CN113539171A - 显示像素电路、显示像素电路驱动方法及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种显示像素电路、显示像素电路驱动方法及显示面板。其中,所述显示像素电路包括:驱动开关元件、储能元件、发光元件以及第一辅助开关元件、第二辅助开关元件、第三辅助开关元件、第四辅助开关元件、第五辅助开关元件。其中,驱动开关元件、第一辅助开关元件、第二辅助开关元件、第四辅助开关元件均为N型薄膜晶体管,第三辅助开关元件、第五辅助开关元件为P型薄膜晶体管。采用本公开提供的技术方案能够解决现有的显示像素内部补偿电路扫描信号较多、时序复杂的问题。
Description
技术领域
本公开涉及显示技术领域,具体涉及一种显示像素电路、显示像素电路驱动方法及显示面板。
背景技术
LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器件)属于电压驱动型,OLED(OrganicLight Emitting Diode,有机发光器件)、Mini-LED、Micro-LED属于电流驱动型。在电流驱动型的显示器件(例如OLED)中,以阵列形式分布在显示面板中的TFT(Thin FilmTransistor,薄膜晶体管)的Vth(Threshold Voltage,阈值电压)决定着驱动OLED的发光电流。因此,电流驱动型显示器件对TFT的电性变化更为敏感。例如,TFT阈值电压的均一性和在应力下Vth的漂移会影响显示的准确性和均匀性。
目前,为解决Vth偏移问题,会针对性地引入补偿电路设计。对于大尺寸显示面板,一般采用外部补偿方案,但该方案成本较高。对于中小尺寸的LTPS(Low TemperaturePoly-Silicon,低温多晶硅)显示面板,一般采用内部补偿方案,例如:6T1C像素电路和7T1C像素电路,这两种内部补偿电路均能够实现Vth的内部补偿。
然而,前述现有技术方案存在如下问题:现有的内部补偿电路的扫描信号较多,时序复杂。
发明内容
本公开实施例提供一种显示像素电路、显示像素电路驱动方法及显示面板,可以解决现有的内部补偿电路的扫描信号较多、时序复杂的问题。
一方面,本公开提供了一种显示像素电路,包括:驱动开关元件、多个辅助开关元件、储能元件、以及发光元件;
所述驱动开关元件响应于数据信号以及至少一个扫描信号序列控制所述发光元件所承受的电流以驱动所述发光元件发光;
所述多个辅助开关元件以及所述储能元件响应于所述数据信号以及所述至少一个扫描信号序列补偿所述驱动开关元件的阈值电压的偏移并协助所述驱动开关元件驱动所述发光元件发光;
其中,所述多个辅助开关元件包括第一类型的辅助开关元件和第二类型的辅助开关元件。
在本公开的一些实施例中,所述第一类型的辅助开关元件是N型薄膜晶体管,所述第二类型的辅助开关元件是P型薄膜晶体管。
在本公开的一些实施例中,所述多个辅助开关元件包括第一辅助开关元件、第二辅助开关元件、第三辅助开关元件、第四辅助开关元件、以及第五辅助开关元件;
所述至少一个扫描信号序列包括第一扫描信号序列和第二扫描信号序列;
所述第一辅助开关元件、所述第二辅助开关元件、所述第四辅助开关元件均为N型薄膜晶体管;
所述第三辅助开关元件、所述第五辅助开关元件均为P型薄膜晶体管。
在本公开的一些实施例中,所述驱动开关元件是N型薄膜晶体管、所述储能元件是电容,所述发光元件是发光二极管。
在本公开的一些实施例中,所述第一辅助开关元件的控制端与第一扫描信号端电连接以接收所述第一扫描信号序列,所述第一辅助开关元件的第一端连接第一节点、第二端连接第二节点;
所述第二辅助开关元件的控制端与所述第一扫描信号端电连接以接收所述第一扫描信号序列,所述第二辅助开关元件的第一端与复位信号端电连接以接收复位电压、第二端连接第三节点;
所述第三辅助开关元件的控制端与第二扫描信号端电连接以接收所述第二扫描信号序列,所述第三辅助开关元件的第一端与第一电源信号端相连接、第二端连接所述第二节点;
所述第四辅助开关元件的控制端与所述第二扫描信号端电连接以接收所述第二扫描信号序列,所述第四辅助开关元件的第一端与数据信号端电连接以接收所述数据信号、第二端连接第四节点;
所述第五辅助开关元件的控制端与所述第一扫描信号端电连接以接收所述第一扫描信号序列,所述第五辅助开关元件的第一端连接所述第四节点、第二端连接所述第三节点;
所述驱动开关元件的控制端连接所述第一节点、第一端连接所述第二节点、第二端连接所述第四节点;
所述储能元件的第一端连接所述第一节点、第二端连接所述第三节点;
所述发光元件的第一端连接所述第三节点、第二端与第二电源信号端相连接。
另一方面,本公开提供了一种显示面板。
所述显示面板包含上述的显示像素电路。
又一方面,本公开提供了一种显示像素电路驱动方法。
所述显示像素电路驱动方法用于驱动上述的显示像素电路。所述显示像素电路驱动方法包括:在周期性的时间分段上向所述显示像素电路施加第一扫描信号序列和第二扫描信号序列,所述周期性的时间分段包括复位阶段、补偿阶段、发光阶段。
具体地:
在所述复位阶段,所述第一扫描信号序列中的扫描信号处于第一电位,并且所述第二扫描信号序列中的扫描信号处于第二电位。
在所述补偿阶段,所述第一扫描信号序列中的扫描信号处于所述第一电位,并且所述第二扫描信号序列中的扫描信号也处于所述第一电位。
在所述发光阶段,所述第一扫描信号序列中的扫描信号处于所述第二电位,并且所述第二扫描信号序列中的扫描信号也处于所述第二电位。
其中,所述第一电位为高电位,所述第二电位为低电位。
本公开提供了一种显示像素电路、显示像素电路驱动方法及显示面板。其中,本公开提供的6T1C像素电路由极性互补的元件构成,相对于现有的显示像素电路(如常见的7T1C结构的显示像素电路),其工作过程中需要的扫描信号的数量更少且时序简单。同时,本公开所提供的显示像素电路具备使发光元件阳极复位的功能和补偿驱动开关元件阈值电压偏移的效果,因此,能够保证显示面板的亮度、色彩的均匀性和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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是本公开一实施例提供的显示像素电路的结构示意图;
图2是本公开一实施例提供的显示像素电路的时序图;
图3是本公开一实施例提供的显示像素电路在复位阶段的状态示意图;
图4是本公开一实施例提供的显示像素电路在补偿阶段的状态示意图;
图5是本公开一实施例提供的显示像素电路在发光阶段的状态示意图;
图6是本公开一实施例提供的显示像素电路驱动方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开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公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,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,都属于本公开保护的范围。
本公开所有实施例中采用的开关元件可以为晶体管或场效应管或其他功能相同的器件。在本公开的一些实施例中,为区分晶体管除了作为控制端的栅极之外的两级,将其中一极称为源极,另一极称为漏极。并且,由于这里采用的晶体管的源极、漏极是对称的,所以其源极、漏极是可以互换的。按附图中的形态,此处定义开关晶体管的中间端为栅极、信号输入端为源极、输出端为漏极。此外,本公开实施例所采用的晶体管可以包括P型晶体管、N型晶体管中的至少一种,其中,P型晶体管在栅极为低电平时导通,在栅极为高电平时截止,N型晶体管在栅极为高电平时导通,在栅极为低电平时截止。
本公开提供了一种显示像素电路,应用于显示器,该显示像素电路的结构如图1所示。
参考图1,本公开所提供的显示像素电路包括驱动开关元件TD、储能元件101、发光元件102以及多个辅助开关元件。
驱动开关元件TD响应于数据信号以及至少一个扫描信号序列来控制发光元件102所承受的电流以驱动发光元件102发光。
多个辅助开关元件以及储能元件101响应于数据信号以及至少一个扫描信号序列补偿驱动开关元件TD的阈值电压的偏移并协助驱动开关元件TD驱动发光元件发光102。
在本公开的一些实施例中,至少一个扫描信号序列包括第一扫描信号序列Vscan1和第二扫描信号序列Vscan2。
并且,多个辅助开关元件包括第一类型的辅助开关元件和第二类型的辅助开关元件。
在本公开的一些实施例中,多个辅助开关元件均为薄膜晶体管,因此,多个辅助开关元件的栅极为控制端,用于控制各自源极与漏极的导通。
示例性地,第一类型的辅助开关元件是N型薄膜晶体管,第二类型的辅助开关元件是P型薄膜晶体管。
下文通过实施例一对本公开的显示像素电路进行示例性地说明。
实施例一:
在本实施例中,显示像素电路包括:驱动开关元件TD、储能元件101、发光元件102以及:第一辅助开关元件T1、第二辅助开关元件T2、第三辅助开关元件T3、第四辅助开关元件T4、第五辅助开关元件T5。
TD、T1、T2、T4均为N型薄膜晶体管,示例性地,N型薄膜晶体管可以为氧化物薄膜晶体管。T3、T5均为P型薄膜晶体管,示例性地,P型薄膜晶体管可以为低温多晶硅薄膜晶体管。
在上述情况下,当施加于栅极的电压为高电位时,TD、T1、T2、T4的源极与漏极导通,相反地,T3、T5的源极与漏极之间的通道截止。相应地,当施加于栅极的电压由高电位切换至低电位时,TD、T1、T2、T4的源极与漏极之间的通道截止,相反地,T3、T5的源极与漏极导通。
进一步地,各个薄膜晶体管之间的连接关系如下:
第一辅助开关元件T1的栅极与第一扫描信号端电连接以接收第一扫描信号序列Vscan1,其第一端连接第一节点A、第二端连接第二节点B。
第二辅助开关元件T2的栅极与所述第一扫描信号端电连接以接收第一扫描信号序列Vscan1,其第一端与复位信号端电连接以接收复位电压Vini、第二端连接第三节点C。
第三辅助开关元件T3的栅极与第二扫描信号端电连接以接收第二扫描信号序列Vscan2,其第一端与第一电源信号端相连接、第二端连接第二节点B。
第四辅助开关元件T4的栅极与第二扫描信号端电连接以接收第二扫描信号序列Vscan2,其第一端与数据信号端电连接以接收数据信号Vdata、第二端连接第四节点D。
第五辅助开关元件T5的栅极与第一扫描信号端电连接以接收第一扫描信号序列Vscan1,其第一端连接第四节点D、第二端连接第三节点C。
驱动开关元件的栅极连接第一节点A、第一端连接第二节点B、第二端连接第四节点D。
储能元件101的第一端连接第一节点A、第二端连接第三节点C。
发光元件102的阳极(第一端)连接第三节点C、阴极(第二端)连接第二电源信号端。
在本实施例中,发光元件102是发光二极管,示例性地,发光元件102可以为有机发光二极管、微发光二极管、次毫米发光二极管中的至少一种。
在本实施例中,储能元件101是电容。
在本实施例中,第一电源信号端提供第一电源电压Vdd,第二电源信号端提供第二电源电压Vss,并且,Vdd大于Vss。
请参阅图2,图2为本实施例提供的显示像素电路的时序图。
第一扫描信号序列Vscan1、第二扫描信号序列Vscan2在周期性的时间分段内的组合分别对应于显示像素电路的如下三个工作阶段:
第一阶段:复位阶段,在该阶段中,发光元件102的阳极电位被复位,以控制发光原件102不发光;
第二阶段:补偿阶段,在该阶段中,驱动开关元件TD的阈值电压被补偿;
第三阶段:发光阶段,在该阶段中,驱动开关元件TD输出的驱动电流(Ids)使发光元件102发光。
具体地:
在第一阶段,请结合地参阅图2和图3,第一扫描信号序列Vscan1中的扫描信号处于第一电位,以控制第一辅助开关元件T1、第二辅助开关元件T2导通,控制第五辅助开关元件T5截止。第二扫描信号序列Vscan2中的扫描信号处于不同于第一电位的第二电位,以控制第三辅助开关元件T3导通,控制第四辅助开关元件T4截止。
具体地,第一电位为高电位,第二电位为低电位。
进一步地,第三节点C的电位等于复位电压Vini。
由于发光元件102的阳极与第三节点C连接,因此,在第一阶段,发光元件的阳极的电位被复位至Vini。
在本公开的一些实施例中,在复位前,发光元件102的阳极电位高于Vini,因此,将发光元件102阳极电位拉低至Vini可以减小发光元件102阳极与阴极间的电压差,进而降低发光元件102的亮度,有助于提高显示面板的对比度。
同时,第一节点A的电位等于第一电源电压Vdd。
由于驱动开关元件TD的栅极与第一节点A连接,因此,在第一阶段,驱动开关元件TD栅极的电位等于Vdd。
在第二阶段,请结合地参阅图2和图4,第一扫描信号序列Vscan1中的扫描信号处于第一电位,以控制第一辅助开关元件T1、第二辅助开关元件T2导通,控制第五辅助开关元件T5截止。第二扫描信号序列Vscan2中的扫描信号处于第一电位,以控制第四辅助开关元件T4导通,控制第三辅助开关元件T3截止。
T4导通,第四节点D的电位等于Vdata,因此,TD与第四节点D连接的第二端的电位等于Vdata。此时,TD的第二端相当于源极,并且,TD的栅极电位等于Vdd。根据N型薄膜晶体管的特性可知,当Vgs>Vth时,源漏极导通。因此,在第二阶段初期,TD导通。
T3导通,使TD的漏极(第一端)与栅极连通,此时,TD相当于一个二极管,并且,第一节点A相当于二极管的正极,第二节点B相当于二极管的负极。由于第一节点A的电位(Vdd)高于第四节点D的电位(Vdata),因此,在第二阶段的初期,第一节点A不断向第四节点D放电。当TD的Vgs=Vth时,TD截止,此时,第一节点A的电位被拉低至(Vdata+Vth)。
其中,(Vdata+Vth)相当于TD的补偿电压,储能元件101的第一端与第一节点A连接,因此,在第二阶段,Vdata和Vth同时被写入储能元件101进行存储,以实现后续发光阶段中对TD的阈值电压(Vth)的补偿,进而改善显示面板的亮度、色彩的均匀性和准确性。
可以理解的是,在补偿阶段,存入储能元件101的Vdata是用于点亮当前行或列发光元件102的有效的数据电压。
在第三阶段,请结合地参阅图2和图5,第一扫描信号序列Vscan1中的扫描信号处于第二电位,控制第五辅助开关元件T5导通,控制第一辅助开关元件T1、第二辅助开关元件T2截止。第二扫描信号序列Vscan2中的扫描信号处于第二电位,控制第三辅助开关元件T3导通,控制第四辅助开关元件T4截止。
T3导通,第二节点B被充电至Vdd,TD的第一端(漏极)的电位等于Vdd。
T5导通,储能元件101控制第四节点D的电位等于Vini,即TD第二端(源极)的电位等于Vini。
同时,储能元件101控制TD栅极电位等于(Vdata+Vth)。
因此,在第三阶段,储能元件101控制TD的Vgs稳定在(Vdata+Vth-Vini)以控制其导通,并且,在Vdd的驱动下,TD输出稳定的驱动电流(Ids)至发光元件102,以驱动发光元件102发光。其中,TD的由高电位(漏极)流向低电位(源极)的驱动电流(Ids)的计算公式为:
Ids=k(Vgs-Vth)2
其中,k为与TD的载流子迁移率、驱动开关元件单位面积栅极绝缘层电容、沟道宽长比相关的参数。
进一步地,根据上述计算公式可知,第三阶段中TD产生的驱动电流为:
Ids=k(Vdata+Vth-Vini-Vth)2=k(Vdata-Vini)2
由此可知,在发光阶段,驱动开关元件TD的阈值电压(Vth)被补偿。在理想情况下,用于驱动发光元件102的电流只与驱动开关元件TD的固有参数,以及Vdata和Vini有关,而与TD的阈值电压无关。因此,驱动开关元件TD的Vth偏移所造成的Ids不稳定的问题得以解决,流经发光元件102的驱动电流更稳定。
根据以上内容可知,上述的6T1C显示像素电路由极性互补的元件构成,相对于现有的像素电路,如常见的7T1C结构的像素电路,其工作过程中需要的扫描信号序列的数量更少且时序更简单。同时,该像素电路具备使发光元件阳极复位的功能和补偿驱动开关元件阈值电压的偏移的效果,因此,能够保证显示面板的亮度、色彩的均匀性和准确性。
本公开还提供了一种显示面板,包括上述的显示像素电路。
本公开还提供了一种显示像素电路驱动方法,适用于图1所示的显示像素电路。
在本公开的一些实施例中,显示像素电路驱动方法包括:在周期性的时间分段上向显示像素电路施加第一扫描信号序列和第二扫描信号序列。
其中,周期性的时间分段包括复位阶段、补偿阶段、发光阶段。
下文通过实施例二对本公开提供的显示像素驱动方法进行示例性地说明。
实施例二:
请参阅图6,为本实施例提供的显示像素电路驱动方法的流程示意图。
具体地,该显示像素电路驱动方法包括以下步骤:
步骤100:在复位阶段,第一扫描信号序列中的扫描信号处于第一电位,并且第二扫描信号序列中的扫描信号处于第二电位;
步骤200:在补偿阶段,第一扫描信号序列中的扫描信号处于第一电位,并且第二扫描信号序列中的扫描信号也处于第一电位;
步骤300:在发光阶段,第一扫描信号序列中的扫描信号处于第二电位,并且第二扫描信号序列中的扫描信号也处于第二电位。
其中,第一电位为高电位,第二电位为低电位。
综上所述,本公开提供了一种显示像素电路、显示像素电路驱动方法及显示面板。其中,本公开所提供的6T1C显示像素电路由极性互补的元件构成,相对于现有的像素电路,如常见的7T1C结构的像素电路,其工作过程中需要的扫描信号序列的数量更少且时序更简单。同时,该显示像素电路具备使发光元件阳极复位的功能和补偿驱动开关元件阈值电压的偏移的效果,因此,能够保证显示面板的亮度、色彩的均匀性和准确性
以上对本公开实施例所提供的显示像素电路、显示像素电路驱动方法及显示面板进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本公开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公开的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本公开的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本公开的限制。
Claims (12)
1.一种显示像素电路,其特征在于,包括:驱动开关元件、多个辅助开关元件、储能元件、以及发光元件;
所述驱动开关元件响应于数据信号以及至少一个扫描信号序列控制所述发光元件所承受的电流以驱动所述发光元件发光;
所述多个辅助开关元件以及所述储能元件响应于所述数据信号以及所述至少一个扫描信号序列补偿所述驱动开关元件的阈值电压的偏移并协助所述驱动开关元件驱动所述发光元件发光;
其中,所述多个辅助开关元件包括第一类型的辅助开关元件和第二类型的辅助开关元件。
2.根据权利要求1所述的显示像素电路,其特征在于,所述第一类型的辅助开关元件是N型薄膜晶体管,所述第二类型的辅助开关元件是P型薄膜晶体管。
3.根据权利要求2所述的显示像素电路,其特征在于,
所述多个辅助开关元件包括第一辅助开关元件、第二辅助开关元件、第三辅助开关元件、第四辅助开关元件、以及第五辅助开关元件;
所述至少一个扫描信号序列包括第一扫描信号序列和第二扫描信号序列;
所述第一辅助开关元件、所述第二辅助开关元件、所述第四辅助开关元件均为N型薄膜晶体管;
所述第三辅助开关元件、所述第五辅助开关元件均为P型薄膜晶体管。
4.根据权利要求3所述的显示像素电路,其特征在于,
所述第一辅助开关元件的控制端与第一扫描信号端电连接以接收所述第一扫描信号序列,所述第一辅助开关元件的第一端连接第一节点、第二端连接第二节点;
所述第二辅助开关元件的控制端与所述第一扫描信号端电连接以接收所述第一扫描信号序列,所述第二辅助开关元件的第一端与复位信号端电连接以接收复位电压、第二端连接第三节点;
所述第三辅助开关元件的控制端与第二扫描信号端电连接以接收所述第二扫描信号序列,所述第三辅助开关元件的第一端与第一电源信号端相连接、第二端连接所述第二节点;
所述第四辅助开关元件的控制端与所述第二扫描电路电连接以接收所述第二扫描信号序列,所述第四辅助开关元件的第一端与数据信号端电连接以接收所述数据信号、第二端连接第四节点;
所述第五辅助开关元件的控制端与所述第一扫描电路电连接以接收所述第一扫描信号序列,所述第五辅助开关元件的第一端连接所述第四节点、第二端连接所述第三节点;
所述驱动开关元件的控制端连接所述第一节点、第一端连接所述第二节点、第二端连接所述第四节点;
所述储能元件的第一端连接所述第一节点、第二端连接所述第三节点;
所述发光元件的第一端连接所述第三节点、第二端与第二电源信号端相连接。
5.根据权利要求1所述的显示像素电路,其特征在于,所述驱动开关元件是N型薄膜晶体管、所述储能元件是电容,所述发光元件是发光二极管。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的显示像素电路,其特征在于,所述第一扫描信号序列和所述第二扫描信号序列在周期性的时间分段内的组合分别对应于所述像素电路的复位阶段、补偿阶段、发光阶段。
7.根据权利要求6所述的显示像素电路,其特征在于,
在所述复位阶段,所述第一扫描信号序列中的扫描信号处于第一电位,以控制所述第一辅助开关元件、所述第二辅助开关元件导通并控制所述第五辅助开关元件截止;所述第二扫描信号序列中的扫描信号处于第二电位,以控制所述第三辅助开关元件导通并控制所述第四辅助开关元件截止;
在所述补偿阶段,所述第一扫描信号序列中的扫描信号处于所述第一电位,以控制所述第一辅助开关元件、第二辅助开关元件导通并控制所述第五辅助开关元件截止;所述第二扫描信号序列中的扫描信号处于所述第一电位,以控制所述第四辅助开关元件导通并控制所述第三辅助开关元件截止;
在所述发光阶段,所述第一扫描信号序列中的扫描信号处于所述第二电位,以控制所述第五辅助开关元件导通并控制所述第一辅助开关元件、所述第二辅助开关元件截止;所述第二扫描信号序列中的扫描信号处于所述第二电位,以控制所述第三辅助开关元件导通并控制所述第四辅助开关元件截止。
8.根据权利要求7所述的显示像素电路,其特征在于,在所述补偿阶段,所述数据信号是有效的数据电压。
9.根据权利要求8所述的显示像素电路,其特征在于,所述第一电位为高电位,所述第二电位为低电位。
10.根据权利要求4所述的显示像素电路,其特征在于,所述第一电源信号端的电位高于所述第二电源信号端的电位。
11.一种显示面板,其特征在于,包含权利要求1至10中任一项所述的显示像素电路。
12.一种显示器像素电路驱动方法,用于驱动如权利要求1至10中任一项所述的显示像素电路,其特征在于,所述显示像素电路驱动方法包括:在周期性的时间分段上向所述显示像素电路施加第一扫描信号序列和第二扫描信号序列,所述周期性的时间分段包括复位阶段、补偿阶段、发光阶段;
在所述复位阶段,所述第一扫描信号序列中的扫描信号处于第一电位,并且所述第二扫描信号序列中的扫描信号处于第二电位;
在所述补偿阶段,所述第一扫描信号序列中的扫描信号处于所述第一电位,并且所述第二扫描信号序列中的扫描信号也处于所述第一电位;
在所述发光阶段,所述第一扫描信号序列中的扫描信号处于所述第二电位,并且所述第二扫描信号序列中的扫描信号也处于所述第二电位;
其中,所述第一电位为高电位,所述第二电位为低电位。
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