背景技术
近年来,人们研发出各种重量轻和尺寸小的平板显示设备来代替阴极射线管。这些平板显示设备的例子包括液晶显示面板、等离子体显示面板和电致发光显示面板。其中,电致发光显示面板通过显示面板内的电致发光器件实现显示面板的正常显示,根据发光层材料的不同,电致发光器件分为无机发光和有机发光两类,因为有机发光器件具有高响应速度、高发光效率、强亮度、和宽视角而被业界称为新一代显示技术。
作为一种电流控制型发光器件,有机发光显示面板的发光均匀性与控制每个发光单元的电流密切相关。一般地,一个像素单元对应一个像素电路,但随着窄边框与高分辨显示的发展,几个像素单元也可以共享一个像素电路。但是,不论采用上述哪种像素电路设计,在实际显示过程中由于工艺以及薄膜晶体管老化等缺陷,有机发光显示面板总存在驱动晶体管阈值电压漂移而导致发光不均的问题。目前,在解决阈值电压漂移问题上,面板厂商通常采用两种方式:一是通过内部补偿方式,在像素电路内部增加补偿单元,在发光阶段前先通过自身电路进行阈值抓取;二是通过外部补偿方式,在像素电路内部增加补偿单元,在发光阶段前先通过外部电路进行阈值抓取。相对内部补偿,外部补偿的结构简单且可调控性强,利于显示面板的高分辨率设计。因此,近年来外部补偿的方式越来越受到面板厂商的青睐。
图1A是现有技术提供的一种外部补偿像素电路图。如图1A所示,像素电路包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、电容Cst以及有机发光二极管D。其中,第一晶体管T1的栅极与第一扫描线SCAN1连接、第一极通过数据线L1连接至外部电路011、第二极与第一节点Q1连接,第二晶体管T2的栅极与第一节点Q1连接、第一极与第一恒压源VDD连接、第二极与第二节点Q2连接,第三晶体管T3的栅极与第二扫描线SCAN2连接、第一极通过参考电压线L2连接至外部电路011,有机发光二极管D的阳极与第二节点Q2连接,阴极与第二恒压源VSS连接。
在图1A中,第一晶体管T1~第三晶体管T3都为NMOS管。图1B是图1A所示外部补偿电路实现阈值补偿的驱动时序图。
具体地,在第一时刻t1:向第一扫描线SCAN1、第二扫描线SCAN2提供高电平信号,向数据线L1、参考信号线L2分别提供Vdata和Vref。在第一扫描线SCAN1、第二扫描线SCAN2高电平信号控制下,第一晶体管T1、第三晶体管T3导通,Vdata经数据线L1、导通的第一晶体管T1传输至第一节点Q1,Vref经参考电压线L2、导通的第三晶体管T3传输至第二节点Q2。因此,在t1时刻,第一节点Q1的电位为Vdata、第二节点Q2的电位为Vref,且第一电容Cst充电至第二晶体管T2的阈值电压Vth(Vdata-Vref>Vth)以驱动第二晶体管T2。
在第二时刻t2,向第一扫描线SCAN1提供高电平信号,向第二扫描线SCAN2提供低电平信号,向数据线L1、参考电压线L2分别提供Vdata和Vref。此时,第一晶体管T1导通、第三晶体管T3截止,Vdata经过数据线L1、导通的第一晶体管T1传输至第一节点Q1。由于在第二时刻t2第三晶体管T3截止,因此,Vpre不能通过参考电压线L2传输至第二节点Q2。在t2时刻,第一节点Q1、第二节点Q2保持上一时刻的电位。对参考电压线L2进行预充电的目的在于,为了降低参考电压线L2上的寄生电容对下一时刻工作的影响。
在第三时刻t3,向第一扫描线SCAN1、第二扫描线SCAN2提供高电平信号,向数据线L1提供数据信号Vdata。此时,由于第一节点Q1、第二节点Q2仍分别维持上一时刻的电位Vdata、Vref,且Vdata-Vref>Vth,因此第二晶体管T2导通。像素电流经导通的第二晶体管T2、第三晶体管T3传输至参考电压线L2,参考电压线L2的电压从预充电电压Vpre开始按照与驱动第二晶体管T2的像素电流成正比地增加,直到第二节点Q2的电位变为(Vdata-Vth),参考电压线L2上的电压达到饱和。
在第四时刻t4,向第一扫描线SCAN1、第二扫描线SCAN2提供低电平信号。此时,外部电路对参考电压线L2上的饱和电压Vdata-Vth进行采样,并将采样电压输出为感测电压Vsensing,由此感测出与第二晶体管T2的像素电流成正比的电压。利用Vsensing计算相应像素的驱动第二晶体管T2的像素电流,由于像素电流与第二晶体管T2的阈值电压和像素间的迁移率偏差(相应像素与参考像素的迁移率之比)成一定的函数关系,因此,根据Vsensing计算得到的像素电流可以检测出第二晶体管T2的阈值电压和像素间的迁移率偏差,从而得到用于补偿所检测到的阈值电压的偏移值和用于补偿迁移率偏差的增益值来作为补偿值,并且以查找表的形式将该补偿值储存在外部电路011中。
综上,像素电路完成像素的阈值补偿。当显示时,外部电路根据储存的各个像素的偏差值和增益值补偿数据电压。
但是,图1A所示的外部补偿电路进行阈值补偿的过程中,在t1、t2时刻由于第二晶体管T2导通,会存在有机发光二极管D偷亮的问题;同时,经过外部补偿二次写入数据电压Vdata的时候,是分别给第一节点Q1和第二节点Q2写入电位,由于此时第二晶体管T2因第一节点Q1存在电位而打开,第一恒压源VDD输入的电信号经过第二晶体管T2传输至第二节点Q2,即在此时刻,第二节点Q2同时被写入第一恒压源VDD的电位信号以及Vref,因此无法保证第二节点Q2的电位被写入理想电位。
发明内容
有鉴于此,一方面,本发明提供一种有机发光显示面板,包括
至少一个第一电路和多个第二电路;所述第一电路包括信号发生单元、信号输入控制单元、信号侦测单元,所述第二电路包括第一晶体管,所述第一电路10和所述第二电路通过数据线连接,所述第一电路用于对所述第二电路中所述第一晶体管的阈值进行抓取和补偿。
另一方面,本发明提供一种驱动上述有机发光显示面板的方法。在N帧的扫描过程中,每个像素单元在第i帧都进行阈值侦测,1≤i≤N。该驱动方法包括第一时刻、第二时刻、第三时刻和第四时刻:在所述第一时刻,所述信号发生单元通过数据线传输参考电压信号,对所述第一晶体管的栅极、有机发光二极管的阳极进行初始化;在所述第二时刻,对所述第一晶体管的阈值进行侦测与采集,并将采集到的阈值电压传输至信号产生单元;在所述第三时刻,所述信号发生单元通过数据线传输经过补偿后的数据信号,对所述第一晶体管进行阈值补偿;在所述第四时刻,有机发光二极管导通发光。
另一方面,本发明提供又一种驱动上述有机发光显示面板的方法。在N帧扫描之前对每个像素单元进行阈值侦测,并将侦测到的阈值电压保存在所述存储器中,在任意第i帧复用所述存储器中的阈值电压,1≤i≤N。在所述N帧扫描之前,每个所述像素单元的工作过程包括第一时刻、第二时刻:所述信号发生单元通过数据线传输参考电压信号,对所述第一晶体管的栅极、有机发光二极管的阳极进行初始化;在所述第二时刻,对所述第一晶体管的阈值进行侦测与采集,并将采集到的阈值电压传输至信号产生单元。在所述N帧扫描时,在任意第i帧每个所述像素单元的工作过程包括第三时刻、第四时刻、第五时刻:在所述第三时刻,所述信号发生单元通过数据线传输参考电压信号,对所述第一晶体管的栅极、有机发光二极管的阳极进行初始化;在所述第四时刻,所述信号发生单元通过数据线传输经过补偿后的数据信号,对所述第一晶体管进行阈值补偿;在所述第五时刻,有机发光二极管导通发光。
与现有技术相比,本发明至少具有如下突出的优点之一:
本发明提供的有机发光显示面板及其驱动方法能够解决阈值电压漂移造成显示不均的问题;
本发明提供的有机发光显示面板及其驱动方法能够解决阈值补偿过程中像素单元中有机发光二极管偷亮的问题;
本发明提供的有机发光显示面板及其驱动方法能够解决阈值补偿过程中节点电位无法精确写入的问题。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
需要说明的是,在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
图2A是本发明实施例提供的一种有机发光显示面板。如图2A所示,有机发光显示面板1包括显示区100和非显示区200,其中显示区100内包括多条沿X方向延伸的扫描线SL和多条沿Y方向延伸的数据线DL,以及由扫描线SL和数据线DL交叉限定的多个像素单元11,其中X方向与Y方向相互垂直。
图2B是用于驱动图2A中每个像素单元11工作的电路结构示意图,包括通过数据线DL互相连接的第一电路10和第二电路20。其中,第一电路10包括信号发生单元101、信号输入控制单元102、信号侦测单元103,第二电路20包括第一晶体管M1,第一电路10用于对第二电路20中第一晶体管M1的阈值电压进行抓取和补偿。
图2C是图2B中各个单元的具体电路结构图。如图2C所示,信号输入控制单元102包括第二晶体管M2,信号侦测单元103包括第三晶体管M3、比较器CM、第一电容C1;第二电路20还包括第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第二电容C2以及有机发光二极管EL。
其中,第二晶体管M2的栅极与第一控制线CK1连接、第一极与信号发生单元101连接、第二极通过数据线DL与第二电路20中第四晶体管M4的第一极连接;第三晶体管M3的栅极与第二控制线CK2连接、第一极通过数据线DL与第二电路20中第四晶体管M4的第一极连接、第二极与比较器CM的第一输入端R连接;比较器CM的第二输入端S与第一电压源PVDD连接、输出端T与信号发生单元101连接;第四晶体管M4的栅极与扫描线SL连接、第一极与数据线DL连接、第二极与第一节点N1连接;第一晶体管M1的栅极与第二节点N2连接、第一极与第七晶体管M7的第二极连接、第二极与第一节点N1连接;第五晶体管M5的栅极与扫描线SL连接、第一极与第一节点N1连接、第二极与第二节点N2连接;第六晶体管M6的栅极与第三控制线EM1连接、第一极与第一节点N1连接、第二极与有机发光二极管EL的阳极连接;第七晶体管M7的栅极与第四控制线EM2连接、第一极与第一电压源PVDD连接,第二电容C2的第一端与第二节点N2连接、第二端与第一电压源PVDD连接,有机发光二极管EL的阴极与第二电压源PVEE连接。
图2C所示的像素电路能够有效解决阈值电压漂移造成显示不均的问题、阈值补偿过程中像素单元中有机发光二极管偷亮的问题、阈值补偿过程中节点电位无法精确写入的问题。
以下结合具体驱动方法进一步描述本发明提供的像素电路如何实现上述技术效果。需要说明的是,本发明实施例中第一晶体管M1至第七晶体管M7均为PMOS管,以下关于图3所叙述到的第一电平均为低电平,第二电平均为高电平。但本发明对比不做限定,当第一晶体管M1至第七晶体管M7均为NMOS管时,以下关于图3所叙述到的第一电平为高电平,第二电平为低电平。
图3是本发明实施例提供的一种驱动图2C所示电路的驱动方法。
其中,在P1时刻,向扫描线SL、第一控制线CK1、第三控制线EM1提供第一电平信号,向第二控制线CK2、第四控制线EM2提供第二电平信号。此时,在扫描线SL、第一控制线CK1、第三控制线EM1低电平信号控制下,第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6导通。同时,信号发生单元101通过数据线DL传输参考电压信号Vref。因此,在P1时刻,第一节点N1、第二节点N2的电压为Vref,对第一晶体管M1的栅极进行初始化,同时参考电压Vref经数据线DL、导通的第六晶体管M6传递至有机发光二极管EL的阳极,对有机发光二极管EL的阳极进行初始化。由于参考电压Vref与第二电压源PVEE产生的电压PVEE之差不足以驱动有机发光二极管EL发光。因此,本发明实施例提供的用于驱动像素单元工作的电路在对驱动晶体管(第一晶体管M1)进行初始化时不会产生有机发光二极管偷亮的问题。
在P2时刻,向扫描线SL、第二控制线CK2、第四控制线EM2提供第一电平信号,向第一控制线CK1、第三控制线EM1提供第二电平信号。此时,在扫描线SL、第二控制线CK2、第四控制线EM2低电平信号控制下,第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第七晶体管M7导通,同时第一晶体管M1在经过上一时刻的初始化之后,在本时刻导通。因此,第一电压源PVDD产生的第一电压PVDD经导通的第七晶体管M7、第一晶体管M1、第五晶体管M5传输至第二节点N2,导致第二节点N2的电位不断升高,当第二节点N2的电位升高至PVDD-Vth时第一晶体管M1截止。由于第一节点N1电位等于第二节点N2电位,因此,第一节点N1的电位经导通的第三晶体管M3,经过比较器CM后,将Vth值传递至信号产生单元101。由于在本时刻,第七晶体管M7在第三控制线EM1的低电平控制下截止,因此第一电压源PVDD产生的电压不会传输至有机发光二极管EL的阳极,即无法在有机发光二极管的两端形成驱动电压,因此,有机发光二极管不发光。
为了便于理解,本发明在此对比较器CM的工作原理具体说明。如图2C所示,比较器CM包括第一端R、第二端S和第三端T,其中R端为反向输入端、S端为同向输入端、T为输出端。在P2时刻,R端连接第三晶体管M3输出的电压PVDD-Vth、S端连接第一电压源PVDD产生的第一电压PVDD,则输出端T输出R端和S端的差值Vth,并将Vth传递至信号产生单元101。
在P3时刻,向扫描线SL、第一控制线CK1提供第一电平信号,向第二控制线CK2、第三控制线EM1、第四控制线EM2提供第二电平信号。此时,在扫描线SL、第一控制线CK1低电平信号控制下,第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5导通,信号产生单元101对P2时刻得到的阈值电压Vth进行计算处理并通过数据线DL输出电压Vdata+Vth至第一晶体管M1的栅极,完成对第一晶体管M1的阈值补偿。
在P4时刻,向第二控制线CK2、第三控制线EM1、第四控制线EM2提供第一电平信号,向扫描线SL、第一控制线CK1提供第二电平信号。此时,在第三控制线EM1、第四控制线EM2低电平信号控制下,第七晶体管M7、第六晶体管M6导通,同时经过上一时刻的阈值补偿后,第一晶体管M1在此刻导通,因此,在P4时刻有机发光二极管EL导通发光。
需要说明的是,假设扫描频率为N(即1s内扫描N帧),则图3所示的各个阶段代表在任意第i帧中每个像素单元的工作过程,包括P1时刻、P2时刻、P3时刻和P4时刻,其中1≤i≤N。
结合图2C所示的电路和图3所示的驱动方法,可以看出,本发明实施例提供的有机发光显示面板能够有效解决阈值电压漂移造成显示不均的问题、阈值补偿过程中有机发光二极管偷亮的问题、阈值补偿过程中节点电位无法精确写入的问题。
图4是本发明实施例提供的又一用于驱动图2A中每个像素单元的电路示意图。与图2C所示电路的区别在于,第一电路10还包括存储单元104。存储单元104的第一端H与比较器CM的T端连接、第二端J与信号发生单元101连接。
图5是用于驱动如图4所示电路的时序图。需要说明的是,本发明实施例中第一晶体管M1至第七晶体管M7均为PMOS管,以下关于图5所叙述到的第一电平均为低电平,第二电平均为高电平。但本发明对比不做限定,当第一晶体管M1至第七晶体管M7均为NMOS管时,以下关于图5所叙述到的第一电平为高电平,第二电平为低电平。
与图3所示的驱动方法不同在于,图5所示的驱动方法在N帧扫描之前进行阈值侦测,并将阈值电压保存在存储单元104中,在N帧扫描过程中通过复用保存在存储单元104中的阈值电压实现阈值补偿。
具体地,图5所示的驱动方法包括Threshold Obtaining和Light Emitting两个过程,Threshold Obtaining表示阈值侦测阶段,Light Emitting表示正常发光阶段(即N帧扫描阶段)。其中,在Threshold Obtaining阶段,每个像素单元的工作过程包括第一时刻K1、第二时刻K2。
K1时刻,向扫描线SL、第一控制线CK1、第三控制线EM1提供第一电平信号,向第二控制线CK2、第四控制线EM2提供第二电平信号。此时,在扫描线SL、第一控制线CK1、第三控制线EM1低电平信号控制下,第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6导通。同时,信号发生单元101通过数据线DL传输参考电压信号Vref。因此,在K1时刻,第一节点N1、第二节点N2的电压为Vref,对第一晶体管M1的栅极进行初始化,同时参考电压Vref经数据线DL、导通的第六晶体管M6传递至有机发光二极管EL的阳极,对有机发光二极管EL的阳极进行初始化。由于参考电压Vref与第二电压源PVEE产生的电压PVEE之差不足以驱动有机发光二极管EL发光。因此,本发明实施例提供的像素电路在对驱动晶体管(第一晶体管M1)进行初始化时不会产生有机发光二极管偷亮的问题。K2时刻,向扫描线SL、第二控制线CK2、第四控制线EM2提供第一电平信号,向第一控制线CK1、第三控制线EM1提供第二电平信号。此时,在扫描线SL、第二控制线CK2、第四控制线EM2低电平信号控制下,第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第七晶体管M7导通,同时第一晶体管M1在经过上一时刻的初始化之后,在本时刻导通。因此,第一电压源PVDD处的电压PVDD经导通的第七晶体管M7、第一晶体管M1、第五晶体管M5传输至第二节点N2,导致第二节点N2的电位不断升高,当第二节点N2的电位升高至PVDD-Vth时第一晶体管M1截止。由于第一节点N1电位等于第二节点N2电位,因此,第一节点N1的电位经导通的第三晶体管M3,经过比较器CM后,将Vth值保存在存储单元104。
在Threshold Obtaining阶段,当所有像素单元11分别经过K1时刻、K2时刻后,每个像素单元11的阈值电压都被保存在存储单元104中并开始进入Light Emitting过程,即正常发光过程。
对于N帧扫描,在任意第i帧,每个像素单元11的工作过程包括K3时刻、K4时刻、K5时刻。在K3时刻,向扫描线SL、第一控制线CK1、第三控制线EM1提供第一电平信号,向第二控制线CK2、第四控制线EM2提供第二电平信号;此时,在扫描线SL、第一控制线CK1、第三控制线EM1低电平信号控制下,第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6导通,同时信号发生单元101通过数据线DL传输参考电压信号Vref。因此,在K1时刻,第一节点N1、第二节点N2的电压为Vref,对第一晶体管M1的栅极进行初始化,同时参考电压Vref经数据线DL、导通的第六晶体管M6传递至有机发光二极管EL的阳极,对有机发光二极管EL的阳极进行初始化。由于参考电压Vref与第二电压源PVEE产生的电压PVEE之差不足以驱动有机发光二极管EL发光。因此,本发明实施例提供的像素电路在对驱动晶体管(第一晶体管M1)进行初始化时不会产生有机发光二极管偷亮的问题。在K4时刻,向扫描线SL、第一控制线CK1提供第一电平信号,向第二控制线CK2、第三控制线EM1、第四控制线EM2提供第二电平信号;此时,在扫描线SL、第一控制线CK1的低电平信号控制下,第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5导通,此时信号产生单元101通过调用保存在存储单元104内的阈值电压,通过数据线DL向第二电路20中第二节点N2输出的电压为Vdata+Vth,完成对第一晶体管M1的阈值补偿。在K5时刻,向第二控制线CK2、第三控制线EM1、第四控制线EM2提供第一电平信号,向扫描线SL、第一控制线CK1提供第二电平信号,此时,在第三控制线EM1、第四控制线EM2低电平信号控制下,第七晶体管M7、第六晶体管M6导通,同时经过上一时刻的阈值补偿后,第一晶体管M1在此刻导通,因此在K5时刻有机发光二极管EL导通发光。
由上述分析可知,图4所示的电路和图5所示的驱动方法能够有效解决阈值电压漂移造成显示不均的问题、阈值补偿过程中有机发光二极管偷亮的问题、阈值补偿过程中节点电位无法精确写入的问题。同时,相对于图2B所示的像素电路和图3所示的驱动方法,图4所示的像素电路和图5所示的驱动方法好处在于,在N帧的扫描过程中通过复用保存在存储单元104中的阈值电压进行阈值补偿,有效地减少了阈值侦测的时间,利于高分辨显示的设计。具体地,对于n行像素单元进行N帧扫描,在利用图3所示的驱动方法驱动时要花去的时间S1=n*(P1+P2+P3+P4)*N,在利用图5所示的驱动方法驱动时要花去的时间S2=n*(K1+K2)+n*(K3+K4+K5)*N,其中,P1=K1=K3,P2=K2,P3=K4,P4=K5,因此,S1-S2=n*P2*(N-2),即图5所示的驱动方法相对于图3所示的驱动方法可以节省n*(N*P2-P1-P2)的时间。
需要说明的是,本发明提供的有机发光显示面板1中每个像素单元11内对应设置一个第二电路20,但不限定每个像素单元11内都要设置一个第一电路10,即本发明提供的第一电路和第二电路的连接不限定为一对一的连接方式。
图6是本发明提供的一种有机发光显示面板连接方式示意图。如图6所示,位于同一列的第二电路20通过一条数据线DL连接至一个第一电路10,且位于不同列的第二电路通过不同的数据线DL连接至不同的第一电路10。即图6所示的连接方式为位于同一列的第二电路20共享一个第一电路10。这样设计的好处在于,可以自由地选择对某一个像素单元进行阈值侦测和补偿。因此在对显示面板某个区域进行阈值补偿的情况下,这种设计可以避免对不需要阈值侦测和阈值补偿的像素单元进行补偿而大大增加能耗的问题。
图7是本发明提供的另一种有机发光显示面板连接方式示意图。如图7所示,有机发光显示面板1上的所有第二电路20通过数据线DL连接至同一个第一电路10,即有机发光显示面板1上的所有第二电路20共享一个第一电路10。这样设计的好处在于,可以节省工艺和面板空间,便于窄边框和高分辨显示的实现。
需要说明的是,本发明提供的有机发光显示面板中第一电路位于非显示区。
需要说明的是,本发明提供的有机发光显示面板中第一电路的信号产生单元为集成电路IC。
需要说明的是,本发明提供的有机发光显示面板中存储单元可以通过复用有机发光显示面板中的存储器实现,也可以单独设置,本发明对比不作限定。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。