CN110782831B - 像素驱动电路、显示设备和像素驱动电路驱动方法 - Google Patents

像素驱动电路、显示设备和像素驱动电路驱动方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供像素驱动电路、显示设备和像素驱动电路驱动方法。像素驱动电路包括驱动子电路、时长控制子电路和数据写入子电路，其中，驱动子电路分别电连接时长控制子电路和数据写入子电路，数据写入子电路用于传输数据信号，时长控制子电路用于控制驱动子电路的导通时长，驱动子电路用于在导通时长内根据数据信号控制待驱动元件的电流。显示设备包括本申请提供的像素驱动电路。像素驱动电路驱动方法应用于本申请提供的像素驱动电路。像素驱动电路控制每个像素单元中的待驱动元件在一个帧周期内的工作时长和工作电压大小，实现图像的低灰阶显示，提高了显示设备显示的图像的准确度。

Description

像素驱动电路、显示设备和像素驱动电路驱动方法
技术领域
本申请涉及显示领域，尤其涉及一种像素驱动电路、显示设备和像素驱动电路驱动方法。
背景技术
微型无机发光二极管因为其高亮度和高信赖性，在显示领域具有广阔的发展前景。
发明内容
本申请提供一种改进的像素驱动电路、显示设备以及像素驱动电路驱动方法。
本申请提供一种像素驱动电路，用于向待驱动元件提供信号，包括驱动子电路、时长控制子电路和数据写入子电路，
其中，所述驱动子电路分别电连接所述时长控制子电路和所述数据写入子电路，所述数据写入子电路用于传输数据信号，所述时长控制子电路用于控制所述驱动子电路的导通时长，所述驱动子电路用于在导通时长内根据所述数据信号控制所述待驱动元件的电流。
进一步的，所述时长控制子电路包括比较器和基准电压电路，所述比较器分别连接所述基准电压电路和所述驱动子电路以及时长信号线，所述比较器用于比较所述时长信号线输入的时长信号和所述基准电压电路产生的基准电压信号，输出比较信号以控制所述驱动子电路的导通时长。
进一步的，所述比较器的正相端连接所述时长信号线，所述比较器的反相端连接所述基准电压电路，所述比较器的输出端连接所述驱动子电路。
进一步的，所述基准电压信号为三角波信号、锯齿波信号或正弦波信号。
进一步的，所述时长控制子电路包括时长控制晶体管，所述时长控制晶体管分别连接所述比较器和所述驱动子电路，所述时长控制晶体管用于根据所述比较信号，输出时长控制信号，控制所述驱动子电路的导通时长。
进一步的，所述时长控制子电路包括时长写入子电路，所述时长写入子电路连接于所述时长信号线和所述比较器之间，并且所述时长写入子电路和数据写入控制信号线连接，所述时长写入子电路用于接收所述数据写入控制信号线输出的数据写入控制信号，根据数据写入控制信号导通所述时长信号线和所述比较器。
进一步的，所述时长控制子电路包括时长存储电容，所述时长存储电容连接于所述比较器和所述时长写入子电路之间，所述时长存储电容用于存储所述时长信号。
进一步的，所述驱动子电路包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极和所述时长控制子电路的时长控制晶体管的第二极连接，所述驱动晶体管的第一极和所述数据写入子电路连接，所述驱动晶体管的第二极和所述待驱动元件连接。
进一步的，所述数据写入子电路包括数据写入晶体管，所述数据写入晶体管的第一极与数据线电连接，以接收所述数据线输入的数据信号，所述数据写入晶体管的第二极与所述驱动子电路电连接，所述数据写入晶体管的栅极与所述数据写入控制信号线电连接，以接收所述数据写入控制信号。
进一步的，所述像素驱动电路包括：
复位子电路，分别连接所述驱动子电路和所述待驱动元件，用于对所述驱动子电路和所述待驱动元件进行复位；和/或
补偿子电路，通过所述驱动子电路连接至所述数据写入子电路，用于存储所述数据写入子电路输入的数据信号；和/或
工作控制子电路，和所述驱动子电路连接，用于控制所述驱动子电路驱动所述待驱动元件发光。
本申请提供一种显示设备，包括待驱动元件和如前所述的像素驱动电路，所述像素驱动电路与所述待驱动元件连接。
进一步的，所述显示设备包括多个亚像素，每个所述亚像素对应设置一个所述像素驱动电路，用于驱动所述亚像素的待驱动元件发光。
进一步的，所述显示设备还包括：
多条时长信号线，用于传输时长信号；
多条数据信号线，用于传输所述数据信号；
多条时长控制信号线，用于传输所述时长控制信号；
其中，同一行所述亚像素对应的各所述像素驱动电路电连接同一条所述时长控制信号线；
同一列所述亚像素对应的各所述像素驱动电路与同一条所述时长信号线和同一条所述数据信号线电连接。本申请提供一种应用于如前所述的像素驱动电路的像素驱动电路驱动方法，包括：
向所述驱动子电路写入数据信号；
写入工作控制信号，以控制所述驱动子电路导通，来根据所述数据信号驱动所述待驱动元件发光；
控制所述驱动子电路的导通时长，来控制所述待驱动元件的发光时长。
进一步的，所述控制所述驱动子电路的导通时长，包括：
写入时长信号；
比较时长信号和基准电压信号，产生比较信号，以控制所述驱动子电路的导通时长。
在本申请的一些实施例中，所述时长控制子电路控制所述驱动子电路的导通时长，所述驱动子电路在导通时长内根据所述数据信号控制所述待驱动元件的电流，通过对待驱动元件的发光时长和待驱动元件的电流的控制，既可实现图像的高灰阶显示，也可实现图形的低灰阶显示，提高了显示图像的准确度。
附图说明
图1是本申请提供的一个实施例的像素驱动电路的模块框图；
图2为图1所示的像素驱动电路的具体电路结构图；
图3是本申请一个实施例的比较器在两个帧周期的输入输出波形图；
图4是图2所示的比较器的一种具体电路结构图；
图5为图2所示的像素驱动电路的一个时序图；
图6为本申请提供的显示设备的一个实施例的像素矩阵图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”表示至少两个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
通过驱动显示设备中每个像素的发光元件发光来显示图像，其中待驱动元件为电流驱动型器件，如微型发光二极管(micro LED)或者迷你发光二极管(mini LED)或者有机电致发光二极管OLED。在这种情况下，文中所述的待驱动元件的工作时长可以被理解为发光二极管的发光时长。
对于无机发光二极管，如微型发光二极管(micro LED)和迷你发光二极管(miniLED)，其发光效率、发射光线的亮度以及色坐标在低电流密度下会随着电流密度变化而变化，进而导致显示品质问题。由于大电流密度的电流能驱动待驱动元件发出稳定的光线，为了保证发光效率，可以考虑使用大电流密度的电流驱动待驱动元件发光来显示图像。
图1是本申请提供的一个实施例的像素驱动电路100的模块框图。像素驱动电路100设置于显示设备800内，显示设备800包括待驱动元件70。像素驱动电路100与待驱动元件70连接，用于驱动待驱动元件70发光。像素驱动电路100包括驱动子电路40、时长控制子电路10和数据写入子电路30，其中，驱动子电路40分别电连接时长控制子电路10和数据写入子电路30。数据写入子电路30用于传输数据信号Data_I。时长控制子电路10用于控制驱动子电路40的导通时长。驱动子电路40用于在导通时长内根据数据信号Data_I控制待驱动元件70的电流。
像素驱动电路100可以控制待驱动元件70的电流大小和发光时长，可以控制电流较大，使发出的光线稳定性高，可以单独控制电流实现高灰阶的图像显示，也可以通过控制电流和发光时长，实现大电流下的低灰阶图像的准确显示。可以根据电流的大小和待显示的图像的灰阶，控制发光时长，图像灰阶越低，发光时长越短，通过调节电流和发光时长，使得发出的光线稳定且图像的灰阶准确，提高显示图像的准确性。
可以理解的是，待驱动元件70包括发光二极管，尤其是微型无机发光二极管时，数据写入子电路30传输的数据信号Data_I可以为使微型无机发光二极管能够具有较高的发光效率的固定高电平信号，在此情况下，像素驱动电路主要通过时长控制子电路10来控制灰阶。或者，数据信号Data_I的电位可以在一定的电压区间范围内取值，在该电压区间范围内的第一数据信号能够保证微型无机发光二极管具有较高的发光效率，在此情况下，像素驱动电路通过数据信号Data_I和时间控制电路10的共同控制微型无机发光二极管的发光亮度。
一些实施例中，像素驱动电路100在一个帧周期内，接收按照时序输入的时长信号Date_T和数据信号Data_I，并根据时长信号Date_T控制待驱动元件70在一帧周期内的发光时长，根据数据信号Data_I控制当前一帧周期内流过待驱动元件70的电流密度大小。如此，实现对待驱动元件70的驱动电流大小和发光时长的独立控制。
一些实施例中，像素驱动电路100的时长控制子电路10用于接收时长信号Date_T，数据写入子电路30用于接收数据信号Date_I。像素驱动电路100的驱动子电路40包括控制端401，第一端402和第二端403，驱动子电路40通过第一端402和数据写入子电路30连接，通过控制端401和时长控制子电路10连接，通过第二端403和待驱动元件70连接。数据写入子电路30通过第一端402将数据信号Date_I写入到驱动子电路40；驱动子电路40根据数据信号Date_I产生驱动电流，并从第二端403将电流输出给待驱动元件70；时长控制子电路10通过控制端401控制驱动子电路40的导通时长。
一些实施例中，时长控制子电路10在待驱动元件70发光达到设定时长时，控制驱动子电路40截止，使得待驱动元件70停止发光，从而控制待驱动元件70的发光时长。
一些实施例中，像素驱动电路100接收数据写入控制信号Gate_A。数据写入控制信号Gate_A可以控制时长控制子电路10和时长信号线31连通，数据写入子电路30和数据信号线32连通，时长控制子电路10接收时长信号Date_T，数据写入子电路30接收数据信号Date_I。
一些实施例中，像素驱动电路100包括复位子电路60、补偿子电路50和工作控制子电路20以及电源端VDD。一些实施例中，复位子电路60分别连接驱动子电路40和待驱动元件70，用于对驱动子电路40和待驱动元件70进行复位。一些实施例中，复位子电路60分别连接驱动子电路40的控制端401和待驱动元件70的正电压端。在每帧周期进行图像显示之前，复位子电路60在复位控制信号RST的控制下，将复位电压Vinit输入到驱动子电路40的控制端401和待驱动元件70上，对驱动子电路40的控制端401和待驱动元件70上的电压进行复位，以消除上一帧周期残留的数据信号Date_I或时长信号Date_T对当前帧周期的影响。
一些实施例中，补偿子电路50通过驱动子电路40和数据写入子电路30连接，用于存储数据写入子电路30输入的数据信号。一些实施例中，补偿子电路50还用于存储驱动子电路40的阈值电压。一些实施例中，补偿子电路50连接于驱动子电路40的控制端401和第二端403之间，补偿子电路50在数据写入控制信号Gate_A的控制下，存储驱动子电路40的阈值电压信号和数据写入驱动电路20输入的数据信号Date_I。一些实施例中，在一个帧周期的发光阶段，所述阈值电压信号对所述驱动子电路40进行补偿，使得所述驱动子电路40输出的驱动电流只和数据信号Data_I相关，不受所述驱动子电路40本身的阈值电压影响，从而提高了输出的驱动电流的准确性。
一些实施例中，工作控制子电路20和驱动子电路40连接，用于控制驱动子电路40驱动待驱动元件70发光。一些实施例中，工作控制子电路20在工作控制信号EM的控制下，控制电源端VDD和驱动子电路40之间的通断，以及驱动子电路40和待驱动元件70之间的通断，进而控制驱动子电路40驱动待驱动元件70发光的时间点。
一些实施例中，像素驱动电路100在一个帧周期内按照时序接收以上描述中涉及到的时长信号Date_T、数据信号Date_I、复位电压Vinit、数据写入控制信号Gate_A以及工作控制信号EM。一些实施例中，显示设备800包括至少一个信号输出电路(未示出)，用以在一个帧周期内按照时序输出时长信号Date_T、数据信号Date_I、复位电压Vinit、数据写入控制信号Gate_A以及工作控制信号EM。像素驱动电路100和所述信号输出电路连接，以按照时序接收对应的信号。
图2为图1所示的像素驱动电路100的具体电路结构图。在该实施例中，待驱动元件70可以包括微型发光二极管D1；时长控制子电路10包括比较器U1，比较器U1连接驱动子电路40以及时长信号线31，比较器U1用于比较时长信号线31输入的时长信号Date_T和基准电压信号Vref，输出比较信号V_out以控制驱动子电路40的导通时长。比较器U1比较时长信号Date_T和基准电压信号Vref以产生比较信号V_out，电路结构简单。
一些实施例中，时长控制子电路10包括时长写入子电路102，时长写入子电路102连接于时长信号线31和比较器U1之间，并且时长写入子电路102和数据写入控制信号线33连接，时长写入子电路102用于接收数据写入控制信号线33输出的数据写入控制信号Gate_A，根据数据写入控制信号Gate_A连通时长信号线31和比较器U1。通过时长写入子电路102控制时长信号线31和比较器U1之间通断，并且在比较器U1接收到时长信号线31输入的时长信号Data_T后，中断时长信号线31和比较器U1之间的连接，可防止在本帧周期未结束时，时长信号线31输入下一帧的时长信号Data_T，影响本帧周期内的图像显示。
一些实施例中，时长写入子电路102包括时长写入晶体管T8，时长写入晶体管T8的栅极连接数据写入控制信号线33，第一极连接时长信号线31，第二极连接比较器U1，数据写入控制信号Gate_A通过导通时长写入晶体管T8，进而连通时长信号线31和比较器U1。
在一些实施例中，时长控制子电路10包括时长存储电容C2，时长存储电容C2连接于比较器U1和时长写入子电路102之间，时长存储电容C2用于存储时长信号Date_T，使得在时长写入子电路102断开时，时长存储电容C2可以提供时长信号Date_T，用于比较器U1将时长信号Date_T和基准电压信号Vref进行比较并产生比较信号V_out。在一些实施例中，基准电压信号Vref为随时间变化的电压信号。在一些实施例中，基准电压信号Vref为三角波信号、锯齿波信号或正弦波信号。在本实施例中，基准电压信号Vref为三角波信号。基准电压信号Vref大于时长信号Date_T时，比较器U1输出的比较信号V_out包括高电平；基准电压信号Vref小于时长信号Date_T时，比较器U1输出的比较信号V_out包括低电平。通过时长信号Date_T的大小可控制每个帧周期内比较器U1输出的比较信号V_out的占空比。
图3是本申请一个实施例的比较器U1在两个帧周期的输入输出波形图。根据图3，在帧周期T11内，时长信号Date_T的大小为Date_T1，在时间段t2-t3，基准电压信号Vref大于Date_T1，比较器U1输出低电平；在帧周期T12内，时长信号Date_T的大小为Date_T2，在时间段t4-t5，基准电压信号Vref大于Date_T1，比较器U1输出低电平。由于Date_T1和Date_T2的大小不同，因此输出的比较信号V_out在帧周期T11和T12内的占空比不同。
图4是图2所示的比较器U1的一种具体电路结构图。图4中，Va表示比较器U1的正相端，Vb表示比较器U1的反相端，Vo表示比较器U1的输出端。当Va处输入的电压高于Vb处输入的电压时，Vo输出高电平，当Va处输入的电压低于Vb处输入的电压时，Vo输出低电平。
继续参见图2，在一些实施例中，比较器U1的正相端连接时长信号线31，用于接收时长信号Date_T，比较器U1的反相端接收基准电压信号Vref，比较器U1的输出端连接驱动子电路40。比较器U1在每个帧周期内，根据时长信号Date_T输出对应占空比的比较信号V_out，通过比较信号V_out控制驱动子电路40的导通时长。
在一些实施例中，时长控制子电路10包括时长控制晶体管T9，时长控制晶体管T9分别连接比较器U1和驱动子电路40，时长控制晶体管T9用于根据比较信号V_out，输出时长控制信号CTL，控制驱动子电路40的导通时长。一些实施例中，时长控制晶体管T9的栅极连接比较器U1的输出端，时长控制晶体管T9的第一极连接时长控制信号线36，时长控制晶体管T9的第二极连接驱动子电路40。时长控制晶体管T9在比较信号V_out的控制下导通时，输出时长控制信号CTL，以控制驱动子电路40的导通时长。一些实施例中，当比较信号V_out为低电平时，时长控制晶体管T9导通。
在一些实施例中，时长控制信号CTL控制驱动子电路40断开，待驱动元件70停止发光，进而控制待驱动元件70在一个帧周期内的发光时长。在一些实施例中，驱动子电路40包括驱动晶体管T4，驱动晶体管T4的栅极和时长控制子电路10的时长控制晶体管T9的第二极连接，驱动晶体管T4的第一极和数据写入子电路30连接，驱动晶体管T4的第二极和待驱动元件70连接。驱动晶体管T4通过第一极接收数据写入子电路30输入的数据信号Data_I，并根据数据信号Data_I产生对应的驱动电流，通过第二极将驱动电流输入到待驱动元件70。一些实施例中，时长控制信号CTL通过驱动晶体管T4的栅极控制驱动晶体管T4断开，从而使得驱动晶体管T4的第一极和第二极断开，待驱动元件70停止发光。
一些实施例中，数据写入子电路30包括数据写入晶体管T2，数据写入晶体管T2的第一极与数据线32电连接，以接收数据线32输入的数据信号Date_I，数据写入晶体管T2的第二极与驱动子电路40电连接，数据写入晶体管T2的栅极与数据写入控制信号线33电连接，以接收数据写入控制信号Gate_A。一些实施例中，数据写入控制信号Gate_A控制数据写入晶体管T2导通，数据写入晶体管T2将数据信号Date_I写入到驱动晶体管T4，由驱动晶体管T4根据数据信号Date_I产生对应大小的驱动电流。在不同帧周期中，数据信号Date_I的大小不同，进而待驱动元件70接收到的驱动电流大小不同。由此，像素驱动电路100实现一个帧周期内，待驱动元件70的发光时长可控，且驱动电流可控，通过控制发光时长和驱动电流大小，可实现显示图像的低灰阶显示，提高显示图像的准确性。
本实施例中，复位子电路60包括第一复位晶体管T1和第二复位晶体管T7，第一复位晶体管T1和第二复位晶体管T7的栅极分别连接复位控制线35，第一极分别连接复位信号端37，其中，复位信号端37产生复位电压Vint。第一复位晶体管T1的第二极连接驱动晶体管T4的栅极，第二复位晶体管T2的第二极连接待驱动元件70的正电压端。第一复位晶体管T1和第二复位晶体管T7由复位控制线35输入的复位控制信号RST导通，进而将复位信号端37产生的复位电压Vint施加到驱动晶体管T4的栅极和待驱动元件70的正电压端，对驱动晶体管T4的栅极和待驱动元件70的正电压端进行复位，以消除上一帧周期中残留的数据信号Data_I对当前帧的影响。
本实施例中，补偿子电路50包括补偿晶体管T3和数据信号存储电容C1，补偿晶体管T3的栅极连接数据写入控制信号线33，第一极连接驱动晶体管T4的栅极，第二极连接驱动晶体管T4的第二极。数据写入控制信号Gate_A控制补偿晶体管T3导通，进而将数据写入晶体管T2写入到驱动晶体管T4第一极的数据信号Date_I，通过补偿晶体管T3写入驱动晶体管T4的栅极。数据信号存储电容C1连接驱动晶体管T4的栅极和补偿晶体管T3的第一极，对写入到驱动晶体管T4的栅极的数据信号Date_I进行存储，使得补偿晶体管T3断开时，数据信号Date_I存储电容C1可提供数据信号Date_I，使的驱动晶体管T4根据数据信号Date_I产生驱动电流。同时，数据信号Date_I经过驱动晶体管T4的第一极和第二极的传输，会存在一个固定的压降差，在具体电路设计时，补偿晶体管T3和驱动晶体管T4可选择相同结构的晶体管，使得补偿晶体管T3对驱动晶体管T4上损失的数据信号Date_I进行补偿，保证图像显示的准确性。
本实施例中，像素驱动电路100包括电源端VDD。工作控制子电路20包括第一发光控制晶体管T5和第二发光控制晶体管T6，第一发光控制晶体管T5和第二发光控制晶体管T6的栅极连接工作控制信号线34，第一发光控制晶体管T5的第一极连接电源端VDD，第二极连接驱动晶体管T4；第二发光控制晶体管T5的第一极连接待驱动元件70，第二极连接驱动晶体管T4。第一发光控制晶体管T5控制电源端VDD和驱动晶体管T4之间的通断，第二发光控制晶体管T5控制驱动晶体管T4和待驱动元件70之间的通断。在一个帧周期内，进入图像显示阶段，及待驱动元件70发光阶段时，工作控制信号EM控制第一发光控制晶体管T5和T6导通，进而电源端VDD、驱动晶体管T4和待驱动元件70之间形成电流通路，待驱动元件70发光。其他一些实施例中，第一发光控制晶体管T5和T6的导通由不同的控制信号控制。在本申请一个帧周期的发光阶段，由于在驱动晶体管T4的栅极已经写入根据图像灰阶生成的数据信号Date_I，而数据信号Date_I一般为一个电压信号，在电源端VDD、驱动晶体管T4和待驱动元件70之间的电路导通时，电源端VDD的电压施加到驱动晶体管T4的第一极，驱动晶体管T4的第一极和栅极形成一个电压差，根据该电压差即可控制驱动电流的大小，使得待驱动元件70按照待显示图像的灰阶发光。本实施例中的待驱动元件70可以包括微型发光二极管D1。
本申请的一些实施例中，像素驱动电路100的晶体管包括N型晶体管，另外一些实施例中，像素驱动电路100中的晶体管包括P型晶体管。为方便描述，本申请中涉及到的晶体管均为P型晶体管。
图5为图2所示的一个像素驱动电路100的时序图，包括像素驱动电路100在一个帧周期内的信号时序图。根据图5，像素驱动电路100在一个帧周期内，包括复位阶段S1、数据写入阶段S2-1、工作控制阶段S3。
复位阶段S1，第一复位晶体管T1和第二复位晶体管T7由复位控制线35输出的低电平导通，同时，第一发光控制晶体管T5和T6由工作控制信号线34输出的高电平截止，补偿晶体管T3由控制信号线Gate_A(1)输出的高电平截止，时长写入晶体管T8和数据写入晶体管T2由数据写入控制信号线33输出的高电平截止，比较器U1输出的比较信号V_out为高电平，时长控制晶体管T9截止，复位信号端37输出的复位电压Vint施加到驱动晶体管T4的栅极和微型发光二极管D1的阳极，其中，复位电压Vint可以为低电位的电压，例如接地。在复位阶段S1，数据信号存储电容C1和微型发光二极管D1的阳极分别通过第一复位晶体管T1和第二复位晶体管T7放电，驱动晶体管T4的栅极电压和微型发光二极管D1的阳极电压为复位电压Vint，如此，驱动晶体管T4的栅极和微型发光二极管D1的阳极残留的上一帧周期的数据信号Data_I被清除，进而提高了当前帧周期的显示准确度。
可以理解的是，对于包括阵列排布的多个像素驱动电路的阵列基板或者显示面板而言，所有像素驱动电路可以同时执行复位阶段S1。
数据写入阶段S2-1，第一复位晶体管T1和第二复位晶体管T7由复位控制线35输出的高电平截止，复位电压Vint由数据信号存储电容C1进行存储。数据写入晶体管T2、时长写入晶体管T8和补偿晶体管T3由控制信号线Gate_A(1)输出的低电平导通，第一发光控制晶体管T5和T6由工作控制信号由工作控制信号线34输出的高电平截止。数据信号Data_I通过数据写入晶体管T2写入驱动晶体管T4的第一极，通过驱动晶体管T4的自身特性，例如栅极电位低于第一极电位时，驱动晶体管T4导通，数据信号Data_I经过驱动晶体管T4和补偿晶体管T3对数据信号存储电容C1进行充电，驱动晶体管T4栅极上的电压增大，驱动晶体管T4的第一极上的电压保持为Vdata，当驱动晶体管T4栅极上的电压为Vdata+Vth时，驱动晶体管T4截止。其中，Vdata表示数据信号Data_I的电压，Vth表示驱动晶体管T4的阈值电压。同时，时长信号Date_T通过时长写入晶体管T8存储到时长存储电容C2。在一些实施例中，时长信号Date_T在不同帧周期的电压大小不同。该阶段，基准电压信号Vref小于时长信号Date_T，比较器U1输出的比较信号V_out为高电平，时长控制晶体管T9截止。
可以理解的是：对于包括阵列排布的多个像素驱动电路的阵列基板或者显示面板而言，位于同一行的像素驱动电路连接同一根控制信号线Gate_A，而不同行的像素驱动电路连接不同的控制信号线Gate_A，且连接相邻行的控制信号线Gate_A以级联的方式连接；整个阵列基板或显示面板以逐行扫描的方式写入。对于整个阵列基板或显示面板而言，在一个帧周期内包括一个数据写入阶段S2，而S2包括多个数据写入子阶段，S2-1,S2-2，S2-3等。
工作控制阶段S3，写入有效的工作控制信号EM，使第一发光控制晶体管T5和第二发光控制晶体管T6开启导通。工作阶段S3可以进一步包括发光子阶段S3-1和停止发光子阶段S3-2。
发光子阶段S3-1，第一复位晶体管T1和第二复位晶体管T7由复位控制线35输出的高电平截止，数据写入晶体管T2、时长写入晶体管T8和补偿晶体管T3由控制信号线Gate_A(1)输出的高电平截止，基准电压信号Vref小于时长信号Date_T，比较器U1输出的比较信号V_out为高电平，时长控制晶体管T9截止，第一发光控制晶体管T5和T6由工作控制信号线34输出的低电平导通，数据信号存储电容C1的一端(即N(1)点)存储的数据信号Data_I(低电平电位)和电源端VDD施加的电压形成电压差，驱动晶体管T4根据该电压差产生当前帧周期内驱动微型发光二极管D1发光的驱动电流，并通过第二发光控制晶体管T5传输到微型发光二极管D1，微型发光二极管D1发光。
停止发光子阶段S3-2，第一复位晶体管T1和第二复位晶体管T7由复位控制线35输出的高电平截止，数据写入晶体管T2、时长写入晶体管T8和补偿晶体管T3由控制信号线Gate_A(1)输出的高电平截止，基准电压信号Vref大于时长信号Date_T(如图6中的Va(Data_T)，对于不同的像素电路，Va的数值可以相同可以不同，比较器U1输出的比较信号V_out为低电平，时长控制晶体管T9导通，时长控制晶体管T9输出时长控制信号CTL(高电平电位)到驱动晶体管T4的栅极，使得N(1)点的电位变高，让驱动晶体管T4截止，从而微型发光二极管D1停止发光。
可以理解的是：对于包括阵列排布的多个像素驱动电路的阵列基板或者显示面板而言，所有像素驱动电路可以被同时写入有效的工作控制信号，来实现灰阶画面的显示。这是由于每个像素驱动电路在数据写入子阶段都被写入了不同的Data_T信号，因此，每个像素驱动电路能够控制微型发光二极管D1在工作控制阶段发光的时间长短不同。
在一些实施例中，也可以按照逐行依次进行数据写入阶段和工作控制阶段，也即第一行像素驱动电路首先完成数据写入阶段和工作控制阶段，之后第二行像素驱动电路进入数据写入阶段和工作控制阶段，直至第n行像素驱动电路进入工作控制阶段。其中，每一行像素驱动电路在工作阶段对应的工作控制信号EM的有效时长相同。在另一些实施例中，亦可以逐行依次分别进行数据写入阶段和工作控制阶段，也即第一行像素驱动电路首先完成数据写入阶段，之后第二行像素驱动电路进入数据写入阶段，直至第n行像素驱动电路完成数据写入阶段；之后第一行像素驱动电路首先完成工作控制阶段，之后第二行像素驱动电路进入工作控制阶段，直至第n行像素驱动电路完成工作控制阶段。
本申请的像素驱动电路100通过对待驱动元件70的驱动电流和发光时间分别进行控制，实现低灰阶图像的显示，提高了显示图像的准确性。
图6为本申请提供的显示设备800的一个实施例的像素矩阵图。本申请提供的显示设备800包括待驱动元件70和前面所述的像素驱动电路100。在一些实施例中，显示设备800包括多个亚像素801，每个亚像素801对应设置一个像素驱动电路100，用于驱动亚像素801的待驱动元件70发光。待驱动元件70包括微型发光二极管(micro LED)或者迷你发光二极管(mini LED)或者有机电致发光二极管OLED。在一些实施例中，显示设备800包括多条时长信号线31、多条数据信号线32和多条时长控制信号线36。时长信号线31用于传输时长信号Date_T；数据信号线32用于传输所述数据信号Date_I；时长控制信号线36用于传输时长控制信号CTL。其中，同一行亚像素801对应的各像素驱动电路100电连接同一条时长控制信号线36；同一列亚像素801对应的各像素驱动电路100与同一条时长信号线31和同一条数据信号线32电连接。
一些实施例中，显示设备800还包括多条数据写入控制信号线33、多条工作控制信号线34和多条复位控制线35。写入控制信号线33用于传输写入控制信号Gate_A，工作控制信号线34用于传输工作控制信号EM，复位控制线35用于传输复位控制信号RST。其中，同一行亚像素801对应的各像素驱动电路100电连接同一条数据写入控制信号线33和同一条复位控制线35以及同一条工作控制信号线34。显示设备800显示图像过程中，通过每一行的控制线按照时序发送控制信号给各像素驱动电路100，对各像素驱动电路100进行控制；通过每一列的数据线按照时序发送数据信号给各像素驱动电路100，对显示图像进行控制。
一些实施例中，显示设备800还可以包括其他部件，例如信号解码电路、电压转换电路等，这些部件可以采用已有的常规部件，这里不再详述。在一些实施例中，本申请的显示设备800可以应用于电子纸、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中。关于显示设备800的技术效果可以参考本申请的实施例中提供的像素驱动电路100的技术效果，这里不再赘述。
本申请至少还提供一种像素驱动电路驱动方法，用于驱动本申请提供的像素驱动电路100。
像素驱动方法包括步骤S1-S2。
在步骤S1中，向所述驱动子电路写入数据信号。
在步骤S2中，写入工作控制信号，以控制所述驱动子电路导通，来根据所述数据信号驱动所述待驱动元件发光；同时，控制所述驱动子电路的导通时长，来控制所述待驱动元件的发光时长。
在一些实施例中，控制所述驱动子电路的导通时长的步骤S2包括子步骤S21和S22。
子步骤S21中，写入时长信号。
子步骤S22中，比较时长信号和基准电压信号，产生比较信号，以控制所述驱动子电路的导通时长。
本申请提供的像素驱动电路驱动方法可以独立控制像素驱动电路100驱动待驱动元件70的驱动电流和发光时长，进而通过控制发光时长实现低灰阶图像的显示，提高显示准确度。
对于方法实施例而言，由于其基本对应于装置实施例，所以相关之处参见装置实施例的部分说明即可。方法实施例和装置实施例互为补充。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种像素驱动电路，用于向待驱动元件提供信号，包括：驱动子电路、时长控制子电路和数据写入子电路，
其中，所述驱动子电路分别电连接所述时长控制子电路和所述数据写入子电路，所述数据写入子电路用于传输数据信号，所述时长控制子电路用于控制所述驱动子电路的导通时长，所述驱动子电路用于在导通时长内根据所述数据信号控制所述待驱动元件的电流；
所述时长控制子电路包括比较器，所述比较器连接所述驱动子电路以及时长信号线，所述比较器用于比较所述时长信号线输入的时长信号和基准电压信号，输出比较信号以控制所述驱动子电路的导通时长；
所述时长控制子电路包括时长写入子电路，所述时长写入子电路连接于所述时长信号线和所述比较器之间，并且所述时长写入子电路和数据写入控制信号线连接，所述时长写入子电路用于接收所述数据写入控制信号线输出的数据写入控制信号，根据所述数据写入控制信号连通所述时长信号线和所述比较器。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其中，所述基准电压信号为三角波信号、锯齿波信号或正弦波信号。
3.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其中，所述时长控制子电路包括时长控制晶体管，所述时长控制晶体管分别连接所述比较器和所述驱动子电路，所述时长控制晶体管用于根据所述比较信号，输出时长控制信号，控制所述驱动子电路的导通时长。
4.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其中，所述时长控制子电路包括时长存储电容，所述时长存储电容连接于所述比较器和所述时长写入子电路之间。
5.根据权利要求3所述的像素驱动电路，其中，所述驱动子电路包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极和所述时长控制晶体管连接，所述驱动晶体管的第一极和所述数据写入子电路连接，所述驱动晶体管的第二极和所述待驱动元件连接。
6.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其中，所述数据写入子电路包括数据写入晶体管，所述数据写入晶体管的第一极与数据线电连接，以接收所述数据线输入的数据信号，所述数据写入晶体管的第二极与所述驱动子电路电连接，所述数据写入晶体管的栅极与所述数据写入控制信号线电连接，以接收所述数据写入控制信号。
7.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其中，所述像素驱动电路还包括：
复位子电路，分别连接所述驱动子电路和所述待驱动元件，用于对所述驱动子电路和所述待驱动元件进行复位；和/或
补偿子电路，通过所述驱动子电路连接至所述数据写入子电路，用于存储所述数据写入子电路输入的数据信号；和/或
工作控制子电路，和所述驱动子电路连接，用于控制所述驱动子电路驱动所述待驱动元件发光。
8.一种显示设备，包括待驱动元件和根据权利要求1-7任一项所述的像素驱动电路，所述像素驱动电路与所述待驱动元件连接，所述待驱动元件为电流驱动型发光二极管。
9.根据权利要求8所述的显示设备，其中，所述显示设备包括多个亚像素，每个所述亚像素对应设置一个所述像素驱动电路，用于驱动所述亚像素的所述待驱动元件发光。
10.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述显示设备还包括：
多条时长信号线，用于传输时长信号；
多条数据信号线，用于传输所述数据信号；
多条时长控制信号线，用于传输时长控制信号；
其中，同一行所述亚像素对应的各所述像素驱动电路电连接同一条所述时长控制信号线；
同一列所述亚像素对应的各所述像素驱动电路与同一条所述时长信号线和同一条所述数据信号线电连接。
11.一种应用于权利要求1至7任一项所述的像素驱动电路的像素驱动电路驱动方法，其中，所述像素驱动电路驱动方法包括：
向所述驱动子电路写入数据信号；
写入工作控制信号，以控制所述驱动子电路导通，来根据所述数据信号驱动所述待驱动元件发光；
控制所述驱动子电路的导通时长，来控制所述待驱动元件的发光时长；
所述控制所述驱动子电路的导通时长，包括：
写入时长信号；
比较时长信号和基准电压信号，产生比较信号，以控制所述驱动子电路的导通时长。
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