CN113990247B - 像素驱动电路及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种像素驱动电路和显示装置。像素驱动电路包括开关电路及驱动电路。开关电路配置为根据第一扫描信号和第二扫描信号的一者而致能，从而提供第一数据信号和第二数据信号的一对应者。驱动电路连接所述开关电路与发光元件，其配置为根据所述第一数据信号和所述第二数据信号的所述对应者产生驱动电流，并提供所述驱动电流以驱动所述发光元件。在所述第一数据信号和所述第二数据信号的驱动周期中，所述第一数据信号和所述第二数据信号为具有不同驱动周期的子区的脉冲信号。通过提供具有不同子区时序的第一数据信号和第二数据信号交替驱动发光元件，可增加最小子区的占空比，从而降低驱动频率。

Description

像素驱动电路及显示装置
技术领域
本申请涉及显示驱动技术领域，更具体地说，涉及一种像素驱动电路。
背景技术
目前，随着对高色域、高对比度和超薄外观的追求，有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)面板技术凭借其轻薄、可弯曲等特点成为显示领域关注的交点。但是，OLED仍存在有光衰和烧屏问题，这很大程度上影响了OLED显示装置的使用寿命。因此，次毫米发光二极管(Mini Light-Emitting Diode，Mini LED)被开发出来。Mini LED采用无机材料制作，并且比现有的OLED技术亮度更高、发光效率更好、但功耗更低等优点。
对于Mini LED的直显技术，由于LED在低电流的情况下发生的色点偏移而直接影响显示质量，因此提出采用脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)的驱动方式以改善低灰阶色偏的问题。对于Mini LED像素而言，PWM的驱动方式主要有两种：子区等切与子区不等切。两种方式都要在每个子区内刷新完所有像素。对于子区等切的驱动方式，除最高子区，每个子区都存在LED不发光的时间，导致显示的亮度损失严重。对于子区不等切的驱动方式，亮度可以保证不损失，但其最小子区的刷新时间过短，因此驱动芯片的频率很高，使得这种方式无法在一个拼接单元内实现更高分辨率或更多子区。
发明内容
本申请提供一种像素驱动电路及显示装置，以解决习知技术中的像素驱动电路的驱动频率过高的问题。
为了解决上述问题，本申请的一个方案提供一种像素驱动电路，其包括开关电路及驱动电路。开关电路配置为根据第一扫描信号和第二扫描信号的一者而致能，从而提供第一数据信号和第二数据信号的一对应者。驱动电路连接所述开关电路与发光元件，其配置为根据所述第一数据信号和所述第二数据信号的所述对应者产生驱动电流，并提供所述驱动电流以驱动所述发光元件。在所述第一数据信号和所述第二数据信号的驱动周期中，所述第一数据信号和所述第二数据信号为具有不同驱动周期的子区的脉冲信号。
在一些实施例中，在所述第一数据信号和所述第二数据信号的整个驱动周期所具有的所有子区中，所述第一数据信号为具有奇数子区的脉冲信号，而所述第二数据信号为具有偶数子区的脉冲信号。
在一些实施例中，所述第一数据信号和所述第二数据信号的所述整个驱动周期具有七个子区，所述第一数据信号为具有第一子区、第三子区、第五子区和第七子区的脉冲信号，而所述第二数据信号为具有第二子区、第四子区和第六子区的脉冲信号。
在一些实施例中，对于各个子区的驱动周期：第七子区>第六子区>第五子区>第四子区>第三子区>第二子区>第一子区。
在一些实施例中，所述开关电路根据所述第一数据信号和所述第二数据信号的所述子区的顺序，交替提供所述第一数据信号和所述第二数据信号给所述驱动电路。
在一些实施例中，所述开关电路包含第一晶体管与第二晶体管，所述第一晶体管的栅极端用以接收所述第一扫描信号，所述第一晶体管的第一端用以接收所述第一数据信号，所述第二晶体管的栅极端用以接收所述第二扫描信号，所述第二晶体管的第一端用以接收所述第二数据信号，且所述第二晶体管的第二端与所述第一晶体管的第二端和所述驱动电路连接。
在一些实施例中，所述驱动电路包含第三晶体管和存储电容。所述第三晶体管的栅极端连接所述第一晶体管与所述第二晶体管的所述第二端，所述第三晶体管的第一端用以接收第一电压信号，且所述第三晶体管的第二端连接发光元件，所述存储电容的第一端连接所述第三晶体管的所述栅极端，且所述存储电容的第二端连接所述第三晶体管的第二端。
在一些实施例中，所述像素驱动电路还包含感应电路，所述感应电路连接驱动电路与发光元件，且配置为根据感应信号而致能，以提供参考信号给所述驱动电路来进行补偿。
在一些实施例中，所述感应电路包含第四晶体管，所述第四晶体管的栅极端用以接收所述感应信号，所述第四晶体管的第一端连接所述驱动电路，且所述第四晶体管的第二端用以接收所述参考信号。
本申请的另一个方案提供一种显示装置，其包含显示面板、闸极驱动芯片、第一源极驱动芯片与第二源极驱动芯片。显示面板包含多个如上述任一实施例所述的像素驱动电路。闸极驱动芯片连接每个所述多个像素驱动电路，配置为提供所述第一扫描信号与所述第二扫描信号。第一源极驱动芯片连接每个所述多个像素驱动电路，配置为提供所述第一数据信号。第二源极驱动芯片，连接每个所述多个像素驱动电路，配置为提供所述第二数据信号。
在本申请的像素驱动电路和显示装置中，通过提供具有不同子区时序的第一数据信号(例如，具有奇数子区)和第二数据信号(例如，具有偶数子区)交替驱动发光元件，可增加最小子区的占空比，从而降低驱动频率。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1是根据本发明一实施例示出的一种像素驱动电路的示意图。
图2是根据一实施例示出的提供给图1的像素驱动电路的数据信号的波形的示意图。
图3是根据本发明一较佳实施例示出的一种像素驱动电路的示意图。
图4是根据一实施例示出的提供给图3的像素驱动电路的第一数据信号和第二数据信号的波形的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1是根据本发明一实施例示出的一种像素驱动电路100的示意图。像素驱动电路100可应用于Mini LED显示装置或Mirco LED显示装置。换句话说，像素驱动电路100所驱动的像素可为发光元件140，其例如为Mini LED或Mirco LED。如图1所示，像素驱动电路100包括开关电路110、驱动电路120、以及感应电路130。开关电路110配置为根据扫描信号SCAN致能，以将数据信号VDATA提供给驱动电路120。驱动电路120连接开关电路110与发光元件140，且配置为根据数据信号VDATA产生对应的驱动电流以驱动发光元件140使其产生对应的亮度。感应电路130连接驱动电路120与发光元件140，且配置为根据感应信号SENSE致能，以提供参考信号VREF给驱动电路120来进行补偿。
在一实施例中，像素驱动电路100可为3T1C的架构。具体来说，开关电路110可包含晶体管TR5。晶体管TR5的栅极端用以接收扫描信号SCAN，晶体管TR5的第一端用以接收数据信号VDATA，且晶体管TR5的第二端连接驱动电路120。驱动电路120可包含晶体管TR6和存储电容Cst。晶体管TR6的栅极端连接晶体管TR5的第二端，晶体管TR6的第一端用以接收第一电压信号OVDD，且晶体管TR6的第二端连接发光元件140。存储电容Cst的第一端连接晶体管TR6的栅极端，且存储电容Cst的第二端连接晶体管TR6的第二端。感应电路130可包含晶体管TR7。晶体管TR7的栅极端用以接收感应信号SENSE，晶体管TR7的第一端连接晶体管TR6的第二端，且晶体管TR7的第二端用以接收参考信号VREF。发光元件140的阳极端连接晶体管TR6的第二端，且发光元件140的阴极端用以接收第二电压信号OVSS。
在一实施例中，在像素驱动电路100处于感应模式时，在第一阶段，扫描信号SCAN和感应信号SENSE均为高电平信号，使得晶体管TR5和晶体管TR7均导通。参考电压VREF经过导通的晶体管TR7提供到节点s。如VREF＝0V，则节点s的电位为0V，亦即Vs＝0V。接着，若数据信号VDATA输出电压为V1，经过导通的晶体管TR5提供到节点g，亦即Vg＝V1。此时的晶体管TR6的栅极端和第二端之间的电压差Vgs＝V1>Vth，使得晶体管TR6打开。接着，在第二阶段，通过增加参考电压VREF使第二节点s的电位抬升，直至晶体管TR6的栅极端和第二端之间的电压差Vgs＝Vth时，晶体管TR6关断，参考电压VREF被充电至Vs，此时的Vth＝V1-Vs。这样一来，就可以提取到晶体管TR6的阈值电压Vth。之后，在像素驱动电路100处于显示模式时，数据电压VDATA可输出Vdata+Vth，来消除整个显示面板不同晶体管TR6的阈值电压Vth不同所造成的亮度不均匀问题，达到补偿效果。
请一併参考图2，图2是根据一实施例示出的提供给图1的像素驱动电路100的数据信号VDATA的波形的示意图。在本实施例中，像素驱动电路100是利用子区不等切的PWM信号进行驱动。图2所示的数据信号VDATA可例如为提供像素最高灰阶的脉冲信号，其驱动周期可包含七个不等切的子区SUB1～SUB7。在每个子区中，所有像素均被驱动一次。换句话说，数据信号VDATA在每个子区都具有一个脉冲。从图2可看出，按照子区SUB1到子区SUB7的顺序中，子区的驱动周期越来越大，也就是说，子区SUB7的驱动周期大于子区SUB6的驱动周期，子区SUB6的驱动周期大于子区SUB5的驱动周期，以此类推。对于最小驱动周期的子区SUB1来说，其能接收的刷新时间太短，导致驱动芯片的频率需求很高。若面板的分辨率为120*120，且显示面板使用一个闸极驱动芯片以及一个源极驱动芯片的情况下，可以得到七个子区SUB1～SUB7所需要的的栅极驱动频率约990.6KHz，源极驱动频率约6.09GHz。若分辨率越高，则所需要的驱动频率将会更高，使得没有合适的芯片支持，且显示质量也会受到影响。
请参照图3，图3是根据本发明一较佳实施例示出的一种像素驱动电路200的示意图。类似地，像素驱动电路200可应用于Mini LED显示装置或Mirco LED显示装置。换句话说，像素驱动电路200的发光元件140可例如为Mini LED或Mirco LED。如图3所示，像素驱动电路200包括开关电路210、驱动电路220、以及感应电路230。开关电路110配置为根据第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2的一者而致能，以将第一数据信号VDATA1和第二数据信号VDATA2的一对应者提供给驱动电路120。驱动电路220连接开关电路210与发光元件140，且配置为根据第一数据信号VDATA1或第二数据信号VDAT2产生对应的驱动电流以驱动发光元件140使其产生对应的亮度。感应电路230连接驱动电路220与发光元件140，且配置为根据感应信号SENSE致能，以提供参考信号VREF给驱动电路220来进行补偿。
在一实施例中，开关电路210可包含第一晶体管TR1与第二晶体管TR2。第一晶体管TR1的栅极端用以接收第一扫描信号SCAN1，第一晶体管TR1的第一端用以接收第一数据信号VDATA1，且第一晶体管TR1的第二端连接驱动电路220。第二晶体管TR2的栅极端用以接收第二扫描信号SCAN2，第二晶体管TR2的第一端用以接收第二数据信号VDATA2，且第二晶体管TR2的第二端连接第一晶体管TR1的第二端与驱动电路220。
驱动电路220可包含第三晶体管TR3和存储电容Cst。第三晶体管TR3的栅极端连接第一晶体管TR1与第二晶体管TR2的第二端，第三晶体管TR3的第一端用以接收第一电压信号OVDD，且第三晶体管TR3的第二端连接发光元件140。存储电容Cst的第一端连接第三晶体管TR3的栅极端，且存储电容Cst的第二端连接第三晶体管TR3的第二端。感应电路230可包含第四晶体管TR4。第四晶体管TR4的栅极端用以接收感应信号SENSE，第四晶体管TR4的第一端连接第三晶体管TR3的第二端，且第四晶体管TR4的第二端用以接收参考信号VREF。发光元件140的阳极端连接第三晶体管TR3的第二端，且发光元件140的阴极端用以接收第二电压信号OVSS。
感应电路230的具体操作方式可参考上述实施例，于此不再赘述。
在本实施例中，像素驱动电路200是利用子区不等切的PWM信号进行驱动。与像素驱动电路100的差异在于，像素驱动电路200的开关电路210可通过第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2分别将第一数据信号VDATA1和第二数据信号VDATA2提供给驱动电路220。请一并参考图4，图4是根据一实施例示出的提供给图3的像素驱动电路200的第一数据信号VDATA1和第二数据信号VDATA2的波形的示意图。在本实施例中，如图4所示，图4所示的第一数据信号VDATA1和第二数据信号VDATA2可例如为提供像素最高灰阶数据的脉冲信号，且第一数据信号VDATA1和第二数据信号VDATA2的驱动周期共包含不等切的七个子区SUB1～SUB7，但本发明并不以此为限。在每个子区中，所有像素均被驱动一次。在一些实施例中，对于第一数据信号VDATA1和第二数据信号VDATA2的整个驱动周期所具有的所有子区(在本例中，即七个子区SUB1～SUB7)中，第一数据信号为具有奇数子区的脉冲信号，也就是说，第一数据信号VDATA1的驱动周期包含奇数子区，亦即，第一子区SUB1、第三子区SUB3、第五子区SUB5和第七子区SUB7。第二数据信号VDATA2为具有偶数子区的脉冲信号，也就是说，第二数据信号VDATA2的驱动周期包含偶数子区，亦即，第二子区SUB2、第四子区SUB4和第六子区SUB6。对于各个子区的驱动周期：第七子区SUB7>第六子区SUB6>第五子区SUB5>第四子区SUB4>第三子区SUB3>第二子区SUB2>第一子区SUB1。
在一些实施例中，像素驱动电路200根据第一数据信号VDATA1和第二数据信号VDATA2的子区顺序交替将第一数据信号VDATA1和第二数据信号VDATA2提供给驱动电路220以驱动发光元件140。具体来说，当开关电路210根据第一数据信号VDATA1的子区SUB1的驱动周期导通第一晶体管TR1并且截止第二晶体管TR2，并且提供第一数据信号VDATA1给驱动电路220。接着，开关电路210根据第二数据信号VDATA2的子区SUB2的驱动周期截止第一晶体管TR1并且导通第二晶体管TR2，并且提供第二数据信号VDATA2给驱动电路220。以此类推，完成七个子区的驱动。如此一来，可降低驱动芯片的驱动频率。
在本实施例中，对于七个子区SUB1～SUB7来说，最小的子区占空比为3/127。而对于像素驱动电路100的PWM的七个子区SUB1～SUB7来说，最小的子区占空比为1/127。换句话说，驱动频率下降了1/3。亦即，对于面板的分辨率为120*120的情况下，像素驱动电路100的PWM的七个子区SUB1～SUB7所需要的的栅极驱动频率约330.2KHz，源极驱动频率约2.03GHz。因此，在子区数量相同的情况下，驱动频率可大幅降低，则对于越高的分辨率，改善的效果会更加明显。
另外，若是像素驱动电路200的PWM驱动所需的驱动频率跟像素驱动电路100的PWM驱动所需的驱动频率相同的情况下，则像素驱动电路200的PWM驱动信号可以具有更多的子区，或是可进一步提升刷新率。
在本实施例中，使用像素驱动电路200的显示装置可包含一个闸极驱动芯片与两个源极驱动芯片。闸极驱动芯片可提供不同开关时序的第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2。两个源极驱动芯片可分别提供具有奇数子区的第一数据信号VDATA1和具有偶数子区的第二数据信号VDATA2。
综上所述，本发明通过提供具有不同子区时序的第一数据信号(例如，具有奇数子区)和第二数据信号(例如，具有偶数子区)交替驱动发光元件，可增加最小子区的占空比，从而降低驱动频率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种像素驱动电路，其特征在于，包括：
开关电路，配置为根据第一扫描信号和第二扫描信号的一者而致能，从而提供第一数据信号和第二数据信号的一对应者；以及
驱动电路，连接所述开关电路与发光元件，其配置为根据所述第一数据信号和所述第二数据信号的所述对应者产生驱动电流，并提供所述驱动电流以驱动所述发光元件；
其中，在所述第一数据信号和所述第二数据信号的驱动周期中，所述第一数据信号和所述第二数据信号为具有不同驱动周期的子区的脉冲信号；在所述第一数据信号和所述第二数据信号的整个驱动周期所具有的所有子区中，所述第一数据信号为具有奇数子区的脉冲信号，而所述第二数据信号为具有偶数子区的脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一数据信号和所述第二数据信号的所述整个驱动周期具有七个子区，所述第一数据信号为具有第一子区、第三子区、第五子区和第七子区的脉冲信号，而所述第二数据信号为具有第二子区、第四子区和第六子区的脉冲信号。
3.根据权利要求2所述的像素驱动电路，其特征在于，对于各个子区的驱动周期：第七子区>第六子区>第五子区>第四子区>第三子区>第二子区>第一子区。
4.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述开关电路根据所述第一数据信号和所述第二数据信号的所述子区的顺序，交替提供所述第一数据信号和所述第二数据信号给所述驱动电路。
5.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述开关电路包含第一晶体管与第二晶体管，所述第一晶体管的栅极端用以接收所述第一扫描信号，所述第一晶体管的第一端用以接收所述第一数据信号，所述第二晶体管的栅极端用以接收所述第二扫描信号，所述第二晶体管的第一端用以接收所述第二数据信号，且所述第二晶体管的第二端与所述第一晶体管的第二端和所述驱动电路连接。
6.根据权利要求5所述的像素驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包含第三晶体管和存储电容，所述第三晶体管的栅极端连接所述第一晶体管与所述第二晶体管的所述第二端，所述第三晶体管的第一端用以接收第一电压信号，且所述第三晶体管的第二端连接发光元件，所述存储电容的第一端连接所述第三晶体管的所述栅极端，且所述存储电容的第二端连接所述第三晶体管的第二端。
7.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述像素驱动电路还包含感应电路，所述感应电路连接驱动电路与发光元件，且配置为根据感应信号而致能，以提供参考信号给所述驱动电路来进行补偿。
8.根据权利要求7所述的像素驱动电路，其特征在于，所述感应电路包含第四晶体管，所述第四晶体管的栅极端用以接收所述感应信号，所述第四晶体管的第一端连接所述驱动电路，且所述第四晶体管的第二端用以接收所述参考信号。
9.一种显示装置，包含：
显示面板，包含多个如权利要求1-8任一权利要求所述的像素驱动电路；
闸极驱动芯片，连接每个所述多个像素驱动电路，配置为提供所述第一扫描信号与所述第二扫描信号；
第一源极驱动芯片，连接每个所述多个像素驱动电路，配置为提供所述第一数据信号；以及
第二源极驱动芯片，连接每个所述多个像素驱动电路，配置为提供所述第二数据信号。
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