像素驱动电路、显示装置及其显示方法与流程

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种像素驱动电路、显示装置及其显示方法。

背景技术：

有机发光显示器(Organic Light Emitting Diode，OLED)相比现在的主流显示技术薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transisitor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)，具有广视角、高亮度、高对比度、低能耗、体积更轻薄等优点，是目前平板显示技术关注的焦点。

有机发光显示器的驱动方法分为被动矩阵式(PM,Passive Matrix)和主动矩阵式(AM,Active Matrix)两种。而相比被动矩阵式驱动，主动矩阵式驱动具有显示信息量大、功耗低、器件寿命长、画面对比度高等优点。现有技术的一种主动矩阵式有机发光显示器的像素驱动电路的等效电路，如图1所示，包括：第一开关晶体管M1、驱动晶体管M2、存储电容C1以及发光器件D1。其中，第一开关晶体管M1的漏极与驱动晶体管M2的栅极连接；驱动晶体管M2的栅极同时连接存储电容C1的一端，其源极与存储电容C1另一端连接，其漏极与发光器件D1连接。第一开关晶体管M1在栅极被扫描信号Vscan(n)选通时打开，从源极引入数据信号Vdata。驱动晶体管M2一般工作在饱和区，其栅源电压Vgs决定了流过其电流的大小，进而为发光器件D1提供了稳定的电流。其中Vgs＝Vdata-VD1，VD1为发光器件D1的开启电压，VDD为稳压或者稳流电源，连接驱动晶体管M2，用于提供发光器件D1发光所需要的能源。而存储电容C1的作用是在一帧的时间内维持驱动晶体管M2栅极电压的稳定。

当扫描信号Vscan(n)的第一个高电平开始时，第n行像素单元被选通，将该行像素单元中的第一开关晶体管M1打开，引入数据信号驱动Vdata，发光器件D1开始发光。通过驱动数据信号Vdata的高电平使发光器件D1发光将该行像素单元中的存储电容C1充电完成，之后，通过扫描信号Vscan(n)的第一个低电平关闭该行像素单元的第一开关晶体管M1。此时，存储电容C1维持充电时的电压，维持该行像素单元的驱动晶体管M2输出稳定的电流，使得该行像素单元的有机发光二级管D1持续发光直到一帧时间结束。一帧时间通常为同一行像素单元连续两次被扫描信号选通的时间间隔。

在第n行像素单元的充电完成后，扫描信号选通第n+1行像素单元，将第n+1行像素单元的第一开关晶体管M1打开，引入驱动数据信号进行同样的充电过程，充电完成后通过像素单元中的存储电容C1维持充电时的电压，维持驱动管输出稳定电流，使得n+1行像素单元的发光器件D1持续发光直到一帧时间结束。如此依序下去，当对最后一行像素单元充电完成后，便又从第一行像素单元开始重新扫描充电。

尽管现有技术像素单元电路被广泛使用，但是其仍然必不可免的存在以下问题：驱动晶体管M2的阈值电压Vth会随着使用时间的增加而出现漂移，从而导致针对同样的数据驱动信号Vdata的Vgs出现变化，即发光器件D1的电流(也就是亮度)不同，从而将会影响整个有机发光显示器的画面均匀性及其发光质量。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种解决显示屏均一性问题的像素驱动电路、显示装置及其显示方法。

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：使能单元、储能单元、驱动单元、放电单元、发光单元；其中，

所述使能单元，连接第一控制线、第二控制线、储能单元，以及驱动单元，用于在所述第一控制线所入的行控制信号和所述第二控制线所输入的列控制信号的控制下，为所述储能单元充电，并输出使能信号给所述驱动单元；

所述驱动单元，连接所述使能单元、所述发光单元和灰阶电压输入端，用于在所述使能单元所输出的使能信号的控制下，将所述灰阶电压输入端所输入的灰阶电压输出给发光单元；

所述发光单元，连接所述驱动单元和公共电压端，用于在所述驱动单元的控制下发光；

所述储能单元，连接灰阶电压输入端和驱动单元，用于在使能单元关断时，维持所述驱动单元开启；

所述放电单元，连接所述驱动单元、所述储能单元、复位信号输入端和公共电压端，用于在所述复位信号输入端所输入的复位信号的控制下，对所述驱动单元和所述储能单元进行放电。

优选的是，所述使能单元包括第一晶体管和第二晶体管；其中，

所述第一晶体管的第一极连接第一控制线，第二极连接第二晶体管的第一极，控制极连接所述第二控制线；

所述第二晶体管的第一极连接所述第一晶体管的第二极，第二极连接所述储能模块和所述驱动模块，控制极连接所述第一控制线。

优选的是，所述驱动单元包括第三晶体管；其中，

所述第三晶体管的第一极连接所述灰阶电压输入端，第二极连接所述发光单元，控制极连接所述储能单元和所述放电单元。

优选的是，所述放电单元包括第四晶体管；其中，

所述第四晶体管的第一极连接所述驱动单元和所述储能模块，第二极连接所述公共电压端，控制极连接所述复位信号输入端。

优选的是，所述发光单元包括有机电致发光二极管；其中，

所述有机电致发光二极管的第一端连接所述驱动单元，第二端连接所述公共电压端。

优选的是，所述储能单元包括存储电容；其中，

所述存储电容的第一端连接所述使能单元和所述放电单元，第二端连接所述驱动单元和所述灰阶电压输入端。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置，其包括上述的像素驱动电路。

优选的是，多个所述像素驱动电路呈阵列排布，且位于同一行所述像素驱动电路中的使能单元连接同一条所述第一控制线；位于同一列的所述像素驱动电路中的使能单元连接同一条所述第二控制线。

优选的是，该显示装置还包括时序控制单元，用于根据待显示图像的灰阶值控制产生所述第一控制信号和所述第二控制信号。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示装置的显示方法，包括：

根据待显示图像的灰阶值控制产生所第一控制信号和第二控制信号；

逐行为第一控制线输入第一控制信号，并根据显示图像的灰阶值为第二控制线输入第二控制信号，选择性的开启相应的像素驱动电路中的使能单元，并同时为该像素驱动电路中的储能模块充电；

给灰阶电压输入端输入工作电平信号，以使发光单元发光；

当待显示图像的灰阶值均显示完成后，给复位信号输入端输入复位信号，对各个像素驱动电路中的驱动单元和储能单元进行放电。

本发明具有如下有益效果：

本发明的像素驱动电路，根据人眼的“时间积分效应”，发光时间的长短可以形成亮暗的视觉差异，通过控制发光单元的发光时间来实现不同的灰阶等级，即发光时间越长，对应的灰度等级越高。同时，该像素驱动电路采用恒定电流驱动发光单元，调节电流驱动时间得到相应的灰阶，以解决显示屏亮度均匀性的问题。

附图说明

图1为现有的像素驱动电路的电路图；

图2为本发明的实施例1的像素驱动电路的结构示意图；

图3为本发明的实施例1的像素驱动电路的电路图；

图4为本发明的实施例2的显示装置的结构示意图；

图5为本发明实施例2中待显示图像各个像素单元的灰阶值；

图6为本发明的实施例2的显示装置的显示方法显示图5的图像的时第一控制信号线的时序图；

图7为本发明的实施例2的显示装置的显示方法显示图5的图像的时第二控制信号线的时序图。

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。

本发明实施例中的所采用的晶体管可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性的相同器件，由于采用的晶体管的源极和漏极是对称的，所以其源极、漏极是没有区别的。在本发明实施例中，为区分晶体管的源极和漏极，将其中一极称为第一极，另一极称为第二极，栅极称为控制极。此外按照晶体管的特性区分可以将晶体管分为N型和P型，以下实施例中是以N型晶体管进行说明的，当采用N型晶体管时，第一极为N型晶体管的源极，第二极为N型晶体管的漏极，栅极输入高电平时，源漏极导通，P型相反。可以想到的是采用P型晶体管实现是本领域技术人员可以在没有付出创造性劳动前提下轻易想到的，因此也是在本发明实施例的保护范围内的。

实施例1：

结合图2所示，本实施例提供一种像素驱动电路，其包括：使能单元、储能单元、驱动单元、放电单元、发光单元；其中，使能单元，连接第一控制线Control1、第二控制线Control2、储能单元，以及驱动单元，用于在第一控制线Control1所入的行控制信号和第二控制线Control2所输入的列控制信号的控制下，为储能单元充电，并输出使能信号给驱动单元；驱动单元，连接使能单元、发光单元和灰阶电压输入端Von，用于在使能单元所输出的使能信号的控制下，将灰阶电压输入端Von所输入的灰阶电压输出给发光单元；发光单元，连接驱动单元和公共电压端Vcom，用于在驱动单元的控制下发光；储能单元，连接灰阶电压输入端Von和驱动单元，用于在使能单元关断时，维持驱动单元开启；放电单元，连接驱动单元、储能单元、复位信号输入端Voff和公共电压端Vcom，用于在复位信号输入端Voff所输入的复位信号的控制下，对驱动单元和储能单元进行放电。

具体的，本实施例中所提供的像素驱动电路可以应用至显示面板，此时每个像素单元中则设置一个像素驱动电路，同时为了减少布线，可以将位于同一行的像素驱动电路中的使能单元连接同一条第一控制线Control1，位于同一列的像素驱动电路中的使能单元连接同一条第二控制线Control2。根据人眼的“时间积分效应”，发光时间的长短可以形成亮暗的视觉差异，通过控制发光单元的发光时间来实现不同的灰阶等级，即发光时间越长，对应的灰度等级越高。假若待显示图像的最高灰阶为L255，则需要对该幅图像从L255扫描到L1，共扫描255帧。具体的，在每一帧开始时刻给第一控制线Control1快速逐行扫描，第二控制线Control2号将第一控制线Control1当前扫描行需要显示L255灰阶的像素驱动电路中的使能单元打开，同时储能单元被充电，发光单元也被打开，并通过灰阶电压输入端Von所输入的电压所产生的电流的驱动下发光进行显示，并将发光显示保持到该帧结束。时序控制单元等待t时间后，通过第一控制线Control1和第二控制线Control2线所输入的信号的控制下将所有需要显示L254灰阶的像素驱动电路中的使能单元打开，发光单元通过电流发光进行显示，并将发光显示保持到该帧结束。以此按灰阶递减方式逐个打开各像素驱动电路中的使能单元，使对应的发光单元通过电流发光进行显示，并将发光显示保持到该帧结束。当所有L1灰阶像素驱动电路中的使能单元打开完成后，等待2t时间后，给复位信号输入端Voff输入工作电平将所有放电单元打开，关闭所有像素驱动电路中的驱动单元，并将储能单元中的电放出去再进行下一帧显示。

由此可看出的是，本实施例中的像素驱动电路采用恒定电流驱动发光单元，调节电流驱动时间得到相应的灰阶，以解决显示屏亮度均匀性的问题。

如图3所示，其中，使能单元包括第一晶体管T1和第二晶体管T2；该第一晶体管T1的第一极连接第一控制线Control1，第二极连接第二晶体管T2的第一极，控制极连接所述第二控制线Control2；第二晶体管T2的第一极连接所述第一晶体管T1的第二极，第二极连接所述储能模块和所述驱动模块，控制极连接所述第一控制线Control1。

也就是说，只有第一控制线Control1和第二控制线Control2所输入的信号均为工作电平，也即高电平信号时第一晶体管T1和第二晶体管T2均被打开时，该使能单元才能够被打开，之后才能够为储能单元充电，并将驱动单元打开。

其中，驱动单元包括第三晶体管T3；该第三晶体管T3的第一极连接所述灰阶电压输入端Von，第二极连接所述发光单元，控制极连接所述储能单元和所述放电单元。

具体的，当像素驱动电路中的使能单元被打开后，第三晶体管T3的控制极则接收到工作电平信号，同时第三晶体管T3也被打开，此时则可以通过灰阶电压输入端Von输入的灰阶电压产生相应的电流，以驱动发光单元进行发光显示。

其中，放电单元包括第四晶体管T4；该第四晶体管T4的第一极连接所述驱动单元和储能模块，第二极连接公共电压端Vcom，控制极连接所述复位信号输入端Voff。

具体的，当第四晶体管T4的控制极所连接的复位信号输入端Voff被写入工作电平信号(高电平信号)后，则第四晶体管T4被打开，同时由于第四晶体管T4的第二极连接公共电压端Vcom，此时则将驱动单元关断，并将储能单元中的电放掉。

其中，发光单元包括有机电致发光二极管OLED；该有机电致发光二极管OLED的第一端连接驱动单元，第二端连接所述公共电压端Vcom。当然，发光单元不局限于采用有机电致发光二极管OLED，也可以是其他显示器件，例如无机电致发光二极管等。

其中，本实施例中的储能单元包括存储电容C1，当然，储能单元也不局限于存储电容C1，也可以是其他具有储能功能的器件。

实施例2：

如图4所示，本实施例提供一种显示装置，其包括多个实施例1中的像素驱动的电路、多条第一控制线(Control1-1至Control1-n)，多条第二控制线(Control2-1至Control2-m)，且多个像素驱动电路呈阵列排布，且位于同一行所述像素驱动电路中的使能单元连接同一条所述第一控制线Control1；位于同一列的所述像素驱动电路中的使能单元连接同一条所述第二控制线。当然，本实施例中的显示装置还包括时序控制单元，用于根据待显示图像的灰阶值控制产生所述第一控制信号和所述第二控制信号。

对于该显示装置，本实施例还提供了一种显示装置的显示方法，其包括如下步骤：

根据待显示图像的灰阶值控制产生所第一控制信号和第二控制信号。

逐行为第一控制线Control1输入第一控制信号，并根据显示图像的灰阶值为第二控制线Control2输入第二控制信号，选择性的开启相应的像素驱动电路中的使能单元，并同时为该像素驱动电路中的储能模块充电。

给灰阶电压输入端Von输入工作电平信号，以使发光单元发光；

当待显示图像的灰阶值均显示完成后，给复位信号输入端Voff输入复位信号，对各个像素驱动电路中的驱动单元和储能单元进行放电。

为了更清楚本实施例中显示装置的显示方法，以像素驱动电路中的使能单元包括第一晶体管T1和第二晶体管T2；驱动单元包括第三晶体管T3；放电单元包括第四晶体管T4；发光单元包括有机电致发光二极管OLED；储能单元包括存储电容C1为例，并结合附图3-6，对本实施例显示装置的显示方法进行详细说明。

具体的，根据待显示图像的灰阶值控制产生所第一控制信号和第二控制信号；假若所要显示图像的最高灰阶为L255，例如图5所示。

显示过程：显示L255灰阶像素单元：第一控制线Control1输入行扫描信号从第一行开始至最末行逐行扫描，第一控制线Control1开始扫描的时刻记为ts；扫描当前行对应的像素单元若需要显示L255，则该列对应的第二控制线Control2输入高电平信号，此时第一晶体管T1和第二晶体管T2打开，存储电容C1被充电，以及第三晶体管T3的控制极被置高，第三晶体管T3被打开，灰阶电压输入端Von输入灰阶电压，有机电致反光二极管流过电流而发光，因存储电容C1到该帧结束才被放电，所以第三晶体管T3一直被打开到该帧结束，即该像素驱动电路中的有机电致反光二极管则一直发光至该帧结束。

例如：如图5-7，位于第一行第一列的像素单元要显示L255，此时则在在给位于第一行控制信号线输入高电平时，同时给位于第一列的第二控制线Control2号输入高电平，以使该像素单元能够显示L255。

显示L254灰阶像素单元：显示装置中上所有需要显示L255灰阶的像素点流过电流发光后，时序控制单元等待时间tw，第一控制线Control1行扫描信号开始下一次全屏扫描，从第一行开始至最末行逐行扫描，扫描当前行对应的像素单元若需要显示L254灰阶，则该列对应的第二控制线Control2则被输入工作电平，也即被输入高电平信号，此时第一晶体管T1和第二晶体管T2打开，存储电容C1被充电，以及第三晶体管T3的控制极被置高，第三晶体管T3被打开，灰阶电压输入端Von输入灰阶电压，有机电致反光二极管流过电流而发光，因存储电容C1到该帧结束才被放电，所以第三晶体管T3一直被打开到该帧结束，即该像素驱动电路中的有机电致反光二极管则一直发光至该帧结束。

例如：如图5-7，位于第二行第一列的像素单元要显示L254，此时则在在给位于第二行控制信号线输入高电平时，同时给位于第一列的第二控制线Control2号输入高电平，以使该像素单元能够显示L254。

以此类推，所有需要显示L(N+1)(N＞1)灰阶的像素点流过电流发光后，时序控制单元等待时间tw后Scan进行下一次全屏扫描，使需要显示L(N)灰阶的像素点流过电流发光。

显示L0灰阶像素点：显示装置上所有需要显示L1灰阶的像素单元流过电流发光后，时序控制单元等待时间tw，第一控制线Control1行扫描信号开始下一次全屏扫描，从第一行开始至最末行逐行扫描，此时第二控制线Control2保持低电平，使需要显示L0灰阶的像素驱动电路中的第三晶体管T3无法打开，有机电致发光二极管OLED不发光。或者可以显示装置上所有需要显示L1灰阶的像素单元流过电流发光后时序控制单元等待时间tw+tt后为L0显示完成(tt为Scan从第一行扫描到最末行所需时间)。

放电阶段，也即复位阶段，所有灰阶显示完成后，时序控制单元等待时间tw后将复位信号输入端Voff输入工作电平信号，也即高电平信号，将所有像素驱动电路中的第四晶体管T4打开，所有像素驱动电路中的存储电容C1被放电以及第三晶体管T3被关闭，下一帧显示开始。

本实施例中所提供的显示装置的显示方法根据人眼的“时间积分效应”，发光时间的长短可以形成亮暗的视觉差异，通过控制发光单元的发光时间来实现不同的灰阶等级，即发光时间越长，对应的灰度等级越高。同时，采用恒定电流驱动发光单元，调节电流驱动时间得到相应的灰阶，以解决显示屏亮度均匀性的问题。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。