显示屏、像素电路单元及其控制方法与流程

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种显示屏、像素电路单元及其控制方法。

背景技术：

目前用户对移动终端设备的要求越累越高，更轻更薄更亮更节能依然成为大部分用户的要求，然而oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)凭借着其自主发光的特点，无需背光源即可实现显示功能，成为更轻，更薄的首选显示器。同时，目前市场上对显示器的要求不再仅仅是平面的需求，异性，曲面，透明显示等等都更让oled成为未来应用最广泛的显示技术。

但是由于amoled(active-matrixorganiclight-emittingdiode，有源矩阵有机发光二极管)属于电流驱动，对工艺要求比较高，并且为了达到电流均一的目的，用于amoled显示器的像素补偿电路也是层出不穷，从如图1所示的简单的2t1c电路(基于2个晶体管1个电容的像素补偿电路)，发展到目前常用的如图2所示的7t1c(基于7个晶体管1个电容的像素补偿电路)以及8t1c(基于8个晶体管1个电容的像素补偿电路)。

虽然基于常用的7t1c以及8t1c电路可以实现均一电流了，但是复杂的像素补偿电路使得amoled显示器的ppi停滞不前，不能实现600以及以上的显示。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种显示屏、像素电路单元及其控制方法，用以提高显示屏的ppi，尤其是穿戴设备显示屏的ppi。

基于上述目的本发明提供一种像素电路单元，包括：发光器件，进一步还包括：

至少两个简易像素补偿电路与所述发光器件相连，为所述发光器件提供驱动电流；其中，

所述简易像素补偿电路指的是元件个数少于设定值的像素补偿电路。

其中，所述简易像素补偿电路具体为3个，所述发光器件为1个。

较佳地，所述简易像素补偿电路具体为基于2个晶体管1个电容的像素补偿电路，包括：第一晶体管、驱动晶体管，以及第一电容；

在每个简易像素补偿电路中，该简易像素补偿电路的驱动晶体管的源极、漏极，以及所述发光器件的阳极、阴极串接于电路工作电压vdd与公共接地端电压vss之间；该简易像素补偿电路的第一电容的一端连接于该简易像素补偿电路的驱动晶体管的栅极，另一端接入vdd；该简易像素补偿电路的第一晶体管的源极和漏极之中的一个与该简易像素补偿电路的驱动晶体管的栅极相连，另一个连接数据data线；该简易像素补偿电路的第一晶体管的栅极连接扫描线。

或者，所述发光器件为多个，且所述发光器件的个数与所述简易像素补偿电路的个数相同，每个简易像素补偿电路分别为一个发光器件提供驱动电流；其中，

属于同一像素电路单元的发光器件，颜色相同、位置相邻，且属于同一像素电路单元的相邻发光器件之间的间距小于相邻的不同像素电路单元的发光器件之间的间距。

较佳地，所述发光器件为3个，所述简易像素补偿电路为3个，分别对应连接于各发光器件。

较佳地，所述简易像素补偿电路具体为基于2个晶体管1个电容的像素补偿电路，包括：第二晶体管、驱动晶体管，以及第二电容；

在每个简易像素补偿电路中，该简易像素补偿电路的驱动晶体管的源极、漏极，以及与该简易像素补偿电路对应的发光器件的阳极、阴极串接于vdd与vss之间；该简易像素补偿电路的第二电容的一端连接于该简易像素补偿电路的驱动晶体管的栅极，另一端接入vdd；该简易像素补偿电路的第二晶体管的源极和漏极之中的一个与该简易像素补偿电路的驱动晶体管的栅极相连，另一个连接数据data线；该简易像素补偿电路的第二晶体管的栅极连接扫描线。

本发明还提供一种像素电路单元的控制方法，包括：

对于当前即将扫描到的像素电路单元，确定所述像素电路单元的当前亮度的灰阶所处灰阶范围；

根据所述灰阶范围确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数；

基于所述灰阶以及确定的开启个数，计算所述像素电路单元的器件亮度控制电压vdata值；

根据确定的开启个数为所述像素电路单元中相应个数的简易像素补偿电路提供扫描信号，并根据计算的器件亮度控制电压vdata值为所述像素电路单元提供器件亮度控制电压。

较佳地，所述像素电路单元中简易像素补偿电路具体为3个。

其中，确定的灰阶范围具体为：低、中、或高灰阶范围；以及

所述根据所述灰阶范围确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数，具体包括：

若确定的灰阶范围为低灰阶范围，则确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数为1；

若确定的灰阶范围为中灰阶范围，则确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数为2；

若确定的灰阶范围为高灰阶范围，则确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数为3。

本发明还提供一种显示屏，包括：多个如上所述的像素电路单元及其控制模块；其中，

所述控制模块用于对于当前即将扫描到的像素电路单元，确定所述像素电路单元的当前亮度的灰阶所处灰阶范围；根据所述灰阶范围确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数；基于所述灰阶以及确定的开启个数，计算所述像素电路单元的器件亮度控制电压vdata值；根据确定的开启个数为所述像素电路单元中相应个数的简易像素补偿电路提供扫描信号，并根据计算的vdata值为所述像素电路单元提供器件亮度控制电压。

本发明的技术方案中，在一个像素电路单元中采用至少两个简易像素补偿电路(比如2t1c电路)与发光器件相连，为所述发光器件提供驱动电流；从而增多发光器件的灰阶，同时，由于简易像素补偿电路(比如2t1c电路)元件少且布线简单，便于在单位面积布设多个简易像素补偿电路，从而可以提高显示屏中单位面积的像素数目，即提高显示屏的ppi；此外，同样由于简易像素补偿电路(比如2t1c电路)元件少且布线简单的原因，在显示屏生产过程中的mask工艺也可以得到简化，不需要目前的9mask的工艺，实际证明掩膜版可以减少到5～6张，这对提高产能，减低成本也有非常大的帮助。

附图说明

图1、2分别为现有技术基于2t1c和7t1c电路的像素电路单元的电路图；

图3为本发明实施例一提供的一种像素电路单元的电路图；

图4为本发明实施例一提供的具有3个简易像素补偿电路的像素电路单元中发光器件的低、中、高灰阶显示的示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种像素电路单元的电路图；

图6为本发明实施例二提供的具有3个发光器件的像素电路单元中发光器件的布局示意图；

图7为本发明实施例二提供的具有3个发光器件、3个简易像素补偿电路的像素电路单元中发光器件的低、中、高灰阶显示的示意图；

图8为本发明实施例三提供的一种显示屏的内部结构框图；

图9为本发明实施例三提供的一种像素电路单元的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明的发明人对现有像素电路单元进行分析发现，基于7t1c或8t1c的像素电路单元虽然能够较好地实现均一电流，但复杂的电路使得提高像素密度更为困难；而基于2t1c的像素电路单元虽然电路简单，有利于大大提高显示屏中单位面积的像素数目，但由于控制发光器件的灰阶较少，而不能满足显示要求。后续为便于描述，本文中将元件个数少于设定值的像素补偿电路统称为简易像素补偿电路，比如2t1c电路即为一种简易像素补偿电路；其中，设定值可以是4或5或其它值，本领域技术人员可以根据经验设定。

由此，本发明的发明人考虑到，在一个像素电路单元中采用至少两个简易像素补偿电路(比如2t1c电路)，来增多发光器件的灰阶，同时，由于简易像素补偿电路(比如2t1c电路)元件少且布线简单，便于在单位面积布设多个简易像素补偿电路，从而可以提高显示屏中单位面积的像素数目，即提高显示屏的ppi；此外，同样由于简易像素补偿电路(比如2t1c电路)元件少且布线简单的原因，在显示屏生产过程中的mask(掩膜)工艺也可以得到简化，不需要目前的9mask的工艺，实际证明掩膜版可以减少到5～6张，这对提高产能，减低成本也有非常大的帮助。

尤其对于穿戴产品来说，如手环，手表，这些产品并不需要像手机产品，pad以及电脑显示器一样需要显示比较复杂的图片。目前对于穿戴产品来说大部分用到的显示功能，有显示文字信息，简单的图片；如此，在oled显示屏当中便不需要用复杂的像素补偿电路来达到一个灰阶很多的显示效果。那么，在一个像素电路单元中采用多个简易像素补偿电路的灰阶则可满足要求。这样，既能满足显示的灰阶要求，又能提高穿戴设备显示屏的ppi，还能简化生产过程中的mask工艺。

下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。本发明提供了如下两个像素电路单元的实施例。

实施例一

本发明实施例一提供的一种像素电路单元的电路图，如图3所示，包括：发光器件302，以及至少两个简易像素补偿电路301。

其中，发光器件302为一个，所述至少两个简易像素补偿电路301与所述发光器件302相连，为所述发光器件302提供驱动电流。

较佳地，简易像素补偿电路301具体为2t1c电路，即基于2个晶体管1个电容的像素补偿电路。

较佳地，简易像素补偿电路301为3个。图4示出了具有3个简易像素补偿电路301的像素电路单元中发光器件的低、中、高灰阶显示的示意图。

事实上，具有3个2t1c电路的像素电路单元可以具有64个灰阶；具有2个2t1c电路的像素电路单元则可以具有16个灰阶。

如图3所示的像素电路单元中包括3个2t1c电路301和1个oled发光器件302；其中，每个2t1c电路中包括：第一晶体管t31、驱动晶体管t32，以及第一电容c33。

在每个简易像素补偿电路中，该简易像素补偿电路的驱动晶体管t32的源极、漏极，以及所述发光器件302的阳极、阴极串接于电路工作电压vdd与公共接地端电压vss之间；比如，该简易像素补偿电路的t32的源极和漏极之中的一个接入vdd(电路工作电压)，另一个连接于像素电路单元中的oled发光器件302的阳极，可以为oled发光器件302提供驱动电流；oled发光器件302的阴极接入vss(公共接地端电压)；该简易像素补偿电路的c33的一端连接于该简易像素补偿电路的t32的栅极，另一端接入vdd；该简易像素补偿电路的t31的源极和漏极之中的一个与该简易像素补偿电路的t32的栅极相连，另一个连接数据(data)线，用于接受亮度控制电压vdata；该简易像素补偿电路的t31的栅极连接扫描线，用于接收扫描信号。上述的数据线、扫描线可以连接至控制模块。控制模块用于通过数据线和扫描线向像素电路单元的简易像素补偿电路输出扫描信号以及亮度控制电压vdata，从而控制oled发光器件302的亮度。控制模块的功能将在后续详细介绍。

实施例二

本发明实施例二提供的一种像素电路单元的电路图，如图5所示，包括：发光器件501，以及至少两个简易像素补偿电路502；

其中，至少两个简易像素补偿电路502与所述发光器件501相连，为所述发光器件501提供驱动电流。具体地，发光器件501为多个，且发光器件501的个数与所述简易像素补偿电路502的个数相同，每个简易像素补偿电路502分别为一个发光器件501提供驱动电流。

较佳地，简易像素补偿电路502具体为2t1c电路，即基于2个晶体管1个电容的像素补偿电路。

较佳地，发光器件501为3个，简易像素补偿电路502也为3个，分别对应连接于各发光器件501。也就是说，一个像素电路单元所对应的一个像素，可以是由3个小像素组成，例如如图6所示；而3个小像素则是分别由3个发光器件501来完成发光功能。

本发明实施例二的像素电路单元中的发光器件的布局为，属于同一像素电路单元的发光器件，颜色相同、位置相邻，且属于同一像素电路单元的相邻发光器件之间的间距小于相邻的不同像素电路单元的发光器件之间的间距。

例如，图6示出了具有3个发光器件501的像素电路单元中发光器件的布局；可以看出，属于同一像素电路单元的3个红色发光器件排布相邻而紧密；即属于同一像素电路单元的相邻发光器件间的间距小于不同像素电路单元的相邻发光器件间的间距。

图7示出了具有3个发光器件501、3个简易像素补偿电路502的像素电路单元中发光器件的低、中、高灰阶显示的示意图。

如图2所示的2t1c电路应用于穿戴产品，像素如图6所示。对于oled发光器件来说，亮度和电流密度的公式如下l＝k×eff×j；其中k为系数，eff为oled发光器件的发光效率，j为电流密度。发光器件的驱动电流i：i＝(1/2)un×cox×(w/l)×(vgs-vth)²；其中un为电子的迁移速率，cox为单位面积栅氧化层电容，w/l是宽长比，vgs-vth为过驱动电压。

当像素电路单元的三个小像素中的一个工作的时候最大电流为i＝(1/2)uncox(w/l)k；两个工作的时候最大电流为i＝uncox(w/l)k；三个工作的时候最大电流为i＝3/2ox(w/l)k。

对于电流密度来说，当oled发光器件的面积固定为s，那么电流密度的计算为j＝i/s。亦即当一个像素工作的时候，与三个像素同时工作的时候，发光单元的亮度是不同的。如图7所示。

按照这样的计算方法，可以实现2²×2²×2²＝64个灰阶；也就是说，具有3个2t1c电路的像素电路单元可以具有64个灰阶；具有2个2t1c电路的像素电路单元则可以具有16个灰阶，完全可以满足穿戴类产品的显示要求。

如图5所示的像素电路单元中包括3个2t1c电路501和3个oled发光器件502；其中，每个2t1c电路中包括：第二晶体管t51、驱动晶体管t52，以及第二电容c53。

在每个简易像素补偿电路中，该简易像素补偿电路的驱动晶体管t52的源极、漏极，以及与该简易像素补偿电路对应的发光器件502的阳极、阴极串接于vdd与vss之间；比如，该简易像素补偿电路的t52的源极和漏极之中的一个接入vdd(电路工作电压)，另一个连接于像素电路单元中的与该简易像素补偿电路对应的oled发光器件502的阳极，可以为该oled发光器件502提供驱动电流；该oled发光器件502的阴极接入vss(公共接地端电压)；该简易像素补偿电路的c53的一端连接于该简易像素补偿电路的t52的栅极，另一端接入vdd；该简易像素补偿电路的t51的源极和漏极之中的一个与该简易像素补偿电路的t52的栅极相连，另一个连接数据(data)线，用于接受亮度控制电压vdata；该简易像素补偿电路的t51的栅极连接扫描线，用于接收扫描信号。上述的数据线、扫描线可以连接至控制模块。控制模块用于通过数据线和扫描线向像素电路单元的各简易像素补偿电路输出扫描信号以及亮度控制电压vdata，从而控制各oled发光器件502的开启及亮度。控制模块的功能将在后续详细介绍。

实施例三

基于上述实施例一或实施例二的像素电路单元，本发明实施例三提供了一种显示屏，如图8所示，包括：多个像素电路单元801及其控制模块802。

其中，像素电路单元801的具体电路可以是上述介绍的实施例一的像素电路单元的电路，也可以是上述介绍的实施例二的像素电路单元的电路。

控制模块802可以设置于信号处理芯片中，与每个像素电路单元801相连：控制模块802通过扫描线可以为每个像素电路单元801中的每个简易像素补偿电路提供扫描信号，控制模块802通过数据线可以为每个像素电路单元801中的每个简易像素补偿电路提供亮度控制电压vdata。

具体地，控制模块802对于当前即将扫描到的像素电路单元801，确定该像素电路单元的当前亮度的灰阶所处灰阶范围；根据所述灰阶范围确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数；基于所述灰阶以及确定的开启个数，计算所述像素电路单元的器件亮度控制电压vdata值；根据确定的开启个数通过扫描线为所述像素电路单元中相应个数的简易像素补偿电路提供扫描信号，并根据计算的vdata值通过数据线为所述像素电路单元提供器件亮度控制电压。

本发明实施例三的显示屏中的控制模块802对像素电路单元的具体控制方法，流程如图9所示，包括如下步骤：

步骤s901：控制模块802对于当前即将扫描到的像素电路单元，确定所述像素电路单元的当前亮度的灰阶所处灰阶范围。

具体地，控制模块802在扫描一个一个像素电路单元的过程中，对于当前即将扫描到的像素电路单元，确定该像素电路单元的当前亮度的灰阶所处的灰阶范围。例如，对于像素电路单元中简易像素补偿电路具体为3个的情况，则控制模块802确定的灰阶范围具体可以是低、中、或高灰阶范围。

例如，像素电路单元中有3个2t1c电路具有64个灰阶，若当前亮度的灰阶为0～20，则确定的灰阶范围为低灰阶范围；若当前亮度的灰阶为21～42，则确定的灰阶范围为中灰阶范围；若当前亮度的灰阶为43～63，则确定的灰阶范围为高灰阶范围。

步骤s902：控制模块802根据灰阶所处范围确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数。

例如，对于像素电路单元中简易像素补偿电路具体为3个的情况，若控制模块802确定的灰阶范围为低灰阶范围，则确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数为1；若确定的灰阶范围为中灰阶范围，则确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数为2；若确定的灰阶范围为高灰阶范围，则确定该像素电路单元中简易像素补偿电路的开启个数为3。

步骤s903：控制模块802基于所述灰阶以及确定的开启个数，计算所述像素电路单元的器件亮度控制电压vdata值。

具体地，控制模块802基于所述灰阶以及确定的开启个数，计算所述像素电路单元的器件亮度控制电压vdata值通常在3～5v之间。

步骤s904：控制模块802根据确定的开启个数为所述像素电路单元中相应个数的简易像素补偿电路提供扫描信号，并根据计算的vdata值为所述像素电路单元提供器件亮度控制电压。

具体地，控制模块802与所述像素电路单元中的每个简易像素补偿电路，分别通过一根扫描线相连，从而可以分别为每个简易像素补偿电路提供一个扫描信号用以开启简易像素补偿电路。

控制模块802还为所述像素电路单元中的所有简易像素补偿电路提供一个器件亮度控制电压。

这样，控制模块802在确定简易像素补偿电路的开启个数后，可以为所述像素电路单元中相应个数的简易像素补偿电路提供扫描信号，并根据计算的vdata值为所述像素电路单元中的所有简易像素补偿电路提供器件亮度控制电压。

例如，对于像素电路单元中简易像素补偿电路具体为3个的情况，控制模块802在确定简易像素补偿电路的开启个数为2后，可以为所述像素电路单元中的2个简易像素补偿电路提供扫描信号，以开启这两个简易像素补偿电路；此时，控制模块802为像素电路单元提供的亮度控制电压，则可以通过这两个简易像素补偿电路最终来驱动像素电路单元中发光器件。

本发明的技术方案中，在一个像素电路单元中采用至少两个简易像素补偿电路(比如2t1c电路)与发光器件相连，为所述发光器件提供驱动电流；从而增多发光器件的灰阶，同时，由于简易像素补偿电路(比如2t1c电路)元件少且布线简单，便于在单位面积布设多个简易像素补偿电路，从而可以提高显示屏中单位面积的像素数目，即提高显示屏的ppi；此外，同样由于简易像素补偿电路(比如2t1c电路)元件少且布线简单的原因，在显示屏生产过程中的mask工艺也可以得到简化，不需要目前的9mask的工艺，实际证明掩膜版可以减少到5～6张，这对提高产能，减低成本也有非常大的帮助。

本技术领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、cd-rom、和磁光盘)、rom(read-onlymemory，只读存储器)、ram(randomaccessmemory，随即存储器)、eprom(erasableprogrammableread-onlymemory，可擦写可编程只读存储器)、eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。

本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。

本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。