像素驱动电路及方法、显示面板与流程

本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素驱动电路及方法、显示面板。

背景技术：

薄膜晶体管液晶显示面板(thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay，tft-lcd)的背光板通常采用区域调光技术，使得显示面板的动态对比度得到了大幅度提升，其中，迷你发光二极管(mini-led)背光技术是近年来涌现的新型的调光技术，具有动态分辨率高、省电、算法简单等优点。该技术可以单独控制每一颗led，控制更精确，使用此mini-led作为背光板时，对比度可达到1000000:1。

然而，在ammini-led背光板的像素电路矩阵中，由于受制造工艺的影响，不同空间位置的阈值电压(vth)会不一样，并且由于长时间工作应力的影响，晶体管的阈值电压也会发生变化。此外，由于电源线的阻抗问题，会导致离电源线上有电压损耗，产生压降，使得背光板的亮度均一性变得更差。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种像素驱动电路及方法、显示面板，以对像素驱动电路的阈值电压进行补偿，改善背光板的亮度均一性。

第一方面，本发明实施例提供一种像素驱动电路，包括：写入单元、存储单元、驱动单元、补偿单元、重置单元以及发光器件；

所述写入单元，输出端与所述存储单元第一端连接于第一节点，用于接收数据信号，并将所述数据信号写入所述存储单元；

所述存储单元，第二端与所述驱动单元电连接，用于存储和维持所述驱动单元的阈值电压；

所述驱动单元，控制端与所述第一节点电连接，第一端与所述发光器件电连接，第二端与所述存储单元第二端电连接于第二节点，用于驱动所述发光器件发光；

所述补偿单元，第一端电连接于所述第一节点，第二端与所述驱动单元第一端电连接，用于补充所述第一节点电压；

所述重置单元，第一端与所述第一节点电连接，第二端与所述第二节点电连接，用于对所述第一节点和第二节点进行重置。

在一种可能的设计中，所述写入单元包括：第一晶体管和第一电容；

所述第一晶体管，栅极与第一控制信号电连接，源极与数据线电连接，漏极与所述第一电容的一端电连接；

所述第一电容的另一端与所述第一节点电连接。

在一种可能的设计中，所述存储单元包括第二电容；

所述第二电容，一端与所述第一节点电连接，另一端与所述第二节点电连接。

在一种可能的设计中，所述驱动单元包括：第二晶体管；

所述第二晶体管，栅极与所述第一节点电连接，源极与第一电压源电连接，漏极与所述第二节点电连接。

在一种可能的设计中，所述像素驱动电路还包括第一发光控制单元和第二发光控制单元；所述第一发光控制单元包括：第三晶体管，所述第二发光控制单元包括：第四晶体管；

所述第三晶体管，栅极与第二控制信号电连接，源极与第一电压源电连接，漏极与所述第二晶体管源极电连接；

所述第四晶体管，栅极与所述第二控制信号电连接，源极与所述第二节点电连接，漏极与所述第一电压源对应的电源地电连接。

在一种可能的设计中，所述重置单元，包括：第五晶体管和第六晶体管；

所述第五晶体管，栅极与第一控制信号电连接；源极与参考电压电连接，漏极与所述第二节点电连接；

所述第六晶体管，栅极与第三控制信号电连接，源极与所述第一电压源电连接，漏极与所述第一节点电连接。

在一种可能的设计中，所述补偿单元包括第七晶体管；

所述第七晶体管，栅极与第四控制信号电连接，源极与所述第一节点电连接，漏极与所述第二晶体管源极电连接。

第二方面，本发明实施例提供一种显示面板，包括上述第一方面以及第一方面各种可能设计所述的像素驱动电路。

第三方面，本发明实施例提供一种像素驱动控制方法，应用于如第一方面及各种可能的设计所述的像素驱动电路，该方法包括：

在重置阶段，控制所述重置单元导通，以使所述第一节点维持为第一电压源，且所述第二节点维持为参考电压；

在补偿阶段，控制所述补偿单元导通，以使所述第一节点维持为第一平衡电压，所述第一平衡电压与所述驱动单元的阈值电压和所述参考电压相关；

在写入阶段，控制所述写入单元导通，以使所述第一节点维持为第二平衡电压，所述第二平衡电压是由所述第一平衡电压耦合所述写入单元写入的数据电压得到的；

在发光阶段，控制所述发光器件在驱动电流的驱动下发光，所述驱动电流为所述驱动单元根据所述第二平衡电压产生的。

在一种可能的设计中，所述像素驱动电路，还包括：第一发光控制单元和第二发光控制单元；所述第一发光控制单元，与所述发光器件和所述驱动单元连接，用于控制所述发光器件和所述驱动单元之间的连通；所述第二发光控制单元，与所述驱动单元连接，用于控制所述驱动单元与第二电压源之间的连通；

所述控制所述发光器件在驱动电流的驱动下发光，包括：

控制所述第一发光控制单元导通，以使所述发光器件和所述驱动单元之间连通，控制所述第二发光控制单元导通，以使所述驱动单元与第二电压源之间的连通。

本实施例提供的像素驱动电路及方法、显示面板，该像素驱动电路包括：写入单元、存储单元、驱动单元、补偿单元、重置单元以及发光器件；所述写入单元，输出端与所述存储单元第一端连接于第一节点，用于接收数据信号，并将所述数据信号写入所述存储单元；所述存储单元，第二端与所述驱动单元电连接，用于存储和维持所述驱动单元的阈值电压；所述驱动单元，控制端与所述第一节点电连接，第一端与所述发光器件电连接，第二端与所述存储单元第二端电连接于第二节点，用于驱动所述发光器件发光；所述补偿单元，第一端电连接于所述第一节点，第二端与所述驱动单元第一端电连接，用于补充所述第一节点电压；所述重置单元，第一端与所述第一节点电连接，第二端与所述第二节点电连接，用于对所述第一节点和第二节点进行重置。本实施例提供的像素驱动电路通过控制重置单元对第一节点和第二节点分别进行重置，并通过补偿单元将驱动单元的第一端和第一节点连通，能够实现驱动单元的阈值电压的检测，并将检测到的电压存储于存储单元，能够补偿驱动单元的阈值电压，并且能够避免电源线压降的影响，从而改善背光板的亮度均一性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的像素驱动电路；

图2为本发明一实施例提供的一种像素驱动电路；

图3为本发明又一实施例提供的像素驱动电路；

图4为本发明又一实施例提供的像素驱动电路；

图5为图4所示像素驱动电路的时序控制图；

图6为图4所示像素驱动电路在重置阶段的电路示意图；

图7为图4所示像素驱动电路在补偿阶段的电路示意图；

图8为图4所示像素驱动电路在信号写入阶段的电路示意图；

图9为图4所示像素驱动电路在发光阶段的电路示意图。

附图标记：

110：发光器件；

120：驱动单元；

130：写入单元；

140：存储单元；

150：重置单元；

160：补偿单元；

170：第一发光控制单元；

180：第二发光控制单元；

t1：第一晶体管；

t2：第二晶体管；

t3：第三晶体管；

t4：第四晶体管；

t5：第五晶体管；

t6：第六晶体管；

t7：第七晶体管；

c1：第一电容；

c2：第二电容；

a：第一节点；

b：第二节点；

em：第一控制信号；

sn：第二控制信号；

sn+1：第三控制信号；

sn+2：第四控制信号；

vdd：第一电压源。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

图1为现有技术中的像素驱动电路，如图1所示，该电路包括：驱动管m10、写入管m20和存储电容c10。在控制信号em信号的控制下，数据信号vdata输入到驱动管m10的控制端，驱动管m10在数据信号vdata的控制下将电源vdd与发光器件led导通，电源vdd输出驱动电流流过发光器件led，驱动led发光。存储电容连接驱动管m10的控制端和电源vdd，用于维持驱动管m10的控制端的电压，防止其在一个刷新周期内因驱动管m10漏电而发生变化。

以将上述像素驱动电路应用于ammini-led背光板为例，由于受制造工艺的影响，在ammini-led背光板中，不同空间位置的驱动管的阈值电压(vth)会不一样，并且由于长时间工作电压应力的影响，晶体管的阈值电压也会发生变化，如阈值电压漂移，此现象为老化现象。因此，晶体管的电学特性会表现出不均匀性，导致mini-led的发光均一性差。除此之外，由于电源线的阻抗问题，会导致离电源线上有电压损耗，产生压降，使得均一性变得更差。基于上述问题，本发明提出一种既可以补偿vth漂移也可以补偿电源线压降的像素驱动电路来使像素驱动电路中的驱动管的阈值电压得到补偿，并且避免电源线上的压降的影响，从而改善背光板的亮度均一性问题。

在本实施例中，通过控制重置单元对驱动单元的控制端和第二端分别进行重置，并通过补偿单元将驱动单元的第一端和控制端连通，能够实现驱动单元的阈值电压的检测，并将检测到的电压存储于存储单元，能够补偿驱动单元的阈值电压，并且能够避免电源线压降的影响，从而改善背光板的亮度均一性。

本申请所有实施例中采用的晶体管均可以为三极管、薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。在本申请实施例中，为区分晶体管除控制端之外的两端，将其中一极称为第一端，另一极称为第二端。

当晶体管为三极管时，控制端可以为基极，第一端可以为集电极，第二端可以发射极；或者，控制端可以为基极，第一端可以为发射极，第二端可以集电极。

当晶体管为薄膜晶体管或场效应管时，控制端可以为栅极，第一端可以为漏极，第二端可以为源极；或者，控制端可以为栅极，第一端可以为源极，第二端可以为漏极。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2为本发明一实施例提供的一种像素驱动电路，如图1所示，该像素驱动电路包括：写入单元130、存储单元140、驱动单元120、补偿单元160、重置单元150以及发光器件110；

写入单元130，输出端与存储单元140第一端连接于第一节点a，用于接收数据信号，并将数据信号写入存储单元140；

存储单元140，第二端与驱动单元120电连接，用于存储和维持驱动单元120的阈值电压；

驱动单元120，控制端与第一节点a电连接，第一端与发光器件110电连接，第二端与存储单元140第二端电连接于第二节点b，用于驱动发光器件110发光；

补偿单元160，第一端电连接于第一节点a，第二端与驱动单元120第一端电连接，用于补充第一节点a电压；

重置单元150，第一端与第一节点a电连接，第二端与第二节点b电连接，用于对第一节点a和第二节点b进行重置。

本实施例中，可以采用n型晶体管或p型晶体管，本实施例对此不作限定。

在具体实现过程中，本实施例提供的像素驱动电路可以依次经过四个阶段：重置阶段、补偿阶段、信号写入阶段和发光阶段。在重置阶段，通过重置单元150对驱动单元120的第一端和第二端分别进行重置，也即对存储单元140的两端进行重置。在补偿阶段，通过补偿单元160将驱动单元120的第一端和控制端连接，使得驱动单元120构成二极管形式的结构，使得驱动单元120将重置后的存储单元140上的电荷进行放电，直至达到平衡，此时驱动单元120的阈值电压被存储于存储单元140。在写入阶段，写入单元130导通，并将数据信号通过电容耦合至驱动单元120的控制端，由于电荷守恒定律，通过写入单元130中的电容与存储电容的配合能够准确将数据信号写入驱动单元120的控制端，并被存储电容存储，在发光阶段，数据写入结束后，在存储电容存储的包括写入数据的存储电压的控制下，生成驱动电流，驱动发光器件110发光。

本实施例中，通过控制重置单元150对第一节点a和第二节点b进行重置，并通过补偿单元160将驱动单元120的第一端和第一节点a连通，能够实现驱动单元120的阈值电压的检测，并将检测到的电压存储于存储单元140。从而起到对驱动单元120的阈值电压的补偿和对电源线压降的补偿的效果。并且，数据信号vdata在同一帧内重置阶段和补偿阶段输入非data信号电压，以通过耦合作用将data信号写入到驱动单元120的控制端。解决了ammini-led由于vth漂移和电源线压降引起的亮度均一性问题。

图3为本发明又一实施例提供的像素驱动电路，如图3所示，在图2所示实施例的基础上，本实施例中，像素驱动电路，还包括：第一发光控制单元170和第二发光控制单元180。

第一发光控制单元170，与发光器件110和驱动单元120连接，用于控制发光器件110和驱动单元120之间的连通。

第二发光控制单元180，与驱动单元120连接，用于控制驱动单元120与第二电压源之间的连通。

需要说明的是，可以根据实际需要仅设置第一发光控制单元170或第二发光控制单元180，还可以同时设置第一发光控制端单元170和第二发光控制单元180，本实施例对此不做限定。

本实施例提供的像素驱动电路，通过设置第一发光控制单元170和第二发光控制单元180，能够实现在发光阶段，使能发光器件110与驱动单元120的通路，准确控制发光器件110进行发光。

图4为本发明又一实施例提供的像素驱动电路。如图4所示，在图2所示实施例的基础上，本实施例中驱动单元120包括：第二晶体管t2；

第二晶体管t2，栅极与第一节点a电连接，源极与第一电压源vdd电连接，漏极与第二节点b电连接。

如图4所示，写入单元130包括：第一晶体管t1和第一电容c1；

第一晶体管t1，栅极与第一控制信号em电连接，源极与数据线电连接，漏极与第一电容c1的一端电连接；

第一电容c1的另一端与第一节点a电连接。

如图4所示，存储单元140包括：第二电容c2；

第二电容c2，一端与第一节点a电连接，另一端与第二节点b电连接。

如图4所示，补偿单元160，包括：第七晶体管t7；

第七晶体管t7，栅极与第四控制信号sn+2电连接，源极与第一节点a电连接，漏极与第二晶体管t2源极电连接。

如图4所示，重置单元150，包括：第五晶体管t5和第六晶体管t6；

第五晶体管t5，栅极与第一控制信号em电连接；源极与参考电压电连接，漏极与第二节点b电连接；

第六晶体管t6，栅极与第三控制信号sn+1电连接，源极与第一电压源vdd电连接，漏极与第一节点a电连接。

具体的，第一电压源vdd与参考电压的差值大于驱动单元120的阈值电压。

如图4所示，第一发光控制单元170包括：第三晶体管t3，第二发光控制单元180包括：第四晶体管t4；

第三晶体管t3，栅极与第二控制信号sn电连接，源极与第一电压源vdd电连接，漏极与第二晶体管t2源极电连接；

第四晶体管t4，栅极与第二控制信号sn电连接，源极与第二节点b电连接，漏极与第一电压源vdd对应的电源地电连接。

本实施例提供的像素驱动电路的工作过程可以分为四个阶段：重置阶段、补偿阶段、信号写入阶段、发光阶段。图5为图4所示像素驱动电路的时序控制图；图6为图4所示像素驱动电路在重置阶段的电路示意图；图7为图4所示像素驱动电路在补偿阶段的电路示意图；图8为图4所示像素驱动电路在信号写入阶段的电路示意图；图9为图4所示像素驱动电路在发光阶段的电路示意图；以下结合图5至图9，对上述各工作阶段进行示例说明。

如图5所示，em为第一控制信号，sn为第二控制信号、s(n+1)为第三控制信号、s(n+2)为第四控制信号。vdata为数据信号。在重置阶段、补偿阶段和发光阶段，该vdata为非data信号，在信号写入阶段输入data信号。

重置阶段：如图6所示，控制信号s(n+1)和em均为高电平，打开第六晶体管t6、第五晶体管t5和第一晶体管t1，控制信号sn和s(n+2)均为低电平，关闭第三晶体管t3、第四晶体管t4和第七晶体管t7。第一节点a的电压，也即驱动单元120的第二晶体管t2的控制端的电压，通过第六晶体管t6被重置为第一电源电压vdd，第二节点b的电压，也即驱动单元120的第二晶体管t2的第二端的电压，通过第五晶体管t5被重置为参考电压vref电压，其中，参考电压小于第一电源电压与驱动单元120第二晶体管t2的阈值电压，也即vref＜vdd-vth,t2，第一电容c1第一端的电压通过写入单元130的第一晶体管t1重置为0v。

补偿阶段：如图7所示，控制信号s(n+2)和em为均高电平，打开第七晶体管t7、第五晶体管t5和第一晶体管t1，控制信号sn和s(n+1)均为低电平，关闭第三晶体管t3、第四晶体管t4和第六晶体管t6。驱动单元120的第二晶体管t2通过第七晶体管t7连接成二极管结构，第一节点a的电压，也即驱动单元120的第二晶体管t2的控制端的电压，通过第五晶体管t5、第二晶体管t2和第七晶体管t7放电，直到第一节点a的电压为参考电压与驱动单元120第二晶体管t2的阈值电压之和，也即vref+vth,t2，第二节点b的电压，也即驱动单元120的第二晶体管t2的第二端的电压，保持为参考电压vref电压，第一电容c1第一端的电压保持为0v。

信号写入阶段：如图8所示，控制信号em保持为高电平，打开第五晶体管t5和第一晶体管t1，控制信号sn、s(n+1)和s(n+2)均为低电平，关闭第三晶体管t3、第四晶体管t4、第六晶体管t6和第七晶体管t7。数据信号vdata由0v变为数据电压vdata，因此第一电容c1第一端的电压由0v变为vdata，第二节点b的电压，也即驱动单元120的第二晶体管t2的第二端的电压，维持为参考电压vref，由电荷守恒定律可知，第一电容c1和第二电容c2为串联的电容，节点a浮接，因此第一节点a的电压，也即驱动单元120的第二晶体管t2的控制端的电压，变为：

va＝vref+vth,t2+c1/(c1+c2)vdata。

其中，va为第一节点a的电压，vref为参考电压，vth,t2为第二晶体管t2的阈值电压，c1为第一电容的容值，c2为第二电容的容值，vdata为数据信号的电压。

第二电容c2的电压为第一节点a的电压减去第二节点b的电压，也即：va-vb＝vref+vth,t2+c1/(c1+c2)vdata-vref＝vth,t2+c1/(c1+c2)vdata。

其中，va为第一节点a的电压，vb为第二节点b的电压，vref为参考电压，vth,t2为第二晶体管t2的阈值电压，c1为第一电容的容值，c2为第二电容的容值，vdata为数据信号的电压。

发光阶段：如图9所示，控制信号sn由低电平变为高电平，打开第三晶体管t3和第四晶体管t4，控制信号em、s(n+1)和s(n+2)均为低电平，关闭第五晶体管t5、第六晶体管t6、第七晶体管t7和第一晶体管t1。发光器件110因有驱动单元120生成的驱动电流流过而发光，流经发光器件110的驱动电流的大小可表示为：

iled＝k(va-vb-vth,t2)²＝k(vth,t2+c1/(c1+c2)vdata-vth,t2)²＝k(c1/(c1+c2)vdata)²。

其中，va为第一节点a的电压，vb为第二节点b的电压，vth,t2为第二晶体管t2的阈值电压，c1为第一电容的容值，c2为第二电容的容值，vdata为数据信号的电压，k＝1/2ucoxw/l，u为驱动单元120第二晶体管t2的迁移率，cox为单位面积容量，w/l为驱动单元120第二晶体管t2的沟道长宽比。

由以上流经发光器件110的驱动电流的表达式(3)，可知，流经发光器件110的驱动电流与驱动单元120第二晶体管t2的阈值电压vth无关，且与电源线电压，也即第一电源电压vdd无关，因此，该像素驱动电路不仅可以补偿驱动单元120的阈值电压vth的漂移，也可以补偿电源线的压降，从而解决背光板亮度不均的问题。

本发明实施例还提供一种显示面板，包括如图2至图4所示实施例的像素驱动电路。

本发明实施例提供的显示面板，采用如图2至图4所示实施例提供的像素驱动电路，通过控制重置单元对驱动单元的第一端和第二端进行重置，并通过补偿单元将驱动单元的控制端和第一端连通，能够实现驱动单元的阈值电压的检测，并将检测到的电压存储于存储单元，能够补偿驱动单元的阈值电压，并且能够避免电源线压降的影响，从而改善背光板的亮度均一性，提高显示面板的显示性能。

本发明实施例提供的像素驱动控制方法，该方法包括：在重置阶段，控制重置单元导通，以使第一节点维持为第一电压源，且第二节点维持为参考电压。

在补偿阶段，控制补偿单元导通，以使第一节点维持为第一平衡电压，第一平衡电压与驱动单元的阈值电压和参考电压相关。

在写入阶段，控制写入单元导通，以使第一节点维持为第二平衡电压，第二平衡电压是由第一平衡电压耦合写入单元写入的数据电压得到的。

在发光阶段，控制发光器件在驱动电流的驱动下发光，驱动电流为驱动单元根据第二平衡电压产生的。

本实施例提供的像素驱动控制方法，适用于上述图2至图4所示实施例提供的像素驱动电路，具体实现原理可参照图2至图4所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

本实施例提供的像素驱动控制方法，通过控制像素驱动电路依次经过重置阶段、补偿阶段、写入阶段和发光阶段，并且在重置阶段重置第一节点和第二节点电压，在补偿阶段维持驱动单元的阈值电压，在写入阶段通过将与驱动单元的阈值电压相关的第一平衡电压与写入数据信号的电压相耦合得到第二平衡电压，使驱动单元在发光阶段根据该第二平衡电压生成驱动电流，驱动发光器件发光。能够实现对驱动单元的阈值电压的补偿，并且能够避免电源线压降的影响，从而改善背光板的亮度均一性。

可选地，第一电压源大于参考电压，且第一电压源与参考电压之间的差值大于驱动单元的阈值电压。

可选地，像素驱动电路，还包括：第一发光控制单元和第二发光控制单元；第一发光控制单元，与发光器件和驱动单元连接，用于控制发光器件和驱动单元之间的连通；第二发光控制单元，与驱动单元连接，用于控制驱动单元与第二电压源之间的连通。

控制发光器件在驱动电流的驱动下发光，包括：控制第一发光控制单元导通，以使发光器件和驱动单元之间连通，控制第二发光控制单元导通，以使驱动单元与第二电压源之间的连通。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。