CN108010486B - 一种像素驱动电路及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种像素驱动电路，像素驱动电路包括多个驱动单元，多个所述驱动单元的一端连接功率电源，另一端共同连接到同一像素单元的阳极，多个驱动单元交替工作，单独驱动像素单元。驱动单元包括：基本工作模块，基本工作模块直接连接像素单元，驱动像素单元；数据写入控制模块，连接基本工作模块，用于接收数据电压并且提供给基本工作模块；反向偏置模块，连接基本工作模块，在本驱动单元未工作时为基本工作模块提供反向电压,通过数据可控开关对驱动单元是否工作进行控制，在一个驱动单元进行工作的时候，其他驱动单元充入反向电压，使其正向漂移的阈值电压能够恢复，多个驱动单元轮流工作，增加了像素单元的使用寿命。

Description

一种像素驱动电路及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示技术领域，尤其涉及一种像素的驱动电路，本发明还涉及一种像素驱动方法。

背景技术

随着高清显示技术的发展，人们不断追求体积更薄，分辨率更高，视角更广的显示产品，OLED(有机发光二极管)显示技术的高对比度、广视角、高饱和度、低功耗等优势逐渐开始在市场上占据主流地位。但是由于OLED面板使用寿命较短已经成为制约OLED快速市场化的主要问题。

如图1所示为现有技术中的OLED像素驱动电路，OLED电路属于电流型，采用标准的2T1C(即两开关一电容)的设计方案，驱动方法为，扫描信号G(n)打开第二可控开关M2，数据电压Vdata对电容Cst充电，电容Cst上的电压控制第一可控开关M1的电流Ids大小，从而控制通过OLED的电流，进而实现不同灰阶显示。由于第一可控开关M1大多数时间处于正向电压的偏置状态，长时间使用会导致第一可控开关M1的特性漂移，第一可控开关M1的阈值电压Vth会变大，因此在相同的数据电压Vdata条件下，通过第一可控开关M1的电流Ids就会降低，面板使用寿命会变短。

发明内容

本发明提供一种多驱动单元的像素驱动电路，每个驱动单元可以单独驱动像素单元，通过数据可控开关对驱动单元是否工作进行控制，在一个驱动单元进行工作的时候，其他驱动单元充入反向电压，使其正向漂移的阈值电压Vth能够恢复，多个驱动单元轮流工作，增加了像素单元的使用寿命。本发明还提供了一种使用该像素驱动电路驱动方法。

一种像素驱动电路，像素驱动电路包括多个驱动单元，多个所述驱动单元的一端连接功率电源，另一端共同连接到同一像素单元的阳极，多个驱动单元交替工作，单独驱动像素单元。

优选的，驱动单元包括：

基本工作模块，基本工作模块直接连接像素单元，用于驱动像素单元；

数据写入控制模块，连接基本工作模块，用于接收数据电压并且提供给基本工作模块。

优选的，驱动单元还包括：反向偏置模块，连接基本工作模块，在本驱动单元未工作时为基本工作模块提供反向电压。

优选的，反向偏置模块包括参考可控开关，参考可控开关的控制端接收前置扫描信号，参考可控开关的第一端接收直流信号，参考可控开关的第二端连接基本工作模块。

优选的，数据写入模块包括数据可控开关，所述数据可控开关的控制端接收低频信号，所述数据可控开关的第一端接收数据电压，所述数据可控开关的第二端连接所述基本工作模块；

每个所述驱动单元接收到的低频信号之间的相位关系满足同一时间段内只有一个驱动单元工作。

优选的，基本工作模块包括第一可控开关、第二可控开关和存储电容；存储电容的一端连接功率电源，另一端连接控制节点，第二可控开关的控制端接收扫描信号，第二可控开关的第一端接收数据写入控制模块传输的数据电压，第二可控开关的第二端连接控制节点，第一可控开关的控制端连接控制节点，第一可控开关的第一端连接功率电源，第一可控开关的第二端连接像素单元的阳极。

优选的，驱动电路还包括：发光稳定模块，发光稳定模块包括发光参考可控开关，发光参考可控开关的控制端连接发光信号，发光可控开关的第一端连接像素单元的阳极，发光参考可控开关的第二端连接驱动单元。

优选的，驱动单元数量为两个，分别为第一驱动单元和第二驱动单元。

本发明还公开了上述像素驱动电路进行驱动的方法，包括以下步骤：

反向电压写入1阶段：第一驱动单元和第二驱动单元的前置扫描信号都打开对应的各自参考可控开关，对应的直流信号充入第一控制节点和第二控制节点；

数据电压写入1阶段：第一驱动单元和第二驱动单元的本级扫描信号打开第二可控开关，此时第一驱动单元的数据可控开关处于打开状态，第二驱动单元的数据可控开关处于关闭状态，数据电压可以通过第一驱动单元充入第一控制节点，实现第一驱动单元的驱动电路工作，第二驱动单元电路处于维持状态；

反向电压写入2阶段：第一驱动单元和第二驱动单元的前置扫描信号都打开对应的参考可控开关，对应的直流信号充入第一控制节点和第二控制节点；

数据电压写入2阶段：第一驱动单元和第二驱动单元的本级扫描信号打开第二可控开关，此时第二驱动单元的数据可控开关就处于打开状态，第一驱动单元的数据可控开关处于关闭状态，数据电压可以通过第二驱动单元充入第二控制节点，实现第二驱动单元的驱动电路工作，第一驱动单元电路处于维持状态。

优选的，反向电压写入1阶段和数据电压写入1阶段还包括：发光信号控制发光可控开关处于关闭状态；反向电压写入2阶段和数据电压写入2阶段还包括：发光信号控制发光可控开关处于打开状态。

显示面板的驱动电路中，像素驱动电路的数量与显示面板的分辨率相同，像素驱动电路阵列排列，同一行的像素驱动电路的第二可控开关的控制端连接本行的扫描线，每一行像素驱动电路的本级扫描信号由该行扫描线提供，像素驱动电路的参考可控开关的控制端连接上一行的扫描线，前置扫描信号由上一行的扫描线提供。在像素驱动电路阵列中第一行像素驱动电路之前设有首级辅助维持级，第一行像素的前置扫描信号由首级辅助维持级提供。

与现有技术相比，本发明至少能够带来以下一项技术效果：

采用多个驱动单元对同一像素单元进行驱动，每个像素可以单独驱动该像素单元，在一个驱动单元工作时候，其他驱动单元不进行工作，实现每个驱动单元的轮流工作，降低每个驱动单元的单独工作时间，提升驱动电路使用寿命。

在一个驱动电路进行工作的时候，驱动电路通过反向偏置模块向基本工作模块充入反向电压，将正向漂移的阈值电压Vth往反向偏置，达到修复偏置的效果，从而提升像素电路的使用寿命。

在反向偏置模块向基本工作模块充入反向电压时，修正了正向阈值电压Vth的正向漂移，在相同的Vdata电压的驱动下，Ids不会产生变化，从而提升了显示效果和显示装置的稳定性。

附图说明

图1为现有技术驱动电路图；

图2为本发明实施例一驱动电路示意图；

图3为本发明实施例二驱动电路示意图；

图4为本发明实施例三驱动电路示意图；

图5为本发明N型薄膜晶体管驱动电路时间波形图；

图6为本发明P型薄膜晶体管驱动电路时间波形图。

附图标记列表：1-第一驱动单元，2-第二驱动单元，3-数据写入控制模块，4-反向偏置模块，5-基本工作模块，6-发光稳定模块，Vdata-数据电压，M3A-数据可控开关，M2A-第二可控开关，M2B-第二可控开关，M3B-数据可控开关，M4A-参考可控开关，M4B-参考可控开关，CT1-低频信号，CT2-低频信号，G(n)-本级扫描信号，G(n-1)-前置扫描信号，V1-直流信号，M1A-第一可控开关，M1B-第一可控开关，PVDD-功率电源，Cst-电容，OLED-像素单元，GND-接地端，VSS-公共接地端，M5-发光参考可控开关，EM-发光信号，Q1-第一控制节点，Q2-第二控制节点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

本发明公开了一种像素驱动电路，像素驱动电路包括多个驱动单元，多个所述驱动单元的一端连接功率电源，另一端共同连接到同一像素单元的阳极，多个驱动单元交替工作，单独驱动像素单元。

具体的，驱动单元包括：

基本工作模块，基本工作模块直接连接像素单元，用于驱动像素单元；

数据写入控制模块，连接基本工作模块，用于接收数据电压并且提供给基本工作模块。

优选的，驱动单元还包括：

反向偏置模块，反向偏置模块连接基本工作模块，在本驱动单元未工作时为基本工作模块提供反向电压。

具体的，反向偏置模块包括参考可控开关，参考可控开关的控制端接收前置扫描信号，参考可控开关的第一端接收直流信号，参考可控开关的第二端连接基本工作模块。

具体的，数据写入模块包括数据可控开关，所述数据可控开关的控制端接收低频信号，所述数据可控开关的第一端接收数据电压，所述数据可控开关的第二端连接所述基本工作模块；

每个所述驱动单元接收到的低频信号之间的相位关系满足同一时间段内只有一个驱动单元工作。

具体的，基本工作模块包括第一可控开关、第二可控开关和存储电容；存储电容一端连接功率电源，另一端连接控制节点，第二可控开关控制端接收扫描信号，第二可控开关的第一端接收数据写入控制模块传输的数据电压，第二可控开关的第二端连接控制节点，第一可控开关控制端连接控制节点，第一可控开关的第一端连接功率电源，第一可控开关的第二端连接像素单元的阳极。

优选的，驱动电路还包括：发光稳定模块，发光稳定模块包括发光参考可控开关，发光参考可控开关的控制端连接发光信号，发光可控开关的第一端连接像素单元的阳极，发光参考可控开关的第二端连接驱动单元。

优选的，驱动单元数量为两个，分别为第一驱动单元和第二驱动单元。

显示面板的驱动电路中，像素驱动电路的数量与显示面板的分辨率相同，像素驱动电路阵列排列，同一行的像素驱动电路的第二可控开关的控制端连接本行的扫描线，每一行像素驱动电路的本级扫描信号由该行扫描线提供，像素驱动电路的参考可控开关的控制端连接上一行的扫描线，前置扫描信号由上一行的扫描线提供。在像素驱动电路阵列中第一行像素驱动电路之前设有首级辅助维持级，第一行像素的前置扫描信号由首级辅助维持级提供。

实施例一：

图2为本发明一种像素驱动电路实施例一示意图，如图2所示，一种像素驱动电路，像素驱动电路包括两个驱动单元，分别为第一驱动单元1和第二驱动单元2，第一驱动单元1和第二驱动单元2一端连接功率电源PVDD、另一端共同连接到同一像素单元OLED阳极，每一驱动单元都可单独驱动该像素单元OLED。

驱动单元包括：

基本工作模块5，基本工作模块直接连接像素单元OLED，驱动像素单元OLED；

数据写入控制模块3，连接基本工作模块5，用于接收数据电压Vdata并且提供给基本工作模块5。

数据写入模块4包括数据可控开关(M3A、M3B)，数据可控开关(M3A、M3B)的控制端接收低频信号(CT1、CT2)，数据可控开关(M3A、M3B)的第一端接收数据电压Vdata，数据可控开关(M3A、M3B)的第二端连接基本工作模块5。

基本工作模块5包括第一可控开关(M1A、M1B)、第二可控开关(M2A、M2B)和存储电容Cst；第二可控开关(M2A、M2B)控制端接收本级扫描信号G(n)，第二可控开关(M2A、M2B)的第一端接收数据写入控制模块3传输的数据电压Vdata，第二可控开关(M2A、M2B)的第二端连接控制节点，第一可控开关(M1A、M1B)控制端连接控制节点，第一可控开关(M1A、M1B)第一端连接功率电源PVDD，第一可控开关(M1A、M1B)第二端连接像素单元OLED阳极。

本实施例中，通过第一驱动单元1和第二驱动单元2轮流给像素单元OLED提供信号，在其中一个驱动单元工作的时候，另一个驱动单元停止工作，该方案能够降低单个驱动单元的工作时间，延缓单个驱动单元的寿命，两个驱动单元能够单独工作，使得整个驱动电路的寿命提升一倍以上，由于两个驱动单元独立工作，使得该驱动电路的容错率大大提升，降低了报废率，提升了产量。

实施例二：

图3为本发明一种像素驱动电路实施例二电路示意图，实施例二是在实施例一的基础上进行改进，具体改进点在于：

驱动单元还包括：

反向偏置模块4，反向偏置模块4连接基本工作模块5，在本驱动单元未工作时为基本工作模块5提供反向电压。

反向偏置模块4包括参考可控开关(M4A、M4B)，参考可控开关(M4A、M4B)的控制端接收前置扫描信号G(n-1)，参考可控开关(M4A、M4B)的第一端接收直流信号V1，参考可控开关(M4A、M4B)第二端连接基本工作模块5。

本实施例中，通过反向偏置模块4，在驱动单元不工作的时候，反向偏置模块4向驱动单元中输入反向电压，解决目前单个驱动单元驱动时，基本工作模块5的可控开关长时间处于正向电压的偏置状态导致的控制开关特性漂移问题，从而提升了控制开关的使用寿命，并且通过反向电压的输入，可以使得控制开关的正向漂移恢复，使的控制开关保持原有的状态，保证像素单元的发光稳定性，降低衰减问题。

实施例三：

图4为本发明一种像素驱动电路实施例三电路示意图，实施例三是在实施例二的基础上进行改进，具体改进点在于：

驱动电路还包括：

发光稳定模块6，发光稳定模块6包括发光参考可控开关M5，发光参考可控开关M5控制端连接发光信号EM，发光可控开关M5第一端连接像素单元OLED阳极，发光参考可控开关M5第二端连接驱动单元。

本实施例中，在数据电压Vdata刚写入的时候，数据电压Vdata处于不稳定的状态，因此发光也是不稳定的，这时候，通过发光信号EM控制发光可控开关M5关闭，使得数据电压Vdata不能到达像素单元OLED，暂停发光，等到数据电压Vdata稳定之后，通过发光信号EM控制发光可控开关M5打开，使得数据电压Vdata能够顺利到达像素单元OLED，让像素单元OLED发出稳定的光。

本发明还给出了一种利用本发明像素驱动电路进行驱动的方法：具体包括：

反向电压写入1阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的前置扫描信号G(n-1)都打开对应的各自参考可控开关(M4A、M4B)，对应的直流信号V1充入第一控制节点Q1和第二控制节点Q2；

数据电压写入1阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的本级扫描信号G(n)打开第二可控开关(M2A、M2B)，此时第一驱动单元1的数据可控开关M3A就处于打开状态，第二驱动单元2的数据可控开关M3B处于关闭状态，数据电压Vdata可以通过第一驱动单元1充入第一控制节点Q1，实现第一驱动单元1的驱动电路工作，第二驱动单元2处于维持状态；

反向电压写入2阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的前置扫描信号G(n-1)都打开对应的参考可控开关(M4A、M4B)，对应的直流信号V1充入第一控制节点Q1和第二控制节点Q2；

数据电压写入2阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的本级扫描信号G(n)打开第二可控开关(M2A、M2B)，此时第二驱动单元2的数据可控开关M3B就处于打开状态，第一驱动单元1的数据可控开关M3A处于关闭状态，数据电压Vdata可以通过第二驱动单元2充入第二控制节点Q2，实现第二驱动单元2的驱动电路工作，第一驱动单元1处于维持状态。

如图5所示为本发明的使用N型薄膜晶体管驱动电路时间波形图，具体的：

反向电压写入1阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的前置扫描信号G(n-1)都打开对应的参考可控开关(M4A、M4B)，对应的直流信号V1将低电位充入第一控制节点Q1和第二控制节点Q2；

数据电压写入1阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的本级扫描信号G(n)打开第二可控开关(M2A、M2B)，此时第一驱动单元1的低频信号CT1为高电位，第二驱动单元2的低频信号CT2为低电位，这样第一驱动单元1的数据可控开关M3A就处于打开状态，第二驱动单元2的数据可控开关M3B处于关闭状态，数据电压Vdata可以通过第一驱动单元1充入第一控制节点，实现第一驱动单元1的驱动电路工作，第二驱动单元2电路处于低电位维持状态；

反向电压写入2阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的前置扫描信号G(n-1)都打开对应的参考可控开关(M4A、M4B)，对应的直流信号V1将低电位充入第一控制节点Q1和第二控制节点Q2；

数据电压写入2阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的本级扫描信号G(n)打开第一可控开关(M2A、M2B)，此时第一驱动单元1的低频信号CT1为低电位，第二驱动单元2的低频信号CT2为高电位，这样第二驱动单元2的数据可控开关M3B就处于打开状态，第一驱动单元2的数据可控开关M3A处于关闭状态，数据电压Vdata可以通过第二驱动单元2充入第二控制节点Q2，实现第二驱动单元2的驱动电路工作，第一驱动单元1电路处于低电位维持状态。

如图6所示为本发明的使用P型薄膜晶体管驱动电路时间波形图，具体的：

反向电压写入1阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的前置扫描信号G(n-1)都打开对应的各自参考可控开关(M4A、M4B)，对应的直流信号V1将高电位充入第一控制节点Q1和第二控制节点Q2；

数据电压写入1阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的本级扫描信号G(n)打开第一可控开关(M2A、M2B)，此时第一驱动单元1的低频信号CT1为低电位，第二驱动单元2的低频信号CT2为高电位，这样第一驱动单元1的数据可控开关M3A就处于打开状态，第二驱动单元2的数据可控开关M3B处于关闭状态，数据电压Vdata可以通过第一驱动单元1充入第一控制节点Q1，实现第一驱动单元1的驱动电路工作，第二驱动单元2电路处于高电位维持状态；

反向电压写入2阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的前置扫描信号G(n-1)都打开对应的参考可控开关(M4A、M4B)，对应的直流信号V1将高电位充入第一控制节点Q1和第二控制节点Q2；

数据电压写入2阶段：第一驱动单元1和第二驱动单元2的本级扫描信号G(n)打开第一可控开关(M2A、M2B)，此时第一驱动单元1的低频信号CT1为高电位，第二驱动单元2的低频信号CT2为低电位，这样第二驱动单元2的数据可控开关M3B就处于打开状态，第一驱动单元1的数据可控开关M3A处于关闭状态，数据电压Vdata可以通过第二驱动单元2充入第二控制节点Q2，实现第二驱动单元2的驱动电路工作，第一驱动单元1电路处于高电位维持状态。

通过第一驱动单元1和第二驱动单元2轮流给像素单元OLED提供信号，在其中一个驱动单元工作的时候，另一个驱动单元停止工作，该方案能够降低单个驱动单元的工作时间，延缓单个驱动单元的寿命，两个驱动单元能够单独工作，使得整个驱动电路的寿命提升一倍以上，由于两个驱动单元独立工作，使得该驱动电路的容错率大大提升，降低了报废率，提升了产量。通过反向偏置模块4，在驱动单元不工作的时候，反向偏置模块4向驱动单元中输入反向电压，解决目前单个驱动单元驱动时，基本工作模块5的可控开关长时间处于正向电压的偏置状态导致的控制开关特性漂移问题，从而提升了控制开关的使用寿命，并且通过反向电压的输入，可以使得控制开关的正向漂移恢复，使的控制开关保持原有的状态，保证像素单元的发光稳定性，降低衰减问题。

优选的，上述的反向电压写入1阶段和数据电压写入1阶段还包括：发光信号EM控制发光可控开关M5处于关闭状态；反向电压写入2阶段和数据电压写入2阶段还包括：发光信号EM控制发光可控开关M5处于打开状态。在数据电压Vdata刚写入的时候，数据电压Vdata处于不稳定的状态，因此发光也是不稳定的，这时候，通过发光信号EM控制发光可控开关M5关闭，使得数据电压Vdata不能到达像素单元OLED，暂停发光，等到数据电压Vdata稳定之后，通过发光信号EM控制发光可控开关M5打开，使得数据电压Vdata能够顺利到达像素单元OLED，让像素单元OLED发出稳定的光。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动电路包括多个驱动单元，多个所述驱动单元的一端连接功率电源，另一端共同连接到同一像素单元的阳极，多个驱动单元交替工作，单独驱动像素单元；所述驱动单元包括：

基本工作模块，基本工作模块直接连接像素单元，用于驱动像素单元；

数据写入控制模块，连接基本工作模块，用于接收数据电压并且提供给基本工作模块；所述数据写入模块包括数据可控开关，所述数据可控开关的控制端接收低频信号，所述数据可控开关的第一端接收数据电压，所述数据可控开关的第二端连接所述基本工作模块；每个所述驱动单元接收到的低频信号之间的相位关系满足同一时间段内只有一个驱动单元工作；

所述驱动单元还包括：

反向偏置模块，所述反向偏置模块连接基本工作模块，在本驱动单元未工作时为基本工作模块提供反向电压；所述反向偏置模块包括参考可控开关，参考可控开关的控制端接收前置扫描信号，参考可控开关的第一端接收直流信号，参考可控开关的第二端连接基本工作模块；

所述驱动电路还包括：发光稳定模块，所述发光稳定模块包括发光参考可控开关，发光参考可控开关的控制端连接发光信号，发光可控开关的第一端连接像素单元的阳极，发光参考可控开关的第二端连接驱动单元。

2.根据权利要求1所述像素驱动电路，其特征在于：所述基本工作模块包括第一可控开关、第二可控开关和存储电容；存储电容的一端连接功率电源，另一端连接控制节点，第二可控开关的控制端接收扫描信号，第二可控开关的第一端接收数据写入控制模块传输的数据电压，第二可控开关的第二端连接控制节点，第一可控开关的控制端连接控制节点，第一可控开关的第一端连接功率电源，第一可控开关的第二端连接像素单元的阳极。

3.根据权利要求1所述像素驱动电路，其特征在于：所述驱动单元数量为两个，分别为第一驱动单元和第二驱动单元，第一驱动单元与第二驱动单元接收的低频信号相位相反。

4.一种驱动方法，适用于上述权利要求1-3任意一项所述的像素驱动电路，所述像素驱动电路包括第一驱动单元和第二驱动单元，其特征在于，包括以下步骤：

反向电压写入1阶段：第一驱动单元和第二驱动单元的前置扫描信号都打开对应的各自参考可控开关，对应的直流信号充入第一控制节点和第二控制节点；

数据电压写入1阶段：第一驱动单元和第二驱动单元的本级扫描信号打开第二可控开关，此时第一驱动单元的数据可控开关处于打开状态，第二驱动单元的数据可控开关处于关闭状态，数据电压可以通过第一驱动单元充入第一控制节点，实现第一驱动单元的驱动电路工作，第二驱动单元电路处于维持状态；

反向电压写入2阶段：第一驱动单元和第二驱动单元的前置扫描信号都打开对应的参考可控开关，对应的直流信号充入第一控制节点和第二控制节点；

数据电压写入2阶段：第一驱动单元和第二驱动单元的本级扫描信号打开第二可控开关，此时第二驱动单元的数据可控开关就处于打开状态，第一驱动单元的数据可控开关处于关闭状态，数据电压可以通过第二驱动单元充入第二控制节点，实现第二驱动单元的驱动电路工作，第一驱动单元电路处于维持状态。

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