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发光二极管驱动电路及方法、显示面板及其驱动方法与流程

时间:2022-02-15 阅读: 作者:专利查询

发光二极管驱动电路及方法、显示面板及其驱动方法与流程

1.本发明涉及显示技术领域,尤其是涉及一种发光二极管驱动电路及方法、显示面板及其驱动方法。


背景技术:

2.在应用micro led时,其所存在的亮度均匀性和低灰阶展不开这两个主要问题,通常需要采用相应的补偿技术进行解决。补偿技术又可以分为内部补偿和外部补偿。内部补偿是指在像素内部利用tft(薄膜场效应晶体管)构建的子电路进行补偿的方法,而外部补偿则是指通过外部的驱动电路或设备感知像素的电学或光学特性,然后进行补偿。
3.但是,目前通常采用基于dc(直流电)驱动的内部补偿,在对micro led进行灰阶调节时,若其灰阶处于中低灰阶,则micro led上的实际驱动电流十分微弱,仍有可能导致灰阶无法展开,且由于各个像素工艺制程等偏差造成的结构固有差异,多个像素同一灰阶对应的实际驱动电流不可避免地存在差异,整个显示阵列仍然存在亮度均一性问题。
4.因此,找到一种中低灰阶能有效展开和亮度均一性好的技术方案是目前亟需解决的技术问题。


技术实现要素:

5.鉴于上述现有技术的不足,本技术的目的在于提供一种发光二极管的驱动技术方案,旨在解决现有发光二极管驱动技术方案的中低灰阶无法展开、亮度均一性差的技术问题。
6.一种发光二极管驱动电路,包括:
7.脉宽调制驱动单元,与所述发光二极管连接,对所述发光二极管进行脉宽调制驱动;
8.直流电驱动单元,与所述发光二极管连接,对所述发光二极管进行直流驱动;
9.驱动电流采集单元,与所述发光二极管连接,对所述发光二极管的实时驱动电流进行采集;以及
10.驱动控制单元,分别与所述脉宽调制驱动单元、所述直流电驱动单元及所述驱动电流采集单元连接,根据所述实时驱动电流的反馈调节所述直流电驱动单元与所述脉宽调制驱动单元的工作状态;
11.其中,所述驱动控制单元中设有灰阶阈值,当所述发光二极管的展开灰阶小于所述灰阶阈值时,所述驱动控制单元控制所述脉宽调制驱动单元对所述发光二极管进行脉宽调制驱动。
12.在上述发光二极管驱动电路中,驱动控制单元中设有灰阶阈值,当发光二极管的展开灰阶小于灰阶阈值时,驱动控制单元控制脉宽调制驱动单元对发光二极管进行脉宽调制驱动,脉宽调制信号的电平不变且相对较高,改变的仅是其占空比,在用其进行发光二极管驱动时,即使发光二极管的展开灰阶较小,但发光二极管的驱动电流仍然较高,能有效满
足发光二极管的中低灰阶展开需求,同时能保障驱动电流满足外部补偿的采样精度要求,便于后续实现精准的外部补偿,提高发光二极管的灰阶及亮度控制精度。
13.可选地,所述脉宽调制驱动单元包括第一薄膜晶体管及第二薄膜晶体管,所述第一薄膜晶体管的源极接工作电压,所述第一薄膜晶体管的栅极接脉宽调制信号,所述第一薄膜晶体管的漏极接所述第二薄膜晶体管的源极,所述第二薄膜晶体管的漏极接所述发光二极管的阳极,所述发光二极管的阴极接地。
14.可选地,所述直流电驱动单元包括第三薄膜晶体管及采样保持电容,所述第三薄膜晶体管的源极接直流驱动电压,所述第三薄膜晶体管的栅极接第一扫描信号,所述第三薄膜晶体管的漏极接所述第二薄膜晶体管的栅极,所述采样保持电容的一端接所述第二薄膜晶体管的栅极,所述采样保持电容的另一端接所述第二薄膜晶体管的漏极。
15.可选地,所述驱动电流采集单元包括第四薄膜晶体管及驱动电流侦测模块,所述第四薄膜晶体管的源极接所述第二薄膜晶体管的漏极,所述第四薄膜晶体管的栅极接第二扫描信号,所述第四薄膜晶体管的源极接所述驱动电流侦测模块的输入端,所述驱动电流侦测模块的输出端接所述驱动控制单元。
16.可选地,所述驱动控制单元输出所述脉宽调制信号、所述第一扫描信号及所述第二扫描信号。
17.基于同样的发明构思,本技术还提供一种发光二极管驱动方法,包括:
18.获取所述发光二极管的展开灰阶与灰阶阈值;
19.比较所述展开灰阶与所述灰阶阈值的大小,并根据比较结果选择脉宽调制信号或者直流驱动电压对所述发光二极管进行驱动;
20.其中,若所述展开灰阶小于所述灰阶阈值,则利用脉宽调制信号对所述发光二极管进行脉宽调制驱动。
21.在上述发光二极管驱动方法中,当发光二极管的展开灰阶小于灰阶阈值时,利用脉宽调制信号对发光二极管进行脉宽调制驱动,脉宽调制信号的电平不变且相对较高,改变的仅是其占空比,在用其进行发光二极管驱动时,即使发光二极管的展开灰阶较小,但发光二极管的驱动电流仍然较高,能有效满足发光二极管的中低灰阶展开需求,同时能保障驱动电流满足外部补偿的采样精度要求,便于后续实现精准的外部补偿,提高发光二极管的灰阶及亮度控制精度。
22.可选地,若所述展开灰阶大于等于所述灰阶阈值,则利用所述脉宽调制信号或者直流驱动电压对所述发光二极管进行驱动。
23.可选地,所述发光二极管驱动方法还包括:
24.采集所述发光二极管的实时驱动电流;
25.比较所述实时驱动电流与目标驱动电流的大小,并根据比较结果对所述脉宽调制信号或者所述直流驱动电压进行调节,对所述实时驱动电流进行补偿。
26.在上述发光二极管驱动方法中,根据实时驱动电流的采集结果对驱动用的脉宽调制信号或者直流驱动电压进行调节,能有效对实时驱动电流进行补偿修正,提高了发光二极管的灰阶及亮度控制精度,进而能有效提高多个发光二极管的亮度均一性。
27.基于同样的发明构思,本技术还提供一种显示面板,包括n个发光二极管及n个上述任一项所述的发光二极管驱动电路,n个所述发光二极管呈阵列设置,且n个所述发光二
极管与n个所述发光二极管驱动电路一一对应连接设置,其中,n为大于等于2的整数。
28.在上述显示面板中,发光二极管驱动电路的驱动控制单元中设有灰阶阈值,当发光二极管的展开灰阶小于灰阶阈值时,驱动控制单元控制脉宽调制驱动单元对发光二极管进行脉宽调制驱动,脉宽调制信号的电平不变且相对较高,改变的仅是其占空比,在用其进行发光二极管驱动时,即使发光二极管的展开灰阶较小,但发光二极管的驱动电流仍然较高,能有效满足发光二极管的中低灰阶展开需求,同时能保障驱动电流满足外部补偿的采样精度要求,便于后续实现精准的外部补偿,提高发光二极管的灰阶及亮度控制精度。
29.基于同样的发明构思,本技术还提供一种显示面板驱动方法,包括:
30.提供上述显示面板;
31.针对每个所述发光二极管,获取所述发光二极管的展开灰阶与灰阶阈值;
32.针对每个所述发光二极管,比较所述展开灰阶与所述灰阶阈值的大小,并根据比较结果选择脉宽调制信号或者直流驱动电压对所述发光二极管进行驱动;
33.其中,针对每个所述发光二极管,若所述展开灰阶小于所述灰阶阈值,则利用脉宽调制信号对所述发光二极管进行脉宽调制驱动,若所述展开灰阶大于等于所述灰阶阈值,则利用所述脉宽调制信号或者直流驱动电压对所述发光二极管进行驱动。
34.在上述显示面板驱动方法中,当发光二极管的展开灰阶小于灰阶阈值时,利用脉宽调制信号对发光二极管进行脉宽调制驱动,脉宽调制信号的电平不变且相对较高,改变的仅是其占空比,在用其进行发光二极管驱动时,即使发光二极管的展开灰阶较小,但发光二极管的驱动电流仍然较高,能有效满足发光二极管的中低灰阶展开需求,同时能保障驱动电流满足外部补偿的采样精度要求,便于后续实现精准的外部补偿,提高发光二极管的灰阶及亮度控制精度。
35.可选地,所述显示面板驱动方法还包括:
36.针对每个所述发光二极管,采集所述发光二极管的实时驱动电流;
37.针对每个所述发光二极管,比较所述实时驱动电流与目标驱动电流的大小,并根据比较结果对所述脉宽调制信号或者所述直流驱动电压进行调节,对所述实时驱动电流进行补偿。
38.在上述显示面板驱动方法中,根据实时驱动电流的采集结果对驱动用的脉宽调制信号或者直流驱动电压进行调节,能有效对实时驱动电流进行补偿修正,提高了发光二极管的灰阶及亮度控制精度,进而能有效提高多个发光二极管的亮度均一性。
附图说明
39.图1为本发明中发光二极管驱动电路的结构示意图;
40.图2为本发明一实施例中发光二极管驱动电路的电路图;
41.图3为图2中发光二极管驱动电路的驱动时序图;
42.图4为本发明中发光二极管驱动方法的步骤示意图。
43.附图标记说明:
44.1-脉宽调制驱动单元;2-直流电驱动单元;3-驱动电流采集单元;4-驱动控制单元;t1-第一薄膜晶体管;t2-第二薄膜晶体管;t3-第三薄膜晶体管;t4-第四薄膜晶体管;c1-采样保持电容;q-发光二极管;vdd-工作电压;vss-地;pwm-脉宽调制信号;scan1-第一
扫描信号;scan2-第二扫描信号;vdata-直流驱动电压。
具体实施方式
45.为了便于理解本技术,下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是,本技术可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
46.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本技术。
47.发明人研究发现:现有的基于dc驱动的内部补偿,在对micro led进行灰阶调节时,若其灰阶处于中低灰阶,则micro led上的实际驱动电流十分微弱,仍有可能导致灰阶无法展开,且由于各个像素工艺制程等偏差造成的结构固有差异,多个像素同一灰阶对应的实际驱动电流不可避免地存在差异,整个显示阵列仍然存在亮度均一性问题。
48.基于此,本技术希望提供一种能够解决上述技术问题的方案,其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
49.如图1所示,本发明提供一种发光二极管驱动电路,其包括:
50.脉宽调制驱动单元1,与发光二极管q连接,对发光二极管q进行脉宽调制驱动;
51.直流电驱动单元2,与发光二极管q连接,对发光二极管q进行直流驱动;
52.驱动电流采集单元3,与发光二极管q连接,对发光二极管q的实时驱动电流进行采集;以及
53.驱动控制单元4,分别与脉宽调制驱动单元1、直流电驱动单元2及驱动电流采集单元3连接,根据实时驱动电流的反馈调节直流电驱动单元2与脉宽调制驱动单元1的工作状态;
54.其中,驱动控制单元4中设有灰阶阈值,当发光二极管q的展开灰阶小于灰阶阈值时,驱动控制单元4控制脉宽调制驱动单元1对发光二极管q进行脉宽调制驱动。
55.如图2所示,在本发明的一可选实施例中,脉宽调制驱动单元1包括第一薄膜晶体管t1及第二薄膜晶体管t2,第一薄膜晶体管t1的源极接工作电压vdd,第一薄膜晶体管t1的栅极接脉宽调制信号pwm,第一薄膜晶体管t1的漏极接第二薄膜晶体管t2的源极,第二薄膜晶体管t2的漏极接发光二极管q的阳极,发光二极管q的阴极接地vss。
56.如图2所示,在本发明的一可选实施例中,直流电驱动单元2包括第三薄膜晶体管t3及采样保持电容c1,第三薄膜晶体管t3的源极接直流驱动电压vdata,第三薄膜晶体管t3的栅极接第一扫描信号scan1,第三薄膜晶体管t3的漏极接第二薄膜晶体管t2的栅极,采样保持电容c1的一端接第二薄膜晶体管t2的栅极,采样保持电容c1的另一端接第二薄膜晶体管t2的漏极。
57.如图2所示,在本发明的一可选实施例中,驱动电流采集单元3包括第四薄膜晶体管t4及驱动电流侦测模块,第四薄膜晶体管t4的源极接第二薄膜晶体管t2的漏极,第四薄膜晶体管t4的栅极接第二扫描信号scan2,第四薄膜晶体管t4的源极接驱动电流侦测模块的输入端,驱动电流侦测模块的输出端接驱动控制单元4。
58.如图2所示,在本发明的一可选实施例中,驱动控制单元4分别与脉宽调制驱动单元1、直流电驱动单元2及驱动电流采集单元3连接,驱动控制单元输出脉宽调制信号pwm、第一扫描信号scan1及第二扫描信号scan2。
59.详细地,如图1-图2所示,驱动控制单元4分别与脉宽调制驱动单元1、直流电驱动单元2及驱动电流采集单元3连接,首先,驱动控制单元1根据发光二极管q所需的展开灰阶确定其驱动方式(直流电驱动或者脉宽调制信号驱动)并进行驱动,而后,在对发光二极管q进行驱动的同时采集发光二极管q的驱动电流,驱动控制单元4根据驱动电流的反馈结果调节驱动用的直流驱动电压或者脉宽调制信号,能有效对发光二极管q的驱动电流进行补偿修正,提高了发光二极管q的灰阶及亮度控制精度,进而能有效提高多个发光二极管的亮度均一性。
60.更详细地,驱动控制单元4中设有灰阶阈值,当发光二极管q的展开灰阶小于灰阶阈值时,驱动控制单元4控制脉宽调制驱动单元1对发光二极管q进行脉宽调制驱动,脉宽调制信号的电平不变且相对较高,改变的仅是其占空比,在用其进行发光二极管q驱动时,即使发光二极管q的展开灰阶较小,但发光二极管q的驱动电流仍然较高,能有效满足发光二极管q的中低灰阶展开需求,同时能保障驱动电流满足外部补偿的采样精度要求,便于后续实现精准的外部补偿,提高发光二极管q的灰阶及亮度控制精度。
61.其中,在发光二极管q的灰阶调整过程中,脉宽调制信号的占空比可以与灰阶相对应,即最高灰阶对应占空比为100%,最低灰阶对应占空比为0。在发光二极管q需要调整为中低灰阶时,脉宽调制信号的占空比较小,但驱动电流侦测模块所采集到的驱动电流较高。而现有的dc调光方式中,在发光阶段时中低灰阶对应的信号电压较低,从而使得发光二极管q在发光时的实际电流也十分微弱。采用pwm调光的方式,能够使得发光二极管q在实现中低灰阶发光亮度的同时,保障驱动电流能够满足外部补偿的采样精度要求,从而实现精准的外部补偿。
62.更详细地,如图2-图3所示,在本发明的一可选实施例中,在发光二极管q的一个发光周期内,依次包括数据写入阶段、发光阶段以及电流探测阶段。
63.在数据写入阶段中,驱动控制单元4可以通过第一扫描信号输出端向第三薄膜晶体管t3发送第一扫描信号scan1。第三薄膜晶体管t3在未接收到第一扫描信号scan1时为断开状态,而在接收到第一扫描信号scan1时则可以将其源极与漏极连通,即将直流驱动电压vdata与第二薄膜晶体管t2以及采样保持电容c1连接,此时,直流驱动电压vdata可以为采样保持电容c1进行储能充电。
64.在发光阶段中,驱动控制单元4停止发送第一扫描信号scan1,此时第三薄膜晶体管t3将直流驱动电压vdata断开。驱动控制单元4可以根据当前发光二极管q所需的显示灰阶(或者展开灰阶)生成相应的脉宽调制信号pwm。第一薄膜晶体管t1接收到脉宽调制信号pwm时,可以根据脉宽调制信号pwm的占空比调整第一薄膜晶体管t1的导通状态,从而控制该发光阶段内发光二极管q的发光时间。例如,发光二极管q在发光阶段时,可以在脉宽调制信号pwm为高电平时控制发光二极管q发光,低电平时控制发光二极管q不发光。
65.在电流探测阶段中,驱动控制单元4可以通过第二扫描信号作用到第四薄膜晶体管t4,向驱动电流侦测模块发送第二扫描信号scan2,此时驱动电流侦测模块可以对发光二极管q的驱动电流进行采样,并将采样得到的驱动电流发送至驱动控制单元4,以使驱动控
制单元4根据该实际的驱动电流对驱动电压进行相应的调整,从而实现外部补偿,提高了发光二极管q的灰阶及亮度控制精度,进而能有效提高多个发光二极管q的亮度均一性。
66.更详细地,如图2所示的驱动电路对应的驱动时序如图3所示,在发光二极管q的一个发光周期的时序图中,a阶段为一个发光周期,即一帧。b阶段为一个发光周期中的发光阶段。在a阶段内,b阶段前为数据写入阶段,b阶段后为电流探测阶段。scan1、pwm和scan2分别为第一扫描信号、脉宽调制信号以及第二扫描信号。
67.驱动控制单元4可以通过第一扫描信号输出端输出第一扫描信号scan1控制第三薄膜晶体管t3开启,以及通过第二扫描信号输出端输出第二扫描信号scan2控制第四薄膜晶体管t4开启。在每个扫描周期中包含一个第一扫描信号scan1和一个第二扫描信号scan2。第一扫描信号scan1的信号时序在第二扫描信号scan2的信号时序之前。驱动控制单元4还可以通过脉宽调制信号输出端输出脉宽调制信号pwm控制第一薄膜晶体管t1断断续续地开启。
68.在第三薄膜晶体管t3接收到第一扫描信号scan1时,第三薄膜晶体管t3导通,直流驱动电压vdata为采样保持电容c1储能充电。在第一薄膜晶体管t1接收到脉宽调制信号pwm时,可以控制发灯光二极管q在脉宽调制信号pwm为高电平时发光,为低电平时不发光。通过脉宽调制信号pwm的占空比可以调整发光二极管q在发光阶段中的发光时间,从而实现发光二极管q灰阶亮度的调整。在发光二极管q显示中低灰阶时,仍能够产生较高的驱动电流(通过脉宽调制信号pwm的占空比可以调整发光二极管q在发光阶段中的发光时间)。在第四薄膜晶体管t4接收到第二扫描信号scan2时,第四薄膜晶体管t4导通,驱动电流侦测模块可以对发光二极管q的驱动电流进行采样,驱动控制单元根据该驱动电流可以计算得到需要补偿的驱动电压值,并通过调整对应驱动电压(直流驱动电压vdata或者脉宽调制信号pwm)的大小实现发光二极管q的外部补偿。
69.在本发明的一可选实施例中,发光二极管q的所有灰阶均采用pwm调光方式,在驱动控制单元确定发光二极管q所需要显示的展开灰阶时,可以生成相应的脉宽调制信号pwm,并输出至第一薄膜晶体管t1,以对发光二极管q进行灰阶调整。
70.在本发明的另一可选实施例中,发光二极管q在需要显示中低灰阶时,采用pwm调光方式,在需要显示高灰阶时,则采用dc调光方式,即pwm调光与dc调光相结合。驱动控制单元中预先存储有灰阶阈值,在获取到发光二极管q的展开灰阶时,若该展开灰阶小于灰阶阈值,则采用pwm调光的方式,通过调整脉宽调制信号pwm的占空比大小调整发光二极管q的显示灰阶。若该展开灰阶高于大于等于灰阶阈值,则采用dc调光方式,通过调整直流驱动电压vdata的大小对发光二极管q的显示灰阶进行调整,如流驱动电压vdata至少具有256个不同的规格大小,与256个灰度相对应。
71.基于同样的发明构思,本发明还提供一种发光二极管驱动方法,如图4所示,其包括步骤:
72.s1、获取发光二极管的展开灰阶与灰阶阈值;
73.s2、比较展开灰阶与灰阶阈值的大小,并根据比较结果选择脉宽调制信号或者直流驱动电压对发光二极管进行驱动;
74.s3、采集发光二极管的实时驱动电流;
75.s4、比较实时驱动电流与目标驱动电流的大小,并根据比较结果对脉宽调制信号
或者直流驱动电压进行调节,对实时驱动电流进行补偿。
76.详细地,在步骤s2中,若展开灰阶小于灰阶阈值,则利用脉宽调制信号对发光二极管进行脉宽调制驱动,采用pwm调光的方式,能够使得发光二极管在实现中低灰阶发光亮度的同时,保障驱动电流能够满足外部补偿的采样精度要求,从而实现精准的外部补偿;若展开灰阶大于等于灰阶阈值,则利用脉宽调制信号或者直流驱动电压对发光二极管进行驱动,即展开灰阶不是中低灰阶展开时,既可以采用pwm调光,也可以采用dc调光。
77.详细地,在步骤s4中,在对发光二极管进行驱动的同时,根据实时驱动电流的采集结果对驱动用的脉宽调制信号或者直流驱动电压进行调节,能有效对实时驱动电流进行补偿修正,提高了发光二极管的灰阶及亮度控制精度,进而能有效提高多个发光二极管的亮度均一性。
78.基于同样的发明构思,本发明还提供一种显示面板,其包括n个发光二极管及n个上述发光二极管驱动电路,n个发光二极管呈阵列设置,且n个发光二极管与n个发光二极管驱动电路一一对应连接设置,其中,n为大于等于2的整数。
79.同时,本发明还提供一种显示面板驱动方法,包括:
80.stp1、提供上述显示面板;
81.stp2、针对每个发光二极管,获取发光二极管的展开灰阶与灰阶阈值;
82.stp3、针对每个发光二极管,比较展开灰阶与灰阶阈值的大小,并根据比较结果选择脉宽调制信号或者直流驱动电压对发光二极管进行驱动;
83.stp4、针对每个发光二极管,采集发光二极管的实时驱动电流;
84.stp5、针对每个发光二极管,比较实时驱动电流与目标驱动电流的大小,并根据比较结果对脉宽调制信号或者直流驱动电压进行调节,对实时驱动电流进行补偿。
85.详细地,在步骤stp3中,针对每个发光二极管,若展开灰阶小于灰阶阈值,则利用脉宽调制信号对发光二极管进行脉宽调制驱动;针对每个发光二极管,若展开灰阶大于等于灰阶阈值,则利用脉宽调制信号或者直流驱动电压对发光二极管进行驱动。
86.详细地,在步骤stp5中,针对每个发光二极管,根据实时驱动电流的采集结果对驱动用的脉宽调制信号或者直流驱动电压进行调节,能有效对实时驱动电流进行补偿修正,提高了发光二极管的灰阶及亮度控制精度,进而能有效提高整个显示面板中多个发光二极管的亮度均一性。
87.综上所述,在本发明提供的发光二极管驱动电路及方法、显示面板及其驱动方法中,驱动控制单元中设有灰阶阈值,当发光二极管的展开灰阶小于灰阶阈值时,驱动控制单元控制脉宽调制驱动单元对发光二极管进行脉宽调制驱动,即使发光二极管的展开灰阶较小,但发光二极管的驱动电流仍然较高,能有效满足发光二极管的中低灰阶展开需求,同时能保障驱动电流满足外部补偿的采样精度要求,便于后续实现精准的外部补偿;同时,根据实时驱动电流的采集结果对驱动用的脉宽调制信号或者直流驱动电压进行调节,能有效对实时驱动电流进行补偿修正,提高了发光二极管的灰阶及亮度控制精度,进而能有效提高多个发光二极管的亮度均一性。
88.应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。