本發明涉及顯示驅動技術領域,尤其涉及一種像素驅動電路、驅動電路、顯示基板和顯示裝置。
背景技術:
現有的像素驅動電路不能將像素補償驅動部分與指紋識別部分整合起來,通過復用信號線同時實現像素補償驅動以及指紋識別,不能減少控制線的數目。并且現有的具有指紋識別功能的像素驅動電路常見的是將一幀時間分為顯示時間段和指紋識別時間段,分時序進行顯示驅動和指紋識別,并不能提供一種方便的時序簡單的能夠在驅動OLED(有機發光二極管)發光的同時進行指紋識別的技術方案。現有的像素驅動電路分時進行像素補償驅動和指紋識別,需要分出顯示驅動的時間給指紋識別,不能一整幀的時間進行像素驅動補償,壓縮了指紋識別的時間,因此指紋識別的精度不能有效提高,并且由于一幀分開進行顯示驅動和指紋識別,也不利于減少一個顯示周期持續的時間,不能有效提升顯示速度。
技術實現要素:
本發明的主要目的在于提供一種像素驅動電路、驅動電路、顯示基板和顯示裝置,解決現有技術中不能提供一種方便的時序簡單的能夠在驅動發光元件發光的同時進行指紋識別的技術方案的技術問題。
為了達到上述目的,本發明提供了像素驅動電路,包括顯示驅動單元和指紋識別單元,其中,所述顯示驅動單元包括:驅動晶體管,柵極與第一節點連接,第一極與第二節點連接,第二極與發光元件連接;
顯示存儲模塊,第一端與第三節點連接,第二端與所述第二節點連接;
數據寫入模塊,分別與第一掃描線、所述第一節點、所述第三節點、數據線和起始電壓輸出端連接;
發光控制模塊,分別與發光控制線、高電平輸出端和所述第二節點連接;以及,
補償控制模塊,分別與所述第一掃描線、第二掃描線、所述第一節點、所述第三節點、所述驅動晶體管的第二極和低電平輸出端連接,用于在補償階段在所述第一掃描線輸出的第一掃描信號的控制下,控制所述驅動晶體管的第二極與所述低電平輸出端連接,以使得所述顯示存儲模塊通過所述驅動晶體管放電至所述低電平輸出端,直至所述驅動晶體管截止,并用于在發光階段在所述第二掃描線輸出的第二掃描信號的控制下控制所述第一節點和所述第三節點連接,以使得所述驅動晶體管導通以驅動所述發光元件發光所述驅動晶體管的柵源電壓能夠補償所述驅動晶體管的閾值電壓;
所述指紋識別單元包括指紋檢測模塊和導通控制模塊,其中,所述指紋檢測模塊用于將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電流信號;
所述導通控制模塊分別與所述第二掃描線、指紋電流信號讀取線和所述指紋檢測模塊連接,用于在發光階段在所述第二掃描信號的控制下控制所述指紋檢測模塊與所述指紋電流信號讀取線連接,以將所述指紋電流信號傳送至所述指紋電流信號讀取線。
實施時,所述指紋檢測模塊包括指紋探測電極和指紋信息檢測子模塊,其中,
所述指紋探測電極用于將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電容;
所述指紋信息檢測子模塊與所述指紋探測電極連接,用于將該指紋電容轉換為相應的指紋電流信號。
實施時,所述指紋探測電極與第四節點連接;
所述指紋信息檢測子模塊包括:
重置子模塊,分別與所述第一掃描線、重置信號輸出端和所述第四節點連接,用于在所述第一掃描信號的控制下控制所述第四節點是否與所述重置信號輸出端連接;
基準電容,第一端與所述第一掃描線或所述第二掃描線連接,第二端與所述第四節點連接;以及,
指紋信息檢測晶體管,柵極與所述第四節點連接,第一極與所述導通控制模塊連接,第二極與所述重置信號輸出端連接。
實施時,所述重置子模塊包括:重置晶體管,柵極與所述第一掃描線連接,第一極與所述第四節點連接,第二極與所述重置信號輸出端連接;
所述導通控制模塊包括:導通控制晶體管,柵極與所述第二掃描線連接,第一極與所述指紋電流信號讀取線連接,第二極與所述指紋信息檢測晶體管的第一極連接。
實施時,所述數據寫入模塊用于在所述第一掃描線輸出的第一掃描信號的控制下,控制數據線上的數據電壓是否寫入所述第一節點,并控制所述起始電壓輸出端輸出的起始電壓是否寫入所述第三節點;
所述發光控制模塊用于在所述發光控制線輸出的發光控制信號的控制下,控制所述第二節點是否與所述高電平輸出端連接。
實施時,所述補償控制模塊包括:
第一補償控制晶體管,柵極與所述第二掃描線連接,第一極與所述第三節點連接,第二極與所述第一節點連接;以及,
第二補償控制晶體管,柵極與所述第一掃描線連接,第一極與所述驅動晶體管的第二極連接,第二極與所述低電平輸出端連接。
實施時,所述顯示存儲模塊包括存儲電容;
所述數據寫入模塊包括:
數據電壓寫入晶體管,柵極與所述第一掃描線連接,第一極與所述數據線連接,第二極與所述第一節點連接;以及,
起始電壓寫入晶體管,柵極與所述第一掃描線連接,第一極與所述起始電壓輸出端連接,第二極與所述第三節點連接;
所述發光控制模塊包括:
發光控制晶體管,柵極與所述發光控制線連接,第一極與所述高電平輸出端連接,第二極與所述第二節點連接。
實施時,當所述指紋信息檢測子模塊包括重置子模塊,且所述重置子模塊包括重置晶體管,所述導通控制模塊包括導通控制晶體管時,
所述驅動晶體管、所述重置晶體管、所述導通控制晶體管、所述第一補償控制晶體管、所述第二補償控制晶體管、所述數據電壓寫入晶體管、所述起始電壓寫入晶體管和所述發光控制晶體管都為p型晶體管;
所述第一掃描線輸出的第一掃描信號與所述第二掃描線輸出的第二掃描信號反相。
實施時,所述第一掃描線與所述第二掃描線為同一掃描線。
實施時,當所述導通控制模塊包括導通控制晶體管時,
所述第一補償控制晶體管和所述導通控制晶體管為n型晶體管,所述起始電壓寫入晶體管、所述數據電壓寫入晶體管和所述第二補償控制晶體管為p型晶體管;或者,所述第一補償控制晶體管和所述導通控制晶體管為p型晶體管,所述起始電壓寫入晶體管、所述數據電壓寫入晶體管和所述第二補償控制晶體管為n型晶體管。
本發明還提供了一種像素驅動電路的驅動方法,用于驅動上述的像素驅動電路,在每一顯示周期,所述驅動方法包括:
重置步驟:在重置階段,在第一掃描線輸出的第一掃描信號的控制下,數據寫入單元控制數據線上的數據電壓寫入第一節點并控制起始電壓輸出端輸出的起始電壓寫入第三節點;在發光控制線輸出的發光控制信號的控制下,發光控制模塊控制第二節點與高電平輸出端連接;
補償步驟:在所述發光控制信號的控制下,發光控制模塊控制斷開所述第二節點與所述高電平輸出端之間的連接;在所述第一掃描信號的控制下,補償控制模塊控制驅動晶體管的第二極與低電平輸出端連接,以使得顯示存儲模塊通過所述驅動晶體管放電至所述低電平輸出端,直至所述第二節點的電位為所述數據電壓與所述驅動晶體管的閾值電壓的差值,所述驅動晶體管截止;
發光步驟:在發光階段,在所述第一掃描信號的控制下,數據寫入模塊控制斷開所述數據線與所述第一節點之間的連接并控制斷開所述起始電壓輸出端與所述第三節點之間的連接;在所述發光控制信號的控制下,發光控制模塊控制所述第二節點與所述高電平輸出端連接;在第二掃描線輸出的第二掃描信號的控制下,補償控制模塊控制所述第一節點和所述第三節點連接,以使得所述驅動晶體管導通以驅動發光元件發光并所述驅動晶體管的柵源電壓能夠補償所述驅動晶體管的閾值電壓;指紋檢測模塊將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電流信號,在所述第二掃描信號的控制下,導通控制模塊控制所述指紋檢測模塊輸出所述指紋電流信號至指紋電流信號讀取線。
實施時,當所述指紋檢測模塊包括指紋探測電極和指紋信息檢測子模塊時,所述指紋檢測模塊將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電流信號步驟包括:
所述指紋探測電極將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電容;
所述指紋信息檢測子模塊將該指紋電容轉換為相應的指紋電流信號。
本發明還提供了一種顯示基板,包括上述的像素驅動電路。
實施時,本發明所述的顯示基板還包括硅基板,所述像素驅動電路設置于所述硅基板上。
實施時,本發明所述的顯示基板還包括n×N行m×M列像素單元;
所述顯示基板包括N行M列所述像素驅動電路;
第a行第b列像素驅動電路設置于第n×a行第m×b列像素單元中;
n、N、m和M都為正整數,a為小于或等于N的正整數,b為小于或等于M的正整數。
本發明還提供了一種顯示裝置,其特征在于,包括上述的顯示基板。
與現有技術相比,本發明所述的像素驅動電路、驅動電路、顯示基板和顯示裝置通過復用第一掃描線、第二掃描線和發光控制線用于像素補償驅動以及指紋識別,可以減少控制線的數目,更可以使得指紋識別功能與像素補償驅動的功能整合,相較于現有技術中需將一幀時間分為顯示時間段和指紋識別時間段,從而需分時進行顯示驅動和指紋識別,本發明能夠在像素補償驅動的同時進行指紋識別,使得不需要分出顯示驅動的時間給指紋識別,可以用一整幀的時間進行像素驅動補償,并且增大了指紋識別的時間,提升了指紋識別的精度,并且由于同時可以進行顯示驅動和指紋識別,可以有利于減少一個顯示周期持續的時間,提升顯示速度。
附圖說明
圖1是本發明實施例所述的像素驅動電路的結構圖;
圖2是本發明另一實施例所述的像素驅動電路的結構圖;
圖3A是本發明又一實施例所述的像素驅動電路的結構圖;
圖3B是本發明如圖3A所示的像素驅動電路包括的指紋檢測模塊在工作時指紋檢測模塊包括的指紋探測電極d與手指間的耦合電容的示意圖;
圖4是本發明所述的像素驅動電路的一具體實施例的電路圖;
圖5是本發明圖4所示的像素驅動電路的工作時序圖;
圖6A是本發明圖4所示的像素驅動電路在重置階段t1時的電流流向示意圖;
圖6B是本發明圖4所示的像素驅動電路在補償階段t2時的電流流向示意圖;
圖6C是本發明圖4所示的像素驅動電路在發光階段t3時的電流流向示意圖;
圖7A是本發明所述的像素驅動電路的另一具體實施例的電路圖;
圖7B是本發明如圖7A所示的像素驅動電路的工作時序圖;
圖8是本發明實施例所述的像素驅動電路應用于顯示基板上的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
如圖1所示,本發明實施例所述的像素驅動電路,包括顯示驅動單元11和指紋識別單元12,其中,
所述顯示驅動單元11包括:驅動晶體管DTFT,柵極與第一節點c連接,第一極與第二節點a連接,第二極與發光元件EL連接;
顯示存儲模塊111,第一端與第三節點b連接,第二端與所述第二節點a連接;
數據寫入模塊112,分別與第一掃描線Scan1、所述第一節點c、所述第三節點b、數據線Data和輸出起始電壓Vini的起始電壓輸出端連接;
發光控制模塊113,分別與發光控制線EM、輸出高電平Vdd的高電平輸出端和所述第二節點a連接;以及,
補償控制模塊114,分別與所述第一掃描線Scan1、第二掃描線Scan2、所述第一節點c、所述第三節點b、所述驅動晶體管DTFT的第二極和輸出低電平Vss的低電平輸出端連接,用于在補償階段在所述第一掃描線Scan1輸出的第一掃描信號的控制下,控制所述驅動晶體管DTFT的第二極與所述低電平輸出端連接,以使得所述顯示存儲模塊111通過所述驅動晶體管DTFT放電至所述低電平輸出端,直至所述驅動晶體管DTFT截止,并用于在發光階段在所述第二掃描線Scan2輸出的第二掃描信號的控制下控制所述第一節點c和所述第三節點b連接,以使得所述驅動晶體管DTFT導通以驅動所述發光元件EL發光所述驅動晶體管DTFT的柵源電壓能夠補償所述驅動晶體管DTFT的閾值電壓;
所述指紋識別單元12包括指紋檢測模塊121和導通控制模塊122,其中,所述指紋檢測模塊121用于將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電流信號;
所述導通控制模塊122分別與所述第二掃描線Scan2、指紋電流信號讀取線Y-Read Line和所述指紋檢測模塊121連接,用于在發光階段在第二掃描信號的控制下控制所述指紋檢測模塊121與所述指紋電流信號讀取線Y-Read Line連接,以將所述指紋檢測模塊121檢測到的指紋電流信號通過指紋電流信號讀取線Y-Read Line輸出。
本發明實施例所述的像素驅動電路通過復用第一掃描線Scan1、第二掃描線Scan2和發光控制線EM用于像素補償驅動以及指紋識別,可以減少控制線的數目,更可以使得指紋識別功能與像素補償驅動的功能整合,相較于現有技術中需將一幀時間分為顯示時間段和指紋識別時間段,從而需分時進行顯示驅動和指紋識別,本發明實施例所述的像素驅動電路能夠在像素補償驅動的同時進行指紋識別,使得不需要分出顯示驅動的時間給指紋識別,可以用一整幀的時間進行像素驅動補償,并且增大了指紋識別的時間,提升了指紋識別的精度,并且由于同時可以進行顯示驅動和指紋識別,可以有利于減少一個顯示周期持續的時間,提升顯示速度。
在圖1中,DTFT為p型晶體管,但是在實際操作時,DTFT也可以為n型晶體管,在此對DTFT的類型不作限定。
在圖1所示的實施例中,Scan2實際上為指紋識別掃描線,Y-Read Line即為指紋識別感應線。
具體的,如圖2所示,所述指紋檢測模塊121包括指紋探測電極d和指紋信息檢測子模塊1211,其中,
所述指紋探測電極d用于將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電容;
所述指紋信息檢測子模塊1211與所述指紋探測電極d連接,用于將該指紋電容轉換為相應的指紋電流信號。
所述指紋檢測模塊121在工作時,通過手指觸摸屏幕,根據手指面凹凸條紋與探測電極之間的耦合電容大小,由終端采集信號確定手指凹凸信息,從而得到手指的指紋數據。
在實際操作時,所述指紋探測電極可以為硅傳感器的探測電極,該指紋探測電極成為電容的一個極板,手指作為電容的另一極板,利用手指紋線的凹凸紋理相對于硅傳感器的探測電極之間的電容差,根據耦合的電容差值,確定指紋信息檢測子模塊包括的TFT(薄膜晶體管)的柵極電勢(該TFT的柵極與該指紋探測電極連接),該TFT將其柵極電勢轉換為響應的指紋電流信號,由終端模擬計算獲得指紋灰度圖像。
在具體實施時,所述指紋探測電極也可以為其他類型的可以被手指的凸部或凹部觸摸而與手指之間產生不同的耦合電容的導電電極,在此對指紋探測電極的類型不作限定。
具體的,所述指紋探測電極與第四節點連接;
所述指紋信息檢測子模塊包括:
重置子模塊,分別與所述第一掃描線、重置信號輸出端和所述第四節點連接,用于在所述第一掃描信號的控制下控制所述第四節點是否與所述重置信號輸出端連接;
基準電容,第一端與所述第一掃描線或所述第二掃描線連接,第二端與所述第四節點連接;以及,
指紋信息檢測晶體管,柵極與所述第四節點連接,第一極與所述導通控制模塊連接,第二極與所述重置信號輸出端連接。
根據一種具體實施方式,如圖3A所示,
所述導通控制模塊122包括導通控制晶體管M3;
M3的柵極與Scan2連接,M3的第一極與Y-Read Line連接;
所述指紋信息檢測子模塊包括:
重置晶體管M1,柵極與所述第一掃描線Scan1連接、第一極與輸出重置電壓Vcom的重置信號輸出端連接,第二極與所述指紋探測電極d連接;
基準電容Cs,第一端與所述第一掃描線Scan1連接,第二端與所述第四節點連接;以及,
指紋信息檢測晶體管M2,柵極與所述指紋探測電極d連接,第一極與所述導通控制晶體管M2的第二極連接,第二極與所述重置信號輸出端連接。
在圖3A所示的實施例中,M1、M2和M3都為p型TFT,第一極可以為源極,第二極可以為漏極,在實際操作時,M1、M2、M3也可以為n型晶體管,在此對M1、M2、M3的晶體管類型不作限定,其中M2為放大TFT,當M2處于放大開啟狀態時,M2的電流放大倍數較高。
如圖3B所示,本發明如圖3A所示的像素驅動電路包括的指紋檢測模塊在工作時,指紋檢測模塊內除了基準電容Cs,還包含手指與指紋探測電極d形成的耦合電容Cf,同時M2(M2為放大TFT)本身也有寄生電容Ct,當手指觸控到屏幕時,當前像素的指紋探測電極d與當前像素上方的手指凹凸部位形成耦合電容Cf,通過Cf大小的不同,從而改變M2的柵極電勢(柵極電勢的大小是由Cf與Cs和Ct的占有比所決定的,Cf越大則柵極電勢越小,反之亦然),從而導致M2的漏極電流發生變化,這樣來確定凹凸信息。
具體的,當指紋探測電極d上方的手指為凹部時,手指的凹部與指紋探測電極d形成的電容為C1(C1的電容值較小),C1相對Cs和Ct足夠小,C1吸收電荷的能力有限,則此時M2的柵極電勢降低的數值很小,M2的柵極電勢沒有降低到能夠使得M2導通,由于M2為p型晶體管,從而M2處于截止狀態,Y-Read Line采集的是初始電流信號(即流過M2的漏電流),此時終端計算得出的結果就是,觸摸該指紋探測電極d的為手指的凹部;
當指紋探測電極d上方的手指為凸部,手指的凸部與指紋探測電極d形成的電容為C2(電容較大),C1的電容值相對Cs和Ct足夠大,由于具有較大的電容值的C1吸收電荷的能力較強,此時M2柵極電勢會大大降低,使得M2處于放大開啟狀態,Y-read Line采集的是經過放大的電流信號,由此終端計算得出的結果就是,觸摸該指紋探測電極d的為手指的凸部。
具體的,所述重置子模塊可以包括:重置晶體管,柵極與所述第一掃描線連接,第一極與所述第四節點連接,第二極與所述重置信號輸出端連接;
所述導通控制模塊可以包括:導通控制晶體管,柵極與所述第二掃描線連接,第一極與所述指紋電流信號讀取線連接,第二極與所述指紋信息檢測晶體管的第一極連接。
具體的,所述數據寫入模塊用于在所述第一掃描線輸出的第一掃描信號的控制下,控制數據線上的數據電壓是否寫入所述第一節點,并控制所述起始電壓輸出端輸出的起始電壓是否寫入所述第三節點;
所述發光控制模塊用于在所述發光控制線輸出的發光控制信號的控制下,控制所述第二節點是否與所述高電平輸出端連接。
具體的,所述補償控制模塊可以包括:
第一補償控制晶體管,柵極與所述第二掃描線連接,第一極與所述第三節點連接,第二極與所述第一節點連接;以及,
第二補償控制晶體管,柵極與所述第一掃描線連接,第一極與所述驅動晶體管的第二極連接,第二極與所述低電平輸出端連接。
具體的,所述顯示存儲模塊可以包括存儲電容;
所述數據寫入模塊可以包括:
數據電壓寫入晶體管,柵極與所述第一掃描線連接,第一極與所述數據線連接,第二極與所述第一節點連接;以及,
起始電壓寫入晶體管,柵極與所述第一掃描線連接,第一極與所述起始電壓輸出端連接,第二極與所述第三節點連接;
所述發光控制模塊可以包括:
發光控制晶體管,柵極與所述發光控制線連接,第一極與所述高電平輸出端連接,第二極與所述第二節點連接。
具體的,當所述指紋信息檢測子模塊包括重置子模塊,且所述重置子模塊包括重置晶體管,所述導通控制模塊包括導通控制晶體管時,
所述驅動晶體管、所述重置晶體管、所述導通控制晶體管、所述第一補償控制晶體管、所述第二補償控制晶體管、所述數據電壓寫入晶體管、所述起始電壓寫入晶體管和所述發光控制晶體管都為p型晶體管;
所述第一掃描線輸出的第一掃描信號與所述第二掃描線輸出的第二掃描信號反相;
通過將像素驅動電路中的所有晶體管都設計為p型,能夠減少模組工藝制程。
在實際操作時,所述第一掃描線與所述第二掃描線可以為同一掃描線。
當所述第一掃描線和所述第二掃描線為同一掃描線時,當所述導通控制模塊包括導通控制晶體管時,
所述第一補償控制晶體管和所述導通控制晶體管為n型晶體管,所述起始電壓寫入晶體管、所述數據電壓寫入晶體管和所述第二補償控制晶體管為p型晶體管;或者,所述第一補償控制晶體管和所述導通控制晶體管為p型晶體管,所述起始電壓寫入晶體管、所述數據電壓寫入晶體管和所述第二補償控制晶體管為n型晶體管。
下面通過兩個具體實施例來說明本發明所述的像素驅動電路。
如圖4所示,本發明所述的像素驅動電路的第一具體實施例包括顯示驅動單元和指紋識別單元,其中,
所述顯示驅動單元包括:驅動晶體管DTFT、顯示存儲模塊、數據寫入模塊、發光控制模塊以及補償控制模塊
所述指紋識別單元包括指紋檢測模塊和導通控制模塊;
所述指紋檢測模塊包括指紋探測電極d和指紋信息檢測子模塊;
所述指紋探測電極與第四節點連接;
所述指紋信息檢測子模塊包括:
重置晶體管M1,柵極與所述第一掃描線Scan1連接,源極與所述第四節點連接,漏極與輸出重置電壓Vcom的重置信號輸出端連接;
基準電容Cs,第一端與所述第二掃描線Scan2連接,第二端與所述第四節點連接;以及,
指紋信息檢測晶體管M2,柵極與所述第四節點連接,漏極與輸出重置電壓Vcom的重置信號輸出端連接。
所述導通控制模塊包括:導通控制晶體管M3,柵極與所述第二掃描線Scan2連接,源極與指紋電流信號讀取線Y-Read Line連接,漏極與所述指紋信息檢測晶體管的源極連接;
所述補償控制模塊包括:
第一補償控制晶體管T3,柵極與所述第二掃描線Scan2連接,源極與所述第三節點b連接,漏極與所述第一節點c連接;以及,
第二補償控制晶體管T5,柵極與所述第一掃描線Scan1連接,源極與所述驅動晶體管DTFT的源極連接,漏極與地端GND連接;
所述顯示存儲模塊包括存儲電容Cm;Cm的第一端與第三節點連接,Cm的第二端與第二節點a連接;
所述數據寫入模塊包括:
數據電壓寫入晶體管T4,柵極與所述第一掃描線Scan1連接,源極與輸出數據電壓Vdata的數據線連接,漏極與所述第一節點c連接;以及,
起始電壓寫入晶體管T2,柵極與所述第一掃描線Scan1連接,源極與地端GND連接,漏極與所述第三節點b連接;
所述發光控制模塊包括:
發光控制晶體管T1,柵極與所述發光控制線EM連接,源極與輸出高電平Vdd的高電平輸出端連接,漏極與所述第二節點a連接;
驅動晶體管DTFT的柵極與第一節點c連接,驅動晶體管DTFT的源極與第二節點a連接,驅動晶體管DTFT的漏極與有機發光二極管OLED的陽極連接;
OLED的陰極與地端GND連接。
在圖4所示的具體實施例包括的指紋識別單元中,M1為信號重置TFT,M2是信號放大作用的TFT,M3為開關TFT,除此之外該指紋識別單元還包括指紋探測電極d和基準電容Cs。
在圖4所示的具體實施例包括的顯示驅動單元中,T1-T5為開關TFT,DTFT為驅動TFT,該顯示驅動單元還包括存儲電容Cm。
在圖4中,Scan1、Scan2、EM均為輸入信號線路,控制兩個單元內開關TFT斷開或導通,另外Scan2還兼為指紋識別掃描線,Scan1也兼為指紋識別的重置線路。
由于手指的指紋是由若干像素點指紋探測電極反饋的信號確定,所以確定當前被手指觸摸的像素點位置是由Scan2確定X方向坐標,并由Y-Read Line確定Y方向坐標。
在圖4所示的具體實施例中,所有的晶體管都為p型晶體管,大大減少模組工藝制程。但是在實際操作時,除了DTFT外,圖4中的其他晶體管都可以被替換為n型晶體管。
本發明如圖4所示的像素驅動電路在工作時,顯示驅動和指紋識別是同時進行的。
如圖5、圖6A所示,在重置階段t1,Scan1輸出低電平,將M1打開,Vcom提供初始重置信號,指紋探測電極d的電勢為Vcom,此時M2不滿足導通條件,M2一直處于截止狀態;此時Scan2輸出高電平,因此M3斷開;
Scan1和EM均輸出低電平,Scan2輸出高電平,T3斷開,T1、T2、T4和T5都導通,第三節點b接地,第三節點b的電勢為0V,第二節點a接入Vdd,第一節點c接入Data上的Vdata,第一節點c的電勢為Vdata;
如圖5、圖6B所示,在補償階段t2,由于Scan1繼續輸出低電平,Scan2繼續輸出高電平,因此指紋識別單元包括的各晶體管的狀態不變;
Scan1輸出低電平,EM和Scan2都輸出高電平,T2、T4和T5導通,T1和T3斷開,此時Cm沿圖6B中的路徑放電,直至第二節點a的電勢為Vdata-Vthd,Vthd為DTFT的閾值電壓,在此放電過程中,電流仍然不會通過OLED,第一節點c接入Vdata;
如圖5、圖6C所示,在發光階段t3(該發光階段t3也為指紋識別信號采集階段),Scan2和EM都輸出低電平,Scan1輸出高電平,M1關閉,M3打開;指紋識別單元內除了基準電容Cs,還包含手指與指紋探測電極d形成的探測電容Cf,同時M2本身也有寄生電容Ct,當手指觸控到屏幕時,當前像素的指紋探測電極d與當前像素上方的手指凹凸部位形成耦合電容Cf,通過Cf大小的不同,從而改變M2的柵極電勢(柵極電勢的大小是由Cf與Cs和Ct的占有比所決定的,Cf越大則柵極電勢越小,反之亦然),從而導致M2的漏極電流發生變化,這樣來確定凹凸信息;
M2的工作電流流經M3,經過Y-Read Line傳輸到終端信號接收部件;
在發光階段t3,Scan1輸出高電平,Scan2和EM都輸出低電平,T2、T4和T5都斷開,T3和T1導通,Cm的第二端(即第二節點a)接入Vdd,Cm的第一端(即第三節點b)浮接,由于Cm兩端的電壓差值不會突變,因此Cm的第一端(即第三節點b)的電位跳變為Vdd-Vdata+Vthd,Vthd為DTFT的閾值電壓,由于DTFT為p型晶體管,因此Vthd為負值,由于此時T3導通,所以DTFT的柵極電位也跳變為Vdd-Vdata+Vthd;
根據飽和電流公式,流入OLED的電流IOLED如下:
IOLED=K×(VGS-Vth1)2=K×[(Vdd-Vdata+Vth)-Vdd-Vth]2=K×Vdata2;
VGS為DTFT在發光階段t3的柵源電壓;
由上式中可以看到此時OLED的工作電流IOLED已經不受Vthd的影響,只與Vdata有關。徹底解決了驅動晶體管由于工藝制程及長時間的操作造成閾值電壓漂移的問題,消除其對IOLED的影響,保證OLED的正常工作。
本發明將像素補償與指紋識別功能整合,使得指紋識別功能注入顯示器屏幕內部,通過手指觸控屏幕就能實現了便捷高效的指紋識別,這種設計將顛覆之前所有的器件與器件之間功能累加的組合方式,本發明將大大提高產品的附加值。
具體的,另外的在保證驅動像素顯示單元一樣的功能下,如圖7A所示,可以改變圖4中的M3和T3的晶體管類型,即將M3和T3設計為n型晶體管,將M3的柵極和T3的柵極改為與第一掃描線Scan1連接,Cs的第一端與Scan1連接,則在完成指紋識別信息的采集與控制的同時。可以減少一條掃描線(減少第二掃描線)。在圖7A中,Scan1兼為指紋識別重置控制線、指紋識別掃描線、顯示掃描線。本發明如圖7A所示的像素驅動電路的工作時序圖如圖7B所示。
本發明實施例所述的像素驅動電路的驅動方法,用于驅動上述的像素驅動電路,其特征在于,在每一顯示周期,所述驅動方法包括:
重置步驟:在重置階段,在第一掃描線輸出的第一掃描信號的控制下,數據寫入單元控制數據線上的數據電壓寫入第一節點并控制起始電壓輸出端輸出的起始電壓寫入第三節點;在發光控制線輸出的發光控制信號的控制下,發光控制模塊控制第二節點與高電平輸出端連接;
補償步驟:在所述發光控制信號的控制下,發光控制模塊控制斷開所述第二節點與所述高電平輸出端之間的連接;在所述第一掃描信號的控制下,補償控制模塊控制驅動晶體管的第二極與低電平輸出端連接,以使得顯示存儲模塊通過所述驅動晶體管放電至所述低電平輸出端,直至所述第二節點的電位為所述數據電壓與所述驅動晶體管的閾值電壓的差值,所述驅動晶體管截止;
發光步驟:在發光階段,在所述第一掃描信號的控制下,數據寫入模塊控制斷開所述數據線與所述第一節點之間的連接并控制斷開所述起始電壓輸出端與所述第三節點之間的連接;在所述發光控制信號的控制下,發光控制模塊控制所述第二節點與所述高電平輸出端連接;在第二掃描線輸出的第二掃描信號的控制下,補償控制模塊控制所述第一節點和所述第三節點連接,以使得所述驅動晶體管導通以驅動發光元件發光并所述驅動晶體管的柵源電壓能夠補償所述驅動晶體管的閾值電壓;指紋檢測模塊將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電流信號,在所述第二掃描信號的控制下,導通控制模塊控制所述指紋檢測模塊輸出所述指紋電流信號至指紋電流信號讀取線。
具體的,當所述指紋檢測模塊包括指紋探測電極和指紋信息檢測子模塊時,所述指紋檢測模塊將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電流信號步驟包括:
所述指紋探測電極將觸摸的指紋信息轉換為相應的指紋電容;
所述指紋信息檢測子模塊將該指紋電容轉換為相應的指紋電流信號。
本發明實施例所述的顯示基板包括如權利要求上述的像素驅動電路。
優選的,本發明實施例所述的顯示基板還包括硅基板,所述像素驅動電路設置于所述硅基板上。
本發明實施例采用單晶硅基板作為襯底,并將包括像素驅動電路的陣列電路層中若干個晶體管的有源區形成在單晶硅基板內。由于單晶硅的載流子遷移率較大,因此像素驅動電路內部的晶體管都可以具有足夠高的性能,并在保障性能的同時在現有技術的基礎上縮小尺寸,使得像素驅動電路不會占用很大的基板面積。
在實際操作時,本發明實施例所述的顯示基板還包括n×N行m×M列像素單元;
所述顯示基板包括N行M列所述像素驅動電路;
第a行第b列像素驅動電路設置于第n×a行第m×b列像素單元中;
n、N、m和M都為正整數,a為小于或等于N的正整數,b為小于或等于M的正整數。
在實際操作時,可以不在每個像素單元中都設置指紋識別單元,而是可以根據屏幕本身的設計參數(尺寸大小或PPI),可以選擇合適的像素周期分布來植入指紋識別單元周期性分布植入指紋識別單元。
如圖8所示,可以在第一行第三列像素單元中設置第一具有指紋識別功能的像素驅動單元81、在第一行第六列像素單元中設置第二具有指紋識別功能的像素驅動單元82、在第三行第三列像素單元中設置第三具有指紋識別功能的像素驅動單元83、在第三行第六列像素單元中設置第四具有指紋識別功能的像素驅動單元84,第一具有指紋識別功能的像素驅動單元81、第二具有指紋識別功能的像素驅動單元82、第三具有指紋識別功能的像素驅動單元83和第四具有指紋識別功能的像素驅動單元84即為本發明實施例所述的整合了指紋識別功能的像素驅動單元。在圖8中,縱向排列的信號線為數據線,橫向排列的信號線為柵線。
本發明實施例所述的顯示裝置包括上述的顯示基板。
以上所述是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明所述原理的前提下,還可以作出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。