CN115331629A - 像素电路和像素驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于显示技术领域,提供一种像素电路和像素驱动方法,像素电路包括至少两个子像素驱动模块,子像素驱动模块包括输入单元、补偿单元、驱动单元、第一发光控制单元和第一发光元件,分别用于接入数据电压信号、第一扫描信号、第二扫描信号、电源信号及第一控制信号。输入单元的输出端与补偿单元的第一输入端连接,补偿单元的输出端与驱动单元的第一输入端连接,驱动单元的第二输入端与输入单元的输出端连接,驱动单元的输出端与第一发光元件的输入端连接。多个子像素驱动模块中驱动单元的输出端耦接至第一复位模块的输出端,第一复位模块用于接入初始电压信号及第三扫描信号。本申请提供的像素驱动电路能够提高显示面板的像素密度。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种像素电路和像素驱动方法。
背景技术
有源矩阵有机发光二极管(Active-matrix organic light emitting diode,AMOLED)显示器具有机身薄、省电、色彩鲜艳和画质强等优点,得到了广泛的使用。而AMOLED显示器中显示面板通常由多行像素单元和对应的像素驱动电路构成,其中,像素驱动电路一般是由多个薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)和电容(Capacitance,C)构成的电路。为了保证显示面板的均一性,每个像素单元皆对应一个驱动电路,如此,驱动电路复杂且TFT数量众多,导致显示面板的像素密度(Pixels Per Inch,PPI)较低,进而导致显示器最终呈现的画质较低。
发明内容
为解决上述问题,本申请提供一种像素电路和像素驱动方法,能够提高显示面板的像素密度。
本申请实施例的第一方面提供了一种像素电路,像素电路的每一行包括设置于显示区的多组像素模块和设置于非显示区的第一复位模块,每组像素模块包括至少两个子像素驱动模块。子像素驱动模块包括输入单元、补偿单元、驱动单元、第一发光控制单元和第一发光元件,输入单元的第一输入端用于接入数据电压信号,输入单元的第二输入端用于接入第一扫描信号,输入单元的输出端与补偿单元的第一输入端连接,补偿单元的第二输入端用于接入第二扫描信号,补偿单元的输出端与驱动单元的第一输入端连接,驱动单元的第二输入端与输入单元的输出端连接,第一发光控制单元的第一输入端用于接入电源信号,第一发光控制单元的第二输入端用于接入第一控制信号,驱动单元的输出端与第一发光元件的输入端连接。多个子像素驱动模块中驱动单元的输出端耦接至第一复位模块的输出端,第一复位模块的第一输入端用于接入初始电压信号,第一复位模块的第二输入端用于接入第三扫描信号。补偿单元用于对驱动单元进行阈值电压补偿,第一发光控制单元用于在发光阶段,驱动第一发光元件发光,第一复位模块用于在复位阶段,将第一发光元件接入的电压复位为初始电压。
在一种可能的设计方式中,输入单元包括第一薄膜晶体管,第一薄膜晶体管的栅极为输入单元的第二输入端,第一薄膜晶体管的第一电极为输入单元的第一输入端,第一薄膜晶体管的第二电极为输入单元的输出端。
在一种可能的设计方式中,补偿单元包括第二薄膜晶体管、第一电容和第二电容。第二薄膜晶体管的栅极为补偿单元的第二输入端,第二薄膜晶体管的第一电极为补偿单元的第一输入端,第二薄膜晶体管的第一电极与第一薄膜晶体管的第二电极连接,第二薄膜晶体管的第二电极为补偿单元的输出端,第一电容的一端连接至第一薄膜晶体管的第二电极,第一电容的另一端与第二电容的一端连接至驱动单元的输出端,第二电容的另一端连接至第一发光元件的第二输入端,第一发光元件的第二输入端用于接入参考电压信号。
在一种可能的设计方式中,驱动单元包括第三薄膜晶体管,第三薄膜晶体管的栅极为驱动单元的第二输入端,第三薄膜晶体管的第一电极为驱动单元的第一输入端,第三薄膜晶体管的第一电极与第二薄膜晶体管的第二电极连接,第三薄膜晶体管的第二电极为驱动单元的输出端。
在一种可能的设计方式中,第一发光控制单元包括第四薄膜晶体管,第四薄膜晶体管的栅极为第一发光控制单元的第二输入端,第四薄膜晶体管的第一电极为第一发光控制单元的第一输入端,第四薄膜晶体管的第二电极为第一发光控制单元的输出端,第四薄膜晶体管的第二电极分别与第二薄膜晶体管的第二电极和第三薄膜晶体管的第一电极连接。
在一种可能的设计方式中,第一复位模块包括第五薄膜晶体管,第五薄膜晶体管的栅极为第一复位模块的第二输入端,第五薄膜晶体管的第一电极为第一复位模块的第一输入端,第五薄膜晶体管的第二电极为第一复位模块的输出端,第五薄膜晶体管的第二电极与第三薄膜晶体管的第二电极连接。
在一种可能的设计方式中,子像素驱动模块还包括第二发光控制单元,第二发光控制单元的第一输入端与驱动单元的输出端连接,第二发光控制单元的第二输入端用于接入第一控制信号,第二发光控制单元的输出端与第一发光元件的输入端连接。
在一种可能的设计方式中,第二发光控制单元包括第六薄膜晶体管,第六薄膜晶体管的栅极为第二发光控制单元的第二输入端,第六薄膜晶体管的第一电极为第二发光控制单元的第一输入端,第六薄膜晶体管的第二电极为第二发光控制单元的输出端。
在一种可能的设计方式中,像素模块包括三个子像素驱动模块,三个子像素驱动模块中的第一发光元件的发光颜色相异且各为红色发光元件、绿色发光元件及蓝色发光元件中的任一种。
在一种可能的设计方式中,像素模块包括两个子像素驱动模块,其中一个子像素驱动模块还包括第三发光控制单元和第二发光元件。第三发光控制单元的第一输入端与驱动单元的输出端连接,第三发光控制单元的第二输入端用于接入第二控制信号,第三发光控制单元的输出端与第二发光元件的输入端连接。第三发光控制单元用于在发光阶段,驱动第二发光元件发光,第一复位模块用于在复位阶段,将第一发光元件和第二发光元件复位至初始电压。
在一种可能的设计方式中,第三发光控制单元包括第七薄膜晶体管,第七薄膜晶体管的栅极为第三发光控制单元的第二输入端,第七薄膜晶体管的第一电极为第三发光控制单元的第一输入端,第七薄膜晶体管的第一电极与第五薄膜晶体管的输出端连接,第七薄膜晶体管的第二电极为第三发光控制单元的输出端,第七薄膜晶体管的第二电极与第二发光元件的输入端连接。
在一种可能的设计方式中,其中一个子像素驱动模块中的第一发光元件为红色发光元件、第二发光元件为绿色发光单元,另一个子像素驱动模块中的第一发光元件为蓝色发光元件。
在一种可能的设计方式中,像素电路还包括第二复位模块,第二复位模块对称设置在与第一复位模块的非显示区内,第二复位模块与第一复位模块设置于同一走线上。第二复位模块用于在复位阶段,将第一发光元件复位至初始电压。
本申请实施例的第二方面提供了一种像素驱动方法,应用于第一方面的任一可选方式所述的像素电路,所述像素驱动方法包括:
在复位阶段,第一扫描信号为高电平,输入单元数据电压信号有信号,第二扫描信号为低电平,补偿单元关闭,第一控制信号为低电平,第一发光控制单元电源信号无信号,第三扫描信号为高电平,第一复位模块开启,初始电压信号有信号且流入第一发光元件。
在补偿阈值电压阶段,第一扫描信号为高电平,输入单元数据电压信号有信号,第二扫描信号为高电平,补偿单元开启,第一控制信号为低电平,第一发光控制单元电源信号无信号,第三扫描信号为低电平,第一复位模块关断。
在数据电压写入阶段,第一扫描信号为高电平,输入单元数据电压信号有信号,第二扫描信号为低电平,补偿单元关闭,第一控制信号为低电平,第一发光控制单元电源信号无信号,第三扫描信号为低电平,第一复位模块关断。
在发光阶段,第一扫描信号为低电平,输入单元数据电压信号无信号,第二扫描信号为高电平,补偿单元开启,第三扫描信号为低电平,第一复位模块关断,第一控制信号为高电平,第一发光控制单元电源信号有信号流入第一发光元件,第一发光元件发光。
在一种可能的设计方式中,输入单元的第二输入端、补偿单元的第二输入端和第一复位模块的第二输入端分别与扫描驱动模块连接,扫描驱动模块用于输出第一扫描信号、第二扫描信号及第三扫描信号。第一发光控制单元的第一输入端与电源模块连接,电源模块用于输出电源信号。输入单元的第一输入端与数据驱动模块连接,数据驱动模块用于输出数据电压信号。输入单元的第二输入端与控制模块连接,控制模块用于输出第一控制信号。
本申请实施例的第三方面提供了另一种像素驱动方法,应用于第一方面的任一可选方式所述的像素电路,所述像素驱动方法包括:
在复位阶段,第一扫描信号为高电平,输入单元数据电压信号有信号,第二扫描信号为低电平,补偿单元关闭,第一控制信号和第二控制信号为低电平,第一发光控制单元、第二发光控制单元和第三发光控制单元电源信号无信号,第三扫描信号为高电平,第一复位模块开启,初始电压信号有信号且流入第一发光元件和第二发光元件。
在补偿阈值电压阶段,第一扫描信号为高电平,输入单元数据电压信号有信号,第二扫描信号为高电平,补偿单元开启,第一控制信号和第二控制信号为低电平,第一发光控制、第二发光控制单元和第三发光控制单元电源信号无信号,第三扫描信号为低电平,第一复位模块关断。
在数据电压写入阶段,第一扫描信号为高电平,输入单元数据电压信号有信号,第二扫描信号为低电平,补偿单元关闭,第一控制信号和第二控制信号为低电平,第一发光控制单元、第二发光控制单元和第三发光控制单元电源信号无信号,第三扫描信号为低电平,第一复位模块关断。
在第一发光阶段,第一扫描信号为低电平,输入单元数据电压信号无信号,第二扫描信号为高电平,补偿单元开启,第三扫描信号为低电平,第一复位模块关断,第一控制信号为高电平,第一发光控制单元和第二发光控制单元电源信号有信号且流入第一发光元件,第一发光元件发光,第二控制信号为低电平,第三发光控制单元电源信号无信号。
在第二发光阶段,第一扫描信号为低电平,输入单元数据电压信号无信号,第二扫描信号为高电平,补偿单元开启,第三扫描信号为低电平,第一复位模块关断,第一发光控制单元接入的第一控制信号为高电平,第二发光控制单元接入的第一控制信号为低电平,第二发光控制单元电源信号无信号,第三发光控制单元接入的第二控制信号为高电平,第三发光控制单元电源信号有信号且流入第二发光元件,第二发光元件发光。
本申请提供的像素电路中,每一行多组像素模块中的各个子像素驱动模块共用同一个第一复位模块,如此,该显示面板只需设置与行数对应数量的第一复位模块,无需给各个子像素驱动模块都设置对应的第一复位模块,且第一复位模块设置在非显示区内,如此,一方面,减少了显示区内TFT的数量从而简化了显示面板的制作复杂度并且节约了成本。另一方面,减少了像素电路中单个子像素驱动模块在显示面板中所占用的平均面积,使得在原有的显示面板的尺寸内可以增加更多的子像素驱动模块,提高了显示面板的PPI,进而提升了应用该显示面板的显示器最终呈现的画质。
附图说明
图1是显示面板的结构示意图;
图2是本申请实施例一提供的像素电路的结构示意图一;
图3是本申请实施例一提供的像素电路的结构示意图二;
图4是本申请实施例一提供的像素电路的结构示意图三;
图5是本申请实施例一提供的像素电路的结构示意图四;
图6是本申请实施例一提供的像素电路的时序图一;
图7是本申请实施例一提供的像素电路的结构示意图五;
图8是本申请实施例一提供的像素电路的时序图二。
其中,图中各附图标记:
1、显示区;
2、非显示区;
3、子像素驱动模块;301、输入单元;302、补偿单元;303、驱动单元;304、第一发光控制单元;305、第一发光元件;
4、第一复位模块;
5、第二复位模块。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
AMOLED可以采用较少的闸极驱动器技术(Gate Driver less,GDL),以提升产能并降低产品成本,通过GDL技术制成的AMOLED面板的产品形态可以是窄边框或无边框的。
AMOLED显示面板包括显示区1和非显示区2。其中,显示区1内设置有多组像素模块,每个像素模块包括至少两个子像素驱动模块,如图1所示,像素模块可以包括红色(Red,R)子像素驱动模块、绿色(Green,G)子像素驱动模块和蓝色(Blue,B)子像素驱动模块,每个子像素驱动模块包括有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)和用于控制有机发光二极管发光的发光模块及复位模块。
由于AMOLED显示面板上包括很多阵列设置的子像素驱动模块,而每个通常由多个TFT和电容C构成,如此,TFT数量众多,导致显示面板的PPI较低,进而导致显示器最终呈现的画质较低。
为此,本申请提供的像素电路和像素驱动方法,每一行多组像素模块中的各个子像素驱动模块共用同一个第一复位模块,如此,该显示面板只需设置与行数对应数量的第一复位模块,无需给各个子像素驱动模块都设置对应的第一复位模块,且第一复位模块设置在非显示区内,减少了显示区内TFT的数量从而简化了显示面板的制作复杂度并且节约了成本。且提高了显示面板的PPI,进而提升了应用该显示面板的显示器最终呈现的画质。
下面结合附图对本申请提供的像素电路和像素驱动方法进行示例性的介绍。
如图2所示,本申请实施例一提供的一种像素电路的示意图,像素电路的每一行包括设置于显示区1的多组像素模块和设置于非显示区2的第一复位模块4。每组像素模块包括至少两个子像素驱动模3。
其中,子像素驱动模块3包括输入单元301、补偿单元302、驱动单元303、第一发光控制单元304和第一发光元件305。输入单元301的第一输入端用于接入数据电压信号(dataVoltage,Vdata),输入单元301的第二输入端用于接入第一扫描信号Scan1,输入单元301的输出端与补偿单元302的第一输入端连接,补偿单元302的第二输入端用于接入第二扫描信号Scan2,补偿单元302的输出端与驱动单元303的第一输入端连接,驱动单元303的第二输入端与输入单元301的输出端连接,第一发光控制单元304的第一输入端用于接入电源信号(Voltage device,VDD),第一发光控制单元304的第二输入端用于接入第一控制信号EM1,驱动单元303的输出端与第一发光元件305的输入端连接。多个子像素驱动模块3中驱动单元303的输出端耦接(如图2所示B点为多个子像素驱动模块3的耦接点)至第一复位模块4的输出端,第一复位模块4的第一输入端用于接入初始电压信号Vsus,第一复位模块4的第二输入端用于接入第三扫描信号Scan3。
补偿单元302用于对驱动单元301进行阈值电压补偿,第一发光控制单元304用于在发光阶段,驱动第一发光元件305发光,第一复位模块4用于在复位阶段,将第一发光元件305接入的电压复位为初始电压Vsus。值得说明的是,这里的复位是指将数据电压Vdata和第一发光元件305的电压复位至初始电压VSUS,以使得像素电路能够进行下一步工作。
在一个示例中,第一发光元件305可以是有机电激光显示二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)、发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes,QLED)等任一种,对此,本申请不作具体的限制。
本申请提供的像素电路中,每一行多组像素模块中的各个子像素驱动模块3共用同一个第一复位模块4,如此,该显示面板只需设置与行数对应数量的第一复位模块4,无需给各个子像素驱动模块都设置对应的第一复位模块4,且第一复位模块4设置在非显示区2内,如此,一方面,减少了显示区内TFT的数量从而简化了显示面板的制作复杂度并且节约了成本。另一方面,减少了像素电路中单个子像素驱动模块在显示面板中所占用的平均面积,使得在原有的显示面板的尺寸内可以增加更多的子像素驱动模块,提高了显示面板的PPI,进而提升了应用该显示面板的显示器最终呈现的画质。
可以理解的是,虽然每行子像素驱动模块3的复位阶段是同时进行的,但是离第一复位模块4较远的子像素驱动模块3的复位效果可能会比离第一复位模块4近的子像素驱动模块3的复位效果差,为了均衡每一行中各个子像素驱动模块3的复位效果,在一个示例中,如图3所示,像素电路还可以包括第二复位模块5,第二复位模块5对称设置在与第一复位模块4的非显示区2内,第二复位模块5与第一复位模块4设置于同一走线上。第二复位模块5用于在复位阶段,将第一发光元件305复位至初始电压VSUS。例如,假设第一复位模块4设置在显示面板中右侧的非显示区2中,则第二复位模块5设置在左侧的非显示区2中,即为对称设置。在复位阶段,位于两侧的第一复位模块4和第二复位模块5同时从两侧向中间区域进行复位,从而均衡了每一行中各个子像素驱动模块3的复位效果。
值得说明的是,每个子像素驱动模块3都需要进行复位,以使得子像素驱动模块3在下次发光阶段能够正常发光,而由于每行子像素驱动模块3的发光是同时进行的,因此,每行子像素的复位也需同时进行,因此,可以通过扫描线控制一行中子像素驱动模块3的发光和复位,如此,每行的发光和复位对应一个扫描线,使得每行的发光和复位可以同时进行,保证了显示面板发光和复位的均一性。可以理解的是,扫描线输出给他们的扫描信号不同。
在一个示例中,输入单元301包括第一薄膜晶体管(如图4所示T1),第一薄膜晶体管T1的栅极为输入单元301的第二输入端,用于接入第一扫描信号Scan1,第一薄膜晶体管T1的第一电极为输入单元301的第一输入端,用于接入数据电压信号Vdata,第一薄膜晶体管T1的第二电极为输入单元301的输出端。
补偿单元302包括第二薄膜晶体管(如图4所示T2)、第一电容C1和第二电容CA。第二薄膜晶体管T2的栅极为补偿单元302的第二输入端,第二薄膜晶体管T2的第一电极为补偿单元302的第一输入端,第二薄膜晶体管T2的第一电极与第一薄膜晶体管T1的第二电极连接,第二薄膜晶体管T2的第二电极为补偿单元302的输出端,第一电容C1的一端连接至第一薄膜晶体管T1的第二电极,第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端连接至驱动单元303的输出端,第二电容C2的另一端连接至第一发光元件305的第二输入端,第一发光元件305的第二输入端用于接入参考电压信号。
驱动单元303包括第三薄膜晶体管(如图4所示T3),第三薄膜晶体管的栅极T3为驱动单元303的第二输入端,第三薄膜晶体管T3的第一电极为驱动单元303的第一输入端,第三薄膜晶体管T3的第一电极与第二薄膜晶体管T2的第二电极连接,第三薄膜晶体管T3的第二电极为驱动单元303的输出端。
第一发光控制单元304包括第四薄膜晶体管(如图4所示T4),第四薄膜晶体管T4的栅极为第一发光控制单元304的第二输入端,第四薄膜晶体管T4的第一电极为第一发光控制单元304的第一输入端,第四薄膜晶体管T4的第二电极为第一发光控制单元304的输出端,第四薄膜晶体管T4的第二电极分别与第二薄膜晶体管T2的第二电极和第三薄膜晶体管T3的第一电极连接。
第一复位模块4包括第五薄膜晶体管(如图4所示T5),第五薄膜晶体管T5的栅极为第一复位模块4的第二输入端,用于接入第三扫描信号Scan3,第五薄膜晶体管T5的第一电极为第一复位模块4的第一输入端,用于接入初始电压信号VSUS,第五薄膜晶体管T5的第二电极为第一复位模块4的输出端,第五薄膜晶体管T5的第二电极与第三薄膜晶体管T3的第二电极连接。
在一个实施例中,本申请提供的TFT的沟道材料可以为铟镓锌氧化物(IndiumGallium Zinc Oxide,IZGO),相比传统的a-Si(非晶硅)TFT,IGZO在性能上主要有3大优势,即高精度、低功耗与高触控性能,且由于其漏电流小,在使用过程中可以节省电量。值得说明的是,本申请的TFT也可以采用其他沟道材料,对此,本申请不做具体的限制。
在一个示例中,子像素驱动模块3还可以包括第二发光控制单元,第二发光控制单元的第一输入端与驱动单元303的输出端连接,第二发光控制单元的第二输入端用于接入第一控制信号EM1,第二发光控制单元的输出端与第一发光元件305的输入端连接。第二发光控制单元用于在发光阶段,驱动第一发光元件305发光。
示例性的,第二发光控制单元可以包括第六薄膜晶体管(如图4所示T6),第六薄膜晶体管T6的栅极为第二发光控制单元的第二输入端,第六薄膜晶体管T6的第一电极为第二发光控制单元的第一输入端,第六薄膜晶体管T6的第二电极为第二发光控制单元的输出端。
在一个示例中,如图5所示,像素模块可以包括三个子像素驱动模块3,三个子像素驱动模块3中的第一发光元件305的发光颜色相异且各为红色R发光元件、绿色G发光元件及蓝色B发光元件中的任一种。
在该示例下,本申请还提供一种像素驱动方法,包括:
在复位阶段(如图6所示S1),第一扫描信号Scan1为高电平,输入单元301数据电压信号Vdata有信号,第二扫描信号Scan2为低电平,补偿单元302关闭,第一控制信号EM1为低电平,第一发光控制单元304电源信号VDD无信号,确保了第一发光元件305不会在该阶段发光。第三扫描信号Scan3为高电平,第一复位模块4开启,初始电压信号VSUS有信号且流入第一发光元件305。
此时,第一发光元件305(红色R发光元件、绿色G发光元件及蓝色B发光元件)不发光,该阶段下A、B点的具体电压为:
VA=Vdata,这里的Vdata设置为基准电压(Voltage reference,Vref);
VB=Vsus。
值得说明的是,A点接收到的电压即为输入单元301接收到的数据电压Vdata,即用于控制输入单元301开启和关断的电压;B点为第一发光控制单元304开启时,第一发光元件305所接收到的电压。
在补偿阈值电压阶段(如图6所示S2),第一扫描信号Scan1为高电平,输入单元数据电压信号Vdata有信号,第二扫描信号Scan2为高电平,补偿单元302开启,第一控制信号EM1为低电平,第一发光控制单元304电源信号VDD无信号,第三扫描信号Scan3为低电平,第一复位模块4关断。
此时,第一发光元件305(红色R发光元件、绿色G发光元件及蓝色B发光元件)不发光,该阶段下A、B点的具体电压为:
VA=Vref;
VB=Vref-Vth_T4/T9;
VC=VA-VB=Vth_T4/T9,这里的VC是指该阶段下第一电容C1和第二电容C2之间的压差。
值得说明的是,给驱动单元303补偿阈值电压(Threshold Voltage,Vth)是为了避免驱动单元303中的TFT在长时间栅极偏压下会出现阈值电压漂移的问题,使得驱动单元303不能正常关断,从而导致显示器出现残影,进而影响显示器的显示效果,因此,需要对驱动单元303的阈值电压Vth进行补偿,使其能够正常关断。
在数据电压写入阶段(如图6所示S3),第一扫描信号Scan1为高电平,输入单元301数据电压信号Vdata有信号,第二扫描信号Scan2为低电平,补偿单元302关闭,第一控制信号EM1为低电平,第一发光控制单元304电源信号VDD无信号,第三扫描信号Scan3为低电平,第一复位模块4关断。
此时将Vdata的电压设置为VData,因电容耦合原因,A点电压变化量会影响B点电压变化量,此时A点电压变化量为:ΔVA1=Vdata-Vref,则B点电压变化量为ΔVB1=ΔV*C1(C1+C2),此时,第一发光元件305(红色R发光元件、绿色G发光元件及蓝色B发光元件)不发光,该阶段下A、B点的具体电压为:
VB=Vref-Vth_T4/T9+(Vdata-Vref)*C1/(C1+C2)=VData*C1/(C1+C2)+Vref*C2/(C1+C2)-Vth_T4/T9:
VA=VData;
VC1=VA-VB=VData-[Vref-Vth+(VData-Vref)*C1/(C1+C2)]=(VData-Vref)*C2/(C1+C2),这里的VC1是指该阶段下第一电容C1和第二电容C2之间的压差。
在发光阶段(如图6所示S4),第一扫描信号Scan1为低电平,输入单元301数据电压信号Vdata无信号,第二扫描信号Scan2为高电平,补偿单元302开启,第三扫描信号Scan3为低电平,第一复位模块4关断,第一控制信号EM1为高电平,第一发光控制单元304电源信号VDD有信号流入第一发光元件305,此时,B点的电压为:VB=VOLED+参考电压(Voltageseries,VSS),因电容耦合作用,A点电压变化量等于B点电压变化量,则A点电压变化量为:
ΔVA1=VOLED+VSS-[Vref-Vth+(VData-Vref)*C1/(C1+C2)]
此时,第一发光元件305(红色R发光元件、绿色G发光元件及蓝色B发光元件)发光,该阶段下A、B点的具体电压为:
VA=VData+VOLED+VSS-[Vref-Vth+(VData-Vref)*C1/(C1+C2)];
VB=VOLED+VSS;
VDD输入电压,此时子像素的电流为:IOLED=1/2μnCoxW/L(VGS-Vth)*2;
将此时VA和VB代入上述子像素的电流公式,得出:
IOLED=1/2(μnCoxW/L)[(VData–Vref)*C2/(C1+C2)]*2;
如此,得出子像素驱动模块的电流只与VData和Vref有关,与其他参数,例如阈值电压Vth等无关,可以理解的是,由于子像素驱动模块的电流与阈值电压Vth无关,因此,就不存在显示面板因制成因素从而使得阈值电压Vth不一,从而导致子像素驱动模块发光电流不一致的问题。且此时由于驱动模块303已经补偿了阈值电压Vth,因此,也消除了阈值电压Vth漂移的问题。
可选的,输入单元301的第二输入端、补偿单元302的第二输入端和第一复位模块4的第二输入端分别与扫描驱动模块连接,扫描驱动模块用于输出第一扫描信号Scan1、第二扫描信号Scan2及第三扫描信号Scan3。
在应用中,扫描驱动模块可以是任意的具有对显示面板的像素进行逐行扫描充电功能的任意器件或电路,例如,栅极驱动芯片(Gate Driver IC)或薄膜栅极驱动芯片(Gate-Chip on Film,G-COF)等。
可选的,第一发光控制单元304的第一输入端与电源模块连接,电源模块用于输出电源信号VDD。
可选的,输入单元301的第一输入端与数据驱动模块连接,数据驱动模块用于输出数据电压信号Vdata。
在应用中,数据驱动模块可以是源极驱动芯片(Source Driver IC)
可选的,输入单元301的第二输入端与控制模块连接,控制模块用于输出第一控制信号EM1。
在应用中,控制模块可以是时序控制器(Timing Controller,TCON),也可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
在一个实施例中,扫描驱动模块、数据驱动模块、电源模块和控制模块可以设置在非显示区2。
在另一个示例中,像素模块包括两个子像素驱动模块3,其中一个子像素驱动模块3还包括第三发光控制单元和第二发光元件。第三发光控制单元的第一输入端与驱动单元303的输出端连接,第三发光控制单元的第二输入端用于接入第二控制信号EM2,第三发光控制单元的输出端与第二发光元件的输入端连接。第三发光控制单元用于在发光阶段,驱动第二发光元件发光,第一复位模块4用于在复位阶段,将第一发光元件305和第二发光元件复位至初始电压VSUS。
可以理解的是,由于蓝色B发光元件的稳定性较差,共享时可能会影响到蓝色子像素的发光效果,因此,该示例下,其中一个子像素驱动模块3中的第一发光元件305为红色R发光元件、第二发光元件为绿色G发光单元,另一个子像素驱动模块3中的第一发光元件为蓝色B发光元件。如此,红色R发光元件和绿色G发光元件共享同一个第一复位单元4,既保证了红色R发光元件和绿色G发光元件能够正常发光,保证了显示器的显示效果,又极大程度的减少了TFT,提升了显示面板的PPI,使得显示器能够达到更精致的显示效果。
示例性的,如图7所示,第三发光控制单元包括第七薄膜晶体管(如图7所示T7),第七薄膜晶体管T7的栅极为第三发光控制单元的第二输入端,第七薄膜晶体管T7的第一电极为第三发光控制单元的第一输入端,第七薄膜晶体管T7的第一电极与第五薄膜晶体管T5的输出端连接,第七薄膜晶体管T7的第二电极为第三发光控制单元的输出端,第七薄膜晶体管T7的第二电极与第二发光元件的输入端连接。
在该示例下,本申请还提供一种像素驱动方法,包括:
在复位阶段(如图8所示S1),第一扫描信号Scan1为高电平,输入单元301数据电压信号Vdata有信号,第二扫描信号Scan2为低电平,补偿单元302关闭,第一控制信号EM1和第二控制信号EM2为低电平,第一发光控制单元(T4)、第二发光控制单元(T6)和第三发光控制单元(T7)电源信号VDD无信号,第三扫描信号Scan3为高电平,第一复位模块4开启,初始电压信号VSUS有信号且流入第一发光元件305(红色R发光元件、蓝色B发光元件)和第二发光元件(绿色G发光元件)。
此时,第一发光元件305和第二发光元件不发光,该阶段下A、B点的具体电压为:
VA=Vdata,这里的Vdata设置为基准电压(Voltage reference,Vref);
VB=Vsus。
在补偿阈值电压阶段(如图8所示S2),第一扫描信号Scan1为高电平,输入单元301数据电压信号Vdata有信号,第二扫描信号Scan2为高电平,补偿单元302开启,第一控制信号EM1和第二控制信号EM2为低电平,第一发光控制单元(T4)、第二发光控制单元(T6)和第三发光控制单元(T7)电源信号VDD无信号,第三扫描信号Scan3为低电平,第一复位模块4关断。
此时,第一发光元件305和第二发光元件不发光,该阶段下A、B点的具体电压为:
VA=Vref;
VB=Vref-Vth_T4;
VC=VA-VB=Vth_T4。
在数据电压写入阶段(如图8所示S3),第一扫描信号Scan1为高电平,输入单元301数据电压信号Vdata有信号,第二扫描信号Scan2为低电平,补偿单元302关闭,第一控制信号EM1和第二控制信号EM2为低电平,第一发光控制单元(T4)、第二发光控制单元(T6)和第三发光控制单元(T7)电源信号VDD无信号,第三扫描信号Scan3为低电平,第一复位模块4关断。
此时,第一发光元件305和第二发光元件不发光,该阶段下A、B点的具体电压为:
VB=Vref-Vth_T4+(Vdata-Vref)*C1/(C1+C2)=VData*C1/(C1+C2)+Vref*C2/(C1+C2)-Vth_T4:
VA=VData;
VC1=VA-VB=VData-[Vref-Vth+(VData-Vref)*C1/(C1+C2)]=(VData-Vref)*C2/(C1+C2)。
在第一发光阶段(如图8所示S4),第一扫描信号Scan1为低电平,输入单元301数据电压信号Vdata无信号,第二扫描信号Scan2为高电平,补偿单元302开启,第三扫描信号Scan3为低电平,第一复位模块关4断,第一控制信号EM1为高电平,第一发光控制单元(T4)和第二发光控制单元(T6)电源信号VDD有信号且流入第一发光元件(红色R发光元件、蓝色B发光元件),第一发光元件发光,第二控制信号EM2为低电平,第三发光控制单元(T7)电源信号VDD无信号。
此时,B点的电压为:VB=VOLED_R+VSS,因电容耦合作用,A点电压变化量等于B点电压变化量,则A点电压变化量为:
ΔVA2=VOLED_R+VSS-[Vref-Vth+(VData-Vref)*C1/(C1+C2)];
此时,第一发光元件(红色R发光元件、蓝色B发光元件)发光,该阶段下A、B点的具体电压为:
VA=VData+VOLED_R+VSS-[Vref-Vth+(VData-Vref)*C1/(C1+C2)];
VB=VOLED_R+VSS;
VDD输入电压,此时第一发光元件305的电流为:IOLED=1/2μnCoxW/L(VGS-Vth)*2;
将此时VA和VB代入上述第一发光元件305的电流公式,得出:
IOLED=1/2(μnCoxW/L)[(VData–Vref)*C2/(C1+C2)]*2;
如此,得出第一发光元件305的电流只与VData和Vref有关,与其他参数,例如阈值电压Vth等无关,因此,在该示例下,也不存在显示面板因制成因素从而使得阈值电压Vth不一,从而导致第一发光元件305发光电流不一致的问题。
在第二发光阶段(如图8所示S5),第一扫描信号Scan1为低电平,输入单元301数据电压信号Vdata无信号,第二扫描信号Scan2为高电平,补偿单元302开启,第三扫描信号Scan3为低电平,第一复位模块4关断,第一发光控制单元(T4)接入的第一控制信号EM1为高电平,第二发光控制单元(T6)接入的第一控制信号EM1为低电平,第二发光控制单元(T6)电源信号VDD无信号,第三发光控制单元(T7)接入的第二控制信号EM2为高电平,第三发光控制单元(T7)电源信号VDD有信号且流入第二发光元件(绿色G发光元件),第二发光元件(绿色G发光元件)发光。
此时,B点的变化量为:ΔVB=VOLED_G+VSS-(VOLED_R+VSS)=VOLED_G-VOLED_R,因电容耦合作用,A点电压变化量等于B点电压变化量,此时,第二发光元件(绿色G发光元件)发光,该阶段下A、B点的具体电压为:
VA=VData+VOLED_R+VSS-[Vref-Vth+(VData-Vref)C1/(C1+C2)]+ΔVB
VB=VOLED_R+VSS,
VDD输入电压,此时第二发光元件的电流为:IOLED=1/2μnCoxW/L(VGS-Vth)*2;
将此时VA和VB代入上述第二发光元件的电流公式,得出:
IOLED=1/2(μnCoxW/L)[(VData–Vref)*C2/(C1+C2)]*2;
如此,依旧得出第二发光元件的电流只与VData和Vref有关,与其他参数无关。
本申请提供的像素电路中,每一行多组像素模块中的各个子像素驱动模块3共用同一个第一复位模块4,如此,该显示面板只需设置与行数对应数量的第一复位模块4,无需给各个子像素驱动模块都设置对应的第一复位模块4,且第一复位模块4设置在非显示区2内,如此,一方面,减少了显示区内TFT的数量从而简化了显示面板的制作复杂度并且节约了成本。另一方面,减少了像素电路中单个子像素驱动模块在显示面板中所占用的平均面积,使得在原有的显示面板的尺寸内可以增加更多的子像素驱动模块,提高了显示面板的PPI,进而提升了应用该显示面板的显示器最终呈现的画质。
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或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种像素电路,其特征在于,所述像素电路的每一行包括设置于显示区的多组像素模块和设置于非显示区的第一复位模块,每组所述像素模块包括至少两个子像素驱动模块;
所述子像素驱动模块包括输入单元、补偿单元、驱动单元、第一发光控制单元和第一发光元件;所述输入单元的第一输入端用于接入数据电压信号,所述输入单元的第二输入端用于接入第一扫描信号,所述输入单元的输出端与所述补偿单元的第一输入端连接,所述补偿单元的第二输入端用于接入第二扫描信号,所述补偿单元的输出端与所述驱动单元的第一输入端连接,所述驱动单元的第二输入端与所述输入单元的输出端连接,所述第一发光控制单元的第一输入端用于接入电源信号,所述第一发光控制单元的第二输入端用于接入第一控制信号,所述驱动单元的输出端与所述第一发光元件的输入端连接;多个所述子像素驱动模块中所述驱动单元的输出端耦接至所述第一复位模块的输出端,所述第一复位模块的第一输入端用于接入初始电压信号,所述第一复位模块的第二输入端用于接入第三扫描信号;
所述补偿单元用于对所述驱动单元进行阈值电压补偿;
所述第一发光控制单元用于在发光阶段,驱动所述第一发光元件发光;
所述第一复位模块用于在复位阶段,将所述第一发光元件接入的电压复位为初始电压。
2.根据权利要求1所述的像素电路,其特征在于,所述输入单元包括第一薄膜晶体管,所述第一薄膜晶体管的栅极为所述输入单元的第二输入端,所述第一薄膜晶体管的第一电极为所述输入单元的第一输入端,所述第一薄膜晶体管的第二电极为所述输入单元的输出端。
3.根据权利要求2所述的像素电路,其特征在于,所述补偿单元包括第二薄膜晶体管、第一电容和第二电容;
所述第二薄膜晶体管的栅极为所述补偿单元的第二输入端,所述第二薄膜晶体管的第一电极为所述补偿单元的第一输入端,所述第二薄膜晶体管的第一电极与所述第一薄膜晶体管的第二电极连接,所述第二薄膜晶体管的第二电极为所述补偿单元的输出端,所述第一电容的一端连接至所述第一薄膜晶体管的第二电极,所述第一电容的另一端与所述第二电容的一端连接至所述驱动单元的输出端,所述第二电容的另一端连接至所述第一发光元件的第二输入端,所述第一发光元件的第二输入端用于接入参考电压信号。
4.根据权利要求3所述的像素电路,其特征在于,所述驱动单元包括第三薄膜晶体管,所述第三薄膜晶体管的栅极为所述驱动单元的第二输入端,所述第三薄膜晶体管的第一电极为所述驱动单元的第一输入端,所述第三薄膜晶体管的第一电极与所述第二薄膜晶体管的第二电极连接,所述第三薄膜晶体管的第二电极为所述驱动单元的输出端。
5.根据权利要求4所述的像素电路,其特征在于,所述第一发光控制单元包括第四薄膜晶体管,所述第四薄膜晶体管的栅极为所述第一发光控制单元的第二输入端,所述第四薄膜晶体管的第一电极为所述第一发光控制单元的第一输入端,所述第四薄膜晶体管的第二电极为所述第一发光控制单元的输出端,所述第四薄膜晶体管的第二电极分别与所述第二薄膜晶体管的第二电极和所述第三薄膜晶体管的第一电极连接。
6.根据权利要求5所述的像素电路,其特征在于,所述第一复位模块包括第五薄膜晶体管,所述第五薄膜晶体管的栅极为所述第一复位模块的第二输入端,所述第五薄膜晶体管的第一电极为所述第一复位模块的第一输入端,所述第五薄膜晶体管的第二电极为所述第一复位模块的输出端,所述第五薄膜晶体管的第二电极与所述第三薄膜晶体管的第二电极连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的像素电路,其特征在于,所述子像素驱动模块还包括第二发光控制单元,所述第二发光控制单元的第一输入端与所述驱动单元的输出端连接,所述第二发光控制单元的第二输入端用于接入第一控制信号,所述第二发光控制单元的输出端与所述第一发光元件的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的像素电路,其特征在于,所述第二发光控制单元包括第六薄膜晶体管,所述第六薄膜晶体管的栅极为所述第二发光控制单元的第二输入端,所述第六薄膜晶体管的第一电极为所述第二发光控制单元的第一输入端,所述第六薄膜晶体管的第二电极为所述第二发光控制单元的输出端。
9.根据权利要求7所述的像素电路,其特征在于,所述像素模块包括三个所述子像素驱动模块,三个所述子像素驱动模块中的所述第一发光元件的发光颜色相异且各为红色发光元件、绿色发光元件及蓝色发光元件中的任一种。
10.根据权利要求7所述的像素电路,其特征在于,所述像素模块包括两个所述子像素驱动模块,其中一个所述子像素驱动模块还包括第三发光控制单元和第二发光元件;
所述第三发光控制单元的第一输入端与所述驱动单元的所述输出端连接,所述第三发光控制单元的第二输入端用于接入第二控制信号,所述第三发光控制单元的输出端与所述第二发光元件的输入端连接;
所述第三发光控制单元用于在发光阶段,驱动所述第二发光元件发光,所述第一复位模块用于在复位阶段,将所述第一发光元件和所述第二发光元件复位至初始电压。
11.根据权利要求10所述的像素电路,其特征在于,所述第三发光控制单元包括第七薄膜晶体管,所述第七薄膜晶体管的栅极为所述第三发光控制单元的第二输入端,所述第七薄膜晶体管的第一电极为所述第三发光控制单元的第一输入端,所述第七薄膜晶体管的第一电极与所述第五薄膜晶体管的输出端连接,所述第七薄膜晶体管的第二电极为所述第三发光控制单元的输出端,所述第七薄膜晶体管的第二电极与所述第二发光元件的输入端连接。
12.根据权利要求11所述的像素电路,其特征在于,其中一个所述子像素驱动模块中的所述第一发光元件为红色发光元件、所述第二发光元件为绿色发光单元,另一个所述子像素驱动模块中的所述第一发光元件为蓝色发光元件。
13.根据权利要求12所述的像素电路,其特征在于,所述像素电路还包括第二复位模块,所述第二复位模块对称设置在与所述第一复位模块的非显示区内,所述第二复位模块与所述第一复位模块设置于同一走线上;
所述第二复位模块用于在复位阶段,将所述第一发光元件复位至初始电压。
14.一种像素驱动方法,其特征在于,应用于如权利要求1-9任一项所述的像素电路,所述像素驱动方法包括:
在复位阶段,所述第一扫描信号为高电平,所述输入单元数据电压信号有信号,所述第二扫描信号为低电平,所述补偿单元关闭,所述第一控制信号为低电平,所述第一发光控制单元电源信号无信号,所述第三扫描信号为高电平,所述第一复位模块开启,所述初始电压信号有信号且流入所述第一发光元件;
在补偿阈值电压阶段,所述第一扫描信号为高电平,所述输入单元数据电压信号有信号,所述第二扫描信号为高电平,所述补偿单元开启,所述第一控制信号为低电平,所述第一发光控制单元电源信号无信号,所述第三扫描信号为低电平,所述第一复位模块关断;
在数据电压写入阶段,所述第一扫描信号为高电平,所述输入单元数据电压信号有信号,所述第二扫描信号为低电平,所述补偿单元关闭,所述第一控制信号为低电平,所述第一发光控制单元电源信号无信号,所述第三扫描信号为低电平,所述第一复位模块关断;
在发光阶段,所述第一扫描信号为低电平,所述输入单元数据电压信号无信号,所述第二扫描信号为高电平,所述补偿单元开启,第三扫描信号为低电平,所述第一复位模块关断,所述第一控制信号为高电平,所述第一发光控制单元电源信号有信号流入所述第一发光元件,所述第一发光元件发光。
15.根据权利要求14所述的像素驱动方法,其特征在于,所述输入单元的第二输入端、所述补偿单元的第二输入端和所述第一复位模块的第二输入端分别与扫描驱动模块连接,所述扫描驱动模块用于输出所述第一扫描信号、所述第二扫描信号及所述第三扫描信号;
所述第一发光控制单元的第一输入端与所述电源模块连接,所述电源模块用于输出所述电源信号;
所述输入单元的第一输入端与数据驱动模块连接,所述数据驱动模块用于输出所述数据电压信号;
所述输入单元的第二输入端与控制模块连接,所述控制模块用于输出所述第一控制信号。
16.一种像素驱动方法,其特征在于,应用于如权利要求10-13任一项所述的像素电路,所述像素驱动方法包括:
在复位阶段,所述第一扫描信号为高电平,所述输入单元数据电压信号有信号,所述第二扫描信号为低电平,所述补偿单元关闭,所述第一控制信号和所述第二控制信号为低电平,所述第一发光控制单元、所述第二发光控制单元和所述第三发光控制单元电源信号无信号,所述第三扫描信号为高电平,所述第一复位模块开启,所述初始电压信号有信号且流入所述第一发光元件和所述第二发光元件;
在补偿阈值电压阶段,所述第一扫描信号为高电平,所述输入单元数据电压信号有信号,所述第二扫描信号为高电平,所述补偿单元开启,所述第一控制信号和所述第二控制信号为低电平,所述第一发光控制单元、所述第二发光控制单元和所述第三发光控制单元电源信号无信号,所述第三扫描信号为低电平,所述第一复位模块关断;
在数据电压写入阶段,所述第一扫描信号为高电平,所述输入单元数据电压信号有信号,所述第二扫描信号为低电平,所述补偿单元关闭,所述第一控制信号和所述第二控制信号为低电平,所述第一发光控制单元、所述第二发光控制单元和所述第三发光控制单元电源信号无信号,所述第三扫描信号为低电平,所述第一复位模块关断;
在第一发光阶段,所述第一扫描信号为低电平,所述输入单元数据电压信号无信号,所述第二扫描信号为高电平,所述补偿单元开启,第三扫描信号为低电平,所述第一复位模块关断,所述第一控制信号为高电平,所述第一发光控制单元和所述第二发光控制单元电源信号有信号且流入所述第一发光元件,所述第一发光元件发光,所述第二控制信号为低电平,所述第三发光控制单元电源信号无信号;
在第二发光阶段,所述第一扫描信号为低电平,所述输入单元数据电压信号无信号,所述第二扫描信号为高电平,所述补偿单元开启,第三扫描信号为低电平,所述第一复位模块关断,所述第一发光控制单元接入的第一控制信号为高电平,所述第二发光控制单元接入的第一控制信号为低电平,所述第二发光控制单元电源信号无信号,所述第三发光控制单元接入的第二控制信号为高电平,所述第三发光控制单元电源信号有信号且流入所述第二发光元件,所述第二发光元件发光。
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