CN106920517A - 像素驱动电路、驱动方法、像素电路和显示装置 - Google Patents

像素驱动电路、驱动方法、像素电路和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种像素驱动电路、驱动方法、像素电路和显示装置。所述像素驱动电路，分别与相应行栅线和相应列数据线连接，用于驱动发光元件发光，所述像素驱动电路包括驱动晶体管，所述像素驱动电路还包括：发光控制单元，分别与发光控制端、所述驱动晶体管的第一极、所述驱动晶体管的第二极、高电平输入端和所述发光元件连接；数据写入单元，分别与相应行栅线、相应列数据线、所述驱动晶体管的第一极、所述驱动晶体管的栅极和所述驱动晶体管的第二极连接；以及，电容单元，第一端与起始电压输入端连接，第二端与所述驱动晶体管的栅极连接。本发明解决现有的像素驱动电路采用的信号线和晶体管数目多的问题。

Description

像素驱动电路、驱动方法、像素电路和显示装置
技术领域
本发明涉及显示驱动技术领域，尤其涉及一种像素驱动电路、驱动方法、像素电路和显示装置。
背景技术
有机发光显示具有高亮度、宽视角、响应速度快、低功耗等优点，已广泛地被应用于高性能显示领域中。目前像素驱动电路结构较为复杂，在Layout(布局)设计布局时占用大量面积，不利于未来高PPI(Pixel Per Inch，每英寸内的像素个数)AMOLED(Active-matrix organic light emitting diode，有源矩阵有机发光二极管)显示技术的应用。因此需要优化像素电路结构，以节省布局的空间。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种像素驱动电路、驱动方法、像素电路和显示装置，解决现有的像素驱动电路采用的信号线和晶体管数目多的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种像素驱动电路，分别与相应行栅线和相应列数据线连接，用于驱动发光元件发光，所述像素驱动电路包括驱动晶体管，所述像素驱动电路还包括：
发光控制单元，分别与发光控制端、所述驱动晶体管的第一极、所述驱动晶体管的第二极、高电平输入端和所述发光元件连接；
数据写入单元，分别与相应行栅线、相应列数据线、所述驱动晶体管的第一极、所述驱动晶体管的栅极和所述驱动晶体管的第二极连接；以及，
电容单元，第一端与起始电压输入端连接，第二端与所述驱动晶体管的栅极连接。
实施时，所述电容单元包括：存储电容，第一端与所述起始电压输入端连接，第二端与所述驱动晶体管的栅极连接；
由所述起始电压输入端输入的起始电压为方波起始电压。
具体的，本发明实施所述的像素驱动电路还包括：初始化单元，分别与相应行栅线、所述起始电压输入端和所述发光元件连接，用于在数据写入阶段在相应行栅线的控制下控制所述起始电压输入端与所述发光元件连接。
实施时，所述初始化单元包括：初始化晶体管，栅极与相应行栅线连接，第一极与所述发光元件连接，第二极与所述起始电压输入端连接。
实施时，所述发光控制单元包括：第一发光控制晶体管，栅极与所述发光控制端连接，第一极与所述高电平输入端连接，第二极与所述驱动晶体管的第一极连接；以及，
第二发光控制晶体管，栅极与所述发光控制端连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述发光元件连接；
所述数据写入单元包括：第一数据写入晶体管，栅极与相应行栅线连接，第一极与相应列数据线连接，第二极与所述驱动晶体管的第一极连接；以及，
第二数据写入晶体管，栅极与相应行栅线连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述驱动晶体管的栅极连接。
本发明还提供了一种像素驱动电路的驱动方法，应用于上述的像素驱动电路，所述像素驱动电路的驱动方法包括：在每一显示周期，
在复位阶段，由起始电压输入端输入的起始电压由第一电平V1跳变为第二电平V2，从而改变电容单元的第二端的电位，使得驱动晶体管由关闭状态逐渐变为打开状态；
在数据写入阶段，相应行栅线控制相应列数据线输出的数据电压Vdata写入驱动晶体管的第一极，相应行栅线控制所述驱动晶体管的栅极与所述驱动晶体管的第二极连接，以使得所述驱动晶体管由打开状态逐渐变为关闭状态，从而使得所述驱动晶体管的栅极的电位变为Vdata+Vth，Vth为所述驱动晶体管的阈值电压；
在发光阶段，发光控制端控制所述驱动晶体管的第一极与高电平输入端连接，所述发光控制端控制所述驱动晶体管的第二极与发光元件连接，所述驱动晶体管的栅极的电位维持为Vdata+Vth，以使得所述驱动晶体管打开而驱动所述发光元件发光，所述驱动晶体管的栅源电压补偿所述驱动晶体管的阈值电压。
实施时，当所述像素驱动电路包括的驱动晶体管为p型晶体管时，第一电平为高电平，第二电平为低电平；
当所述像素驱动电路包括的驱动晶体管为n型晶体管时，第一电平为低电平，第二电平为高电平。
实施时，当所述像素驱动电路还包括初始化单元时，所述像素驱动电路的驱动方法还包括：在所述数据写入阶段，相应行栅线控制所述初始化单元以使得由所述起始电压输入端输入的起始电压写入所述发光元件。
本发明还提供了一种像素电路，包括发光元件和上述的像素驱动电路；所述发光元件的第一极与所述像素驱动电路连接，所述发光元件的第二极与低电平输入端连接。
本发明还提供了一种显示装置，包括上述的像素电路。
与现有技术相比，本发明所述的像素驱动电路、驱动方法、像素电路和显示装置通过将电容单元改为设置于输入起始电压的起始电压输入端和驱动晶体管的栅极之间，并通过将起始电压由现有的直流电压改为方波起始电压，以在减少信号端和晶体管的前提下同样能够实现复位功能。
附图说明
图1是本发明实施例所述的像素驱动电路的结构图；
图2是本发明另一实施例所述的像素驱动电路的结构图；
图3是本发明所述的像素驱动电路的一具体实施例的电路图；
图4是本发明如图3所示的像素驱动电路的具体实施例的工作时序图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所有实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。在本发明实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中一极称为第一极，另一极称为第二极。在实际操作时，所述第一极可以为漏极，所述第二极可以为源极；或者，所述第一极可以为源极，所述第二极可以为漏极。
如图1所示，本发明实施例所述的像素驱动电路，分别与相应行栅线Gate和相应列数据线Data连接，用于驱动发光元件EL发光，所述像素驱动电路包括驱动晶体管DTFT；
所述像素驱动电路还包括：
发光控制单元11，分别与发光控制端EM、所述驱动晶体管DTFT的第一极、所述驱动晶体管DTFT的第二极、输入高电平VDD的高电平输入端和所述发光元件EL连接；
数据写入单元12，分别与相应行栅线Gate、相应列数据线Data、所述驱动晶体管DTFT的第一极、所述驱动晶体管DTFT的栅极和所述驱动晶体管DTFT的第二极连接；以及，
电容单元13，第一端与输入起始电压Vinit的起始电压输入端连接，第二端与所述驱动晶体管DTFT的栅极连接。
在图1所示的实施例中，以DTFT为p型晶体管为例说明，但是在实际操作时，DTFT也可以为n型晶体管，在此对驱动晶体管的类型不作限定。
本发明实施例所述的像素驱动电路通过将电容单元13改为设置于输入起始电压Vinit的起始电压输入端和驱动晶体管DTFT的栅极之间，并通过将起始电压Vint由现有的直流电压改为方波起始电压，以在减少信号端和晶体管的前提下同样能够实现复位功能。
具体的，所述电容单元包括：存储电容，第一端与所述起始电压输入端连接，第二端与所述驱动晶体管的栅极连接；
由所述起始电压输入端输入的起始电压为方波起始电压。
在具体实施时，如图2所示，本发明实施例所述的像素驱动电路还可以包括：初始化单元14，分别与相应行栅线Gate、输入起始电压Vinit的起始电压输入端和所述发光元件EL连接，用于在数据写入阶段在相应行栅线Gate的控制下控制所述起始电压输入端与所述发光元件EL的第一极连接；
所述发光元件EL的第二极接入低电平VSS。
本发明实施例所述的像素驱动电路还包括初始化单元14，其作用是在数据写入阶段释放发光元件的第一极残留的电荷，从而使得在发光阶段发光元件的亮度不受上一显示周期的残留电荷的影响，在低灰阶时降低发光元件的亮度，提高像素的对比度。
在实际操作时，所述发光元件EL可以为OLED(有机发光二极管)，所述发光元件EL的第一极可以为OLED的阳极，所述发光元件EL的第二极可以为OLED的阴极。在实际操作时，所述发光元件EL也可以为其他类型的发光器件，在此对发光元件的类型不作限定。
具体的，所述初始化单元可以包括：初始化晶体管，栅极与相应行栅线连接，第一极与所述发光元件连接，第二极与所述起始电压输入端连接。
具体的，所述发光控制单元可以包括：第一发光控制晶体管，栅极与所述发光控制端连接，第一极与所述高电平输入端连接，第二极与所述驱动晶体管的第一极连接；以及，
第二发光控制晶体管，栅极与所述发光控制端连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述发光元件连接；
所述数据写入单元可以包括：第一数据写入晶体管，栅极与相应行栅线连接，第一极与相应列数据线连接，第二极与所述驱动晶体管的第一极连接；以及，
第二数据写入晶体管，栅极与相应行栅线连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述驱动晶体管的栅极连接。
下面通过一具体实施例来说明本发明所述的像素驱动电路。
如图3所示，本发明所述的像素驱动电路的一具体实施例包括驱动晶体管DTFT、发光控制单元、数据写入单元、电容单元和初始化单元；
所述电容单元包括：存储电容C1，第一端与输入起始电压Vinit的起始电压输入端连接，第二端与所述驱动晶体管DTFT的栅极连接；
由所述起始电压输入端输入的起始电压Vinit为方波起始电压；
所述初始化单元包括：初始化晶体管T1，栅极与相应行栅线Gate连接，源极与有机发光二极管OLED的阳极连接，漏极与输入起始电压Vinit的起始电压输入端连接；
所述发光控制单元包括：第一发光控制晶体管T2，栅极与所述发光控制端EM连接，源极与输入高电平VDD的高电平输入端连接，漏极与所述驱动晶体管DTFT的源极连接；以及，
第二发光控制晶体管T3，栅极与所述发光控制端EM连接，源极与所述驱动晶体管DTFT的漏极连接，漏极与所述有机发光二极管OLED的阳极连接；
所述数据写入单元包括：第一数据写入晶体管T4，栅极与相应行栅线Gate连接，源极与相应列数据线Data连接，漏极与所述驱动晶体管DTFT的源极连接；以及，
第二数据写入晶体管T5，栅极与相应行栅线Gate连接，源极与所述驱动晶体管DTFT的漏极连接，漏极与所述驱动晶体管DTFT的栅极连接；
所述有机发光二极管OLED的阴极接入低电平VSS。
在图3所示的具体实施例中，所有的晶体管都为p型晶体管，在实际操作时，本发明实施例所述的像素驱动电路采用的晶体管也可以为n型晶体管，在此对晶体管的类型不作限定。
在图3中，第一节点N1为与DTFT的栅极连接的节点，第二节点N2为与DTFT的源极连接的节点，第三节点N3为与DTFT的漏极连接的节点。
如图4所示，本发明所述的像素驱动电路的具体实施例在工作时，在每一帧显示时间(即每一显示周期)，
在复位阶段S1，Gate和EM都输出高电平，Vinit由高电平VH跳变为低电平VL，N1的电位也相应降低，在数据写入阶段(也即采样阶段)之前对N1的电位进行复位，DTFT逐渐由关闭状态变为打开状态；
在数据写入阶段S2，Vinit为低电平VL，Gate输出低电平，EM输出高电平，Vinit为低电平，T4和T5打开，此时N2的电位为Data上的数据电压Vdata，DTFT的栅极和DTFT的漏极连接，则DTFT为二极管连接，DTFT逐渐由打开状态变为关闭状态，对DTFT的阈值电压进行补偿，DTFT的栅极的电位变为Vdata+Vth，Vth为DTFT的阈值电压；此时T1打开，Vinit写入OLED的阳极，Vinit的低电平降低OLED的阳极与OLED的阴极之间的电压差，在低灰阶时降低OLED的亮度，提高像素的对比度；
在发光阶段S3，Vinit为低电平VL，EM输出低电平，Gate输出高电平，T2和T3都打开，DTFT的源极接入VDD，DTFT的漏极与OLED的阳极连接，DTFT的栅极的电位维持为Vdata+Vth，以使得DTFT打开而驱动OLED发光，DTFT的栅源电压Vgs补偿DTFT的阈值电压Vth；流过OLED的电流Ion计算公式如下：
在发光阶段S3结束后，Vinit由低电平VL跳变为高电平VH。
综上，在数据写入阶段S2对DTFT的阈值电压Vth进行补偿，消除不同像素的驱动晶体管的阈值电压差异对显示亮度均一性的影响。
在本发明如图3所示的像素驱动电路的具体实施例中，DTFT作为驱动像素发光的驱动晶体管，在复位阶段S1通过交流信号Vinit的电压变化进行复位，T1在低灰阶时降低OLED的亮度，提高像素的对比对。本发明实施例采用Vinit进行复位，与现有技术相比减少了复位端和复位晶体管，也即减少了信号线数量，并将电路结构简化为6T1C，有利于高分辨率产品的布局设计。
本发明实施例所述的像素驱动电路，将交流信号Vinit接入C1，通过N1的电位的跳变进行复位，并通过T1在数据写入阶段在低灰阶时降低OLED的阳极和阴极之间的压差(在数据写入阶段T1打开，Vinit写入OLED的阳极，Vinit的低电平降低OLED的阳极与OLED的阴极之间的电压差)，提高像素的对比度。
本发明实施例所述的像素驱动电路的驱动方法，应用于上述的像素驱动电路，所述像素驱动电路的驱动方法包括：在每一显示周期，
在复位阶段，由起始电压输入端输入的起始电压由第一电平V1跳变为第二电平V2，从而改变电容单元的第二端的电位，使得驱动晶体管由关闭状态逐渐变为打开状态；
在数据写入阶段，相应行栅线控制相应列数据线输出的数据电压Vdata写入驱动晶体管的第一极，相应行栅线控制所述驱动晶体管的栅极与所述驱动晶体管的第二极连接，以使得所述驱动晶体管由打开状态逐渐变为关闭状态，从而使得所述驱动晶体管的栅极的电位变为Vdata+Vth，Vth为所述驱动晶体管的阈值电压；
在发光阶段，发光控制端控制所述驱动晶体管的第一极与高电平输入端连接，所述发光控制端控制所述驱动晶体管的第二极与发光元件连接，所述驱动晶体管的栅极的电位维持为Vdata+Vth，以使得所述驱动晶体管打开而驱动所述发光元件发光，所述驱动晶体管的栅源电压补偿所述驱动晶体管的阈值电压。
在实际操作时，当所述发光阶段结束后，由所述电压输入端输入的起始电压由第二电平V2跳变为第一电平V1。
具体的，当所述像素驱动电路包括的驱动晶体管为p型晶体管时，第一电平为高电平，第二电平为低电平；
当所述像素驱动电路包括的驱动晶体管为n型晶体管时，第一电平为低电平，第二电平为高电平。
具体的，当所述像素驱动电路还包括初始化单元时，所述像素驱动电路的驱动方法还包括：在所述数据写入阶段，相应行栅线控制所述初始化单元以使得由所述起始电压输入端输入的起始电压写入所述发光元件。
本发明实施例所述的像素电路包括发光元件和上述的像素驱动电路；所述发光元件的第一极与所述像素驱动电路连接，所述发光元件的第二极与低电平输入端连接。
本发明实施例所述的显示装置包括上述的像素电路。所述显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种像素驱动电路，分别与相应行栅线和相应列数据线连接，用于驱动发光元件发光，所述像素驱动电路包括驱动晶体管，其特征在于，所述像素驱动电路还包括：
发光控制单元，分别与发光控制端、所述驱动晶体管的第一极、所述驱动晶体管的第二极、高电平输入端和所述发光元件连接；
数据写入单元，分别与相应行栅线、相应列数据线、所述驱动晶体管的第一极、所述驱动晶体管的栅极和所述驱动晶体管的第二极连接；以及，
电容单元，第一端与起始电压输入端连接，第二端与所述驱动晶体管的栅极连接。
2.如权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述电容单元包括：存储电容，第一端与所述起始电压输入端连接，第二端与所述驱动晶体管的栅极连接；
由所述起始电压输入端输入的起始电压为方波起始电压。
3.如权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，还包括：初始化单元，分别与相应行栅线、所述起始电压输入端和所述发光元件连接，用于在数据写入阶段在相应行栅线的控制下控制所述起始电压输入端与所述发光元件连接。
4.如权利要求3所述的像素驱动电路，其特征在于，所述初始化单元包括：初始化晶体管，栅极与相应行栅线连接，第一极与所述发光元件连接，第二极与所述起始电压输入端连接。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的像素驱动电路，其特征在于，所述发光控制单元包括：第一发光控制晶体管，栅极与所述发光控制端连接，第一极与所述高电平输入端连接，第二极与所述驱动晶体管的第一极连接；以及，
第二发光控制晶体管，栅极与所述发光控制端连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述发光元件连接；
所述数据写入单元包括：第一数据写入晶体管，栅极与相应行栅线连接，第一极与相应列数据线连接，第二极与所述驱动晶体管的第一极连接；以及，
第二数据写入晶体管，栅极与相应行栅线连接，第一极与所述驱动晶体管的第二极连接，第二极与所述驱动晶体管的栅极连接。
6.一种像素驱动电路的驱动方法，应用于如权利要求1至5中任一权利要求所述的像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动电路的驱动方法包括：在每一显示周期，
在复位阶段，由起始电压输入端输入的起始电压由第一电平V1跳变为第二电平V2，从而改变电容单元的第二端的电位，使得驱动晶体管由关闭状态逐渐变为打开状态；
在数据写入阶段，相应行栅线控制相应列数据线输出的数据电压Vdata写入驱动晶体管的第一极，相应行栅线控制所述驱动晶体管的栅极与所述驱动晶体管的第二极连接，以使得所述驱动晶体管由打开状态逐渐变为关闭状态，从而使得所述驱动晶体管的栅极的电位变为Vdata+Vth，Vth为所述驱动晶体管的阈值电压；
在发光阶段，发光控制端控制所述驱动晶体管的第一极与高电平输入端连接，所述发光控制端控制所述驱动晶体管的第二极与发光元件连接，所述驱动晶体管的栅极的电位维持为Vdata+Vth，以使得所述驱动晶体管打开而驱动所述发光元件发光，所述驱动晶体管的栅源电压补偿所述驱动晶体管的阈值电压。
7.如权利要求6所述的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，当所述像素驱动电路包括的驱动晶体管为p型晶体管时，第一电平为高电平，第二电平为低电平；
当所述像素驱动电路包括的驱动晶体管为n型晶体管时，第一电平为低电平，第二电平为高电平。
8.如权利要求6或7所述的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，当所述像素驱动电路还包括初始化单元时，所述像素驱动电路的驱动方法还包括：在所述数据写入阶段，相应行栅线控制所述初始化单元以使得由所述起始电压输入端输入的起始电压写入所述发光元件。
9.一种像素电路，其特征在于，包括发光元件和如权利要求1至5所述的像素驱动电路；所述发光元件的第一极与所述像素驱动电路连接，所述发光元件的第二极与低电平输入端连接。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的像素电路。
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