像素驱动电路及显示面板的制作方法

1.本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种像素驱动电路及显示面板。


背景技术：

2.mini/micro led在显示领域应用广泛，其驱动方式主要分为脉冲幅度调制(pam)驱动和脉冲宽度调制(pwm)驱动两种，目前依据两者各自在驱动方面的优点，开发出了pwm驱动和pam驱动相结合的驱动方式即phm混合驱动，现有的phm驱动电路包括pam和pwm两个驱动模块，低灰阶时用pwm驱动(改变脉冲宽度)，高灰阶时用pam驱动(改变脉冲幅度)。
3.现有的phm混合驱动电路的pam模块和pwm模块分别包括驱动晶体管，而薄膜晶体管随着显示面板使用时长的增加，容易产生阈值电压漂移，因此需要对驱动晶体管的阈值电压进行补偿以抵消驱动晶体管的阈值电压漂移对于驱动电路的负面影响，使led发光保持稳定。目前的phm混合驱动电路的pam模块和pwm模块一般无补偿或采用内部补偿的方式对驱动晶体管的阈值电压进行补偿，其中，无补偿会由于驱动晶体管的阈值电压漂移使led发光不稳定，而内部补偿需要的薄膜晶体管数量较多，随着显示面板分辨率的增加，像素的尺寸逐渐减小，内部补偿的方式已不适用于小尺寸的像素。
4.因此，亟需提出一种新的像素驱动电路，针对phm混合驱动电路的pam模块和pwm模块的驱动晶体管采用其他方式的补偿，来抵消驱动晶体管的阈值电压漂移对于驱动电路的负面影响。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明实施例提供一种像素驱动电路，用于驱动显示面板的每个子像素单元中的发光元件发光，所述像素驱动电路包括驱动模块，以及与驱动模块分别连接的脉冲幅度调制模块和脉冲宽度调制模块；
6.所述脉冲幅度调制模块，用于经所述驱动模块控制流经所述发光元件的驱动电流的脉冲幅值；其中，所述脉冲幅度调制模块包括第一外部补偿模块，所述第一外部补偿模块用于侦测并补偿所述驱动模块的阈值电压；
7.所述脉冲宽度调制模块，用于结合所述脉冲宽度调制模块经所述驱动模块控制流经所述发光元件的驱动电流的脉冲宽度；其中，所述脉冲宽度调制模块包括第二外部补偿模块，所述第二外部补偿模块用于侦测并补偿所述脉冲宽度调制模块的驱动晶体管的阈值电压。
8.在一些实施例中，所述驱动模块包括第一晶体管，所述第一晶体管的栅极连接第一节点，所述第一晶体管的源极连接恒压高电位，所述第一晶体管的漏极连接第二节点。
9.在一些实施例中，所述脉冲幅度调制模块包括第二晶体管、第一电容和第一外部补偿模块，所述第一外部补偿模块包括第三晶体管；其中，
10.所述第二晶体管的栅极连接脉冲幅度调制控制信号线，所述第二晶体管的源极连接数据信号线，所述第二晶体管的漏极连接所述第一节点；
11.所述第一电容耦合于所述第一节点和所述第二节点之间；
12.所述第三晶体管的栅极连接脉冲幅度调制外部补偿控制信号线，所述第三晶体管的源极连接第二节点，所述第三晶体管的漏极连接脉冲幅度调制外部补偿参考信号线。
13.在一些实施例中，所述脉冲宽度调制模块包括第四晶体管、第五晶体管、第二电容和第二外部补偿模块，所述第二外部补偿模块包括第六晶体管；其中，
14.所述第四晶体管的栅极连接第三节点，所述第四晶体管的源极连接第一节点，所述第四晶体管的漏极连接复位信号线；
15.所述第五晶体管的栅极连接脉冲宽度调制控制信号线，所述第五晶体管的源极连接所述数据信号线，所述第五晶体管的漏极连接所述第三节点；
16.所述第二电容耦合于扫频信号线和所述第三节点之间；
17.所述第六晶体管的栅极连接脉冲宽度调制外部补偿控制信号线，所述第六晶体管的源极连接第四节点，所述第六晶体管的漏极连接脉冲宽度调制外部补偿参考信号线。
18.在一些实施例中，所述脉冲幅度调制外部补偿参考信号线经所述第三晶体管在所述第一晶体管截止时，通过侦测所述第二节点的电位获取所述第一晶体管的阈值电压。
19.在一些实施例中，所述脉冲宽度调制外部补偿参考信号线经所述第六晶体管在所述第四晶体管截止时，通过侦测所述第四节点的电位获取所述第二晶体管的阈值电压。
20.在一些实施例中，若所述第四晶体管为n型薄膜晶体管，则所述脉冲宽度调制电压小于所述第四晶体管的阈值电压。
21.在一些实施例中，所述扫频信号线通过所述第二电容提高所述第三节点的电位，以通过所述复位信号线下拉所述第一节点的电位。
22.另外，本发明实施例还提供一种显示面板，包括多个呈阵列分布的子像素单元，每个所述子像素单元包括发光元件，以及如上所述的像素驱动电路的驱动模块与恒压低电位之间。
23.在一些实施例中，所述发光元件为微型发光二极管。
24.本发明实施例提供的像素驱动电路及显示面板中，像素驱动电路包括驱动模块，以及与驱动模块分别连接的脉冲幅度调制模块和脉冲宽度调制模块；其中，脉冲幅度调制模块，用于经驱动模块控制流经发光元件的驱动电流的脉冲幅值，且脉冲幅度调制模块包括第一外部补偿模块，第一外部补偿模块用于侦测并补偿驱动模块的阈值电压；脉冲宽度调制模块，用于结合脉冲宽度调制模块经驱动模块控制流经发光元件的驱动电流的脉冲宽度，且脉冲宽度调制模块包括第二外部补偿模块，第二外部补偿模块用于侦测并补偿脉冲宽度调制模块的驱动晶体管的阈值电压。即，该像素驱动电路在低灰阶下使用脉冲宽度调制驱动方式来改善低灰阶色偏，在高灰阶使用脉冲幅度调制驱动方式来保证高亮度的同时，还对驱动模块和脉冲宽度调制模块的驱动晶体管的阈值电压均具有外部侦测和补偿功能，从而实现面板显示亮度的稳定性。
附图说明
25.下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
26.图1为本发明实施例提供的像素驱动电路的结构图；
27.图2为本发明实施例提供的像素驱动电路的时序图；
28.图3为本发明实施例提供的像素驱动电路的发光元件电流和关键节点电位图。
具体实施方式
29.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，所描述的实施例仅仅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。
30.如图1所示，本发明实施例提供一种像素驱动电路，用于驱动显示面板的每个子像素单元中的发光元件led发光，所述像素驱动电路包括驱动模块300，以及与驱动模块300分别连接的脉冲幅度调制(pam)模块100和脉冲宽度调制(pwm)模块200；
31.所述脉冲幅度调制(pam)模块100，用于经所述驱动模块300控制流经所述发光元件led的驱动电流的脉冲幅值；其中，所述脉冲幅度调制模块100包括第一外部补偿模块101，所述第一外部补偿模块101用于侦测并补偿所述驱动模块300的阈值电压；
32.所述脉冲宽度调制(pwm)模块200，用于结合所述脉冲宽度调制模块200经所述驱动模块300控制流经所述发光元件led的驱动电流的脉冲宽度；其中，所述脉冲宽度调制模块200包括第二外部补偿模块201，所述第二外部补偿模块201用于侦测并补偿所述脉冲宽度调制模块200的驱动晶体管的阈值电压。
33.本发明实施例提供的像素驱动电路包括驱动模块300，以及与驱动模块300分别连接的脉冲幅度调制模块100和脉冲宽度调制模块200；其中，脉冲幅度调制模块100，用于经驱动模块300控制流经发光元件led的驱动电流的脉冲幅值，且脉冲幅度调制模块100包括第一外部补偿模块101，第一外部补偿模块101用于侦测并补偿驱动模块300的阈值电压；脉冲宽度调制模块200，用于结合脉冲宽度调制模块200经驱动模块300控制流经发光元件led的驱动电流的脉冲宽度，且脉冲宽度调制模块200包括第二外部补偿模块201，第二外部补偿模块201用于侦测并补偿脉冲宽度调制模块200的驱动晶体管的阈值电压。即，该像素驱动电路在低灰阶下使用脉冲宽度调制驱动来改善低灰阶色偏，在高灰阶使用脉冲幅度调制驱动来保证高亮度的同时，还对驱动模块300和脉冲宽度调制模块200的驱动晶体管的阈值电压均具有外部侦测和补偿功能，从而实现面板显示亮度的稳定性。
34.请继续参阅图1，驱动模块300包括第一晶体管t1，第一晶体管t1的栅极连接第一节点q，第一晶体管t1的源极连接恒压高电位vdd，第一晶体管t1的漏极连接第二节点s。
35.请继续参阅图1，脉冲幅度调制模块100包括第二晶体管t2、第一电容c1和第一外部补偿模块101，其中，第一外部补偿模块101包括第三晶体管t3；
36.第二晶体管t2的栅极连接脉冲幅度调制控制信号线spam，第二晶体管t2的源极连接数据信号线data，第二晶体管t2的漏极连接第一节点q；
37.第一电容c1耦合于第一节点q和第二节点s之间；
38.第三晶体管t3的栅极连接脉冲幅度调制外部补偿控制信号线sense pam，第三晶体管t3的源极连接第二节点s，第三晶体管t3的漏极连接脉冲幅度调制外部补偿参考信号线vref pam。
39.其中，脉冲幅度调制外部补偿参考信号线vref pam经第三晶体管t3在第一晶体管
t1截止时，通过侦测第二节点s的电位获取第一晶体管t1的阈值电压。即，在第一晶体管t1截止时，第一晶体管t1的栅源极电位差(第一节点q和第二节点s的电位差)为第一晶体管t1的阈值电压，在第一节点q的电位由数据信号线data设置为已知电位时，通过第二节点s的电位能获取第一晶体管t1的阈值电压。
40.请继续参阅图1，脉冲宽度调制模块200包括第四晶体管t4、第五晶体管t5、第二电容c2和第二外部补偿模块201，其中，第二外部补偿模块201包括第六晶体管t6；
41.第四晶体管t4的栅极连接第三节点p，第四晶体管t4的源极连接第一节点q，第四晶体管t4的漏极连接复位信号线vneg；
42.第五晶体管t5的栅极连接脉冲宽度调制控制信号线spwm，第五晶体管t5的源极连接数据信号线data，第五晶体管t5的漏极连接第三节点p；
43.第二电容c2耦合于扫频信号线sweep和第三节点p之间；
44.第六晶体管t6的栅极连接脉冲宽度调制外部补偿控制信号线sense pwm，第六晶体管t6的源极连接第四节点m，第六晶体管t6的漏极连接脉冲宽度调制外部补偿参考信号线vref pwm。
45.其中，脉冲宽度调制外部补偿参考信号线vref pwm经第六晶体管t6在第四晶体管t4截止时，通过侦测第四节点m的电位获取第四晶体管t4的阈值电压。即，在第四晶体管t4截止时，第四晶体管t4的栅源极电位差(第三节点p和第四节点m的电位差)为第四晶体管t4的阈值电压，在第三节点p的电位由数据信号设置为已知电位时，通过第四节点m的电位就能获取第四节点m的阈值电压。
46.需要注意的是，该像素驱动电路还包括外围电路(图中未示出)，设置于脉冲幅度调制外部补偿参考信号线vref pam或脉冲宽度调制外部补偿参考信号线vref pwm和数据信号线data之间，用于在侦测到第一晶体管t1或第四晶体管t4的阈值电压时，将第一晶体管t1或第四晶体管t4的阈值电压叠加至数据信号线data上，从而通过数据信号线data将第一晶体管t1的阈值电压叠加数据电压之后施加至第一节点q(第一晶体管t1的栅极)或将第四晶体管t4的阈值电压叠加数据电压之后施加至第三节点p(第四晶体管t4的栅极)，以根据经过薄膜晶体管的驱动电流公式：i＝k(vgs-vth)2，其中，k为薄膜晶体管的本征导电因子，vgs为薄膜晶体管的栅源极电位差，vth为薄膜晶体管的阈值电压，在第一晶体管t1或第四晶体管t4打开时，使经过第一晶体管t1的驱动电流抵消掉第一晶体管t1的阈值电压，或使经过第四晶体管t4的驱动电流抵消掉第四晶体管t4的阈值电压，从而实现第一晶体管t1或第四晶体管t4的阈值电压补偿。
47.需要说明的是，若第四晶体管t4为n型薄膜晶体管，则脉冲宽度调制电压vpwm小于第四晶体管t4的阈值电压。其中，扫频信号线sweep通过第二电容c2提高第三节点p的电位，直至第四晶体管t4打开，以通过复位信号线vneg下拉第一节点q的电位。
48.具体地，脉冲宽度调制(pwm)是在脉冲幅度调制(pam)的基础上，通过数据信号线data将第三节点p的初始电位设置为脉冲宽度调制电压vpwm，然后通过扫频信号经第二电容c2将第三节点p的电位由脉冲宽度调制电压vpwm逐渐上升，从而打开第四晶体管t4，再通过复位信号线vneg经第四晶体管t4下拉第一节点q，来关闭发光元件led的，其中，不同的脉冲宽度调制电压vpwm大小，会使得第四晶体管t4打开的时间不同，从而使得第一节点q被下拉的时间也不同，以调整流经发光元件led的驱动电流的持续时长，即调整流经发光元件
led的驱动电流的脉冲宽度。可以理解的是，第三节点p的初始电位设置为脉冲宽度调制电压vpwm需要使第四晶体管t4初始为关闭状态，否则若第四晶体管t4始终处于打开状态，则第一节点q始终为下拉状态，第一晶体管t1始终为关闭状态，发光元件led无法发光，会导致无法调整发光元件led的发光时间，因此，第四晶体管t4为n型薄膜晶体管时，脉冲宽度调制电压vpwm小于第四晶体管t4的阈值电压，从而使得第四晶体管t4初始为关闭状态。
49.基于上述实施例，本发明实施例还提供一种显示面板，包括多个呈阵列分布的子像素单元，每个所述子像素单元包括发光元件led，以及如上所述的像素驱动电路的驱动模块300与恒压低电位vss之间。该显示面板与该像素驱动电路具有相同的结构和有益效果，上述各实施例已经对该像素驱动电路进行了详细的描述，此处不再赘述。
50.在一些实施例中，所述发光元件led为微型发光二极管。
51.基于上述实施例，结合图1、图2和图3所示，若该像素驱动电路均采用n型薄膜晶体管，则该像素驱动电路的详细工作流程包括：t1阈值电压侦测阶段t1、t4阈值电压侦测阶段t2、vpwm电压设定阶段t3、pam模块驱动阶段t4和pwm模块调节阶段t5。其中，vth1为t1的阈值电压，vth4为t4的阈值电压。
52.t1阈值电压侦测阶段t1：首先spwm信号和sense pwm信号为高电平，使t5和t6打开，data通过t5向p点写入0电位，vref pwm通过t6向m点写入0电位，t4的vgs＝vp-vm＝0＜vth4，t4关闭；然后spam信号和sense pam信号为高电平，使t2和t3打开，data通过t2向q点写入5v电位，vref pam通过t3向s点写入0电位，t1的vgs＝vq-vs＝5v＞vth1，t1打开，vdd对s点充电来提高s点电位，直至t1的vgs＝vq-vs＝5v-vs＝vth1，即vs＝5v-vth1时，t1关闭；在s点电位逐渐上升的同时，由于t3打开，因此vref pam的电位也逐渐上升，从而在t1关闭的时刻，由vref pam通过侦测s点的电位，侦测到t1的阈值电压为：vth1＝5v-vs，由此在后续t1打开且t1的源极电位确定时，实现t1的阈值电压的补偿。
53.t4阈值电压侦测阶段t2：首先spam信号和sense pam信号为高电平，使t2和t3打开，data通过t2向q点写入15v电位，vref pam通过t3向s点写入0电位，t1的vgs＝vq-vs＝15v＞vth1，t1打开，vdd此时为0，保持s点电位为0；然后spwm信号和sense pwm信号为高电平，使t5和t6打开，data通过t5向p点写入5v电位(此时data写入的电位应大于t4的阈值电压vth4)，vref pwm通过t6向m点写入0电位，t4的vgs＝vp-vm＝5v＞vth4，t4打开，此时vneg断开，q点对m点进行充电来提高m点电位，当t4的vgs＝vp-vm＝5v-vm＝vth4时，t4关闭；在m点电位逐渐上升的同时，由于t6打开，因此vref pwm的电位也逐渐上升，从而在t4关闭的时刻，由vref pwm通过侦测m点的电位，侦测到t4的阈值电压为：vth4＝5v-vm，由此在后续t4打开且t4的源极电位确定时，实现t4的阈值电压补偿。
54.vpwm电压设定阶段t3：spwm信号和sense pwm信号为高电平，使t5和t6打开，data通过t5向p点写入脉冲宽度调制电压vpwm(为负值，小于vth4)，vref pwm通过t6向m点写入0电位，t4的vgs＝vp-vm＝vpwm＜vth4，t4关闭。
55.pam模块驱动阶段t4：spam信号和sense pam信号为高电平，使t2和t3打开，data通过t2向q点写入脉冲幅度调制电压vpam，vref pam通过t3向s点写入0电位，t1的vgs＝vq-vs＝vpam＞vth1，t1打开，此时vdd为高电平15v，vdd经过t1驱动led灯发光，由此可以通过调节vpam的大小，调节led灯的发光幅度。
56.pwm模块驱动阶段t5：vneg使m点为0电位，sweep信号逐渐上升，在c2的耦合作用
下，p点的电位会由vpwm电位逐渐上升，直至t4的vgs＝vp-vm＝vp＞vth4时，t4打开，vneg通过t4下拉q点为0电位，从而使t1关闭，led灯关闭，由此可以通过调节vpwm的大小，调节t4打开的时间，从而调节led灯的发光时间。
57.综上所述，该像素驱动电路的pam模块可以通过调节vpam电压的大小来控制led驱动电流的脉冲幅值，pwm模块可以通过调节vpwm电压的大小来控制led驱动电流的脉冲宽度，也就是说，pwm模块可以在pam模块控制led驱动电流的脉冲幅值的同时，进一步控制led驱动电流导通的时间，即led驱动电流的脉冲宽度，从而使得该像素驱动电路能够同时控制led驱动电路的脉冲幅值和脉冲宽度。由此使得该像素驱动电路在低灰阶下使用脉冲宽度调制驱动方式来改善低灰阶色偏，在高灰阶使用脉冲幅度调制驱动方式来保证高亮度的同时，还对驱动模块和脉冲宽度调制模块的驱动晶体管的阈值电压均具有外部侦测和补偿功能，从而实现面板显示亮度的稳定性，避免了无补偿会由于驱动晶体管的阈值电压漂移使led发光不稳定，而内部补偿需要的薄膜晶体管数量较多，随着显示面板分辨率的增加，像素的尺寸逐渐减小，内部补偿的方式已不适用于小尺寸的像素的问题。
58.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
59.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。