CN111326101A - 像素驱动电路及其驱动方法、显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板，属于显示技术领域，其可至少部分解决现有的像素驱动电路由于横向串扰而造成显示不良的问题。本发明的一种像素驱动电路，包括：重置单元、驱动单元、发光单元、存储单元、写入补偿单元、电流控制单元、时长控制单元以及调节单元；写入补偿单元，用于通过存储单元的调节向驱动单元写入数据线端的数据信号以及补偿数据；电流控制单元，用于通过控制驱动单元而向发光单元写入显示电流；时长控制单元，用于根据第二栅线端和第二数据电压端的信号控制显示电流写入发光单元的时长；调节单元，用于调节驱动单元，以使显示电流稳定。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种像素驱动电路及其驱动方法、显示面板。
背景技术
相对于有机发光二极管(OLED)显示装置而言，微型发光二极管显示装置，如Micro-LED显示装置，具有驱动电压低、寿命长、耐宽温等优势，因此，微型发光二极管显示装置得到越来越多的关注。
现有的一种Micro-LED显示装置的像素驱动电路中，由于信号的高低电平的变化会产生横向串扰(即行像素串扰)问题，进而造成显示不良。
发明内容
本发明至少部分解决现有的像素驱动电路由于横向串扰而造成显示不良的问题，提供一种避免由于横向串扰而出现的显示不良的像素驱动电路。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种像素驱动电路，包括：重置单元、驱动单元、发光单元、存储单元、写入补偿单元、电流控制单元、时长控制单元以及调节单元；
所述重置单元，用于根据第一电压端和第二电压端分别调节第一节点和第二节点的电压；
所述驱动单元，用于驱动所述发光单元进行发光；
所述存储单元的第一端连接第一节点，其第二端连接第二节点；
所述写入补偿单元，用于通过所述存储单元的调节向所述驱动单元写入数据线端的数据信号以及补偿数据；
所述电流控制单元，用于通过控制所述驱动单元而向所述发光单元写入显示电流；
所述时长控制单元，用于根据所述第二栅线端和所述第二数据电压端的信号控制所述显示电流写入所述发光单元的时长；
所述调节单元，用于调节所述驱动单元，以使所述显示电流稳定。
进一步优选的是，所述重置单元包括：第一晶体管，其栅极连接重置端，第一极连接第一电压端，第二极连接第一节点；第二晶体管，其栅极连接重置端，第一极连接第二节点，第二极连接第二电压端。
进一步优选的是，所述驱动单元包括：第三晶体管，其栅极连接第二节点，第一极连接第三电压端，第二极连接第三节点。
进一步优选的是，所述存储单元包括：第一电容，其第一极连接第一节点，第二极连接第二节点。
进一步优选的是，所述写入补偿单元包括：第四晶体管，其栅极连接第一栅线端，第一极连接第一节点，第二极连接第一数据电压端；第五晶体管，其栅极连接第一栅线端，第一极连接第二节点，第二极连接第三节点。
进一步优选的是，所述电流控制单元包括：第六晶体管，其栅极连接信号端，第一极连接第一电压端，第二极连接第一节点；第七晶体管，其栅极连接信号端，第一极连接第三节点。
进一步优选的是，所述时长控制单元包括：第八晶体管，其栅极连接第二栅线端，第一极连接第二数据电压端，第二极连接第四节点；第九晶体管，其栅极连接第四节点，第一极连接所述第七晶体管的第二极，第二极连接发光单元；第二电容，其第一极连接第四节点，第二极连接第四电压端。
进一步优选的是，所述调节单元包括：第三电容，其第一极连接第二节点，第二极连接第三节点。
进一步优选的是，所述发光单元为微有机发光二极管。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种像素驱动方法，基于上述的像素驱动电路，所述方法包括：
在重置阶段中，所述重置单元根据第一电压端和第二电压分别调节第一节点和第二节点的电压；
在数据写入阶段中，所述写入补偿单元通过所述存储单元的调节向所述驱动单元写入数据线端的数据信号以及补偿数据，以及所述调节单元调节所述驱动单元，以使所述显示电流稳定；
在显示阶段中，所述时长控制单元根据所述第二栅线端和所述第二数据电压端的信号控制所述显示电流写入所述发光单元的时长。
进一步优选的是，所述方法具体包括：重置阶段，分别向第一电压端和第二电压端输入第一初始信号和第二初始信号，向重置端输入导通信号，向信号端、第一栅线端、第二栅线端输入关断信号；数据写入阶段，分别向第一数据电压端和第三电压端输入第一数据信号和第二数据信号，向第一栅线端输入导通信号，向重置端、信号端、第二栅线端输入关断信号；显示阶段，包括至少一个子显示阶段，每个所述子显示阶段包括时长数据输入阶段和发光阶段，在所述时长数据输入阶段中，向第二数据电压端输入第三数据信号，向第二栅线端输入导通信号，向重置端、信号端、第一栅线端输入关断信号，在所述发光阶段中，向第三电压端输入显示信号，向信号端输入导通信号，向重置端、第一栅线端、第二栅线端输入关断信号。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示面板，包括上述的像素驱动电路。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1a为现有的像素驱动电路的结构示意图；
图1b为图1a中的第一数据电压端对第二节点的电压的影响的示意图；
图1c为图1a中的第三晶体管的栅极电压与显示电流的关系；
图2为本发明的实施例的一种像素驱动电路的结构示意图；
图3为图2所示的像素驱动电路的工作时序图；
图4a图2所示的像素驱动电路在重置阶段的等效电路图；
图4b图2所示的像素驱动电路在数据写入阶段的等效电路图；
图4c图2所示的像素驱动电路在时长数据输入阶段的等效电路图；
图4d图2所示的像素驱动电路在发光阶段的等效电路图；
图5为驱动晶体管的漏源电压差与电流的关系；
其中，附图标记为：1、重置单元；2、驱动单元；3、发光单元；4、存储单元；5、写入补偿单元；6、电流控制单元；7、时长控制单元；8、调节单元；Vref、第一电压端；Vint、第二电压端；VDD、第三电压端；VCOM、第四电压端；VSS、第五电压端；GataI、第一数据电压端；GataT、第二数据电压端；EM、信号端；GataA、第一栅线端；GataB、第二栅线端；RST、重置端；T1、第一晶体管；T2、第二晶体管；T3、第三晶体管；T4、第四晶体管；T5、第五晶体管；T6、第六晶体管；T7、第七晶体管；T8、第八晶体管；T9、第九晶体管；N1、第一节点；N2、第二节点；N3、第三节点；N4、第四节点；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；t1、重置阶段；t2、数据写入阶段；t3、显示阶段；a、时长数据输入阶段；b、发光阶段。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
实施例1：
如图2至图5所示，本实施例提供一种像素驱动电路，包括：重置单元1、驱动单元2、发光单元3、存储单元4、写入补偿单元5、电流控制单元6、时长控制单元7以及调节单元8；
重置单元1，用于根据第一电压端Vref和第二电压端Vint分别调节第一节点N1和第二节点N2的电压；
驱动单元2，用于驱动发光单元3进行发光；
存储单元4的第一端连接第一节点N1，其第二端连接第二节点N2；
写入补偿单元5，用于通过存储单元4的调节向驱动单元2写入数据信号以及补偿数据；
电流控制单元6，用于通过控制驱动单元2而向发光单元3写入显示电流；
时长控制单元7，用于根据第二栅线端GataB和第二数据电压端GataT的信号控制显示电流写入发光单元3的时长；
调节单元8，用于调节驱动单元2，以使显示电流稳定。
需要说明的是，本实施例中的发光单元3可以是现有技术中包括Micro-LED(MicroLight Emitting Diode，微发光二极管)或OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)在内的电流驱动的发光器件，在本实施例中是以Micro-LED为例进行的说明。
本实施例的像素驱动电路中，通过设置调节单元8以调节驱动单元2的控制端与输出端的信号，使得经过驱动单元2的显示电流稳定，从而避免该像素驱动电路形成的显示面板的横向串扰的问题，进而保证该显示面板的正常显示，其中，横向串扰是指在干显示面板中由于一行中一个像素电路的显示信号的不良而导致该行像素或者与该行邻近的像素均显示不良。
具体的，重置单元1包括：第一晶体管T1，其栅极连接重置端RST，第一极连接第一电压端Vref，第二极连接第一节点N1；第二晶体管T2，其栅极连接重置端RST，第一极连接第二节点N2，第二极连接第二电压端Vint。
驱动单元2包括：第三晶体管T3，其栅极连接第二节点N2，第一极连接第三电压端VDD，第二极连接第三节点N3。
存储单元4包括：第一电容C1，其第一极连接第一节点N1，第二极连接第二节点N2。
写入补偿单元5包括：第四晶体管T4，其栅极连接第一栅线端GataA，第一极连接第一节点N1，第二极连接第一数据电压端GataI；第五晶体管T5，其栅极连接第一栅线端GataA，第一极连接第二节点N2，第二极连接第三节点N3。
电流控制单元6包括：第六晶体管T6，其栅极连接信号端EM，第一极连接第一电压端Vref，第二极连接第一节点N1；第七晶体管T7，其栅极连接信号端EM，第一极连接第三节点N3。
时长控制单元7包括：第八晶体管T8，其栅极连接第二栅线端GataB，第一极连接第二数据电压端GataT，第二极连接第四节点N4；第九晶体管T9，其栅极连接第四节点N4，第一极连接第七晶体管T7的第二极，第二极连接发光单元3；第二电容C2，其第一极连接第四节点N4，第二极连接第四电压端VCOM。
调节单元8包括：第三电容C3，其第一极连接第二节点N2，第二极连接第三节点N3。
优选的，所有晶体管均为N型晶体管；或者，所有晶体管均为P型晶体管。
需要说明的是，现有的一种像素驱动电路，如图1a所示，在第一数据电压端GataI的信号由高电平变为低电平再变为高电平的过程中，由于第一电容C1的耦合作用，第二节点N2的电压会在第一数据电压端GataI电压跳变的瞬间产生毛刺，如图1b所示。具体的，第一数据电压端GataI的信号由高电平变为低电平时，第一节点N1的电压会瞬间减小，由于第一电容C1的自举作用，第二节点N2的电压也会瞬间减小，即使得驱动晶体管的栅极电压瞬间减小，根据图1b所示，经过驱动晶体管的显示电流会增大，如图1c所示，第三节点N3的电压会升高，从而会影响与该像素驱动电路对应的一行或者与该像素驱动电路相邻的几行的显示亮度。
而本实施例的像素驱动电路中，通过设置第三电容C3，当第一数据电压端GataI的信号由高电平变为低电平时，由于第三电容C3的自举作用，第二节点N2的电压瞬间减小的同时第三节点N3的电压也随之减小，从而使得第三晶体管T3的漏源压差减小(即第三节点N3与第三电压端VDD之间的电压差)，抵消或者减弱了显示电流的增大，如图5所示，使得显示电流相对稳定，从而使得显示电流不会受到第一数据电压端GataI的电平变化的影响，从而减弱了显示过程中横向串扰问题，保证像素驱动电路所在的显示面板的正常显示。
实施例2：
如图2至图5所示，本实施例提供一种像素驱动方法，基于实施例1的像素驱动电路，方法包括：
在重置阶段t1中，重置单元1根据第一电压端Vref和第二电压端Vint分别调节第一节点N1和第二节点N2的电压；
在数据写入阶段t2中，写入补偿单元5通过存储单元4的调节向驱动单元2写入数据线端的数据信号以及补偿数据，以及调节单元8调节驱动单元2，以使显示电流稳定；
在显示阶段t3中，时长控制单元7根据第二栅线端GataB和第二数据电压端GataT的信号控制显示电流写入发光单元3的时长。
具体的，该方法中，第三电压端VDD用于提供工作电压，第五电压端VSS用于提供参考电压；该方法具体包括：
S11、重置阶段t1，分别向第一电压端Vref和第二电压端Vint输入第一初始信号和第二初始信号，向重置端RST输入导通信号，向信号端EM、第一栅线端GataA、第二栅线端GataB输入关断信号。
其中，导通信号是指加载在晶体管栅极上时可使晶体管导通的信号，而关断信号是指加载在晶体管栅极上时可使晶体管关断的信号。
需要说的是，以下以所有晶体管均是P型晶体管为例进行说明，故其中导通信号为低电平信号，关断信号为高电平信号。
如图3和图4a所示，在本阶段中，也就是说，向信号端EM输入高电平，使得第六晶体管T6和第七晶体管T7关断；向第一栅线端GataA输入高电平，使得第四晶体管T4和第五晶体管T5关断；向第二栅线端GataB输入高电平，使得第八晶体管T8关断。向重置端RST输入低电平，第一晶体管T1和第二晶体管T2导通，使得第一电压端Vref的第一初始信号写入第一节点N1、第二电压端Vint的第二初始信号写入第二节点N2，即第一节点N1的电压为Vref、第二节点N2的电压为Vint。
S12、数据写入阶段t2，分别向第一数据电压端GataI和第三电压端VDD输入第一数据信号和第二数据信号，向第一栅线端GataA输入导通信号，向重置端RST、信号端EM、第二栅线端GataB输入关断信号。
如图3和图4b所示，在本阶段中，也就是说，向重置端RST输入高电平，使得第一晶体管T1和第二晶体管T2关断；向信号端EM输入高电平，使得第六晶体管T6和第七晶体管T7关断；向第二栅线端GataB输入高电平，使得第八晶体管T8关断。向第一栅线端GataA输入低电平，第四晶体管T4和第五晶体管T5导通，第三晶体管T3由于上一阶段的第一电容C1的作用而导通，使得第一数据电压端GataI的第一数据信号写入第一节点N1，即第一节点N1的电压变为DataI；第三电压端VDD的第二数据信号写入第二节点N2，由于第三晶体管T3的自饱和作用，第二节点N2的电压为VDD+Vth，其中，Vth为第三晶体管T3的阈值电压。
S13、显示阶段t3，包括至少一个子显示阶段，每个子显示阶段包括时长数据输入阶段a和发光阶段b，在时长数据输入阶段a中，向第二数据电压端GataT输入第三数据信号，向第二栅线端GataB输入导通信号，向重置端RST、信号端EM、第一栅线端GataA输入关断信号，在发光阶段b中，向第三电压端VDD输入显示信号，向信号端EM输入导通信号，向重置端RST、第一栅线端GataA、第二栅线端GataB输入关断信号。
如图1至图3所示，显示阶段t3可包括多个子显示阶段，图3中以3个子显示阶段为例来说明。每个子显示阶段均包括时长数据输入阶段a和发光阶段b，这样包括有多个子显示阶段的显示阶段t3实际就是多个时长数据输入阶段a和发光阶段b的间隔分布。
具体的，如图3和图4c所示，在每个子显示阶段的时长数据输入阶段a中，向重置端RST输入高电平，使得第一晶体管T1和第二晶体管T2关断；向信号端EM输入高电平，使得第六晶体管T6和第七晶体管T7关断；向第一栅线端GataA输入高电平，使得第四晶体管T4和第五晶体管T5关断。向第二栅线端GataB输入低电平，第八晶体管T8导通，使得第二数据电压端GataT的第三数据信号写入第二电容C2，第四节点N4的电压变为GataT。
如图3和图4d所示，在每个子显示阶段的发光阶段b中，向重置端RST输入高电平，使得第一晶体管T1和第二晶体管T2关断；向第一栅线端GataA输入高电平，使得第四晶体管T4和第五晶体管T5关断；向第二栅线端GataB输入高电平，使得第八晶体管T8关断。向信号端EM输入低电平，第六晶体管T6和第七晶体管T7导通，同时第三晶体管T3在第一电容C1的作用下导通、第九晶体管T9在第二电容C2的作用下导通，此时，第一节点N1的电压变为Vref，由于第一电容C1的自举作用，第二节点N2的电压变为Vref-DataI+VDD+Vth。
因此，经过第三晶体管T3的显示电流为IDS＝k(Vgs-Vth)2＝k(Vref-DataI+VDD+Vth-VDD-Vth)2＝k(Vref-DataI)2，其中k＝1/2μncox(W/L)，μn表示第三晶体管T3的电子迁移率，cox表示单位面积的绝缘电容，W/L表示第三晶体管T3的有源区的宽长比。
由此可见，在显示阶段t3发光单元3的显示电流与第三晶体管T3阈值电压无关，而k是在面板制造工艺确定后确定的常数，所以发光单元3的显示电流仅仅受第一数据电压端GataI和第一电压端Vref的电压的影响。
需要说明的是，现有的一种像素驱动电路，如图1a所示，在第一数据电压端GataI的信号由高电平变为低电平再变为高电平的过程中，由于第一电容C1的耦合作用，第二节点N2的电压会在第一数据电压端GataI电压跳变的瞬间产生毛刺，如图1b所示。例如，第一数据电压端GataI的信号由高电平变为低电平时，第一节点N1的电压会瞬间减小，由于第一电容C1的自举作用，第二节点N2的电压也会瞬间减小，即使得驱动晶体管的栅极电压瞬间减小，根据图1b所示，经过驱动晶体管的显示电流会增大，如图1c所示，第三节点N3的电压会升高，从而会影响与该像素驱动电路对应的一行或者与该像素驱动电路相邻的几行的显示亮度。
而本实施例的像素驱动电路中，通过设置第三电容C3，当在显示阶段t3中第一数据电压端GataI的信号由高电平变为低电平时，由于第三电容C3的自举作用，第二节点N2的电压瞬间减小的同时第三节点N3的电压也随之减小，从而使得第三晶体管T3的漏源压差减小(即第三节点N3与第三电压端VDD之间的电压差)，抵消或者减弱了显示电流的增大，如图5所示，使得显示电流相对稳定，从而使得显示电流不会受到第一数据电压端GataI的电平变化的影响，从而减弱了显示过程中横向串扰问题，保证像素驱动电路所在的显示面板的正常显示。
实施例3：
本实施例提供一种显示面板，包括实施例1中的像素驱动电路。
具体的，该显示装置可为微有机发光二极管(micro LED)显示面板、有机发光二极管(OLED)显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (12)
1.一种像素驱动电路，其特征在于，包括：重置单元、驱动单元、发光单元、存储单元、写入补偿单元、电流控制单元、时长控制单元以及调节单元；
所述重置单元，用于根据第一电压端和第二电压端分别调节第一节点和第二节点的电压；
所述驱动单元，用于驱动所述发光单元进行发光；
所述存储单元的第一端连接第一节点，其第二端连接第二节点；
所述写入补偿单元，用于通过所述存储单元的调节向所述驱动单元写入数据线端的数据信号以及补偿数据；
所述电流控制单元，用于通过控制所述驱动单元而向所述发光单元写入显示电流；
所述时长控制单元，用于根据所述第二栅线端和所述第二数据电压端的信号控制所述显示电流写入所述发光单元的时长；
所述调节单元，用于调节所述驱动单元，以使所述显示电流稳定。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述重置单元包括：
第一晶体管，其栅极连接重置端，第一极连接第一电压端，第二极连接第一节点；
第二晶体管，其栅极连接重置端，第一极连接第二节点，第二极连接第二电压端。
3.根据权利要求2所述的像素驱动电路，其特征在于，所述驱动单元包括：第三晶体管，其栅极连接第二节点，第一极连接第三电压端，第二极连接第三节点。
4.根据权利要求3所述的像素驱动电路，其特征在于，所述存储单元包括：第一电容，其第一极连接第一节点，第二极连接第二节点。
5.根据权利要求4所述的像素驱动电路，其特征在于，所述写入补偿单元包括：
第四晶体管，其栅极连接第一栅线端，第一极连接第一节点，第二极连接第一数据电压端；
第五晶体管，其栅极连接第一栅线端，第一极连接第二节点，第二极连接第三节点。
6.根据权利要求5所述的像素驱动电路，其特征在于，所述电流控制单元包括：
第六晶体管，其栅极连接信号端，第一极连接第一电压端，第二极连接第一节点；
第七晶体管，其栅极连接信号端，第一极连接第三节点。
7.根据权利要求6所述的像素驱动电路，其特征在于，所述时长控制单元包括：
第八晶体管，其栅极连接第二栅线端，第一极连接第二数据电压端，第二极连接第四节点；
第九晶体管，其栅极连接第四节点，第一极连接所述第七晶体管的第二极，第二极连接发光单元；
第二电容，其第一极连接第四节点，第二极连接第四电压端。
8.根据权利要求7所述的像素驱动电路，其特征在于，所述调节单元包括：第三电容，其第一极连接第二节点，第二极连接第三节点。
9.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述发光单元为微有机发光二极管。
10.一种像素驱动方法，其特征在于，基于权利要求1至9任意一项所述的像素驱动电路，所述方法包括：
在重置阶段中，所述重置单元根据第一电压端和第二电压分别调节第一节点和第二节点的电压；
在数据写入阶段中，所述写入补偿单元通过所述存储单元的调节向所述驱动单元写入数据线端的数据信号以及补偿数据，以及所述调节单元调节所述驱动单元，以使所述显示电流稳定；
在显示阶段中，所述时长控制单元根据所述第二栅线端和所述第二数据电压端的信号控制所述显示电流写入所述发光单元的时长。
11.根据权利要求10所述的像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动电路为权利要求8所述的像素驱动电路，所述方法具体包括：
重置阶段，分别向第一电压端和第二电压端输入第一初始信号和第二初始信号，向重置端输入导通信号，向信号端、第一栅线端、第二栅线端输入关断信号；
数据写入阶段，分别向第一数据电压端和第三电压端输入第一数据信号和第二数据信号，向第一栅线端输入导通信号，向重置端、信号端、第二栅线端输入关断信号；
显示阶段，包括至少一个子显示阶段，每个所述子显示阶段包括时长数据输入阶段和发光阶段，在所述时长数据输入阶段中，向第二数据电压端输入第三数据信号，向第二栅线端输入导通信号，向重置端、信号端、第一栅线端输入关断信号，在所述发光阶段中，向第三电压端输入显示信号，向信号端输入导通信号，向重置端、第一栅线端、第二栅线端输入关断信号。
12.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1至9任意一项所述的像素驱动电路。
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