CN113643663B - 一种像素驱动电路、显示面板及驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例公开了一种像素驱动电路、显示面板及驱动方法，其中所述像素驱动电路，用于显示面板，包括：发光二极管；用于驱动所述发光二极管发光的驱动晶体管单元，所述驱动晶体管单元包括：并联连接的N个驱动晶体管；N个选择晶体管，与所述N个驱动晶体管一一对应，其中，根据待显示的像素亮度而产生的使能信号，所述N个选择晶体管中的n个选择晶体管控制对应的n个驱动晶体管导通，从而使得所述n个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度，其中，待显示的像素亮度越高，n越大并且每个驱动晶体管的灰阶电压越小于单个驱动晶体管驱动所述发光二极管达到所述待显示的像素亮度所需的灰阶电压，1≤n≤N。

Description

一种像素驱动电路、显示面板及驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别地，涉及一种像素驱动电路、显示面板及驱动方法。
背景技术
在显示技术中，显示设备支持多种格式的视频信号，例如包括：SDR(StandardDynamic Range)格式、HDR(High Dynamic Range)格式；其中，伽马曲线为灰阶与亮度的关系曲线，不同的显示格式的伽马(Gamma)曲线是不同的，例如Gamma 2.2。
在一些显示设备中，由于视频信号显示的需求，既需要在低亮度下具有足够细腻的亮度差异性，有需要能够达到很高的亮度，例如HDR需要能够显示10000nits的峰值亮度。然而，这往往不能兼得。
发明内容
本发明的目的在于提供一种像素驱动电路、显示面板及驱动方法，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明的第一方面提供一种像素驱动电路，包括：
发光二极管；
用于驱动所述发光二极管发光的驱动晶体管单元，
其中所述驱动晶体管单元包括：
并联连接的N个驱动晶体管；
N个选择晶体管，与所述N个驱动晶体管一一对应，其中，根据待显示的像素亮度而产生的使能信号，所述N个选择晶体管中的n个选择晶体管控制对应的n个驱动晶体管导通，从而使得所述n个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度，其中，待显示的像素亮度越高，n越大并且每个驱动晶体管的灰阶电压越小于单个驱动晶体管驱动所述发光二极管达到所述待显示的像素亮度所需的灰阶电压，1≤n≤N。
在一个具体实施例中，还包括：
开关晶体管和存储电容，其中
所述开关晶体管的控制端电连接到所述显示面板的栅极驱动信号线，所述开关晶体管的第一端电连接到所述显示面板的数据信号线，所述开关晶体管的第二端电连接所述N个驱动晶体管的控制端；
所述N个驱动晶体管的第二端电连接所述发光二极管的阳极；
所述N个驱动晶体管中的每个驱动晶体管的第一端电连接对应的选择晶体管的第二端；
所述N个选择晶体管的第一端电连接第一电源端；
所述N个选择晶体管中的每个选择晶体管的控制端接收所述使能信号；
所述发光二极管的阴极电连接第二电源端；
所述存储电容的第一端电连接所述开关晶体管的第二端，所述存储电容的第二端电连接所述发光二极管的阳极。
在一个具体实施例中，还包括：
开关晶体管、存储电容和控制晶体管，其中
所述开关晶体管的控制端电连接所述显示面板的栅极驱动信号线，所述开关晶体管的第一端电连接所述显示面板的数据信号线，所述开关晶体管的第二端电连接所述N个驱动晶体管的控制端；
所述N个驱动晶体管的第二端电连接所述发光二极管的阳极；
所述N个驱动晶体管中的每个驱动晶体管的第一端电连接对应的选择晶体管的第二端；
所述N个选择晶体管的第一端电连接第一电源端；
所述N个选择晶体管中的每个选择晶体管接收所述使能信号；
所述发光二极管的阴极电连接第二电源端；
所述存储电容的第一端电连接所述开关晶体管的第二端，所述存储电容的第二端电连接所述发光二极管的阳极；
所述控制晶体管的控制端接收控制信号，所述控制晶体管的第一端接收感测参考信号，所述控制晶体管的第二端电连接所述发光二极管的阳极。
在一个具体实施例中，还包括：
第一复位晶体管、补偿晶体管、第一发光控制晶体管、第二发光控制晶体管、第二复位晶体管，其中
所述第一复位晶体管的控制端与第一复位信号端电连接，所述第一复位晶体管的第一端与第一初始化电压端电连接，所述第一复位晶体管的第二端与补偿晶体管的第二端、驱动晶体管以及存储电容的一端电连接；
所述补偿晶体管的第一端与所述N个驱动晶体管的第二端和第二发光控制晶体管的第一端电连接，所述补偿晶体管的与第一栅极驱动信号线电连接；
所述开关晶体管的第二端与所述N个选择晶体管的第一端和第一发光控制晶体管的第二端电连接，所述开关晶体管的第一端与数据信号线电连接，所述开关晶体管的控制端与第二栅极驱动信号线电连接；
所述第一发光控制晶体管的第一端与存储电容的第二端和第一电源端电连接，第一发光控制晶体管的控制端与第一发光控制信号端电连接；
所述第二发光控制晶体管的控制端与第二发光控制信号端电连接，所述第二发光控制晶体管的第二端与所述第二复位晶体管T7的第二端电连接；
所述第二复位晶体管的第一端与第二初始化电压端电连接，所述第二复位晶体管的控制端与第二复位信号端电连接。
在一个具体实施例中，其中所述驱动晶体管为低温多晶硅薄膜晶体管。
本发明的第二方法提供一种显示面板的驱动方法，包括：
所述显示面板包括阵列排布的像素单元，其中所述像素单元包括第一方面所述的像素驱动电路；
所述方法包括：
调用对应关系表，判断所述待显示的像素亮度所在的像素亮度范围，从而得到需要导通的驱动晶体管的个数n，其中所述对应关系表包括像素亮度范围与驱动晶体管导通个数的对应关系；
调用第n个伽马曲线查询表，从而得到所述待显示的像素亮度对应的单个驱动晶体管的灰阶电压，其中伽马曲线查询表包括N个伽马曲线查询表，第m个伽马曲线查询表为在m个驱动晶体管导通而驱动所述发光二极管发光从而获得的像素亮度与所述m个驱动晶体管中单个驱动晶体管所需灰阶电压的对应关系，并且对于相同的像素亮度，第m个伽马曲线查询表和第r个伽马曲线查询表中分别对应m个驱动晶体管中单个驱动晶体管所需灰阶电压和r个晶体管中单个驱动晶体管所需灰阶电压，其中1≤m，r≤N；
指令驱动IC，在数据写入阶段，向所述n个驱动晶体管写入所述对应的单个驱动晶体管的灰阶电压，在驱动显示阶段，向所述n个选择晶体管输出所述使能信号，从而使得所述n个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度。
在一个具体实施例中，还包括生成所述对应关系表的步骤：
S100、获取所述显示面板支持的视频信号格式所要求的像素亮度范围，包括K个待标定像素亮度，其中K个待标定像素亮度彼此相差△；
S102、对于第k个标定像素亮度，使用所述N个驱动晶体管中的p个进行驱动所述发光二极管发光，其中1≤k≤K，1≤p≤N；
S104、若所述p个驱动晶体管中每个驱动晶体管工作在最大允许灰阶电压时仍不能达到所述标定像素亮度，则使用p+1个驱动晶体管进行驱动；
S106、重复S104，直到达到所述标定像素亮度，得到对应的需要导通的驱动晶体管个数q，其中1≤q≤N；
S108、对于所有K个待标定像素亮度，重复S102-106，从而得到所述所要求的像素亮度范围与驱动晶体管导通个数的对应关系。
在一个具体实施例中，还包括根据如下公式生成所述N个伽马曲线查询表：
Figure BDA0003210000280000041
其中，Ipixel为像素电流，与像素亮度对应；u为驱动晶体管的迁移率；COX为驱动晶体管的半导体电容；W为单个驱动晶体管的沟道宽度；L为单个驱动晶体管的沟道长度，Vgsm为m个驱动晶体管并联驱动达到Ipixel对应的像素亮度时单个驱动晶体管所需的灰阶电压。
在一个具体实施例中，所述根据如下公式生成所述N个伽马曲线查询表包括：
获取所述显示面板支持的视频信号格式所要求的像素亮度范围，从而得到对应的Ipixel范围；
对于第m个伽马曲线查询表，遍历所述Ipixel范围中的Ipixel，基于所述公式得到对应的Vgsm。
本发明的第三方面提供一种显示面板，包括：
阵列排布的像素单元，其中所述像素单元包括根据第一个实施例中任一项所述的像素驱动电路；
第一存储器，存储有程序；
驱动IC；
控制器，执行所述程序时实现根据第二个实施例中任一项所述的方法。
在一个具体实施例中，还包括：
第二存储器，存储所述对应关系表；
第三存储器，存储所述N个伽马曲线查询表。
本发明的有益效果如下：
本发明提供了一种像素驱动电路、显示面板及驱动方法，通过采用可调驱动晶体管，在按照低亮度要求工作时，开启数量较少的驱动晶体管，使得显示面板在低亮度需求下具有足够细腻的亮度差异性，在按照高亮度要求工作时，开启数量较多的驱动晶体管，使得显示面板在高亮度需求下整体的功耗保持较低，从而解决了实际产品中驱动晶体管尺寸固定，从而无法兼顾高亮度工作要求和低亮度工作要求的问题，具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
图1示出根据本发明一个实施例的现有的OLED显示面板的像素电路的示意图。
图2示出根据本发明一个实施例的Gamma 2.2曲线的示意图。
图3示出根据本发明一个实施例的一种像素驱动电路的示意图。
图4示出根据本发明一个实施例的另一种像素驱动电路的示意图
图5示出根据本发明一个实施例的一种OLED显示面板的示意图。
图6示出根据本发明一个实施例的一种显示面板的驱动方法的流程图
图7(a)出根据本发明一个实施例的1个驱动晶体管工作时的伽马曲线查找表示意图；
图7(b)出根据本发明一个实施例的2个驱动晶体管并联工作时的伽马曲线查找表示意图；
图7(c)出根据本发明一个实施例的m个驱动晶体管并联工作时的伽马曲线查找表示意图。
图8示出根据本发明一个实施例的驱动信号时序示意图。
图9示出根据本发明一个实施例的另一种像素驱动电路的示意图
图10示出根据本发明一个实施例的另一种像素驱动电路的示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。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，不应以此限制本发明的保护范围。
图1示出一种OLED显示面板的像素驱动电路的示意图(以最简单的2T1C结构为例),包括开关晶体管T1、存储电容C1、驱动晶体管T2和发光二极管D1。
其中，开关晶体管T1的控制端(栅极)电连接到显示面板的栅极驱动信号线，第一端(例如源极)电连接到显示面板的数据信号线(DATA)，第二端(例如漏极)电连接驱动晶体管T2的控制端。驱动晶体管T2的第一端电连接第一电源端VDD，第二端电连接发光二极管D1的阳极。发光二极管D1的阴极电连接到第二电源端VSS。存储电容C1的第一端电连接开关晶体管T1的第二端，第二端电连接发光二极管D1的阳极。
例如，在写入阶段，当栅极驱动信号GATE为开启(ON)信号时，开关晶体管T1导通，数据线上的DATA信号通过开关晶体管T1对存储电容C1进行充电，存储电容C1的电压用于为驱动晶体管T2的控制端提供控制信号。
在显示阶段，栅极驱动信号GATE为关闭(OFF)信号，开关晶体管T1截止，储存在存储电容C1上的电荷继续为驱动晶体管T2的控制端提供控制信号，驱动晶体管T2保持导通状态，从而在整个帧周期中，使OLED处于工作状态。
对于驱动晶体管T2而言(以NMOS管为例)，
Figure BDA0003210000280000061
其中，Ipixel为流经D1的电流，与像素亮度成正比,u为驱动晶体管迁移率；COX为驱动晶体管的半导体电容；W为驱动晶体管沟道的宽度，L为驱动晶体管沟道的长；Vgs为驱动晶体管栅-源电压差(对应于灰阶电压)；Vth为驱动晶体管的阈值电压。
对于驱动晶体管T2的尺寸设计存在两个标准：
若是按照高灰阶亮度和最大DATA值(最大灰阶值)定，则需要驱动晶体管尺寸(W/L)会比较大；那么低灰阶时由于伽马曲线的特性(如图2的gamma2.2曲线所示)亮度差异难以匹配出来，即灰阶展不开问题(比如可能出现1到5灰阶亮度一样，10到13灰阶亮度一样)，即亮度差异很小，而驱动晶体管尺寸比较大，导致需要很小很小的DATA差异才能反映出低灰阶亮度差异。为能在低亮度下灰阶展开，所需的驱动电压的Step就会很小，并且精度很难控制好，即低灰阶的亮度难以差异化显示；
按照低灰阶亮度最小差异和DATA最小精度匹配管子，驱动晶体管尺寸(W/L)一般会很小；那么需要高灰阶或者高亮度时，就需要很高的电压(DATA值)。若W/L设计的比较小时，那么所需的Vgs比较大才能达到高灰阶所需的亮度，即DATA值需要的比较大(或者DATARange比较大)；为保证驱动管工作在饱和驱，Vds≥Vgs-Vth，那么Vds就需要的比较大，即电源电压VDD就比较大(VDD＝Voled+Vds+IR Drop；Voled为OLED的跨压，Vds为驱动晶体管上源漏极的跨压，IR Drop为电源VDD、VSS线上电阻压降)，发光的功耗就会增加(Poled＝VDD*Ipixel*row*col；VDD电源电压，IPixel为一个像素的电流，Row，Col为行列数)；同时DATARange大，那么驱动的逻辑功耗也会比较大；驱动动态功耗与电压平方差成正比例：
Figure BDA0003210000280000071
其中Psw为驱动的动态功耗；α为DATA信号的占空比；△Vdata为工作电压；CL为驱动晶体管栅极电容和栅线电容；f为Vdata的反转频率。如上所述其驱动逻辑功耗会比较大，以及为了确保驱动晶体管T2工作在饱和区，VDD需要比较大，即OLED功耗也会比较大。
然而，对于设计完后的驱动晶体管，其W/L就是固定值，无论是低亮度还是高亮度所使用的驱动晶体管均使用同一个W/L，亮度(电流)变化完全依靠灰阶电压Vgs(data)控制，无法兼顾实际产品的应用。
为此，本申请的一个实施例提供一种像素驱动电路，如图3所示包括：
发光二极管D2；
用于驱动所述发光二极管发光的驱动晶体管单元，
所述驱动晶体管单元包括：
并联连接的N个驱动晶体管M01、M02、M03、M04…M0N,这些驱动晶体管共栅极电连接；
N个选择晶体管M11、M12、M13、M14…M1N，与所述N个驱动晶体管一一对应，其中，根据待显示的像素亮度而产生的使能信号EMn，所述N个选择晶体管中的n个选择晶体管控制对应的n个驱动晶体管导通，从而使得所述n个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度，其中，待显示的像素亮度越高，n越大并且每个驱动晶体管的灰阶电压越小于单个驱动晶体管驱动所述发光二极管达到所述待显示的像素亮度所需的灰阶电压，1≤n≤N。
以2T1C像素驱动电路结构为示例，如图4所示，包括：
发光二极管D3；
用于驱动所述发光二极管发光的驱动晶体管单元T3，
所述发光二极管可以为有机发光二极管(OLED)，可以包括层叠设置的第一电极、功能层和第二电极。第一电极对应OLED的阳极端，第二电极对应OLED的阴极端，功能层夹置在第一电极和第二电极之间，功能层可以为多层结构，例如功能层可以为空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层形成的多层结构，功能层还可以包括空穴阻挡层和电子阻挡层，空穴阻挡层例如可设置在电子传输层和发光层之间，电子阻挡层例如可设置在空穴传输层和发光层之间。功能层中各层的设置及材质可以参照通常设计，本发明的实施例对此不做限制。
在一个可选的实施例中，发光层可以采用不同的发光材料制备，从而OLED可以发出不同颜色的光。发光层的材料包括荧光发光材料或磷光发光材料。
在另一个可选的实施例中，第一电极可由具有高功函数的透明导电材料形成，本发明的实施例对此不做限制。
其中，
所述驱动晶体管单元T3包括：
并联连接的N个驱动晶体管，图4中示意为2个分别为M01和M02，两个驱动晶体管共栅极电连接；
N个选择晶体管，与所述N个驱动晶体管一一对应，在图4中选择晶体管也示意为2个，分别为M11和M12。
根据待显示的像素亮度，向合适数量的选择晶体管的控制端发送使能信号，使得接收到使能信号的选择晶体管对应的驱动晶体管导通，从而使得导通的驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度。
例如，在低亮度需求下，向驱动晶体管M11发送使能信号EM1，使得驱动晶体管M01导通，即使得VDD-M11-M01-D3-VSS形成通路，从而以一个驱动晶体管驱动发光二极管发光。
在高亮度需求下，向驱动晶体管M11和M12分别发送使能信号EM1和EM2，使得驱动晶体管M01和M02导通，从而以两个驱动晶体管驱动发光二极管发光。
整体来说，待显示的像素亮度越小，需要导通的驱动晶体管个数越少。具体像素亮度和需要导通驱动晶体管的个数的对应关系可以通过预先测试形成对应关系来得到，这在稍后会有介绍。
同时，为了使得在多个驱动晶体管导通时，降低功耗(发光功耗和逻辑功耗)，在仍保持像素亮度不变的情况下，其中每个驱动晶体管的灰阶电压就可以被设置为比单个驱动晶体管导通达到同样的像素亮度时所需的灰阶电压小(因为越多的驱动晶体管并联驱动，相当于整体上使得沟道宽度成倍增加，根据公式1，每个驱动晶体管所需的灰阶电压Vgs越小)，且导通的驱动晶体管个数越多，其中每个驱动晶体管所需的灰阶电压可以越低。
其中，像素亮度和导通的驱动晶体管中每个驱动晶体管所需的灰阶电压的关系可由对应的伽马曲线查询表来确定，这在稍后会有介绍。
通过上述方案，可以根据待显示的像素亮度不同，而选择导通的驱动晶体管的个数。当需要的亮度低时，选择少量的驱动晶体管导通，当需要的亮度高时，需要更多的驱动晶体管导通，这样，整体上，相当于驱动晶体管单元的尺寸(W)可调，从而兼顾低亮度和高亮度的需求。
除了驱动晶体管单元，如图4所示，所述像素驱动电路还包括：
开关晶体管T4和存储电容C2，其中
所述开关晶体管的控制端电连接到所述显示面板的栅极驱动信号线，所述开关晶体管的第一端电连接到所述显示面板的数据信号线，所述开关晶体管的第二端电连接所述2个驱动晶体管的控制端；
所述2个驱动晶体管的第二端电连接所述发光二极管的阳极；
所述2个驱动晶体管中的每个驱动晶体管的第一端电连接对应的选择晶体管的第二端；
所述2个选择晶体管的第一端电连接第一电源端；
所述2个选择晶体管中的每个选择晶体管的控制端接收所述使能信号；
所述发光二极管的阴极电连接第二电源端；
所述存储电容的第一端电连接所述开关晶体管的第二端，所述存储电容的第二端电连接所述发光二极管的阳极。
在一个可选的实施例中，开关晶体管的第一端可以为晶体管的源极，以用于输入信号；开关晶体管的第二端可以为晶体管的漏极，以用于输出信号；而控制端为晶体管的栅极，用于接收控制电压从而控制晶体管的工作状态。然而，考虑到晶体管的源极和漏极的对称性，开关晶体管的第一端也可以为晶体管的漏极，而开关晶体管的第二端为晶体管的源极。例如，对于N型晶体管，其(电流)输入端为漏极而输出端为源极；对于P型晶体管，其(电流)输入端为源极而输出端为漏极，对于不同类型的晶体管，其控制端的控制电压的电平也不相同。例如，对于N型晶体管，在控制信号为高电平时，该N型晶体管处于开启状态；而在控制信号为低电平时，N型晶体管处于截止状态。对于P型晶体管时，在控制电压为低电平时，该P型晶体管处于开启状态；而在控制信号为高电平时，P型晶体管处于截止状态。在本公开的描述中，以N型晶体管(例如，N型MOS晶体管)为例进行说明，但是，本领域技术人员可以知道它们中任一也可以采用P型晶体管(例如，P型MOS晶体管)实现。
在另一个可选的实施例中，驱动晶体管单元T3中的选择晶体管和驱动晶体管以及开关晶体管T4可以为薄膜晶体管。薄膜晶体管可以包括氧化物薄膜晶体管、非晶硅薄膜晶体管或多晶硅薄膜晶体管等。
在另一个可选的实施例中，上述驱动晶体管T3中的选择晶体管和驱动晶体管以及开关晶体管T4可以采用低温多晶硅工艺制备，以使得晶体管的迁移速率较高，从而可以将晶体管做的更小，提高采用该OLED驱动补偿电路的OLED显示面板的开口率。
如图5所示，所述像素驱动电路还包括：还可以包括栅极驱动电路10。
其中，栅极驱动电路10可以配置为输出控制信号以控制每个像素单元的驱动电路。例如，控制信号可以施加到如图5所示的驱动电路的开关晶体管T4的控制端以控制开关晶体管T4的导通或截止。当开关晶体管T4导通时，显示数据信号通过开关晶体管T4被施加到驱动电路的驱动晶体管T3的控制端，从而驱动晶体管T3在显示数据信号的控制下将第一电源端VDD的输出电压传递至OLED的阳极端以驱动OLED发出亮度与显示数据信号相对应的光。
例如，栅极驱动电路10可以形成在OLED显示面板上，即OLED显示面板采用GOA(Gate driver On Array,GOA)技术，从而OLED显示面板可以实现超窄边框。又例如，栅极驱动电路10也可以集成在驱动IC 20上。
例如，栅极驱动电路10可以与时序控制电路13电连接，时序控制电路13可以基于时序同步信号产生栅极控制信号以控制栅极驱动器10。时序同步信号例如可以为垂直同步信号、水平同步信号、数据使能信号或时钟等。时序控制电路13也可以集成的驱动IC 20上。
本实施例提供的一种像素驱动电路通过采用可调驱动晶体管，通过采用可调驱动晶体管，在按照低亮度要求工作时，开启数量较少的驱动晶体管，使得显示面板在低亮度需求下具有足够细腻的亮度差异性，在按照高亮度要求工作时，开启数量较多的驱动晶体管，使得显示面板在高亮度需求下整体的功耗保持较低，从而解决了实际产品中驱动晶体管尺寸固定，从而无法兼顾高亮度工作要求和低亮度工作要求的问题，具有广泛的应用前景。
在此基础上，本申请的另一个实施例提供一种显示面板，如图5所示，包括：
阵列排布的像素单元，其中所述像素单元包括上述实施例所述的像素驱动电路；
第一存储器30，存储有程序；
驱动IC 20；
控制器40，控制器执行存储的程序时，执行如图6所示的步骤。
如图6所示，提供一种显示面板的驱动方法，包括：
S10、调用对应关系表，判断所述待显示的像素亮度所在的像素亮度范围，从而得到需要导通的驱动晶体管的个数n，其中所述对应关系表包括像素亮度范围与驱动晶体管导通个数的对应关系；
其中，这种对应关系可以通过实际测试得到。具体地，
S102、对于第k个标定像素亮度，使用所述N个驱动晶体管中的p个进行驱动所述发光二极管发光，其中1≤k≤K，1≤p≤N；
S104、若所述p个驱动晶体管中每个驱动晶体管工作在最大允许灰阶电压时仍不能达到所述标定像素亮度，则使用p+1个驱动晶体管进行驱动；
S106、重复S104，直到达到所述标定像素亮度，得到对应的需要导通的驱动晶体管个数q，其中1≤q≤N；
S108、对于所有K个待标定像素亮度，重复S102-106，从而得到所述所要求的像素亮度范围与驱动晶体管导通个数的对应关系。
例如，对于亮度100nits，使用1个驱动晶体管驱动，若得到100nits亮度的情况下，没有超过一个驱动晶体管的最大允许工作电压，则建立关系[(0-100nits),1]。实际测试中若发现使用一个驱动晶体管在最大允许工作电压下无法达到100nits，则使用2个驱动晶体管，若两个驱动晶体管在各自最大允许工作电压范围内能够达到100nits，则建立关系[(0-100nits),2]),否则使用3个驱动晶体管驱动，依次类推，建立像素亮度范围与驱动晶体管导通个数的对应关系。当然，100nits仅仅是示例，实际中可以选择更小或更大的范围。
在一个可选的实施例中，所述显示面板还包括：第二存储器，存储所述对应关系表。
S12、调用第n个伽马曲线查询表，从而得到所述待显示的像素亮度对应的单个驱动晶体管的灰阶电压，其中伽马曲线查询表包括N个伽马曲线查询表，第m个伽马曲线查询表为在m个驱动晶体管导通而驱动所述发光二极管发光从而获得的像素亮度与所述m个驱动晶体管中单个驱动晶体管所需灰阶电压的对应关系，并且对于相同的像素亮度，第m个伽马曲线查询表和第r个伽马曲线查询表中分别对应m个驱动晶体管中单个驱动晶体管所需灰阶电压和r个晶体管中单个驱动晶体管所需灰阶电压，其中1≤m，r≤N；
在一个具体示例中，根据如下公式生成所述N个伽马曲线查询表：
Figure BDA0003210000280000121
其中，Ipixel为像素电流，与像素亮度对应；u为驱动晶体管的迁移率；COX为驱动晶体管的半导体电容；W为单个驱动晶体管的沟道宽度；L为单个驱动晶体管的沟道长度，Vgsm为m个驱动晶体管并联驱动达到Ipixel对应的像素亮度时单个驱动晶体管所需的灰阶电压。
具体地，获取所述显示面板支持的视频信号格式所要求的像素亮度范围，从而得到对应的Ipixel范围；
对于第m个伽马曲线查询表，遍历所述Ipixel范围中的Ipixel，基于所述公式得到对应的Vgsm。
例如，图7(a)为通过上述方式获得的一个驱动晶体管驱动时的灰阶电压和归一化亮度的对应关系(第1个伽马曲线)。
图7(b)为通过上述方式获得的两个驱动晶体管并联驱动时的灰阶电压和归一化亮度的对应关系(第2个伽马曲线)。
图7(c)为通过上述方式获得的m个驱动晶体管并联驱动时的灰阶电压和归一化亮度的对应关系(第m个伽马曲线)。
可见，在达到相同的像素亮度下，越多个驱动晶体管并联驱动时，单个驱动晶体管所需的灰阶电压越小。
在一个可选的实施例中，所述显示面板还包括：第三存储器，存储所述N个伽马曲线查询表。
以按照低亮度要求工作时为例，通过调用对应关系表，判断所述待显示的像素亮度所在的像素亮度范围，从而得到需要导通的驱动晶体管的个数为1个，然后调用如图7(a)所示的第1个伽马曲线查询表，若是待显示的像素亮度为额定亮度(归一化亮度为1)的0.5倍，通过第1个伽马曲线查询表可以得到所述待显示的像素亮度对应的单个驱动晶体管的灰阶电压为176，从而指令驱动IC，使得所述1个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度。
以按照高亮度要求工作时为例，通过调用对应关系表，判断所述待显示的像素亮度所在的像素亮度范围，从而得到需要导通的驱动晶体管的个数为2个，然后调用如图7(b)所示的第2个伽马曲线查询表，若是待显示的像素亮度为额定亮度(归一化亮度为1)的0.5倍，通过第2个伽马曲线查询表可以得到所述待显示的像素亮度对应的单个驱动晶体管的灰阶电压为110，从而指令驱动IC，使得所述1个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度。
在实际中，通过公式得到伽马曲线查询表，由于每个晶体管制作工艺的差异，上述公式中的指数2.2有可能为1.9、2.8等，这使得伽马曲线需要基于公式得到的理论值根据实际亮度和灰阶电压的实际测量值来调整。
另外，本领域技术人员能够明了，虽然如图7以伽马曲线的形式示出，然而，伽马曲线查找表并不一定是曲线的形式存储，实际上，以一组组对应数值的映射关系存储即可。
S14、指令驱动IC，在数据写入阶段，向所述n个驱动晶体管写入所述对应的单个驱动晶体管的灰阶电压，在驱动显示阶段，向所述n个选择晶体管输出所述使能信号，从而使得所述n个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度。
仍以图4所示的2个驱动晶体管为例，结合图8所示的驱动信号时序图，进行说明。
在判断所述待显示的像素亮度所在的像素亮度范围处于最小要求亮度范围(例如上述0-100nits)，从而得到需要导通的驱动晶体管的个数为1个，从而：
数据写入阶段:
T4上的栅极驱动信号GATE为高电平，第一个选择晶体管上的栅极驱动信号EM1为低电平，第二个选择晶体管上的栅极驱动信号EM2为低电平，开关晶体管T4的第一端接收的数据信号为高电平，使得开关晶体管T4导通，对应的灰阶电压写入驱动晶体管M01和M02，存储电容上保持该灰阶电压；
驱动显示阶段：开关晶体管T4上的栅极驱动信号GATE为低电平，第一个选择晶体管上的栅极驱动信号EM1为高电平，第二个选择晶体管上的栅极驱动信号EM2为低电平，此时选择晶体管M11导通，M12截止，开关晶体管T4的第一端接收的数据信号为低电平，使得开关晶体管T4截止。
又例如在判断所述待显示的像素亮度所在的像素亮度范围超过最小要求亮度范围(例如上述超过100nits，但在比最低要求亮度范围高的第二亮度范围内)，从而得到需要导通的驱动晶体管的个数为2个，从而：
数据写入阶段:T4上的栅极驱动信号GATE为高电平，第一个选择晶体管上的栅极驱动信号EM1为低电平，第二个选择晶体管上的栅极驱动信号EM2为低电平，开关晶体管T4的第一端接收的数据信号为高电平，使得开关晶体管T4导通，对应的灰阶电压写入驱动晶体管M01和M02，存储电容上保持该灰阶电压；
驱动显示阶段：开关晶体管T4上的栅极驱动信号GATE为低电平，第一个选择晶体管上的栅极驱动信号EM1为高电平，第二个选择晶体管上的栅极驱动信号EM2为高电平，此时选择晶体管M11和M12均导通，开关晶体管T4的第一端接收的数据信号为低电平，使得开关晶体管T4截止。
本领域技术人员可以理解，图8中的示例是以N型晶体管为例，对于N型晶体管，在控制信号为高电平时，该N型晶体管处于开启状态；而在控制信号为低电平时，N型晶体管处于截止状态。但是，本领域技术人员可以知道它们中任一也可以采用P型晶体管(例如，P型MOS晶体管)实现。对于P型晶体管时，在控制电压为低电平时，该P型晶体管处于开启状态；而在控制信号为高电平时，P型晶体管处于截止状态。
其中，第一存储器、第二存储器或第三存储器均可以为非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，控制器(例如FPGA)40可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质。尽管图5中未示出，控制器40可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。
本实施例提供一种显示面板及其驱动方法，通过采用可调驱动晶体管，在按照低亮度要求工作时，开启数量较少的驱动晶体管，使得显示面板在低亮度需求下具有足够细腻的亮度差异性，在按照高亮度要求工作时，开启数量较多的驱动晶体管，使得显示面板在高亮度需求下整体的功耗保持较低，从而解决了实际产品中驱动晶体管尺寸固定，从而无法兼顾高亮度工作要求和低亮度工作要求的问题，具有广泛的应用前景。
上述实施例是以2T1C结构为例的，然而，通过本申请的教导，本领域技术人员能够明了，本申请的方案改进点在于对现有技术中像素驱动电路中驱动晶体管的改进，并不涉及具体的像素驱动电路结构。所以上述实施例也同样适用于上述3T1C结构和7T1C结构，以及其它未说明的其它像素驱动电路，例如4T2C等。
示例性地，本申请的方案可以适用于如图9所示的3T1C结构，包括：
发光二极管D4；
用于驱动所述发光二极管发光的驱动晶体管单元T3，
所述驱动晶体管单元T3包括：
并联连接的N个驱动晶体管，图4中示意为2个分别为M01和M02，两个驱动晶体管共栅极电连接；
N个选择晶体管，与所述N个驱动晶体管一一对应，在图4中选择晶体管也示意为2个，分别为M11和M12。其中，根据待显示的像素亮度而产生的使能信号，所述N个选择晶体管中的n个选择晶体管控制对应的n个驱动晶体管导通，从而使得所述n个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度，其中，待显示的像素亮度越高，n越大并且每个驱动晶体管的灰阶电压越小于单个驱动晶体管驱动所述发光二极管达到所述待显示的像素亮度所需的灰阶电压，1≤n≤N。
开关晶体管T5、存储电容和控制晶体管T6，其中
所述开关晶体管的控制端电连接所述显示面板的栅极驱动信号线，所述开关晶体管的第一端电连接所述显示面板的数据信号线，所述开关晶体管的第二端电连接所述N个驱动晶体管的控制端；
所述N个驱动晶体管的第二端电连接所述发光二极管的阳极；
所述N个驱动晶体管中的每个驱动晶体管的第一端电连接对应的选择晶体管的第二端；
所述N个选择晶体管的第一端电连接第一电源端；
所述N个选择晶体管中的每个选择晶体管接收所述使能信号；
所述发光二极管的阴极电连接第二电源端；
所述存储电容的第一端电连接所述开关晶体管的第二端，所述存储电容的第二端电连接所述发光二极管的阳极；
所述控制晶体管的控制端接收控制信号，所述控制晶体管的第一端接收感测参考信号Vref，所述控制晶体管的第二端电连接所述发光二极管的阳极。
同样的，该3T1C结构的像素驱动电路可以适用于本发明的显示面板中，对应地，也存在相应的驱动方法和时序信号图。并且，在不违反逻辑的情况下，上述2T1C的实施例也可以适用于该3T1C结构，在此不再赘述。
另外，示例性的，本申请的方案可以适用于如图10所示的7T1C结构，在此结果中，选择晶体管并不直接电连接到VCC，驱动晶体管也并不直接电连接到发光二极管的阳极。
具体地，该结构包括：
发光二极管D3；
用于驱动所述发光二极管发光的驱动晶体管单元T3，
所述驱动晶体管单元包括：
并联连接的N个驱动晶体管，图中以2个示例,M3和M4；
N个选择晶体管，与所述N个驱动晶体管一一对应，图中以2个示例,M5和M6。其中，根据待显示的像素亮度而产生的使能信号，所述N个选择晶体管中的n个选择晶体管控制对应的n个驱动晶体管导通，从而使得所述n个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度，其中，待显示的像素亮度越高，n越大并且每个驱动晶体管的灰阶电压越小于单个驱动晶体管驱动所述发光二极管达到所述待显示的像素亮度所需的灰阶电压，1≤n≤N
第一复位晶体管T7、补偿晶体管T8、第一发光控制晶体管T10、第二发光控制晶体管T11、第二复位晶体管T12，其中
所述第一复位晶体管的控制端与第一复位信号端Reset电连接，所述第一复位晶体管的第一端与第一初始化电压端Vinit电连接，所述第一复位晶体管的第二端与补偿晶体管的第二端、驱动晶体管以及存储电容的一端电连接；
所述补偿晶体管的第一端与所述N个驱动晶体管的第二端和第二发光控制晶体管T11的第一端电连接，所述补偿晶体管的与第一栅极驱动信号线电连接；
所述开关晶体管T9的第二端与所述N个选择晶体管的第一端和第一发光控制晶体管T10的第二端电连接，所述开关晶体管T9的第一端与数据信号线电连接，所述开关晶体管T9的控制端与第二栅极驱动信号线电连接；
所述第一发光控制晶体管T10的第一端与存储电容的第二端和第一电源端电连接，第一发光控制晶体管T10的控制端与第一发光控制信号端电连接；
所述第二发光控制晶体管T11的控制端与第二发光控制信号端电连接，所述第二发光控制晶体管T11的第二端与所述第二复位晶体管T12的第二端电连接；
所述第二复位晶体管T12的第一端与第二初始化电压端电连接，所述第二复位晶体管T12的控制端与第二复位信号端电连接。
同样的，该7T1C结构的像素驱动电路可以适用于本发明的显示面板中，对应地，也存在相应的驱动方法和时序信号图。并且，在不违反逻辑的情况下，上述2T1C的实施例也可以适用于该7T1C结构，在此不再赘述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还需要说明的是，在本发明的描述中，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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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，对于本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。

Claims (11)

1.一种像素驱动电路，用于显示面板，包括：发光二极管，用于驱动所述发光二极管发光的驱动晶体管单元，其特征在于，
所述驱动晶体管单元包括：
并联连接的N个驱动晶体管，所述N个驱动晶体管为相同的薄膜晶体管；
N个选择晶体管，与所述N个驱动晶体管一一对应，其中，根据待显示的像素亮度而产生的使能信号，所述N个选择晶体管中的n个选择晶体管控制对应的n个驱动晶体管导通，从而使得所述n个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度，其中，待显示的像素亮度越高，n越大并且每个驱动晶体管的灰阶电压越小于单个驱动晶体管驱动所述发光二极管达到所述待显示的像素亮度所需的灰阶电压，1≤n≤N。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，还包括：
开关晶体管和存储电容，其中
所述开关晶体管的控制端电连接到所述显示面板的栅极驱动信号线，所述开关晶体管的第一端电连接到所述显示面板的数据信号线，所述开关晶体管的第二端电连接所述N个驱动晶体管的控制端；
所述N个驱动晶体管的第二端电连接所述发光二极管的阳极；
所述N个驱动晶体管中的每个驱动晶体管的第一端电连接对应的选择晶体管的第二端；
所述N个选择晶体管的第一端电连接第一电源端；
所述N个选择晶体管中的每个选择晶体管的控制端接收所述使能信号；
所述发光二极管的阴极电连接第二电源端；
所述存储电容的第一端电连接所述开关晶体管的第二端，所述存储电容的第二端电连接所述发光二极管的阳极。
3.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，还包括：开关晶体管、存储电容和控制晶体管，其中
所述开关晶体管的控制端电连接所述显示面板的栅极驱动信号线，所述开关晶体管的第一端电连接所述显示面板的数据信号线，所述开关晶体管的第二端电连接所述N个驱动晶体管的控制端；
所述N个驱动晶体管的第二端电连接所述发光二极管的阳极；
所述N个驱动晶体管中的每个驱动晶体管的第一端电连接对应的选择晶体管的第二端；
所述N个选择晶体管的第一端电连接第一电源端；
所述N个选择晶体管中的每个选择晶体管接收所述使能信号；
所述发光二极管的阴极电连接第二电源端；
所述存储电容的第一端电连接所述开关晶体管的第二端，所述存储电容的第二端电连接所述发光二极管的阳极；
所述控制晶体管的控制端接收控制信号，所述控制晶体管的第一端接收感测参考信号，所述控制晶体管的第二端电连接所述发光二极管的阳极。
4.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，还包括：第一复位晶体管、补偿晶体管、开关晶体管、第一发光控制晶体管、第二发光控制晶体管、第二复位晶体管，其中
所述第一复位晶体管的控制端与第一复位信号端电连接，所述第一复位晶体管的第一端与第一初始化电压端电连接，所述第一复位晶体管的第二端与补偿晶体管的第二端、所述驱动晶体管的控制端以及存储电容的一端电连接；
所述补偿晶体管的第一端与所述N个驱动晶体管的第二端和第二发光控制晶体管的第一端电连接，所述补偿晶体管的与第一栅极驱动信号线电连接；
所述开关晶体管的第二端与所述N个选择晶体管的第一端和第一发光控制晶体管的第二端电连接，所述开关晶体管的第一端与数据信号线电连接，所述开关晶体管的控制端与第二栅极驱动信号线电连接；
所述第一发光控制晶体管的第一端与存储电容的第二端和第一电源端电连接，第一发光控制晶体管的控制端与第一发光控制信号端电连接；
所述第二发光控制晶体管的控制端与第二发光控制信号端电连接，所述第二发光控制晶体管的第二端与所述第二复位晶体管T7的第二端电连接；
所述第二复位晶体管的第一端与第二初始化电压端电连接，所述第二复位晶体管的控制端与第二复位信号端电连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的像素驱动电路，其特征在于，其中所述驱动晶体管为低温多晶硅薄膜晶体管。
6.一种显示面板的驱动方法，其特征在于，所述显示面板包括阵列排布的像素单元，其中所述像素单元包括根据权利要求1-5中任一项所述的像素驱动电路；所述方法包括：
调用对应关系表，判断所述待显示的像素亮度所在的像素亮度范围，从而得到需要导通的驱动晶体管的个数n，其中所述对应关系表包括像素亮度范围与驱动晶体管导通个数的对应关系；
调用第n个伽马曲线查询表，从而得到所述待显示的像素亮度对应的单个驱动晶体管的灰阶电压，其中伽马曲线查询表包括N个伽马曲线查询表，第m个伽马曲线查询表为在m个驱动晶体管导通而驱动所述发光二极管发光从而获得的像素亮度与所述m个驱动晶体管中单个驱动晶体管所需灰阶电压的对应关系，并且对于相同的像素亮度，第m个伽马曲线查询表和第r个伽马曲线查询表中分别对应m个驱动晶体管中单个驱动晶体管所需灰阶电压和r个晶体管中单个驱动晶体管所需灰阶电压，其中1≤m，r≤N；
指令驱动IC，在数据写入阶段，向所述n个驱动晶体管写入所述对应的单个驱动晶体管的灰阶电压，在驱动显示阶段，向所述n个选择晶体管输出所述使能信号，从而使得所述n个驱动晶体管驱动所述发光二极管发光以得到所述待显示的像素亮度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括生成所述对应关系表的步骤：
S100、获取所述显示面板支持的视频信号格式所要求的像素亮度范围，包括K个待标定像素亮度，其中K个待标定像素亮度彼此相差△；
S102、对于第k个标定像素亮度，使用所述N个驱动晶体管中的p个进行驱动所述发光二极管发光，其中1≤k≤K，1≤p≤N；
S104、若所述p个驱动晶体管中每个驱动晶体管工作在最大允许灰阶电压时仍不能达到所述标定像素亮度，则使用p+1个驱动晶体管进行驱动；
S106、重复S104，直到达到所述标定像素亮度，得到对应的需要导通的驱动晶体管个数q，其中1≤q≤N；
S108、对于所有K个待标定像素亮度，重复S102-106，从而得到所述所要求的像素亮度范围与驱动晶体管导通个数的对应关系。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括根据如下公式生成所述N个伽马曲线查询表：
Figure FDA0003797039350000031
其中，Ipixel为像素电流，与像素亮度对应；u为驱动晶体管的迁移率；COX为驱动晶体管的半导体电容；W为单个驱动晶体管的沟道宽度；L为单个驱动晶体管的沟道长度，Vgsm为m个驱动晶体管并联驱动达到Ipixel对应的像素亮度时单个驱动晶体管所需的灰阶电压。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据如下公式生成所述N个伽马曲线查询表包括：
获取所述显示面板支持的视频信号格式所要求的像素亮度范围，从而得到对应的Ipixel范围；
对于第m个伽马曲线查询表，遍历所述Ipixel范围中的Ipixel，基于所述公式得到对应的Vgsm。
10.一种显示面板，其特征在于，包括：阵列排布的像素单元，其中所述像素单元包括根据权利要求1-5中任一项所述的像素驱动电路；
第一存储器，存储有程序；
驱动IC；
控制器，执行所述程序时实现根据权利要求6-9中任一项所述的方法。
11.根据权利要求10所述的显示面板，其特征在于，还包括：
第二存储器，存储所述对应关系表；
第三存储器，存储所述N个伽马曲线查询表。
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