CN111210765B - 像素电路、像素电路的驱动方法和显示面板 - Google Patents

像素电路、像素电路的驱动方法和显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种像素电路、像素电路的驱动方法和显示面板。该像素电路包括数据写入模块、存储模块、驱动模块和发光器件；所述驱动模块包括第一控制端和第二控制端，所述数据写入模块用于在数据写入阶段将数据信号写入所述驱动模块的第一控制端；所述存储模块用于维持所述第一控制端的电位；所述第二控制端与所述像素电路的脉冲宽度调制信号输入端电连接，用于控制驱动模块在发光阶段根据脉冲宽度调制信号输入端输入的脉冲宽度调制信号提供非连续驱动电流，发光器件响应驱动电流发光。可以降低驱动像素电路工作的驱动电路的设计复杂度。同时实现了发光器件工作在发光效率高和发光颜色稳定的区域内时满足不同灰阶对应的发光亮度。

Description

像素电路、像素电路的驱动方法和显示面板
技术领域
本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素电路、像素电路的驱动方法和显示面板。
背景技术
微发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro-LED)显示装置由于可以将发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的尺寸小型化，以及比有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示器件具有更高的发光亮度、发光效率以及更低的运行功耗等优势，逐渐受到人们的广泛关注。
Micro-LED在低电流密度下工作时，发光效率低。且发光波长与高灰阶时的发光波长不同，造成了Micro-LED显示装置显示颜色的色偏问题。Micro-LED 显示装置显示时，可以通过电源采用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation， PWM)信号配合数字驱动方式驱动其发光，从而改善Micro-LED显示装置显示颜色的色偏问题。此时数据信号和电源的PWM信号需要精准同步，使得驱动 Micro-LED发光的驱动电路设计十分复杂。
发明内容
本发明提供一种像素电路、像素电路的驱动方法和显示面板，以实现在改善显示面板色偏的基础上降低了驱动电路的设计复杂度。
第一方面，本发明实施例提供了一种像素电路，包括数据写入模块、存储模块、驱动模块和发光器件；
所述驱动模块包括第一控制端和第二控制端，所述数据写入模块用于在数据写入阶段将数据信号写入所述驱动模块的第一控制端；所述存储模块用于维持所述第一控制端的电位；所述第二控制端与所述像素电路的脉冲宽度调制信号输入端电连接，用于控制所述驱动模块在发光阶段根据所述脉冲宽度调制信号输入端输入的脉冲宽度调制信号提供非连续驱动电流，所述发光器件响应所述驱动电流发光。
可选地，所述数据写入模块的第一端与所述像素电路的数据信号输入端电连接，所述数据写入模块的第二端与所述驱动模块的第一控制端和所述存储模块的第一端电连接，所述数据写入模块的控制端与所述像素电路的扫描信号输入端电连接；所述驱动模块的第一端与所述像素电路的第一电源信号输入端和所述存储模块的第二端电连接，所述驱动模块的第二端与所述发光器件的阳极电连接，所述发光器件的阴极与所述像素电路的第二电源信号输入端电连接。
可选地，所述数据写入模块包括第一晶体管，所述存储模块包括存储电容，所述驱动模块包括驱动晶体管；
所述第一晶体管的栅极为所述数据写入模块的控制端，所述第一晶体管的第一极为所述数据写入模块的第一端，所述第一晶体管的第二极为所述数据写入模块的第二端；所述存储电容的第一极为所述存储模块的第一端，所述存储电容的第二极为所述存储模块的第二端；
所述驱动晶体管为双栅晶体管，所述双栅晶体管的第一极为所述驱动模块的第一端，所述双栅晶体管的第二极为所述驱动模块的第二端；所述双栅晶体管的底栅极为所述驱动模块的第一控制端，所述双栅晶体管的顶栅极为所述驱动模块的第二控制端，或者，所述双栅晶体管的顶栅极为所述驱动模块的第一控制端，所述双栅晶体管的底栅极为所述驱动模块的第二控制端。
可选地，像素电路还包括复位模块；
所述复位模块的控制端与所述像素电路的扫描信号输入端电连接，所述复位模块的第一端与参考信号输入端电连接，所述复位模块的第二端与所述发光器件的阳极电连接；所述复位模块用于对所述发光器件进行复位。
可选地，所述复位模块包括第二晶体管；
所述第二晶体管的栅极为所述复位模块的控制端，所述第二晶体管的第一极为所述复位模块的第一端，所述第二晶体管的第二极为所述复位模块的第二端。
可选地，像素电路还包括感应模块；
所述感应模块的控制端与所述像素电路的感应控制信号输入端电连接，所述感应模块的第一端与所述发光器件的阳极电连接，所述感应模块的第二端与所述感应信号输出端电连接；所述感应模块用于感应所述发光器件的电位。
可选地，所述感应模块包括第三晶体管；
所述第三晶体管的栅极为所述感应模块的控制端，所述第三晶体管的第一极为所述感应模块的第一端，所述第三晶体管的第二极为所述感应模块的第二端。
第二方面，本发明实施例还提供了一种像素电路的驱动方法，所述像素电路包括数据写入模块、存储模块、驱动模块和发光器件，所述驱动模块包括第一控制端和第二控制端；所述方法包括：
在数据写入阶段，所述像素电路的数据写入模块将数据信号写入所述像素电路的驱动模块的第一控制端；所述存储模块维持所述驱动模块的第一控制端的电压；
在发光阶段，所述驱动模块的第二控制端控制所述驱动模块根据所述像素电路的脉冲宽度调制信号输入端输入的脉冲宽度调制信号提供非连续驱动电流，所述发光器件响应所述驱动电流发光。
第三方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括本发明任意实施例提供的像素电路。
可选地，显示面板还包括脉冲宽度调制信号线、栅极驱动电路和数据驱动电路；
所述像素电路包括扫描信号输入端、数据信号输入端和脉冲宽度调制信号输入端；所述脉冲宽度调制信号线与所述脉冲宽度调制信号输入端电连接，所述栅极驱动电路的输出端与所述像素电路的扫描信号输入端电连接，所述数据驱动电路的输出端与所述像素电路的数据信号输入端电连接。
本发明实施例的技术方案，通过脉冲宽度调制信号输入端提供PWM信号至驱动模块的第二控制端，使驱动模块提供非连续驱动电流至发光器件，从而控制发光器件的发光时间。在通过PWM信号的占空比调节发光器件的发光时间时，驱动模块的第一控制端维持数据电压，因此无需使数据电压与PWM信号控制发光器件发光的占空比同步，因此可以降低驱动像素电路工作的驱动电路的设计复杂度，进而降低了显示面板的制作成本。同时，发光器件工作在发光效率比较高发光颜色稳定对应的驱动电流区域，通过PWM信号调制，使发光器件的发光亮度对应低电流低灰阶，从而实现了发光器件工作在发光效率高和发光颜色稳定的区域内时满足不同灰阶对应的发光亮度。
附图说明
图1为现有的一种像素电路的结构示意图；
图2为现有的一种发光二极管的电流与发光效率关系曲线图；
图3为本发明实施例提供的一种像素电路的结构示意图；
图4为一种双栅N型晶体管的结构示意图；
图5为双栅N型晶体管的顶栅施加不同的恒定偏压时双栅N型晶体管的电流示意图；
图6为双栅N型晶体管的顶栅施加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图7为双栅N型晶体管的底栅施加不同的恒定偏压时双栅N型晶体管的电流示意图；
图8为双栅N型晶体管的底栅施加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图9为第二栅极绝缘层的厚度为500nm时双栅N型晶体管的顶栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图10为第二栅极绝缘层的厚度为500nm时双栅N型晶体管的底栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图11为第一栅极绝缘层的厚度为150nm时双栅N型晶体管的顶栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图12为第一栅极绝缘层的厚度为150nm时双栅N型晶体管的底栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图13为第一栅极绝缘层的材料为SiNx/SiO2时双栅N型晶体管的顶栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图14为第一栅极绝缘层的的材料为SiNx/SiO2时双栅N型晶体管的底栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图15为第一栅极绝缘层的材料为CTTOP，厚度为300nm，有源层的厚度为20nm，第二栅极绝缘层的材料为PDMS，厚度为600nm时双栅N型晶体管的顶栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图16为第一栅极绝缘层的材料为CTTOP，厚度为300nm，有源层的厚度为20nm，第二栅极绝缘层的材料为PDMS，厚度为600nm时双栅N型晶体管的底栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图；
图17为双栅N型晶体管的转移特性曲线示意图；
图18为本发明实施例提供的一种占空比为1％的PWM信号调制发光器件的光强与电流的关系曲线示意图；
图19为本发明实施例提供的另一种像素电路的结构示意图；
图20为图19的像素电路的一种时序图；
图21为本发明实施例提供的另一种像素电路的结构示意图；
图22为图21的像素电路对应的一种时序图；
图23为本发明实施例提供的另一种像素电路的结构示意图；
图24为图23的像素电路对应的一种时序图；
图25为本发明实施例提供的像素电路的驱动方法的流程图；
图26为本发明实施例提供的一种显示面板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为现有的一种像素电路的结构示意图。如图1所示，该像素电路包括开关晶体管M1、驱动晶体管M2、存储电容c1和发光二极管D1。开关晶体管 M1的栅极与扫描信号线scan电连接，开关晶体管M1的第一极与数据线data 电连接，开关晶体管M1的第二极与驱动晶体管M2的栅极和存储电容c1的第一极电连接，驱动晶体管M2的第一极和存储电容c1的第二极与第一电源信号线Vdd电连接，驱动晶体管M2的第二极与发光二极管D1的阳极电连接，发光二极管D1的阴极与第二电源信号线Vss电连接。图2为现有的一种发光二极管的电流与发光效率关系曲线图。其中，横坐标为流过发光二极管的电流I，纵坐标为发光二极管的发光效率。如图2所示，当发光二极管工作在低电流时，发光二极管的发光效率比较低，且发光波长与高灰阶也不同，容易造成发光二极管的发光效率低和颜色漂移等问题。因此可以采用电源为PWM信号，配合数字驱动方式驱动发光二极管D1发光。在采用数字驱动方式驱动发光二极管 D1发光的过程中，发光二极管D1工作在高灰阶高亮度的条件下。避免了发光二极管的发光效率低和颜色漂移等问题。另外，可以通过电源的PWM信号控制发光二极管的发光时间。由于人眼的视觉暂停效应，人眼在一帧时间内(包含12个子帧)感受到的亮度积分，就为该像素的实际灰阶亮度。因此可以根据灰阶将一帧分为多个子帧，并且低位灰阶的发光亮度比较小，对应的子帧的时间比较短，高位灰阶的发光亮度比较大，对应的子帧时间比较长。在控制每一子帧发光时，数据信号和电源的PWM信号需要精准同步，从而使得驱动像素电路工作的驱动电路设计十分复杂，增加了显示面板的制作成本。
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种像素电路。图3为本发明实施例提供的一种像素电路的结构示意图。如图3所示，该像素电路包括数据写入模块110、存储模块120、驱动模块130和发光器件140；驱动模块130包括第一控制端131和第二控制端132，数据写入模块110用于在数据写入阶段将数据信号写入驱动模块130的第一控制端131；存储模块120用于维持第一控制端131的电位；第二控制端132与像素电路的脉冲宽度调制信号输入端Vpwm 电连接，用于控制驱动模块130在发光阶段根据脉冲宽度调制信号输入端Vpwm输入的脉冲宽度调制信号提供非连续驱动电流，发光器件140响应驱动电流发光。
具体地，驱动模块130的第一控制端131在数据写入阶段接收数据信号，并通过存储模块120维持第一控制端131的数据电压。第二控制端132输入脉冲宽度调制信号输入端Vpwm的PWM信号。PWM信号的具有第一电平和第二电平。且PWM信号的第一电平和第二电平直接影响驱动模块130的转移特性曲线，从而使得驱动模块130在PWM信号输出不同的电平时分别处于导通或关断状态。示例性地，驱动模块130可以包括双栅N型晶体管。图4为一种双栅N型晶体管的结构示意图。如图4所示，该双栅N型晶体管依次包括衬底 401、底栅402、第一栅极绝缘层403、有源层404、第二栅极绝缘层405、顶栅 406、钝化层407和源漏电极层408。衬底401可以为玻璃。底栅402、顶栅406 和漏电极层408均由导电层图案化形成。导电层可以为Mo，Al，Ag，Ti，Cu， ITO，IZO，Ag纳米线，碳纳米管，石墨烯导电膜等，导电层可以为单层或叠层。有源层404可以为镧系掺杂的金属氧化物半导体层，第一栅极绝缘层403。第二栅极绝缘层405和钝化层407可以为SiO2，SiNx或AlOx等无机绝缘层，也可以为其他有机绝缘层，每层可以为单层或叠层结构。双栅N型晶体管的制作过程中，可以通过调节第一栅极绝缘层403和第二栅极绝缘层405的材料和厚度调节双栅N型晶体管的阈值电压。在双栅N型晶体管的栅极上施加恒定偏压时，其关系如公式(1)：
Figure BDA0002384257140000071
其中，Vgate2为顶栅上施加的电压，CACT为有源层耗尽时的电容，CGI2为第二栅极绝缘层的电容，CGI1为第一栅极绝缘层的电容。从而表明了双栅N型晶体管沟道完全耗尽时底栅402和顶栅406之间的电荷耦合效应。
表1为一种双栅N型晶体管各个膜层的材料和厚度。在此基础上，对双栅 N型晶体管的顶栅施加不同的恒定偏压，测试双栅N型晶体管的转移曲线的变化情况。图5为双栅N型晶体管的顶栅施加不同的恒定偏压时双栅N型晶体管的电流示意图，其中，横坐标为顶栅施加的电压VG，纵坐标为双栅N型晶体管的电流IDS。图6为双栅N型晶体管的顶栅施加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的顶栅的恒定偏压值Vtop，纵坐标为双栅 N型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1)计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。如图5和图6所示，顶栅的恒定电压为-20V～20V，步伐为5V一个测试记录点。在顶栅施加负向恒定电压时，双栅N型晶体管的阈值电压会平行地向正向移动；在顶栅施加正向恒定电压时，其阈值电压会平行地向负向移动。并且由图6的理论值和实验值比较可知，实验测试获得的阈值电压变化值与理论值非常接近，公式(1)适用于双栅N型晶体管的阈值电压与顶栅的偏压的关系。图7为双栅N型晶体管的底栅施加不同的恒定偏压时双栅N型晶体管的电流示意图，其中，横坐标为底栅施加的电压VG，纵坐标为双栅N型晶体管的电流IDS。图8为双栅N型晶体管的底栅施加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的底栅的恒定偏压值Vbottom，纵坐标为双栅N型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1)计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。如图7和图8所示，阈值电压的变化规律与顶栅施加不同的恒定偏压的变化规律相同。由此可知，双栅N型晶体管的顶栅和底栅之间形成了有效的空间交互电场，当施加一个恒定电压在顶栅时，电子在前沟道的累积效应将会发生变化，即当施加负向的恒定电压时，垂直分布的空间电场将会增强，从而使电子更多地被绝缘层/有源层界面捕获，进而引致双栅N型晶体管的阈值电压较正；而当施加正向的恒定电压时，垂直分布的空间电场将会减弱，而导致双栅N型晶体管的阈值电压较负。
表1
Figure BDA0002384257140000081
表2为另一种双栅N型晶体管各个膜层的材料和厚度。与表1的不同之处在于，第二栅极绝缘层的厚度为500nm。图9为第二栅极绝缘层的厚度为500nm 时双栅N型晶体管的顶栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的顶栅的恒定偏压值Vtop，纵坐标为双栅N型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1)计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。由图9可知，含有500nm厚度的第二栅极绝缘层的双栅N型晶体管的阈值电压调控的幅度要小于300nm厚度的第二栅极绝缘层的双栅N型晶体管的阈值电压，表明了对于较厚的第二栅极绝缘层，其从顶栅往底栅方向产生的垂直电场将会明显减弱。图10为第二栅极绝缘层的厚度为500nm时双栅N型晶体管的底栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的底栅的恒定偏压值Vbottom，纵坐标为双栅N 型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1)计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。阈值电压的变化规律与顶栅施加不同的恒定偏压的变化规律相同。
表2
Figure BDA0002384257140000091
表3为另一种双栅N型晶体管各个膜层的材料和厚度。与表1的不同之处在于，第一栅极绝缘层的厚度为150nm。图11为第一栅极绝缘层的厚度为150nm 时双栅N型晶体管的顶栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的顶栅的恒定偏压值Vtop，纵坐标为双栅N型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1)计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。由图11可知，含有150nm厚度的第一栅极绝缘层的双栅N型晶体管的阈值电压调控的幅度要大于200nm厚度的第一栅极绝缘层的双栅N型晶体管的阈值电压，表明了对于较薄的第一栅极绝缘层，其从顶栅往底栅方向产生的垂直电场将会明显增强。图12为第一栅极绝缘层的厚度为150nm时双栅N型晶体管的底栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的底栅的恒定偏压值Vbottom，纵坐标为双栅N 型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1)计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。阈值电压的变化规律与顶栅施加不同的恒定偏压的变化规律相同。
表3
Figure BDA0002384257140000092
Figure BDA0002384257140000101
表4为另一种双栅N型晶体管各个膜层的材料和厚度。与表1的不同之处在于，第一栅极绝缘层采用SiNx/SiO2材料。图13为第一栅极绝缘层的材料为 SiNx/SiO2时双栅N型晶体管的顶栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的顶栅的恒定偏压值Vtop，纵坐标为双栅N型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1)计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。由图13可知，含有SiNx/SiO2材料的第一栅极绝缘层的双栅N型晶体管的阈值电压调控的幅度要大于AlOx材料的第一栅极绝缘层的双栅N型晶体管的阈值电压，表明了对于氮硅氧化物材料的第一栅极绝缘层，其从顶栅往底栅方向产生的垂直电场将会明显增强。图 14为第一栅极绝缘层的的材料为SiNx/SiO2时双栅N型晶体管的底栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的底栅的恒定偏压值Vbottom，纵坐标为双栅N型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1)计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。阈值电压的变化规律与顶栅施加不同的恒定偏压的变化规律相同。
表4
Figure BDA0002384257140000102
表5为另一种双栅N型晶体管各个膜层的材料和厚度。与表1的不同之处在于，第一栅极绝缘层的材料为CTTOP，厚度为300nm，有源层的厚度为20nm，第二栅极绝缘层的材料为PDMS，厚度为600nm。图15为第一栅极绝缘层的材料为CTTOP，厚度为300nm，有源层的厚度为20nm，第二栅极绝缘层的材料为PDMS，厚度为600nm时双栅N型晶体管的顶栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的顶栅的恒定偏压值Vtop，纵坐标为双栅N型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1)计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。由图15可知，含有300nm厚度，材料为CTTOP的第一栅极绝缘层，且有源层的厚度为20nm，第二栅极绝缘层的材料为PDMS，厚度为600nm的双栅N型晶体管的阈值电压调控的幅度要大于表1中的双栅N型晶体管的阈值电压，表明了表5中的双栅 N型晶体管从顶栅往底栅方向产生的垂直电场将会明显增强。图16为第一栅极绝缘层的材料为CTTOP，厚度为300nm，有源层的厚度为20nm，第二栅极绝缘层的材料为PDMS，厚度为600nm时双栅N型晶体管的底栅加不同的恒定偏压的转移曲线示意图，其中，横坐标为双栅N型晶体管的底栅的恒定偏压值 Vbottom，纵坐标为双栅N型晶体管的阈值电压的变化值，理论值为通过公式(1) 计算获得的阈值电压变化值，实验值为实验中测试获得的阈值电压变化值。阈值电压的变化规律与顶栅施加不同的恒定偏压的变化规律相同。
表5
Figure BDA0002384257140000111
当驱动模块130包括双栅N型晶体管时，第一控制端131为第一栅极，第二控制端132为第二栅极。第一栅极写入数据电压，第二栅极写入PWM信号。图17为双栅N型晶体管的转移特性曲线示意图。其中，横坐标为第二栅极写入的电压值，纵坐标为双栅N型晶体管的电流。如图17所示，当PWM信号输出高电平时，双栅N型晶体管的阈值电压向负向漂移，即双栅N型晶体管的阈值电压减小，使得双栅N型晶体管的阈值电压小于双栅N型晶体管的栅极和源极之间的电压差，双栅N型晶体管导通，产生驱动电流，从而驱动发光器件140 发光。由双栅N型晶体管的电流公式(2)可知，双栅N型晶体管的阈值电压越小，双栅N型晶体管的电流越大。
Figure BDA0002384257140000121
其中，IOLED为流过双栅N型晶体管的电流，μ为双栅N型晶体管的载流子迁移率，W和L分别为双栅N型晶体管的沟道的宽度和长度，VGS为双栅N型晶体管的栅极和源极之间的电压差，VTH为双栅N型晶体管的阈值电压。
当PWM信号输出低电平时，双栅N型晶体管的阈值电压向正向漂移，即双栅N型晶体管的阈值电压增加，使得双栅N型晶体管的阈值电压大于双栅N 型晶体管的栅极和源极之间的电压差，双栅N型晶体管截止，即驱动电流不连通，发光器件140不发光。由此可知，通过调节PWM信号的占空比可以调节 PWM信号高电平输出的时间，进而可以调节发光器件140的发光时间。在通过 PWM信号的占空比调节发光器件140的发光时间时，驱动模块140的第一控制端131维持数据电压，因此无需使数据电压与PWM信号控制发光器件140发光的占空比同步，因此可以降低驱动像素电路工作的驱动电路的设计复杂度，进而降低了显示面板的制作成本。
需要说明的是，上述过程示例性地示出了双栅N型晶体管的工作过程。在其他实施例中，驱动模块130还可以包括双栅P型晶体管。当PWM信号输出高电平时，双栅P型晶体管的阈值电压向正向漂移，即双栅P型晶体管的阈值电压增加，使得双栅P型晶体管的阈值电压大于双栅P型晶体管的栅极和源极之间的电压差，双栅P型晶体管截止，无法产生驱动电流，从而发光器件140 不发光。当PWM信号输出低电平时，双栅P型晶体管的阈值电压向反向漂移，即双栅P型晶体管的阈值电压减小，使得双栅P型晶体管的阈值电压小于双栅 P型晶体管的栅极和源极之间的电压差，双栅P型晶体管导通，产生驱动电流，从而驱动发光器件140发光。
另外，发光器件140的发光亮度为发光器件140在PWM信号一个周期内的平均发光亮度。例如，设流过发光器件140的驱动电流为I0，对应的发光亮度为L0，PWM信号的占空比为η，则发光器件140的发光亮度L为L＝L0*η。由此可知，可以使发光器件140工作在较高的发光效率下以稳定的颜色发光。然后通过调节PWM信号的占空比η调整发光器件140的平均发光亮度，使发光器件140的平均发光亮度在合理区间，满足发光器件140的发光亮度与灰阶的对应关系。示例性地，图18为本发明实施例提供的一种占空比为1％的PWM 信号调制发光器件的光强与电流的关系曲线示意图。其中，横坐标为流过发光器件的驱动电流I，纵坐标为发光器件的发光强度L。曲线L1L2为PWM信号调制发光器件前的发光强度，曲线L1’L2’为PWM信号调制发光器件后的发光强度。由曲线L1L2和曲线L1’L2’可知，发光器件工作在发光效率比较高发光颜色稳定对应的驱动电流区域，然后通过PWM信号调制，使发光器件的发光亮度对应低电流低灰阶，从而实现了发光器件工作在发光效率高和发光颜色稳定的区域内时满足不同灰阶对应的发光亮度。
本实施例的技术方案，通过脉冲宽度调制信号输入端提供PWM信号至驱动模块的第二控制端，使驱动模块提供非连续驱动电流至发光器件，从而控制发光器件的发光时间。在通过PWM信号的占空比调节发光器件的发光时间时，驱动模块的第一控制端维持数据电压，因此无需使数据电压与PWM信号控制发光器件发光的占空比同步，因此可以降低驱动像素电路工作的驱动电路的设计复杂度，进而降低了显示面板的制作成本。同时，发光器件工作在发光效率比较高发光颜色稳定对应的驱动电流区域，通过PWM信号调制，使发光器件的发光亮度对应低电流低灰阶，从而实现了发光器件工作在发光效率高和发光颜色稳定的区域内时满足不同灰阶对应的发光亮度。
示例性地，继续参考图3，数据写入模块110的第一端与像素电路的数据信号输入端Vdata电连接，数据写入模块110的第二端与驱动模块130的第一控制端131和存储模块120的第一端电连接，数据写入模块110的控制端与像素电路的扫描信号输入端Scan1电连接；驱动模块130的第一端与像素电路的第一电源信号输入端VDD和存储模块120的第二端电连接，驱动模块130的第二端与发光器件140的阳极电连接，发光器件140的阴极与像素电路的第二电源信号输入端VSS电连接。
在数据写入阶段，像素电路的扫描信号输入端Scan1控制数据信号输入端 Vdata输入的数据信号通过数据写入模块110写入至驱动模块130的第一控制端 131，并通过存储模块120维持第一控制端131的数据信号。
在发光阶段，像素电路的扫描信号输入端Scan1控制数据写入模块110停止写入数据电压，脉冲宽度调制信号输入端Vpwm的PWM信号控制驱动模块 130提供非连续电流，从而控制发光器件140的发光时间。
图19为本发明实施例提供的另一种像素电路的结构示意图。如图19所示，数据写入模块110包括第一晶体管T1，存储模块120包括存储电容Cst，驱动模块130包括驱动晶体管Tdr；第一晶体管T1的栅极为数据写入模块110的控制端，第一晶体管T1的第一极为数据写入模块110的第一端，第一晶体管T1 的第二极为数据写入模块110的第二端；存储电容Cst的第一极为存储模块120 的第一端，存储电容Cst的第二极为存储模块120的第二端；驱动晶体管Tdr 为双栅晶体管，双栅晶体管的第一极为驱动模块130的第一端，双栅晶体管的第二极为驱动模块130的第二端；双栅晶体管的底栅极为驱动模块130的第一控制端，双栅晶体管的顶栅极为驱动模块130的第二控制端，或者，双栅晶体管的顶栅极为驱动模块130的第一控制端，双栅晶体管的底栅极为驱动模块130 的第二控制端。
具体地，图20为图19的像素电路的一种时序图。其中，scan1为扫描信号输入端Scan1输入的扫描信号的时序，vdd为第一电源信号输入端VDD输入的第一电源信号的时序，vss为第二电源信号输入端VSS输入的第二电源信号的时序，pwm为脉冲宽度调制信号输入端Vpwm输入的PWM信号的时序。以下结合图19和图20说明像素电路的工作原理。
在第一阶段t1，scan1为高电平，控制第一晶体管T1导通，数据电压通过第一晶体管T1写入至驱动晶体管Tdr的栅极，并通过存储电容Cst维持该数据电压。
在第二阶段t2，scan1为高电平，控制第一晶体管T1截止。同时驱动晶体管Tdr的第一栅极为高电平。当pwm信号为高电平时，驱动晶体管Tdr为导通状态。当pwm信号为低电平时，驱动晶体管Tdr为截止状态。因此，通过控制 pwm信号的占空比控制驱动晶体管Tdr的导通时间，从而控制驱动晶体管Tdr 为发光器件140提供驱动电流的时间，进而控制发光器件140的发光时间。
需要说明的是，驱动晶体管Tdr的驱动电流与数据电压的大小相关。如图 19所示，当驱动晶体管Tdr为N型晶体管时，数据电压越大，驱动晶体管Tdr 输出的驱动电流越大，对应的发光器件140的发光亮度越亮。数据电压越小，驱动晶体管Tdr输出的驱动电流越小，对应的发光器件140的发光亮度越暗。
图21为本发明实施例提供的另一种像素电路的结构示意图。如图21所示，该像素电路还包括复位模块150；复位模150块的控制端与像素电路的扫描信号输入端Scan1电连接，复位模块150的第一端与参考信号输入端Vref电连接，复位模块150的第二端与发光器件140的阳极电连接；复位模块150用于对发光器件140进行复位。
具体地，复位模块150在数据写入模块110向驱动模块130写入数据电压的同时对发光器件140的阳极进行复位，以避免上一帧发光器件140发光后残留的电压影响当前帧的发光器件140的发光亮度。
示例性地，继续参考图21，复位模块150包括第二晶体管T2；第二晶体管 T2的栅极为复位模块150的控制端，第二晶体管T2的第一极为复位模块150 的第一端，第二晶体管T2的第二极为复位模块150的第二端。
具体地，图22为图21的像素电路对应的一种时序图，其中，vref为参考信号输入端Vref提供的参考信号的时序。结合图21和图22具体说明像素电路的工作过程。
在复位和数据写入阶段t3，scan1为高电平，控制第一晶体管T1和第二晶体管T2导通，数据电压通过第一晶体管T1写入至驱动晶体管Tdr的栅极，并通过存储电容Cst维持该数据电压。参考信号输入端Vref输入的参考信号vref 通过第二晶体管T2写入至发光器件140的阳极，对发光器件140进行复位。
在发光阶段t4，scan1为高电平，控制第一晶体管T1和第二晶体管T2截止。同时驱动晶体管Tdr的第一栅极为高电平。当pwm信号为高电平时，驱动晶体管Tdr为导通状态。当pwm信号为低电平时，驱动晶体管Tdr为截止状态。因此，通过控制pwm信号的占空比控制驱动晶体管Tdr的导通时间，从而控制驱动晶体管Tdr为发光器件140提供驱动电流的时间，进而控制发光器件140 的发光时间。
图23为本发明实施例提供的另一种像素电路的结构示意图。如图23所示，该像素电路还包括感应模块160；感应模块160的控制端与像素电路的感应控制信号输入端SENSE电连接，感应模块160的第一端与发光器件140的阳极电连接，感应模块160的第二端与感应信号输出端ISENSE电连接；感应模块160 用于感应发光器件140的电位。
具体地，在发光阶段之前，感应控制信号输入端SENSE输入感应控制信号控制感应模块160导通，将驱动模块130的电流输出至感应信号输出端ISENSE，并通过感应信号输出端ISENSE输出至外部的感应电路，外部的感应电路根据流过驱动模块130的电流对像素电路进行补偿。
示例性地，继续参考图23，感应模块包括第三晶体管T3；第三晶体管T3 的栅极为感应模块160的控制端，第三晶体管T3的第一极为感应模块160的第一端，第三晶体管T3的第二极为感应模块160的第二端。
具体地，图24为图23的像素电路对应的一种时序图，其中，sense为感应控制信号输入端SENSE输出的感应控制信号的时序。结合图23和图24具体说明像素电路的工作过程。
在复位和数据写入阶段t5，scan1为高电平，控制第一晶体管T1和第二晶体管T2导通，数据电压通过第一晶体管T1写入至驱动晶体管Tdr的栅极，并通过存储电容Cst维持该数据电压。参考信号输入端Vref输入的参考信号vref 通过第二晶体管T2写入至发光器件140的阳极，对发光器件140进行复位。
在感应阶段t6，感应控制信号输入端SENSE输出的感应控制信号sense为高电平，控制第三晶体管T3导通，驱动晶体管Tdr的电流通过第三晶体管T3 输出到外部感应电路，外部电路通过数据处理，添加一个补偿信号在数据电压上，从而提高整个显示面板的发光均匀性。
在发光阶段t7，scan1为高电平，控制第一晶体管T1和第二晶体管T2截止。同时驱动晶体管Tdr的第一栅极为高电平。当pwm信号为高电平时，驱动晶体管Tdr为导通状态。当pwm信号为低电平时，驱动晶体管Tdr为截止状态。因此，通过控制pwm信号的占空比控制驱动晶体管Tdr的导通时间，从而控制驱动晶体管Tdr为发光器件140提供驱动电流的时间，进而控制发光器件140 的发光时间。
本发明实施例还提供一种像素电路的驱动方法，用于驱动上述各技术方案提供的像素电路。图25为本发明实施例提供的像素电路的驱动方法的流程图。如图25所示，该方法包括：
S10、在数据写入阶段，像素电路的数据写入模块将数据信号写入像素电路的驱动模块的第一控制端；存储模块维持驱动模块的第一控制端的电压；
S20、在发光阶段，驱动模块的第二控制端控制驱动模块根据像素电路的脉冲宽度调制信号输入端输入的脉冲宽度调制信号提供非连续驱动电流，发光器件响应驱动电流发光。
本实施例的技术方案，通过在数据写入阶段将数据信号写入至驱动模块的第一控制端，并通过存储模块维持驱动模块的第一控制端的电压，使第一控制端的电压维持在数据信号。然后在发光阶段PWM信号提供至驱动模块的第二控制端，使驱动模块提供非连续驱动电流至发光器件，从而控制发光器件的发光时间。在通过PWM信号的占空比调节发光器件的发光时间时，驱动模块的第一控制端维持数据电压，因此无需使数据电压与PWM信号控制发光器件发光的占空比同步，因此可以降低驱动像素电路工作的驱动电路的设计复杂度，进而降低了显示面板的制作成本。同时，发光器件工作在发光效率比较高发光颜色稳定对应的驱动电流区域，通过PWM信号调制，使发光器件的发光亮度对应低电流低灰阶，从而实现了发光器件工作在发光效率高和发光颜色稳定的区域内时满足不同灰阶对应的发光亮度。
本发明实施例还提供一种显示面板。图26为本发明实施例提供的一种显示面板。如图26所示，该显示面板包括本发明任意实施例提供的像素电路 101。
继续参考图26，显示面板还包括脉冲宽度调制信号线210、栅极驱动电路 220和数据驱动电路230；像素电路101包括扫描信号输入端、数据信号输入端和脉冲宽度调制信号输入端；脉冲宽度调制信号线210与脉冲宽度调制信号输入端电连接，栅极驱动电路220的输出端221与像素电路的扫描信号输入端电连接；数据驱动电路230的输出端231与像素电路的数据信号输入端电连接。
具体地，脉冲宽度调制信号线210用于输出PWM信号，为像素电路的脉冲宽度调制信号输入端提供PWM信号。栅极驱动电路220的输出端221通过扫描信号线与像素电路101的扫描信号输入端电连接，为像素电路101逐行提供扫描信号，使像素电路101逐行驱动。数据驱动电路230的输出端231通过数据信号线与像素电路101的数据信号输入端电连接，为像素电路101提供数据信号。像素电路101可以在与之电连接的扫描信号线输入的扫描信号的作用下，连通与之对应电连接的数据信号线，数据信号线向对应的像素驱动电路101 传输数据信号，依此实现显示装置的显示功能。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种像素电路，其特征在于，包括数据写入模块、存储模块、驱动模块和发光器件；
所述驱动模块包括第一控制端和第二控制端，所述数据写入模块用于在数据写入阶段将数据信号写入所述驱动模块的第一控制端；所述存储模块用于维持所述第一控制端的电位；所述第二控制端与所述像素电路的脉冲宽度调制信号输入端电连接，用于控制所述驱动模块在发光阶段根据所述脉冲宽度调制信号输入端输入的脉冲宽度调制信号提供非连续驱动电流，所述发光器件响应所述驱动电流发光；
所述驱动模块包括驱动晶体管，所述驱动晶体管为双栅晶体管，所述双栅晶体管的底栅极为所述驱动模块的第一控制端，所述双栅晶体管的顶栅极为所述驱动模块的第二控制端，或者，所述双栅晶体管的顶栅极为所述驱动模块的第一控制端，所述双栅晶体管的底栅极为所述驱动模块的第二控制端。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述数据写入模块的第一端与所述像素电路的数据信号输入端电连接，所述数据写入模块的第二端与所述驱动模块的第一控制端和所述存储模块的第一端电连接，所述数据写入模块的控制端与所述像素电路的扫描信号输入端电连接；所述驱动模块的第一端与所述像素电路的第一电源信号输入端和所述存储模块的第二端电连接，所述驱动模块的第二端与所述发光器件的阳极电连接，所述发光器件的阴极与所述像素电路的第二电源信号输入端电连接。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述数据写入模块包括第一晶体管，所述存储模块包括存储电容；
所述第一晶体管的栅极为所述数据写入模块的控制端，所述第一晶体管的第一极为所述数据写入模块的第一端，所述第一晶体管的第二极为所述数据写入模块的第二端；所述存储电容的第一极为所述存储模块的第一端，所述存储电容的第二极为所述存储模块的第二端；
所述双栅晶体管的第一极为所述驱动模块的第一端，所述双栅晶体管的第二极为所述驱动模块的第二端。
4.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，还包括复位模块；
所述复位模块的控制端与所述像素电路的扫描信号输入端电连接，所述复位模块的第一端与参考信号输入端电连接，所述复位模块的第二端与所述发光器件的阳极电连接；所述复位模块用于对所述发光器件进行复位。
5.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述复位模块包括第二晶体管；
所述第二晶体管的栅极为所述复位模块的控制端，所述第二晶体管的第一极为所述复位模块的第一端，所述第二晶体管的第二极为所述复位模块的第二端。
6.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，还包括感应模块；
所述感应模块的控制端与所述像素电路的感应控制信号输入端电连接，所述感应模块的第一端与所述发光器件的阳极电连接，所述感应模块的第二端与感应信号输出端电连接；所述感应模块用于感应所述发光器件的电位。
7.根据权利要求6所述的像素电路，其特征在于，所述感应模块包括第三晶体管；
所述第三晶体管的栅极为所述感应模块的控制端，所述第三晶体管的第一极为所述感应模块的第一端，所述第三晶体管的第二极为所述感应模块的第二端。
8.一种像素电路的驱动方法，用于驱动权利要求1-7任一项所述的像素电路；其特征在于，所述像素电路包括数据写入模块、存储模块、驱动模块和发光器件，所述驱动模块包括第一控制端和第二控制端；所述方法包括：
在数据写入阶段，所述像素电路的数据写入模块将数据信号写入所述像素电路的驱动模块的第一控制端；所述存储模块维持所述驱动模块的第一控制端的电压；
在发光阶段，所述驱动模块的第二控制端控制所述驱动模块根据所述像素电路的脉冲宽度调制信号输入端输入的脉冲宽度调制信号提供非连续驱动电流，所述发光器件响应所述驱动电流发光。
9.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的像素电路。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其特征在于，还包括脉冲宽度调制信号线、栅极驱动电路和数据驱动电路；
所述像素电路包括扫描信号输入端、数据信号输入端和脉冲宽度调制信号输入端；所述脉冲宽度调制信号线与所述脉冲宽度调制信号输入端电连接，所述栅极驱动电路的输出端与所述像素电路的扫描信号输入端电连接，所述数据驱动电路的输出端与所述像素电路的数据信号输入端电连接。
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