CN106057126A - 一种像素电路及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了一种像素电路及其驱动方法，像素电路包括：初始化模块、数据写入模块、存储模块、阈值补偿模块以及驱动模块和发光模块，至少两条初始化信号线；在所述至少两条初始化信号线中，第一初始化信号线与所述初始化模块连接，用于将所述第一初始化信号线上的信号输入至所述存储模块；所述第二初始化信号线与所述初始化模块连接，用于将所述第二初始化信号线上的信号输入至所述驱动模块和所述发光模块。本发明能够补偿驱动管阈值电压，避免了因阈值漂移造成的显示异常以及因走线寄生电容产生串扰等显示问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，特别是涉及一种像素电路及其驱动方法。
背景技术
近年来，人们研发出各种重量轻和尺寸小的平板显示设备来代替阴极射线管。这些平板显示设备的例子包括液晶显示面板、等离子体显示面板和电致发光显示面板。其中，电致发光显示面板通过显示面板内的电致发光器件实现显示面板的正常显示，根据发光层材料的不同，电致发光器件分为无机发光和有机发光两类，因为有机发光器件具有高响应速度、高发光效率、强亮度、和宽视角而被业界称为新一代显示技术。
有机发光器件包括有机发光二极管。如图1所示，有机发光二极管10包括阳极101、阴极102和之间的有机化合物层103a、103b、103c、103d和103e。其中103a、103b、103c、103d和103e分别代表空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。当将驱动电压施加到阳极101和阴极102上时，空穴注入层103a中的空穴将穿过空穴传输层103b到达发光层103c，同时，电子注入层103e中的电子将穿过电子传输层103d到达发光层103c。到达发光层103c的电子和空穴相互复合，形成激子，由此，发光层103c产生可见光。
图2是现有技术中一种典型的有机发光显示器的像素电路图。如图2所示，有机发光显示器中的每个像素单元包括彼此交叉的数据线DL和扫描线SL、第一薄膜晶体管M1、第二薄膜晶体管M2、存储电容Cst以及有机发光二极管EL。其中，第一薄膜晶体管M1和第二薄膜晶体管M2为PMOS管。第一晶体管M1响应于扫描线SL的扫描信号而导通，并且数据线DL上的数据信号Vdata经导通的第一晶体管M1施加到第二晶体管M2的栅极和存储电容Cst上，第二晶体管M2根据栅极和源极之间的电压差Vgs控制流进有机发光二极管EL的电流。因此，第一晶体管M1称为开关晶体管，第二晶体管M2称为驱动晶体管。
有机发光二极管的发光亮度与流进有机发光二极管的电流成比例，如公式(1)所示：
I＝k(Vdata-Vdd-Vth)2 (1)
其中，k表示由驱动晶体管M2的迁移率和寄生电容确定的常数，Vdata表示数据线DL上的数据电压，Vdd表示第一电压源PVDD提供的电压，Vth为驱动晶体管M2的阈值电压。如公式(1)所示，有机发光二极管的驱动电流与驱动晶体管的阈值电压Vth密切相关，而不同像素单元的驱动晶体管之间因其工作状态、制作工艺等因素存在较大差异，因而显示面板上不同像素之间会存在因驱动晶体管阈值电压的漂移而产生画面不均的现象。
发明内容
有鉴于此，一方面，本发明提供一种像素电路，包括：初始化模块、数据写入模块、存储模块、阈值补偿模块以及驱动模块和发光模块，至少两条初始化信号线；在所述至少两条初始化信号线中，第一初始化信号线与所述初始化模块连接，用于将所述第一初始化信号线上的信号输入至所述存储模块；所述第二初始化信号线与所述初始化模块连接，用于将所述第二初始化信号线上的信号输入至所述驱动模块和所述发光模块。
另一方面，本发明提供驱动上述像素电路的驱动方法，具体包括：第一阶段，向所述第一扫描线提供第一电平信号、向所述第二扫描线和所述发光控制线提供第二电平信号，对所述第六晶体管的栅极进行初始化；第二阶段，向所述第一扫描线、所述第二扫描线提供所述第一电平信号，向所述发光控制线提供所述第二电平信号，将数据写入并存储在所述第一电容中；第三阶段，向所述第一扫描线、所述发光控制线提供所述第二电平信号，向所述第二扫描线提供所述第一电平信号，对所述第六晶体管的阈值电压进行抓取；第四阶段，向所述第一扫描线、所述第二扫描线提供所述第二电平信号，向所述第一扫描线提供所述第一电平信号，所述有机发光二极管发光。
与现有技术相比，本发明至少具有如下突出的优点之一：
本发明提供的像素电路具有补偿驱动晶体管阈值漂移的功能；
本发明提供的像素电路通过设置不同的初始化信号线，能够改善显示面板中显示不均的问题；
本发明提供的像素电路，可以对有机发光二极管的阳极进行复位，改善显示面板偷亮的问题；
本发明提供的驱动像素电路的驱动方法，扫描线和发光控制线的信号无交叠，降低了像素电路的功耗。
附图说明
图1是有机发光二极管的结构示意图；
图2是现有技术中一种典型的有机发光显示器的像素电路图；
图3是本发明实施例提供的一种像素电路图；
图4是本发明提供的一种有机发光显示面板结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种像素电路图；
图6是本发明实施例提供的一种驱动如图5所示的像素电路的驱动方法。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
请参考图3，图3是本发明实施例提供的一种像素电路。像素电路200包括第一初始化模块210、第二初始化模块220、数据写入模块230、存储模块240、阈值补偿模块250、驱动模块260和发光模块270，第一初始化信号线211和第二初始化信号线221；其中，第一初始化模块210与第一初始化信号线211连接；第二初始化模块220与第二初始化信号线221连接。
如图3所示，像素电路200还包括发光控制线EMIT、第一扫描线S1、第二扫描线S2和数据线DL；其中，第一初始化模块210还与存储模块240、发光控制线EMIT连接，
第二初始化模块220还与驱动模块260、发光模块270、第一扫描线S1、第二扫描线S2连接，
数据写入模块230分别连接存储模块240、第二扫描线S2和数据线DL，用于根据第二扫描线S2上的扫描信号控制是否将数据线DL上的数据信号输入至存储模块240，
存储模块240分别连接第一初始化模块210、第二初始化模块220和数据写入模块230，用于稳定第一初始化模块210、第二初始化模块220和数据写入模块230产生的信号，
阈值补偿模块250分别连接驱动模块260、第二扫描线S2，用于根据第二扫描线S2上的扫描信号补偿驱动模块260的阈值电压，
驱动模块260分别连接补偿模块250、发光模块270、第一电压端PVDD，用于驱动发光模块270发光，
发光模块270分别连接发光控制线EMIT、驱动模块260、第二电压端PVEE，用于根据发光控制线EMIT上的控制信号发光。
本发明实施例设置第一初始化信号线211、第二初始化信号线221分别连接第一初始化模块210、第二初始化模块220。这样设计的好处在于，降低初始化信号线的负载以及寄生电容，避免画面产生crosstalk的问题。
图4是本发明提供的一种有机发光显示面板结构示意图。如图4所示，有机发光显示面板包括一条第一初始化信号线211和一条第二初始化信号线221，其中，第一初始化信号线211与显示面板上的每个像素单元连接，第二初始化信号线221与显示面板上的每个像素单元连接。为了避免第一初始化信号线211和第二初始化信号线221之间的线路交叉产生短路问题，本发明第一初始化信号线211和第二初始化信号线221分别位于不同膜层。
需要说明的是，第一初始化信号线211、第二初始化信号线221可以连接至同一个初始化电压源201，如图3所示。可选地，第一初始化信号线211、第二初始化信号线221分别连接至不同的初始化电压源。
需要说明的是，第一初始化信号线211上的电压信号与第二初始化信号线221上的电压信号相同，也可以不同。
需要说明的是，第一初始化信号线211上的电压信号与第二初始化信号线221上的电压信号视驱动模块260而定。当驱动模块260在高电平信号的控制下才导通时，第一初始化信号线211上的电压信号与第二初始化信号线221上的电压信号为高电平信号；当驱动模块260在低电平信号的控制下才导通时，第一初始化信号线211上的电压信号与第二初始化信号线221上的电压信号为低电平信号。
图5是本发明实施例提供的一种像素电路图。如图5所示，第一初始化模块210包括第一晶体管T1，第二初始化模块220包括第二晶体管T2和第三晶体管T3，数据写入模块230包括第四晶体管T4，存储模块240包括第一电容C1，补偿模块250包括第五晶体管T5，驱动模块260包括第六晶体管T6，发光模块270包括第七晶体管T7和有机发光二极管D；其中，第一晶体管T1的栅极与发光控制线EMIT连接，第一极与第一初始化信号线Lref1连接，第二极与第一电容C1的第一端连接；第二晶体管T2的栅极与第一扫描线S1连接，第一极与第二初始化信号线Lref2连接，第二极与第一电容C1的第二端连接；第三晶体管T3的栅极与第二扫描信号线S2连接，第一极与第二初始化信号线Lref2连接，第二极与有机发光二极管D的阳极连接；第四晶体管T4的栅极与第二扫描信号线S2连接，第一极与数据线DL连接，第二极与第一电容C1的第一端连接；第五晶体管T5的栅极与第二扫描信号线S2连接，第一极与第六晶体管T6的第二极连接，第二极与第一电容C1的第二端连接；第六晶体管T6的栅极与第一电容C1的第二端连接，第一极与第一电压端PVDD连接；第七晶体管T7的栅极与发光控制线EMIT连接，第一极与第六晶体管T6的第二极连接，第二极与有机发光二极管D的阳极连接；有机发光二极管D的阴极与第二电压端PVEE连接。
图6是本发明实施例提供的一种驱动如图5所示的像素电路的驱动方法。驱动方法包括第一阶段P1，向第一扫描线S1提供第一电平信号、向第二扫描线S2和所述发光控制线提供第二电平信号，对第一晶体管T1的栅极进行初始化；第二阶段P2，向第一扫描线S1、第二扫描线S2提供第一电平信号，向发光控制线EMIT提供第二电平信号，将数据写入并存储在第一电容C1中；第三阶段P3，向第一扫描线S1、发光控制线EMIT提供第二电平信号，向第二扫描线S2提供第一电平信号，对第一晶体管T1的阈值电压进行抓取；第四阶段P4，向第一扫描线S1、第二扫描线S2提供第二电平信号，向第一扫描线S1提供第一电平信号，有机发光二极管D发光。
图5所示的像素电路中第一晶体管T1至第七晶体管T7均为PMOS管，对应图6中的第一电平信号为低电平信号，第二电平信号为高电平信号。
如上所述，图5所示的像素电路中第一晶体管T1至第七晶体管T7均为PMOS管，因此，第一初始化信号线Lref1和第二初始化信号线Lref2上的电压信号为低电平信号。
需要说明的是，本发明对第一晶体管T1至第七晶体管T7的类型不作限定，第一晶体管T1至第七晶体管T7也可以均为NMOS管，当第一晶体管T1至第七晶体管T7均为NMOS管时，第一电平信号为高电平信号，第二电平信号为低电平信号；或者第一晶体管T1至第七晶体管T7也可以既有PMOS管又有NMOS管。
以下结合图5和图6具体说明本发明实施例像素电路的工作原理。
第一阶段P1，在传输低电平信号的第一扫描信号线S1的控制下，第二晶体管T2导通，初始化电压Vref经第二初始化信号线Lref2、导通的第二晶体管T2传输至第一电容C1的第二端B。由于第六晶体管T6的栅极连接第一电容C1的第二端B，因此，在P1时刻，第一晶体管T1的栅极电压为Vref，即在本时刻第六晶体管T6完成栅极初始化。
第二阶段P2，在传输低电平信号的第一扫描信号线S1、第二扫描信号线S2的控制下，第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5导通，初始化电压Vref经第二初始化信号线Lref2、导通的第二晶体管T2传输至第一电容C1的第二端B；同时，数据信号经数据线DL、导通的第四晶体管T4传输至第一电容C1的第一端A。因此，在本时刻，第一电容C1的第一端A的电压为Vdata，第二端B的电压为Vref，将数据写入并存储在第一电容C1中。
第三阶段P3，在传输低电平信号的第二扫描线S2的控制下，第三晶体管T3、第四晶体管T4和第五晶体管T5导通。由于第六晶体管T6的栅极连接第一电容C1的第二端B，且在上一阶段P2第一电容C1的第二端B的电压为Vref，因此在本阶段的初始第六晶体管T6导通。第一电压端PVDD提供的第一电压pvdd经由导通的第六晶体管T6、第五晶体管T5传输至第六晶体管T6的栅极，当第六晶体管T6的栅极电压与第一电压pvdd相差一个Vth时第六晶体管T6截止，其中，Vth为第六晶体管T6的阈值电压。在第三阶段P3，完成对第一晶体管T1的阈值电压抓取。
第四阶段P4，在传输低电平信号的发光控制线EMIT的控制下，第一晶体管T1、第七晶体管T7导通。初始化电压Vref经由导通的第一晶体管T1传输至第一电容C1的第一端A。在本时刻，第一电容C1的第一端A由上一时刻的Vdata变为Vref，根据电容耦合效应，第一电容C1的第二端B由上一时刻的(pvdd+Vth)变为((pvdd+Vth)+(Vdata-Vref))。因此，在本时刻第六晶体管T6的栅极电压与源极电压只差Vgs＝Vth+(Vdata-Vref)，可见Vgs-Vth＝Vdata-Vref，由于初始化电压Vref小于数据信号Vdata，因此，在本时刻第六晶体管T6导通。第一电压端PVDD提供的第一电压pvdd经由导通的第六晶体管T6、第七晶体管T7施加到有机发光二极管D的阳极，同时有机发光二极管D的阴极电压pvee由第二电压源PVEE提供。其中，第二电压源PVEE提供的第二电压信号pvee小于第一电压源PVDD提供的第一电压信号pvdd。根据图1所示有机发光二极管的结构可知，当在有机发光二极管的阳极和阴极施加一定的驱动电压时，有机发光二极管发光。
此时，流过有机发光二极管的驱动电流如公式(2)
I＝k(Vdata-Vref)2 (2)
根据公式(2)可知，流过有机发光二极管的驱动电流与第六晶体管的阈值电压无关。
因而，从上面实施例的说明中可以发现，本发明提供的像素电路和驱动方法可以克服驱动晶体管阈值电压漂移而产生画面不均的问题。
另一方面，本发明通过设置两条初始化信号线分别与第一初始化模块、第二初始化模块连接，这样设计的好处在于，当使用一条初始化信号线既与第一初始化模块连接又与第二初始化模块连接时，由于寄生电容的存在，显示画面易产生crosstalk的问题；当设置两条初始化信号线分别与第一初始化模块、第二初始化模块连接时可以降低初始化信号线的负载，降低寄生电容，避免crosstalk的问题。具体地，假设Lref1和Lref2为同一根信号线，在对某一行像素电路的B节点进行复位时，Lref1上会有电流的变化，这种电流的变化会通过第一晶体管M1、第一电容C1影响到其他行像素电路的B节点电位，易产生crosstalk现象。本发明中Lref1和Lref2为不同的两根信号线，其中Lref1只负责给A节点复位，B节点的复位则由Lref2来实现，Lref1和Lref2之间互不影响，因此，在对某一行像素电路的B节点进行复位时，Lref1上会有电流的变化，这种电流的变化不会影响到其他行像素电路的B节点电位，可以避免因走线造成crosstalk及显示不均的问题。
另一方面，从图6所示的驱动方法中可以看出，在整个工作阶段(P1～P4)，第一扫描线S1、第二扫描线S2的低电平信号与发光控制信号线EMIT的低电平信号无交叠，因此，这种设计无需SCAN和EMIT同时输出。由于SCAN和EMIT一般由一个栅极驱动单元输出，SCAN和EMIT同时输出意味着栅极驱动单元的工作负荷增加，电路的功耗也会随之提高。所以，本发明实施例提供的像素电路及其驱动方法可以降低栅极驱动单元的工作量，降低像素电路的功耗。
另一方面，根据上述P1～P4阶段的工作过程可知，在有机发光二极管D发光之前，即P4阶段之前，由于第二扫描线S2上的信号都为低电平，因此，初始化电压经第二初始化信号线Lref2、导通的第三晶体管T3传递至有机发光二极管D的阳极，对有机发光二极管D的阳极进行复位，避免了像素电路在发光阶段的其他阶段产生偷亮的问题。从上面的分析中可以看出，本发明设置不同的初始化信号线与不同的初始化模块连接，降低初始化信号线的负载，有效避免显示画面出现crosstalk以及显示不均的问题。需要说明的是，当图3所示的像素电路包括第三初始化模块时，图4所示的有机发光显示面板还包括第三初始化信号线，且第三初始化信号线与第三初始化模块连接。本发明对像素电路的具体结构不做限定，只要是不同的初始化模块连接不同的初始化信号线结构都属于本发明的保护范围。
本发明还提供一种显示面板，包括如上所述的像素电路。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种像素电路，包括：
初始化模块、数据写入模块、存储模块、阈值补偿模块以及驱动模块和发光模块，至少两条初始化信号线；在所述至少两条初始化信号线中，第一初始化信号线与所述初始化模块连接，用于将所述第一初始化信号线上的信号输入至所述存储模块；所述第二初始化信号线与所述初始化模块连接，用于将所述第二初始化信号线上的信号输入至所述驱动模块和所述发光模块。
2.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述第一初始化信号线和所述第二初始化信号线连接至同一个初始化电压源，且所述第一初始化信号线上的信号与所述第二初始化信号线上的信号相同。
3.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述第一初始化信号线和所述第二初始化信号线位于不同膜层。
4.如权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括发光控制线、第一扫描线、第二扫描线和数据线，所述初始化模块包括第一初始化模块和第二初始化模块；其中，
所述第一初始化模块与所述第一初始化信号线、所述存储模块、所述发光控制线连接，
所述第二初始化模块与所述第二初始化信号线、所述驱动模块、所述发光模块、所述第一扫描线、所述第二扫描线连接，
所述数据写入模块分别连接所述存储模块、所述第二扫描线和所述数据线，用于根据所述第二扫描线上的扫描信号控制是否将所述数据线上的数据信号输入至所述存储模块，
所述存储模块分别连接所述第一初始化模块、所述第二初始化模块和所述数据写入模块，用于稳定所述第一初始化模块、所述第二初始化模块和所述数据写入模块产生的信号，
所述阈值补偿模块分别连接所述驱动模块、所述第二扫描线，用于根据所述第二扫描线上的扫描信号补偿所述驱动模块的阈值电压，
所述驱动模块分别连接所述补偿模块、所述发光模块、第一电压端，用于驱动所述发光模块发光，
所述发光模块分别连接所述发光控制线、所述驱动模块、第二电压端，用于根据所述发光控制线上的控制信号发光。
5.如权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述第一初始化模块包括第一晶体管，所述第二初始化模块包括第二晶体管和第三晶体管，所述数据写入模块包括第四晶体管，所述存储模块包括第一电容，所述补偿模块包括第五晶体管，所述驱动模块包括第六晶体管，所述发光模块包括第七晶体管和有机发光二极管；其中，
所述第一晶体管的栅极与所述发光控制线连接，第一极与所述第一初始化信号线连接，第二极与所述第一电容的第一端连接；所述第二晶体管的栅极与所述第一扫描线连接，第一极与所述第二初始化信号线连接，第二极与所述第一电容的第二端连接；所述第三晶体管的栅极与所述第二扫描信号线连接，第一极与所述第二初始化信号线连接，第二极与所述有机发光二极管的阳极连接；所述第四晶体管的栅极与所述第二扫描信号线连接，第一极与所述数据线连接，第二极与所述第一电容的第一端连接；所述第五晶体管的栅极与所述第二扫描信号线连接，第一极与所述第六晶体管的第二极连接，第二极与所述第一电容的第二端连接；所述第六晶体管的栅极与所述第一电容的第二端连接，第一极与第一电压端连接；所述第七晶体管的栅极与所述发光控制线连接，第一极与所述第六晶体管的第二极连接，第二极与所述有机发光二极管的阳极连接；所述有机发光二极管的阴极与第二电压端连接。
6.如权利要求5所述的像素电路，其特征在于，所述第二电压端提供的电压低于所述第一电压端提供的电压。
7.一种如权利要求6所述的像素电路的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法具体包括：第一阶段，向所述第一扫描线提供第一电平信号、向所述第二扫描线和所述发光控制线提供第二电平信号，对所述第六晶体管的栅极进行初始化；第二阶段，向所述第一扫描线、所述第二扫描线提供所述第一电平信号，向所述发光控制线提供所述第二电平信号，将数据写入并存储在所述第一电容中；第三阶段，向所述第一扫描线、所述发光控制线提供所述第二电平信号，向所述第二扫描线提供所述第一电平信号，对所述第六晶体管的阈值电压进行抓取；第四阶段，向所述第一扫描线、所述第二扫描线提供所述第二电平信号，向所述第一扫描线提供所述第一电平信号，所述有机发光二极管发光。
8.如权利要求7所述的像素电路，其特征在于，所述第一晶体管至所述第七晶体管均为PMOS管，所述第一电平信号为低电平信号，所述第二电平信号为高电平信号。
9.如权利要求7所述的像素电路，其特征在于，所述第一晶体管至所述第七晶体管均为NMOS管，所述第一电平信号为高电平信号，所述第二电平信号为低电平信号。
10.一种显示面板，包括如权利要求1所述的像素电路。
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