CN109637454A - 发光二极管像素电路及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光二极管像素电路及显示面板。该发光二极管像素电路包括：作为驱动薄膜晶体管的第一薄膜晶体管(T1)，其栅极连接第一节点(G)，源极和漏极分别连接第二节点(S)和电源高电压(OVDD)；作为开关薄膜晶体管的第二薄膜晶体管(T2)，其栅极连接本行像素的扫描信号(SCANn)，源极和漏极分别连接第一节点(G)和数据信号(Vdata)；发光二极管(LED)，其阳极连接第二节点(S)，阴极连接电源低电压(OVSS)；以及第一电容(C1)，第二电容(C2)，和第三薄膜晶体管(T3)。本发明还提供了相应的显示面板。本发明的发光二极管像素电路及显示面板，通过改进像素电路使其能够采用输出电压分辨率较低的源极芯片进行精细的电流控制；改进后的像素电路结构简单，且不需增加驱动信号。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种发光二极管像素电路及显示面板。
背景技术
有机发光二极管(OLED)显示装置具有自发光，驱动电压低，发光效率高，响应时间短，使用温度范围宽等诸多优点，被业界公认为是最有发展潜力的显示装置。
OLED显示面板按照驱动方式可以分为无源矩阵型OLED(Passive Matrix OLED，PMOLED)和有源矩阵型OLED(Active Matrix OLED，AMOLED)两大类。其中，AMOLED面板具有呈阵列式排布的像素，属于主动显示类型，发光效能高，通常用于高清晰度的大尺寸显示装置。
微发光二极管(Micro LED)显示面板是一种以在一个基板上集成的高密度微小尺寸的发光二极管(LED)阵列作为显示像素来实现图像显示的显示装置，微发光二极管显示面板和OLED显示面板一样属于自发光显示器，但微发光二极管显示面板相比OLED显示面板还具有材料稳定性更好、寿命更长、无影像烙印等优点，被认为是OLED显示面板的最大竞争对手。
参见图1，其为一种常见的微发光二极管或者有机发光二极管的驱动像素电路示意图。此2T1C像素电路主要包括作为驱动薄膜晶体管(TFT)的薄膜晶体管T1，作为开关薄膜晶体管的薄膜晶体管T2，存储电容C以及发光二极管LED，发光二极管LED可以是微发光二极管或者有机发光二极管，薄膜晶体管T2由相应行像素的扫描信号SCAN控制开关与否，以控制是否输入相应的数据信号Vdata。采用此像素电路，在发光阶段，流过LED的电流ILED由薄膜晶体管T1控制，可以表示为ILED＝k(Vdata-VLED-Vth)2，其中，k为与工艺和设计相关的参数，Vdata为源极芯片(Source IC)输出的数据信号的电压，VLED为LED上的电压，Vth为薄膜晶体管T1的阈值电压。
参见图2，其为LED的亮度-电流曲线示意图，对于微发光二极管显示面板来说，LED的亮度-电流曲线斜率很大，微弱的电流变化就会引起人眼可察觉的亮度改变。因此微发光二极管显示面板如果采用传统驱动电路，例如图1所示电路，必须非常精确控制LED的驱动电流，难度较大。因为源极芯片输出电压的分辨率有限，难以精确控制LED电流，使其产生足够多的灰阶。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种发光二极管像素电路及显示面板，改进像素电路以使其能够采用输出电压分辨率较低的源极芯片进行精细的电流控制。
为实现上述目的，本发明提供了一种发光二极管像素电路，包括：
作为驱动薄膜晶体管的第一薄膜晶体管，其栅极连接第一节点，源极和漏极分别连接第二节点和电源高电压；
作为开关薄膜晶体管的第二薄膜晶体管，其栅极连接本行像素的扫描信号，源极和漏极分别连接第一节点和数据信号；
发光二极管，其阳极连接第二节点，阴极连接电源低电压；
第一电容，其两端分别连接第一节点和第三节点；
第二电容，其两端分别连接第二节点和第三节点；
第三薄膜晶体管，其栅极连接下一行像素的扫描信号，源极和漏极分别连接第二节点和第三节点。
其中，所述发光二极管像素电路的驱动时序包括三个阶段：在第一阶段，所述本行像素的扫描信号保持高电平，所述下一行像素的扫描信号保持低电平；在第二阶段，所述本行像素的扫描信号保持低电平，所述下一行像素的扫描信号保持高电平；在第三阶段，所述本行像素的扫描信号保持低电平，所述下一行像素的扫描信号保持低电平。
其中，还包括第四薄膜晶体管，其栅极连接控制信号，源极和漏极分别连接第二节点和参考电压。
其中，所述发光二极管像素电路的驱动时序包括三个阶段：在第一阶段，所述控制信号保持高电平，所述本行像素的扫描信号保持高电平，所述下一行像素的扫描信号保持低电平；在第二阶段，所述控制信号保持低电平，所述本行像素的扫描信号保持低电平，所述下一行像素的扫描信号保持高电平；在第三阶段，所述控制信号保持低电平，所述本行像素的扫描信号保持低电平，所述下一行像素的扫描信号保持低电平。
其中，所述发光二极管为有机发光二极管。
其中，所述发光二极管为微发光二极管。
其中，所述发光二极管为迷你发光二极管。
本发明还提供了一种显示面板，包括前述任一项所述的发光二极管像素电路。
综上，本发明的发光二极管像素电路及显示面板，通过改进像素电路使其能够采用输出电压分辨率较低的源极芯片进行精细的电流控制；改进后的像素电路结构简单，且不需增加驱动信号。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为一种常见的微发光二极管或者有机发光二极管的驱动像素电路示意图；
图2为LED的亮度-电流曲线示意图；
图3为本发明发光二极管像素电路一较佳实施例的电路示意图；
图4为图3所示电路的时序图；
图5为本发明发光二极管像素电路又一较佳实施例的电路示意图；
图6为图5所示电路的时序图。
具体实施方式
本发明特别适用于微发光二极管显示面板，但不限于此，可以应用于各种电流驱动显示面板，如有机发光二极管显示面板，迷你发光二极管(Mini LED)显示面板，可提升驱动电流控制精度。
本发明提出一种像素电路，改进了原有的像素电路，改进后的像素电路在原有像素电路基础上增加一个电容以及一个薄膜晶体管，增加的电容与原有的像素电路中的存储电容串联，增加的薄膜晶体管连接于串联的两个电容的公共点以及驱动薄膜晶体管(N型)的源极。
参见图3及图4，图3为本发明发光二极管像素电路一较佳实施例的电路示意图，图4为图3所示电路的时序图。该较佳实施例的发光二极管像素电路改进了传统的2T1C像素电路，主要包括：
作为驱动薄膜晶体管的第一薄膜晶体管T1，其栅极连接第一节点G，源极和漏极分别连接第二节点S和电源高电压OVDD；
作为开关薄膜晶体管的第二薄膜晶体管T2，其栅极连接本行像素的扫描信号SCANn，源极和漏极分别连接第一节点G和数据信号Vdata；
发光二极管LED，其阳极连接第二节点S，阴极连接电源低电压OVSS；
第一电容C1，其两端分别连接第一节点G和第三节点A；
第二电容C2，其两端分别连接第二节点S和第三节点A；
第三薄膜晶体管T3，其栅极连接下一行像素的扫描信号SCANn+1，源极和漏极分别连接第二节点S和第三节点A。
按照图4所示时序驱动该电路时，主要包括三个阶段：在第一阶段，所述本行像素的扫描信号SCANn保持高电平，所述下一行像素的扫描信号SCANn+1保持低电平；在第二阶段，所述本行像素的扫描信号SCANn保持低电平，所述下一行像素的扫描信号SCANn+1保持高电平；在第三阶段，所述本行像素的扫描信号SCANn保持低电平，所述下一行像素的扫描信号SCANn+1保持低电平。
在第一阶段，当本行像素的扫描信号SCANn打开时，第一节点G充入数据信号Vdata，流过第一薄膜晶体管T1的电流是：
ILED＝k(Vdata-VS-Vth)2，其中，k为与工艺和设计相关的参数，Vdata为源极芯片输出的数据信号的电压，VS为第二节点处也就是LED上的电压，Vth为薄膜晶体管T1的阈值电压。
此时第一电容C1和第二电容C2上的电压U1和U2满足：
所以
在第二阶段，当扫描至下一行像素时，扫描信号SCANn关闭，下一行像素的扫描信号SCANn+1打开，第三薄膜晶体管T3导通，第二电容C2放电，第一电容C1维持电压U1不变。流过第一薄膜晶体管T1的电流是：ILED＝k(U1-Vth)2。
在第三阶段，当扫描信号SCANn+1也关闭时，第一电容C1和第二电容C2的电荷平衡，满足：
从而解出
代入U1，得到
所以最终流过LED的电流是：
相较于传统驱动电路的LED电流，需要更大电压的数据信号Vdata才能产生相同的电流。因此可以使用较低分辨率的源极芯片进行更精细的电流控制，满足微发光二极管的驱动需求。
另外，从第二阶段过渡至第三阶段时，第一节点和第二节点之间的电压VGS会上升，下降，或是不变，取决于第一电容C1和第二电容C2电容值的大小：
C1＞C2，VGS升高；
C1＝C2，VGS不变；
C1＜C2，VGS下降。
参见图5及图6，图5为本发明发光二极管像素电路又一较佳实施例的电路示意图，图6为图5所示电路的时序图。该较佳实施例的发光二极管像素电路改进了传统的3T1C像素电路，主要包括：
作为驱动薄膜晶体管的第一薄膜晶体管T1，其栅极连接第一节点G，源极和漏极分别连接第二节点S和电源高电压OVDD；
作为开关薄膜晶体管的第二薄膜晶体管T2，其栅极连接本行像素的扫描信号SCANn，源极和漏极分别连接第一节点G和数据信号Vdata；
发光二极管LED，其阳极连接第二节点S，阴极连接电源低电压OVSS；
第一电容C1，其两端分别连接第一节点G和第三节点A；
第二电容C2，其两端分别连接第二节点S和第三节点A；
第三薄膜晶体管T3，其栅极连接下一行像素的扫描信号SCANn+1，源极和漏极分别连接第二节点S和第三节点A；
第四薄膜晶体管T4，其栅极连接控制信号Pre-charge，源极和漏极分别连接第二节点S和参考电压Vref。
按照图6所示时序驱动该电路时，主要包括三个阶段：在第一阶段，所述控制信号Pre-charge保持高电平，所述本行像素的扫描信号SCANn保持高电平，所述下一行像素的扫描信号SCANn+1保持低电平；在第二阶段，所述控制信号Pre-charge保持低电平，所述本行像素的扫描信号SCANn保持低电平，所述下一行像素的扫描信号SCANn+1保持高电平；在第三阶段，所述控制信号Pre-charge保持低电平，所述本行像素的扫描信号SCANn保持低电平，所述下一行像素的扫描信号SCANn+1保持低电平。按照图6时序进行驱动时，在第二薄膜晶体管T2打开的同时打开第四薄膜晶体管T4，第二节点S充入参考电压Vref。
在第三阶段，流过LED的电流为：
相较于传统驱动电路的LED电流，需要更大电压的数据信号Vdata才能产生相同的电流。因此可以使用较低分辨率的源极芯片进行更精细的电流控制，满足微发光二极管的驱动需求。
另外，从第二阶段过渡至第三阶段时，第一节点和第二节点之间的电压VGS会上升，下降，或是不变，取决于第一电容C1和第二电容C2电容值的大小：
C1＞C2，VGS升高；
C1＝C2，VGS不变；
C1＜C2，VGS下降。
基于本发明的发光二极管像素电路，本发明还相应提供了包含所述发光二极管像素电路的显示面板。
综上，本发明的发光二极管像素电路及显示面板，通过改进像素电路使其能够采用输出电压分辨率较低的源极芯片进行精细的电流控制；改进后的像素电路结构简单，且不需增加驱动信号。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种发光二极管像素电路，其特征在于，包括：
作为驱动薄膜晶体管的第一薄膜晶体管(T1)，其栅极连接第一节点(G)，源极和漏极分别连接第二节点(S)和电源高电压(OVDD)；
作为开关薄膜晶体管的第二薄膜晶体管(T2)，其栅极连接本行像素的扫描信号(SCANn)，源极和漏极分别连接第一节点(G)和数据信号(Vdata)；
发光二极管(LED)，其阳极连接第二节点(S)，阴极连接电源低电压(OVSS)；
第一电容(C1)，其两端分别连接第一节点(G)和第三节点(A)；
第二电容(C2)，其两端分别连接第二节点(S)和第三节点(A)；
第三薄膜晶体管(T3)，其栅极连接下一行像素的扫描信号(SCANn+1)，源极和漏极分别连接第二节点(S)和第三节点(A)。
2.如权利要求1所述的发光二极管像素电路，其特征在于，所述发光二极管像素电路的驱动时序包括三个阶段：在第一阶段，所述本行像素的扫描信号(SCANn)保持高电平，所述下一行像素的扫描信号(SCANn+1)保持低电平；在第二阶段，所述本行像素的扫描信号(SCANn)保持低电平，所述下一行像素的扫描信号(SCANn+1)保持高电平；在第三阶段，所述本行像素的扫描信号(SCANn)保持低电平，所述下一行像素的扫描信号(SCANn+1)保持低电平。
3.如权利要求1所述的发光二极管像素电路，其特征在于，还包括第四薄膜晶体管(T4)，其栅极连接控制信号(Pre-charge)，源极和漏极分别连接第二节点(S)和参考电压(Vref)。
4.如权利要求3所述的发光二极管像素电路，其特征在于，所述发光二极管像素电路的驱动时序包括三个阶段：在第一阶段，所述控制信号(Pre-charge)保持高电平，所述本行像素的扫描信号(SCANn)保持高电平，所述下一行像素的扫描信号(SCANn+1)保持低电平；在第二阶段，所述控制信号(Pre-charge)保持低电平，所述本行像素的扫描信号(SCANn)保持低电平，所述下一行像素的扫描信号(SCANn+1)保持高电平；在第三阶段，所述控制信号(Pre-charge)保持低电平，所述本行像素的扫描信号(SCANn)保持低电平，所述下一行像素的扫描信号(SCANn+1)保持低电平。
5.如权利要求1所述的发光二极管像素电路，其特征在于，所述发光二极管(LED)为有机发光二极管。
6.如权利要求1所述的发光二极管像素电路，其特征在于，所述发光二极管(LED)为微发光二极管。
7.如权利要求1所述的发光二极管像素电路，其特征在于，所述发光二极管(LED)为迷你发光二极管。
8.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的发光二极管像素电路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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