CN115497429A - 像素驱动电路、模组、背光源、面板、装置及驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种像素驱动电路、模组、背光源、面板、装置及驱动方法,像素驱动电路包括至少两个晶体管和至少一个压降单元;所述晶体管的栅极与灰阶数据端电连接,所述晶体管的第一极与发光单元的第一端电连接,所述晶体管的第二极接固定电位;所述压降单元连接于两个所述晶体管的栅极之间,所述压降单元的第一端与所述灰阶数据端电连接,所述压降单元的第二端的电压小于所述压降单元的第一端的电压。本发明提供一种像素驱动电路、模组、背光源、面板、装置及驱动方法,以实现解决了灰阶控制困难的问题,以及提高了发光单元的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,尤其涉及像素驱动电路、模组、背光源、面板、装置及驱动方法。
背景技术
发光二极管(LED)背光市场呈现迅猛发展趋势。背光模组可分为侧入式和直下式两种,由于直下式背光模组相比于侧入式背光模组可以不需要设置导光板,而以其物美价廉的优势,深受广大消费者欢迎。迷你发光二极管(mini LED)属于微米级到毫米级大小,使用mini LED的背光常用为直下式模式,mini LED可以实现比较精细的分区控制,从而实现很高的对比度。
现阶段,mini LED背光模组中采用印制电路板(PCB,并在PCB上通过打件的方式,将独立器件的晶体管制作到PCB上。在驱动mini LED发光时,采用电压控制电流的方式,存在灰阶控制困难的问题。
发明内容
本发明提供一种像素驱动电路、模组、背光源、面板、装置及驱动方法,以实现解决了灰阶控制困难的问题,以及提高了发光单元的发光效率。
第一方面,本发明实施例提供一种像素驱动电路,包括至少两个晶体管和至少一个压降单元;
所述晶体管的栅极与灰阶数据端电连接,所述晶体管的第一极与发光单元的第一端电连接,所述晶体管的第二极接固定电位;
所述压降单元连接于两个所述晶体管的栅极之间,所述压降单元的第一端与所述灰阶数据端电连接,所述压降单元的第二端的电压小于所述压降单元的第一端的电压。
第二方面,本发明实施例提供一种发光模组,包括:
衬底;
多个发光单元,位于所述衬底的一侧;
多个如第一方面所述的像素驱动电路,所述像素驱动电路与所述发光单元的第一端电连接,所述发光单元的第二端与电源信号端电连接。
第三方面,本发明实施例提供一种背光源,包括第二方面所述的发光模组。
第四方面,本发明实施例提供一种显示面板,包括第二方面所述的发光模组。
第五方面,本发明实施例提供一种显示装置,包括第三方面所述的背光源,或者,第四方面所述的显示面板。
第六方面,本发明实施例提供一种基于第一方面所述像素驱动电路的驱动方法,包括:
在发光阶段,根据图像确定对应的灰阶数据,然后为灰阶数据端提供灰阶电压信号,控制所述像素驱动电路中的至少一个晶体管导通,驱动发光单元发光;
其中,存在至少一个所述晶体管的栅极的电压为所述灰阶电压信号的电压与压降单元上的电压降之差。
本发明实施例提供一种像素驱动电路,压降单元连接于两个晶体管的栅极之间。与压降单元的第一端直接电连接的晶体管栅极的电压大于与压降单元的第二端直接电连接的晶体管栅极的电压。从而压降单元将灰阶数据端的灰阶电压信号分为至少两个等级,以驱动发光单元实现至少两种不同的发光亮度。本发明实施例中,通过控制晶体管的导通数量,控制晶体管的导通内阻,控制发光单元的驱动电流,从而控制发光单元的发光亮度,晶体管工作在恒流区,并非可变电阻区,晶体管10在导通时的工作电流稳定,不随灰阶电压信号的微小调节和微小波动而发生变化,解决了灰阶控制困难的问题。另一方面,由于晶体管工作在恒流区,并非可变电阻区,减小了晶体管上的功耗,将更多的能量利用到可以发光的发光单元上,提高了发光单元的发光效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图;
图4为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图;
图5为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图;
图6为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图;
图7为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图;
图8为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图;
图9为本发明实施例提供的一种发光模组的俯视结构示意图;
图10为本发明实施例提供的一种发光模组的剖视结构示意图;
图11为本发明实施例提供的一种显示装置的示意图;
图12为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的驱动时序图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在已知技术中,驱动晶体管的栅极与灰阶数据端电连接,接收灰阶数据端输出的灰阶电压信号,并根据灰阶电压信号的电压值大小对应的调节驱动电流。驱动晶体管工作在可变电阻区,根据驱动晶体管的栅源电压差来对应地改变驱动晶体管的漏极电流,从而实现不同的驱动电流。然而,灰阶电压信号的微小调节和微小波动,均导致驱动电流发生较大的变化。由此,导致灰阶控制困难。
其中,晶体管的工作区域包括可变电阻区、恒流区和夹断区。可变电阻区也称为非饱和区。在可变电阻区,可以通过改变栅源电压差来改变漏源等效电阻的阻值,故称之为可变电阻区。恒流区也称为饱和区。当栅源电压差增大时,漏极电流略有增大。在夹断区,导电沟道被夹断,漏极电流等于一个很小的值。
图1为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的示意图,参考图1,像素驱动电路包括至少两个晶体管10和至少一个压降单元20。晶体管10的栅极与灰阶数据端30电连接,晶体管10的第一极与发光单元40的第一端电连接,晶体管10的第二极接固定电位。压降单元20连接于两个晶体管10的栅极之间。压降单元20的第一端与灰阶数据端30电连接。压降单元20的第二端的电压小于压降单元20的第一端的电压,用于产生电压降,由此连接于压降单元20的两端的两个晶体管10的栅极之间产生电压差。
示例性地,参考图1,多个晶体管10包括第一晶体管T1和第二晶体管T2。压降单元20包括第一压降单元D1。第一晶体管T1的栅极与灰阶数据端30电连接,第一晶体管T1的第一极与发光单元40的第一端电连接,第一晶体管T1的第二极接固定电位。其中,固定电位可以具有固定的电位,即固定的电压值。固定电位例如可以包括地电位,或者负电源电压(PVEE)。第二晶体管T2的栅极与灰阶数据端30电连接,第二晶体管T2的第一极与发光单元40的第一端电连接,第二晶体管T2的第二极接固定电位。第一压降单元D1连接于第一晶体管T1的栅极与第二晶体管T2的栅极之间。第一压降单元D1的第一端与第一晶体管T1的栅极直接电连接,第一压降单元D1的第二端与第二晶体管T2的栅极直接电连接。其中,“直接电连接”的两者之间不存在其他电学元件,例如,不存在电容、开关等。
在灰阶数据端30提供的灰阶电压信号确定时,第一晶体管T1的栅极的电压大于第二晶体管T2的栅极的电压。存在如下情况:情况一,第一晶体管T1导通,第二晶体管T2截止,第一晶体管T1工作在恒流区。发光单元40与第一晶体管T1构成电流回路,发光单元40发光,发光单元40的发光亮度与第一晶体管T1的导通内阻相关。情况二,第一晶体管T1导通,第二晶体管T2导通,第一晶体管T1和第二晶体管T2工作在恒流区。发光单元40与第一晶体管T1构成电流回路,发光单元40与第二晶体管T2构成电流回路,发光单元40发光。发光单元40的发光亮度与第一晶体管T1的导通内阻以及第二晶体管T2的导通内阻相关。由于第一晶体管T1和第二晶体管T2并联,第一晶体管T1和第二晶体管T2的并联电阻小于第一晶体管T1的导通内阻,发光单元40的发光亮度相比于第一晶体管T1导通第二晶体管T2截止时更大。
本发明实施例提供一种像素驱动电路,压降单元20连接于两个晶体管10的栅极之间。与压降单元20的第一端直接电连接的晶体管10栅极的电压大于与压降单元20的第二端直接电连接的晶体管10栅极的电压。从而压降单元20将灰阶数据端30的灰阶电压信号分为至少两个等级,以驱动发光单元40实现至少两种不同的发光亮度。本发明实施例中,通过控制晶体管10的导通数量,控制晶体管10的导通内阻,控制发光单元40的驱动电流,从而控制发光单元40的发光亮度,晶体管10工作在恒流区,并非可变电阻区,晶体管10在导通时的工作电流稳定,不随灰阶电压信号的微小调节和微小波动而发生变化,解决了灰阶控制困难的问题。另一方面,由于晶体管10工作在恒流区,并非可变电阻区,减小了晶体管10上的功耗,将更多的能量利用到可以发光的发光单元40上,提高了发光单元40的发光效率。
可选地,参考图1,存在至少两个晶体管10的沟道宽长比相同。沟道宽长比相同的两个晶体管10可以具有相同的沟道宽度,以及具有相同的沟道长度,从而便于简化制作工艺。另一方面,沟道宽长比相同的两个晶体管10具有相同的导通内阻,从而并联的两个晶体管10的并联电阻变为原来的一半,由此,在忽略发光单元40的内阻时,有利于将发光单元40的驱动电流按照整数倍进行控制,从而将发光单元40的发光亮度按照整数倍进行控制。
示例性地,参考图1,第一晶体管T1与第二晶体管T2的沟道宽长比相同。在其他实施方式中,像素驱动电路包括至少三个晶体管10,其中的至少两个晶体管10的沟道宽长比相同。
可选地,参考图1,存在至少两个晶体管10的沟道宽长比不同。晶体管10的栅极与灰阶数据端30连接电阻越小,晶体管10的沟道宽长比越小。晶体管10的栅极与灰阶数据端30连接电阻越大,晶体管10的沟道宽长比越大。其中,晶体管10的栅极与灰阶数据端30连接电阻越小,晶体管10的栅极与灰阶数据端30之间串接的压降单元20的数量越少。沟道宽长比越大的晶体管10所具有的内阻越小,沟道宽长比越小的晶体管10所具有的内阻越大。由此,晶体管10的栅极与灰阶数据端30之间串接的压降单元20的数量越少,晶体管10所具有的内阻越大;晶体管10的栅极与灰阶数据端30之间串接的压降单元20的数量越多,晶体管10所具有的内阻越小。可以理解的是,在多个晶体管10导通时,不仅通过增加并联的晶体管10的数量,减小发光单元40所在电流回路的电阻,还通过增加晶体管10的沟道宽长比,进一步地减小发光单元40所在电流回路的电阻,增加发光单元40的发光亮度。
示例性地,参考图1,第一晶体管T1与第二晶体管T2的沟道宽长比不同。第一晶体管T1的沟道宽长比小于第二晶体管T2的沟道宽长比。在其他实施方式中,像素驱动电路包括至少三个晶体管10,其中的至少两个晶体管10的沟道宽长比不同。
可选地,参考图1,第二晶体管T2的沟道宽长比为第一晶体管T1的沟道宽长比的两倍。第一晶体管T1和第二晶体管T2均导通时,第一晶体管T1和第二晶体管T2并联后的并联电阻为第一晶体管T1的内阻的三分之一,在忽略发光单元40的内阻的情况下,发光单元40的驱动电流变为第一晶体管T1导通第二晶体管T2截止时的三倍,从而提高了发光单元40的发光亮度。
图2为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图,参考图2,多个晶体管10包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4。压降单元20包括第一压降单元D1、第二压降单元D2和第三压降单元D3。第一压降单元D1连接于第一晶体管T1的栅极与第二晶体管T2的栅极之间,第一压降单元D1连接于灰阶数据端30与第二晶体管T2的栅极之间。第一压降单元D1的第一端与第一晶体管T1的栅极直接电连接,第一压降单元D1的第二端与第二晶体管T2的栅极直接电连接。第一压降单元D1的第二端的电压小于第一压降单元D1的第一端的电压。第二压降单元D2连接于第二晶体管T2的栅极与第三晶体管T3的栅极之间,第二压降单元D2连接于灰阶数据端30与第三晶体管T3的栅极之间。第二压降单元D2的第一端与第二晶体管T2的栅极直接电连接,第二压降单元D2的第二端与第三晶体管T3的栅极直接电连接。第二压降单元D2的第二端的电压小于第二压降单元D2的第一端的电压。第三压降单元D3连接于第三晶体管T3的栅极与第四晶体管T4的栅极之间,第三压降单元D3连接于灰阶数据端30与第四晶体管T4的栅极之间。第三压降单元D3的第一端与第三晶体管T3的栅极直接电连接,第三压降单元D3的第二端与第四晶体管T4的栅极直接电连接。第三压降单元D3的第二端的电压小于第三压降单元D3的第一端的电压。
第一晶体管T1的栅极与灰阶数据端30之间串接压降单元20的数量小于第二晶体管T2的栅极与灰阶数据端30之间串接压降单元20的数量,第二晶体管T2的栅极与灰阶数据端30之间串接压降单元20的数量小于第三晶体管T3的栅极与灰阶数据端30之间串接压降单元20的数量,第三晶体管T3的栅极与灰阶数据端30之间串接压降单元20的数量小于第四晶体管T4的栅极与灰阶数据端30之间串接压降单元20的数量。由此,第一晶体管T1的导通电压小于第二晶体管T2的导通电压,第二晶体管T2的导通电压小于第三晶体管T3的导通电压,第三晶体管T3的导通电压小于第四晶体管T4的导通电压。可以理解的是,压降单元20(包括第一压降单元D1、第二压降单元D2和第三压降单元D3)构成了灰阶电压信号的阈值筛选电路网络,将灰阶电压信号分成若干等级。其中,晶体管10的导通电压指的是,晶体管10由截止到导通时所对应的灰阶电压信号的电压值。
示例性地,参考图2,第二晶体管T2的沟道宽长比大于第一晶体管T1的沟道宽长比,第三晶体管T3的沟道宽长比大于第二晶体管T2的沟道宽长比,第四晶体管T4的沟道宽长比大于第三晶体管T3的沟道宽长比。第一晶体管T1和第二晶体管T2的并联电阻小于第一晶体管T1的内阻的二分之一倍,第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3的并联电阻小于第一晶体管T1的内阻的三分之一倍,第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4的并联电阻小于第一晶体管T1的内阻的四分之一倍,从而减小发光单元40所在电流回路的电阻,增加发光单元40的发光亮度。
示例性地,参考图2,第二晶体管T2的沟道宽长比为第一晶体管T1的沟道宽长比的两倍,第三晶体管T3的沟道宽长比为第二晶体管T2的沟道宽长比的两倍,第四晶体管T4的沟道宽长比为第三晶体管T3的沟道宽长比的两倍。第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4的沟道宽长比之比为:1:2:4:8。第一晶体管T1导通,第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4截止时,发光单元40的驱动电流记为I1;第一晶体管T1和第二晶体管T2导通,第三晶体管T3和第四晶体管T4截止时,发光单元40的驱动电流记为I2;第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3导通,第四晶体管T4截止时,发光单元40的驱动电流记为I3;第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4导通时,发光单元40的驱动电流记为I4。在忽略发光单元40的内阻的情况下,发光单元40的驱动电流在各种导通情况下的电流之比,I1:I2:I3:I4=1:3:7:15。
图3为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图,参考图3,至少两个晶体管10的栅极直接电连接。两个晶体管10的栅极直接电连接,该两个晶体管10的栅极具有相同的电压,在该两个晶体管10的阈值电压相同时,该两个晶体管10同时导通,或者同时截止。
示例性地,参考图3,第一晶体管T1的栅极与第二晶体管T2的栅极直接电连接。第一晶体管T1的栅极与第二晶体管T2的栅极均连接于第一压降单元D1的第一端。第三晶体管T3的栅极与第四晶体管T4的栅极直接电连接。第三晶体管T3的栅极与第四晶体管T4的栅极均连接于第一压降单元D1的第二端。存在如下情况:情况一,第一晶体管T1和第二晶体管T2导通,第三晶体管T3和第四晶体管T4截止,发光单元40与第一晶体管T1、第二晶体管T2均构成电流回路,发光单元40发光,发光单元40的发光亮度与第一晶体管T1、第二晶体管T2并联后的并联电阻相关。情况二,第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4导通,发光单元40与第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4均构成电流回路,发光单元40发光,发光单元40的发光亮度与第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4并联后的并联电阻相关。
可选地,参考图3,其栅极直接电连接的晶体管10中,存在至少两个晶体管10的沟道宽长比不同。由此,在控制晶体管10导通的过程中,沟道宽长比大的晶体管10优先导通,并处于恒流区,沟道宽长比小的晶体管10处于可变电阻区。沟道宽长比不同且其栅极直接电连接的晶体管10组合点亮发光单元40,使得发光单元40具有更广的发光范围。
示例性地,参考图3,第一晶体管T1的栅极与第二晶体管T2的栅极直接电连接。第一晶体管T1的沟道宽长比与第二晶体管T2的沟道宽长比不同。以第一晶体管T1的沟道宽长比小于第二晶体管T2的沟道宽长比为例。第一晶体管T1和第二晶体管T2导通,第一晶体管T1处于可变电阻区,第二晶体管T2处于恒流区。由此,在将第一晶体管T1和第二晶体管T2并联,以调节发光单元40所在回路电阻的基础上,还可以通过调节第一晶体管T1的栅极的电压,调节驱动电流的大小,使得发光单元40具有更广的发光范围。需要说的是,已知技术中,往往仅设置一驱动晶体管,并使得驱动晶体管工作在可变电阻区,来进行灰阶控制。而本发明实施例中,第一晶体管T1对驱动电流的调节为“微调”,是建立在调节发光单元40所在回路电阻这种“粗调”基础上的。
示例性地,参考图3,第三晶体管T3的栅极与第四晶体管T4的栅极直接电连接。第三晶体管T3的沟道宽长比与第四晶体管T4的沟道宽长比不同。
可选地,参考图1-图3,晶体管10包括绝缘栅型场效应管。绝缘栅型场效应管的栅极与源极、漏极之间均采用绝缘层隔离。
示例性地,晶体管10包括绝缘栅型场效应管,绝缘栅型场效应管包括薄膜晶体管,薄膜晶体管为采用薄膜沉积、刻蚀等工艺形成的绝缘栅型场效应管。采用薄膜沉积、刻蚀等工艺,一方面可以平整度高、导热性好的玻璃基板作为衬底,便于提高晶体管10的制作良率和散热性能;另一方面,可以应用于集成电路中,提高像素驱动电路的集成性;再一方面,薄膜晶体管的阻抗在千欧级别,即便是被击穿,其内阻保持不变,也相当于是一个大的电阻串接在电路中,由此,无需额外设置电阻。
图4为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图,参考图4,晶体管10包括结型场效应管。像素驱动电路还包括电阻R,电阻R的第一端与结型场效应管的第二极电连接,电阻R的第二端接固定电位。晶体管10的第二极通过电阻R接固定电位。其中,结型场效应管的阻抗为毫欧级别,电流为几百毫安,电流比较大,为限制穿过晶体管10的电流,增加用于限流的电阻R。
示例性地,参考图4,电阻R包括第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1的第一端与第一晶体管T1的第二极电连接,第一电阻R1的第二端接固定电位。第二电阻R2的第一端与第二晶体管T2的第二极电连接,第二电阻R2的第二端接固定电位。
在其他实施方式中,晶体管10还可以包括晶体三极管。与场效应管不同的是,晶体管三极管为双极型晶体管,晶体管三极管中有两种带有不同极性电荷的载流子参与导电。
示例性地,参考图1-图4,压降单元20包括二极管。二极管具有单向导电性。理想情况下,二极管导通时的正向压降为常量。
图5为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图,参考图5,压降单元20包括稳压管。稳压管在反向击穿时,在一定的电流范围内,端电压几乎不变,表现出稳定性。
图6为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图,参考图6,压降单元20包括附加晶体管。其中,附加晶体管的栅极与附加晶体管的第一极或者附加晶体管的第二极电连接。附加晶体管的栅极与附加晶体管的第一极或者附加晶体管的第二极电连接后,附加晶体管的I-V特性类似于二极管的I-V特性。附加晶体管构成为有源电阻。
示例性地,参考图6,晶体管10和附加晶体管均为薄膜晶体管。这样设置的优点在于,附加晶体管可以与晶体管10在相同的工艺中同步形成,无需新增工艺来专门形成附加晶体管,从而节省了工艺制程。
图7为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图,参考图7,像素驱动电路还包括存储电容Cst和复位晶体管T5。存储电容Cst的第一极板与灰阶数据端30直接电连接,存储电容Cst的第二极板接固定电位。存储电容Cst用于存储灰阶数据端30的灰阶电压信号。复位晶体管T5的栅极与复位信号端50直接电连接,复位晶体管T5的第一极与存储电容Cst的第一极板直接电连接,复位晶体管T5的第二极接固定电位。复位晶体管T5导通时,将存储电容Cst的第一极板接固定电位,由于存储电容Cst的第二极板接固定电位,存储电容Cst所存储的电荷被释放,完成存储电容Cst的复位。本发明实施例中,通过设置存储电容Cst和复位晶体管T5,从而使得在扫描完成当前行的像素驱动电路后,当前行的像素驱动电路还可以由存储电容Cst储存的灰阶电压信号驱动,维持发光单元40在多个扫描行的时间段内持续发光。
图8为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的示意图,参考图8,像素驱动电路还包括辅助压降单元60。辅助压降单元60连接于灰阶数据端30与所有的晶体管10的栅极之间。即,在所有的晶体管10的栅极之前,设置辅助压降单元60。
示例性地,参考图8,辅助压降单元60的第一端与灰阶数据端30直接电连接,辅助压降单元60的第二端与第一晶体管T1的栅极直接电连接。辅助压降单元60的第一端的电压大于辅助压降单元60的第二端的电压。在初始的启动阶段,灰阶数据端30输出的灰阶电压信号比较微弱,且稳定性不好。设置辅助压降单元60,只有超过辅助压降单元60两端电压一定数值的电压才可以将第一晶体管T1导通,而未超过辅助压降单元60两端电压一定数值的电压无法将第一晶体管T1导通,由此屏蔽掉初始的启动阶段的不稳定电压信号,提高发光单元40的发光稳定性。
示例性地,参考图8,辅助压降单元60包括第四压降单元D4,第四压降单元D4与压降单元20具有相同的类型,第四压降单元D4包括二极管、稳压管或者附加晶体管。
示例性地,参考图1-图8,第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4和复位晶体管T5均为N型晶体管。在其他实施方式中,第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4和复位晶体管T5中的至少一个为P型晶体管。
图9为本发明实施例提供的一种发光模组的俯视结构示意图,结合参考图1-图9,发光模组包括衬底110、多个发光单元40(图9中未示出)和多个像素驱动电路120。其中,多个发光单元40位于衬底110的一侧。像素驱动电路120与发光单元40位于衬底110的同一侧。像素驱动电路120与发光单元40的第一端电连接,发光单元40的第二端与电源信号端PVDD电连接。像素驱动电路120驱动发光单元40发光。本发明实施例中的发光模组包括上述实施例中的像素驱动电路120,从而具有上述像素驱动电路120的有益效果,解决了灰阶控制困难的问题,以及提高了发光单元40的发光效率。
图10为本发明实施例提供的一种发光模组的剖视结构示意图,参考图1-图10,多个像素驱动电路120沿第一方向和第二方向阵列排布,第一方向与第二方向交叉。多条灰阶信号线130沿第一方向延伸并沿第二方向排列,灰阶信号线130与灰阶数据端30直接电连接,灰阶信号线130为灰阶数据端30提供灰阶电压信号。多条复位信号线140沿第二方向延伸并沿第一方向排列,复位信号线140与复位信号端50直接电连接,复位信号线140为复位信号端50提供复位电压信号。像素驱动电路120在衬底110的的垂直投影位于电源信号层150在衬底110的垂直投影内。电源信号层150与电源信号端PVDD直接电连接,电源信号层150为电源信号端PVDD提供电源电压信号。本发明实施例中,电源信号层150为整层膜层,多个像素驱动电路120共同连接至与同一个电源信号层150,从而降低了像素驱动电路120与电源信号层150的连接难度。
示例性地,参考图10,电源信号层150位于衬底110与像素驱动电路120之间。在其他实施方中,电源信号层150还可以为像素驱动电路120远离衬底110的一侧,或者,电源信号层150还可以位于像素驱动电路120的两个膜层之间。
示例性地,参考图10,像素驱动电路120包括晶体管10,晶体管10包括栅极103、半导体层102、源极101和漏极104。漏极104与发光单元40的第一端电连接。漏极104为晶体管10的第一极,源极101为晶体管10的第二极。在其他实施方式中,还可以将源极101与发光单元40的第一端电连接。源极101为晶体管10的第一极,漏极104为晶体管10的第二极。
本发明实施例提供一种背光源,背光源包括上述实施例中的发光模组。从而背光源可以实现亮度的调节,以及局域调光。局域调光指的是,背光源的各个区域的亮度单独可调。
示例性地,本发明实施例提供一种显示面板,显示面板为液晶显示面板,液晶显示面板包括背光源和液晶盒,背光源为液晶盒提供背光,从而实现图像显示。
本发明实施例提供一种显示面板,显示面板包括上述实施例中的发光模组。本发明实施例中的显示面板为发光二极管显示面板,发光二极管显示面板中的发光像素为发光二极管,通过控制发光二极管的发光亮度,来实现图像显示。
本发明实施例还提供了一种显示装置。图11为本发明实施例提供的一种显示装置的示意图,参见图11,显示装置包括本发明实施例提供的任意一种背光源或者任意一种显示面板。显示装置具体可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、车载显示模组、显示器以及智能可穿戴设备等。
本发明实施例还提供了一种像素驱动电路的驱动方法,图12为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的驱动时序图,参考图7和图12,像素驱动电路的驱动方法包括:在发光阶段,根据图像确定对应的灰阶数据,然后为灰阶数据端30提供灰阶电压信号,控制像素驱动电路中的至少一个晶体管10导通,驱动发光单元40发光。其中,存在至少一个晶体管10栅极的电压为灰阶电压信号的电压与压降单元20上的电压降之差。本发明实施例中,在发光阶段,通过控制灰阶数据端30提供的灰阶电压信号,控制晶体管10的导通数量,从而控制晶体管10的导通内阻(单个晶体管10的导通内阻,或者多个晶体管10的并联电阻),控制发光单元40的驱动电流,从而控制发光单元40的发光亮度,由此实现灰阶控制。反过来看,根据所需要的灰阶,可以确定与灰阶对应的灰阶电压信号的电压值。
可选地,参考图7和图12,像素驱动电路的驱动方法还包括:在复位阶段,为复位信号端50提供复位电压信号,控制复位晶体管T5导通,复位存储电容Cst。
示例性地,参考图7和图12,在复位阶段,复位晶体管T5导通,第一晶体管T1的栅极接固定电位,第一晶体管T1截止。第一压降单元D1、第二压降单元D2和第三压降单元D3均截止。第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4均截止。发光单元40不发光。在发光阶段,复位晶体管T5截止,第一晶体管T1导通,发光单元40发光。
从提供不同的灰阶电压信号的角度来看,随着灰阶数据端30提供的灰阶电压信号的电压值变大,第二晶体管T2也导通,第一晶体管T1和第二晶体管T2的并联电阻小于第一晶体管T1的内阻,发光单元40的发光亮度增大。随着灰阶数据端30提供的灰阶电压信号的电压值继续变大,第三晶体管T3也导通,第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3的并联电阻小于第一晶体管T1和第二晶体管T2的并联电阻,发光单元40的发光亮度增大。随着灰阶数据端30提供的灰阶电压信号的电压值继续变大,第四晶体管T4也导通,第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4的并联电阻小于第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3的并联电阻,发光单元40的发光亮度增大。
示例性地,参考图12,复位阶段位于发光阶段之前,由此,在写入灰阶电压信号之前,先对存储电容Cst进行复位操作,以消除上一帧中写入的灰阶电压信号的影响。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (18)
1.一种像素驱动电路,其特征在于,包括至少两个晶体管和至少一个压降单元;
所述晶体管的栅极与灰阶数据端电连接,所述晶体管的第一极与发光单元的第一端电连接,所述晶体管的第二极接固定电位;
所述压降单元连接于两个所述晶体管的栅极之间,所述压降单元的第一端与所述灰阶数据端电连接,所述压降单元的第二端的电压小于所述压降单元的第一端的电压。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路,其特征在于,存在至少两个所述晶体管的沟道宽长比相同。
3.根据权利要求1所述的像素驱动电路,其特征在于,存在至少两个所述晶体管的沟道宽长比不同;
所述晶体管的栅极与所述灰阶数据端连接电阻越小,所述晶体管的沟道宽长比越小。
4.根据权利要求3所述的像素驱动电路,其特征在于,多个所述晶体管包括第一晶体管和第二晶体管,所述压降单元包括第一压降单元,所述第一压降单元连接于所述第一晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极之间,连接于所述灰阶数据端与所述第二晶体管的栅极之间;
所述第二晶体管的沟道宽长比为所述第一晶体管的沟道宽长比的两倍。
5.根据权利要求1所述的像素驱动电路,其特征在于,多个所述晶体管包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管;所述压降单元包括第一压降单元、第二压降单元和第三压降单元;
所述第一压降单元连接于所述第一晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极之间,连接于所述灰阶数据端与所述第二晶体管的栅极之间;
所述第二压降单元连接于所述第二晶体管的栅极与所述第三晶体管的栅极之间,连接于所述灰阶数据端与所述第三晶体管的栅极之间;
所述第三压降单元连接于所述第三晶体管的栅极与所述第四晶体管的栅极之间,连接于所述灰阶数据端与所述第四晶体管的栅极之间。
6.根据权利要求1所述的像素驱动电路,其特征在于,至少两个所述晶体管的栅极直接电连接。
7.根据权利要求6所述的像素驱动电路,其特征在于,其栅极直接电连接的所述晶体管中,存在至少两个所述晶体管的沟道宽长比不同。
8.根据权利要求1所述的像素驱动电路,其特征在于,所述晶体管包括绝缘栅型场效应管;或者,
所述晶体管包括结型场效应管,所述像素驱动电路还包括电阻,所述电阻的第一端与所述结型场效应管的第二极电连接,所述电阻的第二端接固定电位。
9.根据权利要求1所述的像素驱动电路,其特征在于,所述压降单元包括二极管、稳压管或者附加晶体管;
其中,所述附加晶体管的栅极与所述附加晶体管的第一极或者所述附加晶体管的第二极电连接。
10.根据权利要求1所述的像素驱动电路,其特征在于,还包括存储电容和复位晶体管;
所述存储电容的第一极板与所述灰阶数据端直接电连接,所述存储电容的第二极板接固定电位;
所述复位晶体管的栅极与复位信号端直接电连接,所述复位晶体管的第一极与所述存储电容的第一极板直接电连接,所述复位晶体管的第二极接固定电位。
11.根据权利要求1所述的像素驱动电路,其特征在于,还包括辅助压降单元;所述辅助压降单元连接于所述灰阶数据端与所有的所述晶体管的栅极之间。
12.一种发光模组,其特征在于,包括:
衬底;
多个发光单元,位于所述衬底的一侧;
多个如权利要求1-11任一项所述的像素驱动电路,所述像素驱动电路与所述发光单元的第一端电连接,所述发光单元的第二端与电源信号端电连接。
13.根据权利要求12所述的发光模组,其特征在于,多个所述像素驱动电路沿第一方向和第二方向阵列排布,所述第一方向与所述第二方向交叉;
多条灰阶信号线,沿所述第一方向延伸并沿所述第二方向排列,与灰阶数据端直接电连接;
多条复位信号线,沿所述第二方向延伸并沿所述第一方向排列,与复位信号端直接电连接;
电源信号层,所述像素驱动电路在所述衬底的的垂直投影位于所述电源信号层在所述衬底的垂直投影内,所述电源信号层与电源信号端直接电连接。
14.一种背光源,其特征在于,包括权利要求12或者13所述的发光模组。
15.一种显示面板,其特征在于,包括权利要求12或者13所述的发光模组。
16.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求14所述的背光源,或者,权利要求15所述的显示面板。
17.一种基于权利要求1所述像素驱动电路的驱动方法,其特征在于,包括:
在发光阶段,根据图像确定对应的灰阶数据,然后为灰阶数据端提供灰阶电压信号,控制所述像素驱动电路中的至少一个晶体管导通,驱动发光单元发光;
其中,存在至少一个所述晶体管的栅极的电压为所述灰阶电压信号的电压与压降单元上的电压降之差。
18.根据权利要求17所述的驱动方法,其特征在于,所述像素驱动电路还包括存储电容和复位晶体管;所述存储电容的第一极板与所述灰阶数据端直接电连接,所述存储电容的第二极板接固定电位;所述复位晶体管的栅极与复位信号端直接电连接,所述复位晶体管的第一极与所述存储电容的第一极板直接电连接,所述复位晶体管的第二极接固定电位;
所述驱动方法还包括:
在复位阶段,为复位信号端提供复位电压信号,控制所述复位晶体管导通,复位所述存储电容。
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CN115497429B (zh) | 2023-12-01 |
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