CN105513553A - 像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置，包括：数据写入单元、液晶电容、供电单元和控制信号输出单元；数据写入单元用于在正常显示阶段时将数据线中的数据电压写入液晶电容的第一端；控制信号输出单元用于在正常显示阶段时采集数据线提供给像素电路的数据电压，并根据采集到的数据电压生成相应的充电控制信号，以及在静态显示阶段将充电控制信号发送至供电单元；供电单元用于根据充电控制信号向液晶电容进行充电至两端电压差为Vdata-Vcom。本发明的技术方案通过在像素电路中设置供电单元和控制信号输出单元，以在静态显示阶段对液晶电容进行充电，此时栅线中无需加载扫描信号，从而可降低显示面板的功耗。

Description

像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种像素电路及其驱动方
法、显示面板和显示装置。
背景技术
薄膜晶体管-液晶显示装置(ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay，简称TFT-LCD)作为一种平板显示装置，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。
液晶显示装置的阵列基板上包括：交叉的多条栅线和数据线，以及由栅线和数据线交叉界定出多个呈矩阵形式排列的像素单元。在一帧画面显示的过程中，一般可以采用一定的频率的驱动信号对栅线从上到下进行逐行扫描，使得上述像素单元逐行打开。在此情况下，数据线能够向打开的像素单元进行充电，从而控制液晶分子发生不同角度的偏转，以实现画面显示。
液晶显示装置进行画面显示的过程中，一般包含两种状态：正常画面显示和静态画面显示。在正常画面显示过程中，液晶显示装置是在一帧一帧的进行刷新，以更新画面的显示内容。在静态画面显示过程中，同样是在一帧一帧的进行刷新，但是画面的显示内容没有变。
由上述内容可见，现有技术的液晶显示装置在进行静态画面显示时，栅线中的扫描信号的充电频率与显示动态画面时的充电频率是相同的，即维持一个较高的充电频率，而栅线的充电频率越高则会使得液晶显示装置的整体功耗越大。因此，现有技术中液晶显示装置在显示静态画面时的整体功效较大。
发明内容
本发明提供一种像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置，用于解决现有技术中液晶显示，可有效的降低像素电路和显示面板的功耗。
为实现上述目的，本发明提供了一种像素电路，包括：数据写入单元、液晶电容、供电单元和控制信号输出单元；
所述数据写入单元与栅线、数据线和所述液晶电容的第一端均连接，所述液晶电容的第二端与公共电压线连接，所述控制信号输出单元与所述数据线和供电单元均连接，所述供电单元与所述液晶电容的第一端和第二端均连接；
所述数据写入单元用于在正常显示阶段时，在栅线中栅扫描信号的控制下，将所述数据线中的数据电压写入所述液晶电容的第一端；
所述控制信号输出单元用于在正常显示阶段时采集所述数据线提供给所述像素电路的数据电压，并根据采集到的所述数据电压生成相应的充电控制信号，以及在静态显示阶段时将所述充电控制信号发送至所述供电单元；
所述供电单元用于根据所述充电控制信号向所述液晶电容进行充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vdata-Vcom；
其中，Vdata为所述数据电压的电压大小，Vcom为所述公共电压线输出的公共电压的电压大小。
可选地，所述供电单元包括：第一开关控制模块和充电电源，所述充电控制信号包括：第一控制信号；
所述第一开关控制模块与所述控制信号输出单元、所述液晶电容的第一端、第二端以及所述充电电源的第一极、第二极均连接；
所述第一开关控制模块用于在所述第一控制信号的控制下，将所述充电电源的第一极与所述液晶电容的第一端导通，所述充电电源的第二极与所述液晶电容的第二端导通，以供所述充电电源向所述液晶电容进行正向充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vdata-Vcom；
所述充电电源的第一极与第二极之间具有固定电压差。
可选地，第一开关控制模块包括：第一晶体管和第二晶体管；
所述第一晶体管的控制极与所述控制信号输出单元连接，所述第一晶体管的第一极与所述充电电源的第一极连接，所述第一晶体管的第二极与所述液晶电容的第一端连接；
所述第二晶体管的控制极与所述控制信号输出单元连接，所述第二晶体管的第一极与所述充电电源的第二极连接，所述第二晶体管的第二极与所述液晶电容的第二端连接。
可选地，所述供电单元还包括：第二开关控制模块，所述充电控制信号还包括：第二控制信号；
所述第二开关控制模块与所述控制信号输出单元、所述液晶电容的第一端、第二端以及所述充电电源的第一极、第二极均连接；
所述第二开关控制模块用于在所述第二控制信号的控制下，将所述充电电源的第一极与所述液晶电容的第二端导通，所述充电电源的第二极与所述液晶电容的第一端导通，以供所述充电电源向所述液晶电容进行反向充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vcom-Vdata。
可选地，所述第二开关控制模块包括：第三晶体管和第四晶体管；
所述第三晶体管的控制极与所述控制信号输出单元连接，所述第三晶体管的第一极与所述充电电源的第一极连接，所述第三晶体管的第二极与所述液晶电容的第二端连接；
所述第四晶体管的控制极与所述控制信号输出单元连接，所述第四晶体管的第一极与所述充电电源的第二极连接，所述第四晶体管的第二极与所述液晶电容的第一端连接。
可选地，所述控制信号输出单元具体用于交替向所述第一开关控制模块输出所述第一控制信号和向所述第二开关控制模块输出第二控制信号。
可选地，所述供电单元还包括：滤波电容，所述滤波电容第一端与所述充电电源的第一极连接，所述滤波电容第二端与所述充电电源的第二极连接。
可选地，所述充电电源为光电池。
可选地，所述数据写入单元包括：第五晶体管；
所述第五晶体管的控制极与所述栅线连接，所述第五晶体管的第一极与数据线连接，所述第五晶体管的第二极与所述液晶电容的第一端连接。
可选地，所述数据写入单元还包括：存储电容；
所述存储电容的第一端与所述液晶电容的第一端连接，所述存储电容的第二端与所述液晶电容的第二端连接。
可选地，还包括：开关单元，所述开关单元设置于所述供电单元与所述液晶电容的第一端之间，或设置于所述供电单元与所述液晶电容的第二端之间；
所述开关单元用于控制所述供电单元与所述液晶电容之间的通断。
可选地，所述开关单元包括：第六晶体管；
所述第六晶体管的控制极与开关控制信号线连接，所述第六晶体管的第一极与所述供电单元连接；
当所述开关单元设置于所述供电单元与所述液晶电容的第一端之间时，所述第六晶体管的第二极与所述液晶电容的第一端连接；
当所述开关单元设置于所述供电单元与所述液晶电容的第一端之间时，所述第六晶体管的第二极与所述液晶电容的第二端连接。
可选地，所述控制信号输出单元包括：数据采集模块和信号输出模块；
所述数据采集模块与所述数据线和所述信号输出模块连接，所述信号输出模块与所述供电单元连接；
所述数据采集模块用于采集所述数据线提供给所述像素电路的所述数据电压；
所述信号输出模块用于根据预先存储的关系对应表查询出与所述数据电压对应充电控制信号。
可选地，所述像素电路中的各晶体管均为N型晶体管
为实现上述目的，本发明提供了一种显示面板，包括：像素电路，该像素电路采用上述的像素电路。
可选地，所述显示面板为反射式显示面板。
为实现上述目的，本发明提供了一种显示装置，包括：显示面板，所述显示面板采用上述的显示面板。
为实现上述目的，本发明提供了一种像素电路的驱动方法，所述像素电路采用上述的像素电路，所述像素电路的驱动方法包括：
在正常显示阶段，所述数据写入单元在栅线中栅扫描信号的控制下，将所述数据线中的数据电压写入所述液晶电容的第一端，公共电压线中加载有公共电压信号以向所述液晶电容的第二端写入公共电压，所述控制信号输出单元采集所述数据线提供给所述像素电路的数据电压，并根据采集到的所述数据电压生成相应的充电控制信号；
在静态显示阶段，栅线停止输出栅扫描信号，公共电压线停止加载公共电压信号，所述供电单元根据所述充电控制信号向所述液晶电容进行充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vdata-Vcom，其中，Vdata为所述数据电压，Vcom为所述公共电压。
可选地，当所述供电单元包括：第一开关控制模块、第二开关控制模块时，所述充电控制信号包括：第一控制信号和第二控制信号；在静态显示阶段包括如下步骤：
所述控制信号输出单元向所述第二开关控制模块输出第二控制信号，所述第二开关控制模块在所述第二控制信号的控制下，将所述充电电源的第一极与所述液晶电容的第二端导通，所述充电电源的第二极与所述液晶电容的第一端导通，所述充电电源向所述液晶电容进行反向充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vcom-Vdata；
所述控制信号输出单元向所述第一开关控制模块输出第一控制信号，所述第一开关控制模块在所述第一控制信号的控制下，将所述充电电源的第一极与所述液晶电容的第一端导通，所述充电电源的第二极与所述液晶电容的第二端导通，所述充电电源向所述液晶电容进行正向充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vdata-Vcom；
交替执行所述控制信号输出单元向所述第二开关控制模块输出第二控制信号的步骤和所述控制信号输出单元向所述第二开关控制模块输出第一控制信号的步骤。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置，其中该像素电路包括：数据写入单元、液晶电容、供电单元和控制信号输出单元；数据写入单元用于在正常显示阶段时，在栅线中栅扫描信号的控制下，将数据线中的数据电压写入液晶电容的第一端；控制信号输出单元用于在正常显示阶段时采集数据线提供给像素电路的数据电压，并根据采集到的数据电压生成相应的充电控制信号，以及在静态显示阶段时将充电控制信号发送至供电单元；供电单元用于根据充电控制信号向液晶电容进行充电，直至液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vdata-Vcom。本发明技术方案通过在像素电路中设置供电单元和控制信号输出单元，以在静态显示阶段对液晶电容进行充电，此时栅线中无需加载扫描信号，从而可有效降低显示面板的整体功耗。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种像素电路的电路结构示意图；
图2为图1所示像素电路的工作时序图；
图3为本发明实施例二提供的一种像素电路的电路结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种像素电路的电路结构示意图；
图5为图4所示像素电路的工作时序图；
图6为本发明实施例六提供的一种像素电路的驱动方法的流程图；
图7为本发明实施例七提供的一种像素电路的驱动方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种像素电路及其驱动方法、显示面板和显示装置进行详细描述。
图1为本发明实施例一提供的一种像素电路的电路结构示意图，如图1所示，该像素电路包括：数据写入单元1、液晶电容Clc、供电单元3和控制信号输出单元2。
其中，数据写入单元1与栅线GATE、数据线DATA和液晶电容Clc的第一端Q均连接，用于在正常显示阶段时，在栅线GATE中栅扫描信号的控制下，将数据线DATA中的数据电压写入液晶电容Clc的第一端Q。
液晶电容Clc的第二端P与公共电压线VCOM连接，用于在两端加载有电压时产生相应的电场，以控制液晶分子发生相应角度的偏转。
控制信号输出单元2与数据线DATA和供电单元3均连接，用于在正常显示阶段时采集数据线DATA提供给像素电路的数据电压，并根据采集到的数据电压生成相应的充电控制信号，以及在静态显示阶段时将充电控制信号发送至供电单元3。
供电单元3与液晶电容Clc的第一端Q和第二端P均连接，用于根据充电控制信号向液晶电容Clc进行充电，以使得液晶电容Clc的第一端Q与第二端P的电压差为Vdata-Vcom；其中，Vdata为数据电压的电压大小，Vcom为公共电压线VCOM输出的公共电压的电压大小。
为使得本领域技术人员更好的理解本发明，下面将结合附图来对本发明的技术方案进行描述。图2为图1所示像素电路的工作时序图，如图2所示，该像素电路包括两个工作阶段：正常显示阶段和静态显示阶段。
在正常显示阶段中，具体包括：数据写入过程P1和正常显示过程P2。具体地，在数据写入过程P1中，栅线GATE输出有栅扫描信号且处于高电平，数据写入单元1在栅扫描信号的控制下，将数据线DATA中的数据电压写入至液晶电容Clc的第一端Q。公共电压线VCOM中加载有公共电压，公共电压写入至液晶电容Clc的第二端P。此时，液晶电容Clc的两端电压差(第一端Q与第二端P的电压差)为Vclc＝Vdata-Vcom，其中，假定Vdata-Vcom的大小为V1，像素电路显示出的相应灰阶，像素电路显示的灰阶完成更新(对于整个显示面板而言，显示面板的画面进行更新)。在正常显示过程P2中，栅扫描信号处于低电平，液晶电容Clc继续维持该像素电路进行显示，但是液晶电容Clc的两端电压差Vclc会因为漏电流而持续下降，即液晶电容Clc两端电压差产生压降。
需要说明的是，在实际应用中，该正常显示过程P2的时长设计为一个固定时长，且需要满足在该固定时长内，人眼不会识别出像素电路显示的灰阶因液晶电容Clc的压降而发生的变化，即压降带来的灰阶变化不超过人眼对亮度的最小可识别能力。该固定时长可根据实际经验来设置。本发明中，该固定时长可设置为
此外，在正常显示过程P2中，对于不同的数据电压，液晶电容Clc的两端电压差的压降是不同的。在本发明中，可以通过提前实验以获取到液晶电容Clc的第一端Q加载了各灰阶的数据电压时，对应的液晶电容Clc的两端电压差在正常显示过程P2中产生的压降大小，并可以建立数据电压与液晶电容Clc两端电压差Vclc的压降的一一对应关系。
与此同时，控制信号输出单元2采集数据线DATA提供给像素电路的数据电压，并根据采集到的数据电压生成相应的充电控制信号。
需要说明的是，对于不同数据电压，液晶电容Clc的两端电压差的压降不同，因此在后续将液晶电容Clc的两端电压差Vclc补偿至Vdata-Vcom的过程中，需要供电单元3向液晶电容Clc的充电量也不同。相应地，控制信号输出单元2发送至供电单元3的充电控制信号也是不同的。为此，可以在控制信号输出单元2中存储一个关系对应表，该关系对应表中存储有各数据电压及各数据电压对应的充电控制信号。
在静态显示阶段中，具体包括：充电补偿过程P3和静态显示过程P4。具体地，在充电补偿过程P3中，栅线GATE停止输出栅扫描信号，公共电压线VCOM停止加载公共电压信号而处于浮接(Floating)状态。此时，控制信号输出单元2向供电单元3输出相应的充电控制信号，供电单元3根据控制信号向液晶电容Clc进行充电，以使得液晶电容Clc的第一端Q与第二端的电压差恢复至Vdata-Vcom。在静态显示过程P4，供电单元3停止向液晶电容Clc进行充电，液晶电容Clc继续维持该像素电路进行显示，但是液晶电容Clc的两端电压差Vclc会因为漏电流而再次持续下降，即液晶电容Clc两端电压差Vclc产生压降。当静态显示过程与正常显示过程P2的持续时间相同时，则液晶电容Clc的两端电压差Vclc所产生的压降也相同。
在后续过程中，重复上述充电补偿过程P3和静态显示过程P4，即每隔预设时间(本次充电开始至下一次充电开始所对应的时间)供电单元3会向液晶电容Clc进行一次充电，可实现像素电路进行静态显示。在实际应用中，供电单元3向液晶电容Clc进行一次充电补偿过程的时间远远小于一次静态显示过程的时间，因此上述预设时间可近似等于进行一次静态显示过程P4的时间，同时也近似等于正常显示过程P2所对应的时间。具体地，该预设时间可设置为
由上述内容可见，本发明提供的像素电路在静态显示阶段时，由于栅线GATE无需进行扫描(充电)，从而可有效降低显示面板的整体功耗。
可选地，数据写入单元1包括：第五晶体管T5；第五晶体管T5的控制极与栅线GATE连接，第五晶体管T5的第一极与数据线DATA连接，第五晶体管T5的第二极与液晶电容Clc的第一端Q连接。以第五晶体管T5为N型晶体管为例，当栅扫描信号为高电平信号时，则第五晶体管T5导通，数据信号通过第五晶体管T5写入至液晶电容Clc的第一端Q。
进一步可选地，数据写入单元1还包括：存储电容Cst，存储电容Cst的第一端与液晶电容Clc的第一端Q连接，存储电容Cst的第二端与液晶电容Clc的第二端P连接。在本发明中，通过设置存储电容Cst可有效的降低液晶电容Clc的两端电压差的下降速度，此时在静态显示阶段中，供电单元3对液晶电容Clc进行充电补充的时间间隔可有效增加，单位时间内充电次数减少，从而可有效降低像素电路在静态显示阶段的功耗，显示面板的整体功耗也相应降低。
可选地，控制信号输出单元2包括：数据采集模块201和信号输出模块202；数据采集模块201与数据线DATA和信号输出模块202连接，信号输出模块202与供电单元3连接；数据采集模块201用于采集数据线DATA提供给像素电路的数据电压；信号输出模块202用于根据预先存储的关系对应表查询出与数据电压对应充电控制信号。
可选地，该像素电路还包括：开关单元4，开关单元4设置于供电单元3与液晶电容Clc的第一端Q之间，或设置于供电单元3与液晶电容Clc的第二端P之间；开关单元4用于控制供电单元3与液晶电容Clc之间的通断。当开关单元4导通时，供电单元3可向液晶电容Clc的进行充电。否则，供电单元3无法对液晶电容Clc进行充电。
进一步可选地，开关单元4包括：第六晶体管T6，第六晶体管T6的控制极与开关控制信号线SCAN连接，第六晶体管T6的第一极与供电单元3连接；当开关单元4设置于供电单元3与液晶电容Clc的第一端Q之间时，第六晶体管T6的第二极与液晶电容Clc的第一端Q连接；当开关单元4设置于供电单元3与液晶电容Clc的第一端Q之间时，第六晶体管T6的第二极与液晶电容Clc的第二端P连接。
需要说明的是，图1中仅示例性的画出了开关单元4设置于供电单元3与液晶电容Clc的第一端Q之间的情况，对于开关单元设置于供电单元3与液晶电容Clc的第二端P之间的情况未给出相应附图。
在实际应用中，控制信号输出单元2往往集成在显示面板的芯片(位于显示面板的周边区域)中，而供电单元3是直接设置在像素单元内，此时需要在显示面板上设置相应的信号引线CONTROL，以将控制信号输出单元2输出的充电控制信号传递至的各供电单元3，此时，对应每一个像素电路均需要设置一条独立的信号引线CONTROL，从而增大了显示面板上的布线量。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案通过在像素电路中设置开关单元4，此时可使得一条信号引线对应于多个像素电路(例如：显示面板上处于同一列的像素电路)。具体地，当该信号引线CONTROL需要向某一目标像素电路传递充电控制信号时，该目标像素电路中的开关单元4的导通，而其他像素电路中的开关单元4的关闭，此时目标像素电路中的开关单元4可根据充电控制信号对液晶电容Clc执行充电的过程，此时即便其他像素电路中的供电单元3也接收到充电控制信号，但是由于对应的开关单元4处于关闭状态，因此其他像素电路中的供电单元3无法执行对液晶电容Clc进行充电的过程。
图3为本发明实施例二提供的一种像素电路的电路结构示意图，如图3所示，图3所示的像素电路为基于图1所示像素电路的一种具体方案，具体地，供电单元3包括：第一开关控制模块301和充电电源303，充电控制信号包括：第一控制信号；第一开关控制模块301与控制信号输出单元2、液晶电容Clc的第一端Q、第二端以及充电电源303的第一极M、第二极N均连接；第一开关控制模块301用于在第一控制信号的控制下，将充电电源303的第一极M与液晶电容Clc的第一端Q导通，充电电源303的第二极N与液晶电容Clc的第二端P导通，以供充电电源303向液晶电容Clc进行正向充电，直至液晶电容Clc的第一端Q与第二端的电压差为Vdata-Vcom；充电电源303的第一极M与第二极N之间具有固定电压差，且该固定电压差大于数据电压的最大值。
进一步可选地，第一开关控制模块301包括：第一晶体管T1和第二晶体管T2；第一晶体管T1的控制极与控制信号输出单元2连接，第一晶体管T1的第一极与充电电源303的第一极M连接，第一晶体管T1的第二极与液晶电容Clc的第一端Q连接；第二晶体管T2的控制极与控制信号输出单元2连接，第二晶体管T2的第一极与充电电源303的第二极N连接，第二晶体管T2的第二极与液晶电容Clc的第二端P连接。
图3所示像素电路的工作时序可参见图2所示，具体工作过程可参见上述实施例一中的内容，此处不再赘述。
下面将结合附图来对本实施例中的供电单元3对液晶电容Clc进行充电的原理进行详细说明。其中，假定第一晶体管T1、第二晶体管T2和第六晶体管T6均为N型晶体管，充电电源303的第一极M为正极，充电电源303的第二极N为负极。
继续参见图2所示，在静态显示阶段的充电补偿过程中，充电控制信号处于高电平，此时第一晶体管T1和第二晶体管T2均处于导通状态；与此同时，开关控制线中的开关控制信号也处于高电平。此时，则充电电源303的第一极M与液晶电容Clc的第一端Q连接，充电电源303的第二极N与液晶电容Clc的第一端Q连接，即充电电源303与液晶电容Clc(液晶电容Clc在电路中可看作是负载)之间建立通路，并对液晶电容Clc进行正向充电，以使得液晶电容Clc的第一端Q与第二端P之间的电压差Vclc随着充电时间增长而逐渐增大，直至液晶电容Clc的第一端Q与第二端的电压差为Vdata-Vcom。
需要说明的是，充电电源303与液晶电容Clc进行正向充电时间可通过调整充电控制信号的占空比进行控制，具体地，充电控制信号处于高电平的时间即对应正向充电时间。
可选地，供电单元3还包括：滤波电容Cwf，滤波电容Cwf第一端与充电电源303的第一极M连接，滤波电容Cwf第二端与充电电源303的第二极N连接，通过在充电电源303的两端设置滤波电容Cwf，可使得充电电源303的进行稳定输出，从而保证对液晶电容Clc充电量的精准度。
可选地，充电电源303为光电池。此时，本实施例提供的像素电路为反射式显示面板中的像素电路，通过外部光线可对光电池进行充电，以供光电池维持显示面板进行静态画面显示，从而可降低显示面板的整体功耗。
图4为本发明实施例三提供的一种像素电路的电路结构示意图，如图4所示，与上述图3所示的显示电路相比，在图4所示的像素电路中，供电单元3不但包括第一开关控制模块301和充电电源303，还包括第二开关控制模块302；此外，充电控制信号包括：第一控制信号和第二控制信号。
具体地，第二开关控制模块302与控制信号输出单元2、液晶电容Clc的第一端Q、第二端P以及充电电源303的第一极M、第二极N均连接；第二开关控制模块302用于在第二控制信号的控制下，将充电电源303的第一极M与液晶电容Clc的第二端P导通，充电电源303的第二极N与液晶电容Clc的第一端Q导通，以供充电电源303向液晶电容Clc进行反向充电，直至液晶电容Clc的第一端Q与第二端的电压差Vclc为Vcom-Vdata。
进一步可选地，第二开关控制模块302包括：第三晶体管T3和第四晶体管T4；第三晶体管T3的控制极与控制信号输出单元2连接，第三晶体管T3的第一极与充电电源303的第一极M连接，第三晶体管T3的第二极与液晶电容Clc的第二端P连接；第四晶体管T4的控制极与控制信号输出单元2连接，第四晶体管T4的第一极与充电电源303的第二极N连接，第四晶体管T4的第二极与液晶电容Clc的第一端Q连接。
此外，控制信号输出单元2具体用于交替向第一开关控制模块301输出第一控制信号和向第二开关控制模块302输出第二控制信号。
下面将结合附图来对本实施例提供的像素电路的工作过程进行详细描述。其中，假定图4中的第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6均为N型晶体管，充电电源303的第一极M为正极，充电电源303的第二极N为负极。控制信号输出单元2通过第一控制信号线CONTROL_1向第一晶体管T1和第二晶体管T2的控制极输出第一控制信号，且通过第二控制信号线CONTROL_2向第三晶体管T3和第四晶体管T4的控制极输出第二控制信号。
图5为图4所示像素电路的工作时序图，如图5所示，该像素电路包括两个工作阶段：正常显示阶段、第一极性静态显示阶段、第二极性显示阶段。
在正常显示阶段中，具体包括：数据写入过程P1和正常显示过程P2。其中，数据写入过程P1的持续时间远小于正常显示过程P2的持续时间。
具体地，在数据写入过程P1中，栅线GATE输出有栅扫描信号且处于高电平，此时第五晶体管T5导通，将数据线DATA中的数据电压通过第五晶体管T5写入至液晶电容Clc的第一端Q。公共电压线VCOM中加载有公共电压，公共电压写入至液晶电容Clc的第二端P。此时，液晶电容Clc的两端电压差Vclc＝Vdata-Vcom，其中，假定Vdata-Vcom的大小为V1，像素电路显示出的相应灰阶，像素电路显示的灰阶完成更新。
在正常显示过程P2中，栅线GATE中的栅扫描信号处于低电平，第五晶体管T5截至。液晶电容Clc继续维持该像素电路进行显示，但是液晶电容Clc的两端电压差Vclc会因为漏电流而持续下降，即液晶电容Clc两端电压差Vclc产生压降。其中，正常显示过程P2的持续时间为一个预先设置的固定时间，例如在该正常显示过程P2结束时，液晶电容Clc的两端电压差Vclc会下降至V1'(可以通过提前实验而获取到)。
需要说明的是，在整个正常显示阶段中，第一控制信号线CONTROL_1、第二控制信号线CONTROL_2和开关控制信号线SCAN均处于Floating状态，即维持低电平。相应地，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第六晶体管T6均处于截至状态。
在第一极性静态显示阶段中，具体包括：第一极性充电补偿过程P5和第一极性静态显示过程P6。
在第一极性充电补偿过程P5中，栅线GATE和公共电压线VCOM均处于Floating状态，第五晶体管T5维持截止状态。此时，第一控制信号线CONTROL_1仍处于Floating状态，第一晶体管T1和第二晶体管T2维持截止状态；控制信号输出单元2通过第二控制信号线CONTROL_2输出第二控制信号，且第二控制信号处于高电平，第三晶体管T3和第四晶体管T4处于导通状态。与此同时，开关控制信号线SCAN中加载有开关控制信号(为一个扫描信号)，且开关控制信号处于高电平，第六晶体管T6处于导通状态。
由于第三晶体管T3、第四晶体管T4和第六晶体管T6均处于导通状态，则充电电源303的第一极M与液晶电容Clc的第二端P导通，充电电源303的第二极N与液晶电容Clc的第一端Q导通，充电电源303向液晶电容Clc进行反向充电，以使得液晶电容Clc的第一端Q与第二端之间电压差随着充电时间增长而逐渐减小，直至液晶电容Clc的第一端Q与第二端电压差Vclc＝Vcom-Vdata＝-V1。像素电路对应的液晶分子实现极性反转，但像素电路显示的灰阶保持不变。
需要说明的是，利用充电电源303对液晶电容Clc进行反向充电以使得液晶电容Clc两端电压差Vclc由V1’下降至V1的时间，可以通过预先实验提前获取，相应地第二控制信号处于高电平的时间也可以提前设置。
在第一极性静态显示过程P6中，第二控制信号线CONTROL_2输出的第二控制信号处于低电平，第三晶体管T3和第四晶体管T4截止。开关控制信号线SCAN中的开关控制信号在某一时刻由高电平切换为低电平。液晶电容Clc继续维持该像素电路进行显示，但是液晶电容Clc的两端电压差Vclc会因为漏电流而持续下降。其中，第一极性静态显示过程P6的持续时间与正常显示过程P2的持续时间近似相等。在该第一极性静态显示结束时，液晶电容Clc的两端电压差Vclc会下降至-V1'(可以通过提前实验而获取到)。
在第二极性静态显示阶段中，具体包括：第二极性充电补偿过程P7和第二极性静态显示过程P8。
在第二极性充电补偿过程P7中，栅线GATE和公共电压线VCOM均处于Floating状态，第五晶体管T5维持截止状态。此时，第二控制信号线CONTROL_2处于Floating状态，第三晶体管T3和第四晶体管T4维持截止状态；控制信号输出单元2通过第一控制信号线CONTROL_1输出第一控制信号，且第一控制信号处于高电平，第一晶体管T1和第二晶体管T2处于导通状态。与此同时，开关控制信号线SCAN中的开关控制信号处于高电平，第六晶体管T6处于导通状态。
由于第一晶体管T1、第二晶体管T2和第六晶体管T6均处于导通状态，则充电电源303的第一极M与液晶电容Clc的第一端Q导通，充电电源303的第二极N与液晶电容Clc的第二端P导通，充电电源303向液晶电容Clc进行正向充电，以使得液晶电容Clc的第一端Q与第二端之间的电压差Vclc随着充电时间增长而逐渐增大，直至液晶电容Clc的第一端Q与第二端电压差Vclc＝Vdata-Vcom＝V1。像素电路对应的液晶分子再次实现极性反转，但像素电路显示的灰阶保持不变。
需要说明的是，利用充电电源303对液晶电容Clc进行正向充电以使得液晶电容Clc两端电压差Vclc由-V1’上升至V1的时间，可以通过预先实验提前获取，即第一控制信号处于高电平的时间也可以提前设置。
在第二极性静态显示过程P8中，第一控制信号线CONTROL_1输出的第一控制信号处于低电平，第三晶体管T3和第四晶体管T4截止。开关控制信号线SCAN中的开关控制信号在某一时刻由高电平切换为低电平。液晶电容Clc继续维持该像素电路进行显示，但是液晶电容Clc的两端电压差Vclc会因为漏电流而持续下降。其中，第二极性静态显示过程P8的持续时间与正常显示过程P2的持续时间近似相等。在该第二极性静态显示过程结束时，液晶电容Clc的两端电压差Vclc会再次下降至V1'。
需要说明的是，在本实施例中开关控制信号、第一控制信号和第二控制信号的周期相等，且近似等于正常显示过程P2的持续时间。可选地，开关控制信号、第一控制信号和第二控制信号的周期均为
在后续显示过程中，控制信号输出单元2交替输出第二控制信号和第一控制信号，以交替进行第一极性静态显示阶段和第二极性显示阶段，直至显示面板的显示画面需要进行更新。
与上述实施例一或实施例二提供的像素电路相比，本实施例提供的像素电路在进行静态显示时可以实现像素极性反转，从而可有效避免液晶极化。
需要说明的是，本实施例中在进行静态显示过程时，虽然开关控制信号线SCAN中需要反复进行充电以提供开关控制信号，从而会带来一定的功耗，但是，由于开关控制信号的频率(小于或等于30HZ)小于现有技术中栅扫描信号的频率(一般为30HZ)。因此，与现有技术相比，本发明提供的像素电路的功耗更低。
需要补充说明的是，本实施例中第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5和第六晶体管T6均为N型晶体管的情况，仅为本实施例中的一种优选方式，此时可采用同一生产工序同时制备出上述各晶体管，从而可减少生产工序，缩短生产周期。本领域技术人员应该知晓的是，通过对晶体管的类型进行变化以及对控制线的输出信号进行相应变化，以实现上述各阶段的过程的技术方案，均应属于本发明保护的范围。
此外，在本发明中，晶体管的控制极具体是指晶体管的栅极，晶体管的第一极和第二极分别是指晶体管的源极和漏极。其中，当第一极为晶体管的源极时，则第二极为晶体管的漏极；当第一极为晶体管的漏极时，则第二极为晶体管的源极。
本发明实施例四提供了一种显示面板，该显示面板包括：若干条交叉设置的栅线和数据线，栅线和数据线限定出若干个像素单元，每个像素单元内对应设置有像素电路，该像素电路采用上述实施例一至实施例三中任一提供的像素电路，相应内容可参见上述实施例一至实施例三中的描述，此处不再赘述。
可选地，该显示面板为反射式显示面板，以在像素电路中包括光电池时，可利用外部光线对像素电路中的光电池进行充电，从而可降低显示面板的功耗。
本发明实施例五提供了一种显示装置，该显示装置包括：显示面板，该显示面板采用上述实施例四提供的显示面板，相应内容可参见上述实施例四中的描述，此处不再赘述。
图6为本发明实施例六提供的一种像素电路的驱动方法的流程图，如图6所示，该像素电路可为上述实施例一、实施例二或实施例三中提供像素电路，该像素电路的驱动方法包括：
步骤S1、在正常显示阶段，数据写入单元在栅线中栅扫描信号的控制下，将数据线中的数据电压写入液晶电容的第一端，公共电压线中加载有公共电压信号以向液晶电容的第二端写入公共电压，控制信号输出单元采集数据线提供给像素电路的数据电压，并根据采集到的数据电压生成相应的充电控制信号；
步骤S2、在静态显示阶段，栅线停止输出栅扫描信号，公共电压线停止加载公共电压信号，供电单元根据充电控制信号向液晶电容进行充电，以使得液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vdata-Vcom，其中，Vdata为数据电压，Vcom为公共电压。
需要说明的是，对于上述步骤S1和步骤S2的具体过程，可参见上述实施例一中相应描述，此处不再赘述。
图7为本发明实施例七提供的一种像素电路的驱动方法的流程图，如图7所示，该像素电路为上述实施例三中提供像素电路，该像素电路的驱动方法包括：
步骤S11、在正常显示阶段，数据写入单元在栅线中栅扫描信号的控制下，将数据线中的数据电压写入液晶电容的第一端，公共电压线中加载有公共电压信号以向液晶电容的第二端写入公共电压，控制信号输出单元采集数据线提供给像素电路的数据电压，并根据采集到的数据电压生成相应的充电控制信号.
步骤S12、控制信号输出单元向第二开关控制模块输出第二控制信号，第二开关控制模块在第二控制信号的控制下，将充电电源的第一极与液晶电容的第一端导通，充电电源的第二极与液晶电容的第二端导通，充电电源向液晶电容进行反向充电，直至液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vcom-Vdata。
步骤S13、控制信号输出单元向第一开关控制模块输出第一控制信号，第一开关控制模块在第一控制信号的控制下，将充电电源的第一极与液晶电容的第二端导通，充电电源的第二极与液晶电容的第一端导通，充电电源向液晶电容进行正向充电，直至液晶电容的第一端与第二端的电压差为Vdata-Vcom。
交替执行上述步骤S12和步骤S13，直至显示面板的显示画面进行更新。
需要说明的是，对于步骤S11、步骤S12和步骤S13的具体过程，可参见上述实施例三中相应描述，此处不再赘述。
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 (19)

1.一种像素电路，其特征在于，包括：数据写入单元、液晶电容、供电单元和控制信号输出单元；
所述数据写入单元与栅线、数据线和所述液晶电容的第一端均连接，所述液晶电容的第二端与公共电压线连接，所述控制信号输出单元与所述数据线和供电单元均连接，所述供电单元与所述液晶电容的第一端和第二端均连接；
所述数据写入单元用于在正常显示阶段时，在栅线中栅扫描信号的控制下，将所述数据线中的数据电压写入所述液晶电容的第一端；
所述控制信号输出单元用于在正常显示阶段时采集所述数据线提供给所述像素电路的数据电压，并根据采集到的所述数据电压生成相应的充电控制信号，以及在静态显示阶段时将所述充电控制信号发送至所述供电单元；
所述供电单元用于根据所述充电控制信号向所述液晶电容进行充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差等于所述数据电压与所述公共电压线输出的公共电压的差。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述供电单元包括：第一开关控制模块和充电电源，所述充电控制信号包括：第一控制信号；
所述第一开关控制模块与所述控制信号输出单元、所述液晶电容的第一端、第二端以及所述充电电源的第一极、第二极均连接；
所述第一开关控制模块用于在所述第一控制信号的控制下，将所述充电电源的第一极与所述液晶电容的第一端导通，所述充电电源的第二极与所述液晶电容的第二端导通，以供所述充电电源向所述液晶电容进行正向充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差等于所述数据电压与所述公共电压线输出的公共电压的差；
所述充电电源的第一极与第二极之间具有固定电压差。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，第一开关控制模块包括：第一晶体管和第二晶体管；
所述第一晶体管的控制极与所述控制信号输出单元连接，所述第一晶体管的第一极与所述充电电源的第一极连接，所述第一晶体管的第二极与所述液晶电容的第一端连接；
所述第二晶体管的控制极与所述控制信号输出单元连接，所述第二晶体管的第一极与所述充电电源的第二极连接，所述第二晶体管的第二极与所述液晶电容的第二端连接。
4.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述供电单元还包括：第二开关控制模块，所述充电控制信号还包括：第二控制信号；
所述第二开关控制模块与所述控制信号输出单元、所述液晶电容的第一端、第二端以及所述充电电源的第一极、第二极均连接；
所述第二开关控制模块用于在所述第二控制信号的控制下，将所述充电电源的第一极与所述液晶电容的第二端导通，所述充电电源的第二极与所述液晶电容的第一端导通，以供所述充电电源向所述液晶电容进行反向充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差等于所述公共电压与所述数据电压的差。
5.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述第二开关控制模块包括：第三晶体管和第四晶体管；
所述第三晶体管的控制极与所述控制信号输出单元连接，所述第三晶体管的第一极与所述充电电源的第一极连接，所述第三晶体管的第二极与所述液晶电容的第二端连接；
所述第四晶体管的控制极与所述控制信号输出单元连接，所述第四晶体管的第一极与所述充电电源的第二极连接，所述第四晶体管的第二极与所述液晶电容的第一端连接。
6.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述控制信号输出单元具体用于交替向所述第一开关控制模块输出所述第一控制信号和向所述第二开关控制模块输出第二控制信号。
7.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述供电单元还包括：滤波电容，所述滤波电容第一端与所述充电电源的第一极连接，所述滤波电容第二端与所述充电电源的第二极连接。
8.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述充电电源为光电池。
9.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述数据写入单元包括：第五晶体管；
所述第五晶体管的控制极与所述栅线连接，所述第五晶体管的第一极与数据线连接，所述第五晶体管的第二极与所述液晶电容的第一端连接。
10.根据权利要求9所述的像素电路，其特征在于，所述数据写入单元还包括：存储电容；
所述存储电容的第一端与所述液晶电容的第一端连接，所述存储电容的第二端与所述液晶电容的第二端连接。
11.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，还包括：开关单元，所述开关单元设置于所述供电单元与所述液晶电容的第一端之间，或设置于所述供电单元与所述液晶电容的第二端之间；
所述开关单元用于控制所述供电单元与所述液晶电容之间的通断。
12.根据权利要求11所述的像素电路，其特征在于，所述开关单元包括：第六晶体管；
所述第六晶体管的控制极与开关控制信号线连接，所述第六晶体管的第一极与所述供电单元连接；
当所述开关单元设置于所述供电单元与所述液晶电容的第一端之间时，所述第六晶体管的第二极与所述液晶电容的第一端连接；
当所述开关单元设置于所述供电单元与所述液晶电容的第一端之间时，所述第六晶体管的第二极与所述液晶电容的第二端连接。
13.根据权利要求1中所述的像素电路，其特征在于，所述控制信号输出单元包括：数据采集模块和信号输出模块；
所述数据采集模块与所述数据线和所述信号输出模块连接，所述信号输出模块与所述供电单元连接；
所述数据采集模块用于采集所述数据线提供给所述像素电路的所述数据电压；
所述信号输出模块用于根据预先存储的关系对应表查询出与所述数据电压对应充电控制信号。
14.根据权利要求1-13中任一所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路中的各晶体管均为N型晶体管。
15.一种显示面板，其特征在于，包括：如上述权利要求1-14中任一所述的像素电路。
16.根据权利要求15所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为反射式显示面板。
17.一种显示装置，其特征在于，包括：如上述权利要求15或16中所述的显示面板。
18.一种像素电路的驱动方法，其特征在于，所述像素电路采用上述权利要求1-14中任一所述的像素电路，所述像素电路的驱动方法包括：
在正常显示阶段，所述数据写入单元在栅线中栅扫描信号的控制下，将所述数据线中的数据电压写入所述液晶电容的第一端，公共电压线中加载有公共电压信号以向所述液晶电容的第二端写入公共电压，所述控制信号输出单元采集所述数据线提供给所述像素电路的数据电压，并根据采集到的所述数据电压生成相应的充电控制信号；
在静态显示阶段，栅线停止输出栅扫描信号，公共电压线停止加载公共电压信号，所述供电单元根据所述充电控制信号向所述液晶电容进行充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差为等于所述数据电压与所述公共电压线输出的公共电压的差。
19.根据权利要求18所述的像素电路的驱动方法，其特征在于，当所述像素电路采用上述权利要求4中所述的像素电路时，在静态显示阶段包括如下步骤：
所述控制信号输出单元向所述第二开关控制模块输出第二控制信号，所述第二开关控制模块在所述第二控制信号的控制下，将所述充电电源的第一极与所述液晶电容的第二端导通，所述充电电源的第二极与所述液晶电容的第一端导通，所述充电电源向所述液晶电容进行反向充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差为等于所述公共电压与所述数据电压的差；
所述控制信号输出单元向所述第一开关控制模块输出第一控制信号，所述第一开关控制模块在所述第一控制信号的控制下，将所述充电电源的第一极与所述液晶电容的第一端导通，所述充电电源的第二极与所述液晶电容的第二端导通，所述充电电源向所述液晶电容进行正向充电，直至所述液晶电容的第一端与第二端的电压差等于所述数据电压与所述公共电压的差；
交替执行所述控制信号输出单元向所述第二开关控制模块输出第二控制信号的步骤和所述控制信号输出单元向所述第二开关控制模块输出第一控制信号的步骤。
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