CN114360433A - 像素电路及显示面板 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种像素电路及显示面板，该像素电路包括发光器件、驱动模块、发光控制模块以及写入模块，通过写入模块在写入阶段中输出脉冲幅度更大的数据信号至驱动模块、发光控制模块在发光阶段中根据脉冲宽度更小的发光控制信号减少发光时间，可以在低灰阶时以更高的发光亮度进行显示，提高了发光器件的发光效率，进而降低了功耗。

Description

像素电路及显示面板

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种像素电路及显示面板。

背景技术

随着显示技术的不断发展，相比于传统的液晶显示面板，主动发光型显示面板的广色域、低功耗等优势不断引起面板厂商和消费者的兴趣。

然而，无机发光材料存在着发光亮度越高，发光效率越高；发光亮度低，则发光效率也低的现象。因此，传统的主动发光型显示面板受发光效率曲线的影响，在实际使用情况中播放动态视频的情况下，尤其是低灰阶低亮度的画面时，主动发光型显示面板在低亮度时效率低，而发光电流较大，导致功耗较高。

需要注意的是，上述关于背景技术的介绍仅仅是为了便于清楚、完整地理解本申请的技术方案。因此，不能仅仅由于其出现在本申请的背景技术中，而认为上述所涉及到的技术方案为本领域所属技术人员所公知。

发明内容

本申请提供一种像素电路及显示面板，以缓解低亮度显示时功耗较高的技术问题。

第一方面，本申请提供一种像素电路，其包括发光器件、驱动模块、发光控制模块以及写入模块，驱动模块与发光器件电性连接，用于控制流经发光器件的发光电流；发光控制模块与发光器件电性连接，用于控制发光器件的发光时间；写入模块与驱动模块电性连接，用于控制发光器件的发光亮度；其中，像素电路在一帧中的工作阶段包括写入阶段和发光阶段，在写入阶段中，写入模块输出脉冲幅度更大的数据信号至驱动模块；在发光阶段中，发光控制模块根据脉冲宽度更小的发光控制信号减少发光时间。

在其中一些实施方式中，发光控制模块的控制端接入发光控制信号，写入模块的输入端接入数据信号；发光控制信号的脉冲宽度越小，数据信号的脉冲幅度越大。

在其中一些实施方式中，在同一发光阶段中，发光控制信号先控制发光控制模块导通以控制发光器件处于发光状态，发光控制信号再控制发光控制模块关断以控制发光器件处于熄灭状态。

在其中一些实施方式中，在同一发光阶段中，发光控制信号具有第一电位和第二电位，第一电位或者第二电位中的一个用于导通发光控制模块，第一电位或者第二电位中的另一个用于关断发光控制模块。

在其中一些实施方式中，发光控制模块的一端接入电源正信号，发光控制模块的另一端与驱动模块的一端电性连接，发光控制模块的控制端接入发光控制信号；驱动模块的另一端与发光器件的阳极电性连接，驱动模块的控制端与写入模块的一端电性连接；写入模块的另一端接入数据信号，写入模块的控制端接入第一控制信号；发光器件的阴极接入电源负信号。

在其中一些实施方式中，像素电路还包括存储模块，存储模块的一端与驱动模块的控制端电性连接，存储模块的另一端与驱动模块的另一端电性连接。

在其中一些实施方式中，像素电路还包括补偿模块，补偿模块的一端接入参考电压信号，补偿模块的另一端与驱动模块的另一端电性连接，补偿模块的控制端接入第一控制信号。

在其中一些实施方式中，发光电流用于控制发光器件的发光亮度，发光亮度提高的倍数与发光时间减少的比例互为倒数。

在其中一些实施方式中，发光器件为量子点发光二极管、微发光二极管或者迷你发光二极管中的一个。

第二方面，本申请提供一种显示面板，其包括上述至少一实施方式中的像素电路。

本申请提供的像素电路及显示面板，通过写入模块在写入阶段中输出脉冲幅度更大的数据信号至驱动模块、发光控制模块在发光阶段中根据脉冲宽度更小的发光控制信号减少发光时间，可以在低灰阶时以更高的发光亮度进行显示，提高了发光器件的发光效率，进而降低了功耗。

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为本申请实施例提供的像素电路的一种结构示意图。

图2为图1所示像素电路的时序示意图。

图3为图1所示像素电路的发光效率曲线与发光亮度范围的示意图。

图4为本申请实施例提供的像素电路的另一种结构示意图。

图5为图4所示像素电路的时序示意图。

图6为图4所示像素电路的发光效率曲线与发光亮度范围的示意图。

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。

如图1所示，本实施例提供了一种像素电路，该像素电路包括驱动晶体管T1、写入晶体管T2、补偿晶体管T3、存储电容Cst以及发光器件D1，驱动晶体管T1的源极/漏极中的一个接入电源正信号VDD，驱动晶体管T1的源极/漏极中的一个与补偿晶体管T3的源极/漏极中的一个、存储电容Cst的一端以及发光器件D1的阳极电性连接，发光器件D1的阴极接入电源负信号VSS，补偿晶体管T3的栅极与写入晶体管T2的栅极电性连接并接入写入控制信号WR或者感测控制信号RD，补偿晶体管T3的源极/漏极中的另一个接入参考电压信号Vref，写入晶体管T2的源极/漏极中的一个接入数据信号DS，写入晶体管T2的源极/漏极中的另一个与存储电容Cst的另一端、驱动晶体管T1的栅极电性连接。其中，驱动晶体管T1的栅极电位表示为Vg，驱动晶体管T1的源极/漏极中的另一个的电位表示为Vs。

图1所示像素电路在一帧中的工作过程如图2所示，该工作过程包括：

写入阶段S1：写入控制信号WR或者感测控制信号RD跳变为高电位，写入晶体管T2、补偿晶体管T3打开，数据信号DS经写入晶体管T2写入至驱动晶体管T1的栅极，参考电压信号Vref经补偿晶体管T3写入至驱动晶体管T1的源极，存储电容Cst存储驱动晶体管T1的栅极与其源极之间的压差Vgs即Vg-Vs。然后，写入控制信号WR或者感测控制信号RD跳变为低电位，写入晶体管T2、补偿晶体管T3关闭，Vg和Vs受电容耦合电压略有下降。然后驱动晶体管T1打开，电源正信号VDD对驱动晶体管T1的源极进行充电，驱动晶体管T1的栅极电位耦合上升至流经驱动晶体管T1的电流和发光器件D1的电流达到动态平衡。

发光阶段S2：在整个发光阶段S2中流经发光器件D1的发光电流I_D1保持恒定，则发光器件D1一直稳定发光。

其中，参考电压信号Vref、电源正信号VDD以及电源负信号VSS均为恒压信号。

然而，这种驱动方式会导致在播放低亮度画面的时候，流经发光器件D1的发光电流很小，因此，发光器件D1本身的发光亮度也很小，即工作在发光效率很低的状态下，显示面板的功耗较高。

图1所示像素电路的发光效率曲线、工作亮度范围如图3中的曲线、阴影部分所示，其工作亮度范围位于较低的发光效率区间，如此显示面板在工作时需要较高的功耗。

因此，有鉴于图1所示像素电路在低亮度显示时存在功耗较高的技术问题，本申请的又一实施例提供了一种像素电路，请参阅图4至图6，如图4所示，该像素电路包括发光器件D1、驱动模块100、发光控制模块200以及写入模块300，驱动模块100与发光器件D1电性连接，用于控制流经发光器件D1的发光电流；发光控制模块200与发光器件D1电性连接，用于控制发光器件D1的发光时间；写入模块300与驱动模块100电性连接，用于控制发光器件D1的发光亮度；其中，像素电路在一帧中的工作阶段包括写入阶段和发光阶段，在写入阶段中，写入模块300输出脉冲幅度更大的数据信号DS至驱动模块100；在发光阶段中，发光控制模块200根据脉冲宽度更小的发光控制信号EM减少发光时间。

可以理解的是，本实施例提供的像素电路，通过写入模块300在写入阶段中输出脉冲幅度更大的数据信号DS至驱动模块100、发光控制模块200在发光阶段中根据脉冲宽度更小的发光控制信号EM减少发光时间，可以在低灰阶时以更高的发光亮度进行显示，提高了发光器件D1的发光效率，进而降低了功耗。

其中，发光器件D1可以为无机材料制成的发光二极管，例如，量子点发光二极管、微发光二极管或者迷你发光二极管中的一个。该无机材料制成的发光二极管在低灰阶和/或低亮度显示时，发光效率较低，需要较高的发光电流，导致所需的功耗也较高。

其中，发光控制模块200的一端接入电源正信号VDD，发光控制模块200的另一端与驱动模块100的一端电性连接，发光控制模块200的控制端接入发光控制信号EM；驱动模块100的另一端与发光器件D1的阳极电性连接，驱动模块100的控制端与写入模块300的一端电性连接；写入模块300的另一端接入数据信号DS，写入模块300的控制端接入第一控制信号；发光器件D1的阴极接入电源负信号VSS。

其中，电源负信号VSS可以零电位信号。

需要进行说明的是，在其他的实施例中，发光控制模块200也可以串接在驱动模块100与发光器件D1的之间。在其他的实施例中，发光器件D1也可以串接在电源正信号VDD与发光控制模块200之间。

在其中一个实施例中，驱动模块100包括驱动晶体管T1，驱动晶体管T1的源极/漏极中的一个与发光控制模块200电性连接，驱动晶体管T1的源极/漏极中的另一个与发光器件D1的阳极电性连接，驱动晶体管T1的栅极与写入模块300电性连接。

可以理解的是，驱动晶体管T1可以工作于截止区、放大区以及饱和区，在截止区中可以控制流经发光器件D1的电流无限接近于零；在放大区可以调整流经发光器件D1的电流；在饱和区中可以允许流经发光器件D1的电流达到最大值。以此可以调整发光器件D1的发光亮度。

在其中一个实施例中，发光控制模块200可以包括发光控制晶体管T4，发光控制晶体管T4的源极/漏极中的一个接入电源正信号VDD，发光控制晶体管T4的栅极接入发光控制信号EM，发光控制晶体管T4的源极/漏极中的另一个与驱动晶体管T1的源极/漏极中的一个电性连接。可以理解的是，本实施例中的发光控制信号EM可以控制发光控制晶体管T4的打开或者关闭，例如，发光控制信号EM可以为方波信号或者脉冲信号，其具有第一电位和第二电位，第一电位或者第二电位中的一个用于导通发光控制模块200，第一电位或者第二电位中的另一个用于关断发光控制模块200。

可以理解的是，相对于图1所示的像素电路，在本实施例中，发光控制模块200可以或者发光控制晶体管T4可以直接控制发光电流是否流经发光器件D1，以此可以精确控制发光器件D1的发光时间。其中，发光控制信号EM的脉冲宽度越大，则发光控制晶体管T4在一帧中的导通时间也越长，发光器件D1的发光时间也越长；反之，发光控制信号EM的脉冲宽度越小，则发光控制晶体管T4在一帧中的导通时间也越短，发光器件D1的发光时间也越短。

在其中一个实施例中，写入模块300可以包括写入晶体管T2，写入晶体管T2的源极/漏极中的一个接入数据信号DS，写入晶体管T2的栅极接入第一控制信号，写入晶体管T2的源极/漏极中的另一个与驱动晶体管T1的栅极电性连接，以在第一控制信号的控制下，择时写入数据信号DS至驱动晶体管T1的栅极或者存储电容Cst。

可以理解的是，数据信号DS为方波信号或者脉冲信号，其脉冲具有一个脉冲幅度。例如，当数据信号DS具有正向脉冲时，其高电位即为脉冲幅度，该脉冲幅度越高，则驱动晶体管T1的栅极电位经过充电后电位也越高，则驱动晶体管T1的导通程度也越大，如此流经驱动晶体管T1的漏极-源极的电流也越大，对应地，流经发光器件D1的发光电流也越大，则发光器件D1的发光亮度也越高。

在其中一个实施例中，像素电路还包括存储模块400，存储模块400的一端与驱动模块100的控制端电性连接，存储模块400的另一端与驱动模块100的另一端电性连接。

可以理解的是，本实施例中的存储模块400可以用于存储驱动晶体管T1的栅极与源极之间的压差，以准确控制驱动晶体管T1的工作区间，进而精准控制流经发光器件D1的发光电流，可以理解的是，发光器件D1的发光电流与发光器件D1的发光亮度逐一对应，即随着发光电流的增大，发光亮度也会随之增加。

在其中一个实施例中，存储模块400可以包括存储电容Cst，存储电容Cst的一端与驱动晶体管T1的源极/漏极中的一个电性连接，存储电容Cst的另一端与驱动晶体管T1的栅极电性连接。

可以理解的是，本实施例中的存储电容Cst可以用于存储驱动晶体管T1的栅极与源极之间的压差，以准确控制驱动晶体管T1的工作区间，进而精准控制流经发光器件D1的发光电流。

在其中一个实施例中，像素电路还包括补偿模块500，补偿模块500的一端接入参考电压信号Vref，补偿模块500的另一端与驱动模块100的另一端电性连接，补偿模块500的控制端接入第一控制信号。

可以理解的是，在本实施例中，补偿模块500可以对驱动晶体管T1的源极/漏极中的另一个的电位进行复位或者初始化至参考电压信号Vref的电位，以在本帧中精准地确定驱动晶体管T1的源极电位，有利于精准控制驱动晶体管T1的导通程度。

在其中一个实施例中，补偿模块500可以包括补偿晶体管T3，补偿晶体管T3的源极/漏极中的一个与驱动晶体管T1的源极/漏极中的另一个、发光器件D1的阳极电性连接，补偿晶体管T3的源极/漏极中的另一个接入参考电压信号Vref，补偿晶体管T3的栅极接入第一控制信号。

可以理解的是，在本实施例中，补偿晶体管T3可以对驱动晶体管T1的源极/漏极中的另一个的电位进行复位或者初始化至参考电压信号Vref的电位，以在本帧中精准地确定驱动晶体管T1的源极电位，有利于精准控制驱动晶体管T1的导通程度。

其中，第一控制信号可以为写入控制信号WR或者感测控制信号RD。

图4所示像素电路在一帧中的工作过程如图5所示，其可以包括：

写入阶段S1：写入控制信号WR或者感测控制信号RD跳变为高电位，写入晶体管T2、补偿晶体管T3打开，数据信号DS经写入晶体管T2写入至驱动晶体管T1的栅极，参考电压信号Vref经补偿晶体管T3写入至驱动晶体管T1的源极，存储电容Cst存储驱动晶体管T1的栅极与其源极之间的压差Vgs即Vg-Vs。然后，写入控制信号WR或者感测控制信号RD跳变为低电位，写入晶体管T2、补偿晶体管T3关闭，Vg和Vs受电容耦合电压略有下降。然后驱动晶体管T1打开，电源正信号VDD对驱动晶体管T1的源极进行充电，驱动晶体管T1的栅极电位耦合上升至流经驱动晶体管T1的电流和发光器件D1的电流达到动态平衡。

发光阶段S2：发光控制信号EM为高电位时，发光控制晶体管T4打开，流经发光器件D1的发光电流I_D1保持恒定，发光器件D1处于发光状态；发光控制信号EM跳变为低电位时，发光控制晶体管T4关闭，流经发光器件D1的发光电流为零，发光器件D1处于非发光状态或者熄灭状态。

其中，参考电压信号Vref、电源正信号VDD以及电源负信号VSS均为恒压信号。

需要进行说明的是，在同一发光阶段中，发光控制信号EM先控制发光控制模块200导通以控制发光器件D1处于发光状态，发光控制信号EM再控制发光控制模块200关断以控制发光器件D1处于熄灭状态。如此可以优先配置发光器件D1进行发光，减少存储电容Cst中电荷的存储时间，降低漏电流；同时，发光控制信号EM在发光阶段中仅具有一个脉冲，可以减少其高低电位的切换频率，能够降低功耗和降低发光控制信号EM的调制要求。

可以理解的是，为了保持或者提高发光器件D1的发光效率，随着发光控制信号EM的脉冲宽度越小即发光时间越短，需要随之增大数据信号DS的脉冲幅度即发光亮度越大。

需要进行说明的是，在图4所示像素电路的工作过程中，可以在写入阶段中提高数据信号DS的脉冲幅度来增加流经发光器件D1的发光电流，进而提高发光器件D1的发光亮度；但在发光阶段中，增加了发光控制晶体管T4来控制是否允许发光电流流经发光器件D1，以控制发光器件D1的发光时间。也就是说，发光电流用于控制发光器件D1的发光亮度，发光亮度提高的倍数与发光时间减少的比例互为倒数，例如，图5可以示例为发光时间减少的比例或者发光时间的占比为为50％，由于人眼的视觉暂留效应，为保证画面发光亮度相同，发光时间减半；但是需要提高发光器件D1的发光亮度至原来的一倍。这样发光器件D1可以工作在效率较高的状态下，能够改善功耗较高的技术问题。

经过上述分析，可以理解的是，通过在发光阶段中调节发光控制晶体管T4的关闭时间来控制发光时长占比，进而调节发光器件D1实际工作亮度的增强倍数，可以有效提高发光器件D1的发光效率，进而降低低灰阶显示时的功耗。例如，若发光时长占比为50％，则发光器件D1的发光亮度为传统亮度的2倍；若发光时长占比为25％，则发光器件D1的发光亮度为传统亮度的4倍……等等可依次类推，均可以降低低灰阶显示时的功耗。图6为图4所示像素电路的发光效率曲线与发光亮度范围的示意图，如图6所示，随着发光亮度的提高，发光器件D1的发光效率不断提高，与图3所示工作于低发光效率的阴影部分相比，经过图4所示像素电路对驱动方式进行改进后，发光器件D1的工作亮度范围如图6中阴影区域所示，其可以工作在更高效率区间内，显然地，如此可以降低功耗。

在其中一个实施例中，本实施例提供一种显示面板，其包括上述至少一实施例中的像素电路。

可以理解的是，本实施例提供的显示面板，通过写入模块300在写入阶段中输出脉冲幅度更大的数据信号DS至驱动模块100、发光控制模块200在发光阶段中根据脉冲宽度更小的发光控制信号EM减少发光时间，可以在低灰阶时以更高的发光亮度进行显示，提高了发光器件D1的发光效率，进而降低了功耗。

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像素电路及显示面板进行了详细介绍，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 (10)

1.一种像素电路，其特征在于，包括：

发光器件；

驱动模块，与所述发光器件电性连接，用于控制流经所述发光器件的发光电流；

发光控制模块，与所述发光器件电性连接，用于控制所述发光器件的发光时间；以及

写入模块，与所述驱动模块电性连接，用于控制所述发光器件的发光亮度；

其中，所述像素电路在一帧中的工作阶段包括写入阶段和发光阶段，在所述写入阶段中，所述写入模块输出脉冲幅度更大的数据信号至所述驱动模块；在所述发光阶段中，所述发光控制模块根据脉冲宽度更小的发光控制信号减少所述发光时间。

2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述发光控制模块的控制端接入所述发光控制信号，所述写入模块的输入端接入所述数据信号；所述发光控制信号的脉冲宽度越小，所述数据信号的脉冲幅度越大。

3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，在同一所述发光阶段中，所述发光控制信号先控制所述发光控制模块导通以控制所述发光器件处于发光状态，所述发光控制信号再控制所述发光控制模块关断以控制所述发光器件处于熄灭状态。

4.根据权利要求3所述的像素电路，其特征在于，在同一所述发光阶段中，所述发光控制信号具有第一电位和第二电位，所述第一电位或者所述第二电位中的一个用于导通所述发光控制模块，所述第一电位或者所述第二电位中的另一个用于关断所述发光控制模块。

5.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述发光控制模块的一端接入电源正信号，所述发光控制模块的另一端与所述驱动模块的一端电性连接，所述发光控制模块的控制端接入所述发光控制信号；所述驱动模块的另一端与所述发光器件的阳极电性连接，所述驱动模块的控制端与所述写入模块的一端电性连接；所述写入模块的另一端接入所述数据信号，所述写入模块的控制端接入第一控制信号；所述发光器件的阴极接入电源负信号。

6.根据权利要求5所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括存储模块，所述存储模块的一端与所述驱动模块的控制端电性连接，所述存储模块的另一端与所述驱动模块的另一端电性连接。

7.根据权利要求6所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括补偿模块，所述补偿模块的一端接入参考电压信号，所述补偿模块的另一端与所述驱动模块的另一端电性连接，所述补偿模块的控制端接入所述第一控制信号。

8.根据权利要求1至7任一项所述的像素电路，其特征在于，所述发光电流用于控制所述发光器件的发光亮度，所述发光亮度提高的倍数与所述发光时间减少的比例互为倒数。

9.根据权利要求1至7任一项所述的像素电路，其特征在于，所述发光器件为量子点发光二极管、微发光二极管或者迷你发光二极管中的一个。

10.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的像素电路。

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