CN111986616A - 像素电路及显示面板 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种像素电路及显示面板，涉及显示技术领域，其包括驱动晶体管、第一晶体管、第二晶体管、第一电容以及第二电容；通过在发光之前对驱动晶体管的栅极、漏极以及源极进行电位预置，在发光时流经驱动晶体管的发光电流可以不受驱动晶体管的阈值电压的影响，进而消除了其阈值电压漂移致使发光不均的现象。

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，尤其涉及驱动电路技术领域，具体涉及一种像素电路和显示面板。
背景技术
随着显示技术的发展，显示品质的需求也越来越高，迫切需要既能够满足高频动态画面显示(画质更流畅)的同时，还能够满足普通显示的低功耗需求，那么动态帧频技术应运而生，其可以同时满足显示面板对于超低频(1至5Hz)和超高频(120至360Hz)的需求。随之而来的是对显示区的要求也有所提高：充电能力强：高频状态每行充电时间极短；画面保持(Holding)能力强：低频状态每帧Holding时间延长。
低温多晶氧化物(Low teperature polycrystalline Oxide，LTPO)，由于其结合了低温多晶硅(Low temperature poly-silicon，LTPS)及氧化铟镓锌(Indium GalliumZinc Oxide，IGZO)两种技术的优点。采用这种低温多晶氧化物型薄膜晶体管的像素电路具有强驱动能力和低功耗的特点，目前已成为显示领域炙手可热的技术。
但是，传统像素电路中的驱动晶体管受自身工艺、电路设计等因素的影响，驱动晶体管的阈值电压经常会发生漂移，致使显示区发光不均匀，这会影响LTPO型薄膜晶体管在动态帧频技术领域的应用效果。
发明内容
本申请提供一种像素电路及显示面板，解决了驱动晶体管的阈值电压漂移，导致的发光不均问题。
第一方面，本申请提供一种像素电路，其包括驱动晶体管、第一晶体管、第二晶体管、第一电容以及第二电容；驱动晶体管串接于第一电源信号与第二电源信号构成的发光回路，用于控制流经发光回路的电流；第一晶体管串接于驱动晶体管的漏极与驱动晶体管的栅极之间，用于根据第一扫描信号控制驱动晶体管的漏极与栅极之间生成传输通道；第二晶体管与驱动晶体管的栅极和第一晶体管的源极/漏极中的一个连接，用于根据第二扫描信号写入数据信号、接入参考信号以复位驱动晶体管的栅极电位和其源极电位以及通过传输通道补偿驱动晶体管的源极电位；第一电容串接于驱动晶体管的栅极与其源极之间，用于存储驱动晶体管的栅极电位；以及第二电容串接于驱动晶体管的源极与第一电源信号之间，用于调节驱动晶体管的栅极电位。
基于第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，驱动晶体管的沟道类型与第一晶体管的沟道类型和第二晶体管的沟道类型不同；且驱动晶体管的沟道材料与第一晶体管的沟道材料和第二晶体管的沟道材料不同。
基于第一方面的第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，第一晶体管的沟道类型和第二晶体管的沟道类型相同；且第一晶体管的沟道材料和第二晶体管的沟道材料相同。
基于第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，像素电路还包括第一发光控制晶体管；第一发光控制晶体管的源极/漏极中的一个与第一电源信号连接；第一发光控制晶体管的源极/漏极中的另一个与驱动晶体管的源极连接；第一发光控制晶体管的栅极与第一发光控制信号连接。
基于第一方面的第三种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，像素电路还包括第二发光控制晶体管；第二发光控制晶体管的源极/漏极中的一个与驱动晶体管的漏极连接；第二发光控制晶体管的栅极与第二发光控制信号连接。
基于第一方面的第四种实施方式，在第一方面的第五种实施方式中，像素电路还包括至少一个发光器件；第二发光控制晶体管的源极/漏极中的另一个与发光器件的阳极连接；发光器件的阴极与第二电源信号连接。
基于第一方面的第五种实施方式，在第一方面的第六种实施方式中，驱动晶体管的沟道类型与第一发光控制晶体管的沟道类型和第二发光控制晶体管的沟道类型相同；且驱动晶体管的沟道材料与第一发光控制晶体管的沟道材料和第二发光控制晶体管的沟道材料相同。
基于第一方面的第六种实施方式，在第一方面的第七种实施方式中，驱动晶体管为P沟道型多晶硅薄膜晶体管；且第一晶体管、所述第二晶体管均为N沟道型多晶氧化物薄膜晶体管。
基于第一方面的上述任一实施方式，在第一方面的第八种实施方式中，第一电源信号的电位高于第二电源信号的电位；且第一电源信号、第二电源信号均为恒压信号。
第二方面，本申请提供一种显示面板，其包括至少一个上述任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，通过在发光之前对驱动晶体管的栅极、漏极以及源极进行电位预置，在发光时流经驱动晶体管的发光电流可以不受驱动晶体管的阈值电压的影响，进而消除了其阈值电压漂移致使发光不均的现象。
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电路原理图。
图2为图1中像素电路工作于复位阶段的信号流向示意图。
图3为图1中像素电路工作于补偿阶段的信号流向示意图。
图4为图1中像素电路工作于写入阶段的信号流向示意图。
图5为图1中像素电路工作于发光阶段的信号流向示意图。
图6为图1中像素电路的一种时序示意图。
图7为图1中像素电路的另一种时序示意图。
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至图7所示，本实施例提供了一种像素电路，其包括驱动晶体管T2、第一晶体管T4、第二晶体管T3、第一电容C1以及第二电容C2；驱动晶体管T2串接于第一电源信号VDD与第二电源信号VSS构成的发光回路，用于控制流经发光回路的电流；第一晶体管T4串接于驱动晶体管T2的漏极与驱动晶体管T2的栅极之间，用于根据第一扫描信号SCAN2控制驱动晶体管T2的漏极与栅极之间生成传输通道；第二晶体管T3与驱动晶体管T2的栅极和第一晶体管T4的源极/漏极中的一个连接，用于根据第二扫描信号SCAN1写入数据信号Vdata、接入参考信号Ref以复位驱动晶体管T2的栅极电位和其源极电位以及通过传输通道补偿驱动晶体管T2的源极电位；第一电容C1串接于驱动晶体管T2的栅极与其源极之间，用于存储驱动晶体管T2的栅极电位；以及第二电容C2串接于驱动晶体管T2的源极与第一电源信号VDD之间，用于调节驱动晶体管T2的栅极电位。驱动晶体管T2的漏极与第一晶体管T4的源极/漏极中的另一个连接。
如图1所示，在其中一个实施例中，像素电路还包括第一发光控制晶体管T1、第二发光控制晶体管T5以及至少一个发光器件LED。
具体地，第一发光控制晶体管T1的源极/漏极中的一个与第一电源信号VDD连接；第一发光控制晶体管T1的源极/漏极中的另一个与驱动晶体管T2的源极连接；第一发光控制晶体管T1的栅极与第一发光控制信号EM1连接。第二发光控制晶体管T5的源极/漏极中的一个与驱动晶体管T2的漏极连接；第二发光控制晶体管T5的栅极与第二发光控制信号EM2连接。第二发光控制晶体管T5的源极/漏极中的另一个与发光器件LED的阳极连接；发光器件LED的阴极与第二电源信号VSS连接。
需要进行说明的是，第一电源信号VDD的电位高于第二电源信号VSS的电位。且第一电源信号VDD、第二电源信号VSS均为恒压信号。
发光器件LED可以但不限于为OLED，还可以为MicroLED或者MiniLED等自发型器件。
在其中一个实施例中，驱动晶体管T2的沟道类型与第一晶体管T4的沟道类型和第二晶体管T3的沟道类型不同；且驱动晶体管T2的沟道材料与第一晶体管T4的沟道材料和第二晶体管T3的沟道材料不同。第一晶体管T4的沟道类型和第二晶体管T3的沟道类型相同；且第一晶体管T4的沟道材料和第二晶体管T3的沟道材料相同。在其中一个实施例中，驱动晶体管T2的沟道类型与第一发光控制晶体管T1的沟道类型和第二发光控制晶体管T5的沟道类型相同；且驱动晶体管T2的沟道材料与第一发光控制晶体管T1的沟道材料和第二发光控制晶体管T5的沟道材料相同。
具体地，驱动晶体管T2、第一发光控制晶体管T1以及第二发光控制晶体管T5均可以但不限于为P沟道型多晶硅薄膜晶体管，还可以为P沟道型低温多晶硅薄膜晶体管。第一晶体管T4、第二晶体管T3均可以但不限于为N沟道型多晶氧化物薄膜晶体管，还可以为N沟道型低温多晶氧化物薄膜晶体管，或者还可以为N沟道型低温多晶金属氧化物薄膜晶体管。
通过对本公开提供的像素电路的以上描述可知，本公开提供的像素电路至多仅采用了5个薄膜晶体管，相比于具有更多薄膜晶体管数量的像素电路，本公开提供的像素电路在制作过程中，可以有效提高良率。
本公开提供的像素电路分为以下几个工作阶段：
复位阶段Rst：第一发光控制信号EM1为低电位，第二发光控制信号EM2为高电位，第一扫描信号SCAN2为低电位，第二扫描信号SCAN1为高电位，此时，第二晶体管T3打开，参考信号Ref对驱动晶体管T2的栅极电位进行复位；同时，第一发光控制晶体管T1打开，第一电源信号VDD对驱动晶体管T2的源极电位进行复位。如图2所示的箭头为像素电路在复位阶段Rst中的信号流向。
补偿阶段Pgm：第一发光控制信号EM1为高电位，第二发光控制信号EM2为高电位，第一扫描信号SCAN2为高电位，第二扫描信号SCAN1为高电位，此时，第一发光控制晶体管T1和第二发光控制晶体管T5均关闭，第一晶体管T4和第二晶体管T3均打开，驱动晶体管T2的源极电位依次经其漏极、第一晶体管T4以及第二晶体管T3进行漏电，直至驱动晶体管T2的栅极与源极之间的电位差与驱动晶体管T2的阈值电压相等为止。如图3所示的箭头为像素电路在补偿阶段Pgm中的信号流向。
写入阶段WR：第一发光控制信号EM1为高电位，第二发光控制信号EM2为高电位，第一扫描信号SCAN2为低电位，第二扫描信号SCAN1为高电位，此时，第二晶体管T3打开，数据信号Vdata写入至驱动晶体管T2的栅极。如图4所示的箭头为像素电路在写入阶段WR中的信号流向。
发光阶段EM：第一发光控制信号EM1为低电位，第二发光控制信号EM2为低电位，第一扫描信号SCAN2为低电位，第二扫描信号SCAN1为低电位，此时，第一发光控制晶体管T1、第二发光控制晶体管T5以及驱动晶体管T2均打开，发光回路导通，驱动晶体管T2控制流经发光回路的电流大小，进而驱动发光器件LED进行对应亮度的发光。如图5所示的箭头为像素电路在发光阶段EM中的信号流向。
以上各工作阶段对应的驱动晶体管T2的主要节点电压如下表所示：
Figure BDA0002659542280000061
其中，G、S、D以及Vgs依次分别为驱动晶体管T2的栅极电位、源极电位、漏极电位以及栅极与源极之间的电位差；Vref为参考信号Ref的电位；Vth为驱动晶体管T2的阈值电压；Vdd为第一电源信号VDD的电位；V1为第二电源信号VSS的电位；Vdata在此处为数据信号的电位；Vled为发光器件LED的阳极电位；K＝C1/(C1+C2)，其中，C1为第一电容的电容量，C2为第二电容的电容量。于是，发光阶段的发光电流I的大小为：
I＝(m·u·W)/2L*((Vdata-Vref+V1)*(1-K))2
其中，上述公式中的m、u、W以及L均为相对的常数，不在赘述。从该公式中可以看出，发光电流I的大小已经与驱动晶体管T2的阈值电压无关，因此，本申请提供的像素电路能够不受驱动晶体管T2的阈值电压的影响，有利于显示区的发光均匀。
在上述工作过程中，驱动晶体管T2的栅极固定将驱动晶体管T2的源极封闭，通过驱动晶体管T2的栅极和漏极同时置底的方式将其源极准位漏电至Vgs＝Vth时完成补偿，再通过第一电容C1和第二电容C2搭配使得数据信号Vdata能够写入至驱动晶体管T2的栅极和源极，实现对驱动晶体管T2的栅极与源极之间电位差Vgs的调控，进而实现Vth补偿状态下的电流源作用。在此基础上，将与驱动晶体管T2的栅极相连的第一晶体管T4和第二晶体管T3更换为漏电流更低的低温多晶氧化物薄膜晶体管，能够进一步延长驱动晶体管T2的栅极准位的保持时间，更有利于实现超低频和低功耗显示，同时具有更好的视觉体验。
在其中一个实施例中，本公开提供的像素电路，第二扫描信号SCAN1和第二发光控制信号EM2可以选择共用一个控制信号，其可以是第二扫描信号SCAN1，也可以是第二发光控制信号EM2，这样的话，可以为像素电路节省一条输入信号线。而且，如图6所示的当第一发光控制信号EM1、第二发光控制信号EM2的脉冲宽度不一致时，需要两套不同的发光驱动电路(EM GOA)来分别提供对应的发光控制信号；如图7所示的当第一发光控制信号EM1、第二发光控制信号EM2的脉冲宽度一致时，第一发光控制信号EM1、第二发光控制信号EM2可以共用一套发光驱动电路，例如，此时的第一发光控制信号EM1可以采用下一行的第二发光控制信号EM2/下一行的扫描信号，如此的话，可以节省一套发光驱动电路，能够有效节约边框空间；还可以减少至少一条输入信号线，或者两条输入信号线，能够进一步优化信号线在显示区的布局空间。
在其中一个实施例中，本申请提供一种显示面板，其包括至少一个上述任一实施例中的像素电路。
显示面板可以包括多个像素电路，多个像素电路包括多个发光器件LED，多个发光器件LED在所述显示面板上呈阵列分布。
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：
驱动晶体管，串接于第一电源信号与第二电源信号构成的发光回路，用于控制流经所述发光回路的电流；
第一晶体管，串接于所述驱动晶体管的漏极与所述驱动晶体管的栅极之间，用于根据第一扫描信号控制所述驱动晶体管的漏极与栅极之间生成传输通道；
第二晶体管，与所述驱动晶体管的栅极和所述第一晶体管的源极/漏极中的一个连接，用于根据第二扫描信号写入数据信号、接入参考信号以复位所述驱动晶体管的栅极电位和其源极电位以及通过所述传输通道补偿所述驱动晶体管的源极电位；
第一电容，串接于所述驱动晶体管的栅极与其源极之间，用于存储所述驱动晶体管的栅极电位；以及
第二电容，串接于所述驱动晶体管的源极与所述第一电源信号之间，用于调节所述驱动晶体管的栅极电位。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述驱动晶体管的沟道类型与所述第一晶体管的沟道类型和所述第二晶体管的沟道类型不同；且所述驱动晶体管的沟道材料与所述第一晶体管的沟道材料和所述第二晶体管的沟道材料不同。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述第一晶体管的沟道类型和所述第二晶体管的沟道类型相同；且所述第一晶体管的沟道材料和所述第二晶体管的沟道材料相同。
4.根据权利要求3所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括第一发光控制晶体管；
所述第一发光控制晶体管的源极/漏极中的一个与所述第一电源信号连接；所述第一发光控制晶体管的源极/漏极中的另一个与所述驱动晶体管的源极连接；所述第一发光控制晶体管的栅极与第一发光控制信号连接。
5.根据权利要求4所述的像素电路，其特征在于，所述像素电路还包括第二发光控制晶体管；
所述第二发光控制晶体管的源极/漏极中的一个与所述驱动晶体管的漏极连接；所述第二发光控制晶体管的栅极与第二发光控制信号连接。
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至少一个发光器件；
所述第二发光控制晶体管的源极/漏极中的另一个与所述发光器件的阳极连接；所述发光器件的阴极与所述第二电源信号连接。
7.根据权利要求6所述的像素电路，其特征在于，所述驱动晶体管的沟道类型与所述第一发光控制晶体管的沟道类型和所述第二发光控制晶体管的沟道类型相同；且所述驱动晶体管的沟道材料与所述第一发光控制晶体管的沟道材料和所述第二发光控制晶体管的沟道材料相同。
8.根据权利要求7所述的像素电路，其特征在于，所述驱动晶体管为P沟道型多晶硅薄膜晶体管；且所述第一晶体管、所述第二晶体管均为N沟道型多晶氧化物薄膜晶体管。
9.根据权利要求1至8任一项所述的像素电路，其特征在于，所述第一电源信号的电位高于所述第二电源信号的电位；且所述第一电源信号、所述第二电源信号均为恒压信号。
10.一种显示面板，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至9任一项所述的像素电路。
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