CN117727269A - 一种像素驱动电路及驱动方法、显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种像素驱动电路及驱动方法、显示面板，像素驱动电路的驱动模块输入第一电源输出的信号并为发光元件提供发光驱动信号；阈值补偿模块在第二扫描信号的控制下连接驱动模块的控制端和驱动模块的第二端；第一电容的第一端连接第一电源；第一电容的第二端连接驱动模块的控制端；数据输入模块连接第二电容的第一端；第二电容的第二端连接驱动模块的控制端；数据输入模块在第一扫描信号的控制下输出数据信号至第二电容的第一端，或在第二扫描信号的控制下输出参考电压至第二电容的第一端；复位模块用于输出复位电压至发光元件的第一端、驱动模块的第二端以及驱动模块的控制端。本发明提供的技术方案，可提升面板显示均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素驱动电路及驱动方法、显示面板。
背景技术
随着电子技术的不断发展，针对显示屏显示效果的要求也越来越高。OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)屏以其自发光、功耗低、轻薄、可绕性、色彩绚丽、对比度高、响应速率快等优势，受到广泛的关注，逐渐替代LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶显示)屏，俨然成为下一代显示屏的代表。
由于OLED元件属于电流驱动型元件，需要设置相应的像素驱动电路为OLED元件提供驱动电流，以使OLED元件能够发光。随着显示分辨率逐渐提高，像素尺寸越来越小，像素驱动电路占用面积越小，因此像素驱动电路中电容的电容值亦越来越小，当扫描信号由低到高翻转时，电荷注入(charge injection)的影响就越来越明显，因此远端和近端像素的差异就越显著，这就导致显示均匀性变差。
发明内容
本发明实施例提供了一种像素驱动电路及驱动方法、显示面板，以提升显示均匀性。
第一方面，本发明实施例提供了一种像素驱动电路，包括：驱动模块、阈值补偿模块、复位模块、数据输入模块、第一电容和第二电容；
所述驱动模块的第一端用于输入第一电源输出的信号；所述驱动模块的第二端用于为发光元件提供发光驱动信号；所述阈值补偿模块用于在第二扫描信号的控制下连接所述驱动模块的控制端和所述驱动模块的第二端；所述第一电容的第一端连接所述第一电源；所述第一电容的第二端连接所述驱动模块的控制端；
所述数据输入模块连接所述第二电容的第一端；所述第二电容的第二端连接所述驱动模块的控制端；所述数据输入模块分别连接数据信号和参考电压，用于在第一扫描信号的控制下输出数据信号至所述第二电容的第一端，或在第二扫描信号的控制下输出参考电压至所述第二电容的第一端；
所述复位模块与所述发光元件的第一端连接，用于输出复位电压至所述发光元件的第一端、所述驱动模块的第二端以及所述驱动模块的控制端。
第二方面，本发明实施例提供了一种像素驱动电路的驱动方法，适用于本发明实施例提供的任意像素驱动电路，所述像素驱动电路还包括发光控制模块；所述发光控制模块设置于所述驱动模块的第二端和所述发光元件的第一端之间；
所述像素驱动电路的驱动方法包括：
在初始化阶段，复位模块将复位电压传输至发光元件的第一端；所述发光控制模块在发光控制信号的控制下处于第一导通状态，用于将所述复位电压传输至驱动模块的第二端；阈值补偿模块将所述复位电压传输至所述驱动模块的控制端；数据写入模块在所述第二扫描信号的控制下将参考电压传输至第二电容的第一端；
在阈值补偿阶段，所述阈值补偿模块将所述驱动模块的阈值电压补偿至所述驱动模块的控制端；所述数据写入模块在所述第二扫描信号的控制下继续将所述参考电压传输至所述第二电容的第一端；
在数据写入阶段，所述数据写入模块在第一扫描信号的控制下将数据信号传输至所述第二电容的第一端；
在预稳定阶段，发光控制模块在发光控制信号的控制下处于第二导通状态；复位模块在复位控制信号的控制下导通；第一电源和所述复位电压之间通路；
在发光阶段，所述发光控制模块在所述发光控制信号的控制下处于第二导通状态，以使所述驱动模块形成驱动电流传输至所述发光元件；
所述发光控制模块在所述第一导通状态下的导通电流，小于所述发光控制模块在所述第二导通状态下的导通电流。
第三方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括本发明任意实施例提供的像素驱动电路。
本发明中，像素驱动电路的驱动模块连接第一电源，用于为发光元件提供发光驱动信号，阈值补偿模块用于对驱动模块的控制端进行阈值补偿，第一电容连接于驱动模块的控制端和第一端之间。数据输入模块通过第二电容连接驱动模块的控制端，并在第一扫描信号的控制下输出数据信号至第二电容，在第二扫描信号的控制下输出参考电压至第二电容，而阈值补偿模块在第二扫描信号的控制下连接驱动模块的控制端和第二端。本实施例通过第二扫描信号同时控制数据输入模块和阈值补偿模块，则数据输入模块和阈值补偿模块的控制端同时发生电压跳变，第二电容的两端同时发生电荷注入，使得对驱动模块的控制端的阈值补偿受电荷注入的影响较小，从而驱动模块的控制端抓取的阈值电压更加接近驱动模块本身的阈值电压，所以无论是近端的像素驱动电路，还是远端的像素驱动电路，其控制端抓取的阈值电压受电荷注入影响较小，趋于一致，保证显示面板远端和近端的发光元件亮度差异小，显示面板显示均匀。此外，本实施例中抓取的阈值电压更加接近驱动模块的实际阈值电压，实现更加完善的阈值补偿功能，提高亮度显示精准度，提高画面显示的品质。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的结构示意图；
图3为图2中像素驱动电流的工作时序图；
图4为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的对比例的结构示意图；
图6为图5中像素驱动电路的工作时序图；
图7为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的驱动方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
像素驱动电路中，尤其是对于显示分辨率较高的显示面板的像素驱动电路，其电容的电容值较小，电荷注入(charge injection)的影响就较为明显。具体的，像素驱动电路中某个晶体管的控制端发生信号跳变时，例如，由高电平转换为低电平，或者由低电平转换为高电平，该晶体管的源极和漏极也容易发生电平跳变(该晶体管的控制端与源极或漏极之间形成一个微型电容)，使像素驱动电路内某些节点电位发生变化，相当于该节点被注入电荷。并且因为连接控制端的控制信号例如扫描信号，在近端和远端的电压值存在差异，则远端的像素驱动电路和近端的像素驱动电路的相同节点的电荷注入量不同，导致最终像素驱动电路驱动发光元件的发光电流不同，从而导致发光元件在远端和近端的发光亮度发生偏移，导致显示面板的显示均匀性变差。需要说明的是，近端是指靠近驱动电路的一端，远端是远离驱动电路的一端，通常地，在显示面板的一端会设置数据驱动电路、扫描驱动电路等各类驱动电路，从靠近该驱动电路的方向到远离该驱动电路的方向，对于各素驱动电路来说，电压值存在差异。
为解决上述电荷注入的问题，本发明实施例提供了一种像素驱动电路，如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的结构示意图，包括：驱动模块11、阈值补偿模块12、复位模块13、数据输入模块14、第一电容C1和第二电容C2；
驱动模块11的第一端用于输入第一电源PVDD输出的信号；驱动模块11的第二端用于为发光元件D1提供发光驱动信号；阈值补偿模块12用于在第二扫描信号SCAN2的控制下连接驱动模块11的控制端和驱动模块11的第二端；第一电容C1的第一端连接第一电源PVDD；第一电容C1的第二端连接驱动模块11的控制端；
数据输入模块14连接第二电容C2的第一端；第二电容C2的第二端连接驱动模块11的控制端；数据输入模块14分别连接数据信号Vdata和参考电压Vofs，用于在第一扫描信号SCAN1的控制下输出数据信号Vdata至第二电容C2的第一端，或在第二扫描信号SCAN2的控制下输出参考电压Vofs至第二电容C2的第一端；
复位模块13与发光元件D1的第一端连接，用于输出复位电压VRST至发光元件D1的第一端、驱动模块11的第二端以及驱动模块11的控制端。
本发明实施例中，像素驱动电路的驱动模块连接第一电源，用于为发光元件提供发光驱动信号，阈值补偿模块用于对驱动模块的控制端进行阈值补偿，第一电容连接于驱动模块的控制端和第一端之间。数据输入模块通过第二电容连接驱动模块的控制端，并在第一扫描信号的控制下输出数据信号至第二电容，在第二扫描信号的控制下输出参考电压至第二电容，而阈值补偿模块在第二扫描信号的控制下连接驱动模块的控制端和第二端。本实施例通过第二扫描信号同时控制数据输入模块和阈值补偿模块，则数据输入模块和阈值补偿模块的控制端同时发生电压跳变，第二电容的两端同时发生电荷注入，使得对驱动模块的控制端的阈值补偿受电荷注入的影响较小，从而驱动模块的控制端抓取的阈值电压更加接近驱动模块本身的阈值电压，所以无论是近端的像素驱动电路，还是远端的像素驱动电路，其控制端抓取的阈值电压趋于一致，保证显示面板远端和近端的发光元件亮度差异小，显示面板显示均匀。此外，本实施例中抓取的阈值电压更加接近驱动模块的实际阈值电压，实现更加完善的阈值补偿功能，提高亮度显示精准度，提高画面显示的品质。
以上是本发明的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，驱动模块11包括控制端、第一端和第二端。其中，可将驱动模块11的控制端的节点标注为第一节点N1，第二端的节点标注为第二节点N2，驱动模块11的第一端还用于连接第一电源PVDD，驱动模块11的第二端与发光元件D1的第一端(例如，可以为阳极Anode)电连接，且发光元件D1的第二端可用于连接第二电源PVEE。则第一电源PVDD经由驱动模块11、发光元件D1以及第二电源PVEE形成导通通路，也即，驱动模块11能够为发光元件D1提供发光驱动信号，使得发光元件D1产生发光电流。阈值补偿模块12用于连接驱动模块11的控制端(第一节点N1)和第二端(第二节点N2)，用于将驱动模块11导通的阈值电压Vthp写入驱动模块11的控制端，防止对发光元件D1的发光电流造成影响，提高发光元件D1的亮度显示准确度。
第一电容C1的第一端连接第一电源PVDD；第一电容C1的第二端连接第一节点N1，第二电容C2的第一端(可以称为第三节点N3)连接数据输入模块14，第二电容C2的第二端连接第一节点N1。并且数据输入模块14在第一扫描信号SCAN1的控制下输出数据信号Vdata至第二电容C2的第一端，在第二扫描信号SCAN2的控制下输出参考电压Vofs至第二电容C2的第一端。需要注意的是，数据输入模块14和阈值补偿模块12均由第二扫描信号SCAN2进行控制，则数据输入模块14和阈值补偿模块12的控制端在发生电压跳变时会同时进行电压跳变，例如，当第二扫描信号SCAN2由低电平转换为高电平，或者，第二扫描信号SCAN2由高电平转换为低电平，数据输入模块14与第一节点N1之间形成的第一寄生电容Cgd1发生电压跳变，阈值补偿模块12与第一节点N1之间形成的第二寄生电容Cgs2发生电压跳变，阈值补偿模块12与第二节点N2之间形成的第三寄生电容Cgd2发生电压跳变。因为第二电容C2两侧的第一节点N1和第三节点N3同时发生电压跳变，注入电荷会在第一节点N1和第三节点N3之间的电容网络(包括第一电容C1、第二电容C2、第一寄生电容Cgd1、第二寄生电容Cgs2以及第三寄生电容Cgd2)中进行分散，则第一节点N1的注入电荷量较小，从而第一节点N1的电位受电压跳变的影响也较小。此时，可以获知，仍然有额外的电荷量注入第一节点N1，但是由于第一节点N1和第三节点N3是同时进行电荷注入的，则第一节点N1和第三节点N3之间形成电容网络在一定程度上产生了电流(电荷进行流通)，该过程可有效分散该电荷注入量，使得第一节点N1的电位被电荷注入影响较小，因此大大削弱了电荷注入的影响，使得第一节点N1抓取的阈值电压Vthp更接近实际，且各个位置像素驱动电路抓取的阈值一致，更完美的实现了阈值电压补偿的功能。本实施例中，通过第二扫描信号SCAN2同时控制数据输入模块14和阈值补偿模块12的导通和关断，则第一节点N1和第三节点N3虽然发生了电压跳变，但是其电压跳变同时发生，使得注入电荷被分散，而现有技术中，因为数据输入模块14和阈值补偿模块12由不同的扫描信号控制且时序不同，则第一节点N1和第三节点N3分时进行了电压跳变，在每次电压跳变时，第二电容C2仅一侧发生电荷注入，此时第一节点N1会将两次跳变产生的电荷注入进行叠加，使得第一节点N1的电位受影响较大，最终影响阈值电压Vthp抓取的精准度。具体的，当阈值补偿模块12的控制端发生电压跳变为ΔV1，则第一节点N1电压跳变ΔV1；之后，当数据输入模块14的控制端发生电压跳变为ΔV2，第一节点N1的电压再次跳变ΔV2，则经过两次电荷注入，第一节点N1的电压变压值为(ΔV1+ΔV2)。也即，现有技术中，数据输入模块14和阈值补偿模块12的控制端电压分次进行跳变，会造成第一节点N1将两次电荷注入过程进行叠加，而本发明实施例中，数据输入模块14和阈值补偿模块12的控制端电压同时进行跳变，会使第一节点N1的一次电荷注入过程进行分散，则与现有技术相比，本实施例像素驱动电路削弱了charge injection的影响，即使近端像素驱动电路和远端像素驱动电路的电荷注入量不同，第一节点N1的差异也不会太大，因此降低了近端像素驱动电路和远端像素驱动电路的发光电流的差异。综上，本发明实施例中像素驱动电路具有更高的显示均匀性，有效防止像素驱动电路出现偏移噪声(random offset)，提升画面显示质量。
此外，本实施例中，像素驱动电路还包括复位模块13，复位模块13与发光元件D1的第一端连接，能够将复位电压VRST传输至发光元件D1的第一端，此外，可以通过控制阈值补偿模块12等模块的导通和关闭，通过复位模块13为第二节点N2和第一节点N1进行复位，防止第一节点N1在上个显示周期存在残余电压，影响发光元件D1在本周期的亮度显示。
可选的，像素驱动电路还可以包括：发光控制模块15；发光控制模块15设置于驱动模块11的第二端和发光元件D1的第一端之间。发光控制模块15能够连接驱动模块11的第二端和发光元件D1的第一端，从而能够控制发光元件D1发光。此外，当复位模块13对像素驱动电路进行复位时，发光控制模块15可以导通，阈值补偿模块12也可以导通，以使复位电压VRST传输至驱动模块11的第二端和驱动模块11的控制端。
在上述实施例的基础上，可选的，像素驱动电路中各个模块均为低电平导通为例进行示意，像素驱动电路的工作过程至少包括如下内容：在初始化阶段，复位模块13用于将复位电压VRST提供至发光元件D1的第一端，以对发光元件D1的阳极进行复位；发光控制模块15用于在发光控制信号EMIT的控制下处于导通状态，以将复位电压VRST传输至第二节点N2，对驱动模块11的第二端进行复位；阈值补偿模块12用于将复位电压VRST传输至第一节点N1，以对第一电容C1的第二端、第二电容C2第二端以及驱动模块11的控制端进行复位，此时驱动模块11处于导通状态，将驱动模块11从上一驱动周期的偏压状态变回初始状态，以防驱动模块11的迟滞效应影响驱动模块11的后续工作状态；数据输入模块14用于将参考电压Vofs传输至第二电容C2的第一端，第一节点N1和第二节点N2的电位为复位电压VRST，第三节点N3的电压为参考电压Vofs；
在阈值补偿阶段，复位模块13和发光控制模块15关断，此时，第一电源PVDD到第一节点N1之间形成通路，使得电流信号由第一电源PVDD依次通过驱动模块11和阈值补偿模块12对第一节点N1进行充电，刚开始充电时，第一节点N1电位较低，驱动模块11导通，拉高第二节点N2的电位，则阈值补偿模块12用于在第二扫描信号SCAN2的控制下导通，并逐渐增大第一节点N1的电位，随着第一节点N1的电位的升高，驱动模块11导通电流逐渐减小，直至第一节点N1的电压与第二节点N2的电压差值为驱动模块11的阈值电压Vthp，此时，驱动模块11关断，此时第一节点N1的电位Un1和第二节点N2的电位Un2为Un1＝Un2＝PVDD-Vthp，此为驱动模块11关闭的临界点，如此，阈值补偿阶段结束时，第一节点N1的电位与驱动模块11的阈值电压相关，实现了阈值补偿模块12将驱动模块11的阈值电压补偿至第一节点N1的过程；数据输入模块14继续将参考电压Vofs传输至第二电容C2的第一端，使得第一节点N1的电位Un1不会耦合至第三节点N3，第三节点N3的电位Un3＝Vofs；如此，在阈值补偿阶段T2结束时，第二电容C2两端的压差变为Un1-Vofs；需要注意的是，在阈值补偿阶段结束时，第二扫描信号SCAN2由低电平突然变为高电平，电压跳变为ΔV1，第一节点N1、第二节点N2和第三节点N3会同时发生电压跳变，其中，C1为第一电容的容值；C2为第二电容的容值，Cot为除C1和C2外第一节点N1和第三节点N3所看到的电容网路产生的总电容；Un3＝Vofs+ΔV1；而现有现有技术中，当第一节点N1和第三节点N3依次发生电压跳变ΔV1和ΔV2时，Un1′＝Un2′＝PVDD-Vthp+ΔV+ΔV2；将现有技术中的Un1′和本实施例中的Un1对比，可发现本实施例中，第一节点N1受电荷注入的影响较小，使其抓取阈值电压更加接近Vthp；数据输入模块14停止向第二电容C2的第一端写入参考电压Vofs；本实施例中，无论是近端的像素驱动电路还是远端的像素驱动电路，其在阈值补偿阶段抓取的阈值电压均受电荷注入影响较小，则近端的像素驱动电路和远端的像素驱动电路无论电荷注入量大小是否有差异，最终发光元件发光电流差异不大，显示均匀性较强。此外，在阈值补偿阶段，复位模块13可以导通为发光元件D1的第一端复位，也可以为关断状态，本实施例中，复位模块13可以包括由导通状态转换为关断状态的过程。
在数据写入阶段，数据输入模块14将数据信号Vdata写入至第二电容C2的第一端，使得第二电容C2的第二端，即第三节点N3的电位Un3＝Vdata，即第二电容C2的第二端的电位变化了(Vdata-Vofs)；同时，由于第二电容C2的耦合作用，使得与第二电容C2的第二端电连接的第一节点N1的电位会随之变化；由于第一节点N1还与第一电容C1电连接，使得第一节点N1的电位变化量与第一电容C1对第一节点N1的分压量相关，因此第一节点N1的电位如此，即使通过数据写入模块11写入第三节点N3的数据信号Vdata为一较大的电压信号，但耦合至第一节点N1的信号与第一电容C1的电容值占两个电容(第一电容C1和第二电容C2)的电容值之和的比例呈正相关，使得第一电容C1与第二电容C2起到一定的分压作用，相较于写入至第三节点N3的数据信号Vdata，第一节点N1的电压变化量较小，从而能够将数据信号Vdata置在较宽的范围内，以与0～255灰阶中的各灰阶一一对应，进而在数据写入阶结束时，第一节点N1的电位同样能与0～255灰阶中的各灰阶一一对应。之后，数据写入模块11在第一扫描信号SCAN1的控制下停止输出数据信号Vdata，第一扫描信号SCAN1由低电平变为高电平，电压跳变为ΔV2， Un3＝Vdata+ΔV2；在数据写入阶段，驱动模块11、发光控制模块15、复位模块13以及阈值补偿模块12均关断；
在发光阶段，数据输入模块14、复位模块13和阈值补偿模块12均关断，发光控制模块15在发光控制信号EMIT的控制下处于导通状态，以使驱动模块11根据第一节点N1的电位生成的驱动电流Id传输至发光元件D1，驱动发光元件D1进行发光。则本实施例中的发光元件的发光电流 其中，μ为PMOS管载流子迁移率；COX为单位面积氧化层电容；/>为PMOS管宽长比；|Vthp|为PMOS管阈值电压；VDS为PMOS管源漏极电压差；m为迁移率；VT为绝对温度系数。
可选的，上述像素驱动电路的工作过程还可以包括预稳定阶段；预稳定阶段可以设置于在数据写入阶段之后、发光阶段之前。具体的，在预稳定阶段，数据输入模块14关断，驱动模块11、发光控制模块15和复位模块13模块导通，第一电源PVDD端和复位电压VRST端之间形成通路。预稳定阶段在数据输入阶段之后，稳定第一节点N1和第二节点N2的电压，为驱动模块11的控制端提供稳定的电位，以稳定的驱动发光元件D1，进一步提升发光元件D1发光均匀性，降低像素驱动电流的偏移噪声(random offset)。
图2为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的结构示意图，图3为图2中像素驱动电路的工作时序图。如图3所示，像素驱动电路的工作时序依次包括：初始化阶段T1、阈值补偿阶段T2、数据写入阶段T3、预稳定阶段T4和发光阶段T5。可选的，数据输入模块14可以包括：第一输入单元141和第二输入单元142；第一输入单元141用于在第一扫描信号SCAN1的控制下连接数据信号Vdata和第二电容C2的第一端；第二输入单元142用于在第二扫描信号SCAN2的控制下连接参考电压Vofs和第二电容C2的第一端。数据输入模块14可以包括第一输入单元141和第二输入单元142两部分，第二输入单元142用于在初始化阶段T1和阈值补偿阶段T2将参考电压Vofs传输至第二电容C2的第一端，第一输入单元141用于在数据写入阶段T3将数据信号Vdata传输至第二电容C2的第一端。需要注意的是，如图3所示，第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2的使能电平不存在交叠区域，则第一输入单元141和第二输入单元142分时工作，避免数据信号Vdata和参考电压Vofs被同时传输至第二电容C2的第一端。需要说明的是，在图3所示实施例中，第一扫描信号SCAN1、第二扫描信号SCAN2的低电平为使能电平，高电平为非使能电平，但本发明并不局限于此。
可选的，第一输入单元141可以包括第一晶体管M1；第二输入单元142包括第二晶体管M2；第一晶体管M1的第一端连接数据信号Vdata；第一晶体管M1的第二端连接第二电容C2的第一端；第一晶体管M1的控制端连接第一扫描信号SCAN1；第二晶体管M2的第一端连接参考电压Vofs；第二晶体管M2的第二端连接第二电容C2的第一端；第二晶体管M2的控制端连接第二扫描信号SCAN2。
继续参考图2，可选的，发光控制模块15可以包括：第三晶体管M3；第三晶体管M3的控制端连接发光控制信号EMIT；第三晶体管M3的第一端连接驱动模块11的第二端；第三晶体管M3的第二端连接发光元件D1的第一端。第三晶体管M3用于连接驱动模块11和发光元件D1，则在初始化阶段，驱动模块11、第三晶体管M3和复位模块13均导通，第三晶体管M3将复位电压VRST传输至第二节点N2，从而为驱动模块11的控制端和第二端复位；在预稳定阶段，流经驱动模块11和第三晶体管M3的电流在第一电源PVDD端和复位电压VRST端之间形成导通通路，稳定驱动模块11的控制端和第二端的电位至可以达到发光元件D1的对应灰阶电流的电压；在发光阶段，流经第三晶体管M3的电流在第一电源PVDD端、发光元件D1和第二电源PVEE端之间形成导通通路，形成发光元件D1的对应灰阶电流。
图4为本发明实施例提供的另一种像素驱动电路的结构示意图，图4中像素驱动电路的工作时序为图3中的工作时序。可选的，像素驱动电路还可以包括：负反馈模块16；负反馈模块16的第一端连接第一电源PVDD；负反馈模块16的第二端连接驱动模块11的第一端；负反馈模块16的控制端连接负反馈模块16的第二端。在发光阶段，随着灰阶的不同，阴极(输出第二电源PVEE)的电阻较大且不够均匀，这导致在不同位置像素驱动电路的第二电源PVEE会有所波动，第二电源PVEE的波动会带动第二节点N2电压发生浮动，除此之外，在显示过程中，会有很多因素会引起第二节点N2电压的波动，此处仅以第二电源PVEE波动带动第二节点N2电压波动举例，已知在显示面包中驱动模块11的晶体管工作在亚阈值区，因此当晶体管的源漏极电压差(驱动模块11的第一段和第二端电压差)发生波动时，发光电流会受其影响发生波动，这导致显示亮度发生变化，显示均匀性变差。本实施例中，像素驱动电路中加入了负反馈模块16，负反馈模块16用于在第二节点N2电压发生波动时，有效抑制发光电流发生波动，将发光电流拉回至发光元件D1对应的灰阶电流，进一步提升显示均一性，降低像素驱动电流的偏移噪声(random offset)。
具体的，继续参考图4，可选的，负反馈模块16可以包括：第四晶体管M4；第四晶体管M4的第一端连接第一电源PVDD；第四晶体管M4的第二端连接驱动模块11的第一端；第四晶体管M4的控制端连接第四晶体管M4的第二端。像素电路中加入了第四晶体管M4，因此当第二电源PVEE升高时，第二节点N2电压随之升高，因此发光元件D1的发光电流IOLED降低，而当发光电流IOLED降低时，第四晶体管M4为了适配此时的发光电流，第四晶体管M4的第二端(第四节点NF)的电压VNF亦会升高，此时驱动模块11的控制端与第一端之间的电压VGS增大，驱动模块11产生的发光电流增大，因此将偏移的发光电流IOLED拉回原来的数值，使发光元件D1恢复到相同的亮度；而当第二电源PVEE下降时，第二节点N2电压随之降低，因此发光元件D1的发光电流IOLED升高，而当发光电流IOLED升高时，第四晶体管M4为了适配此时的电流，第四节点NF的电压VNF亦会降低，此时驱动模块11的控制端与第一端之间的电压差VGS减小，其产生的发光电流减小，因此将偏移的发光电流IOLED拉回原来的数值，使发光元件D1恢复到相同的亮度。综上，第四晶体管M4会有效的抑制发光电流因结点电压波动造成的差异，进一步提高了显示均一性。
继续参考图2和图4，可选的，驱动模块11可以包括第五晶体管M5；阈值补偿模块12包括第六晶体管M6；复位模块13包括第七晶体管M7；第五晶体管M5的控制端分别与第一电容C1的第二端以及第二电容C2的第一端连接；第五晶体管M5的第一端用于输入第一电源PVDD输出的信号；第五晶体管M5的第二端与发光元件D1的第一端电连接；第六晶体管M6的控制端连接第二扫描信号SCAN2；第六晶体管M6的第一端连接第五晶体管M5的控制端；第六晶体管M6的第二端连接第五晶体管M5的第二端；第七晶体管M7的第一端连接发光元件D1的第一端；第七晶体管M7的第二端连接复位电压VRST；第七晶体管M7的控制端连接复位控制信号VINI。本实施例像素驱动电路形成7T2C电流驱动像素电路，其能够削弱chargeinjection的影响，降低random offset，增加的负反馈模块16有抑制节点电压波动导致的发光电流变化，有效提高像素驱动电路有效的提高显示均一性。
继续参考图3和4，可选的，像素驱动电路还可以包括：发光控制模块15和负反馈模块16；发光控制模块15包括第三晶体管M3；第三晶体管M3用于连接第五晶体管M5的第二端和发光元件D1的第一端；负反馈模块16包括第四晶体管M4；第四晶体管M4连接第一电源PVDD和第五晶体管M5的第一端；第四晶体管M4的控制端连接第五晶体管M5的第一端；第三晶体管M3的控制端连接发光控制信号；第七晶体管M7的控制端连接复位控制信号；第一扫描信号SCAN1、第二扫描信号SCAN2、发光控制信号EMIT以及复位控制信号VINI被配置为实现如下驱动：在初始化阶段T1，第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6和第七晶体管M7导通；第一晶体管M1关断；在阈值补偿阶段T2，第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5和第六晶体管M6导通；第一晶体管M1、第七晶体管M7和第三晶体管M3关断；在数据写入阶段T3，第一晶体管M1导通；第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6以及第七晶体管M7关断；在预稳定阶段T4，第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5和第七晶体管M7导通；第一晶体管M1、第二晶体管M2和第六晶体管M6关断；在发光阶段T5，第三晶体管M3、第四晶体管M4和第五晶体管M5导通；第一晶体管M1、第二晶体管M2、第六晶体管M6和第七晶体管M7关断；第三晶体管M3在初始化阶段的导通电流，小于第三晶体管M3在预稳定阶段和发光阶段的导通电流。
以下以图4所示的具体实施例进行像素驱动电路的工作过程的详述。如图3和图4所述，本实施例中，对于第一扫描信号SCAN1、第二扫描信号SCAN2、发光控制信号EMIT以及复位控制信号VINI，以低电平为使能电平，以高电平为非使电平为例进行示意，具体如下：
在初始化阶段T1，第二扫描信号SCAN2和复位控制信号VINI为低电平，第一扫描信号SCAN1为高电平发光控制信号EMIT为BIAS电位，需要注意的是，BIAS电位使得第三晶体管M3能够导通，但是其导通电流较小，使得第三晶体管M3具有更小的功耗，有利于显示面板低功耗要求。本实施例可以称此时的第三晶体管M3为第一导通状态，本实施例可以称此时的第三晶体管M3为第一导通状态，可选地，BIAS电位控制的第一导通状态为第三晶体管M3工作在线性区的工作状态；第三晶体管M3在使能电平控制下为工作在饱和区的工作状态。在初始化阶段T1。此时第二晶体管M2、第三晶体管M3、第五晶体管M5、第四晶体管M4、第六晶体管M6和第七晶体管M7导通，复位电流由第一电源PVDD一端流向复位信号VRST一端，第三节点N3的电压为参考电压Vofs，第一节点N1和第二节点N2处于较低电位，其电位为复位电压VRST的电位。
在阈值补偿阶段T2，第二扫描信号SCAN2和复位控制信号VINI为低电平，第一扫描信号SCAN1和发光控制信号EMIT为高电平，此时第二晶体管M2、第四晶体管M4、第五晶体管M5和第六晶体管M6导通，第三节点N3的电位Un3为参考电位Vofs，第一节点N1的电位Un1和第二节点N2的电位Un2为Un1＝Un2＝VNF1-Vthp，其中，VNF1为第四节点NF的电压值，而当第二扫描信号SCAN2由低电平变为高电平时，会有charge injection注入至第一节点N1、第二节点N2和第三节点N3，因此当第二扫描信号SCAN2低电平结束的时候，各结点电位为其中，C1为第一电容的电容值；C2为第二电容的电容值；ΔV1为第二扫描信号SCAN2高电平与低电平之间的差值，Cot为除C1和C2之外第一节点N1和第三节点N3之间所看到的电容网路产生的总电容(至少包括第一寄生电容Cgd1、第二寄生电容Cgs2和第三寄生电容Cgd2)。由此可知，虽然仍有额外的电荷量注入第一节点N1，但是由于第一节点N1和第三节点N3同时发生电压变化，因此大大削弱了charge injection的影响，使得像素驱动电路抓取的阈值电压更接近实际值Vthp，且各个位置像素驱动电路抓取的阈值电压一致，更完美的实现了阈值电压补偿的功能；在数据输入阶段T3，第一扫描信号SCAN1为低电平，第二扫描信号SCAN2、复位控制信号VINI和发光控制信号EMIT为高电平，此时数据信号的电压Vdata被写入第三节点N3，因此 而当第一扫描信号SCAN1由低电平变高电平时charge injection注入到第一节点N1，因此当第一扫描信号SCAN1低电平结束的时候，第一节点N1电位如下：
其中，ΔV2为第一扫描信号SCAN1的高电平与低电平之间的差值；
在预稳定阶段T4，复位控制信号VINI和发光控制信号EMIT为低电平，第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2为高电平，此时第三晶体管M3导通，且此时第三晶体管M3的电流值高于其在第一导通状态的电流值，以使第五晶体管M5能够快速对发光元件的第一端进行充电，防止发光元件因充电不充分出现色偏，此时，第三晶体管M3的导通状态为第二导通状态，可选地，第二导通状态为第三晶体管M3工作在饱和区的工作状态。此时第四晶体管M4、第五晶体管M5、第三晶体管M3和第七晶体管M7导通，发光电流由第一电压PVDD端流向复位电压VRST端，此时第一节点N1和第二节点N2稳定到对应灰阶电流的电压；在发光阶段T5，发光控制信号EMIT低电平，第一扫描信号SCAN1、第二扫描信号SCAN2和复位控制信号VINI为高电平，此时第七晶体管M7关断，第四晶体管M4、第五晶体管M5和第三晶体管M3导通，第三晶体管M3继续保持第二导通状态，灰阶电流由第一电源PVDD端经发光元件D1流向第二电源PVEE端，灰阶电流为：
其中，μ为PMOS管载流子迁移率；COX为单位面积氧化层电容；为PMOS管宽长比；|Vthp|为PMOS管阈值电压；VDS为PMOS管源漏极电压差；m为迁移率；VT为绝对温度系数。
由公式(2)可知，像素驱动电路削弱了charge injection的影响，因此降低了近端像素驱动电路和远端像素驱动电路的发光电流的差异，以使显示面板具有更高的显示均匀性，且能够削弱IR drop(电源电压降)对显示均匀性的影响。
为了进一步展示本发明实施例的像素驱动电路的有益效果，本实施例提供一种不对charge injection进行处理的方案，作为本发明实施例的对比例，如图5和图6所示，图5为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的对比例的结构示意图，图6为图5中像素驱动电路的工作时序图。图5为包括晶体管M1′、M2′、M3′、M4′和MD′，以及第一电容C1′和第二电容C2′的像素驱动电路。该像素驱动电路由扫描信号SCAN1′、SCAN2′以及发光控制信号EMIT′控制，包含如图5所示的节点N1′、N2′以及N3′，以及如图6所示的初始化阶段T1′，阈值补偿阶段T2′、数据写入阶段T3′以及发光阶段T4′。图5中对比例的工作过程如下：
ELVDD为像素驱动电路的正电压，ELVEE为像素驱动电路工作的负电压，扫描信号SCAN1′控制数据电压DATA写入，扫描信号SCAN2′控制发光元件复位及阈值补偿，发光控制信号EMIT′控制发光元件发光。发光控制信号在EMIT′为BIAS′期间，扫描信号SCAN1′和SCAN2′为低电平，晶体管M1′、M2′、M3′同时开启，参考电压Vofs被写入N3′节点，复位电压VRST′写入发光元件阳极，N1′节点、N2′节点及N3′节点获得初始电位，同时复位电压VINI′通过晶体管M3′写入发光元件的阳极；当扫描信号SCAN1′和SCAN2′同时为高电平，发光控制信号EMIT′为低电平时，发光元件开始发光，其电流公式为：
公式(3)可知，像素电路实现了发光电流与晶体管MD的阈值电压Vthp无关，且发光电流与电源电压ELVDD无关。但随着显示分辨率逐渐提高，像素单元尺寸(pixel pitch)越来越小，因此其中电容(C1，C2)容值亦越来越小，当扫描信号由低到高翻转时，chargeinjection的影响就越来越明显，因此远端和近端像素的差异就越显著，这就导致显示均匀性变差。
当阈值补偿结束时，节点N1′和节点N2′的电压Un1′＝Un2′＝ELVDD-Vthp，此时扫描信号SCAN2′由低电平变为高电平，电位变化为ΔV1节点N1′和节点N2′由于chargeinjection的影响最终电位为：Un1′＝ELVDD-Vthp+ΔV1，由图6可知，扫描信号SCAN2′跳变期间是阈值补偿阶段，而因charge injection的影响最终抓取的阈值变得不够准确，且不同位置电荷注入量不同，导致最终得到的阈值电压不同，这时的阈值补偿功能不够准确，均一性变差。而当数据写入阶段结束时，此时扫描信号SCAN1′由低电平变为高电平，电位变化ΔV2，节点N1′由于charge injection的影响最终电位为：
因此最终的发光电流为：
公式(5)可知，最终的发光电流是与charge injection有关的，而对于同一行像素近端和远端的charge injection不同，即近端charge injection为ΔV1_1,远端chargeinjection为ΔV1_2，而ΔV1_2<ΔV1_1，因此近端和远端的发光电流不同，且chargeinjection会增加random offset的差异，而最终加剧显示的不均匀性。
由公式(2)与公式(5)对比可知，本实施例中像素驱动电路削弱了chargeinjection的影响，因此降低了近端电路和远端电路的发光电流的差异，提升显示面板的均一性。
基于同一构思，本发明实施例还提供一种像素驱动电路的驱动方法。适用于本发明任意实施例提供的像素驱动电路，像素驱动电路还包括发光控制模块；发光控制模块设置于驱动模块的第二端和发光元件的第一端之间；图7为本发明实施例提供的一种像素驱动电路的驱动方法的流程示意图，如图7所示，本实施例的像素驱动电路的驱动方法包括如下步骤：
步骤S101、在初始化阶段，复位模块将复位电压传输至发光元件的第一端；发光控制模块在发光控制信号的控制下处于第一导通状态，用于将复位电压传输至驱动模块的第二端；阈值补偿模块将复位电压传输至驱动模块的控制端；数据写入模块在第二扫描信号的控制下将参考电压传输至第二电容的第一端。
步骤S102、在阈值补偿阶段，阈值补偿模块将驱动模块的阈值电压补偿至驱动模块的控制端；数据写入模块在第二扫描信号的控制下继续将参考电压传输至第二电容的第一端。
步骤S103、在数据写入阶段，数据写入模块在第一扫描信号的控制下将数据信号传输至第二电容的第一端。
步骤S104、在预稳定阶段，发光控制模块在发光控制信号的控制下处于第二导通状态；复位模块在复位控制信号的控制下导通；第一电源和复位电压之间通路。
步骤S105、在发光阶段，发光控制模块在发光控制信号的控制下处于第二导通状态，以使驱动模块形成驱动电流传输至发光元件。
其中，发光控制模块在第一导通状态下的导通电流，小于发光控制模块在第二导通状态下的导通电流。
本发明实施例中，像素驱动电路的驱动模块连接第一电源，用于为发光元件提供发光驱动信号，阈值补偿模块用于对驱动模块的控制端进行阈值补偿，第一电容连接于驱动模块的控制端和第一端之间。数据输入模块通过第二电容连接驱动模块的控制端，并在第一扫描信号的控制下输出数据信号至第二电容，在第二扫描信号的控制下输出参考电压至第二电容，而阈值补偿模块在第二扫描信号的控制下连接驱动模块的控制端和第二端。本实施例通过第二扫描信号同时控制数据输入模块和阈值补偿模块，则数据输入模块和阈值补偿模块的控制端同时发生电压跳变，第二电容的两端同时发生电荷注入，使得对驱动模块的控制端的阈值补偿受电荷注入的影响较小，从而驱动模块的控制端抓取的阈值电压更加接近驱动模块本身的阈值电压，所以无论是近端的像素驱动电路，还是远端的像素驱动电路，其控制端抓取的阈值电压趋于一致，保证显示面板远端和近端的发光元件亮度差异小，显示面板显示均匀。此外，本实施例中抓取的阈值电压更加接近驱动模块的实际阈值电压，实现更加完善的阈值补偿功能，提高亮度显示精准度，提高画面显示的品质。
本发明实施例还提供一种显示面板。图8为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图，如图8所示，本发明实施例提供的显示面板1包括本发明任意实施例所述的像素驱动电路200。显示面板可以为虚拟现实、增强现实、混合现实等智能穿戴设备等电子设备的显示面板，本实施例对此不作特殊限定。
本实施例中显示面板包括本发明任意实施例提供的像素驱动电路的技术特征，具备相应技术特征所具备的有益效果，此处不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (12)
1.一种像素驱动电路，其特征在于，包括：驱动模块、阈值补偿模块、复位模块、数据输入模块、第一电容和第二电容；
所述驱动模块的第一端用于输入第一电源输出的信号；所述驱动模块的第二端用于为发光元件提供发光驱动信号；所述阈值补偿模块用于在第二扫描信号的控制下连接所述驱动模块的控制端和所述驱动模块的第二端；所述第一电容的第一端连接所述第一电源；所述第一电容的第二端连接所述驱动模块的控制端；
所述数据输入模块连接所述第二电容的第一端；所述第二电容的第二端连接所述驱动模块的控制端；所述数据输入模块分别连接数据信号和参考电压，用于在第一扫描信号的控制下输出数据信号至所述第二电容的第一端，或在第二扫描信号的控制下输出参考电压至所述第二电容的第一端；
所述复位模块与所述发光元件的第一端连接，用于输出复位电压至所述发光元件的第一端、所述驱动模块的第二端以及所述驱动模块的控制端。
2.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，所述数据输入模块包括：第一输入单元和第二输入单元；
所述第一输入单元用于在所述第一扫描信号的控制下连接数据信号和所述第二电容的第一端；
所述第二输入单元用于在所述第二扫描信号的控制下连接参考电压和所述第二电容的第一端。
3.根据权利要求2所述的像素驱动电路，其特征在于，所述第一输入单元包括第一晶体管；所述第二输入单元包括第二晶体管；
所述第一晶体管的第一端连接所述数据信号；所述第一晶体管的第二端连接所述第二电容的第一端；所述第一晶体管的控制端连接第一扫描信号；
所述第二晶体管的第一端连接参考电压；所述第二晶体管的第二端连接所述第二电容的第一端；所述第二晶体管的控制端连接第二扫描信号。
4.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，还包括：发光控制模块；
所述发光控制模块设置于所述驱动模块的第二端和所述发光元件的第一端之间。
5.根据权利要求4所述的像素驱动电路，其特征在于，所述发光控制模块包括：第三晶体管；
所述第三晶体管的控制端连接发光控制信号；所述第三晶体管的第一端连接所述驱动模块的第二端；所述第三晶体管的第二端连接所述发光元件的第一端。
6.根据权利要求1所述的像素驱动电路，其特征在于，还包括：负反馈模块；
所述负反馈模块的第一端连接所述第一电源；所述负反馈模块的第二端连接所述驱动模块的第一端；所述负反馈模块的控制端连接所述负反馈模块的第二端。
7.根据权利要求6所述的像素驱动电路，其特征在于，所述负反馈模块包括：第四晶体管；
所述第四晶体管的第一端连接所述第一电源；所述第四晶体管的第二端连接所述驱动模块的第一端；所述第四晶体管的控制端连接所述第四晶体管的第二端。
8.根据权利要求3所述的像素驱动电路，其特征在于，所述驱动模块包括第五晶体管；所述阈值补偿模块包括第六晶体管；所述复位模块包括第七晶体管；
所述第五晶体管的控制端分别与所述第一电容的第二端以及所述第二电容的第一端连接；所述第五晶体管的第一端用于输入第一电源输出的信号；所述第五晶体管的第二端与所述发光元件的第一端电连接；
所述第六晶体管的控制端连接所述第二扫描信号；所述第六晶体管的第一端连接所述第五晶体管的控制端；所述第六晶体管的第二端连接所述第五晶体管的第二端；
所述第七晶体管的第一端连接所述发光元件的第一端；所述第七晶体管的第二端连接所述复位电压；所述第七晶体管的控制端连接复位控制信号。
9.根据权利要求8所述的像素驱动电路，其特征在于，还包括：发光控制模块和负反馈模块；所述发光控制模块包括第三晶体管；所述第三晶体管用于连接所述第五晶体管的第二端和所述发光元件的第一端；所述负反馈模块包括第四晶体管；所述第四晶体管连接第一电源和所述第五晶体管的第一端；所述第四晶体管的控制端连接所述第五晶体管的第一端；
所述第三晶体管的控制端连接发光控制信号；所述第七晶体管的控制端连接复位控制信号；
所述第一扫描信号、第二扫描信号、发光控制信号以及所述复位控制信号被配置为实现如下驱动：
在初始化阶段，所述第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管导通；所述第一晶体管关断；
在阈值补偿阶段，所述第二晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；所述第一晶体管、第七晶体管导通和所述第三晶体管关断；
在数据写入阶段，所述第一晶体管导通；所述第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管以及第七晶体管关断；
在预稳定阶段，所述第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第七晶体管导通；所述第一晶体管、第二晶体管和第六晶体管关断；
在发光阶段，所述第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管导通；所述第一晶体管、第二晶体管、第六晶体管和第七晶体管关断；
所述第三晶体管在所述初始化阶段的导通电流，小于所述第三晶体管在所述预稳定阶段和所述发光阶段的导通电流。
10.一种像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，适用于上述权利要求1-9任一项所述的像素驱动电路，所述像素驱动电路还包括发光控制模块；所述发光控制模块设置于所述驱动模块的第二端和所述发光元件的第一端之间；
所述像素驱动电路的驱动方法包括：
在初始化阶段，复位模块将复位电压传输至发光元件的第一端；所述发光控制模块在发光控制信号的控制下处于第一导通状态，用于将所述复位电压传输至驱动模块的第二端；阈值补偿模块将所述复位电压传输至所述驱动模块的控制端；数据写入模块在所述第二扫描信号的控制下将参考电压传输至第二电容的第一端；
在阈值补偿阶段，所述阈值补偿模块将所述驱动模块的阈值电压补偿至所述驱动模块的控制端；所述数据写入模块在所述第二扫描信号的控制下继续将所述参考电压传输至所述第二电容的第一端；
在数据写入阶段，所述数据写入模块在第一扫描信号的控制下将数据信号传输至所述第二电容的第一端；
在预稳定阶段，发光控制模块在发光控制信号的控制下处于第二导通状态；复位模块在复位控制信号的控制下导通；第一电源和所述复位电压之间通路；
在发光阶段，所述发光控制模块在所述发光控制信号的控制下处于第二导通状态，以使所述驱动模块形成驱动电流传输至所述发光元件；
所述发光控制模块在所述第一导通状态下的导通电流，小于所述发光控制模块在所述第二导通状态下的导通电流。
11.根据权利要求10所述的像素驱动电路的驱动方法，其特征在于，在所述阈值补偿阶段，所述复位模块持续向所述发光元件的第一端传输所述复位电压。
12.一种显示面板，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一项所述的像素驱动电路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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