一种像素电路及其驱动方法、以及显示装置与流程

1.本技术涉及显示技术领域，特别是涉及一种像素电路及其驱动方法、以及显示装置。


背景技术：

2.microled是新一代显示技术，比现有的oled技术亮度更高、发光效率更好、功耗更低，因此，microled出色的特性将使得它可以在电视、iphone、ipad上应用。同时，microled作为一种自发光器件，其发光效率会在低电流密度下随着电流密度降低而降低。而不同地，oled显示的不同灰阶是靠不同电流密度驱动oled器件而发出不同亮度的光来实现的。但是microled显示仅用变化电流密度来实现不同灰阶的亮度，则在低灰阶时存在因电流密度较低导致发光效率较低且功耗较高。
3.为了让mircoled工作在高电流密度，如图1所示为现有技术中microled像素驱动电路原理图，在电流通路上引入了pwm控制模块来控制电流通路导通的时间。而pwm的vdata_t写入时，由于电容耦合效应，引起其中的dtft(drive thin film transistor，驱动薄膜晶体管)t4的栅压变化，在gateb打开前，t8的栅极是浮动状态，gateb打开后，vdata_t写入，t8栅极电压变化，由于t8 cgs的耦合效应，导致t4的漏极电压变化，在cgd的耦合效应下，使t4的栅压也随之发生变化，从而导致发光元件不能正常点亮。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题至少之一，本技术第一方面提供一种像素电路，包括驱动控制单元、输入控制单元和隔离单元，其中：
5.驱动控制单元，包括发光器件，用于向发光器件提供驱动电流；隔离单元，用于隔离输入控制单元输入的发光时间控制信号和驱动控制单元；输入控制单元，用于将输入的发光时间控制信号输出至隔离单元并经隔离单元传输至驱动控制单元以控制发光器件的发光时间。
6.在一些可选的实施例中，隔离单元包括第一隔离晶体管、第二隔离晶体管和第一隔离电容，其中
7.第一隔离晶体管的第一极接入输入控制单元输出的发光时间控制信号，第二极连接至第一节点，控制极接入第一发光控制信号，第一节点为隔离单元与驱动控制单元的连接节点；
8.第二隔离晶体管的第一极接入第一电源信号，第二极连接至第一节点，控制极接入复位信号；
9.第一隔离电容的第一端连接至第一节点，第二端接入第二电源信号。
10.在一些可选的实施例中，驱动控制单元包括发光单元和像素驱动单元，其中发光单元，包括发光开关晶体管和发光器件；像素驱动单元，用于通过发光开关晶体管向发光器件提供驱动电流；发光开关晶体管的第一极接入像素驱动单元输出的驱动电流信号，第二
极连接至发光器件的第一极，控制极连接至第一节点；发光器件的第二极接入第三电源信号。
11.在一些可选的实施例中，像素驱动单元包括：扫描开关晶体管、驱动晶体管、阈值补偿晶体管、第一复位晶体管、第一发光控制晶体管和驱动存储电容，其中：
12.扫描开关晶体管的第一极接入数据电压信号，第二极连接至第二节点，控制极接入像素电路的行扫描信号；
13.驱动晶体管的第一极连接至第二节点，第二极连接至发光开关晶体管的第一极，控制极连接至第三节点；
14.阈值补偿晶体管的第一极连接至第三节点，第二极连接至驱动晶体管的第二极，控制极接入像素电路的行扫描信号；
15.第一复位晶体管的第一极连接至第三节点，第二极接入第四电源信号，控制极接入复位信号；
16.第一发光控制晶体管的第一极接入第五电源信号，第二极连接至第二节点，控制极接入第一发光控制信号；
17.驱动存储电容的第一端连接至第四节点，第二端连接至第三节点。
18.在一些可选的实施例中，输入控制单元包括输入晶体管和输入存储电容，其中：
19.输入晶体管的第一极接入发光时间控制信号，第二极连接至隔离单元的第一隔离晶体管的第一极，控制极接入第二发光控制信号；输入存储电容的第一端连接至隔离单元的第一隔离晶体管的第一极，第二端接入第二电源信号。
20.本技术第二方面提供一种显示装置，包括本技术第一方面所述的像素电路。
21.本技术第三方面提供一种本技术第一方面所述的像素电路的驱动方法，包括：隔离单元隔离输入控制单元输入的发光时间控制信号和驱动控制单元，驱动控制单元包括发光器件；驱动控制单元向发光器件提供驱动电流；输入控制单元将输入的发光时间控制信号输出至隔离单元并经隔离单元传输至驱动控制单元以控制发光器件的发光时间。
22.在一些可选的实施例中，隔离单元包括第一隔离晶体管、第二隔离晶体管和第一隔离电容，其中，第一隔离晶体管的第一极接入输入控制单元输出的发光时间控制信号，第二极连接至第一节点，控制极接入第一发光控制信号，第一节点为隔离单元与驱动控制单元的连接节点；第二隔离晶体管的第一极接入第一电源信号，第二极连接至第一节点，控制极接入复位信号；第一隔离电容的第一端连接至第一节点，第二端接入第二电源信号；
23.驱动方法包括：
24.复位阶段：第二隔离晶体管响应于复位信号向驱动控制单元输出第一电源信号；
25.数据写入和阈值补偿阶段：驱动控制单元向发光器件提供驱动电流；
26.发光控制阶段：包括：
27.时间控制信号写入阶段：输入控制单元将输入的发光时间控制信号输出至隔离单元；
28.发光阶段：第一隔离晶体管响应于第一发光控制信号将发光时间控制信号传输至驱动控制单元以控制发光器件发光。
29.在一些可选的实施例中，
30.驱动控制单元包括发光单元和像素驱动单元，发光单元包括发光开关晶体管和发
光器件，其中，发光开关晶体管的第一极接入像素驱动单元输出的驱动电流信号，第二极连接至发光器件的第一极，控制极连接至第一节点；发光器件的第二极接入第三电源信号；
31.像素驱动单元包括：扫描开关晶体管、驱动晶体管、阈值补偿晶体管、第一复位晶体管、第一发光控制晶体管和驱动存储电容，其中，扫描开关晶体管的第一极接入数据电压信号，第二极连接至第二节点，控制极接入像素电路的行扫描信号；驱动晶体管的第一极连接至第二节点，第二极连接至发光开关晶体管的第一极，控制极连接至第三节点；阈值补偿晶体管的第一极连接至第三节点，第二极接入驱动晶体管的第二极，控制极接入像素电路的行扫描信号；第一复位晶体管的第一极连接至第三节点，第二极接入第四电源信号，控制极接入复位信号；第一发光控制晶体管的第一极接入第五电源信号，第二极连接至第二节点，控制极接入第一发光控制信号；驱动存储电容的第一端接入第五电源信号，第二端连接至第三节点；
32.复位阶段进一步包括：第二隔离晶体管响应于复位信号向发光开关晶体管的控制极输出第一电源信号，第一复位晶体管响应于复位信号rst使驱动存储电容放电，并向驱动晶体管的控制极输出第四电源信号导通驱动晶体管；
33.数据写入和阈值补偿阶段进一步包括：扫描开关晶体管响应于像素电路的行扫描信号将输入的数据电压信号传输至驱动晶体管的第一极；阈值补偿晶体管响应于像素电路的行扫描信号对驱动晶体管的阈值电压进行补偿；驱动晶体管导通将数据电压信号通过阈值补偿晶体管传输到驱动晶体管的栅极，驱动存储电容存储数据电压信号；第一发光控制晶体管响应于第一发光控制信号向驱动晶体管提供第五电源信号形成电流通路，驱动晶体管生成驱动电流信号并传输至发光开关晶体管的第一极；
34.时间控制信号写入阶段进一步包括：输入控制单元将输入的发光时间控制信号输出至隔离单元的第一隔离晶体管的第一极；
35.发光阶段进一步包括：第一隔离晶体管响应于第一发光控制信号将发光时间控制信号传输至驱动控制单元的发光开关晶体管的控制极，使得驱动电流信号加载至发光器件的第一极并驱动发光器件发光。
36.在一些可选的实施例中，输入控制单元包括输入晶体管和输入存储电容，其中：输入晶体管的第一极接入发光时间控制信号，第二极连接至隔离单元的第一隔离晶体管的第一极，控制极接入第二发光控制信号；输入存储电容的第一端连接至隔离单元的第一隔离晶体管的第一极，第二端接入第二电源信号；
37.时间控制信号写入阶段进一步包括：输入晶体管响应于第二发光控制信号将发光时间控制信号存储在输入存储电容，以将发光时间控制信号传输至隔离单元的第一隔离晶体管的第一极。
38.在一些可选的实施例中，第一发光控制信号包括至少两次有效输入，发光控制阶段进一步包括：
39.根据第一发光控制信号将发光时间控制信号传输至驱动控制单元的发光开关晶体管的控制极，使得驱动电流信号加载至发光器件的第一极并驱动发光器件发光，时间控制信号为在时间控制信号写入阶段由输入控制单元输入的发光时间控制信号。
40.本发明的有益效果如下：
41.本技术针对目前现有的问题，制定一种像素电路及其驱动方法、以及显示装置，通
过在驱动控制单元和输入控制单元之间设置隔离单元，将输入的发光时间控制信号与驱动控制单元隔离，避免发光时间控制信号写入时导致驱动控制单元中电流通路上的驱动晶体管的栅压变化，进而避免驱动晶体管的误开启，从而保证发光器件在设计时刻正常发光，使得显示面板能够准确按照调制的灰阶进行显示，具有广泛的应用前景。
附图说明
42.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。
43.图1为现有技术的像素电路的示意性电路原理图。
44.图2为根据本技术实施例的像素电路的示意性电路原理图。
45.图3为根据本技术实施例的像素电路中关键信号的时序图。
具体实施方式
46.为了更清楚地说明本技术，下面结合优选实施例和附图对本技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本技术的保护范围。
47.需要说明的是，本文中所述的“在
……
上”、“在
……
上形成”和“设置在
……
上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上，也可以表示一层间接形成或设置在另一层上，即两层之间还存在其它的层。在本文中，除非另有说明，所采用的术语“位于同一层”指的是两个层、部件、构件、元件或部分可以通过同一构图工艺形成，并且，这两个层、部件、构件、元件或部分一般由相同的材料形成。在本文中，除非另有说明，表述“构图工艺”一般包括光刻胶的涂布、曝光、显影、刻蚀、光刻胶的剥离等步骤。表述“一次构图工艺”意指使用一块掩模板形成图案化的层、部件、构件等的工艺。
48.需要进一步说明的是，在本技术的实施例中是以晶体管均为p型晶体管为例进行描述的，但本领域技术人员可以理解的是，本技术中的晶体管均可以为n型晶体管，当为n型晶体管时，只需要适当调整给入晶体管控制极的信号电平即可。
49.如图2所示，本技术的一个实施例提供了一种像素电路，其特征在于，包括驱动控制单元、输入控制单元和隔离单元，其中：
50.驱动控制单元，包括发光器件，用于向发光器件提供驱动电流；
51.隔离单元，用于隔离输入控制单元输入的发光时间控制信号和驱动控制单元；
52.输入控制单元，用于将输入的发光时间控制信号输出至隔离单元并经隔离单元传输至驱动控制单元以控制发光器件的发光时间。
53.在本实施例中，通过在驱动控制单元和输入控制单元之间设置隔离单元，将输入的发光时间控制信号与驱动控制单元隔离，避免发光时间控制信号写入时导致驱动控制单元中电流通路上的驱动晶体管的栅压变化，进而避免驱动晶体管的误开启，从而保证发光器件在设计时刻正常发光，使得显示面板能够准确按照调制的灰阶进行显示，具有广泛的应用前景。
54.在一个具体的示例中，如图2所示，像素电路包括驱动控制单元101、输入控制单元103和隔离单元105。其中，驱动控制单元包括发光器件d，用于向发光器件d提供驱动电流。发光器件可选地可以为microled，但本技术并不限于此，也可以为其他显示亮度受时间影响的发光器件。隔离单元105设置于输入控制单元103与驱动控制单元之间，用于隔离输入控制单元103输入的发光时间控制信号vdata_t和驱动控制单元101，输入控制单元103用于将输入的发光时间控制信号vdata_t输出至隔离单元并经隔离单元传输至驱动控制单元101以控制发光器件d的发光时间。
55.具体地，隔离单元105可以包括第一隔离晶体管t9、第二隔离晶体管t10和第一隔离电容c3，其中第一隔离晶体管t9的第一极接入输入控制单元103输出的发光时间控制信号，第二极连接至第一节点n1，控制极接入第一发光控制信号em，第一节点n1为隔离单元105与驱动控制单元101的连接节点，第一隔离晶体管t9响应于第一发光控制信号em将第一输入控制单元输入的发光时间控制信号vdata_t传输至驱动控制单元；第二隔离晶体管t10的第一极接入第一电源信号vgh，第二极连接至第一节点n1，控制极接入复位信号rst，第二隔离晶体管t10响应于复位信号rst复位驱动控制单元101中的发光晶体管t8的控制极，即通过第一电源信号vgh将发光晶体管t8的控制极拉高；第一隔离电容c3的第一端连接至第一节点n1，第二端接入第二电源信号vcom，第一隔离电容c3用于存储并保持发光晶体管t8的栅极的电位，即保持将发光晶体管t8的控制极拉高的第一电源信号vgh。
56.具体地，驱动控制单元101包括发光单元101-1和像素驱动单元101-2，其中，发光单元101-1包括发光开关晶体管t8和发光器件d。可选地，发光器件d可以是microled，但本技术并不限于此，其他发光程度受时间影响的半导体发光器件也是可以的。像素驱动单元101-2用于通过发光开关晶体管t8向发光器件d提供驱动电流。发光开关晶体管t8的第一极接入像素驱动单元101-2输出的驱动电流信号，第二极连接至发光器件d的第一极，控制极连接至第一节点n1以接收由隔离单元105传输的发光时间控制信号vdata_t。发光器件d的第二极接入第三电源信号vgnd。发光开关晶体管t8响应于隔离单元105传输的vdata_t打开，将驱动电流信号加载到发光器件d的第一极以控制发光器件d发光。
57.像素驱动单元101-2包括扫描开关晶体管t2、驱动晶体管t4、阈值补偿晶体管t3、第一复位晶体管t1、第一发光控制晶体管t5和驱动存储电容c1，其中，扫描开关晶体管t2的第一极接入数据电压信号vdata_i，第二极连接至第二节点n2，控制极接入像素电路的行扫描信号gatea，扫描开关晶体管t2响应于输入的第n行扫描信号gataa而传输数据电压信号vdata_i(其中，n为正整数，最大值为待扫描像素的总行数)。驱动晶体管t4的第一极连接至第二节点n2，第二极连接至发光开关晶体管t8的第一极，控制极连接至第三节点n3，驱动晶体管t4根据扫描开关晶体管t2传输的数据电压信号vdata_i生成驱动电流信号。阈值补偿晶体管t3的第一极连接至第三节点n3，第二极连接驱动晶体管t4的第二极，控制极接入像素电路的行扫描信号gatea。阈值补偿晶体管t3响应于第n行扫描信号gataa对驱动晶体管t4的阈值电压进行补偿。具体地，当扫描晶体管t2响应于第n行扫描信号gataa而导通时，因为驱动晶体管t4导通和阈值补偿晶体管t3导通，从而将数据电压信号vdata_i传输至驱动晶体管t4的控制极。第一复位晶体管t1的第一极连接至第三节点n3，第二极接入第四电源信号vinit，控制极接入复位信号rst，第一复位晶体管t1响应于复位信号rst，通过第四电源信号vinit对驱动存储电容c1进行放电，并将第四电源信号vinit传输至驱动晶体管t4的
控制极使驱动晶体管t4导通。第一发光控制晶体管t5的第一极接入第五电源信号vdd，第二极连接至第二节点n2，控制极接入第一发光控制信号em，第一发光控制晶体管t5响应于第一发光控制信号em向驱动晶体管t4提供第五电源信号vdd从而形成电流通路以把驱动电流信号传输至发光开关晶体管t8的第一极。驱动存储电容c1的第一端连接至第四节点n4，第四节点是第五电源信号vdd的连接端与第一发光控制晶体管t5的第一端之间的节点，第二端连接至第三节点n3，驱动存储电容c1用于存储传输至开关晶体管t2的控制极的数据电压信号。
58.另外，输入控制单元103具体地包括输入晶体管t7和输入存储电容c2。输入晶体管t7的第一极接入发光时间控制信号vdata_t，第二极连接至隔离单元105的第一隔离晶体管t9的第一极，控制极接入第二发光控制信号gateb，输入晶体管t7响应于第二发光控制信号gateb将发光时间控制信号vdata_t传输至隔离单元105。输入存储电容c2的第一端连接至隔离单元的第一隔离晶体管t9的第一极，第二端接入第二电源信号vcom，输入存储电容c2用于存储发光时间控制信号vdata_t。
59.通过本技术实施例的像素电路，可以通过在输入控制单元103与驱动控制单元101之间设置隔离单元105，从而将输入控制单元103输入的发光时间控制信号vdata_t与驱动控制单元隔离，避免了当写入发光时间控制信号vdata_t时导致驱动控制单元101中的电流通路上的驱动晶体管的栅压变化。
60.为了清楚本技术实施例中的像素电路的工作原理，以下对本技术实施例的像素电路的驱动方法进行说明，具体过程参照结合图2并参照图3的时序图进行描述。
61.本技术的实施例提供一种利用本技术第一方面的像素电路的驱动方法，包括：
62.隔离单元隔离输入控制单元输入的发光时间控制信号和驱动控制单元，驱动控制单元包括发光器件；
63.驱动控制单元向发光器件提供驱动电流；
64.输入控制单元将输入的发光时间控制信号输出至隔离单元并经隔离单元传输至驱动控制单元以控制发光器件的发光时间。
65.具体地，参照图3，以像素电路包括图2中所示的驱动控制单元101、输入控制单元103和隔离单元105为例说明本技术实施例的像素电路的驱动方法，驱动方法包括：
66.复位阶段：第二隔离晶体管t10响应于复位信号rst向驱动控制单元101输出第一电源信号vgh，其中，具体地，当复位信号rst为低电平时，第二隔离晶体管t10响应于控制极接收到的复位信号rst导通，从而向发光开关晶体管t8的控制极输出第一电源信号vgh。本领域技术人员应理解，对于本技术的示例中的p型晶体管而言，第一电源信号vgh为高电平，发光开关晶体管t8关断，发光器件d未得到任何驱动电流，而第一电源信号vgh向第一隔离电容c3充电。此外，在复位阶段，响应于复位信号rst，第一复位晶体管t1导通，使驱动存储电容c1放电并向驱动晶体管t4的控制极输出第四电源信号vinit以导通驱动晶体管t4。
67.数据写入和阈值补偿阶段：驱动控制单元101向发光器件d提供驱动电流。具体地，写入像素电路的行扫描信号gatea，响应于该信号，扫描开关晶体管t2导通，同时响应于控制极接收到的行扫描信号gataa，阈值补偿晶体管t3也导通，从而将数据电压信号vdata_i经由阈值补偿晶体管t3传输至驱动晶体管t4的控制极。此时，驱动晶体管t4的栅极电压为vdata_i vth，实现对阈值电压的补偿，驱动存储电容c1存储数据电压信号vdata_i。由于经
由阈值补偿晶体管t3以及驱动存储电容c1的置位，驱动晶体管t4保持导通，但由于此时第一发光控制信号em和复位信号rst均为高电平，因而隔离单元105中的第一隔离晶体管t9和隔离晶体管t10均为关断状态，且由于第一隔离电容c3的存在使得发光开关晶体管t8的控制极继续保持在第一电源信号，控制发光开关晶体管t8关断，则发光器件d未形成电流通路。
68.发光控制阶段：包括时间控制信号写入阶段和发光阶段，其中，在时间控制信号写入阶段，输入控制单元将输入的发光时间控制信号vdata_t输出至隔离单元；在发光阶段，第一隔离晶体管t9响应于第一发光控制信号em将发光时间控制信号vdata_t传输至驱动控制单元101以控制发光器件发光。
69.具体地，在发光控制阶段，首先，时间控制信号写入阶段中第二发光控制信号gateb为低电平，输入晶体管t7导通，发光时间控制信号vdata_t写入输入存储电容c2，然而由于第一发光控制信号em仍为高电平，写入的发光时间控制信号vdata_t不能传输到驱动控制单元中，隔离单元105起到隔离作用。之后在发光阶段中，第二发光控制信号gatab为高电平，第一发光控制信号em转为低电平，第一隔离晶体管t9导通，将存储在输入存储电容c2中的发光时间控制信号vdata_t传输到驱动控制单元101，具体地，传输到驱动控制单元101中的发光开关晶体管t8。同时，因为第一发光控制信号em为低电平，第一发光控制晶体管t5导通，且驱动晶体管t4因为驱动存储电容c1的保持作用也导通，因此，驱动控制单元101中存在向发光器件d提供电流的电流通路，发光器件d发光。结合图3中的时序图，具体的发光时间受控于第一发光控制信号em，一旦第一发光控制信号em转为高电平，则在输入控制单元103与驱动控制单元101之间形成隔离，使得发光开关晶体管t8的开关作用处于关断状态。
70.进一步具体地，在一次行扫描过程中可以包括多次发光控制阶段，即，包括多次时间控制信号写入阶段与发光阶段的组合。第一发光控制信号em包括至少两次有效输入，发光控制阶段进一步包括：根据第一发光控制信号em将发光时间控制信号vdata_t传输至驱动控制单元的发光开关晶体管t8的控制极，使得驱动电流信号加载至发光器件d的第一极并驱动发光器件d发光，时间控制信号vdata_t为在时间控制信号写入阶段由输入控制单元输入的。
71.参照图3，在该示例中，示例了一次行扫描过程包括两次发光控制阶段的情况。如图中所示，当完成第一次发光后，第一发光控制信号em转为高电平，之后第二发光控制信号gateb转为低电平，输入控制单元103写入发光时间控制信号vdata_t，由于隔离单元105此时的第一隔离晶体管t9在第一发光控制信号em的控制下关断，使得隔离单元105产生隔离作用，发光时间控制信号vdata_t保持在输入存储电容c2中，当第一发光控制信号em转为低电平时，存储在输入存储电容c2中的发光时间控制信号vdata_t被传输到发光开关晶体管t8，发光器件d发光。本领域技术人员应理解，本技术并不旨在限制再一次扫描过程中，发光器件d发光的次数，可以根据需要设计更多次数的发光控制阶段，以满足对发光器件的发光亮度的调整为设计准则，在此不再赘述。
72.以上方式，通过利用隔离单元，使得在驱动控制单元中的像素驱动单元完成驱动准备后的阶段，分为时间控制信号写入阶段和发光阶段，从而避免在发光时间控制信号的写入过程中发光开关晶体管控制极电压变化时cgs的耦合效应导致驱动晶体管的控制极电
压随之变化导致的发光器件发光时间的变化，从而像素灰阶控制更精确，提高显示效果。
73.本技术的另一方面还提供一种显示装置，包括本技术实施例所述的像素电路。
74.在本实施例中，通过在显示装置的像素电路中设置隔离单元，将隔离输入的发光时间控制信号与驱动控制单元隔离，避免发光时间控制信号写入时导致驱动控制单元中电流通路上的驱动晶体管的栅压变化，进而避免驱动晶体管的误开启，从而保证发光器件在恰当是时刻正常发光，使得显示面板按照调制的灰阶进行显示，具有广泛的应用前景。本实施例的具体实施方式同前述实施例，在此不再赘述。
75.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。