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像素电路和显示装置的制作方法

时间:2022-02-15 阅读: 作者:专利查询

像素电路和显示装置的制作方法

1.本技术涉及显示技术领域,尤其涉及一种像素电路和一种具有该像素电路的显示装置。


背景技术:

2.微型发光二极管(micro light emitting diode,micro led)具有体积小、省电、色域广、寿命长等优点,并且随着制程的成熟和价格的下降,近年来micro led相关产品(例如micro led显示器)越来越多。目前,micro led显示器随着使用时间的增加,往往会造成micro led像素驱动电路发生阈值电压和电源漂移等问题,从而导致micro led显示器的显示屏显示不稳定和亮度显示不均匀等现象。
3.因此,如何解决由于micro led像素驱动电路发生阈值电压和电源漂移而导致显示屏显示亮度不均以及显示不稳定是亟需解决的问题。


技术实现要素:

4.鉴于上述现有技术的不足,本技术的目的在于提供一种像素电路和具有该像素电路的显示装置,其旨在解决现有技术中存在的由于micro led像素驱动电路发生阈值电压和电源漂移而导致显示不稳定和亮度显示不均匀的问题。
5.一种像素电路,其包括:第一发光控制子电路、第一复位子电路、储能元件、驱动晶体管、控制数据写入子电路、第二发光控制子电路、第二复位子电路、数据写入子电路和发光二极管,其中:所述第一发光控制子电路与参考电压端、所述第一复位子电路、所述储能元件以及所述数据写入子电路电性连接,用于响应发光控制信号,将所述参考电压端写入的参考电压写入所述储能元件;所述第一复位子电路与所述参考电压端、所述储能元件以及所述数据写入子电路电性连接,用于响应复位信号,并将所述参考电压写入所述储能元件,作为所述储能元件的参考电压;所述储能元件与所述驱动晶体管的栅极、所述控制数据写入子电路、所述第二复位子电路以及所述数据写入子电路电性连接,用于改变所述驱动晶体管的栅极电压;所述驱动晶体管的栅极与所述控制数据写入子电路以及所述第二复位子电路电性连接,所述驱动晶体管的漏极与第一电源电压端电性连接,所述驱动晶体管的源极与所述控制数据写入子电路和所述第二发光控制子电路电性连接,用于驱动所述发光二极管进行发光;所述控制数据写入子电路与所述第二发光控制子电路电性连接,用于响应控制数据写入信号,将第一电源电压写入所述储能元件;所述第二发光控制子电路与所述发光二极管电性连接,用于响应所述发光控制信号,传输驱动电流给所述发光二极管,以驱动所述发光二极管发光;所述第二复位子电路与所述储能元件和所述控制数据写入子电路电性连接,用于响应所述复位信号,并通过初始化电压信号为所述储能元件进行放电;所述数据写入子电路与所述储能元件电性连接,用于响应所述控制数据写入信号,并将数据电压写入所述储能元件,作为所述储能元件的参考电压;所述发光二极管的正极与所述第二发光控制子电路电性连接,所述发光二极管的负极与第二电源电压端电性连接。
6.上述像素电路中,通过所述驱动晶体管驱动所述发光二极管进行发光时,向所述发光二极管写入所述驱动电流,该驱动电流的大小与写入所述储能元件的数据电压和参考电压有关,而与所述驱动晶体管的阈值电压无关,从而消除了阈值电压对驱动电流的影响,有效的提升显示装置的整体亮度均匀性。
7.可选地,所述第一发光控制子电路包括第一发光控制晶体管,所述第一发光控制晶体管的栅极接收所述发光控制信号,所述第一发光控制晶体管的漏极与所述参考电压端电性连接,并接收所述参考电压端写入的参考电压,所述第一发光控制晶体管的源极与所述第一复位子电路、所述储能元件以及所述数据写入子电路电性连接。
8.可选地,所述第一复位子电路包括第一复位晶体管,所述第一复位晶体管的栅极接收所述复位信号,所述第一复位晶体管的漏极与所述参考电压端电性连接,并接收所述参考电压端写入的参考电压,所述第一复位晶体管的源极与所述第一发光控制晶体管的源极、所述储能元件以及所述数据写入子电路电性连接。
9.可选地,所述储能元件包括存储电容,所述存储电容的第一端与所述第一发光控制晶体管的源极、所述第一复位晶体管的源极以及所述数据写入子电路电性连接,其第二端与所述驱动晶体管的栅极、所述控制数据写入子电路和所述第二复位子电路电性连接,用于改变所述驱动晶体管的栅极电压。
10.可选地,所述控制数据写入子电路包括数据控制晶体管,所述数据控制晶体管的栅极接收所述控制数据写入信号,所述数据控制晶体管的漏极与所述储能元件的第二端、所述驱动晶体管的栅极和所述第二复位子电路电性连接,所述数据控制晶体管的源极与所述驱动晶体管的源极以及第二发光控制子电路电性连接。
11.可选地,所述第二发光控制子电路包括第二发光控制晶体管,所述第二发光控制晶体管的栅极接收所述发光控制信号,所述第二发光控制晶体管的漏极与所述驱动晶体管的源极以及所述数据控制晶体管的源极电性连接,所述第二发光控制晶体管的源极与所述发光二极管电性连接。
12.可选地,所述第二复位子电路包括第二复位晶体管,所述第二复位晶体管的栅极接收所述复位信号,所述第二复位晶体管的漏极与所述数据控制晶体管的漏极、所述储能元件的第二端以及所述驱动晶体管的栅极电性连接,所述第二复位晶体管的源极与初始化电压信号端电性连接,并将所述初始化电压写入所述储能元件中。
13.可选地,所述数据写入子电路包括开关晶体管,所述开关晶体管的栅极接收所述控制数据写入信号,所述开关晶体管的源极接收所述数据电压,所述开关晶体管的漏极与所述第一发光控制晶体管的源极、所述第一复位晶体管的源极以及所述储能元件的第一端电性连接。
14.可选地,所述驱动晶体管为p型晶体管。
15.上述像素电路中,由于所述驱动晶体管的阈值电压对发光二极管的发光电流没有影响,则所述像素电路可以补偿由于所述驱动晶体管的阈值电压不均进而造成发光电流不稳定从而对显示器的显示均一性造成的影响。
16.基于同样的发明构思,本技术还提供一种显示装置,其包括所述的像素电路。
17.上述显示装置中,通过所述驱动晶体管驱动所述发光二极管进行发光时,向所述发光二极管写入所述驱动电流,该驱动电流的大小与写入所述储能元件的数据电压和参考
电压有关,而与所述驱动晶体管的阈值电压无关,从而消除了阈值电压对驱动电流的影响,有效的提升显示装置的整体亮度均匀性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本技术的一些实施例,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。
19.图1为本技术实施例公开的一种显示面板的结构示意图;
20.图2为图1所示像素电路的电路示意图;
21.图3为图2所示像素电路的电路结构示意图;
22.图4为对应图3所示的像素电路的时序图。
23.附图标记说明:
24.10-显示面板;
25.100-非显示区;
26.200-显示区;
27.110-像素电路;
28.111-第一发光控制子电路;
29.112-第一复位子电路;
30.113-储能元件;
31.114-驱动晶体管;
32.115-控制数据写入子电路;
33.116-第二发光控制子电路;
34.117-第二复位子电路;
35.118-数据写入子电路;
36.119-发光二极管;
37.t1-第一发光控制晶体管;
38.t2-第一复位晶体管;
39.t3-数据控制晶体管;
40.cst-存储电容;
41.t4-第二发光控制晶体管;
42.t5-第二复位晶体管;
43.t6-开关晶体管;
44.119-发光二极管;
[0045]vdd-第一电源电压端;
[0046]vref-参考电压端;
[0047]vss-第二电源电压端。
具体实施方式
[0048]
为了便于理解本技术,下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中
给出了本技术的较佳实施方式。但是,本技术可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
[0049]
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本技术。
[0050]
目前,micro led显示器随着使用时间的增加,往往会造成micro led像素驱动电路发生阈值电压和电源漂移等问题,从而导致micro led显示器的显示屏显示不稳定和亮度显示不均匀等现象。基于此,本技术希望提供一种能够解决由于micro led像素驱动电路发生阈值电压和电源漂移而导致显示屏显示亮度不均以及显示不稳定问题的方案,其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
[0051]
本技术方案的详细阐述像素电路和具有该像素电路的显示装置的具体电路结构。
[0052]
请参阅图1,其为本技术实施例公开的一种显示面板的结构示意图。如图1所示,本技术提供一种显示面板10,其包括显示区100以及非显示区200。其中,所述显示区100用作图像显示,所述非显示区200环绕设置于所述显示区100周围,并不用作图像显示。所述显示面板10还包括像素电路110,所述像素电路110设置于所述显示区100,用于显示图像。可以理解,在一些实施方式中,所述显示面板10可以以液晶材料作为显示介质,但本技术并不以此为限。
[0053]
可以理解地,所述显示面板100可用于包含诸如个人数字助理(personal digital assistant,pda)和/或音乐播放器功能的电子设备,诸如手机、平板电脑、具备无线通讯功能的可穿戴电子设备(如智能手表、智能手环)等。上述电子设备也可以是其它电子装置,诸如具有触敏表面(例如触控面板)的膝上型计算机(laptop)等。在一些实施例中,所述电子设备可以具有通信功能,即可以通过2g(第二代手机通信技术规格)、3g(第三代手机通信技术规格)、4g(第四代手机通信技术规格)、5g(第五代手机通信技术规格)或w-lan(无线局域网)或今后可能出现的通信方式与网络建立通信。为简明起见,对此本技术实施例不做进一步限定。
[0054]
请参阅图2,其为图1所示像素电路的电路示意图。如图2所示,本技术提供的像素电路110至少可以包括第一发光控制子电路111、第一复位子电路112、储能元件113、驱动晶体管114、控制数据写入子电路115、第二发光控制子电路116、第二复位子电路117、数据写入子电路118和发光二极管119。
[0055]
其中,所述第一发光控制子电路111与参考电压端v
ref
、所述第一复位子电路112、所述储能元件113以及所述数据写入子电路118电性连接,用于响应发光控制信号emit,将所述参考电压端v
ref
写入的参考电压写入所述储能元件113。
[0056]
所述第一复位子电路112与所述参考电压端v
ref
、所述第一发光控制子电路111、所述储能元件113以及所述数据写入子电路118电性连接,用于响应复位信号reset,并将所述参考电压写入所述储能元件113,作为所述储能元件113的参考电压。
[0057]
所述储能元件113与所述第一发光控制子电路111、所述第一复位子电路112、所述驱动晶体管114的栅极、所述控制数据写入子电路115、所述第二复位子电路117以及所述数据写入子电路118电性连接,用于改变所述驱动晶体管114的栅极电压。
[0058]
所述驱动晶体管114的栅极与所述储能元件113、所述控制数据写入子电路115以及所述第二复位子电路117电性连接,所述驱动晶体管114的漏极与第一电源电压端v
dd
电性连接,所述驱动晶体管114的源极与所述控制数据写入子电路115和所述第二发光控制子电路116电性连接,用于驱动所述发光二极管119进行发光。其中,所述第一电源电压端v
dd
接收第一电源电压。
[0059]
所述控制数据写入子电路115与所述储能元件113、所述驱动晶体管114的源极和栅极以及所述第二发光控制子电路116电性连接,用于响应控制数据写入信号gate,将所述第一电源电压写入所述储能元件113。
[0060]
所述第二发光控制子电路116与所述驱动晶体管114的源极、所述控制数据写入子电路115以及所述发光二极管119电性连接,用于响应所述发光控制信号emit,传输驱动电流给所述发光二极管119,以驱动所述发光二极管119发光。
[0061]
所述第二复位子电路117与所述储能元件113、所述驱动晶体管114的栅极和所述控制数据写入子电路115电性连接,用于响应所述复位信号reset,并通过初始化电压信号v
int
为所述储能元件113进行放电。
[0062]
所述数据写入子电路118与所述第一发光控制子电路111、第一复位子电路112以及所述储能元件113电性连接,用于响应所述控制数据写入信号gate,并将数据电压v
data
写入所述储能元件113,作为所述储能元件113的参考电压。也即为,所述储能元件113的参考电压可包括所述参考电压端v
ref
写入的参考电压和数据电压v
data
。可以理解的,为了便于描述,可将所述第一复位子电路112响应所述复位信号reset写入所述储能元件113的参考电压定义为第一参考电压,而将所述数据写入子电路118响应所述控制数据写入信号gate写入所述储能元件113的参考电压定义为第二参考电压。需要理解的是,上述定义只为了更好地理解和描述本技术实施例,因此不能理解为对本技术的限制。
[0063]
所述发光二极管119的正极与所述第二发光控制子电路116电性连接,所述发光二极管119的负极与第二电源电压端vss电性连接。
[0064]
因此,在本技术的像素电路110中,通过所述驱动晶体管114驱动所述发光二极管119进行发光时,向所述发光二极管119写入所述驱动电流,该驱动电流的大小与写入所述储能元件113的参考电压(即所述参考电压端v
ref
写入的参考电压和数据电压v
data
)有关,而与所述驱动晶体管114的阈值电压无关,从而消除了阈值电压对驱动电流的影响,解决了由于像素驱动电路发生阈值电压和电源漂移导致显示亮度不均以及显示不稳定的问题,有效的提升显示装置的整体亮度均匀性和稳定性。
[0065]
请参阅图3,其为图2所示像素电路的电路结构示意图。如图3所示,本技术提供的像素电路110中的所述第一发光控制子电路111包括第一发光控制晶体管t1,所述第一发光控制晶体管t1的栅极接收所述发光控制信号emit,所述第一发光控制晶体管t1的漏极与所述参考电压端v
ref
电性连接,并接收所述参考电压端v
ref
写入的参考电压,所述第一发光控制晶体管t1的源极与第一复位子电路112、所述储能元件113以及所述数据写入子电路118电性连接。当所述发光控制信号emit为低电平信号时,所述第一发光控制晶体管t1响应所述发光控制信号emit而导通,将所述参考电压写入所述储能元件113。
[0066]
所述第一复位子电路112包括第一复位晶体管t2,所述第一复位晶体管t2的栅极接收所述复位信号reset,所述第一复位晶体管t2的漏极与所述参考电压端v
ref
电性连接,
并接收所述参考电压端v
ref
写入的参考电压,所述第一复位晶体管t2的源极与所述第一发光控制晶体管t1的源极、所述储能元件113以及所述数据写入子电路118电性连接。当所述复位信号reset为低电平信号时,所述第一复位晶体管t2响应所述复位信号reset而导通,通过所述第一复位晶体管t2将所述参考电压写入所述储能元件113中,作为所述储能元件113的参考电压。
[0067]
所述储能元件113包括存储电容cst,所述存储电容cst的第一端与所述第一发光控制晶体管t1的源极、所述第一复位晶体管t2的源极以及所述数据写入子电路118电性连接,其第二端与所述驱动晶体管114的栅极、所述控制数据写入子电路115和所述第二复位子电路117电性连接,用于改变所述驱动晶体管114的栅极电压。
[0068]
所述驱动晶体管114的栅极与所述储能元件113的第二端、所述控制数据写入子电路115以及所述第二复位子电路117电性连接,所述驱动晶体管114的漏极与所述第一电源电压端v
dd
电性连接,所述驱动晶体管114的源极与所述控制数据写入子电路115和所述第二发光控制子电路116电性连接,用于驱动所述发光二极管119进行发光。其中,所述第一电源电压端v
dd
接收第一电源电压。
[0069]
所述控制数据写入子电路115包括数据控制晶体管t3,所述数据控制晶体管t3的栅极接收所述控制数据写入信号gate,所述数据控制晶体管t3的漏极与所述储能元件113的第二端、所述驱动晶体管114的栅极和所述第二复位子电路117电性连接,所述数据控制晶体管t3的源极与所述驱动晶体管114的源极以及第二发光控制子电路116电性连接。当所述控制数据写入信号gate为低电平信号时,所述数据控制晶体管t3响应所述控制数据写入信号gate而导通,通过所述第一数据控制晶体管t3将所述第一电源电压写入所述储能元件113中。
[0070]
所述第二发光控制子电路116包括第二发光控制晶体管t4,所述第二发光控制晶体管t4的栅极接收所述发光控制信号emit,所述第二发光控制晶体管t4的漏极与所述驱动晶体管114的源极以及所述数据控制晶体管t3的源极电性连接,所述第二发光控制晶体管t4的源极与所述发光二极管119电性连接。当所述发光控制信号emit为低电平信号时,所述第二发光控制晶体管t4响应所述发光控制信号emit而导通,所述第二发光控制晶体管t4传输所述驱动电流给所述发光二极管119,以驱动所述发光二极管119发光。
[0071]
第二复位子电路117包括第二复位晶体管t5,所述第二复位晶体管t5的栅极接收所述复位信号reset,所述第二复位晶体管t5的漏极与所述数据控制晶体管t3的漏极、所述储能元件113的第二端以及所述驱动晶体管114的栅极电性连接,所述第二复位晶体管t5的源极与初始化电压信号端v
int
电性连接,并将所述初始化电压写入所述储能元件113中。当所述复位信号reset为低电平信号时,所述第二复位晶体管t5响应所述复位信号reset而导通,并通过初始化电压信号v
int
为所述储能元件113进行放电。
[0072]
所述数据写入子电路118包括开关晶体管t6,所述开关晶体管t6的栅极接收所述控制数据写入信号gate,所述开关晶体管t6的源极接收所述数据电压v
data
,所述开关晶体管t6的漏极与所述第一发光控制晶体管t1的源极、所述第一复位晶体管t2的源极以及所述储能元件113的第一端电性连接。当所述控制数据写入信号gate为低电平信号时,所述开关晶体管t6响应所述控制数据写入信号gate而导通,通过所述开关晶体管t6将所述数据电压v
data
写入所述储能元件113中,作为所述储能元件113的参考电压。也即为,所述储能元件
113的参考电压可包括所述参考电压端v
ref
写入的参考电压和数据电压v
data

[0073]
如图3实施例中所示的晶体管均为p型晶体管,可以想到的是采用n型晶体管实现是本领域技术人员可以在没有付出创造性劳动前提下轻易想到的,因此也是在本技术实施例的保护范围内的。在此需要说明的是,本技术实施例中的所采用的晶体管可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性的相同器件,由于采用的晶体管的源极和漏极是对称的,所以其源极、漏极是没有区别的。
[0074]
对应图3所示的像素电路110的时序图如图4所示,具体地,选取如图4所示的时序图中的t1、t2和t3的三个阶段。图4所示的像素电路110的时序图的详细内容将在后续实施例中得以说明。
[0075]
具体地,以1表示高电位,0表示低电位。需要说明的是,1和0是逻辑电位,仅为了更好地解释本技术实施例的具体工作过程,而不是在具体实施过程施加在各晶体管的栅极上的电位。在本实施例中,由于所有晶体管均为p型晶体管,则有效信号为低电平信号。
[0076]
在t1阶段(即重置阶段),所述复位信号reset=0,所述控制数据写入信号gate=1,所述发光控制信号emit=1。
[0077]
具体为,当所述复位信号reset为低电平信号,所述控制数据写入信号gate为高电平信号,所述复位信号reset为低电平信号时,则所述第一复位晶体管t2和所述第二复位晶体管t5均导通,所述第一发光控制晶体管t1、所述数据控制晶体管t3、所述第二发光控制晶体管t4以及所述开关晶体管t6均截止。因此,所述第一复位晶体管t2导通,通过所述第一复位晶体管t2将所述参考电压端v
ref
写入的参考电压传输至所述存储电容cst的第一端;所述第二复位晶体管t5导通,将所述初始化电压信号v
int
传输至所述存储电容cst的第二端;所述参考电压信号和所述初始化电压信号v
int
分别传输至所述存储电容cst的第一端和第二端,清除上一帧的显示状态,提供初始导通状态。
[0078]
在t2阶段(即数据写入和阈值补偿阶段),所述复位信号reset=1,所述控制数据写入信号gate=0,所述发光控制信号emit=1。
[0079]
具体为,当所述控制数据写入信号gate为低电平信号,所述复位信号reset以及所述发光控制信号emit为高电平信号时,则数据控制晶体管t3以及开关晶体管t6均导通,第一发光控制晶体管t1、第一复位晶体管t2、第二发光控制晶体管t4以及第二复位晶体管t5均截止。因此,所述数据控制晶体管t3和开关晶体管t6导通,所述数据电压v
data
通过所述开关晶体管t6写入所述存储电容cst的第一端,所述存储电容cst的第一端电压最高为v
data
;所述数据控制晶体管t3导通,将所述第一电源电压通过所述数据控制晶体管t3和所述驱动晶体管114传输至所述存储电容cst的第二端,所述存储电容cst的第二端电压最高为v
data
+v
th
;其中,v
th
为驱动晶体管114的阈值电压,完成将阈值电压补偿至所述驱动晶体管114的栅极,所述驱动晶体管114的栅极完成自然放电后为关闭状态,则所述驱动晶体管114的栅极与源极的电压差为驱动晶体管114的阈值电压,完成阈值补偿状态。
[0080]
在t3阶段(即发光阶段),所述复位信号reset=1,所述控制数据写入信号gate=1,所述发光控制信号emit=0。
[0081]
具体为,当所述发光控制信号emit为低电平信号,所述复位信号reset为高电平信号,所述控制数据写入信号gate为高电平信号时,所述第一发光控制晶体管t1和所述第二发光控制晶体管t4均导通,则所述第一复位晶体管t2、所述数据控制晶体管t3、所述第二复
位晶体管t5以及所述开关晶体管t6均截止。所述存储电容cst的第一端电压重新分配,所述存储电容cst的第一端电压为参考电压v
ref
,所述存储电容cst的第二端电压为v
dd
+v
th-(v
data-v
ref
),所述驱动晶体管114的栅极与源极的电压差为存储电容cst的第二端电压减去v
dd
,根据公式可知,驱动电流其中因此,驱动电流与所述驱动晶体管114的阈值电压v
th
无关,v
th
对发光二极管119的驱动电流没有影响,电流处于稳定的发光状态,直到下一次数据电压v
data
写入改变其发光状态。
[0082]
综上所述,所述像素电路110中,由于所述驱动晶体管114的阈值电压v
th
对发光二极管119的驱动电流没有影响,可以消除阈值电压对驱动电流的影响,则所述像素电路110可以补偿由于所述驱动晶体管114的阈值电压v
th
不均进而造成驱动电流不稳定,从而对显示器的显示均一性造成的影响,解决了由于像素驱动电路发生阈值电压和电源漂移导致显示亮度不均以及显示不稳定的问题,进而有效的提升显示装置的整体亮度均匀性和稳定性。
[0083]
本技术实施例还提供一种显示装置,其包括上述图1所示的显示面板10和上述图2-图3所示的设置在所述显示面板10中的显示区100的像素电路。其中,所述显示装置可以为液晶显示装置或者电致发光显示装置,例如oled面板、micro led面板、mini led面板、手机、平板电脑、导航仪、显示器等任何具有显示功能的电子设备或者部件,本技术对此不作具体限制。
[0084]
应当理解的是,本技术的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。