压减去第一电压的差值。
10.根据权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，所述像素单元为权利要求7所述的像素单元；
在第一阶段，发光信号端输出高电平信号，复位信号端输出低电平信号，栅极线输出高电平信号；
在第二阶段，发光信号端输出高电平信号，复位信号端输出高电平信号，栅极线输出低电平信号；
在第三阶段，发光信号端输出低电平信号，复位信号端输出高电平信号，栅极线输出高电平信号。
11.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1～8任意一项所述的像素电路。
12.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求11所述的显示面板。
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