CN105405395B - 一种像素结构、其驱动方法及相关显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种像素结构、其驱动方法及相关显示装置,包括N个发光器件、与各发光器件一一对应连接的像素补偿电路、以及一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,其中,N为大于0的正整数;通过将多个像素补偿电路均连接同一个电位转换电路以及同一个电压输入控制电路,相当于使多个像素补偿电路共用一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,这与现有技术中各像素补偿电路中均包括有一个用于控制电源电压以及参考信号的输入的控制模块相比,可以简化各像素补偿电路的结构,从而可以降低像素区域中像素补偿电路的占用面积,进而提高每个像素区域的开口率。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种像素结构、其驱动方法及相关显示装置。
背景技术
有机电致发光显示器(Organic Light Emitting Diode,OLED)是当今平板显示器研究领域的热点之一,与液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)相比,OLED显示器具有低能耗、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、数码相机等显示领域,OLED显示器已经开始取代传统的LCD显示器。其中,用于控制发光器件发光的像素补偿电路设计是OLED显示器的核心技术内容,具有重要的研究意义。
现有的OLED显示器中包括多个像素区域,每个像素区域包括一个发光器件以及与该发光器件对应连接的一个用于驱动发光器件发光的像素补偿电路。像素补偿电路一般由补偿模块以及用于向补偿模块提供电源电压以及参考信号的控制模块组成,各模块中一般包括多个开关晶体管。因此在现有的OLED显示器中,像素补偿电路会占用像素区域中较大的面积,从而使OLED显示器的像素开口率降低。
发明内容
本发明实施例提供了一种像素结构、其驱动方法及相关显示装置,通过将多个像素补偿电路共用同一个电压输入控制电路以及同一个电位转换电路,可以简化各像素补偿电路的结构,以提高像素区域的开口率。
因此,本发明实施例提供了一种像素结构,包括N个发光器件、以及与各所述发光器件的第一端一一对应连接的像素补偿电路;还包括:一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,其中,N为大于0的正整数;
所述电位转换电路的第一输入端与第一电源端相连,第二输入端与第二电源端相连,第三输入端与参考信号端相连,第一控制端与第一电位转换端相连,第二控制端与第二电位转换端相连,第一输出端与各所述像素补偿电路相连,第二输出端与各所述发光器件的第二端相连;所述电位转换电路用于在所述第一电位转换端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述发光器件,同时将所述参考信号端的电压提供给各所述像素补偿电路,在所述第二电位转换端的控制下将所述第二电源端的电压分别提供给各所述发光器件和各所述像素补偿电路;
所述电压输入控制电路的输入端与所述第一电源端相连,第一输出端和第二输出端分别与各所述像素补偿电路相连,第一控制端与充电控制端相连,第二控制端与发光控制端相连;所述电压输入控制电路用于在所述充电控制端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述像素补偿电路,以对各所述像素补偿电路充电,在所述发光控制端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述像素补偿电路,以控制所述像素补偿电路驱动所述发光器件发光;
所述第一电源端的电压和所述参考信号端的电压均高于所述第二电源端的电压。
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结构中,所述像素补偿电路具体包括:数据写入模块,补偿控制模块和驱动控制模块;其中,
所述数据写入模块,其第一端与扫描信号端相连,第二端与数据信号端相连,第三端分别与所述驱动控制模块的第一端以及所述发光器件的第一端相连;所述数据写入模块用于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驱动控制模块的第一端;
所述补偿控制模块,其第一端与补偿控制端相连,第二端分别与所述电压输入控制电路的第一输出端、所述驱动控制模块的第二端以及第一节点相连,第三端分别与所述电压输入控制电路的第二输出端、所述驱动控制模块的第三端相连,第四端与所述电位转换电路的第一输出端以及第二节点相连;所述补偿控制模块用于,在所述电位转换电路的第一输出端和所述电压输入控制电路的第一输出端的控制下实现充电,在所述补偿控制端的控制下使所述第一节点与所述驱动控制模块的第一端导通,以将所述驱动控制模块的阈值电压以及所述驱动控制模块的第一端的电压均储存于所述第一节点;
所述驱动控制模块,用于在所述第一节点和所述电压输入控制电路的第二输出端的控制下驱动所述发光器件发光。
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结构中,所述电位转换电路包括:第一转换模块和第二转换模块;其中,
所述第一转换模块分别与所述第一电源端、所述参考信号端、所述第一电位转换端、所述电位转换电路的第一输出端、以及所述电位转换电路的第二输出端相连;所述第一转换模块用于在所述第一电位转换端的控制下,将所述参考信号端的电压提供给各所述像素补偿电路,同时将所述第一电源端的电压提供给各所述发光器件;
所述第二转换模块分别与所述第二电源端、所述第二电位转换端、所述电位转换电路的第一输出端、以及所述电位转换电路的第二输出端相连;所述第二转换模块用于在所述第二电位转换端的控制下,将所述第二电源端的电压分别提供给各所述发光器件和各所述像素补偿电路。
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结构中,所述第一电位转换端与所述第二电位转换端为同一信号端。
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结构中,所述第一转换模块包括:第一开关晶体管和第二开关晶体管;其中,
所述第一开关晶体管的栅极与所述第一电位转换端相连,源极与所述第一电源端相连,漏极与所述电位转换电路的第二输出端相连;
所述第二开关晶体管的栅极与所述第一电位转换端相连,源极与所述参考信号端相连,漏极与所述电位转换电路的第一输出端相连。
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结构中,所述第二转换模块包括:第三开关晶体管和第四开关晶体管;其中,
所述第三开关晶体管的栅极与所述第二电位转换端相连,源极与所述第二电源端相连,漏极与所述电位转换电路的第二输出端相连;
所述第四开关晶体管的栅极与所述第二电位转换端相连,源极与所述第二电源端相连,漏极与所述电位转换电路的第一输出端相连。
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结构中,所述电压输入控制电路包括:第五开关晶体管和第六开关晶体管;其中,
所述第五开关晶体管的栅极与所述充电控制端相连,源极与所述第一电源端相连,漏极与所述电压输入控制电路的第一输出端相连;
所述第六开关晶体管的栅极与所述发光控制端相连,源极与所述第一电源端相连,漏极与所述电压输入控制电路的第二输出端相连。
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结构中,所述数据写入模块包括:第七开关晶体管;其中,
所述第七开关晶体管的栅极与所述扫描信号端相连,源极与所述数据信号端相连,漏极与所述发光器件的第一端相连。
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结构中,所述补偿控制模块包括:第八开关晶体管和电容;其中,
所述第八开关晶体管的栅极与所述补偿控制端相连,源极与所述电压输入控制电路的第二输出端相连,漏极与所述第一节点相连;
所述电容连接于所述第一节点与所述第二节点之间。
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结构中,所述驱动控制模块包括:驱动晶体管;其中,
所述驱动晶体管的栅极与所述第一节点相连,源极与所述电压输入控制电路的第二输出端相连,漏极与所述发光器件的第一端相连。
相应地,本发明实施例还提供了一种上述任一种像素结构的驱动方法,包括:充电阶段、放电阶段、保持阶段和发光阶段;其中,
在所述充电阶段,所述电位转换电路在所述第一电位转换端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述发光器件的第二端,同时将所述参考信号端的电压提供给各所述像素补偿电路中的第二节点;所述电压输入控制电路在所述充电控制端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述像素补偿电路中的第一节点;所述补偿控制模块在所述第一节点和所述第二节点共同控制下实现充电;
在所述放电阶段,所述电位转换电路在所述第一电位转换端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述发光器件的第二端,同时将所述参考信号端的电压提供给各所述像素补偿电路中的第二节点;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驱动控制模块的第一端;所述补偿控制模块在所述补偿控制端的控制下使所述第一节点与所述驱动控制模块的第一端导通,并将所述驱动控制模块的阈值电压以及所述驱动控制模块的第一端的电压均储存于所述第一节点;
在所述保持阶段,所述电位转换电路在所述第二电位转换端的控制下将所述第二电源端的电压分别提供给所述发光器件的第二端和各所述像素补偿电路中的第二节点;
在所述发光阶段,所述电位转换电路在所述第二电位转换端的控制下将所述第二电源端的电压分别提供给各所述发光器件的第二端和各所述像素补偿电路中的第二节点;所述电压输入控制电路在所述发光控制端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述像素补偿电路中的驱动控制模块的第三端;所述驱动控制模块在所述第一节点和所述驱动控制模块的第三端的控制下驱动所述发光器件发光。
相应地,本发明实施例还提供了一种有机电致发光显示面板,包括呈矩阵排列的M列像素区域,还包括与每行像素区域一一对应的本发明实施例提供的上述任一种像素结构,且各所述像素结构中发光器件的数量相等;其中,M等于N;
各所述像素结构中的发光器件和像素补偿电路均设置于对应行的像素区域中,且一个像素区域中设置一个发光器件以及与所述发光器件连接的一个像素补偿电路。
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有机电致发光显示面板。
本发明实施例提供的像素结构、其驱动方法及相关显示装置,包括N个发光器件、与各发光器件一一对应连接的像素补偿电路、以及一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,其中,N为大于0的正整数;通过将多个像素补偿电路均连接同一个电位转换电路以及同一个电压输入控制电路,相当于使多个像素补偿电路共用一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,这与现有技术中各像素补偿电路中均包括有一个用于控制电源电压以及参考信号的输入的控制模块相比,可以简化各像素补偿电路的结构,从而可以降低像素区域中像素补偿电路的占用面积,进而提高每个像素区域的开口率。
附图说明
图1a为本发明实施例提供的像素结构的结构示意图之一;
图1b为本发明实施例提供的像素结构的结构示意图之二;
图2a为本发明实施例提供的像素结构的具体结构示意图之一;
图2b为本发明实施例提供的像素结构的具体结构示意图之二;
图3a为本发明实施例提供的像素结构的具体结构示意图之三;
图3b为本发明实施例提供的像素结构的具体结构示意图之四;
图4a为图2b提供的像素结构的电路时序图;
图4b为图3b提供的像素结构的电路时序图;
图5为本发明实施例提供的有机电致发光显示面板中的像素结构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明实施例提供的像素结构、其驱动方法及相关显示装置的具体实施方式进行详细的说明。
本发明实施例提供的一种像素结构,如图1a所示,包括N个发光器件1_n(n=1、2、3…N)、以及与各发光器件1_n的第一端1a一一对应连接的像素补偿电路2_n;还包括:一个电位转换电路3和一个电压输入控制电路4,其中,N为大于0的正整数;
电位转换电路3的第一输入端3a与第一电源端VDD相连,第二输入端3b与第二电源端VSS相连,第三输入端3c与参考信号端Ref相连,第一控制端3d与第一电位转换端E1相连,第二控制端3e与第二电位转换端E2相连,第一输出端3f与各像素补偿电路2_n相连,第二输出端3g与各发光器件1_n的第二端1b相连;电位转换电路3用于在第一电位转换端E1的控制下将第一电源端VDD的电压提供给各发光器件1_n,同时将参考信号端Ref的电压提供给各像素补偿电路2_n,在第二电位转换端E2的控制下将第二电源端VSS的电压分别提供给各发光器件1_n和各像素补偿电路2_n;
电压输入控制电路4的输入端4a与第一电源端VDD相连,第一输出端4b和第二输出端4c分别与各像素补偿电路2_n相连,第一控制端4d与充电控制端DC相连,第二控制端4e与发光控制端EM相连;电压输入控制电路4用于在充电控制端DC的控制下将第一电源端VDD的电压提供给各像素补偿电路2_n,以对各像素补偿电路2_n充电,在发光控制端EM的控制下将第一电源端VDD的电压提供给各像素补偿电路2_n,以控制像素补偿电路2_n驱动发光器件1_n发光;
第一电源端VDD的电压和参考信号端Ref的电压均高于第二电源端VSS的电压。
本发明实施例提供的上述像素结构,包括N个发光器件、与各发光器件一一对应连接的像素补偿电路、以及一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,其中,N为大于0的正整数;通过将多个像素补偿电路均连接同一个电位转换电路以及同一个电压输入控制电路,相当于使多个像素补偿电路共用一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,这与现有技术中各像素补偿电路中均包括有一个用于控制电源电压以及参考信号的输入的控制模块相比,可以简化各像素补偿电路的结构,从而可以降低像素区域中像素补偿电路的占用面积,进而提高每个像素区域的开口率。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图1b所示(以N等于1为例),像素补偿电路2_1具体包括:数据写入模块21,补偿控制模块22和驱动控制模块23;其中,
数据写入模块21,其第一端21a与扫描信号端Scan相连,第二端21b与数据信号端Data相连,第三端21c分别与驱动控制模块23的第一端23a以及发光器件1_1的第一端1a相连;数据写入模块21用于在扫描信号端Scan的控制下将数据信号端Data的信号提供给驱动控制模块23的第一端23a;
补偿控制模块22,其第一端22a与补偿控制端EC相连,第二端22b分别与电压输入控制电路4的第一输出端4b、驱动控制模块23的第二端23b以及第一节点A相连,第三端22c分别与电压输入控制电路4的第二输出端4c、驱动控制模块23的第三端23c相连,第四端22d与电位转换电路3的第一输出端3f以及第二节点B相连;补偿控制模块22用于,在电位转换电路3的第一输出端3f和电压输入控制电路4的第一输出端4b的控制下实现充电,在补偿控制端EC的控制下使第一节点A与驱动控制模块23的第一端23a导通,以将驱动控制模块23的阈值电压以及驱动控制模块23的第一端23a的电压均储存于第一节点A;
驱动控制模块23,用于在第一节点A和电压输入控制电路4的第二输出端4c的控制下驱动发光器件1_1发光。
上述像素补偿电路通过数据写入模块、补偿控制模块和驱动控制模块三个模块的相互配合,可以使各像素补偿电路中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的电压和参考信号端的电压有关,与驱动控制模块中的阈值电压和第一电源端的电压无关,能避免阈值电压与IR Drop对流过发光器件的电流的影响,从而使驱动发光器件发光的工作电流保持稳定,可以提高显示装置中显示区域画面亮度的均匀性。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图1b所示,电位转换电路3可以包括:第一转换模块31和第二转换模块32;其中,
第一转换模块31分别与第一电源端VDD、参考信号端Ref、第一电位转换端E1、电位转换电路3的第一输出端3f、以及电位转换电路3的第二输出端3g相连;第一转换模块31用于在第一电位转换端E1的控制下,将参考信号端Ref的电压提供给各像素补偿电路2_1,同时将第一电源端VDD的电压提供给各发光器件1_1;
第二转换模块32分别与第二电源端VSS、第二电位转换端E2、电位转换电路3的第一输出端3f、以及电位转换电路3的第二输出端3g相连;第二转换模块32用于在第二电位转换端E2的控制下,将第二电源端VSS的电压分别提供给各发光器件1_1和各像素补偿电路2_1。
下面结合具体实施例,对本发明实施例提供的上述像素结构进行详细说明。需要说明的是,本发明实施例仅是为了更好的解释本发明,但不限制本发明。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a至图3b所示(以N等于1为例),驱动控制模块23具体可以包括:驱动晶体管M0;其中,
驱动晶体管M0的栅极与第一节点A相连,源极与电压输入控制电路4的第二输出端4c相连,漏极与发光器件1_1的第一端相连。
在具体实施时,本发明实施例提供的上述像素结构中的发光器件一般为有机电致发光二极管。发光器件在驱动晶体管的饱和电流的作用下实现发光。
在具体实施时,本发明实施例提供的上述像素结构中,驱动发光器件发光的驱动晶体管为N型晶体管。为了保证驱动晶体管能正常工作,对应的第一电源端的电压需要为正电压,第二电源端的电压需要低于第一电源端的电压。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a至图3b所示,第一转换模块31具体可以包括:第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2;其中,
第一开关晶体管M1的栅极与第一电位转换端E1相连,源极与第一电源端VDD相连,漏极与电位转换电路3的第二输出端3g相连;
第二开关晶体管M2的栅极与第一电位转换端E1相连,源极与参考信号端Ref相连,漏极与电位转换电路3的第一输出端3f相连。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a和图2b所示,第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2可以为N型开关晶体管;或者,如图3a和图3b所示,第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2也可以均P型开关晶体管,在此不作限定。
以上仅是举例说明像素结构中第一转换模块的具体结构,在具体实施时,第一转换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,在此不作限定。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a至图3b所示,第二转换模块32具体可以包括:第三开关晶体管M3和第四开关晶体管M4;其中,
第三开关晶体管M3的栅极与第二电位转换端E2相连,源极与第二电源端VSS相连,漏极与电位转换电路3的第二输出端3g相连;
第四开关晶体管M4的栅极与第二电位转换端E2相连,源极与第二电源端VSS相连,漏极与电位转换电路3的第一输出端3f相连。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a和图2b所示,第三开关晶体管M3和第四开关晶体管M4可以为P型开关晶体管;或者,如图3a和图3b所示,第三开关晶体管M3和第四开关晶体管M4也可以为N型开关晶体管,在此不作限定。
以上仅是举例说明像素结构中第二转换模块的具体结构,在具体实施时,第二转换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,在此不作限定。
进一步地,在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2b所示,第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2为N型开关晶体管,且第三开关晶体管M3和第四开关晶体管M4为P型开关晶体管;或者,如图3b所示,第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2为P型开关晶体管,且第三开关晶体管M3和第四开关晶体管M4为N型开关晶体管。这样可以将第一电位转换端E1与第二电位转换端E2设置为同一信号端,这样可以减少信号线的数量,从而进一步提高像素区域的开口率。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a至图3b所示,电压输入控制电路4包括:第五开关晶体管M5和第六开关晶体管M6;其中,
第五开关晶体管M5的栅极与充电控制端DC相连,源极与第一电源端VDD相连,漏极与电压输入控制电路4的第一输出端4b相连;
第六开关晶体管M6的栅极与发光控制端EM相连,源极与第一电源端VDD相连,漏极与电压输入控制电路4的第二输出端4c相连。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a和图2b所示,第五开关晶体管M5可以为N型开关晶体管;或者,如图3a和图3b所示,第五开关晶体管M5也可以为P型开关晶体管,在此不作限定。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a和图2b所示,第六开关晶体管M6可以为N型开关晶体管;或者,如图3a和图3b所示,第六开关晶体管M6也可以为P型开关晶体管,在此不作限定。
以上仅是举例说明像素结构中电压输入控制电路的具体结构,在具体实施时,电压输入控制电路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,在此不作限定。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a至图3b所示,数据写入模块21具体可以包括:第七开关晶体管M7;其中,
第七开关晶体管M7的栅极与扫描信号端Scan相连,源极与数据信号端Data相连,漏极与发光器件1_1的第一端相连。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a和图2b所示,第七开关晶体管M7可以为N型开关晶体管;或者,如图3a和图3b所示,第七开关晶体管M7也可以为P型开关晶体管,在此不作限定。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a至图3b所示,补偿控制模块22包括:第八开关晶体管M8和电容C;其中,
第八开关晶体管M8的栅极与补偿控制端EC相连,源极与电压输入控制电路4的第二输出端4c相连,漏极与第一节点A相连;
电容C连接于第一节点A与第二节点B之间。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述像素结构中,如图2a和图2b所示,第八开关晶体管M8可以为N型开关晶体管;或者,如图3a和图3b所示,第八开关晶体管M8也可以为P型开关晶体管,在此不作限定。
进一步的,在具体实施时,P型开关晶体管在高电位作用下截止,在低电位作用下导通;N型开关晶体管在高电位作用下导通,在低电位作用下截止。
需要说明的是,在本发明实施例提供的上述像素结构中,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,Metal Oxide Semiconductor),在此不作限定。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。
下面以图2b和图3b所示的像素结构为例,结合电路时序图对本发明实施例提供的上述像素结构的工作过程作以描述。下述描述中以1表示高电位,0表示低电位,需要说明的是,1和0是逻辑电位,其仅是为了更好的解释本发明实施例的具体工作过程,而不是在具体实施时施加在各开关晶体管的栅极上的电位。
实施例一、
以图2b所示的像素结构为例,其中,第三开关晶体管M3和第四开关晶体管M4均为P型开关晶体管,其余开关晶体管均为N型开关晶体管;以第二电源端的电压为0V为例,对应的输入输出时序图如图4a所示,包括:充电阶段T1、放电阶段T2、保持阶段T3和发光阶段T4四个阶段。
在充电阶段T1,E1=1,EM=0,DC=1,EC=0,Data=0,Scan=1。
第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第五开关晶体管M5和第七开关晶体管M7均导通;第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4、第六开关晶体管M6和第八开关晶体管M8均截止。导通的第二开关晶体管M2将参考信号端Ref的电压Vref写入第二节点B,因此第二节点B的电压VB=Vref;导通的第五开关晶体管M5将第一电源端VDD的电压Vdd写入第一节点A,因此第一节点A的电压VA=Vref,电容C开始充电,驱动晶体管在第一节点的控制下导通;导通的第七开关晶体管M7将数据信号端Data的低电位的电压分别写入发光器件1_1的第一端,而导通的第一开关晶体管M1将第一电源端VDD的电压Vdd写入发光器件1_1的第二端,因此发光器件1_1不发光。
在放电阶段T2,E1=1,EM=0,DC=0,EC=1,Data=1,Scan=1。
第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8均导通;第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4、第五开关晶体管M5和第六开关晶体管M6均截止。导通的第二开关晶体管M2将参考信号端Ref的电压Vref写入第二节点B,第二节点B的电压VB=Vref,导通的第七开关晶体管M7将数据信号端Data的高电位的电压Vdata写入驱动晶体管M0的漏极;导通的第八开关晶体管M8使驱动晶体管M0变为二极管,二极管导通,电容C开始放电,直至第一节点A的电压变为Vdata+Vth时二极管截止,电容停止放电,此时电容C两端的电压差为Vdata+Vth-Vref1,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。
在保持阶段T3,E1=0,EM=0,DC=0,EC=0,Data=0,Scan=0。
第三开关晶体管M3和第四开关晶体管M4均导通;第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第五开关晶体管M5、第六开关晶体管M6、第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8均截止。导通的第三开关晶体管M3将第二电源端V2的电压0写入发光器件1_1的第二端,驱动晶体管M0的源极无电压写入,因此发光器件1_1不发光;导通的第三开关晶体管M3将第二电源端V2的电压0写入第二节点B,即电容C的第二端c2,使电容C的第二端c2的电压由Vref变为0,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+Vth-Vref,电容C的第一端c1的电压由Vdata+Vth跳变为Vdata+Vth-Vref。
在发光阶段T4,E1=0,EM=1,DC=0,EC=0,Data=0,Scan=0。
第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4和第六开关晶体管M6均导通;第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第五开关晶体管M5、第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8均截止。导通的第三开关晶体管M3将第二电源端V2的电压0写入发光器件1_1的第二端以及第二节点B,即电容C的第二端c2,使电容C的第二端c2的电压仍为0;导通的第六开关晶体管M6将第一电源端VDD的电压Vdd写入驱动晶体管M0的源极;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1_1发光的工作电流I满足公式:I=K(Vgs-Vth)2=K(Vdata+Vth-Vref-Vth)2=K(Vdata-Vref)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。驱动晶体管M0的栅源电压Vgs=Vdata+Vth-Vref。通过上式可知,驱动晶体管M0的驱动电流仅与参考信号端Ref的电压Vref和数据信号端Data的电压Vdata相关,而与驱动晶体管M0的阈值电压Vth和第一电源端的电压Vdd无关,彻底解决了由于驱动晶体管M0的工艺制程以及长时间的操作造成的阈值电压Vth漂移,以及IR Drop对流过发光器件的电流的影响,从而使发光器件1_1的工作电流保持稳定,进而保证了发光器件1_1的正常工作。
实施例二、
以图3b所示的像素结构为例,其中,第三开关晶体管M3和第四开关晶体管M4均为N型开关晶体管,其余开关晶体管均为P型开关晶体管;各P型开关晶体管在低电位作用下导通,在高电位作用下截止;各N型开关晶体管在高电位作用下导通,在低电位作用下截止;以第二电源端的电压为0V为例,对应的输入输出时序图如图4b所示,包括:充电阶段T1、放电阶段T2、保持阶段T3和发光阶段T4四个阶段。
在充电阶段T1,E1=0,EM=1,DC=0,EC=1,Data=1,Scan=0。
第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第五开关晶体管M5和第七开关晶体管M7均导通;第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4、第六开关晶体管M6和第八开关晶体管M8均截止。导通的第二开关晶体管M2将参考信号端Ref的电压Vref写入第二节点B,因此第二节点B的电压VB=Vref;导通的第五开关晶体管M5将第一电源端VDD的电压Vdd写入第一节点A,因此第一节点A的电压VA=Vref,电容C开始充电,驱动晶体管在第一节点的控制下导通;导通的第七开关晶体管M7将数据信号端Data的低电位的电压分别写入发光器件1_1的第一端,而导通的第一开关晶体管M1将第一电源端VDD的电压Vdd写入发光器件1_1的第二端,因此发光器件1_1不发光。
在放电阶段T2,E1=0,EM=1,DC=1,EC=0,Data=0,Scan=0。
第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8均导通;第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4、第五开关晶体管M5和第六开关晶体管M6均截止。导通的第二开关晶体管M2将参考信号端Ref的电压Vref写入第二节点B,第二节点B的电压VB=Vref,导通的第七开关晶体管M7将数据信号端Data的高电位的电压Vdata写入驱动晶体管M0的漏极;导通的第八开关晶体管M8使驱动晶体管M0变为二极管,二极管导通,电容C开始放电,直至第一节点A的电压变为Vdata+Vth时二极管截止,电容停止放电,此时电容C两端的电压差为Vdata+Vth-Vref1,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。
在保持阶段T3,E1=1,EM=1,DC=1,EC=1,Data=1,Scan=1。
第三开关晶体管M3和第四开关晶体管M4均导通;第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第五开关晶体管M5、第六开关晶体管M6、第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8均截止。导通的第三开关晶体管M3将第二电源端V2的电压0写入发光器件1_1的第二端,驱动晶体管M0的源极无电压写入,因此发光器件1_1不发光;导通的第三开关晶体管M3将第二电源端V2的电压0写入第二节点B,即电容C的第二端c2,使电容C的第二端c2的电压由Vref变为0,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+Vth-Vref,电容C的第一端c1的电压由Vdata+Vth跳变为Vdata+Vth-Vref。
在发光阶段T4,E1=1,EM=0,DC=1,EC=1,Data=1,Scan=1。
第三开关晶体管M3、第四开关晶体管M4和第六开关晶体管M6均导通;第一开关晶体管M1、第二开关晶体管M2、第五开关晶体管M5、第七开关晶体管M7和第八开关晶体管M8均截止。导通的第三开关晶体管M3将第二电源端V2的电压0写入发光器件1_1的第二端以及第二节点B,即电容C的第二端c2,使电容C的第二端c2的电压仍为0;导通的第六开关晶体管M6将第一电源端VDD的电压Vdd写入驱动晶体管M0的源极;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1_1发光的工作电流I满足公式:I=K(Vgs-Vth)2=K(Vdata+Vth-Vref-Vth)2=K(Vdata-Vref)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。驱动晶体管M0的栅源电压Vgs=Vdata+Vth-Vref。通过上式可知,驱动晶体管M0的驱动电流仅与参考信号端Ref的电压Vref和数据信号端Data的电压Vdata相关,而与驱动晶体管M0的阈值电压Vth和第一电源端的电压Vdd无关,彻底解决了由于驱动晶体管M0的工艺制程以及长时间的操作造成的阈值电压Vth漂移,以及IR Drop对流过发光器件的电流的影响,从而使发光器件1_1的工作电流保持稳定,进而保证了发光器件1_1的正常工作。
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结构的驱动方法,包括:充电阶段、放电阶段、保持阶段和发光阶段;其中,
在充电阶段,电位转换电路在第一电位转换端的控制下将第一电源端的电压提供给各发光器件的第二端,同时将参考信号端的电压提供给各像素补偿电路中的第二节点;电压输入控制电路在充电控制端的控制下将第一电源端的电压提供给各像素补偿电路中的第一节点;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驱动控制模块的第一端以及发光器件的第一端;驱动控制模块在补偿控制端的控制下使驱动控制模块的第一端和第三端导通;补偿控制模块在第一节点和第二节点共同控制下实现充电;
在放电阶段,电位转换电路在第一电位转换端的控制下将第一电源端的电压提供给各发光器件的第二端,同时将参考信号端的电压提供给各像素补偿电路中的第二节点;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驱动控制模块的第一端以及发光器件的第一端;补偿控制模块在补偿控制端的控制下使第一节点与驱动控制模块的第一端导通,将驱动控制模块的阈值电压以及驱动控制模块的第一端的电压均储存于第一节点;
在保持阶段,电位转换电路在第二电位转换端的控制下将第二电源端的电压分别提供给发光器件的第二端和各像素补偿电路中的第二节点;
在发光阶段,电位转换电路在第二电位转换端的控制下将第二电源端的电压分别提供给各发光器件的第二端和各像素补偿电路中的第二节点;电压输入控制电路在发光控制端的控制下将第一电源端的电压提供给各像素补偿电路中的驱动控制模块的第三端;驱动控制模块在第一节点和驱动控制模块的第三端的控制下驱动发光器件发光。
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,如图5所示,包括呈矩阵排列的M列像素区域01_M,还包括与每行像素区域01_M一一对应的本发明实施例提供的上述任一种像素结构,且各像素结构中发光器件的数量相等;其中,M等于N;
各像素结构中的发光器件和像素补偿电路均设置于对应行的像素区域01中,且一个像素区域01中设置一个发光器件以及与发光器件连接的一个像素补偿电路。
一般有机电致发光显示面板还包括沿像素的行方向依次排列的多条栅线以及沿像素的列方向排列的多条数据线,每行栅线对应连接所在行的像素结构中的各像素补偿电路的扫描信号端,以向各像素补偿电路输入扫描信号;每列数据线对应连接所在列的每行像素结构中的各像素补偿电路的数据信号端,以向各像素补偿电路输入数据信号。
在具体实施时,一般在有机电致发光显示面板中,控制各像素补偿电路中的开关晶体管的控制信号的电压的高电位一般为20V-30V,一般低电位为-8V。
在具体实施时,在本发明实施例提供的上述有机电致发光显示面板中,各像素结构中的电位转换电路和电压输入控制电路可以制作在阵列基板上,也可以制作在外围电路芯片中,在此不作限定。当电位转换电路和电压输入控制电路制作在外围电路芯片中时,其中控制这两个电路中的各开关晶体管的控制信号的电压的高电位一般为3.3V,低电位一般为0V。
由于该有机电致发光显示面板解决问题的原理与前述的像素结构相似,因此该有机电致发光显示面板的实施可以参见像素结构的实施,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结构、其驱动方法及相关显示装置,包括N个发光器件、与各发光器件一一对应连接的像素补偿电路、以及一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,其中,N为大于0的正整数;通过将多个像素补偿电路均连接同一个电位转换电路以及同一个电压输入控制电路,相当于使多个像素补偿电路共用一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,这与现有技术中各像素补偿电路中均包括有一个用于控制电源电压以及参考信号的输入的控制模块相比,可以简化各像素补偿电路的结构,从而可以降低像素区域中像素补偿电路的占用面积,进而提高每个像素区域的开口率。
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。
Claims (13)
1.一种像素结构,包括N个发光器件、以及与各所述发光器件的第一端一一对应连接的像素补偿电路;其特征在于,还包括:一个电位转换电路和一个电压输入控制电路,其中,N为大于0的正整数;
所述电位转换电路的第一输入端与第一电源端相连,第二输入端与第二电源端相连,第三输入端与参考信号端相连,第一控制端与第一电位转换端相连,第二控制端与第二电位转换端相连,第一输出端与各所述像素补偿电路相连,第二输出端与各所述发光器件的第二端相连;所述电位转换电路用于在所述第一电位转换端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述发光器件,同时将所述参考信号端的电压提供给各所述像素补偿电路,在所述第二电位转换端的控制下将所述第二电源端的电压分别提供给各所述发光器件和各所述像素补偿电路;
所述电压输入控制电路的输入端与所述第一电源端相连,第一输出端和第二输出端分别与各所述像素补偿电路相连,第一控制端与充电控制端相连,第二控制端与发光控制端相连;所述电压输入控制电路用于在所述充电控制端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述像素补偿电路,以对各所述像素补偿电路充电,在所述发光控制端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述像素补偿电路,以控制所述像素补偿电路驱动所述发光器件发光;
所述第一电源端的电压和所述参考信号端的电压均高于所述第二电源端的电压。
2.如权利要求1所述的像素结构,其特征在于,所述像素补偿电路具体包括:数据写入模块,补偿控制模块和驱动控制模块;其中,
所述数据写入模块,其第一端与扫描信号端相连,第二端与数据信号端相连,第三端分别与所述驱动控制模块的第一端以及所述发光器件的第一端相连;所述数据写入模块用于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驱动控制模块的第一端;
所述补偿控制模块,其第一端与补偿控制端相连,第二端分别与所述电压输入控制电路的第一输出端、所述驱动控制模块的第二端以及第一节点相连,第三端分别与所述电压输入控制电路的第二输出端、所述驱动控制模块的第三端相连,第四端与所述电位转换电路的第一输出端以及第二节点相连;所述补偿控制模块用于,在所述电位转换电路的第一输出端和所述电压输入控制电路的第一输出端的控制下实现充电,在所述补偿控制端的控制下使所述第一节点与所述驱动控制模块的第一端导通,以将所述驱动控制模块的阈值电压以及所述驱动控制模块的第一端的电压均储存于所述第一节点;
所述驱动控制模块,用于在所述第一节点和所述电压输入控制电路的第二输出端的控制下驱动所述发光器件发光。
3.如权利要求1或2所述的像素结构,其特征在于,所述电位转换电路包括:第一转换模块和第二转换模块;其中,
所述第一转换模块分别与所述第一电源端、所述参考信号端、所述第一电位转换端、所述电位转换电路的第一输出端、以及所述电位转换电路的第二输出端相连;所述第一转换模块用于在所述第一电位转换端的控制下,将所述参考信号端的电压提供给各所述像素补偿电路,同时将所述第一电源端的电压提供给各所述发光器件;
所述第二转换模块分别与所述第二电源端、所述第二电位转换端、所述电位转换电路的第一输出端、以及所述电位转换电路的第二输出端相连;所述第二转换模块用于在所述第二电位转换端的控制下,将所述第二电源端的电压分别提供给各所述发光器件和各所述像素补偿电路。
4.如权利要求3所述的像素结构,其特征在于,所述第一电位转换端与所述第二电位转换端为同一信号端。
5.如权利要求3所述的像素结构,其特征在于,所述第一转换模块包括:第一开关晶体管和第二开关晶体管;其中,
所述第一开关晶体管的栅极与所述第一电位转换端相连,源极与所述第一电源端相连,漏极与所述电位转换电路的第二输出端相连;
所述第二开关晶体管的栅极与所述第一电位转换端相连,源极与所述参考信号端相连,漏极与所述电位转换电路的第一输出端相连。
6.如权利要求3所述的像素结构,其特征在于,所述第二转换模块包括:第三开关晶体管和第四开关晶体管;其中,
所述第三开关晶体管的栅极与所述第二电位转换端相连,源极与所述第二电源端相连,漏极与所述电位转换电路的第二输出端相连;
所述第四开关晶体管的栅极与所述第二电位转换端相连,源极与所述第二电源端相连,漏极与所述电位转换电路的第一输出端相连。
7.如权利要求1或2所述的像素结构,其特征在于,所述电压输入控制电路包括:第五开关晶体管和第六开关晶体管;其中,
所述第五开关晶体管的栅极与所述充电控制端相连,源极与所述第一电源端相连,漏极与所述电压输入控制电路的第一输出端相连;
所述第六开关晶体管的栅极与所述发光控制端相连,源极与所述第一电源端相连,漏极与所述电压输入控制电路的第二输出端相连。
8.如权利要求2所述的像素结构,其特征在于,所述数据写入模块包括:第七开关晶体管;其中,
所述第七开关晶体管的栅极与所述扫描信号端相连,源极与所述数据信号端相连,漏极与所述发光器件的第一端相连。
9.如权利要求2所述的像素结构,其特征在于,所述补偿控制模块包括:第八开关晶体管和电容;其中,
所述第八开关晶体管的栅极与所述补偿控制端相连,源极与所述电压输入控制电路的第二输出端相连,漏极与所述第一节点相连;
所述电容连接于所述第一节点与所述第二节点之间。
10.如权利要求2所述的像素结构,其特征在于,所述驱动控制模块包括:驱动晶体管;其中,
所述驱动晶体管的栅极与所述第一节点相连,源极与所述电压输入控制电路的第二输出端相连,漏极与所述发光器件的第一端相连。
11.一种如权利要求2所述的像素结构的驱动方法,其特征在于,包括:充电阶段、放电阶段、保持阶段和发光阶段;其中,
在所述充电阶段,所述电位转换电路在所述第一电位转换端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述发光器件的第二端,同时将所述参考信号端的电压提供给各所述像素补偿电路中的第二节点;所述电压输入控制电路在所述充电控制端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述像素补偿电路中的第一节点;所述补偿控制模块在所述第一节点和所述第二节点共同控制下实现充电;
在所述放电阶段,所述电位转换电路在所述第一电位转换端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述发光器件的第二端,同时将所述参考信号端的电压提供给各所述像素补偿电路中的第二节点;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驱动控制模块的第一端;所述补偿控制模块在所述补偿控制端的控制下使所述第一节点与所述驱动控制模块的第一端导通,并将所述驱动控制模块的阈值电压以及所述驱动控制模块的第一端的电压均储存于所述第一节点;
在所述保持阶段,所述电位转换电路在所述第二电位转换端的控制下将所述第二电源端的电压分别提供给所述发光器件的第二端和各所述像素补偿电路中的第二节点;
在所述发光阶段,所述电位转换电路在所述第二电位转换端的控制下将所述第二电源端的电压分别提供给各所述发光器件的第二端和各所述像素补偿电路中的第二节点;所述电压输入控制电路在所述发光控制端的控制下将所述第一电源端的电压提供给各所述像素补偿电路中的驱动控制模块的第三端;所述驱动控制模块在所述第一节点和所述驱动控制模块的第三端的控制下驱动所述发光器件发光。
12.一种有机电致发光显示面板,包括呈矩阵排列的M列像素区域,其特征在于,还包括与每行像素区域一一对应的如权利要求1-10任一项所述的像素结构,且各所述像素结构中发光器件的数量相等;其中,M等于N;
各所述像素结构中的发光器件和像素补偿电路均设置于对应行的像素区域中,且一个像素区域中设置一个发光器件以及与所述发光器件连接的一个像素补偿电路。
13.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求12所述的有机电致发光显示面板。
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