CN111292694B - 像素驱动电路及其驱动方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板，所述像素驱动电路包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、自举电容Cbt、储存电容Cst以及发光元件D。通过合理的增加第四晶体管T4和储存电容Cst，将电源电压VDD输送至第三节点M并储存于储存电容Cst中，再关闭第四晶体管T4，所述储存电容Cst为所述发光元件D提供恒定的驱动电流，能够显著降低数据信号Data1的电压，从而实现低功耗的目的，此外，所述像素驱动电路兼具阈值电压Vth补偿效果，Vdata电压仅需维持在10V，利于提升亮度均匀性。

Description

像素驱动电路及其驱动方法、显示面板
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板。
背景技术
蓝相液晶具有亚毫米级的响应时间，以及制备工艺简单，视角广的优点，在全球范围内受到越来越多研究人员的关注。然而蓝相液晶的最主要特点是需要高的电压才能驱动液晶分子，电压大于30V，根据面板的动态功耗计算公式p＝fcV2，动态功耗随着数据电压呈指数变化趋势。因此传统蓝相液晶像素电路需要的数据线输入较高电压，即VData1>30V，蓝相液晶面板的功耗较大。
同时，目前蓝相液晶面板像素电路普遍采用3T1C结构，该电路补偿阈值电压Vth的效果较差，会出现阈值电压Vth偏负，数据电压难以稳定存储于储存电容中，数据信号会逐渐丢失，宏观上造成画面闪烁现象，产品品质受到影响。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板以解决蓝相液晶面板的功耗较大，以及阈值电压Vth补偿效果差导致数据信号损失严重的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种像素驱动电路，包括：第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、自举电容Cbt、储存电容Cst以及发光元件D；具体的，所述第一晶体管T1的栅极连接第一节点G，所述第一晶体管T1的源极连接第二节点S，所述第一晶体管T1的漏极接入电源电压VDD；所述第二晶体管T2的栅极接入第一扫描信号Scan1，所述第二晶体管T2的源极接入数据信号Data1，所述第二晶体管T2的漏极连接所述第一节点G；所述第三晶体管T3的栅极接入所述第一扫描信号Scan1，所述三晶体管T3的源极接入感测信号Ref，所述三晶体管T3的漏极连接所述第二节点S；所述第四晶体管T4的栅极接入第二扫描信号Scan2，所述第四晶体管T4的源极连接所述第二节点S，所述第二晶体管T4的漏极连接第三节点M；所述自举电容Cbt的一端连接所述第一节点G，另一端连接所述第二节点S；所述储存电容Cst的一端连接所述第三节点M，另一端连接接地电压VSS；所述发光元件D的阳极连接所述第三节点M，其阴极连接公共电压信号Tcom。
进一步地，所述第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、所述第四晶体管T4均为低温多晶硅晶体管、氧化物半导体晶体管、或非晶硅晶体管中的任一种。
进一步地，所述第一扫描信号Scan1、所述第二扫描信号Scan2均由外部时序控制器提供。
进一步地，当所述第二扫描信号Scan2由高压降为低压时，所述第四晶体管T4关闭，所述储存电容Cst为所述发光元件D提供恒定的驱动电流。
为实现上述目的，本发明还提供一种驱动方法，所述驱动方法包括如下步骤：
初始化阶段，所述像素驱动电路被初始化；
数据输入检测阶段，所述第一晶体管T1的阈值电压Vth被检测出并将所述阈值电压Vth存储至所述储存电容Cst上；以及
发光阶段，所述储存电容Cst产生驱动电流并提供至所述发光元件D，用于驱动所述发光元件D的发光显示。
进一步地，在所述数据输入检测阶段包括步骤：
第一阶段，所述第一扫描信号Scan1、所述电源电压VDD、所述数据信号Data1、所述感测信号Ref获取高电位，所述第一晶体管T1、所述第二晶体管T2、所述第三晶体管T3均打开，所述自举电容Cbt被充电；以及
第二阶段，所述第一扫描信号Scan1由高电位降为低电位，所述第二扫描信号Scan2获取高电位，所述第二晶体管T2及所述第三晶体管T3关闭，同时所述第四晶体管T4打开，所述第一节点G、所述第二节点S及所述第三节点M的电位被抬升至一驱动电压，所述储存电容Cst被充电。
进一步地，所述数据信号Data1的电压为1V-10V；和/或，所述感测信号Ref的电压为1V；和/或，所述电源电压VDD为30V；和/或，所述驱动电压为30V。
进一步地，当所述数据输入检测阶段进入所述发光阶段时，所述第二扫描信号Scan2由高电位降为低电位，所述第四晶体管T4关闭，所述储存电容Cst为所述发光元件D提供恒定的驱动电流，所述发光元件D持续发光。
进一步地，在所述发光阶段，所述第一扫描信号Scan1、所述第二扫描信号Scan2、所述数据信号Data1均获取低电位，所述发光元件D发光。
一种显示面板，包括如前文所述的像素驱动电路。
本发明的技术效果在于，提供一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板，通过合理的增加第四晶体管T4和储存电容Cst，将电源电压VDD输送至第三节点M并储存于储存电容Cst中，再关闭第四晶体管T4，所述储存电容Cst为所述发光元件D提供恒定的驱动电流，能够显著降低数据信号Data1的电压，从而实现低功耗的目的，此外，所述像素驱动电路兼具阈值电压Vth补偿效果，Vdata电压仅需维持在10V，利于提升亮度均匀性。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例中一种像素驱动电路的结构示意图；
图2为本发明实施例的所述像素驱动电路的输入源信号时序图；
图3为本发明实施例的所述像素驱动电路的输出波形示意图；
图4为本发明实施例的所述像素驱动电路的驱动时序图；
图5为本发明实施例的所述像素驱动电路的补偿时序图；
图6为本发明实施例的所述像素驱动电路的阈值电压负偏(△Vth)探测示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1所示，本实施提供一种像素驱动电路，为4T2C结构，其包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、自举电容Cbt、储存电容Cst以及发光元件D；具体的，所述第一晶体管T1的栅极连接第一节点G，所述第一晶体管T1的源极连接第二节点S，所述第一晶体管T1的漏极接入电源电压VDD；所述第二晶体管T2的栅极接入第一扫描信号Scan1，所述第二晶体管T2的源极接入数据信号Data1，所述第二晶体管T2的漏极连接所述第一节点G；所述第三晶体管T3的栅极接入所述第一扫描信号Scan1，所述三晶体管T3的源极接入感测信号Ref，所述三晶体管T3的漏极连接所述第二节点S；所述第四晶体管T4的栅极接入第二扫描信号Scan2，所述第四晶体管T4的源极连接所述第二节点S，所述第二晶体管T4的漏极连接第三节点M；所述自举电容Cbt的一端连接所述第一节点G，另一端连接所述第二节点S；所述储存电容Cst的一端连接所述第三节点M，另一端连接接地电压VSS；所述发光元件D的阳极连接所述第三节点M，其阴极连接公共电压信号Tcom。
具体地，所述电源电压VDD为高电位，所述接地电压VSS为低电位。
所述第一晶体管T1为驱动晶体管，为所述发光元件D提供恒定的驱动电流。
所述第二晶体管T2为开关晶体管，其具有受的第一扫描信号Scan1，控制的栅极及受数据信号Data1接入的源极和第一节点G连接的漏极，并且电连接所述第一晶体管T1、所述自举电容Cbt。其中，所述第一扫描信号Scan1由外部时序控制器提供。
所述自举电容Cbt连接在第一节点G和第二节点S之间，用于在一帧时间内维持预定电压。
所述发光元件D为液晶。
本实施例通过合理的增加第四晶体管T4和储存电容Cst，将所述电源电压VDD输送至第三节点M并储存于所述储存电容Cst中，再关闭所述第四晶体管T4，所述储存电容Cst为所述发光元件D提供恒定的驱动电流，能够显著降低数据信号Data1的电压，从而实现低功耗的目的，此外，该方法兼具阈值电压Vth补偿效果，利于提升亮度均匀性。
本实施例中，所述第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、所述第四晶体管T4为低温多晶硅晶体管、氧化物半导体晶体管或非晶硅晶体管中的任一种。所述第一扫描信号Scan1、所述第二扫描信号Scan2均由外部时序控制器提供。
本实施例还提供一种驱动方法，包括如前文所述的像素驱动电路。图2为本实施例的所述像素驱动电路的输入源信号时序图。图3为本实施例的所述像素驱动电路的输出波形示意图。图4为本实施例的所述像素驱动电路的驱动时序图。图5为本实施例的所述像素驱动电路的补偿时序图。
具体的，结合图2-图5，所述驱动方法包括如下步骤：
初始化阶段N0，所述像素驱动电路被初始化；
数据输入检测阶段，所述第一晶体管T1的阈值电压Vth被检测出并将所述阈值电压Vth存储至所述储存电容Cst上；以及
发光阶段N3，所述储存电容Cst产生驱动电流并提供至所述发光元件D，用于驱动所述发光元件D的发光显示。
其中，被检测出的所述第一晶体管T1的阈值电压为Vdata1-Vth，在图5所示的补偿时序图基础上，模拟了阈值电压Vth的负偏(△Vth)分别为0，2V，4V时，所述感测信号Ref探测得到的电压，具体见图6所示，为本实施例的所述像素驱动电路的阈值电压负偏(△Vth)探测示意图。
本实施例中，在所述数据输入检测阶段N1、N2，所述第一扫描信号Scan1、所述第二扫描信号Scan2、所述数据信号Data1、感测信号Ref获取高电位，所述第一晶体管T1、所述第二晶体管T2、所述第三晶体管T3均被导通，所述自举电容Cbt被充电。
本实施例中，在所述数据输入检测阶段N1、N2包括步骤：
第一阶段N1，所述第一扫描信号Scan1、所述电源电压VDD、所述数据信号Data1、所述感测信号Ref获取高电位，所述第一晶体管T1、所述第二晶体管T2、所述第三晶体管T3均打开，所述自举电容Cbt被充电；此时所述第一晶体管T1工作于饱和区，其栅极电压Vgs＝9V；以及
第二阶段N2，所述第一扫描信号Scan1由高电位降为低电位，所述第二扫描信号Scan2获取高电位，所述第二晶体管T2及所述第三晶体管T3关闭，同时所述第四晶体管T4打开，所述第一节点G、所述第二节点S及所述第三节点M的电位被抬升至一驱动电压，所述储存电容Cst被充电。
其中由I＝1/2*C*μ*W/L*(Vgs-Vref)2，可知所述第二节点S升高的电位与阈值电压Vth无关。
本实施例中，所述数据信号Data1的电压为1V-10V；和/或，所述感测信号Ref的电压为1V；和/或，所述电源电压VDD为30V；和/或，所述驱动电压为30V。
具体的，所述像素驱动电路中各信号具体的波形与电位关系可以如下表1所示。
Figure GDA0002833179520000061
表1
其中在开机之时，所述第一扫描信号Scan1升为高电位，所述数据信号Data1的电压变为Vdata+Vth，即从1V变为10V，其变换量为所述第一晶体管T1工作于饱和区的最高栅极电压Vgs＝9V。
本实施例中，当所述数据输入检测阶段N1、N2进入所述发光阶段N3时，所述第二扫描信号Scan2由高电位降为低电位，所述第四晶体管T4关闭，所述储存电容Cst为所述发光元件D提供恒定的驱动电流，所述发光元件D持续发光。
进一步地，在所述发光阶段，所述第一扫描信号Scan1、所述第二扫描信号Scan2、所述数据信号Data1均获取低电位，所述发光元件D发光。
图6为本实施例的所述像素驱动电路的阈值电压负偏(△Vth)探测示意图，主要体现所述第一晶体管T1阈值电压负偏(△Vth)对流经发光元件D电流影响的输出波形示意图。在K1阶段出现阈值电压负偏(△Vth)，在K2阶段所述自举电容Cbt放电补偿阈值电压负偏(△Vth)，阈值电压Vth被拉升抬高为一稳定高压。由此可知，本实施例通过合理的增加第四晶体管T4和储存电容Cst，将所述电源电压VDD输送至第三节点M并储存于储存电容Cst中，再关闭第四晶体管T4，所述储存电容Cst为所述发光元件D提供恒定的驱动电流，能够显著降低数据信号Data1的电压，从而实现低功耗的目的，此外，该方法兼具阈值电压Vth补偿效果，利于提升亮度均匀性。
采用本发明实施例，其数据线的动态功耗为p＝fcVdata12，Vdata1是所述数据信号Data1的电压，为10V；如采用传统液晶显示器1T1C的像素结构，则数据线的动态功耗为p＝fcVdata2，Vdata电压为30V，其功耗相差悬殊，因此本发明实现了低功耗的目的。
本发明实施例还提供一种显示面板，包括如前文所述的像素驱动电路。
本发明的技术效果在于，提供一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板，通过合理的增加第四晶体管T4和储存电容Cst，将电源电压VDD输送至第三节点M并储存于储存电容Cst中，再关闭第四晶体管T4，所述储存电容Cst为所述发光元件D提供恒定的驱动电流，能够显著降低数据信号Data1的电压，从而实现低功耗的目的，此外，所述像素驱动电路兼具阈值电压Vth补偿效果，Vdata电压仅需维持在10V，利于提升亮度均匀性。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的进行了一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板的详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，
所述像素驱动电路包括：
第一晶体管，所述第一晶体管的栅极连接第一节点，所述第一晶体管的源极连接第二节点，所述第一晶体管的漏极接入电源电压；
第二晶体管，所述第二晶体管的栅极接入第一扫描信号，所述第二晶体管的源极接入数据信号，所述第二晶体管的漏极连接所述第一节点；
第三晶体管，所述第三晶体管的栅极接入所述第一扫描信号，所述第三晶体管的源极接入感测信号，所述第三晶体管的漏极连接所述第二节点；
第四晶体管，所述第四晶体管的栅极接入第二扫描信号，所述第四晶体管的源极连接所述第二节点，所述第四晶体管的漏极连接第三节点；
自举电容，其一端连接所述第一节点，另一端连接所述第二节点；
储存电容，其一端连接所述第三节点，另一端连接接地电压；以及
发光元件，其阳极连接所述第三节点，其阴极连接公共电压信号；
其中所述像素驱动电路的驱动方法包括如下步骤：
初始化阶段，所述像素驱动电路被初始化；
数据输入检测阶段，所述第一晶体管的阈值电压被检测出并将所述阈值电压存储至所述储存电容上；以及
发光阶段，所述储存电容产生驱动电流并提供至所述发光元件，用于驱动所述发光元件的发光显示；
其中，在所述数据输入检测阶段包括步骤：
第一阶段，所述第一扫描信号、所述数据信号、所述电源电压、所述感测信号获取高电位，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管均打开，所述自举电容被充电；以及
第二阶段，所述第一扫描信号由高电位降为低电位，所述第二扫描信号获取高电位，所述第二晶体管及所述第三晶体管关闭，同时所述第四晶体管打开，所述第一节点、所述第二节点及所述第三节点的电位被抬升至一驱动电压，所述储存电容被充电。
2.如权利要求1所述的一种像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，
所述数据信号的电压为1V-10V；和/或，
所述感测信号的电压为1V；和/或，
所述电源电压为30V；和/或，
所述驱动电压为30V。
3.如权利要求1所述的一种像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，
当所述数据输入检测阶段进入所述发光阶段时，所述第二扫描信号由高电位降为低电位，所述第四晶体管关闭，所述储存电容为所述发光元件提供恒定的驱动电流，所述发光元件持续发光。
4.如权利要求1所述的一种像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，
在所述发光阶段，所述第一扫描信号、所述第二扫描信号、所述数据信号均获取低电位，所述发光元件发光。
5.如权利要求1所述的一种像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管为低温多晶硅晶体管、氧化物半导体晶体管或非晶硅晶体管中的任一种。
6.如权利要求1所述的一种像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，所述第一扫描信号、所述第二扫描信号均由外部时序控制器提供。
7.如权利要求1所述的一种像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，当所述第二扫描信号由高压降为低压时，所述第四晶体管关闭，所述储存电容为所述发光元件提供恒定的驱动电流。
8.一种显示面板，包括像素驱动电路，所述像素驱动电路采用权利要求1所述的一种像素驱动电路的驱动方法进行驱动。
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