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像素单元、显示基板及其驱动方法和显示装置

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


像素单元、显示基板及其驱动方法和显示装置

本公开涉及显示技术领域,尤其涉及一种像素单元、显示基板及其驱动方法和显示装置。

Mini-LED(Mini Light Emitting Diode,迷你发光二极管),又名“次毫米发光二极管”,指晶粒尺寸约在100微米或以下的LED,Mini-LED是介于传统LED与Micro-LED(Micro Light Emitting Diode,微型发光二极管)之间,简单来说,是在传统LED背光基础上的改良。

发明内容

一方面,提供一种像素单元,像素单元包括N个发光器件以及像素驱动芯片。所述像素驱动芯片包括:数据信号端、电源信号端和N个信号通道端,数据信号端用于接收数据信号,电源信号端用于接收电源信号,N个信号通道端与所述N个发光器件一一对应。其中,所述N个发光器件中的第一个发光器件的第一极被配置为与所述电源信号端耦接,所述N个发光器件中的第n个发光器件的第二极与所述第n+1个发光器件的第一极以及与所述N个信号通道端中的第n信号通道端耦接。N为大于1的正整数,n为大于1或等于1,且小于或等于N的正整数。

在一些实施例中,所述像素驱动芯片还包括发光控制电路,与所述N个信号通道端、所述电源信号端、所述数据信号端耦接,所述发光控制电路被配置为,根据所述N个发光器件的亮度信息,控制传输至所述N个发光器件的电流大小和各发光器件的发光时长,以控制各发光器件的实际出光亮度。

在一些实施例中,所述发光控制电路包括:调制电路和恒流源电路,所述调制电路的一端与所述电源信号端耦接,所述调制电路的另一端与所述恒流源电路耦接。

在一些实施例中,所述调制电路包括与N个信号通道端一一对应的N个调制子电路,所述N个调制子电路的每个调制子电路包括控制端、第一端和第二端,所述N个调制子电路中的第一个调制子电路的第一端与所述电源信号端耦接,所述N个调制子电路中的第n个调制子电路的第二端与第n+1个调制子电路的第一端、以及所述N个信号通道端中的第n信号通道端耦接。

在一些实施例中,所述像素驱动芯片还包括:控制信号端、参考信号端和电压信号端,控制信号端用于接收控制信号,参考信号端用于接收参考信 号,电压信号端用于接收第一电压信号。所述发光控制电路的所述恒流源电路还与所述参考信号端及所述电压信号端耦接。

在一些实施例中,所述像素驱动芯片还包括主处理器,主处理器与所述发光控制电路、所述电压信号端、所述控制信号端和所述数据信号端耦接。所述主处理器被配置为,根据所述数据信号所包含的N个发光器件的亮度信息,生成电流控制信号和多个脉宽调制信号,并将所述电流控制信号传输至所述恒流源电路,将所述多个脉宽调制信号一一对应传输至所述N个调制子电路。

在一些实施例中,所述主处理器包括处理器和控制电路。所述处理器与所述N个调制子电路耦接,所述处理器被配置为生成多个脉宽调制信号,并将所述多个脉宽调制信号一一对应传输至所述N个调制子电路。所述处理器还与所述控制电路耦接,所述控制电路与所述恒流源电路耦接,所述处理器还被配置为,根据所述亮度信息生成第一信号,并将所述第一信号传输至所述控制电路,所述控制电路被配置为根据所述第一信号生成电流控制信号,并将所述电流控制信号传输至所述恒流源电路。

在一些实施例中,所述主处理器还包括接口电路,所述接口电路与所述数据信号端、所述电压信号端和所述处理器耦接,所述接口电路被配置为根据所述数据信号端的数据信号和所述电压信号端传输的识别信号,生成所述处理器需要的解码信号,并将所述解码信号传输至所述处理器。

在一些实施例中,所述调制子电路包括开关元件。

在一些实施例中,所述N个发光器件包括:红色发光器件、绿色发光器件,以及蓝色发光器件。

另一方面,提供一种显示基板,显示基板包括:衬底、多个像素单元、多条电源信号线和多条数据信号线。所述多个像素单元中的每个像素单元为如上所述的像素单元,所述多个像素单元设置于所述衬底一侧,多个像素单元沿第一方向和第二方向呈阵列排布,所述第一方向和所述第二方向相互交叉。多条电源信号线设置于所述衬底一侧,所述多条电源信号线中的一条电源信号线与在所述第一方向上排布的多个所述像素单元的各所述像素驱动芯片的电源信号端耦接。多条数据信号线设置于所述衬底一侧,所述多条数据信号线中的一条数据信号线与在所述第一方向上排布的多个所述像素单元的各所述像素驱动芯片的所述数据信号端耦接。

在一些实施例中,所述像素单元包括控制信号端、参考信号端和电压信号端。所述显示基板还包括:多条控制信号线、多条参考信号线和多条电压 信号线。多条控制信号线设置于所述衬底一侧,所述多条控制信号线中的一条控制信号线与在所述第二方向上排布的多个所述像素单元的各所述像素驱动芯片的控制信号端耦接。多条参考信号线设置于所述衬底一侧,所述多条参考信号线中的一条参考信号线与在所述第一方向上排布的多个所述像素单元的各所述像素驱动芯片的参考信号端耦接。多条电压信号线设置于所述衬底一侧,所述多条电压信号线中的一条电压信号线与在所述第一方向上排布的多个所述像素单元的各所述像素驱动芯片的电压信号端耦接。

在一些实施例中,各所述控制信号线沿所述第一方向延伸,并沿所述第二方向排列,所述控制信号线位于沿所述第二方向上排列的相邻两排所述像素单元之间的间隙中。各所述电源信号线、各所述数据信号线、各所述电压信号线和各所述参考信号线沿所述第二方向延伸,并沿所述第一方向排列,所述电源信号线、所述数据信号线、所述电压信号线和所述参考信号线位于沿所述第一方向上排列的相邻两排所述像素单元之间的间隙中。

在一些实施例中,显示基板还包括控制芯片,所述控制芯片与所述数据信号线以及所述控制信号线连接,所述控制芯片被配置为,向所述数据信号线提供数据信号,并向所述控制信号线提供控制信号。

又一方面,提供一种显示基板的驱动方法,所述显示基板的每一个显示帧包括:数据信号设定阶段和显示阶段,所述数据信号包括电流信号和脉宽调制信号,所述显示基板包括多个像素单元和控制芯片,所述多个像素单元中的每一个像素单元包括N个发光器件。

所述数据信号设定阶段包括:所述控制芯片接收第i帧图像信号,所述第i帧图像信号包括:所述多个像素单元中的每一个像素单元的N个发光器件在当前帧图像对应的初始电流信号和初始脉宽调制信号。所述初始电流信号包括N个初始电流子信号,所述初始脉宽调制信号包括N个比特位数相同的初始脉宽调制子信号。所述数据信号设定阶段还包括:所述控制芯片将所述初始电流信号处理生成电流信号,所述电流信号包括所述N个初始电流子信号中的电流幅值最大的初始电流子信号;所述控制芯片将所述初始脉宽调制信号处理生成脉宽调制信号,所述脉宽调制信号包括N个比特位数不同的脉宽调制子信号。其中,i为大于或等于1的正整数,N为大于1的正整数。

所述显示阶段包括:所述多个像素单元中每一个像素单元的N个发光器件根据对应的所述电流信号和所述脉宽调制信号进行发光。

在一些实施例中,所述显示阶段包括:地址分配阶段和数据信号传输阶段,所述显示基板包括多条控制信号线和多条数据信号线。在所述地址分配 阶段,依次向各控制信号线输入控制信息,向各数据信号线输入第一数据信息,所述第一数据信息包括在第二方向上排布的多个像素单元对应的地址信息。在所述数据信号传输阶段,向各数据信号线分别输入第二数据信息,所述第二数据信息包括多个子数据信息,所述子数据信息包括:各像素单元对应的地址信息,以及与该地址信息对应且与该数据信号线耦接的所述像素单元的像素驱动芯片对应的所述电流信号和所述脉宽调制信号。

在一些实施例中,所述显示基板包括多条控制信号线和多条数据信号线,所述显示阶段包括:向第m条控制信号线输入控制信息;并向各数据信号线输入数据信息,所述数据信息包括与该数据信号线耦接的所述像素单元的像素驱动芯片对应的所述电流信号和所述脉宽调制信号。其中,m代表1~M中的任意一个正整数,M为在第二方向上排列的所有控制信号线的个数,且所述控制芯片向第一个至第M个控制信号线依次输入控制信息。

又一方面,提供一种显示装置,显示装置包括如上所述的显示基板。

在一些实施例中,所述的显示基板包括控制芯片,所述显示装置还包括与所述控制芯片耦接的系统电路,所述系统电路被配置为,向所述控制芯片提供初始电流信号和初始脉宽调制信号。

为了更清楚地说明本公开中的技术方案,下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。此外,以下描述中的附图可以视作示意图,并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。

图1为根据一些实施例所提供的显示面板的结构图;

图2为根据本公开一些实施例所提供的像素单元的结构图;

图3为根据本公开一些实施例所提供的像素单元的另一种结构图;

图4为根据本公开一些实施例所提供的像素单元的又一种结构图;

图5为根据本公开一些实施例所提供的像素单元的又一种结构图;

图6为根据本公开一些实施例所提供的像素单元的又一种结构图;

图7a为根据本公开一些实施例所提供的脉宽调制信号的波形图;

图7b为根据本公开一些实施例所提供的发光阶段中电平的上升沿时段和下降沿时段的时序图;

图8为根据本公开一些实施例所提供的像素单元的又一种结构图;

图9为根据本公开一些实施例所提供的像素单元的驱动方法的时序图;

图10为根据本公开一些实施例所提供的像素单元的驱动方法的另一种时序图;

图11为根据本公开一些实施例所提供的显示基板的结构图;

图12为根据本公开一些实施例所提供的显示基板的驱动方法的时序图;

图13为根据本公开一些实施例所提供的显示基板的驱动方法的另一种时序图;

图14为根据本公开一些实施例所提供的数据信号设定阶段I SET的信号图;

图15为根据本公开一些实施例所提供的发光器件的亮度与电流的关系曲线图;

图16为根据本公开一些实施例所提供的显示装置的结构图。

下面将结合附图,对本公开一些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公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。

除非上下文另有要求,否则,在整个说明书和权利要求书中,术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思,即为“包含,但不限于”。在说明书的描述中,术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外,所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在描述一些实施例时,可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。例如,描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如,描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而,术语“耦接”或“通信耦合(communicatively coupled)”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触,但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。

“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义,均包括以下A、B和C的组合:仅A,仅B,仅C,A和B的组合,A和C的组合,B和C的组合,及A、B和C的组合。

“A和/或B”,包括以下三种组合:仅A,仅B,及A和B的组合。

如本文中所使用,根据上下文,术语“如果”任选地被解释为意思是“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,根据上下文,短语“如果确定……”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”任选地被解释为是指“在确定……时”或“响应于确定……”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。

本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言,其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。

另外,“基于”的使用意味着开放和包容性,因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

应当理解的是,当层或元件被称为在另一层或基板上时,可以是该层或元件直接在另一层或基板上,或者也可以是该层或元件与另一层或基板之间存在中间层。

Mini-LED(Mini Light Emitting Diode,迷你发光二极管)最初应用于背光区域调光(Local Dimming),采用的都是PM(Passive Matrix,无源矩阵)的驱动方式。随着Mini-LED的发展,Mini-LED渐渐应用于显示产品中,在Mini-LED显示产品中沿用PM的驱动方式。

Mini-LED一方面应用于PCB(Printed Circuit Board,印刷线路板)基板,但是LED的尺寸不能做到很小,也就是说PCB基板的Mini-LED显示产品分辨率不能得到有效的提升。随着玻璃基板Mini-LED产品大量开发,此时采用PM的驱动方式一方面是迫于玻璃基走线的铜走线的厚度不足和层数的限制,必须采用多通道的解复用器以降低走线数量。但是,多通道的解复用器会导 致产品功率过高的问题。

示例性的,如图1所示,对于分辨率为80*90的显示面板100',行控制单元每个包括12个具有16CH(即,16个通道)的行驱动芯片,列控制单元每个包括5个具有48CH(即,48个通道)的恒流芯片。例如,各个行驱动芯片和恒流芯片可以通过SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)与外围电路连接,以接收相应的信号,例如,16个行驱动芯片通过SPI1与外围电路连接,5个恒流芯片通过SPI2与外围电路连接。随着显示面板100'分辨率的增加,向显示面板100'提供扫描信号和数据信号的走线数量随之增加,从而需要大量的行控制单元和列控制单元,这样会增加线路板的面积和层数,从而增加了显示面板100'的成本。此外,行控制单元和列控制单元采用多通道的解复用器方案,信号线中传输的电流大,显示面板的整体功耗会增加,同时还需要考虑走线压降的问题,为实现大尺寸显示面板,只能采用拼接的方式,例如使用两个11.9寸显示面板拼接成18寸、36寸、72寸和144寸等尺寸的显示面板。为了保证无缝拼接,需要采用窄边框和无边框的设计,会极大提高工艺复杂度。

总之,由于采用的行驱动芯片和恒流芯片的驱动方式,需要多组串行外设接口(SPI),当多个显示面板拼接后被整体驱动时,需要更多的SPI信号,对系统驱动压力更大,甚至需要采用多系统的方案。

基于此,如图2所示,本公开的一些实施例提供一种像素单元10,像素单元10包括N个发光器件L,以及像素驱动芯片2。像素驱动芯片2包括:数据信号端DATA、电源信号端VH和N个信号通道端CH,数据信号端DATA用于接收数据信号,电源信号端VH用于接收电源信号,N个信号通道端CH与N个发光器件L一一对应。其中,N个发光器件L中的第一个发光器件L

在一些示例中,再次参见图2,像素单元10包括三个发光器件L,即N=3,三个发光器件L可以分别第一个发光器件L

像素驱动芯片2包括三个信号通道端CH,三个信号通道端分别为第一信号通道端CH

在一些示例中,发光器件L为Mini-LED或Micro-LED。

本公开采用N个发光器件L首尾依次连接,且仅通过第一个发光器件L

在一些实施例中,如图3所示,像素驱动芯片2还包括发光控制电路21,发光控制电路21与N个信号通道端CH、电源信号端VH、数据信号端DATA耦接,发光控制电路21被配置为,根据N个发光器件L的亮度信息,控制传输至N个发光器件L的电流大小和各发光器件L的发光时长,以控制各发光器件L的实际出光亮度。

在一些示例中,再次参见图3,发光控制电路21与三个信号通道端CH连接,像素驱动芯片2的数据信号端DATA接收的数据信号包括三个发光器件L的亮度信息。像素驱动芯片2的发光控制电路21在亮度信息的控制下,控制流经发光器件L的电流大小并控制各发光器件L的发光时长,从而控制三个发光器件L的实际出光亮度。

本公开可以通过像素驱动芯片2直接驱动N个发光器件L发光。并且,根据亮度信息可以生成用于控制传输至N个发光器件L的电流大小的信号(也称作电流幅值),发光器件L的发光强度与电流的大小呈正相关的关系,即电流越大,发光器件L的发光强度越大;电流越小,发光器件L的发光强度越小。根据亮度信息还可以生成用于控制各发光器件L的发光时长的信号。在电流幅值一定的情况下,发光器件L的实际出光亮度与发光器件L的发光时长呈正相关的关系,即发光器件L的发光时长越长,发光器件L的实际出光亮度越大;发光器件L的发光时长越短,发光器件L的实际出光亮度就越小。发光控制电路21根据亮度信息生成用于控制发光器件L的电流幅值和发光时长的信号,达到调整N个发光器件L的实际出光亮度的目的。

在一些实施例中,如图4所示,发光控制电路21包括调制电路211和恒流源电路212,调制电路211的一端与电源信号端VH耦接,调制电路211的另一端与恒流源电路212耦接。

示例性的,再次参见图4,调制电路211的一端及第一个发光器件L

由于恒流源电路212是像素驱动芯片2中面积占比最大的模块,由于三个发光器件L首尾顺次连接,因此三个发光器件L可以共用一个恒流源电路212,有效的减小了像素驱动芯片2的面积,实现更小面积的像素驱动芯片2的设计。

在一些实施例中,如图5所示,调制电路211包括与N个信号通道端CH一一对应且首尾顺次连接的N个调制子电路B,N个调制子电路B的每个调制子电路B包括控制端、第一端和第二端,N个调制子电路中的第一个调制子电路B

示例性的,再次参见图5,调制电路211包括与三个信号通道端CH一一对应的三个调制子电路B,分别为第一调制子电路B

也就是说,第n调制子电路B

示例性的,第一个发光器件L

其中,第一个发光器件L

在一些实施例中,再次参见图6,像素驱动芯片2还包括:控制信号端DE、参考信号端GND和电压信号端VCC,控制信号端DE用于接收控制信号,参考信号端GND用于接收参考信号,电压信号端VCC用于接收第一电压信号V1。发光控制电路21的恒流源电路212还与参考信号端GND及电压信号端VCC耦接。

示例性的,控制信号可以包括各像素单元10的地址信息,参考信号可以为接地信号,第一电压信号V1用于控制像素驱动芯片2内部的各数字模块电路的电压,具体参见下述内容,此处不再赘述。

在一些实施例中,再次参见图3~图6,像素驱动芯片2还包括主处理器22,主处理器22与发光控制电路21、电压信号端VCC、控制信号端DE和数据信号端DATA耦接。主处理器22被配置为,根据数据信号所包含的N个发光器件L的亮度信息,生成电流控制信号和多个脉宽调制信号PWM,并将电流控制信号传输至恒流源电路212,将多个脉宽调制信号PWM一一对应传输至N个调制子电路。

示例性的,再次参见图5,恒流源电路212根据电流控制信号控制传输至发光器件L的电流大小。

用于控制第一调制子电路B

结合图6和图8,多个脉宽调制信号PWM包括三个脉宽调制子信号,分别为第一脉宽调制子信号PWMR’、第二脉宽调制子信号PWMG’和第三脉宽调制子信号PWMB’。示例性的,在全彩显示的情况下,第一个发光器件L

在一些实施例中,如图6所示,主处理器22包括处理器22b和控制电路22a,处理器22b与N个调制子电路B耦接,处理器22b被配置为生成多个脉宽调制信号PWM,并将多个脉宽调制信号PWM一一对应传输至N个调制子电路B。处理器22b还与控制电路22a耦接,控制电路22a与恒流源电路212耦接,处理器22b还被配置为,根据亮度信息生成第一信号,并将第一信号传输至控制电路22a,控制电路22a被配置为根据第一信号生成电流控制信号,并将电流控制信号传输至恒流源电路212。

示例性的,再次参见图6,处理器22b根据亮度信息生成的第一信号包括亮度控制信号,亮度控制信号为数字信号,控制电路22a根据亮度控制信号生成电流控制信号,电流控制信号为模拟信号,控制电路22a将电流控制信号传输至恒流源电路212。

调制电路211包括三个调制子电路B,分别为第一调制子电路B

具体地,可以通过调节各个脉宽调制子信号的占空比,实现对各个调制子电路的导通时长的控制,其中,占空比是指在一个脉冲循环内,有效电平时长相对于总时长所占的比例,具体解释见下述内容。

关于占空比,需要说明的是,如图7a所示,脉宽调制信号PWM为方波信号,其周期时长为T,t为脉宽时长,也可以说是有效电平时长,占空比等于脉宽时长t与周期时长T的比值,即t/T。由处理器22b生成并传输的每一个脉宽调制信号PWM的周期时长T是固定的,而不同的脉宽调制信号PWM的脉宽时长t可以不同,即占空比可以不同,从而实现脉冲宽度的调制。

例如,如图6所示,在全彩显示的情况下,当第一个发光器件L

如图7b所示,在数字电路中,数字电平从低电平变为高电平的时段叫作上升沿时段fa,数字电平从高电平变为低电平的时段叫作下降沿时段fb。例如,上升沿时段fa的时长t

其中,脉宽调制信号比特数为S是指,在一个脉宽调制信号的周期T内,脉冲(高电平时间t)的最小时长为周期T的1/2

在一些实施例中,再次参见图6,主处理器22还包括接口电路22c,接 口电路22c与数据信号端DATA、电压信号端VCC和处理器22b耦接,接口电路22c被配置为根据数据信号端DATA的数据信号和电压信号端VCC传输的识别信号,生成处理器22b需要的解码信号,并将解码信号传输至处理器22b。

也就是说,接口电路22c把数据信号转换成对应要求的数据,将有效信息解码后传输至处理器22b,例如,接口电路22c将亮度信息进行解码传输至处理器22b。

在一些示例中,如图8所示,恒流源电路212包括并联的多个电流输出子电路23,多个电流输出子电路23被配置为,在电流控制信号的控制下输出电流,提供的电流表示为I

如图8所示,多个电流输出子电路23例如为7个,分别为基础电流输出子电路230、第一电流输出子电路231、第二电流输出子电路232、第三电流输出子电路233、第四电流输出子电路234、第五电流输出子电路235和第六电流输出子电路236。

如图8所示,基础电流输出子电路230不受电流控制信号ISET的控制,为常开状态,其余电流输出子电路231-236是否开启受到电流控制信号ISET的控制。电流控制信号ISET用D[M:0]表示,D[M:0]中的每一位分别用于控制不同电流输出子电路的导通和截止,其中,电流控制信号的比特数为M+1,从而可以控制M+1个电流输出子电路23,电流控制信号的第w位(w为0、1、2、3.....M)均可取值0或1。以M为5为例,即w为0、1、2、3、4、5,电流输出子电路231-236的工作状态分别取决于电流控制信号的第w位的取值,以下用D[w]表示电流控制信号的第w位。例如在D[5]为1时,第六电流输出子电路236打开,第六电流输出子电路236提供的电流信号I'为2

多个电流输出子电路23中的任意一个电流输出子电路23包括:晶体管T和恒流源器件Y,晶体管T的控制极用于接收电流控制信号中D[w]的取值,晶体管T的第一极与恒流源器件Y的第一端连接,晶体管T的第二极与多个调制子电路B中的最后一个调制子电路B的第二端耦接,也就是说,晶体管T的第二极与第三调制子电路B

当晶体管T的控制极接收的电流控制信号使得晶体管T导通时,与该晶体管T连接的恒流源器件Y的电流信号I'传输至调制子电路B的第二端。每个恒流源器件Y可以提供恒定值的电流信号I',其大小为I'=Is×2

因此,恒流源电路212提供的电流I

示例性的,在电流控制信号ISET为6bit、脉宽调制信号为10bit的情况下,本公开提供的像素单元10的发光器件L的实际出光亮度与下述表达式具有正相关关系:

D[5:0]*Is*PWM[9:0]/2

上述表达式中,D[5:0]决定了恒流源电路中哪些晶体管导通,Is为恒流源电路的电流档位,D[5:0]*Is即为与导通晶体管连接的恒流源器件Y的电流信号I'的加和,即为恒流源电路提供的I

在一些示例中,再次参见图6,像素驱动芯片2还包括译码器24,译码器24与电压信号端VCC和接口电路22c耦接,译码器24被配置为根据电压信号端VCC的第一电压信号V1生成识别信号,并将识别信号传输至接口电路22c。

像素驱动芯片2还包括稳压器25,稳压器25与电压信号端VCC和处理器22b耦接,稳压器25被配置为根据电压信号端VCC的第一电压信号V1生成第二电压信号V2,并将第二电压信号V2传输至处理器22b,第二电压信号V2为处理器22b提供工作电压。

稳压器25还与接口电路22c耦接,稳压器25还被配置为根据电压信号端VCC的第一电压信号V1生成第三电压信号V3,并将第三电压信号V3传输至接口电路22c,第三电压信号V3为接口电路22c提供工作电压。

像素驱动芯片2还包括参考基准电压电路26,参考基准电压电路26与电压信号端VCC和恒流源电路212耦接,参考基准电压电路26被配置为根据电压信号端VCC的第一电压信号V1生成参考基准电压V0,并将参考基准电压V0传输至恒流源电路212。

在一些示例中,调制子电路B包括开关元件。

例如,调制子电路B采用晶体管,晶体管包括控制极、第一极和第二极,晶体管的控制极为调制子电路B控制端,用于接收脉宽调制PWM信号,晶体管的第一极为调制子电路B的第一端,用于连接发光器件L的第一极,晶体管的第二极为调制子电路B的第二端,用于连接发光器件L的第二极。

示例性的,上述晶体管可以为MOS(金属-氧化物半导体场效应晶体管)晶体管、三极管、场效应管、薄膜晶体管等具有开关特性的器件,此处并不设限。

本公开的一些实施例还提供一种像素单元10的驱动方法,如图9所示,该驱动方法包括地址分配阶段ID SET和显示阶段Display。

地址分配阶段ID SET:像素驱动芯片2的控制信号端DE接收控制信息,该像素单元10的像素驱动芯片2被触发。像素驱动芯片2的数据信号端DATA接收第一数据信息,该第一数据信息包括该像素驱动芯片2的地址信息IDx。

显示阶段Display:像素驱动芯片2的数据信号端DATA接收子数据信息,该子数据信息包括地址信息IDx和亮度信息。该子数据信号中的地址信息IDx与地址分配阶段ID SET中所接收的地址信息IDx相对应。 亮度信息包括该像素驱动芯片2的电流信号和脉宽调制信号PWM。该像素单元10的各发光器件L在电流信号和脉宽调制信号PWM的控制下发光。

本公开的一些实施例还提供另一种像素单元10的驱动方法,如图10所示,该驱动方法包括显示阶段Display:像素驱动芯片2的控制信号端DE接收控制信息,该像素单元10的像素驱动芯片2被触发。并且,该像素单元10的数据信号端DATA接收数据信息,该数据信息包括对应该像素单元10的电流信号和脉宽调制信号PWM,该像素单元10的各发光器件L在电流信号和脉宽调制信号PWM的控制下发光。

上述像素单元的驱动方法的有益效果与本公开的上述实施例所提供的像素单元10的有益效果相同,此处不再赘述。

本公开的一些实施例还提供一种显示基板100,如图11所示,显示基板100包括:衬底3、多个像素单元10、多条电源信号线VHL和多条数据信号线DATAL。多个像素单元10中的每个像素单元10为如上所述像素单元10,多个像素单元10设置于衬底3一侧,多个像素单元10沿第一方向X和第二方向Y呈阵列排布,第一方向X和第二方向Y相互交叉。多条电源信号线VHL设置于衬底3一侧,多条电源信号线VHL中的一条电源信号线VHL与在第一方向X上排布的像素单元10的各像素驱动芯片2的电源信号端VH耦接。多条数据信号线DATAL设置于衬底3一侧,多条数据信号线DATAL中的一条数据信号线DATAL与在第一方向X上排布的像素单元10的各像素驱动芯片2的数据信号端DATA耦接。

需要说明的是,第一方向X可以为行方向,第二方向Y可以为列方向;或者,第一方向X可以为列方向,第二方向Y可以为行方向,此处不做限定。为了便于说明,在本公开实施例中,第一方向X为行方向,第二方向Y为列方向。

在一些示例中,再次参见图11,沿第一方向X排布设置的多个像素单元10称为像素单元行10a,沿第二方向Y排布设置的多个像素单元10称为像素单元列10b。电源信号线VHL可以与像素单元列10b平行设置,每一条电源信号线VHL与一排像素单元列10b中的各像素驱动芯片2的电源信号端VH连接。数据信号线DATAL可以与像素单元列10b平行设置,每一条数据信号线DATAL与一排像素单元列10b中的各像素驱动芯片2的数据信号端DATA连接,但本公开实施方式对此不作限定。

示例性的,数据信号线DATAL为x条,x为大于或等于1的正整数。第一条数据信号线DATAL表示为DATAL1,第二条数据信号线DATAL表示为DATAL2,第x条数据信号线DATAL表示为DATALx,x的取值可以与像素单元列10b的数目相同。

在一些实施例中,再次参见图11,像素单元10包括控制信号端DE、参考信号端GND和电压信号端VCC。显示基板100还包括:多条控制信号线DEL、多条参考信号线GNDL和多条电压信号线VCCL。多条控制信号线DEL设置于衬底3一侧,多条控制信号线DEL中的一条控制信号线DEL与在第二方向Y上排布的像素单元10的各像素驱动芯片2的控制信号端DE耦接。多条参考信号线GNDL设置于衬底3一侧,多条参考信号线GNDL中的一条参考信号线GNDL与在第一方向X上排布的像素单元10的各像素驱动芯片2的参考信号端GND耦接。多条电压信号线VCCL设置于衬底3一侧,多条电压信号线VCCL中的一条电压信号线VCCL与在第一方向X上排布的像素单元10的各像素驱动芯片2的电压信号端VCC耦接。

示例性的,如图11所示,控制信号线DEL可以与像素单元行10a平行设置,每一条控制信号线DEL与一排像素单元行10a中的各像素驱动芯片2的控制信号端DE连接,但本公开实施方式对此不作限定。控制信号线DEL可以为y条,y为大于或等于1的正整数。第一条控制信号线DEL表示为DEL1,第二条控制信号线DEL表示为DEL2,第y条控制信号线DEL表示为DELy,y的取值可以与像素单元行10a的目数相同。

参考信号线GNDL可以与像素单元列10b平行设置,每一条参考信号线GNDL与一排像素单元列10b中的各像素驱动芯片2的参考信号端GND连接,但本公开实施方式对此不作限定。电压信号线VCCL可以与像素单元列10b平行设置,每一条电压信号线VCCL与一排像素单元列10b中的各像素驱动芯片2的电压信号端VCC连接,但本公开实施方式对此不作限定。

在一些实施例中,再次参见图11,各控制信号线DEL沿第一方向X延伸,并沿第二方向Y排列,控制信号线DEL位于沿第二方向Y上排列的相邻两排像素单元10之间的间隙中。各电源信号线VHL、各数据信号线DATAL、各电压信号线VCCL和各参考信号线GNDL沿第二方向Y延伸,并沿第一方向X排列,电源信号线VHL、数据信号线DATAL、电压信号线VCCL和参考信号线GNDL位于沿第一方向X上排列的相邻 两排像素单元10之间的间隙中。

示例性的,如图11所示,控制信号线DEL位于相邻的两排像素单元行10a之间的间隙中,电源信号线VHL、数据信号线DATAL、电压信号线VCCL和参考信号线GNDL位于相邻的两排像素单元列10b之间的间隙中。这样,可以使各信号线更容易与对应的一排像素单元10的像素驱动芯片2实现连接,便于布线,防止信号走线之间出现交叉。

与上述PM驱动方式的显示面板100'相比,本公开提供的显示基板100大幅减小了衬底3上信号线的数量,使得显示基板100上具有足够的空间进行信号线的布线,可以通过增加信号线的宽度等布线方式,降低信号线的电阻。在不增加信号线的厚度的情况下,可以增大发光器件L的亮度,从而降低了显示基板100的功率。同时,本公开提供的显示基板100还降低了信号线的数量,进而降低绑定区域的宽度以及绑定区域和信号线的绑定难度。其中,信号线包括控制信号线DEL、电源信号线VHL、数据信号线DATAL、电压信号线VCCL和参考信号线GNDL等。

在一些实施例中,再次参见图11,显示基板100还包括控制芯片DDIC,控制芯片DDIC与数据信号线DATAL以及控制信号线DEL连接,控制芯片DDIC被配置为,向数据信号线DATAL提供数据信号,并向控制信号线DEL提供控制信号。

示例性的,如图11所示,显示基板100包括显示区A以及围绕显示区A的周边区S,像素单元10位于显示区A,控制芯片DDIC可以设置于周边区S。

控制芯片DDIC向控制信号线DEL提供控制信号,与相应的控制信号线DEL连接的像素驱动芯片2的控制信号端DE接收该控制信号,使得该像素驱动芯片2被触发。控制芯片DDIC向数据信号线DATAL提供数据信号,与相应的数据信号线DATAL连接的像素驱动芯片2的数据信号端DATA接收该数据信号,该数据信号包括像素驱动芯片2所在的像素单元10的地址信息,以及电流信号和脉宽调制信号。

上述显示基板100的有益效果与本公开的上述实施例所提供的像素单元10的有益效果相同,此处不再赘述。

本公开的一些实施例还提供一种显示基板的驱动方法,如图12和图13所示,显示基板100的每一个显示帧Frame包括:数据信号设定阶段I SET和显示阶段Display,数据信号包括电流信号和脉宽调制信号。显示基板100 包括多个像素单元10和控制芯片DDIC,多个像素单元10中的每一个像素单元10包括N个发光器件L。

如图14所示,数据信号设定阶段I SET包括:

第一步:控制芯片DDIC接收第i帧图像信号Txi,第i帧图像信号Txi包括:多个像素单元10中的每一个像素单元10的N个发光器件L在当前帧图像对应的初始电流信号和初始脉宽调制信号,初始电流信号包括N个初始电流子信号,初始脉宽调制信号包括N个位宽相同的初始脉宽调制子信号。

第二步:控制芯片DDIC将初始电流信号处理生成电流信号,电流信号包括N个初始电流子信号中的电流幅值最大的初始电流子信号。控制芯片DDIC将初始脉宽调制信号处理生成脉宽调制信号,脉宽调制信号包括N个比特数(bit)不同的脉宽调制子信号。其中,i为大于或等于1的正整数,N为大于1的正整数。可以理解的是,在显示装置正常工作时,系统电路200发送的第i帧图像信号Txi中的初始电流信号和初始脉宽调制信号,均为经过Gamma校正后的信号;即电流信号和脉宽调制信号为控制芯片DDIC根据接收到的经过Gamma校正后的初始电流信号和初始脉宽调制信号而生成。

显示阶段Display包括:多个像素单元10中每一个像素单元10的N个发光器件L根据对应的电流信号和脉宽调制信号PWM的控制进行发光。

示例性的,再次参见图14,在第一步中,第i帧图像信号Txi包括多个像素单元10中的每一个像素单元10的三个发光器件L在当前帧图像对应的初始电流信号和初始脉宽调制信号。

三个发光器件L分别第一个发光器件L

初始电流信号包括三个初始电流子信号。对应第一个发光器件L

初始脉宽调制信号包括三个初始脉宽调制子信号,对应第一个发光器件L

需要说明的是,初始脉宽调制信号和初始电流信号的比特数的加和,等于数据信号的封包比特数。例如,数据信号的封包比特数为16bit,初始电流 信号的比特数为6bit,那么,初始脉宽调制信号的比特数为10bit。

在实现全彩显示时,三个发光器件L初始电流子信号的电流幅值,可以根据亮度曲线中,第一个发光器件L

在像素单元中的第一个发光器件L

根据图15中每个发光器件的数据信号-亮度曲线,由各发光器件的发光亮度与曲线的交点A、B、C,分别得到每个发光器件对应的数据信号的值。其中,对应第一个发光器件L

在第二步中,首先,控制芯片DDIC将初始电流信号处理生成电流信号,电流信号包括三个初始电流子信号中的电流幅值最大的初始电流子信号。例如,RISET=64Is,GISET=16Is,BISET=8Is,初始电流子信号RISET为三者中电流幅值最大者,因此,电流信号的电流取值为64Is。其次,控制芯片DDIC将初始脉宽调制信号处理生成脉宽调制信号PWM,脉宽调制信号PWM包括三个有效比特位位数不同的脉宽调制子信号PWMR’,PWMG’和PWMB’。由于本公开实施例中,属于同一个像素单元的第一 个发光器件L

本公开技术方案中的控制芯片DDIC生成的电流信号为初始电流子信号中的电流幅值最大的初始电流子信号,使得控制芯片DDIC的总的输出电流大幅度降低,系统功耗需求也大幅度降低。例如,在相关技术中,像素单元呈现预设亮度的白色,第一个发光器件L

可以理解是,在一些示例中,需要针对例如图15提供的数据信号(初始 电流信号和初始脉宽调制信号)-亮度曲线,进行Gamma校正,确保得到平滑的Gamma曲线,以提高显示装置的对比度;因此,可以理解的是,在显示装置正常工作时,控制芯片DDIC接收到的初始电流信号和初始脉宽调制信号,均为经过Gamma校正后的初始电流信号和初始脉宽调制信号。

在一些示例中,在数据信号设定阶段I SET之前,还包括电流档位Is设定阶段。

再次参见图8,电流档位Is可以由像素驱动芯片2的恒流源电路212进行设定,例如,电流档位Is可以为2uA、3uA或5uA等,此处并不设限。恒流源电路212中各电流输出子电路23的恒流源器件Y提供的电流信号I'的值与恒流源电路212设定的电流档位Is有关。如上所述,DDIC生成的6bit的电流信号,每个恒流源器件Y可以提供恒定值的电流信号I'大小为I'=Is×2

在另一些示例中,可以由控制芯片DDIC直接设定电流档位Is,将电流档位Is固定。

在一些实施例中,如图12所示,显示阶段Display包括:地址分配阶段ID SET和发光阶段Emitting,显示基板100包括多条控制信号线DEL和多条数据信号线DATAL。

在地址分配阶段ID SET,控制芯片DDIC依次向各控制信号线DEL输入控制信息。控制芯片DDIC向各数据信号线DATAL输入第一数据信息,第一数据信息包括在第二方向Y上排布的像素单元10对应的地址信息ID。可以理解的是,在显示装置上电后的第一帧,需要包括地址分配阶段ID SET;而之后的其他帧,可以不包括地址分配阶段ID SET。

在发光阶段Emitting,控制芯片DDIC向各数据信号线DATAL分别输入第二数据信息,第二数据信息包括多个子数据信息,子数据信息包括:各像素单元10对应的地址信息ID,以及与该地址信息ID对应且与该数据信号线DATAL耦接的像素单元10的像素驱动芯片2对应的电流信号和脉宽调制信号。

可以理解的是,在显示装置正常工作时,系统电路200发送的第i帧图像信号Txi中的初始电流信号和初始脉宽调制信号,均为经过Gamma校正后的信号;即电流信号和脉宽调制信号为控制芯片DDIC根据接收到的经过Gamma校正后的初始电流信号和初始脉宽调制信号而生成。

示例性的,再次参见图11和图12,一排像素单元行10a的各像素驱动芯片2的控制信号端DE与一条控制信号线DEL连接,一排像素单元列10b的各像素驱动芯片2的数据信号端DATA与一条数据信号线DATAL连接。在地址分配阶段ID SET,控制芯片DDIC通过多根数据信号线DATAL向多排像素单元列10b中各像素驱动芯片2输入第一数据信息,控制芯片DDIC通过多根控制信号线DEL向多排像素单元行10a中各像素驱动芯片2输入控制信息,以控制位于同一像素单元行10a的各像素驱动芯片2的数据信号端DATA能够同时接收来自不同数据信号线DATAL传输的第一数据信息。

在发光阶段Emitting,在各控制信号线DEL传输的控制信息的控制下,控制芯片DDIC通过多根数据信号线DATAL向多排像素单元列10b中各像素驱动芯片2输入第二数据信息。每个第二数据信息包括多个子数据信息,例如,显示基板100包括y个像素单元行10a的情况下,每个子数据信息包括y个子数据信息。每一个子数据信息中包括的地址信息ID与地址分配阶段ID SET各像素驱动芯片2接收到的地址信息ID相对应。

第二数据信息通过数据信号线DATAL传输给同一排像素单元列10b的各像素驱动芯片2,各像素驱动芯片2通过对第二数据信息中的多个子数据信息中的地址信息ID进行解码匹配,选择性的接收与在地址分配阶段ID SET接收并存储的相同地址信息ID所对应的子数据信息,获取该子数据信息中的电流信号和脉宽调制信号。像素单元10中的发光器件L根据电流信号和脉宽调制信号发光。可以理解的是,在显示装置正常工作时,系统电路200发送的第i帧图像信号Txi中的初始电流信号和初始脉宽调制信号,均为经过Gamma校正后的信号;即电流信号和脉宽调制信号为控制芯片DDIC根据接收到的经过Gamma校正后的初始电流信号和初始脉宽调制信号而生成。

在一些实施例中,如图13所示,显示基板100包括多条控制信号线DEL和多条数据信号线DATAL,发光阶段Emitting包括:

向第m条控制信号线DEL输入控制信息,并向各数据信号线DATAL输入数据信息,数据信息包括与该数据信号线DATAL耦接的像素单元10的像素驱动芯片2对应的电流信号和脉宽调制信号。其中,m代表1~M中的任意一个正整数,M为在第二方向Y上排列的所有控制信号线DEL的个数,且控制芯片DDIC向第一个至第M个控制信号线依次输入控制 信息。

示例性的,再次参见图11和图13,显示基板100包括y个像素单元行10a的情况下,在第二方向Y上排列的所有控制信号线DEL的个数为y,即M=y。在发光阶段Emitting,一排像素单元行10a的各像素单元10的发光器件L同时进行发光,自第一排像素单元行10a的各像素单元10的发光器件L至最后一排像素单元行10a的各像素单元10的发光器件L逐行发光,则构成一个显示帧Frame。

以第一排像素单元行10a中各像素单元10的发光器件L发光为例,例如,第一条控制信号线DEL向第一排像素单元行10a中各像素单元10的像素驱动芯片2的控制信号端DE输入控制信号,第一排像素单元行10a中各像素单元10的像素驱动芯片2被触发,此时,各数据信号线DATAL输入数据信息,第一排像素单元行10a中各像素单元10的像素驱动芯片2的数据信号端DATA接收数据信息,在数据信息包括的电流信号和脉宽调制信号的控制下,第一排像素单元行10a中各像素单元10的发光器件L进行发光。

依次完成第一排像素单元行10a,至最后一排像素单元行10a的各像素单元10的发光器件L的发光,即完成一帧图像Frame的显示。

上述显示基板的驱动方法的有益效果与本公开的上述实施例所提供的显示基板100的有益效果相同,此处不再赘述。

本公开的一些实施例还提供一种显示装置1000,如图16所示,显示装置1000包括如上所述的显示基板100。显示基板100包括控制芯片DDIC,显示装置1000还包括与显示基板100耦接的系统电路200,系统电路200被配置为向控制芯片DDIC提供初始电流信号和初始脉宽调制信号。

示例性的,再次参见图16,系统电路200接收与第i帧图像的显示画面相关的初始信号Csi,对初始信号Csi进行渲染、解码等一系列处理后生成第i帧图像信号Txi,并基于第一频率将第i帧图像信号Txi输出。控制芯片DDIC的输入端以第一频率接收第i帧图像信号Txi后,在进行处理生成第i驱动控制信号,并基于第二频率将第i驱动控制信号通过各信号线输出至各像素单元10的像素驱动芯片2。驱动控制信号包括数据信息、电源信号、控制信号、参考信号及第一电压信号V1。其中,第i帧图像信号Txi包括以SPI格式传输的数据,包括了所有像素单元10所需的电信号信息。

上述显示装置1000的有益效果与本公开的上述实施例所提供的显示基板100的有益效果相同,此处不再赘述。

以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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06120116523527