本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種像素電路及其驅(qū)動方法、顯示裝置。
背景技術(shù):
隨著顯示技術(shù)的急速進步,作為顯示裝置核心的半導體元件技術(shù)也隨之得到了飛躍性的進步。對于現(xiàn)有的顯示裝置而言,amoled(activematrixdrivingorganiclightemittingdiode,有源矩陣驅(qū)動有機發(fā)光二極管)顯示裝置具有低制造成本、高應(yīng)答速度、省電、可用于便攜式設(shè)備的直流驅(qū)動、工作溫度范圍大等等優(yōu)點而可望成為取代lcd(liquidcrystaldisplay,液晶顯示器)的下一代新型平面顯示器。
在此基礎(chǔ)上,為了在amoled顯示裝置中實現(xiàn)攝像功能,制備顯示裝置的廠家需要單獨購買具有攝像功能的部件,例如攝像頭,并將攝像頭安裝于上述顯示裝置上。這樣一來,上述攝像頭會占用顯示裝置非顯示區(qū)域的面積,不利于窄邊框的設(shè)計。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的實施例提供一種像素電路及其驅(qū)動方法、顯示裝置,避免具有攝像功能的部件占用顯示裝置的非顯示區(qū)域。
為達到上述目的,本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明實施例的一方面,提供一種像素電路,包括顯示驅(qū)動單元,所述顯示驅(qū)動單元包括重置模塊、寫入模塊、補償模塊、驅(qū)動模塊、發(fā)光控制模塊以及發(fā)光器件;所述重置模塊連接驅(qū)動模塊;所述重置模塊用于對所述驅(qū)動模塊進行重置;所述寫入模塊連接所述驅(qū)動模塊;所述寫入模塊用于將數(shù)據(jù)電壓寫入至所述驅(qū)動模塊;所述補償模塊連接所述驅(qū)動模塊;所述補償模塊用于對所述驅(qū)動模塊進行閾值電壓補償;所述發(fā)光控制模塊連接所述驅(qū)動模塊以及所述發(fā)光器件的陽極,所述發(fā)光控制模塊用于將所述驅(qū)動模塊與所述發(fā)光器件電連接,通過驅(qū)動模塊向所述發(fā)光器件提供驅(qū)動電流;所述發(fā)光器件用于根據(jù)所述驅(qū)動電流進行發(fā)光;所述像素電路還包括與讀取信號線相連接的檢測單元,所述檢測單元中的部分晶體管與所述顯示驅(qū)動單元中的部分晶體管共用;所述檢測單元用于對入射光進行采集,并將采集結(jié)果輸出至所述讀取信號線。
進一步優(yōu)選的,當所述檢測單元中的部分晶體管與所述驅(qū)動模塊中的部分晶體管共用時;所述驅(qū)動模塊還連接第一供電電壓端和第二傳輸控制信號端;所述驅(qū)動模塊包括驅(qū)動晶體管、第九晶體管和存儲電容,所述驅(qū)動晶體管的柵極連接所述存儲電容的一端,第一極連接所述第九晶體管的第二極,第二極與所述發(fā)光控制模塊相連接;所述驅(qū)動晶體管為p型晶體管;所述第九晶體管的柵極連接所述第二傳輸控制信號端,第一極連接所述第一供電電壓端;所述存儲電容的另一端連接所述補償模塊和所述寫入模塊;所述檢測單元還連接所述第一供電電壓端、所述發(fā)光器件的陽極、第一初始電壓端、第二重置信號端、選通控制信號端、第一傳輸控制信號端和所述第二傳輸控制信號端;所述檢測單元包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、所述驅(qū)動晶體管、所述第九晶體管以及光敏二極管;所述第一晶體管的柵極連接所述第二重置信號端、第一極連接所述第一初始電壓端,第二極與所述發(fā)光器件的陽極相連接;所述第二晶體管的柵極連接所述第一傳輸控制信號端,第一極連接所述光敏二極管的陽極,第二極與所述驅(qū)動晶體管的柵極相連接;所述第三晶體管的柵極連接所述選通控制信號端,第一極連接所述驅(qū)動晶體管的第一極,第二極與所述讀取信號線相連接;所述光敏二極管的陰極連接所述第一供電電壓端,所述發(fā)光器件的陰極連接第二供電電壓端。
進一步優(yōu)選的,當所述檢測單元中的部分晶體管還與所述重置模塊中的部分晶體管共用時;所述重置模塊還連接第二初始電壓端和第一重置信號端;所述重置模塊用于在所述第一重置信號端的控制下,將所述第二初始電壓端輸出至所述驅(qū)動模塊;所述重置模塊包括第五晶體管,所述第五晶體管的柵極連接所述第一重置信號端,第一極連接所述驅(qū)動晶體管的柵極,第二極與所述第二初始電壓端相連接;所述檢測單元還包括所述第五晶體管。
進一步優(yōu)選的,所述發(fā)光控制模塊還連接第一使能信號端;所述發(fā)光控制模塊包括第四晶體管,所述第四晶體管的柵極連接所述第一使能信號端,第一極連接所述驅(qū)動晶體管的第二極,第二極與所述發(fā)光器件的陽極相連接;所述第四晶體管為n型晶體管。
優(yōu)選的,當所述檢測單元中的部分晶體管與所述發(fā)光控制模塊中的部分晶體管共用時;所述發(fā)光控制模塊還連接第一使能信號端和第三使能信號端;所述發(fā)光控制模塊包括第二晶體管和第四晶體管;所述第二晶體管的柵極連接所述第三使能信號端,第一極連接所述第一使能信號端,第二極與所述第四晶體管的柵極相連接;所述第四晶體管的第一極連接所述驅(qū)動模塊,第二極連接所述發(fā)光器件的陽極;所述檢測單元還連接所述第一使能信號端、所述第三使能信號端、第二重置信號端以及選通控制信號端;所述檢測單元包括第一晶體管、所述第二晶體管、第三晶體管、所述第四晶體管以及光敏二極管;所述第四晶體管為p型晶體管;所述第一晶體管的柵極連接所述第二重置信號端,第一極連接所述第四晶體管的第二極,第二極與所述光敏二極管的陽極相連接;所述第三晶體管的柵極連接所述選通控制信號端,第一極連接所述驅(qū)動模塊,第二極與所述讀取信號線相連接;所述光敏二極管的陰極連接所述第四晶體管的柵極,所述發(fā)光器件的陰極連接第二供電電壓端。
進一步優(yōu)選的,所述驅(qū)動模塊還連接第一供電電壓端;所述驅(qū)動模塊包括驅(qū)動晶體管和存儲電容,所述驅(qū)動晶體管的柵極連接所述存儲電容的一端,第一極連接所述第一供電電壓端,第二極與所述發(fā)光器件的陽極相連接;所述驅(qū)動晶體管為p型晶體管。
進一步優(yōu)選的,所述重置模塊還連接第二初始電壓端和第一重置信號端;所述重置模塊用于在所述第一重置信號端的控制下,將所述第二初始電壓端輸出至所述驅(qū)動模塊;所述重置模塊包括第五晶體管,所述第五晶體管的柵極連接所述第一重置信號端,第一極連接所述驅(qū)動晶體管,第二極與所述第二初始電壓端相連接。
優(yōu)選的,所述寫入模塊還連接掃描信號端以及數(shù)據(jù)信號端;所述寫入模塊用于在所述掃描信號端的控制下,將所述數(shù)據(jù)信號端提供的數(shù)據(jù)電壓輸出至所述驅(qū)動模塊;所述寫入模塊包括第六晶體管和第七晶體管;所述第六晶體管的柵極連接所述掃描信號端,第一極連接所述驅(qū)動模塊,第二極與所述數(shù)據(jù)信號端相連接;所述第七晶體管的柵極連接所述掃描信號端,第一極和第二極均連接所述驅(qū)動模塊。
優(yōu)選的,所述補償模塊還連接第一供電電壓端和第二使能信號端;所述補償模塊用于在所述第二使能信號端的控制下,將所述第一供電電壓端的電壓輸出至所述驅(qū)動模塊;所述補償模塊包括第八晶體管,所述第八晶體管的柵極連接所述第二使能信號端,第一極連接所述第一供電電壓端,第二極與所述驅(qū)動模塊相連接。
本發(fā)明的另一方面,提供一種顯示裝置包括多個呈矩陣形式排列的亞像素,所述亞像素中設(shè)置有如上所述的任意一種像素電路。
本發(fā)明的又一方面,提供一種用于驅(qū)動如上所述的任意一種像素電路的方法,該方法包括在相鄰兩個顯示階段插入拍攝階段;其中,所述顯示階段包括重置子階段、寫入子階段、補償子階段以及發(fā)光子階段;在所述顯示階段所述方法包括:在重置子階段,重置模塊對驅(qū)動模塊進行重置;在寫入子階段,寫入模塊將數(shù)據(jù)電壓寫入至所述驅(qū)動模塊;在補償子階段,補償模塊對所述驅(qū)動模塊進行閾值電壓補償;在發(fā)光子階段,發(fā)光模塊將所述驅(qū)動模塊與發(fā)光器件電連接,驅(qū)動模塊向所述發(fā)光器件提供驅(qū)動電流,發(fā)光器件根據(jù)所述驅(qū)動電流進行發(fā)光;在拍攝階段所述方法包括:檢測單元對入射光進行采集,并將采集結(jié)果輸出至讀取信號線。
優(yōu)選的,當所述驅(qū)動模塊包括驅(qū)動晶體管和第九晶體管;所述檢測單元包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、所述驅(qū)動晶體管、所述第九晶體管、第五晶體管以及光敏二極管;發(fā)光控制模塊包括第四晶體管時,在拍攝階段所述方法包括:在第二重置信號端的控制下,所述第一晶體管導通,將第一初始電壓端的電壓輸出至所述第四晶體管的第二極以及發(fā)光器件的陽極,第一使能信號端控制所述第四晶體管導通,通過所述第四晶體管向所述檢測單元提供恒流源;在第二傳輸控制信號端的控制下,第九晶體管截止;在所述拍攝階段的第一子階段,在第一復位信號端的控制下,所述第五晶體管導通;在第一傳輸控制信號端的控制下,所述第二晶體管導通;第二初始電壓端的電壓通過所述第五晶體管和所述第二晶體管輸出至所述光敏二極管的陽極;在所述拍攝階段的第二子階段,所述第二晶體管保持導通狀態(tài),所述光敏二極管對入射光進行采集,并將采集到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號通過所述第二晶體管,輸出至所述驅(qū)動晶體管的柵極;在所述拍攝階段的第三子階段,在選通控制信號端的控制下,所述第三晶體管導通,所述驅(qū)動晶體管復用為源跟隨器,對該驅(qū)動晶體管柵極的信號進行放大,并通過所述第三晶體管輸出至讀取信號線。
優(yōu)選的,當所述驅(qū)動模塊包括驅(qū)動晶體管;所述發(fā)光控制模塊包括第二晶體管和第四晶體管;所述檢測單元包括第一晶體管、所述第二晶體管、第三晶體管、所述第四晶體管以及光敏二極管時,在拍攝階段所述方法包括:所述驅(qū)動晶體管導通,該驅(qū)動晶體管向所述檢測單元提供恒流源;第二復位信號端的控制下,所述第一晶體管導通,關(guān)閉發(fā)光器件;在所述拍攝階段的第一子階段,在第三使能信號端的控制下,所述第二晶體管導通,將第一使能信號端的信號輸出至光敏二極管的陰極;在所述拍攝階段的第二子階段,所述光敏二極管對入射光進行采集,并將采集到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出至所述第四晶體管的柵極;在所述拍攝階段的第三子階段,在選通控制信號端的控制下,所述第三晶體管導通,所述第四晶體管復用為源跟隨器,對該第四晶體管柵極的信號進行放大,并通過所述第三晶體管輸出至讀取信號線。
本發(fā)明實施例提供一種像素電路及其驅(qū)動方法、顯示裝置。有上可知,一方面,上述像素電路包括顯示驅(qū)動單元,通過顯示驅(qū)動單元中的重置模塊、寫入模塊、補償模塊、驅(qū)動模塊以及發(fā)光控制模塊可以驅(qū)動該顯示驅(qū)動單元中的發(fā)光器件進行發(fā)光,且在驅(qū)動過程中通過對閾值電壓進行補償,以使得流過發(fā)光器件的驅(qū)動電流與驅(qū)動模塊中驅(qū)動晶體管的閾值電壓無關(guān),從而可以降低各個亞像素之間存在的閾值電壓不均對顯示亮度造成的影響。另一方面,上述像素電路還包括檢測單元,通過檢測單元可以對入射至設(shè)置有該檢測單元的各個亞像素的外界光線進行采集,從而實現(xiàn)拍攝功能。因此本申請通過將檢測單元集成于像素電路中,使得再制作顯示面板的過程中,即可以完成具有拍攝功能的器件的制備。所以該顯示面板無需安裝額外單獨購買的攝像頭,因此能夠降低成本,且上述檢測單元位于亞像素內(nèi),所以無需占用非顯示區(qū)域的面積,利于窄邊框。在此基礎(chǔ)上,該檢測單元中的部分晶體管與顯示驅(qū)動單元中的部分晶體管共用,從而可以簡化集成由上述檢測單元的像素電路的結(jié)構(gòu)。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的一種像素電路的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1中各個模塊的一種具體連接結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為圖2中各個模塊的具體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為控制圖3所示的像素電路的各個信號時序圖;
圖5為圖1中各個模塊的另一種具體連接結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為圖5中各個模塊的具體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為控制圖6所示的像素電路的各個信號時序圖。
附圖標記:
10-顯示驅(qū)動單元;100-重置模塊;101-寫入模塊;102-補償模塊;103-驅(qū)動模塊;104-發(fā)光控制模塊;20-檢測單元;rl讀取信號線-;rst1-第一重置信號端;rst2-第二重置信號端;em1-第一使能信號端;em2-第二使能信號端;em3-第三使能信號端;tx-第一傳輸控制信號端;txb-第二傳輸控制信號端;tsel-選通控制信號端;gate-掃描信號端;elvdd-第一供電電壓端;elvss-第二供電電壓端;vint1-第一初始電壓端;vint2-第二初始電壓端。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明實施例提供一種像素電路,如圖1所示,包括顯示驅(qū)動單元10。該顯示驅(qū)動單元10包括重置模塊100、寫入模塊101、補償模塊102、驅(qū)動模塊103、發(fā)光控制模塊104以及發(fā)光器件l。其中,上述發(fā)光器件l可以為led(lightemittingdiode,發(fā)光二極管)或者oled。
基于此,重置模塊100連接驅(qū)動模塊103。該重置模塊100用于對驅(qū)動模塊103進行重置。
寫入模塊101連接驅(qū)動模塊103。該寫入模塊101用于將數(shù)據(jù)電壓vdata寫入至驅(qū)動模塊103。
補償模塊102連接驅(qū)動模塊103。該補償模塊102用于對驅(qū)動模塊103進行閾值電壓vth的補償。
發(fā)光控制模塊104連接驅(qū)動模塊103以及發(fā)光器件l的陽極,發(fā)光控制模塊104用于將驅(qū)動模塊103與發(fā)光器件l電連接,通過驅(qū)動模塊103向發(fā)光器件l提供驅(qū)動電流。
發(fā)光器件l用于根據(jù)驅(qū)動電流進行發(fā)光。其中,當該驅(qū)動電流較大時,發(fā)光器件l發(fā)出光線的亮度較大,反之亮度較小。
在此基礎(chǔ)上,上述像素電路還包括與讀取信號線rl相連接的檢測單元20。該檢測單元20中的部分晶體管與顯示驅(qū)動單元10中的部分晶體管共用。該檢測單元20用于對入射光進行采集,并將采集結(jié)果輸出至所述讀取信號線rl。
其中,上述讀取信號線rl通常與圖像處理器(圖中未示出)相連接。該圖像處理器可以通過讀取信號線rl對接受各個檢測單元20的采集結(jié)果,并將上述采集結(jié)果與各個采集單元20所在的亞像素對應(yīng)的色塊進行整合,以輸出采集圖像數(shù)據(jù)。從而實現(xiàn)畫面的拍攝。
由上述可知,一方面,像素電路包括顯示驅(qū)動單元10,通過顯示驅(qū)動單元10中的重置模塊100、寫入模塊101、補償模塊102、驅(qū)動模塊103以及發(fā)光控制模塊104可以驅(qū)動該顯示驅(qū)動單元10中的發(fā)光器件l進行發(fā)光,且在驅(qū)動過程中通過對閾值電壓進行補償,以使得流過發(fā)光器件l的驅(qū)動電流與驅(qū)動模塊103中驅(qū)動晶體管md的閾值電壓無關(guān),從而可以降低各個亞像素之間存在的閾值電壓不均對顯示亮度造成的影響。另一方面,上述像素電路還包括檢測單元20,通過檢測單元20可以對入射至設(shè)置有該檢測單元20的各個亞像素的外界光線進行采集,從而實現(xiàn)拍攝功能。因此本申請通過將檢測單元20集成于像素電路中,使得再制作顯示面板的過程中,即可以完成具有拍攝功能的器件的制備。所以該顯示面板無需安裝額外單獨購買的攝像頭,因此能夠降低成本,且上述檢測單元20位于亞像素內(nèi),所以無需占用非顯示區(qū)域的面積,利于窄邊框。在此基礎(chǔ)上,該檢測單元20中的部分晶體管與顯示驅(qū)動單元中的部分晶體管共用,從而可以簡化集成由上述檢測單元20的像素電路的結(jié)構(gòu)。
以下,對檢測單元20中的部分晶體管如何與顯示驅(qū)動單元10中的部分晶體管共用進行詳細的舉例說明。
例如,在上述檢測單元20中的部分晶體管與驅(qū)動模塊103中的部分晶體管共用的情況下,各個模塊連接方式以及結(jié)構(gòu)如下:
具體的,如圖2所示,驅(qū)動模塊103還連接第一供電電壓端elvdd和第二傳輸控制信號端txb?;诖巳鐖D3所示,該驅(qū)動模塊103包括驅(qū)動晶體管md、第九晶體管m9和存儲電容cst。該驅(qū)動晶體管md的柵極連接存儲電容cst的一端,第一極連接第九晶體管m9的第二極,第二極與發(fā)光控制模塊104相連接。其中,上述驅(qū)動晶體管md為p型晶體管。在此情況下,該驅(qū)動晶體管md的第一極為源極,第二極為漏極。
此外,存儲電容cst的另一端連接補償模塊102和寫入模塊101。
檢測單元20如圖2所示,還連接第一供電電壓端elvdd、發(fā)光器件l的陽極、第一初始電壓端vint1、第二重置信號端rst2、選通控制信號端tsel、第一傳輸控制信號端tx、第二傳輸控制信號端txb。
其中,如圖3所示,該檢測單元20包括第一晶體管m1、第二晶體管m2、第三晶體管m3、上述驅(qū)動晶體管md、上述第九晶體管m9以及光敏二極管pd。在此情況下,該檢測單元20與驅(qū)動模塊103共用驅(qū)動晶體管md和第九晶體管m9。其中,驅(qū)動晶體管md的尺寸較大,在顯示階段,該驅(qū)動晶體管md除了起到開關(guān)的作用以外,還用于驅(qū)動發(fā)光器件l發(fā)光。而第九晶體管m9的尺寸較小,僅起到開關(guān)的作用。
具體的,上述第一晶體管m1的柵極連接第二重置信號端rst2、第一極連接第一初始電壓端vint1,第二極與發(fā)光器件l的陽極相連接。
第二晶體管m2的柵極連接第一傳輸控制信號端tx,第一極連接光敏二極管pd的陽極,第二極與驅(qū)動晶體管md的柵極相連接。
第三晶體管m3的柵極連接選通控制信號端tset,第一極連接驅(qū)動晶體管md的第一極,第二極與讀取信號線rl相連接。在此情況下,在拍攝階段,由于上述驅(qū)動晶體管md第一極即源極通過第三晶體管m3與讀取信號線rl相連接,因此上述驅(qū)動晶體管md為一源跟隨器,以對光敏二極管pd采集到的信號進行放大后輸出至讀取信號線rl。
光敏二極管pd的陰極連接第一供電電壓端elvdd,發(fā)光器件的l陰極連接第二供電電壓端elvss。
在此基礎(chǔ)上,上述檢測單元20中的部分晶體管還與重置模塊100中的部分晶體管共用。
在此情況下,重置模塊100還連接第二初始電壓端vint2和第一重置信號端rst1。該重置模塊用于在第一重置信號端rst1的控制下,將第二初始電壓端vint2輸出至驅(qū)動模塊103,以對該驅(qū)動模塊103進行重置。
基于此,重置模塊100如圖3所示,包括第五晶體管m5,該第五晶體管m5的柵極連接第一重置信號端rst1,第一極連接驅(qū)動晶體管md的柵極,第二極與第二初始電壓端vint2相連接。
在此情況下,上述檢測單元20如圖3所示,還包括第五晶體管m5。因此該檢測單元20與上述重置模塊100共用第一晶體管m5。
此外,上述發(fā)光控制模塊104如圖2所示,還連接第一使能信號端em1。具體的,如圖3所示,該發(fā)光控制模塊104包括第四晶體管m4。該第四晶體管m4的柵極連接第一使能信號端em1,第一極連接驅(qū)動晶體管md的第二極,第二極與發(fā)光器件l的陽極相連接。其中,該第四晶體管m4為n型晶體管。在此情況下,第四晶體管m4的第一極為漏極,第二極為源極。
此外,上述寫入模塊101如圖2所示,還連接掃描信號端gate以及數(shù)據(jù)信號端data。該寫入模塊101用于在掃描信號端gate的控制下,將數(shù)據(jù)信號端data提供的數(shù)據(jù)電壓輸出至驅(qū)動模塊103。
具體的,上述寫入模塊101如圖3所示,包括第六晶體管m6和第七晶體管m7。其中,第六晶體管m6的柵極連接掃描信號端gate,第一極連接驅(qū)動模塊103,第二極與數(shù)據(jù)信號端data相連接。當上述驅(qū)動模塊103的結(jié)構(gòu)如上所述時。該第六晶體管m6的第一極連接存儲電容cst的另一端。
第七晶體管m7的柵極連接掃描信號端gate,第一極和第二極均連接驅(qū)動模塊103。其中,當驅(qū)動模塊103的結(jié)構(gòu)如上所述時。該第七晶體管m7的第一極連接驅(qū)動晶體管md的第二極,第二極與驅(qū)動晶體管md的柵極相連接。
此外,上述補償模塊102如圖2所示,還連接第一供電電壓端elvdd和第二使能信號端em2。該補償模塊102用于在第二使能信號端em2的控制下,將第一供電電壓端elvdd的電壓輸出至驅(qū)動模塊103。
具體的,該補償模塊102包括第八晶體管m8,該第八晶體管m8的柵極連接第二使能信號端em2,第一極連接第一供電電壓端elvdd,第二極與驅(qū)動模塊103相連接。其中,當驅(qū)動模塊103的結(jié)構(gòu)如上所述時。該第八晶體管m8的第二極與存儲電容cst的另一端相連接。
需要說明的是,當上述像素電路的結(jié)構(gòu)圖3所示時,該像素電路中,除了驅(qū)動晶體管md為p型晶體管,第四晶體管m4為n型晶體管以外,其余晶體管(m1、m2、m3、m5、m6、m7、m8、m9)可以為n型晶體管或者均為p型晶體管。在此情況下,當上述其余晶體管均為n型晶體管時,上述其余晶體管的第一極為漏極,第二極為源極?;蛘弋斏鲜銎溆嗑w管均為p型晶體管時,上述其余晶體管的第一極為源極,第二極為漏極。以下為了方便說明均是以上述其余晶體管(m1、m2、m3、m5、m6、m7、m8、m9)均為p型晶體管為例進行的舉例說明。
此外,圖3中的各個晶體管可以為薄膜晶體管(thinfilmtransistor,tft)或者場效應(yīng)晶體管。本發(fā)明對此不作限定。
以下結(jié)合如圖4所示的信號時序圖,對如圖3所示的像素電路的驅(qū)動方法進行詳細的說明。其中,圖3中的第一供電電壓端elvdd輸出恒定的高電平,第二供電電壓端elvss輸出恒定的低電平。在此基礎(chǔ)上,具有該像素電路的顯示面板能夠?qū)崿F(xiàn)顯示和拍攝。因此該像素電路的控制過程如圖4所示,包括多個圖像幀,即多個顯示階段(display)以及在相鄰兩圖像幀之間插入的拍攝階段(camera)。
具體的,在顯示階段的重置子階段p1,rst1=0;gate=1;em2=1;em1=0;tx=1;txb=0;tsel=1;rst2=1;其中“0”為低電平,“1”為高電平。
在此情況下,第二重置信號端rst1輸出低電平,第五晶體管m5導通,第二初始電壓端vint2的電壓(例如0v)通過該第五晶體管m5輸出至驅(qū)動晶體管md的柵極,從而對該驅(qū)動晶體管md的柵極進行重置,以清除上一圖像幀殘留于驅(qū)動晶體管md的柵極的電荷,避免殘留電荷對下一圖像幀的顯示造成影響。
此外,第九晶體管m9導通,其余晶體管均處于截止狀態(tài)。
接下來,在顯示階段的寫入子階段p2,rst1=1;gate=0;em2=1;em1=0;tx=1;txb=0;tsel=1;rst2=1。
在此情況下,第六晶體管m6和第七晶體管m7導通。數(shù)據(jù)信號端data輸入的數(shù)據(jù)電壓(vdata)通過第六晶體管m6輸出至存儲電容cst的另一端,此時節(jié)點a的電壓va=vdata。此時,在存儲電容cst的放電作用下,驅(qū)動晶體管md導通,且因為上述第七晶體管m7導通,從而將該驅(qū)動晶體管md的源極與柵極相連接,使得該驅(qū)動晶體管md處于二極管導通狀態(tài),此時節(jié)點b,即該驅(qū)動晶體管md的柵極電壓vg=vb=vdd-vth。其中,vth為該動晶體管md的閾值電壓,vdd為第一供電電壓端elvdd輸出的電壓。
此外,第九晶體管m9導通,其余晶體管均處于截止狀態(tài)。
接下來,在顯示階段的補償子階段p3,rst1=1;gate=1;em2=0;em1=0;tx=1;txb=0;tsel=1;rst2=1。
在此情況下,在第二使能信號端em2輸出的低電平的控制下,第八晶體管m8導通,第一供電電壓端elvdd輸出的電壓(vdd)通過第八晶體管m8輸出至存儲電容cst的另一端,使得節(jié)點a的電壓為vdd。此時,節(jié)點a的電壓變化值△v=vdd-vdata。在該存儲電容cst的自舉作用下,該存儲電容cst的一端,即節(jié)點b的電壓變化為:
vb=vdd-vth+△v
=vdd-vth+vdd-vdata
=2vdd-vth-vdata
=vg。
此外,第九晶體管m9導通,其余晶體管均處于截止狀態(tài)。
接下來,在顯示階段的發(fā)光子階段p4,rst1=1;gate=1;em2=1;em1=1;tx=1;txb=0;tsel=1;rst2=1。
在第一使能信號端em1輸出的高電平的控制下,第四晶體管m4導通,此外驅(qū)動晶體管md也導通,在第一供電電壓端elvdd和第二供電電壓端elvss的控制下,發(fā)光器件l,例如oled開始發(fā)光。
在此情況下,第二傳輸控制信號端txb仍然控制第九晶體管m9導通,以將第一供電電壓端elvdd的電壓(vdd)輸出至驅(qū)動晶體管的第一極,即源極。此時由于驅(qū)動晶體管md為p型晶體管,因此該驅(qū)動晶體管md的柵源電壓vgs為:
vgs=vs-vg
=vdd-(2vdd-vth-vdata)
=vdata+vth-vdd。
基于此,流過該oled的驅(qū)動電流i為:
i=1/2×k(vgs-vth)2
=1/2×k((vdata+vth-vdd)-vth)2
=1/2×k(vdata-vdd)2。(1)
其中,k為關(guān)聯(lián)于驅(qū)動晶體管md的電流常數(shù),與驅(qū)動晶體管md的工藝參數(shù)和幾何尺寸有關(guān)。
由以上公式(1)可知,用于驅(qū)動發(fā)光器件l進行發(fā)光的驅(qū)動電流i與驅(qū)動晶體管md的閾值電壓vth無關(guān),從而可以消除由于各個亞像素的像素電路中驅(qū)動晶體管md的閾值電壓vth存在差異,而導致各個發(fā)光器件l亮度不均的現(xiàn)象。
在此基礎(chǔ)上,當在上述顯示階段(display)之后插入拍攝階段(camera)之后,在拍攝階段(camera)各個晶體管的通斷狀態(tài)如下:
進入拍攝階段(camera)后,第二重置信號端rst2基本保持低電平,從而使得第一晶體管m1導通。在此情況下,第一初始電壓端vint1的電壓通過該第一晶體管m1輸出至述第四晶體管m4的第二極(即源極)以及發(fā)光器件l的陽極。此時,該第四晶體管m4的源極電壓vs的大小可以由第一初始電壓端vint1進行控制,從而可以實現(xiàn)對該第四晶體管m4的柵源電壓vgs進行控制。基于此,第一使能信號端em1控制第四晶體管m4導通,以使得流過第四晶體管m4的電流保持恒定值,以向復用為源跟隨器的驅(qū)動晶體管md提供恒流源。這樣一來,該檢測單元20自身具備恒流源,因此無需額外設(shè)置恒流源。
此外,還可以控制第一初始電壓端vint1輸出電壓的大小,以控制發(fā)光器件l在上述拍攝階段(camera)關(guān)閉,或者保持發(fā)光狀態(tài),以作為光源使用。在此基礎(chǔ)上,在第二傳輸控制信號端txb的控制下,第九晶體管m9處于截止狀態(tài)。
接下來,對拍攝階段(camera)中各個子階段中其余晶體管的通斷狀態(tài)進行說明。
具體的,在拍攝階段的第一子階段q1,rst1=0;gate=1;em2=1;em1=1;tx=0;txb=1;tsel=1;rst2=0。
在此情況下,在第一復位信號端rst1的控制下,第五晶體管m5導通,此外,在第一傳輸控制信號端tx的控制下,第二晶體管m2導通。第二初始電壓端vint2的電壓通過第五晶體管m5和第二晶體管m2輸出至光敏二極管pd的陽極,以對該光敏二極管pd的陽極電壓進行重置,避免上一拍攝階段殘留于光敏二極管pd陽極的電壓對下一拍攝階段的采集結(jié)果造成影響。
此外,該檢測單元20中,除了第五晶體管m5、第二晶體管m2以及第一晶體管m1導通以外,其余晶體管均處于截止狀態(tài)。
接下來,在拍攝階段的第二子階段q2,rst1=1;gate=1;em2=1;em1=1;tx=0;txb=1;tsel=1;rst2=0。
在此情況下,第二晶體管m2仍然保持導通狀態(tài),光敏二極管pd對入射光進行采集,并將采集到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號通過第二晶體管m2輸出至驅(qū)動晶體管的柵極,以實現(xiàn)光電流積分。
此外,該檢測單元20中,除了第二晶體管m2和第一晶體管m1導通以外,其余晶體管均處于截止狀態(tài)。
接下來,在拍攝階段的第三子階段q3,rst1=1;gate=1;em2=1;em1=0;tx=1;txb=1;tsel=0;rst2=0。
在此情況下,在選通控制信號端tsel的控制下,第三晶體管m3導通,且該發(fā)光二極管pd輸出信號的控制下,驅(qū)動晶體管md導通,以使得該驅(qū)動晶體管md復用為源跟隨器,對該驅(qū)動晶體管md的柵極信號進行放大,并通過第三晶體管m3輸出至讀取信號線rl。
此外,該檢測單元20中,除了第三晶體管m3、驅(qū)動晶體管md以及第一晶體管m1導通以外,其余晶體管均處于截止狀態(tài)。
需要說明的是,在上述第三子階段q3即將結(jié)束時,上述選通控制信號端tsel和第二重置信號端rst2的電壓升高至高電平,以為該像素電路進入顯示階段做準備,從而減小該拍攝階段對顯示效果的影響。
由上述可知,該檢測單元20中的第二晶體管m2、第三晶體管m3以及驅(qū)動晶體管md構(gòu)成3t-aps(activepixelsensor,有源像素傳感器)。
此外,上述檢測單元20中的部分晶體管如何與顯示驅(qū)動單元10中的部分晶體管共用的方案又例如,檢測單元20中的部分晶體管與發(fā)光控制模塊104中的晶體管共用。
在此情況下,如圖5所示,發(fā)光控制模塊104還連接第一使能信號端em1和第三使能信號端em3。
具體的,該發(fā)光控制模塊104如圖6所示,包括第二晶體管m2和第四晶體管m4。
其中,第二晶體管m2的柵極連接第三使能信號端em3,第一極連接第一使能信號端em1,第二極與第四晶體管m4的柵極相連接。
第四晶體管m4的第一極連接驅(qū)動模塊103,第二極連接發(fā)光器件l的陽極。
此外,該檢測單元20如圖5所示,還連接所述第一使能信號端em1、第三使能信號端em3、第二重置信號端rst2以及選通控制信號端tsel。
具體的,檢測單元20如圖6所示,包括第一晶體管m1、上述第二晶體管m2、第三晶體管m3、上述第四晶體管m4以及光敏二極管pd,其中,該第四晶體管m4為p型晶體管。因此檢測單元20與發(fā)光控制模塊104共用第四晶體管m4和第二晶體管m2。
其中,第一晶體管m1的柵極連接第二重置信號端rst2,第一極連接第四晶體管m4的第二極,第二極與光敏二極管pd的陽極相連接。
第三晶體管m3的柵極連接選通控制信號端tsel,第一極連接驅(qū)動模塊103,第二極與讀取信號線rl相連接。
光敏二極管pd的陰極連接第四晶體管m4的柵極,發(fā)光器件l的陰極連接第二供電電壓端elvss。
在此基礎(chǔ)上,驅(qū)動模塊104如圖5所示,還連接第一供電電壓端elvdd。具體的,如圖6所示,該驅(qū)動模塊103包括驅(qū)動晶體管md和存儲電容cst。其中,驅(qū)動晶體管md的柵極連接存儲電容cst的一端,第一極連接第一供電電壓端elvdd,第二極與發(fā)光器件l的陽極相連接。所述驅(qū)動晶體管md為p型晶體管。
需要說明的是,當檢測單元20的結(jié)構(gòu)如上所述時,上述第四晶體管m4的第一極(即源極)與驅(qū)動晶體管md的第二極相連接。此外,第三晶體管m3的第一極與該第四晶體管m4的第一極(即源極)相連接。此時,該第四晶體管m4可以復用為源跟隨器,對將光敏二極管pd采集的到的信號進行放大,并經(jīng)過第三晶體管m3輸出至讀取信號線rl。基于此,為了起到良好的放大效果,上述第四晶體管m4的尺寸可以與驅(qū)動晶體管md相當。
此外,上述驅(qū)動模塊104還可以包括如圖3所示的第九晶體管m9,該第九晶體管m9在顯示階段和拍攝階段的通斷狀態(tài)同上所述此處不再贅述。為了方便說明,以下實施例均是以圖6所示的驅(qū)動模塊104為例進行的說明。
基于此,如圖5所示,重置模塊100還連接第二初始電壓端vint2和第一重置信號端rst1。該重置模塊100用于在第一重置信號端rst1的控制下,將第二初始電壓端vint2輸出至驅(qū)動模塊103。
具體的,該重置模塊100包括第五晶體管m5,第五晶體管m5的柵極連接第一重置信號端rst1,第一極連接上述驅(qū)動晶體管md,第二極與第二初始電壓端vint2相連接。
需要說明的是,圖6所示的像素電路中,除了第四晶體管m4和驅(qū)動晶體管md需要為p型晶體管以外,其余晶體管可以均為n型晶體管或者均為p型晶體管。以下為了方便說明,是以其余晶體管均為p型晶體管為例進行的舉例說明。
在此情況下,如6所示的像素電路如圖7所示也可以包括顯示階段(display)以及在相鄰兩個顯示階段之間插入的拍攝階段。其中,在顯示階段圖6所示的像素電路的控制方法與圖3所示的像素電路的控制方法的原理相同,均包括重置子階段p1、寫入子階段p2、補償子階段p3以及發(fā)光子階段p4。因此,在各個子階段,每個晶體管的通斷狀態(tài)此處不再贅述。
以下,對如圖6所示的像素電路中在如圖7所示的拍攝階段得驅(qū)動方法進行說明。
在上述拍攝階段,驅(qū)動晶體管md在自身電容或者存儲電容cst的作用下,保持導通狀態(tài),以使得由電流流過該驅(qū)動晶體管md,從而可以向復用為源跟隨器的第四晶體管m4提供恒流源。這樣一來,該檢測單元20自身具備恒流源,因此無需額外設(shè)置恒流源。
此外,在這個拍攝階段,第二復位信號端rst2輸出的低電壓,并控制第一晶體管m1導通,以將發(fā)光器件l的陽極與陰極電連接于第二供電電壓端elvss,此時發(fā)光器件l關(guān)閉。
接下來,在拍攝階段中的各個子階段,晶體管的通斷狀態(tài)如下:
在如圖7所示的拍攝階段的第一子階段,rst1=0;gate=1;em2=1;em1=1;em3=0;tsel=1;rst2=0。
在第三使能信號端em3的控制下,第二晶體管m2導通,將第一使能信號端em1的高電平輸出至光敏二極管pd的陰極,以通過該第一使能信號端em1對光敏二極管pd的陰極電壓進行重置。
此外,在該檢測單元20中,除了第晶體管m1和第二晶體管m2導通以外,其余晶體管處于截止狀態(tài)。
接下來,在拍攝階段的第二子階段q2,rst1=1;gate=1;em2=1;em1=0;em3=1;tsel=1;rst2=0。
在此情況下,光敏二極管pd對入射光進行采集,并將采集到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出至第四晶體管m4的柵極,以驚醒光電流積分。
此外,在該檢測單元20中,除了第晶體管m1、第二晶體管m2以及第三晶體管m3導通以外,其余晶體管處于截止狀態(tài)。
接下來,在拍攝階段的第三子階段q3,rst1=1;gate=1;em2=1;em1=0;em3=1;tsel=0;rst2=0。
在選通控制信號端tsel低電平的控制下,第三晶體管m3導通,且該發(fā)光二極管pd輸出信號的控制下,第四晶體管m4導通,以使得該第四晶體管m4復用為源跟隨器,對該第四晶體管m4的柵極信號進行放大,并通過第三晶體管m3輸出至讀取信號線rl。
由上述可知,該檢測單元20中的第二晶體管m2、第三晶體管m3以及第四晶體管m4構(gòu)成3t-aps(activepixelsensor,有源像素傳感器)。
綜上所述,圖3以及圖6所示的具有補償功能的像素電路中集成有上述3t-aps,且在實現(xiàn)拍攝功能時無需額外向該3t-aps提供電流源。因此,能夠簡化電路結(jié)構(gòu)并降低成本。
本發(fā)明實施例提供一種顯示裝置,包括多個呈矩陣形式排列的亞像素,該亞像素中設(shè)置有如上所述的任意一種像素電路。上述顯示裝置具有與前述實施例提供的像素電路相同的結(jié)構(gòu)和有益效果,此處不再贅述。
需要說明的是,例如該顯示裝置可以為顯示器、電視、數(shù)碼相框、手機或平板電腦等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或者部件。
本發(fā)明實施例提供一種用于驅(qū)動如上所述的任意一種像素電路的方法。該方法包括在相鄰兩個顯示階段(display)插入拍攝階段(camera)。
其中,顯示階段(display)如圖4或圖7所示包括重置子階段p1、寫入子階段p2、補償子階段p3以及發(fā)光子階段p4。
具體的,在顯示階段所述方法包括:
在重置子階段p1,重置模塊100對驅(qū)動模塊103進行重置。當像素電路的結(jié)構(gòu)如圖3或6所示時,重置模塊100對驅(qū)動模塊103進行重置的過程同上所述,此處不再贅述。
在寫入子階段p2,寫入模塊101將數(shù)據(jù)電壓vdata寫入至驅(qū)動模塊103。當像素電路的結(jié)構(gòu)如圖3或6所示時,寫入模塊101的寫入過程同上所述,此處不再贅述。
在補償子階段p3,補償模塊103對驅(qū)動模塊103進行閾值電壓vth補償。當像素電路的結(jié)構(gòu)如圖3或6所示時,補償模塊103的補償過程同上所述,此處不再贅述。
在發(fā)光子階段p4,發(fā)光模塊104將驅(qū)動模塊103與發(fā)光器件l電連接,驅(qū)動模塊103向發(fā)光器件l提供驅(qū)動電流,發(fā)光器件l根據(jù)所述驅(qū)動電流進行發(fā)光。當像素電路的結(jié)構(gòu)如圖3或6所示時,發(fā)光器件l的發(fā)光過程同上所述,此處不再贅述。
在拍攝階段所述方法包括:
檢測單元20對入射光進行采集,并將采集結(jié)果輸出至讀取信號線rl。
其中,例如,如圖3所示,當驅(qū)動模塊103包括驅(qū)動晶體管md和第九晶體管m9。檢測單元20包括第一晶體管m1、第二晶體管m2、第三晶體管m3、上述驅(qū)動晶體管md、上述第九晶體管m9、第五晶體管m5以及光敏二極管pd。發(fā)光控制模塊104包括第四晶體管m4時,在拍攝階段該檢測電源20的控制方法同上所述,此處不再贅述。
或者,又例如,如圖6所示,當驅(qū)動模塊包括驅(qū)動晶體管md,發(fā)光控制模塊104包括第二晶體管m2和第四晶體管m4。此外,檢測單元20包括第一晶體管m1、上述第二晶體管m2、第三晶體管m3、上述第四晶體管m4以及光敏二極管pd時,在拍攝階段該檢測電源20的控制方法同上所述,此處不再贅述。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成,前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中,該程序在執(zhí)行時,執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟;而前述的存儲介質(zhì)包括:rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
以上所述,僅為本發(fā)明的具體實施方式,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。