CN108630140A - 像素电路、像素电路感测方法及显示面板 - Google Patents

像素电路、像素电路感测方法及显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及显示器技术领域，提出一种像素电路，该像素电路包括：显示像素驱动电路、感测线以及至少一个非显示像素驱动电路。显示像素驱动电路用于驱动显示子像素，显示像素驱动电路包括第一驱动晶体管；感测线与第一驱动晶体管的输出端连接，用于感测第一驱动晶体管的输出端的电流；每个非显示像素驱动电路用于驱动一个非显示子像素，非显示像素驱动电路包括第二驱动晶体管，第二驱动晶体管的输出端与感测线连接，用于向感测线输入补偿电流。本公开通过非显示像素驱动电路向感测线提供补偿电流，使得感测期间感测线能够在第一驱动晶体管输出端电流较小的情况下完成电流感测，从而实现了高刷新率显示器中像素驱动电路驱动晶体管阈值和迁移率的外部补偿。

Description

像素电路、像素电路感测方法及显示面板
技术领域
本公开涉及显示器技术领域，尤其涉及一种像素电路、像素电路感测方法及显示面板。
背景技术
一般来说，像素电路包括显示单元、驱动晶体管以及发光单元，驱动晶体管输出端与发光单元连接，驱动晶体管的输入端接收数据信号用以控制其输出端的电压。相关技术中，驱动晶体管一般采用薄膜晶体管，然而，薄膜晶体管的阈值电压和迁移率会在工作中发生偏移，从而导致薄膜晶体管输出端电压发生偏差，继而发光单元亮度发生偏差。相关技术中，通常采用像素内部补偿的方式对驱动晶体管的阈值电压和迁移率进行补偿。
但是，内部补偿具有一定的局限性，当内部补偿无法满足补偿时，需要采用外部补偿的方式对驱动晶体管的阈值电压和迁移率进行补偿。外部补偿技术中，需要通过检测线在感测期间检测驱动晶体管输出端的电流或电压用于计算补偿电压。
然而，随着显示器屏幕的刷新率逐步上升，驱动晶体管的充电时间越来越短，驱动晶体管在感测期间输入到感测线上的电流和电压越来越小，与感测线连接的数模转换器将无法感测到感测线上电流或电压的大小，从而无法计算补偿电压。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种像素电路、像素电路感测方法及显示面板，该像素电路通过非显示像素驱动电路向感测线提供补偿电流，使得感测期间感测线能够在第一驱动晶体管输出端电流较小的情况下完成电流感测，从而实现了高刷新率显示器中像素驱动电路驱动晶体管阈值和迁移率的外部补偿。
根据本发明的一个方面，提供一种像素电路，包括：显示像素驱动电路、感测线以及至少一个非显示像素驱动电路。显示像素驱动电路用于驱动显示子像素，所述显示像素驱动电路包括第一驱动晶体管；感测线与所述第一驱动晶体管的输出端连接，用于感测所述第一驱动晶体管的输出端的电流；每个所述非显示像素驱动电路用于驱动一个非显示子像素，所述非显示像素驱动电路包括第二驱动晶体管，所述第二驱动晶体管的输出端与所述感测线连接，用于向所述感测线输入补偿电流。
在本发明的一种示例性实施例中，所述像素电路还包括可控电压源，所述可控电压源与所述第二驱动晶体管的控制端连接，用于控制所述第二驱动晶体管的输出端输出预设的补偿电流。
在本发明的一种示例性实施例中，所述显示像素驱动电路与所述非显示像素驱动电路的电路结构相同，所述可控电压源的电压小于第一预设阈值。
在本发明的一种示例性实施例中，所述非显示像素驱动电路中的第二驱动晶体管的输出端不连接发光单元，所述可控电压源的电压大于或者等于第二预设阈值。
在本发明的一种示例性实施例中，所述可控电压源由所述显示子像素的源极驱动电路或者外部电源提供。
在本发明的一种示例性实施例中，所述像素电路还包括外部驱动单元，所述外部驱动单元用于在所述感测线感测所述第一驱动晶体管输出电流期间驱动所述第二驱动晶体管向所述感测线提供所述补偿电流。
根据本发明的一个方面，提供一种像素电路感测方法，包括：
利用感测线感测显示像素驱动电路中第一驱动晶体管的输出电流；
在所述感测线感测所述第一驱动晶体管输出电流期间，利用至少一个非显示像素驱动电路向所述感测线输入补偿电流。
根据本发明的一个方面，提供一种显示面板，包括上述的像素电路。
在本发明的一种示例性实施例中，所述显示面板包括行列分布的多个显示像素，每个显示像素包括多个显示子像素，每个显示像素中的多个显示子像素与同一条感测线连接，其中，一条感测线连接至少一个非显示子像素。
在本发明的一种示例性实施例中，所述显示面板包括至少一行非显示子像素，各行非显示子像素的个数等于各行显示子像素的个数；或者各行非显示子像素的个数等于各行显示子像素的个数的1/2、1/3或者1/4。
本发明提出的像素电路通过非显示像素驱动电路向感测线提供补偿电流，使得在感测期间感测线上的电流在数模转换器感测区间内，从而通过感测线上的总电流与补偿电流的差值获得显示像素驱动电路中第一驱动晶体管在检测期间的输出电流。一方面，该像素电路可以实现第一驱动晶体管输出电流较小时的电流感测；另一方面，该像素电路结构简单，成本较低。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开像素电路一种示例性实施例的结构示意图；
图2为本公开像素电路感测方法一种示例性实施例的流程图；
图3为相关技术中一种显示面板中像素感测的结构示意图；
图4为本公开显示面板一种示例性实施例中像素的分布结构图；
图5为本公开显示面板另一种示例性实施例中像素的分布结构图；
图6为本公开显示面板一种示例性实施例中像素的分布结构图；
图7为本公开显示面板一种示例性实施例中像素的分布结构图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
本示例性实施例提供一种像素电路，如图1所示，为本公开像素电路一种示例性实施例的结构示意图。该像素电路包括：显示像素驱动电路1、感测线2以及非显示像素驱动电路3。显示像素驱动电路1用于驱动显示子像素，所述显示像素驱动电路包括第一驱动晶体管11；感测线2与所述第一驱动晶体管11的输出端连接，用于感测所述第一驱动晶体管11的输出端的电流；所述非显示像素驱动电路3用于驱动非显示子像素，所述非显示像素驱动电路3包括第二驱动晶体管31，所述第二驱动晶体管31的输出端与所述感测线2连接，用于向所述感测线2输入补偿电流。其中，感测线2连接有模数转换器(图中未画出)，用于检测检测线上的电流。
本发明提出的像素电路通过非显示像素驱动电路向感测线提供补偿电流，使得在感测期间感测线上的电流在数模转换器感测区间内，从而通过感测线上的总电流与补偿电流的差值获得显示像素驱动电路中第一驱动晶体管在检测期间的输出电流。一方面，该像素电路可以实现第一驱动晶体管输出电流较小时的电流感测；另一方面，该像素电路结构简单，成本较低。
在其他示例性实施例中，非显示像素驱动电路可以为多个，多个非显示像素驱动电路中的驱动晶体管的输出端同时连接在感测线上，多个非显示像素驱动电路同时为感测线提供补偿电流。
本示例性实施例中，如图1所示，显示像素驱动电路1的电路结构可以为3T1C结构，在其他示例性实施例中，显示像素驱动电路1的电路结构还有更多的选择方式，例如4T1C、7T1C等；同理，本示例性实施例中，非显示像素驱动电路3可以选择为3T1C结构，在其他示例性实施例中，非显示像素驱动电路3还有更多的选择方式，例如4T1C、7T1C等，这些都属于本公开的保护范围。
本示例性实施例中，所述像素电路还可以包括可控电压源(图中未画出)，所述可控电压源与所述第二驱动晶体管31的控制端连接，用于控制所述第二驱动晶体管31的输出端输出预设的补偿电流。如图1所示，可控电压源可以为第二驱动晶体管31的控制端提供可控电压Vdummy，通过调整可控电压Vdummy的大小可以得到预设大小的补偿电流Idummy。通过检测线2检测到的总电流Itotal减去补偿电流Idummy即可得到检测期间第一驱动晶体管11输出端的电流。在其他示例性实施例中，补偿电流还可以通过检测线检测的方式获取，这些都属于本公开的保护范围。
为了节约成本，本示例性实施例中，所述显示像素驱动电路1与所述非显示像素驱动电路3的电路结构可以相同，非显示像素驱动电路3可以直接复用显示像素驱动电路1从而节约成本。当非显示像素驱动电路3与显示像素驱动电路1的结构相同时，可控电压源输出的可控电压Vdummy需要小于第一预设阈值，从而避免非显示像素驱动电路3的发光单元发光。本示例性实施例中，非显示像素驱动电路3中的发光单元的跨压可以比显示像素驱动电路中的发光单元的跨压大，从而保证非显示像素驱动电路3中发光单元不发光的前提下增加补偿电流Idummy。在其他示例性实施例中，非显示像素驱动电路3中也可以不设置发光单元，可控电压源输出的可控电压Vdummy可以为任意值。为了保证检测线2的总电流Itotal在数模检测器的检测范围内。所述可控电压源输出的可控电压Vdummy可以大于或者等于第二预设阈值。即可控电压Vdummy在该第二预设阈值下第二驱动晶体管输出的补偿电流Idummy与第一驱动晶体管输出的电流Idisplay之和刚好在数模检测器的检测范围内。其中，所述可控电压源可以由所述显示子像素的源极驱动电路提供，也可以由外部电源提供。
本示例性实施例中，所述像素电路还包括外部驱动单元(图中未画出)，所述外部驱动单元用于在所述感测线感测所述第一驱动晶体管输出电流期间驱动所述第二驱动晶体管向所述感测线提供所述补偿电流。如图1所示，该外部驱动单元可以向非显示像素驱动电路3提供扫描信号S1、S2，非显示像素驱动电路3在扫描信号S1、S2控制下可以在所述感测线感测所述第一驱动晶体管输出电流期间驱动所述第二驱动晶体管向所述感测线提供所述补偿电流。
本示例性实施例还提供一种像素电路感测方法，如图2所示，为本公开像素电路感测方法一种示例性实施例的流程图。该方法包括：
步骤S1：利用感测线感测显示像素驱动电路中第一驱动晶体管的输出电流；
步骤S2：在所述感测线感测所述第一驱动晶体管输出电流期间，利用至少一个非显示像素驱动电路向所述感测线输入补偿电流。
本示例性实施例提供的像素电路感测方法与上述像素电路具有相同的技术特征和工作原理，上述内容已经做出详细说明，此处不再赘述。
如图3所示，为相关技术中一种显示面板中像素感测的结构示意图。该显示面板包括包括行列分布的多个显示像素，每个显示像素包括四个显示子像素R、G、B、W，每个显示像素中的多个显示子像素与同一条感测线Sense Line连接，由于驱动显示子像素的显示像素驱动电路中的驱动晶体管在感测期间输出电流较小，与感测线连接模数转换器无法感测到该驱动晶体管的输出电流。
基于此，本示例性实施例还提供一种显示面板，包括上述的像素电路。
本示例性实施例提供的显示面板与上述像素电路具有相同的技术特征和工作原理，上述内容已经做出详细说明，此处不再赘述。
本示例性实施例中，如图4所示，为本公开显示面板一种示例性实施例中像素的分布结构图。所述显示面板可以包括行列分布的多个显示像素，每个显示像素包括四个显示子像素，每个显示像素中的多个显示子像素R、G、B、W与同一条感测线Sense Line连接，其中，一条感测线连接有一个非显示子像素D。本示例性实施例中，由于感测线Sense Line列向分布，为了避免走线交叠分布，非显示子像素D可以成行分布于显示像素的上部且与显示子像素成列分布。应该理解的是，非显示子像素D还可以成行分布于显示像素的下部或者显示面板的上的任意位置；在其他示例性实施例中，每个显示像素还可以包括三个子像素R、G、B，这些都属于本公开的保护范围。
在其他示例性实施例中，如图5所示，为本公开显示面板另一种示例性实施例中像素的分布结构图。非显示子像素D可以成行分布于显示像素的上部，非显示子像素的个数可以与显示子像素的列数相同且与显示子像素成列分布。位于同一列的非显示子像素D与显示子像素连接于同一条感测线Sense Line。该设计可以实现感测线Sense Line感测显示子像素的驱动电路输出电流时，四个非显示子像素的驱动电路可以同时对感测线Sense Line进行补偿。此外，通过改变该显示子像素D的驱动时序，该设计还可以实现，感测线SenseLine感测每一个显示子像素输出电流时都可以有一个对应的非显示子像素D对感测线Sense Line进行电流补偿，从而实现对不同显示子像素的区别补偿。应该理解的是，非显示子像素还可以设置多行，各行非显示子像素的个数还可以等于各行显示子像素的个数的1/2、1/3，这些都属于本公开的保护范围。
如图6所示，为本公开显示面板一种示例性实施例中像素的分布结构图。图中省略了感测线Sense Line连接部分。每列显示子像素与一条数据线DL连接，非显示子像可以同一外部电源DC连接，外部电源DC向非显示子像的驱动晶体管的控制端提供可控电压。在其他示例性实施例中，如图7所示，为本公开显示面板一种示例性实施例中像素的分布结构图。图中省略了感测线Sense Line连接部分。非显示子像可以通过一条数据线DL与显示子像素的源极驱动电路(图中未给出)连接，显示子像素的源极驱动电路向非显示子像的驱动晶体管的控制端提供可控电压。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、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发明的一般性原理并包括本发明未发明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，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

Claims (10)

1.一种像素电路，其特征在于，包括：
显示像素驱动电路，用于驱动显示子像素，所述显示像素驱动电路包括第一驱动晶体管；
感测线，与所述第一驱动晶体管的输出端连接，用于感测所述第一驱动晶体管的输出端的电流；
至少一个非显示像素驱动电路，每个所述非显示像素驱动电路用于驱动一个非显示子像素，所述非显示像素驱动电路包括第二驱动晶体管，所述第二驱动晶体管的输出端与所述感测线连接，用于向所述感测线输入补偿电流。
2.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可控电压源，所述可控电压源与所述第二驱动晶体管的控制端连接，用于控制所述第二驱动晶体管的输出端输出预设的补偿电流。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述显示像素驱动电路与所述非显示像素驱动电路的电路结构相同，所述可控电压源的电压小于第一预设阈值。
4.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述非显示像素驱动电路中的第二驱动晶体管的输出端不连接发光单元，所述可控电压源的电压大于或者等于第二预设阈值。
5.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述可控电压源由所述显示子像素的源极驱动电路或者外部电源提供。
6.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外部驱动单元，所述外部驱动单元用于在所述感测线感测所述第一驱动晶体管输出电流期间驱动所述第二驱动晶体管向所述感测线提供所述补偿电流。
7.一种像素电路感测方法，其特征在于，包括：
利用感测线感测显示像素驱动电路中第一驱动晶体管的输出电流；
在所述感测线感测所述第一驱动晶体管输出电流期间，利用至少一个非显示像素驱动电路向所述感测线输入补偿电流。
8.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的像素电路。
9.根据权利要求8所述的显示面板，其特性在于，所述显示面板包括行列分布的多个显示像素，每个显示像素包括多个显示子像素，每个显示像素中的多个显示子像素与同一条感测线连接，其中，一条感测线连接至少一个非显示子像素。
10.根据权利要求9所述的显示面板，其特性在于，所述显示面板包括至少一行非显示子像素，各行非显示子像素的个数等于各行显示子像素的个数；或者各行非显示子像素的个数等于各行显示子像素的个数的1/2、1/3或者1/4。
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