一种基于像素分享的PWM驱动电路及驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种基于像素分享的PWM驱动电路及驱动方法，包括若干呈阵列排列的发光单元，对应每一列发光单元，还包括用于提供PWM驱动信号的信号处理模块，每一列中任一个发光单元与信号处理模块信号连接；对应每一行发光单元，还包括用于提供开关信号的第一信号发射器，每一行中任一个发光单元与第一信号发射器信号连接。本发明专利技术基于像素共享原理，将多个发光单元共用一个信号处理模块，每个驱动电路的平均晶体管数目显著下降，大幅降低了集成难度以及制备成本，实现了低晶体管密度的像素驱动。动。动。

【技术实现步骤摘要】
一种基于像素分享的PWM驱动电路及驱动方法


[0001]本专利技术涉及Micro LED PWM驱动，具体为基于像素分享的PWM驱动电路及驱动方法。

技术介绍

[0002]对于像素阵列，传统驱动方法是通过外围电路实现驱动信号的生成，通过wordline和bitline直接将信号加在发光单元阵列上，实现对发光单元的驱动。不同于传统的驱动电路，像素驱动电路是通过与每个像素发光单元（如LED）集成在一起的驱动电路实现对外围信号的处理，从而实现对发光单元的驱动的。由于信号处理模块与发光单元很近，这种方式得到的驱动信号质量更高。
[0003]当前的像素驱动电路，对于每个发光单元都需要一个信号处理模块，这就导致一个很大的劣势：对于高密度像素阵列，驱动电路需要很大的集成度，晶体管数量庞大，直接导致制造成本更高、对工艺稳定性和质量要求更高。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种基于像素分享的低晶体管密度的PWM像素驱动电路；本专利技术的第二目的在于提供上述PWM像素驱动电路的驱动运行方法。
[0005]技术方案：本专利技术的一种基于像素分享的PWM驱动电路，包括若干呈阵列排列的发光单元，对应每一列发光单元，还包括用于提供PWM驱动信号的信号处理模块，每一列中任一个发光单元与信号处理模块信号连接；对应每一行发光单元，还包括用于提供开关信号的第一信号发射器，每一行中任一个发光单元与第一信号发射器信号连接。
[0006]进一步的，所述发光单元包括用于控制像素开关的选通晶体管、用于提供电流脉冲信号的驱动晶体管以及用于显示发光的micro LED，所述选通晶体管的栅极与第一信号发射器连接，选通晶体管的源极与驱动晶体管的栅极连接，所述驱动晶体管的源极与micro LED的正极连接，micro LED的负极接地。
[0007]进一步的，所述信号处理模块包括于输出恒定电压的比较器和用于调节电流恒定的电流镜，所述电流镜与比较器信号连接。
[0008]进一步的，所述比较器包括差分输入级、电平转换级和放大级；所述差分输入级包括第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3和第四NMOS管M4；所述第一NMOS管M1和第二NMOS管M2的栅极与选通晶体管连接；所述第一NMOS管M1和第二NMOS管M2的漏极分别与第三NMOS管M3和第四NMOS管M4的源极连接；所述第三NMOS管M3和第四NMOS管M4的栅极与自身的漏极连接，第三NMOS管M3和第四NMOS管M4的漏极与驱动电源连接；所述电平转换级包括第五NMOS管M5，所述第五NMOS管M5的栅极与第四NMOS管M4的源极连接；所述第五NMOS管M5的漏极与驱动电源连接；所述放大级包括第六NMOS管M6和第七NMOS管M7，所述第七NMOS管M7的栅极与第五
NMOS管M5的源极连接，所述第七NMOS管M7的漏极分别与第六NMOS管M6的源极和驱动晶体管连接；所述第六NMOS管M6的栅极与自身的漏极连接，所述第六NMOS管M6的漏极与驱动电源连接。
[0009]进一步的，所述电流镜包括电流源I
B
、第八NMOS管M8、第九NMOS管M9和第十NMOS管M10；所述第八NMOS管M8的漏极与第一NMOS管M1和第二NMOS管的源级连接，所述第九NMOS管M9的漏极与第五NMOS管M5的源级连接，所述第十NMOS管M10的漏极与电流源I
B
的一端连接，电流源I
B
的另一端与驱动电源连接；所述第九NMOS管M9的栅极、第八NMOS管M8的栅极分别与第十NMOS管M10的栅极连接，第十NMOS管M10的栅极与自身的漏极连接；所述第八NMOS管M8、第九NMOS管M9和第十NMOS管M10的源极接地。
[0010]进一步的，第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4、第五NMOS管M5、第六NMOS管M6、第七NMOS管M7、第八NMOS管M8、第九NMOS管M9和第十NMOS管M10均采用薄膜晶体管。
[0011]进一步的，对应每一列发光单元，还包括用于提供时分复用信号的第二信号发射器，所述第二信号发射器的输出端与分别信号处理模块的第一NMOS管M1的栅极和第二NMOS管M2的栅极连接。
[0012]本专利技术还保护一种基于像素分享的PWM驱动电路的驱动方法，包括以下步骤：步骤一、提供一种如权利要求1
‑
7任一项所述的基于NMOS管的PWM像素电路；步骤二、在一个运行周期内，第一信号发射器将信号分配给位于同一行的发光单元；步骤三、发光单元的选通晶体管被激活，每一列的第二信号发射器将信号分配给对应的信号处理模块；步骤四、信号处理模块将接收的信号转变为PWM电压信号，该信号流经激活的选通晶体管后进入驱动晶体管，驱动晶体管产生PWM电流信号并控制micro LED发光；步骤五、第一信号发射器将信号分配给位于另一行的发光单元，并重复步骤三至步骤四，实现对阵列排布的micro LED的像素驱动。
[0013]进一步的，所述步骤四的具体过程为：信号处理模块的差分输入级对接收的信号进行运算并输出至电平转换级，电平转换级对信号的直流电平进行转换，并匹配输出至放大级，放大级将电路电压进行增益放大，并将电压脉冲信号以方波形式输出。
[0014]进一步的，信号处理模块接收的信号包括电平信号和三角波信号，电平信号和三角波信号分别通过第一NMOS管M1和第二NMOS管M2传输至差分输入级，电平信号和三角波信号由第二信号发射器提供。
[0015]本专利技术的工作原理为：针对阵列排布的micro LED，将每一列的发光单元共用一个信号处理模块，实现了低晶体管密度的像素驱动；对于每一列，通过第二信号发射器提供时分复用信号给信号处理模块，并控制对应的发光单元工作；对于每一行，通过第一信号发射器提供开关信号，实现不同行发光单元的独立的开启和关闭，以显著减少的晶体管来达到与现有像素驱动电路几乎相同的驱动效果。
[0016]有益效果：本专利技术和现有技术相比，具有如下显著性特点：本专利技术基于像素共享原理，将多个发光单元共用一个信号处理模块，每个驱动电路的平均晶体管数目显著下降，大幅降低了集成难度以及制备成本，实现了低晶体管密度的像素驱动；采用PWM的信号输出，
对于Micro LED的驱动能力强，驱动面积与分辨率不受限制，Micro LED的亮度均匀性强，减少了micro LED光色漂移等问题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的PWM像素电路示意图；图2为本专利技术发光单元的电路示意图；图3为本专利技术信号处理模块的电路示意图；图4为实施例中2
×
2的PWM像素阵列示意图；图5为传统2
×
2的PWM像素阵列示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。
[0019]参见图1所示的一种基于像素分享的PWM驱动电路，包括呈矩形阵列方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于像素分享的PWM驱动电路，包括若干呈阵列排列的发光单元(1)，其特征在于：对应每一列发光单元(1)，还包括用于提供PWM驱动信号的信号处理模块(2)，每一列中任一个发光单元(1)与信号处理模块(2)信号连接；对应每一行发光单元(1)，还包括用于提供开关信号的第一信号发射器(3)，每一行中任一个发光单元(1)与第一信号发射器(1)信号连接。2.根据权利要求1所述的基于像素分享的PWM驱动电路，其特征在于：所述发光单元(1)包括用于控制像素开关的选通晶体管(11)、用于提供电流脉冲信号的驱动晶体管(12)以及用于显示发光的micro LED(13)，所述选通晶体管(11)的栅极与第一信号发射器(3)连接，选通晶体管(11)的源极与驱动晶体管(12)的栅极连接，所述驱动晶体管(12)的源极与micro LED(13)的正极连接，micro LED(13)的负极接地。3.根据权利要求1所述的基于像素分享的PWM驱动电路，其特征在于：所述信号处理模块包括于输出恒定电压的比较器和用于调节电流恒定的电流镜，所述电流镜与比较器信号连接。4.根据权利要求3所述的基于像素分享的PWM驱动电路，其特征在于：所述比较器包括差分输入级、电平转换级和放大级；所述差分输入级包括第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3和第四NMOS管M4；所述第一NMOS管M1和第二NMOS管M2的栅极与选通晶体管连接；所述第一NMOS管M1和第二NMOS管M2的漏极分别与第三NMOS管M3和第四NMOS管M4的源极连接；所述第三NMOS管M3和第四NMOS管M4的栅极与自身的漏极连接，第三NMOS管M3和第四NMOS管M4的漏极与驱动电源连接；所述电平转换级包括第五NMOS管M5，所述第五NMOS管M5的栅极与第四NMOS管M4的源极连接；所述第五NMOS管M5的漏极与驱动电源连接；所述放大级包括第六NMOS管M6和第七NMOS管M7，所述第七NMOS管M7的栅极与第五NMOS管M5的源极连接，所述第七NMOS管M7的漏极分别与第六NMOS管M6的源极和驱动晶体管连接；所述第六NMOS管M6的栅极与自身的漏极连接，所述第六NMOS管M6的漏极与驱动电源连接。5.根据权利要求3所述的基于像素分享的PWM驱动电路，其特征在于：所述电流镜包括电流源I
B
、第八NMOS管M8、第九NMOS管M9和第十NMOS管M10；所述第八NMOS管M8的漏极与第一NMOS管M1和第二NMOS管的源级连接，所述第九NMOS管M9的漏极与第五NMOS管M5的源级...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣然，毛赟，邱浩，施毅，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：