CN111951732B - 像素电路、显示面板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种像素电路、显示面板及显示装置。像素电路用于显示面板，显示面板包括发光结构，像素电路包括驱动晶体管与信号反馈单元。驱动晶体管的第一电极连接发光结构。信号反馈单元包括第二控制极、第三电极和第四电极；第二控制极连接驱动晶体管的第一电极，第三电极连接发光结构，第四电极连接驱动晶体管的第一控制极。外界环境光的光强增大时，外界环境光入射至发光结构产生的光生载流子的信号强度增大，第四电极向第一控制极输出负反馈信号，像素电路流至发光结构的电流减小；外界环境光的光强减小时，外界环境光入射至发光结构产生的光生载流子的信号强度减小，第四电极向第一控制极输出正反馈信号，像素电路流至发光结构的电流增大。

Description

像素电路、显示面板及显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种像素电路、显示面板及显示装置。

背景技术

使用手机等显示设备时，在不同的环境亮度下，显示设备的亮度需要根据环境亮度来进行调节，以保护用户的眼睛。

一种现有的方案通过在显示面板上设置光透过率调制膜层来调节显示面板的显示亮度，但是会牺牲一部分光线，并且会增加显示面板的厚度及重量。

发明内容

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种像素电路。所述像素电路用于显示面板，所述显示面板包括发光结构，所述像素电路包括：

驱动晶体管，所述驱动晶体管包括第一控制极、第一电极和第二电极，所述第一电极连接所述发光结构；

信号反馈单元，包括第二控制极、第三电极和第四电极；所述第二控制极连接所述驱动晶体管的第一电极，所述第三电极连接所述发光结构，所述第四电极连接所述驱动晶体管的第一控制极；

所述信号反馈单元被配置为：在外界环境光的光强增大时，外界环境光入射至所述发光结构产生的光生载流子的信号强度增大，使所述信号反馈单元的第四电极向所述第一控制极输出负反馈信号，进而使所述像素电路流至所述发光结构的电流减小；在外界环境光的光强减小时，外界环境光入射至所述发光结构产生的光生载流子的信号强度减小，使所述信号反馈单元的第四电极向所述第一控制极输出正反馈信号，进而使所述像素电路流至所述发光结构的电流增大。

在一个实施例中，所述信号反馈单元包括第一晶体管，所述第一晶体管包括所述第二控制极、所述第三电极及所述第四电极；

所述第一晶体管被配置为：在外界环境光的光强增大时，空穴由所述第四电极流向所述第一控制极；在外界环境光的光强减小时，电子由所述第四电极流向所述第一控制极。

在一个实施例中，所述第一晶体管为n型晶体管，所述第一晶体管被配置为：在所述外界环境光的光强增大时，所述第一晶体管处于截止状态；在所述外界环境光的光强减小时，所述第一晶体管处于导通状态。

在一个实施例中，所述第一晶体管为p型晶体管，所述第一晶体管被配置为：在所述外界环境光的光强增大时，所述第一晶体管处于导通状态；在所述外界环境光的光强减小时，所述第一晶体管处于截止状态。

在一个实施例中，所述像素电路还包括滤波单元，所述滤波单元连接在所述发光结构与所述信号反馈单元的第三电极之间，所述滤波单元用于滤除噪声信号。

在一个实施例中，所述滤波单元包括第二晶体管，所述第二晶体管包括第三控制极、第五电极及第六电极，所述第三控制极连接所述信号反馈单元，所述第五电极连接所述发光结构；

在所述外界环境光入射至所述显示面板且所述显示面板工作时，所述第二晶体管导通，光生载流子通过所述第二晶体管流入所述第三电极。

在一个实施例中，所述第六电极连接至数据信号。

在一个实施例中，所述像素电路还包括数据写入单元及存储电容，所述数据写入单元连接扫描信号线、数据信号线及所述第一控制极，所述存储电容的一端连接至所述第一控制极，另一端连接至所述第二电极。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种显示面板，所述显示面板包括像素电路层及位于所述像素电路层上的发光层，所述像素电路层包括上述实施例所述的像素电路。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述实施例所述的显示面板。

本申请实施例所达到的主要技术效果是：

本申请实施例提供的像素电路、显示面板及显示装置，外界环境光入射至发光结构后发光结构产生光生载流子，当外界环境光的光强增大时，光生载流子的数量增大，信号强度增大，光生载流子流至信号反馈电路，也即是环境光被显示面板吸收并生光生载流子，则入射至显示面板的环境光出射至显示面板外部并进入到用户眼睛的量减少；此时第四电极向第一控制极输出负反馈信号，使像素电路流至发光结构的电流减小，进而显示面板的亮度降低，以使得显示面板的亮度与用户眼睛识别显示面板所需的亮度匹配，保护用户的眼睛；当外界环境光的光强降低时，光生载流子的数量减少，光生载流子流至信号反馈电路，第四电极向第一控制极输出正反馈信号，使像素电路流至发光结构的电流增大，进而显示面板的亮度增强，增大环境光与显示面板发出的光的对比度，以使用户眼睛识别显示面板。可知，本申请实施例提供的像素电路可根据外界环境光的强度调整显示面板的亮度，以保护用户的眼睛，有助于提升用户的使用体验；并且本申请实施例提供的像素电路利用入射至显示面板的外界环境光来实现显示面板的亮度调节，无需设置额外的调节模型或者程序既可实现显示面板的亮度调节，有助于降低显示面板的功耗；并且光生载流子被利用，可避免光生载流子的电子的热运动导致发光结构的有机发光材料层失效或者导致显示面板烧屏，可延长显示面板的使用寿命。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例提供的像素电路的电路图；

图2是本申请一示例性实施例提供的显示面板的发光结构的结构示意图；

图3是本申请一示例性实施例提供的产生光生载流子的原理示意图；

图4是本申请再一示例性实施例提供的像素电路调节显示面板的亮度的流程图；

图5是本申请另一示例性实施例提供的显示面板的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

本申请实施例提供了一种像素电路、显示面板及显示装置。下面结合附图，对本申请实施例中的像素电路、显示面板及显示装置进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互补充或相互组合。

本申请实施例提供了一种像素电路。所述像素电路用于显示面板，所述显示面板包括发光结构。参见图1，所述像素电路100包括驱动晶体管T1和信号反馈单元10。

所述驱动晶体管T1包括第一控制极M1、第一电极M2和第二电极M3，所述第一电极M2连接所述发光结构20。信号反馈单元10包括第二控制极M4、第三电极M5和第四电极M6。所述第二控制极M4连接所述驱动晶体管T1的第一电极M2，所述第三电极M5连接所述发光结构20，所述第四电极M6连接所述驱动晶体管T1的第一控制极M1。所述信号反馈单元10被配置为：在外界环境光的光强增大时，外界环境光入射至所述发光结构产生的光生载流子的信号强度增大，使所述信号反馈单元10的第四电极M6向所述第一控制极M1输出负反馈信号，进而使所述像素电路100流至所述发光结构20的电流减小；在外界环境光的光强减小时，外界环境光入射至所述发光结构产生的光生载流子的信号强度减小，使所述信号反馈单元10的第四电极M6向所述第一控制极M1输出正反馈信号，进而使所述像素电路100流至所述发光结构20的电流增大。

参见图2，发光结构20包括阳极层201、位于阳极层201上的空穴注入层202、位于空穴注入层202上的有机发光材料层203、位于有机发光材料层203上的电子传输层204及位于电子传输层204上的阴极层205。有机发光材料层203可包括红色、绿色及蓝色三种颜色的有机发光材料，以实现显示面板的彩色显示。外界环境光入射至显示面板的发光结构20的有机发光材料层时，参见图3，外界环境光的光子会激发有机发光材料层的原子，使有机发光材料层中的原子由基态跃迁至激发态。原子在激发态时能量较高，不稳定，会再次跃迁至基态，并辐射出光生载流子。由于有机发光材料层具有雪崩效应，单个光子在激光有机发光材料层的一个原子后产生的光生载流子中的电子会使得有机发光材料层的其他原子被激发，最终形成类似雪崩效应的现象，产生大量的光生载流子。

信号反馈单元10向驱动晶体管T1的第一控制极输出负反馈信号后，像素电路中的电流减小，而像素电路的驱动晶体管与发光结构电连接，则由像素电路流至发光结构的电流减小，发光结构发出的光强变弱，因而显示面板的亮度减小。信号反馈单元10向驱动晶体管T1的第一控制极输出正反馈信号后，像素电路中的电流增大，而像素电路的驱动晶体管与发光结构电连接，则由像素电路流至发光结构的电流增大，发光结构发出的光强变强，因而显示面板的亮度增大。

本申请实施例提供的像素电路，外界环境光入射至发光结构20后发光结构20产生光生载流子，当外界环境光的光强增大时，光生载流子的数量增大，信号强度增大，光生载流子流至信号反馈电路20，也即是环境光被显示面板吸收并生光生载流子，则入射至显示面板的环境光出射至显示面板外部并进入到用户眼睛的量减少；此时第四电极M6向第一控制极M1输出负反馈信号，使像素电路100流至发光结构的电流减小，进而显示面板的亮度降低，以使得显示面板的亮度与用户眼睛识别显示面板所需的亮度匹配，保护用户的眼睛；当外界环境光的光强降低时，光生载流子的数量减少，光生载流子流至信号反馈电路10，第四电极M6向第一控制极M1输出正反馈信号，使像素电路100流至发光结构的电流增大，进而显示面板的亮度增强，增大环境光与显示面板发出的光的对比度，以使用户眼睛识别显示面板。可知，本申请实施例提供的像素电路可根据外界环境光的强度调整显示面板的亮度，以保护用户的眼睛，有助于提升用户的使用体验；并且本申请实施例提供的像素电路利用入射至显示面板的外界环境光来实现显示面板的亮度调节，无需设置额外的调节模型或者程序既可实现显示面板的亮度调节，有助于降低显示面板的功耗；并且光生载流子被利用，可避免光生载流子的电子的热运动导致发光结构的有机发光材料层失效或者导致显示面板烧屏，可延长显示面板的使用寿命。

在一个实施例中，所述信号反馈单元10包括第一晶体管T2，所述第一晶体管T2包括所述第二控制极M4、所述第三电极M5及所述第四电极M6，所述第二控制极M4与所述第一电极M2连接。所述第一晶体管T2被配置为：在外界环境光的光强增大时，空穴由所述第四电极M6流向所述第一控制极M1；在外界环境光的光强减小时，电子由所述第四电极M6流向所述第一控制极M1。如此设置，通过设置第一晶体管T2，在外界环境光的光强增大时，可使空穴由第四电极M6流向第一控制极M1，进而像素电路中的电流减小，显示面板的亮度减小；在外界环境光的光强减小时，可使电子由第四电极M6流向第一控制极M1，进而像素电路中的电流增大，显示面板的亮度增大；当外界环境光的强度未发生变化时，像素电路中的电流不发生变化，显示面板的亮度不变。通过设置第一晶体管T2既可实现调节像素电路中的电流大小，信号反馈单元10的结构比较简单，易于实现。

在一些实施例中，所述第一晶体管为n型晶体管，所述第一晶体管T2被配置为：在所述外界环境光的光强增大时，所述第一晶体管T2处于截止状态；在所述外界环境光的光强减小时，所述第一晶体管T2处于导通状态。

n型晶体管在导通状态时通过电子导电，第一晶体管T2的第二控制极M4为栅电极，第三电极M5为源电极，第四电极M6为漏电极。通过设置第一晶体管为n型晶体管，在启动显示面板后，像素电路工作，第三电极M5的电流信号的强度等于发光结构的电流信号的强度，电流由第三电极流向发光结构。当外界环境光的光强增大时，外界环境光入射至发光结构产生的光生载流子的信号强度大于第三电极M5的电流信号的强度，光生载流子由发光结构流向第三电极，此时第一晶体管的源极与漏极之间存在压差；并且此时光生载流子的信号强度小于第一晶体管T2的截止阈值，第一晶体管T2处于截止状态时，空穴由第四电极M6流到驱动晶体管T1的第一控制极M1，直到第一晶体管的源极与漏极之间无压差。当外界环境光的光强减小时，外界环境光入射至发光结构产生的光生载流子的信号强度小于第三电极M5的电流信号的强度，此时第一晶体管的源极与漏极之间存在压差；此时光生载流子的信号强度大于第一晶体管T2的导通阈值，第一晶体管T2处于导通状态时，则电子由第四电极M6流到驱动晶体管T1的第一控制极M1，直到第一晶体管T2的源极与漏极之间无压差。当外界环境光的强度未发生变化时，外界环境光入射至发光结构产生的光生载流子的信号强度等于第三电极M5的电流信号的强度，此时第一晶体管T2的源极与漏极之间不存在压差。可知，通过设置第一晶体管T2为n型管，可根据外界环境光的强度控制调节第一晶体管T2的导通或截止，来实现对显示面板亮度的调节。

在另一实施例中，所述第一晶体管T2处为p型晶体管，所述第一晶体管T2处被配置为：在所述外界环境光的光强增大时，所述第一晶体管T2处处于导通状态；在所述外界环境光的光强减小时，所述第一晶体管T2处处于截止状态。

p型晶体管在导通状态时通过空穴导电，第一晶体管T2的第二控制极M4为栅电极，第三电极M5为源电极，第四电极M6为漏电极。通过设置第一晶体管T2处为p型晶体管，在启动显示面板后，像素电路工作，第三电极M5的电流信号的强度等于发光结构的电流信号的强度。当外界环境光的光强增大时，外界环境光入射至发光结构后产生的光生载流子的信号强度大于第三电极M5的电流信号的强度，第一晶体管的源极与漏极之间存在压差；此时光生载流子的信号强度大于第一晶体管T2的导通阈值，第一晶体管T2处于导通状态时，则空穴由第四电极M6流到驱动晶体管T1的第一控制极M1，直到第一晶体管的源极与漏极之间无压差。当外界环境光的光强减小时，外界环境光入射至发光结构产生的光生载流子的信号强度小于第三电极M5的电流信号的强度，此时第一晶体管的源极与漏极之间存在压差；并且此时光生载流子的信号强度小于第一晶体管T2的截止阈值，第一晶体管T2处于截止状态时，则电子由第四电极M6流到驱动晶体管T1的第一控制极M1，直到第一晶体管的源极与漏极之间无压差。当外界环境光的强度未发生变化时，外界环境光入射至发光结构产生的光生载流子的信号强度等于第三电极M5的电流信号的强度，此时第一晶体管的源极与漏极之间不存在压差。可知，通过设置第一晶体管T2为p型管，可根据外界环境光的强度控制调节第一晶体管T2的导通或截止，进而来实现对显示面板亮度的调节。

在一个实施例中，所述像素电路100还包括滤波单元30，所述滤波单元30连接在所述发光结构20与所述信号反馈单元10的第三电极M5之间，所述滤波单元30用于滤除噪声信号。通过设置滤波单元30，可避免半导体层的缺陷产生的单光子等噪声信号触发信号反馈单元10向驱动晶体管的第一控制极输出反馈信号，使得像素电路的电流改变，而导致显示面板的亮度出现误调控的情况，有助于提升用户的使用体验。

在一个实施例中，所述滤波单元30包括第二晶体管T3，所述第二晶体管T3包括第三控制极M7、第五电极M8及第六电极M9，所述第三控制极M7连接所述信号反馈单元10，所述第五电极M8连接所述发光结构20。在所述外界环境光入射至所述显示面板且所述显示面板工作时，所述第二晶体管T3导通；但是噪声信号无法通过第二晶体管流入至第一晶体管T2。如此设置，在显示面板工作且外界环境光入射至显示面板时，第二晶体管T3导通，光生载流子可通过第二晶体管T3流入至第一晶体管T2，进而空穴或电子才能流入至驱动晶体管的第一控制极M1，保证显示面板的亮度可正常调节；噪声信号的信号强度较小，噪声信号的信号强度小于第二晶体管的导通阈值，第二晶体管T3处于截止状态，噪声信号无法通过第二晶体管流入至第一晶体管T2。可通过调节第二晶体管T3的沟道的长宽比来调节第二晶体管的导通阈值，以实现滤除噪声信号的目的。

在一个实施例中，所述第六电极M9连接至数据信号。如此，第六电极M9连接至稳定的电信号。

在一个实施例中，所述像素电路100还包括数据写入单元40及存储电容C，所述数据写入单元40连接扫描信号线gate、数据信号线data及所述第一控制极M1，所述存储电容C的一端连接至所述第一控制极M1，另一端连接至所述第二电极M2。

在一个实施例中，数据写入单元40包括数据写入晶体管T4，数据写入晶体管T4的栅极用于接收扫描信号线gate的扫描信号，数据写入晶体管T4的漏极用于接收数据信号线data的数据信号，数据写入晶体管T4的源极连接至存储电容C的一端，数据写入晶体管T4用于将数据信号写入存储电容C。

在一个实施例中，像素电路100还可包括补偿晶体管、复位晶体管及发光控制电路等，其中补偿晶体管用于补偿驱动晶体管的驱动电压，复位晶体管用于复位驱动晶体管的驱动电压，发光控制电路可包括至少一个晶体管，用于控制发光结构20发光。可根据需要来确定像素电路中各元件的连接关系，不再进行举例。

参见图4，本申请实施例提供的像素电路100调节显示面板的亮度的过程可如下所示：

在步骤101中，外界环境光入射至显示面板的发光结构时，发光结构的有机发光材料层在外界环境光的作用下产生光生载流子；

在步骤102中，光生载流子通过第二晶体管T3流入第一晶体管T2的第三电极；

在步骤103中，当外界环境光的光强增大时，空穴由第一晶体管T2的第四电极流至驱动晶体管的第一控制极；之后转到步骤104；

在步骤104中，像素电路的电流减小，显示面板的亮度减小；

在步骤105中，当外界环境光的光强减小时，电子由第一晶体管T2的第四电极流至驱动晶体管的第一控制极；之后转到步骤106；

在步骤106中，像素电路的电流增大，显示面板的亮度减小。

本申请实施例还提供了一种显示面板。参见图5，所述显示面板200包括衬底110、位于所述衬底110上的像素电路层120、及位于所述像素电路层120上的发光结构20，所述像素电路层120包括上述任一实施例所述的像素电路100。

显示面板还可包括位于发光结构20上的封装层、位于封装层上的偏光片以及位于偏光片上的玻璃盖板等。

本申请实施例还提供了一种显示装置。所述显示装置包括上述实施例所述的显示面板200。

所述显示装置还可包括外壳，显示面板嵌设在外壳中。

本申请实施例提供的显示装置例如可以为手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、车载设备等任何具有显示功能的设备。

对于方法实施例而言，由于其基本对应于产品的实施例，所以相关细节及有益效果的描述参见产品实施例的部分说明即可，不再进行赘述。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种像素电路，其特征在于，所述像素电路用于显示面板，所述显示面板包括发光结构，所述像素电路包括：

驱动晶体管，所述驱动晶体管包括第一控制极、第一电极和第二电极，所述第一电极连接所述发光结构；

信号反馈单元，包括第二控制极、第三电极和第四电极；所述第二控制极连接所述驱动晶体管的第一电极，所述第三电极连接所述发光结构，所述第四电极连接所述驱动晶体管的第一控制极；

所述信号反馈单元被配置为：在外界环境光的光强增大时，外界环境光入射至所述发光结构产生的光生载流子的信号强度增大，使所述信号反馈单元的第四电极向所述第一控制极输出负反馈信号，进而使所述像素电路流至所述发光结构的电流减小；在外界环境光的光强减小时，外界环境光入射至所述发光结构产生的光生载流子的信号强度减小，使所述信号反馈单元的第四电极向所述第一控制极输出正反馈信号，进而使所述像素电路流至所述发光结构的电流增大。

2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述信号反馈单元包括第一晶体管，所述第一晶体管包括所述第二控制极、所述第三电极及所述第四电极；

所述第一晶体管被配置为：在外界环境光的光强增大时，空穴由所述第四电极流向所述第一控制极；在外界环境光的光强减小时，电子由所述第四电极流向所述第一控制极。

3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述第一晶体管为n型晶体管，所述第一晶体管被配置为：在所述外界环境光的光强增大时，所述第一晶体管处于截止状态；在所述外界环境光的光强减小时，所述第一晶体管处于导通状态。

4.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述第一晶体管为p型晶体管，所述第一晶体管被配置为：在所述外界环境光的光强增大时，所述第一晶体管处于导通状态；在所述外界环境光的光强减小时，所述第一晶体管处于截止状态。

5.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括滤波单元，所述滤波单元连接在所述发光结构与所述信号反馈单元的第三电极之间，所述滤波单元用于滤除噪声信号。

6.根据权利要求5所述的像素电路，其特征在于，所述滤波单元包括第二晶体管，所述第二晶体管包括第三控制极、第五电极及第六电极，所述第三控制极连接所述信号反馈单元，所述第五电极连接所述发光结构；

在所述外界环境光入射至所述显示面板且所述显示面板工作时，所述第二晶体管导通，光生载流子通过所述第二晶体管流入所述第三电极。

7.根据权利要求6所述的像素电路，其特征在于，所述第六电极连接至数据信号。

8.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括数据写入单元及存储电容，所述数据写入单元连接扫描信号线、数据信号线及所述第一控制极，所述存储电容的一端连接至所述第一控制极，另一端连接至所述第二电极。

9.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括像素电路层及位于所述像素电路层上的发光层，所述像素电路层包括权利要求1-8任一项所述的像素电路。

10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括权利要求9所述的显示面板。

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