一种Micro-LED像素驱动电路及驱动方法

本发明属于显示，涉及一种micro-led像素驱动电路及驱动方法。

背景技术：

1、微型发光二极管（micro-led）是指将传统发光二极管（led）微缩化后形成微米级尺寸（一般指50um以下）的led，其可实现具有超高密度像素分辨率的显示阵列。micro-led具备自发光的特性，相比有机发光二极管（oled），micro-led色彩更容易准确的调试，有更长的发光寿命和更高的亮度，而且光机尺寸小、轻薄，成本低，这使得micro-led成为微显示应用的理想选择。微米级甚至纳米级led阵列是唯一能够具备驱动、发光及信号传输为一体的高发光效率低功耗器件，并实现超大规模集成发光单元的显示器件，其综合了液晶显示屏（lcd）和有机发光二极管（oled）两大技术特点，产品性能远高于目前的晶体管tft或oled，应用领域也更为广泛，包含了柔性、透明显示器。由于其高密度、小尺寸、超多像素点的特点，micro-led将成为以高真实度、互动和个性化显示为主要特点的第三代显示技术引领者。

2、micro-led的驱动技术按照驱动方式的不同，可分为无源矩阵驱动（pm）和有源矩阵驱动（am），无源驱动的优势在于结构相对简单，技术门槛较低且技术比较成熟，成本低。但是，无源驱动采用的是逐行扫描选通的方式，因此在同一时刻只有其中一行的像素能够被点亮，而其他行像素则熄灭，这种方式会造成显示屏的平均亮度降低，当行数增加时，平均亮度将会降的更多，为抵消亮度下降，会使用高电压和高电流，但器件的发光效率和使用寿命会受到影响；有源驱动方式每个像素点都有自己独立的驱动电路，每个独立的驱动电路都有多个薄膜晶体管（tft）或互补金属氧化物半导体（cmos）与电容组成。利用电容的存储特性，可以避免像无源驱动那样使用大的脉冲驱动电压或驱动电流，从而可以提高器件的发光效率和使用寿命。

3、而传统的有源驱动电路，如2t1c像素驱动电路，其对晶体管的阈值电压和迁移率变化十分敏感，当驱动晶体管的阈值电压和迁移率随着工作的时间而发生改变，则会导致像素点发光不稳定，继而导致各个像素间发光不均匀、亮度不均匀，降低产品良率，为后续工作增加难度。

技术实现思路

1、发明目的：本发明提出了一种micro-led像素驱动电路及驱动方法，以解决现有技术存在的上述问题。

2、技术方案：一种micro-led像素驱动电路，包括：第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第四晶体管t4、第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8、第九晶体管t9、第十晶体管t10、第十一晶体管t11、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3以及第一微发光二极管、第二微发光二极管、第三微发光二极管；

3、所述第一晶体管t1的栅极接入第一扫描控制信号vscan1，第一晶体管t1的源极电性连接于节点a，第一晶体管t1的漏极接入数据电压vdata；

4、所述第二晶体管t2的栅极接入第一扫描控制信号vscan1，第二晶体管t2的漏极电性连接于节点a，第二晶体管t2的源极电性连接于节点b；

5、所述第三晶体管t3的栅极连接于节点b，第三晶体管t3的漏极电性接入电源高压vdd，第三晶体管t3的源极电性连接于节点c；

6、所述第四晶体管t4的栅极接入第四扫描控制信号vscan4，第四晶体管t4的源极电性连接于节点b，第四晶体管t4的漏极连接于第三电容c3的一端，第三电容c3的另一端电性接入电源高压vdd；

7、所述第五晶体管t5的栅极接入第二扫描控制信号vscan2，第五晶体管t5的漏极电性连接于节点b，第五晶体管t5的源极连接于第一电容c1的一端，第一电容c1的另一端电性连接于节点c；

8、所述第六晶体管t6的栅极接入第三扫描控制信号vscan3，第六晶体管t6的漏极连接于第一电容c1的一端，第六晶体管t6的源极接入地电压gnd；

9、所述第七晶体管t7的栅极接入第三扫描控制信号vscan3，第七晶体管t7的源极连接于第一电容c1的一端，第七晶体管t7的漏极电性连接于节点a；

10、所述第八晶体管t8的栅极接入第三扫描控制信号vscan3，第八晶体管t8的漏极连接于节点c，第八晶体管t8的源极接入地电压gnd；

11、所述第九晶体管t9的栅极接入第一脉宽控制信号vpwm1，第九晶体管t9的漏极电性连接于节点c，第九晶体管t9的源极连接于第一微发光二极管的阳极，第一微发光二极管的阴极接入地电压gnd；

12、所述第十晶体管t10的栅极接入第二脉宽控制信号vpwm2，第十晶体管t10的漏极电性连接于节点c，第十晶体管t10的源极连接于第二微发光二极管的阳极，第二微发光二极管的阴极接入地电压gnd；

13、所述第十一晶体管t11的栅极接入第三脉宽控制信号vpwm3，第十一晶体管t11的漏极电性连接于节点c，第十一晶体管t11的源极连接于第三微发光二极管的阳极，第三微发光二极管的阴极接入地电压gnd；

14、所述第二电容c2的一端电性连接于节点c，第二电容c2的另一端电性连接于节点a。

15、根据本技术的一个方面，所述第一扫描控制信号vscan1、第二扫描控制信号vscan2、第三扫描控制信号vscan3、第四扫描控制信号vscan4、第一脉宽控制信号vpwm1、第二脉宽控制信号vpwm2、第三脉宽控制信号vpwm3和数据电压vdata均通过外部时序控制器提供。

16、根据本技术的一个方面，所述micro-led像素驱动电路的驱动时序依次包括：

17、补偿阶段，第二扫描控制信号vscan2、第四扫描控制信号vscan4提供高电位，第一扫描控制信号vscan1、第三扫描控制信号vscan3、数据电压vdata提供低电位，第一脉宽控制信号vpwm1、第二脉宽控制信号vpwm2、第三脉宽控制信号vpwm3提供低电位；

18、电压输入阶段，第一扫描控制信号vscan1、第二扫描控制信号vscan2、数据电压vdata提供高电位，第三扫描控制信号vscan3、第四扫描控制信号vscan4提供低电位，第一脉宽控制信号vpwm1、第二脉宽控制信号vpwm2、第三脉宽控制信号vpwm3按前端显示控制提供需要的电位；

19、发光阶段，第一扫描控制信号vscan1、第三扫描控制信号vscan3、第四扫描控制信号vscan4、数据电压vdata提供低电位，第二扫描控制信号vscan2提供高电位，第一脉宽控制信号vpwm1、第二脉宽控制信号vpwm2、第三脉宽控制信号vpwm3按前端显示控制提供需要的电位；

20、放电阶段，第一扫描控制信号vscan1、第二扫描控制信号vscan2、第四扫描控制信号vscan4、数据电压vdata提供低电位，第三扫描控制信号vscan3提供高电位，第一脉宽控制信号vpwm1、第二脉宽控制信号vpwm2、第三脉宽控制信号vpwm3提供低电位。

21、根据本技术的一个方面，基于micro-led像素驱动电路的驱动方法具体包括以下步骤：

22、进入补偿阶段，所述第二扫描控制信号vscan2、第四扫描控制信号vscan4提供高电位，第一扫描控制信号vscan1、第三扫描控制信号vscan3、数据电压vdata提供低电位，第一脉宽控制信号vpwm1、第二脉宽控制信号vpwm2、第三脉宽控制信号vpwm3提供低电位，所述第三晶体管t3、第四晶体管t4、第五晶体管t5均打开，所述第一晶体管t1、第二晶体管t2、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8、第九晶体管t9、第十晶体管t10、第十一晶体管t11均关闭，此时节点b与节点c之间的电压差为第三晶体管t3的阈值电压vth3，使得后续驱动电流与驱动晶体管的阈值电压无关，避免了阈值电压漂移对电路的影响；

23、进入电压输入阶段，所述第一扫描控制信号vscan1、第二扫描控制信号vscan2、数据电压vdata提供高电位，第三扫描控制信号vscan3、第四扫描控制信号vscan4提供低电位，第一脉宽控制信号vpwm1、第二脉宽控制信号vpwm2、第三脉宽控制信号vpwm3按前端显示控制提供需要的电位，所述第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第五晶体管t5均打开，所述第四晶体管t4、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8均关闭，第九晶体管t9、第十晶体管t10、第十一晶体管t11根据实时脉宽控制电压来决定开关与否；

24、进入发光阶段，第一扫描控制信号vscan1、第三扫描控制信号vscan3、第四扫描控制信号vscan4、数据电压vdata提供低电位，第二扫描控制信号vscan2提供高电位，第一脉宽控制信号vpwm1、第二脉宽控制信号vpwm2、第三脉宽控制信号vpwm3按显示需求提供需要的电位，所述第三晶体管t3、第五晶体管t5均打开，所述第一晶体管t1、第二晶体管t2、第四晶体管t4、第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8均关闭，第九晶体管t9、第十晶体管t10、第十一晶体管t11根据实时脉宽控制电压来决定开关与否；

25、进入放电阶段，第一扫描控制信号vscan1、第二扫描控制信号vscan2、第四扫描控制信号vscan4、数据电压vdata提供低电位，第三扫描控制信号vscan3提供高电位，第一脉宽控制信号vpwm1、第二脉宽控制信号vpwm2、第三脉宽控制信号vpwm3提供低电位，所述第六晶体管t6、第七晶体管t7、第八晶体管t8均打开，所述第一晶体管t1、第二晶体管t2、第三晶体管t3、第四晶体管t4、第五晶体管t5、第九晶体管t9、第十晶体管t10、第十一晶体管t11均关闭，此时所述第一电容c1、第二电容c2进行放电，第一电容c1、第二电容c2中电荷被放掉。

26、有益效果：本发明采用像素复用电路，采取三个像素共用一个驱动电路的方法，降低了驱动电路所占的面积，从而大幅度地提高了像素的开口率，通过pwm信号控制实现不同的三个颜色micro-led来实现全彩；采用三电容，其中第一电容c1和第二电容c2可以有效稳定整个电路的驱动电流，维持驱动晶体管的栅极电压，第三电容c3在补偿阶段可以为驱动电路消除阈值电压的偏移，都提高了显示效果；新增了电容放电阶段和放电电路设计，从理论上减少像素点出现残影的概率。