CN105761674A - 像素电路、应用于像素电路的驱动方法、以及阵列基板 - Google Patents

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Abstract

提供了一种像素电路、驱动方法和阵列基板，该像素电路包括多个子像素单元，其中每个子像素单元包括：输入子电路、驱动子电路、发光控制子电路以及电平保持子电路；其中输入子电路连接数据线，并在第一扫描线的控制下将数据线上的数据信号提供给驱动子电路的输入端；驱动子电路，接收输入子电路输入的数据信号，并且在第一节点的控制下经由第二节点向发光控制子电路输出驱动电流；发光控制子电路，在发光控制线的控制下，根据接收的驱动电流驱动发光器件发光；以及电平保持子电路，连接在第一节点和第一电压端之间，保持第一节点的电平。由于将多个子像素的驱动整合到一个像素驱动电路中，使得各个子像素可以共用某些驱动信号，提高了系统集成度。

Description

像素电路、应用于像素电路的驱动方法、以及阵列基板
技术领域
本公开涉及显示技术领域，具体涉及一种用于驱动发光器件发光显示的像素电路、应用于该像素电路的驱动方法以及包含该像素电路的阵列基板。
背景技术
随着技术的发展，作为新一代显示技术的有源矩阵有机发光二极管(ActiveMatrixOrganicLightEmittingDiode,AMOLED)显示器具有亮度高、色域广、视角宽、响应快、体积小等优点。AMOLED显示器利用有机发光二极管作为发光器件，在像素电路提供的驱动电流的控制下发光显示，其亮度由流过有机发光二极管自身的电流大小决定。
为进行色彩显示，在OLED显示器的阵列基板上布置了像素阵列，每个像素点一般包括红绿蓝(RGB)三原色子像素，对各个子像素分别采用单独的驱动电路进行驱动显示，并且利用三原色的色彩合成，使得可以在显示器上显示各种色彩。根据一种已知的显示驱动方案，对每个像素点的各个子像素分别采用不同的信号进行驱动控制；然而，由于线路布局可能对用于各个子像素的控制信号产生不同的时延，对它们之间的时序关系产生不利影响，从而导致了显示质量的降低。
此外，与液晶显示器(LCD)利用电压来控制发光晶体管的亮度不同，OLED属于电流驱动，需要稳定的电流来控制发光二极管的亮度。然而，由于工艺制程和器件老化等原因，在现有的驱动电路中，各像素点驱动发光二极管的驱动晶体管的阈值电压存在不均匀性，并且在显示过程中，阈值电压有可能发生变化，这样就导致了即便向各驱动晶体管的栅极施加相同的驱动电压，流过每个OLED的电流也可能不同，从而影响显示效果。
发明内容
有鉴于此，本公开的原理提出了将多个子像素单元整合在一起，并采用补偿的方式来消除驱动晶体管的阈值电压漂移对发光二极管的工作电流所带来的影响，使得OLED的发光不受驱动晶体管的阈值电压的影响，并且保证除发光阶段之外，没有驱动电流通过OLED，确保了在显示器暗态下的低亮度，保证了显示质量。
根据本公开的一方面，提供了一种像素电路，该像素电路包括多个子像素单元，其中每个子像素单元包括：输入子电路、驱动子电路、发光控制子电路以及电平保持子电路；其中输入子电路连接数据线，并且在第一扫描线的控制下将数据线上的数据信号提供给驱动子电路的输入端；驱动子电路，接收输入子电路输入的数据信号，并且在第一节点的控制下经由第二节点向发光控制子电路输出驱动电流；发光控制子电路，在发光控制线的控制下，根据接收的驱动电流驱动发光器件发光；以及电平保持子电路，连接在第一节点和第一电压端之间，保持第一节点的电平。
可选地，根据本公开的一实施例，每个子像素单元还包括：阈值电压补偿子电路，连接在第一节点和第二节点之间，在第一扫描线的控制下，对驱动子电路的阈值电压进行补偿。
可选地，各个子像素单元还包括第一初始化子电路，在第二扫描线的控制下，对其中的第一节点进行初始化。
可选地，各个子像素单元还包括第二初始化子电路，在第三扫描线的控制下，对其中的第一节点进行初始化。
可选地，各个子像素单元通过彼此串接的第一初始化子电路连接到初始化电平输入端。
可选地，各个子像素单元还通过彼此串接的第二初始化子电路连接到初始化电平输入端。
可选地，各个子像素单元通过充电子电路连接到第一电压端。
可选地，输入子电路包括第一晶体管，该第一晶体管的第一极连接数据线，控制极连接第一扫描线，第二极连接驱动子电路的输入端。
可选地，驱动子电路包括第二晶体管，第一极连接驱动子电路的输入端，控制极连接第一节点，第二极连接第二节点。
可选地，发光控制子电路包括第三晶体管，其中第三晶体管的第一极连接第二节点，控制极连接发光控制线，第三极连接发光器件。
可选地，电平保持子电路包括第一电容，其第一端连接第一节点，第二端连接第一电压端。
可选地，根据本公开的一实施例，在子像素单元中，发光器件为OLED，第三晶体管的第三极连接OLED的阳极，OLED的阴极连接第二电压端。
可选地，阈值电压补偿子电路包括第四晶体管，其控制极连接第一扫描线，第一极连接第一节点，第二极连接第二节点。
可选地，第一初始化子电路包括第十四晶体管，其控制极连接第二扫描线，第一极连接第一节点，用于在第二扫描线的控制下，对第一节点进行初始化。
可选地，第二初始化子电路包括第十七晶体管，其控制极连接第三扫描线，第一极连接第二节点，用于在第三扫描线的控制下，对第二节点进行初始化。
根据本公开的另一方面，还提出了一种阵列基板，其上布置有上述的多个像素电路用于驱动发光器件以进行显示。
根据本公开的又一方面，还提供了一种显示装置，包括上述阵列基板，该显示装置可以为：AMOLED显示器、电视机、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。
根据本公开的又一方面，还提供了一种应用于上述像素电路的驱动方法，其包括：利用第二扫描线输入的有效电平信号开启第一初始化子电路，对第一节点进行初始化；利用第一扫描线输入的有效电平信号开启输入子电路，将有效的数据信号提供给驱动子电路，并且利用第一扫描线输入的有效电平信号开启阈值电压补偿子电路，对驱动子电路进行阈值电压补偿；利用第三扫描线输入的有效电平信号开启第二初始化子电路，对第二节点进行初始化；利用发光控制信号线输入的有效电平信号开启充电子电路和发光控制子电路，驱动发光器件发光。
在向第一扫描线输入有效的电平信号时，通过相应的数据线将对应于各个颜色分量的有效数据信号单独地或者同步地提供给子像素单元的驱动子电路。
可选地，根据本公开的上述驱动方法，还包括：在数据线将有效数据信号提供给子像素单元的驱动子电路时，通过第一扫描线输入的有效电平信号开启阈值电压补偿子电路，将有效的数据信号与驱动子电路的阈值电压之和加载到驱动子电路的控制端。
根据本公开实施例的像素电路和驱动方法，由于将多个子像素的驱动整合到一个像素驱动电路中，使得各个子像素可以共用某些驱动信号，减少了驱动信号的数量，节省了驱动电路的布线空间，提高了系统集成度。此外，消除了各个子像素电路在各自采用不同的驱动信号进行显示时相应的驱动信号之间的延时，提高了通过各个子像素进行显示从而合成色彩时的显示质量。同时，采用本公开实施例的像素电路和驱动方法，在显示面板的尺寸一定的情况下，可以布置更多的像素点，从而提升了显示面板的分辨率。
此外，根据本公开实施例的像素电路和驱动方法，在向驱动子电路加载数据电压时，通过阈值电压补偿子电路对驱动子电路的阈值电压进行补偿，消除了驱动晶体管的阈值电压对发光器件的工作电流的影响，从而增强了显示效果。
另外，根据本公开实施例的像素电路和驱动方法，在向发光器件加载驱动电流之前，通过第二初始化子电路对第二节点进行初始化，消除发光控制子电路的漏电流，避免发光器件受到该漏电流的影响而在暗态下发光，提高了显示质量。
应该了解，可以如下在本公开的详细描述中发现更多关于本公开的方面和优势。
附图说明
以下对为了解释本公开的原理而作为示例的附图进行简要描述。应理解，所示的附图仅仅是为了更好地理解本公开的原理而给出的示意性的图示，有可能在其中省略了本领域技术人员所已知的要素，不应将其视为是对本发明的限制。在附图中：
图1是本公开的原理的示意图；
图2a-2b图示了根据本公开的实施例的像素电路的示意性结构；
图3图示了根据本公开实施例的针对一个像素点的像素电路的具体结构；
图4a-7b图示了根据本公开实施例的像素电路在驱动单个子像素时在各个阶段的电路结构和信号时序；
图8a-11b图示了根据本公开实施例的像素电路在同步驱动两个子像素时在各个阶段的电路结构和信号时序；
图12a-14b图示了根据本公开实施例的像素电路在同步驱动三个子像素时在各个阶段的电路结构和信号时序；以及
图15是根据本公开的实施例的应用像素电路的驱动方法的流程图。
具体实施方式
如下将结合附图来对本公开的实施例进行说明。在如下的说明中，为了清楚和简洁，可能会省略对已知的功能和配置的具体描述。然而，这不影响本领域技术人员在本公开的基础上实现本公开的实施例。
根据本公开的原理，如图1所示，将多个子像素(例如RGB三个子像素)的驱动电路整合到一个像素驱动电路中，使得可以同时驱动多个子像素，从而减少了用于子像素驱动的晶体管以及信号线的数量，减小了驱动电路占用的面积。在显示面板的尺寸一定的情况下，可以布置更多的像素点，从而提升了显示面板的分辨率；此外，由于在各个子像素电路中引用了补偿机制，可以对子像素单元中的驱动晶体管的阈值电压进行补偿，改善OLED的响应特性。
根据本公开的实施例，提出了一种像素电路，其中包括多个子像素单元。图2示出了其中一个子像素单元的示意性结构，如图2所示，子像素单元包括：输入子电路201、驱动子电路202、发光控制子电路203以及电平保持子电路204；其中输入子电路201连接数据线DATA，并且在第一扫描线Sn的控制下将数据线上的数据信号提供给驱动子电路202的输入端Input_D；驱动子电路202，接收输入子电路201输入的数据信号，并且在第一节点N1的控制下经由第二节点N2向发光控制子电路203输出驱动电流；发光控制子电路203，在发光控制线En的控制下，根据接收的驱动电流驱动发光器件OLED发光；电平保持子电路204，连接在第一节点N1和第一电压端ELVDD之间，保持第一节点N1的电平。
可选地，根据本公开的一实施例，如图2所示，每个子像素单元还包括：阈值电压补偿子电路205，连接在第一节点N1和第二节点N2之间，在第一扫描线Sn的控制下，对驱动子电路的阈值电压进行补偿。
可选地，如图2所示，各个子像素单元还包括第一初始化子电路206，在第二扫描线Sn-1的控制下，对第一节点N1进行初始化。
可选地，如图2所示，各个子像素单元还包括第二初始化子电路207，在第三扫描线Sn+1的控制下，对第二节点N2进行初始化。
作为示例，图2b示出了像素电路包括三个子像素单元的情形，其中每个子像素单元的结构与图2a所示的结构相同，另外，如图2b所示，可选地，各个子像素单元中的驱动子电路202-1，202-2，202-3通过充电子电路208连接到第一电压端ELVDD。
可选地，如图2b所示，各个子像素单元中的第一节点N1通过彼此串接的第一初始化子电路206-1，206-2，206-3连接到初始化电平输入端Vint。
可选地，如图2b所示，各个子像素单元中的第二节点N2通过彼此串接的第二初始化子电路207-1，207-2，207-3连接到初始化电平输入端Vint。
根据本公开实施例的像素电路，由于将多个子像素的驱动整合到一个像素驱动电路中，使得各个子像素可以共用某些驱动信号，减少了驱动信号的数量，节省了驱动电路的布线空间，提高了系统集成度。此外，消除了各个子像素电路在各自采用不同的驱动信号进行显示时相应的驱动信号之间的延时，提高了通过各个子像素进行显示从而合成色彩时的显示质量。
以下以像素电路包括三个子像素单元，分别对RGB三原色进行显示的情况为例，来说明本公开的原理。然而，应当理解，本公开的原理不限于像素电路仅仅包括针对RGB三色的子像素单元的情况，而是可以根据实际需要，在一个像素电路中包括多个子像素单元。例如，除了针对RGB三原色的三个子像素之外，还可以增加针对黄色的子像素，从而一个像素电路包括RGBY四个子像素单元，来扩展画面显示的色域和饱和度，提高色彩的表现力。或者，除了针对RGB三原色的三个子像素之外，可以增加针对白色的子像素，从而一个像素电路包括RGBW四个子像素单元，使得显示器的透光率高、提高亮度，降低能耗，也能够更精准地调节单个像素点的色彩浓度和亮度，在增加过渡色的同时，使层次更加分明，颜色更丰富，细节表现更到位。因此，根据本公开的原理，对一个像素点所包括的子像素单元的数目不作限定，可以根据实际需求灵活地调整，不影响本公开原理的实现。
图3图示了根据本公开的一实施例的针对一个像素点的像素电路的示意性电路，如图3所示，该像素点将分别针对RGB三色的三个子像素单元整合到一个像素电路中，其中包括三个分别显示红、绿、蓝色分量的子像素单元310、320和330，分别连接到数据线DATA_R、DATA_G和DATA_B。
以针对红色分量的子像素单元310为例，其中输入子电路201包括第一晶体管T1，该第一晶体管的第一极连接数据线DATA_R，控制极连接第一扫描线Sn，第二极连接驱动子电路的输入端Input_D。
可选地，如图3所示，在子像素单元310中，驱动子电路202包括第二晶体管T2，其第一极连接驱动子电路的输入端Input_D，控制极连接第一节点N1_R，第二极连接第二节点N2_R。
可选地，在子像素单元310中，发光控制子电路203包括第三晶体管T3，其中第三晶体管T3的第一极连接第二节点N2_R，控制极连接发光控制线En，第三极连接发光器件。
可选地，在子像素单元310中，电平保持子电路204包括第一电容C_R，其第一端连接第一节点N1_R，第二端连接第一电压端ELVDD。
可选地，根据本公开的一实施例，在子像素单元中，发光器件为OLED，第三晶体管T3的第三极连接OLED的阳极，OLED的阴极连接第二电压端ELVSS。
可选地，根据本公开的一实施例，第一电压端ELVDD提供高电平，第二电压端ELVSS提供低电平。
可选地，如图3所示，在子像素单元310中，阈值电压补偿子电路205包括第四晶体管T4，其控制极连接第一扫描线Sn，第一极连接第一节点N1_R，第二极连接第二节点N2_R。
可选地，如图3所示，在子像素单元310中，第一初始化子电路206包括第十四晶体管T14，其控制极连接第二扫描线Sn-1，第一极连接第一节点N1_R，用于在第二扫描线的控制下，对第一节点N1_R进行初始化。
可选地，如图3所示，在子像素单元310中，第二初始化子电路207包括第十七晶体管T17，其控制极连接第三扫描线Sn+1，第一极连接第二节点N2_R，用于在第三扫描线的控制下，对第二节点N2_R进行初始化。
针对G分量和B分量的子像素单元320和330的结构与针对R分量的子像素单元310基本相同，并且三者共用第一扫描线Sn、第二扫描线Sn-1、第三扫描线Sn+1、发光控制线En、第一电压端ELVDD和第二电压端ELVSS，它们的主要差异在于，其中的输入子电路分别连接到数据线DATA_G和DATA_B，以便针对相应的数据信号显示不同的色彩分量，具体结构请参见图3，其细节不在此赘述。
根据本公开的一实施例，在像素电路中，分别针对RGB分量的子像素单元310、320和330通过充电子电路连接到第一电压端ELVDD。可选地，如图3所示，该充电子电路包括第十三晶体管T13，其第一极连接第一电压端ELVDD，控制极连接发光控制线En，第二极连接各个子像素单元的驱动子电路的输入端INPUT_D。
可选地，根据本公开的一实施例，子像素单元310的第一初始化子电路将子像素单元310连接到子像素单元320，具体而言，子像素单元310的第一初始化子电路被连接在子像素单元310的第一节点N1_R和子像素单元320的第一节点N1_G之间。如图3所示，晶体管T14的控制极与第二扫描线Sn-1连接，第一极与节点N1_R连接，第二极与节点N1_G连接。
类似地，子像素单元320的第一初始化子电路将子像素单元320连接到子像素单元330，具体而言，子像素单元320的第一初始化子电路被连接在子像素单元320的第一节点N1_G和子像素单元330的第一节点N1_B之间。如图3所示,晶体管T15的控制极与第二扫描线Sn-1连接，第一极与节点N1_G连接，第二极与节点N1_B连接。
另外，子像素单元330的第一初始化子电路将子像素单元330连接到初始化电平输入端Vint，具体而言，如图3所示,晶体管T16的控制极与第二扫描线Sn-1连接，第一极与子像素单元330的第一节点N1_B连接，第二极与初始化电平输入端Vint连接。
通过晶体管T14、T15和T16彼此串联的这种方式，即，三个晶体管T14、T15和T16的控制极均连接到第二扫描线Sn-1，晶体管T14的第一极和第二极连接在子像素单元310的第一节点N1_R和子像素单元320的第一节点N1_G之间，晶体管T15的第一极和第二极连接在子像素单元320的第一节点N1_G和子像素单元330的第一节点N1_B之间，晶体管T16的第一极和第二极连接在子像素单元330的第一节点N1_B和初始化电平输入端Vint之间，可以利用初始化电平输入端输入的电平对各个子像素单元的第一节点进行初始化。
可选地，根据本公开的一实施例，子像素单元310的第二初始化子电路将子像素单元310连接到子像素单元320，具体而言，子像素单元310的第二初始化子电路被连接在子像素单元310的第二节点N2_R和子像素单元320的第二节点N2_G之间。如图3所示，晶体管T17的控制极与第三扫描线Sn+1连接，第一极与节点N2_R连接，第二极与节点N2_G连接。
类似地，子像素单元320的第二初始化子电路将子像素单元320连接到子像素单元330，具体而言，子像素单元320的第二初始化子电路被连接在子像素单元320的第二节点N2_G和子像素单元330的第二节点N2_B之间。如图3所示,晶体管T18的控制极与第三扫描线Sn+1连接，第一极与节点N2_G连接，第二极与节点N2_B连接。
另外，子像素单元330的第二初始化子电路将子像素单元330的第二节点N2_B连接到初始化电平输入端Vint，具体而言，如图3所示,晶体管T19的控制极与第三扫描线Sn+1连接，第一极与子像素单元330的第二节点N2_B连接，第二极与初始化电平输入端Vint连接。
通过晶体管T17、T18和T19彼此串联的这种方式，即，三个晶体管T17、T18和T19的控制极均连接到第三扫描线Sn+1，晶体管T17的第一极和第二极连接在子像素单元310的第二节点N2_R和子像素单元320的第二节点N2_G之间，晶体管T18的第一极和第二极连接在子像素单元320的第二节点N2_G和子像素单元330的第二节点N2_B之间，晶体管T19的第一极和第二极连接在子像素单元330的第二节点N2_B和初始化电平输入端Vint之间，可以利用初始化电平输入端输入的电平对各个子像素单元的第二节点进行初始化。
在图3所示的实施例中，子像素单元中的各个晶体管均为P型晶体管，其控制极为栅极，第一极为源极，第二极为漏极。在对晶体管的栅极施加低电平时，晶体管开启，相反，在向晶体管的栅极施加高电平时，晶体管关闭。
可选地，各个晶体管也可以全部为N型晶体管，其控制极为栅极，第一极为漏极，第二极为源极。在对晶体管的栅极施加高电平时，晶体管开启，相反，在向晶体管的栅极施加低电平时，晶体管关闭。
当然，根据本公开的实施例，子像素单元中可以一部分晶体管为P型晶体管，其他晶体管为N型晶体管，只要相应地改变施加到其栅极上的控制信号的电平即可，同样可以实现本公开的原理，具体细节不在此赘述。
以下将结合有关信号的时序对图3所示的像素电路的工作原理进行详细说明。首先，将针对像素电路显示单个颜色分量来进行描述。以显示绿色分量为例，将结合图4a-图7b对图3所示的像素电路的具体工作过程进行详细描述。
考虑到在本实施例中，像素电路中采用的晶体管均为P型晶体管，因此，各个晶体管将在其栅极电平为低时开启，而在栅极电平为高时关断。
在第一阶段，如图4b所示，第一扫描信号Sn、第三扫描信号Sn+1，发光控制信号En为高电平，第二扫描信号Sn-1为低电平，因此，如图4a所示，晶体管T14、T15和T16在低电平的第二扫描信号Sn-1的控制下开启，使得初始化电平输入端Vint输入的初始化电平经过开启的晶体管T16加载到节点N1_B，经过开启的晶体管T16和T15加载到节点N1_G，经过开启的晶体管T16、T15和T14加载到节点N1_R上，从而VN1_R＝VN1_G＝VN1_B＝Vint1。由于初始电平输入端Vint提供低电平，因此，各个子像素单元的第一节点被初始化为低电平，从而使得栅极连接到第一节点的驱动晶体管T2、T6和T10开启。
在第二阶段，如图5b所示，第一扫描信号Sn为低电平，第二扫描线Sn-1、第三扫描信号Sn+1和发光控制信号En为高电平，因此，如图5a所示，晶体管T14、T15和T16关断，阈值电压补偿晶体管T4、T8和T12在低电平的第一扫描信号Sn的控制下开启，输入晶体管T1、T5和T9在低电平的第一扫描信号Sn的控制下开启，由于第一节点N1_R、N1_G和N1_B仍然保持为低，驱动晶体管T2、T6和T10保持开启状态，这样，驱动晶体管T2的栅极和漏极经由开启的晶体管T4连接，驱动晶体管T6的栅极和漏极经由开启的晶体管T8连接，驱动晶体管T10的栅极和漏极经由开启的晶体管T12连接；针对绿色分量的数据线Data_G上提供有效的数据电压信号，而针对红色和蓝色分量的数据线Data_R和Data_B上不提供有效的数据电压，而是提供高电压；考虑到输入晶体管和阈值电压补偿晶体管的开启电压相比于驱动晶体管小得多，因此，节点N1_G的电压可以表示为Vth+Vdata_G，其中Vth表示驱动晶体管的阈值电压，Vdata_G表示数据线提供的数据信号电压，由此可以消除驱动晶体管的阈值电压Vth对OLED的发光电流的影响；同时，在该阶段，由于数据线Data_R和Data_B提供高电平，节点N1_R和N1_B被充电到高电平，使得驱动晶体管T2和T10随后被关断。
在第三阶段，如图6b所示，第三扫描信号Sn+1为低电平，第一扫描线Sn、第二扫描信号Sn-1和发光控制信号En为高电平，因此，如图6a所示，晶体管T17、T18和T19开启，使得初始化电平输入端Vint输入的初始化电平经过开启的晶体管T19加载到节点N2_B，经过开启的晶体管T19和T18加载到节点N2_G，经过开启的晶体管T19、T18和T17加载到节点N2_R上，从而VN2_R＝VN2_G＝VN2_B＝Vint2；在该阶段，驱动晶体管T6继续保持开启。对第二节点N2_B、N2_G和N2_R进行初始化可以使得在没有出现有效的发光控制信号的情况下发光器件保持暗态。实际上，尽管此阶段中发光控制信号为高电平，不处于有效电平状态，发光控制晶体管T3、T7和T11应处于关断状态，没有电流流过发光器件OLED，OLED应该处于不发光的暗态。然而，由于制造工艺、器件老化等原因，发光控制晶体管很有可能在其栅极处于无效的高电平的情况下，存在少量漏电流，从而导致相应的发光器件OLED在应处于暗态的情况下发出微弱的光，降低显示质量。因此，通过初始化电平输入端Vint经由第二初始化晶体管T17、T18和T19将低电平加载到第二节点N2_R、N2_G和N2_B而进行初始化，可以降低发光控制晶体管的源极电势，从而有效降低甚至消除可能出现的漏电流，使得发光器件在暗态下不发光。在对第一节点和第二节点进行初始化时，根据具体情况，初始化电平输入端所提供的初始化电平Vint1和Vint2也可以不同，只要保证能够在第一阶段开启驱动晶体管，在第三阶段有效降低发光控制晶体管的源极电势而确保发光器件不发光即可。
在第四阶段，如图7b所示，第一扫描信号Sn、第二扫描线Sn-1和第三扫描信号Sn+1为高电平，发光控制信号En为低电平，因此，如图7a所示，晶体管T17、T18和T19关断，发光控制晶体管T3、T7和T11在低电平的发光控制信号的控制下开启，由于第一节点N1_R和N1_B的电平保持为高，驱动晶体管T2和T10保持关断，发光器件OLED_R和OLED_B不发光；驱动晶体管T6继续保持开启，充电晶体管T13在低电平的发光控制信号的控制下开启，由此，充电晶体管T13、驱动晶体管T6和发光控制晶体管T7形成通路，驱动电流可以被加载到发光器件OLED_G，驱动发光器件OLED_G发光。
考虑到在利用驱动晶体管驱动OLED的情况下，驱动OLED的工作电流可以表示为IOLED＝K(Vgs-Vth)2，
其中Vgs为驱动晶体管的栅源电压，Vth为驱动晶体管的阈值电压，
K为系数，具体可以表示为此处，μ为载流子迁移率，Cox为栅氧化层电容，W/L为驱动晶体管的沟道宽长比。
由于工艺制程和器件老化等原因，驱动晶体管的阈值电压Vth会发生漂移，这样就导致即便相同的栅源电压施加在驱动晶体管上，所产生的流过OLED的电流也会因Vth的漂移而变化，从而影响显示效果。
针对这一现象，根据本公开的像素电路，在第二阶段中，通过开启的阈值电压补偿晶体管T8将驱动晶体管T6的栅极和漏极短接，驱动晶体管形成二极管连接，从而将电压Vth+Vdata_G加载到驱动晶体管T6的栅极，其中Vth表示驱动晶体管T6的阈值电压，Vdata_G表示数据线提供的数据信号电压；驱动晶体管T6栅极电压一直保持到第四阶段，当充电晶体管T13开启时，驱动晶体管T6的源极电压为VDD，栅极电压保持为Vth+Vdata_G，其栅源电压为Vgs＝Vth+Vdata_G-VDD；将Vgs＝Vth+Vdata_G-VDD代入上述计算OLED的工作电流的公式，可得到，
IOLED＝K(Vdata_G-VDD)2。
由此可见，在本公开的子像素单元中，通过阈值电压补偿晶体管的开启，消除了驱动晶体管的阈值电压对发光器件的工作电流的影响，从而增强了显示效果。
此外，注意到第三阶段和第四阶段之间存在第一扫描信号Sn、第二扫描线Sn-1、第三扫描信号Sn+1和发光控制信号En均为高电平的时间间隔，这主要是为了保证像素电路工作更加可靠。换句话说，在保证第二初始化晶体管T17、T18和T19完全关断之后，再向第二节点N2_G提供有效的驱动电流。
由此，经过图4a-7b所示的四个阶段，像素电路实现了驱动发光器件单独显示单个颜色分量，例如，绿色分量。
以上以绿色分量为例针对像素电路驱动发光器件显示单个颜色分量进行了描述，下面将对像素电路驱动相应的发光器件同步显示两个颜色分量的情形进行描述。
具体而言，以像素电路显示红色分量和蓝色分量为例，将结合图8a-图11b对图3所示的像素电路的具体工作过程进行详细描述。
在第一阶段，如图8b所示，第一扫描信号Sn、第三扫描信号Sn+1，发光控制信号En为高电平，第二扫描信号Sn-1为低电平，因此，如图8a所示，晶体管T14、T15和T16在低电平的第二扫描信号Sn-1的控制下开启，使得初始化电平输入端Vint输入的初始化电平经过开启的晶体管T16加载到节点N1_B，经过开启的晶体管T16和T15加载到节点N1_G，经过开启的晶体管T16、T15和T14加载到节点N1_R上，从而VN1_R＝VN1_G＝VN1_B＝Vint1。由于初始电平输入端Vint提供低电平，因此，各个子像素单元的第一节点N1被初始化为低电平，从而使得栅极连接到第一节点的驱动晶体管T2、T6和T10开启。
在第二阶段，如图9b所示，第一扫描信号Sn为低电平，第二扫描线Sn-1、第三扫描信号Sn+1和发光控制信号En为高电平，因此，如图9a所示，晶体管T14、T15和T16关断，阈值电压补偿晶体管T4、T8和T12在低电平的第一扫描信号Sn的控制下开启，输入晶体管T1、T5和T9在低电平的第一扫描信号Sn的控制下开启，由于第一节点N1_R、N1_G和N1_B仍然保持为低，驱动晶体管T2、T6和T10保持开启状态，这样，驱动晶体管T2的栅极和漏极经由开启的晶体管T4连接，驱动晶体管T6的栅极和漏极经由开启的晶体管T8连接，驱动晶体管T10的栅极和漏极经由开启的晶体管T12连接；在本示例中，针对红色和蓝色分量的数据线Data_R和Data_B上提供有效的数据电压，针对绿色分量的数据线Data_G上不提供有效的数据电压信号，而是提供高电压；节点N1_R上的电压可以表示为Vth+Vdata_R，其中Vth表示驱动晶体管T2的阈值电压，Vdata_R表示数据线Data_R提供的数据信号电压，节点N1_B上的电压可以表示为Vth+Vdata_B，其中Vth表示驱动晶体管T10的阈值电压，Vdata_B表示数据线Data_B提供的数据信号电压，由此可以消除驱动晶体管的阈值电压Vth对驱动OLED的发光电流的影响；同时，在该阶段，由于数据线Data_G提供高电平，节点N1_G被充电到高电平，使得驱动晶体管T6随后被关断。
在第三阶段，如图10b所示，第三扫描信号Sn+1为低电平，第一扫描线Sn、第二扫描信号Sn-1和发光控制信号En为高电平，因此，如图10a所示，晶体管T17、T18和T19开启，使得初始化电平输入端Vint输入的初始化电平经过开启的晶体管T19加载到节点N2_B，经过开启的晶体管T19和T18加载到节点N2_G，经过开启的晶体管T19、T18和T17加载到节点N2_R上，从而VN2_R＝VN2_G＝VN2_B＝Vint2；此阶段中，驱动晶体管T2和T10继续保持开启。如上所述，对第二节点N2_B、N2_G和N2_R进行初始化可以使得在没有出现有效的发光控制信号的情况下发光器件保持暗态。也就是说，通过初始化电平输入端Vint经由第二初始化晶体管T17、T18和T19将低电平加载到第二节点N2_R、N2_G和N2_B而进行初始化，可以降低发光控制晶体管的源极电势，从而有效降低甚至消除可能出现的漏电流，使得发光器件在暗态下不发光。如上所述，在对第一节点和第二节点进行初始化时，根据具体情况，初始化电平输入端所提供的初始化电平Vint1和Vint2也可以不同，只要保证能够在第一阶段开启驱动晶体管，在第三阶段有效降低发光控制晶体管的源极电势而确保发光器件不发光即可。
在第四阶段，如图11b所示，第一扫描信号Sn、第二扫描线Sn-1和第三扫描信号Sn+1为高电平，发光控制信号En为低电平，因此，如图11a所示，晶体管T17、T18和T19关断，发光控制晶体管T3、T7和T11在低电平的发光控制信号的控制下开启，由于第一节点N1_G的电平保持为高，驱动晶体管T6保持关断，发光器件OLED_G不发光；驱动晶体管T2和T10继续保持开启，充电晶体管T13在低电平的发光控制信号的控制下开启，由此，充电晶体管T13、驱动晶体管T2和发光控制晶体管T3形成通路，驱动电流可以被加载到发光器件OLED_R，驱动发光器件OLED_R发光；同时，充电晶体管T13、驱动晶体管T10和发光控制晶体管T11形成通路，驱动电流可以被加载到发光器件OLED_B，驱动发光器件OLED_B发光。
如上所述，注意到第三阶段和第四阶段之间存在第一扫描信号Sn、第二扫描线Sn-1、第三扫描信号Sn+1和发光控制信号En均为高电平的时间间隔，以便保证像素电路工作更加稳定和可靠。
由此，经过图8a-11b所示的四个阶段，像素电路实现了驱动相应的发光器件同步显示两个颜色分量，例如红色和蓝色分量。
以上以像素电路驱动相应的OLED显示红色和蓝色分量为例对像素电路驱动OLED同步显示两个颜色分量进行了描述，下面将像素电路驱动发光器件同步显示三个颜色分量的情形进行描述。
在该示例中，像素电路驱动相应的OLED同步显示红色、绿色和蓝色分量，从而可以合成其它颜色，例如白色。该像素电路在第一阶段的工作过程与以上参照图4a-4b以及图8a-8b描述的类似，具体细节不再重复。
在第二阶段，如图12b所示，第一扫描信号Sn为低电平，第二扫描线Sn-1、第三扫描信号Sn+1和发光控制信号En为高电平，因此，如图12a所示，晶体管T14、T15和T16关断，阈值电压补偿晶体管T4、T8和T12在低电平的第一扫描信号Sn的控制下开启，输入晶体管T1、T5和T9在低电平的第一扫描信号Sn的控制下开启，由于第一节点N1_R、N1_G和N1_B仍然保持为低，驱动晶体管T2、T6和T10保持开启状态，这样，驱动晶体管T2的栅极和漏极经由开启的晶体管T4连接，驱动晶体管T6的栅极和漏极经由开启的晶体管T8连接，驱动晶体管T10的栅极和漏极经由开启的晶体管T12连接；在本示例中，针对红色、绿色和蓝色分量的数据线Data_R、Data_G和Data_B上均提供有效的数据电压；节点N1_R上的电压可以表示为Vth+Vdata_R，节点N1_G上的电压可以表示为Vth+Vdata_G，节点N1_B上的电压可以表示为Vth+Vdata_B，其中Vth表示各个驱动晶体管的阈值电压，Vdata_R表示数据线Data_R提供的数据信号电压，Vdata_G表示数据线Data_G提供的数据信号电压，Vdata_B表示数据线Data_B提供的数据信号电压，由此可以消除驱动晶体管的阈值电压Vth对驱动OLED的发光电流的影响。
在第三阶段，如图13b所示，第三扫描信号Sn+1为低电平，第一扫描线Sn、第二扫描信号Sn-1和发光控制信号En为高电平，因此，如图13a所示，晶体管T17、T18和T19开启，使得初始化电平输入端Vint输入的初始化电平经过开启的晶体管T19加载到节点N2_B，经过开启的晶体管T19和T18加载到节点N2_G，经过开启的晶体管T19、T18和T17加载到节点N2_R上，从而VN2_R＝VN2_G＝VN2_B＝Vint2；在该阶段中，驱动晶体管T2、T6和T10保持开启状态。
在第四阶段，如图14b所示，第一扫描信号Sn、第二扫描线Sn-1和第三扫描信号Sn+1为高电平，发光控制信号En为低电平，因此，如图14a所示，晶体管T17、T18和T19关断，发光控制晶体管T3、T7和T11在低电平的发光控制信号的控制下开启，驱动晶体管T2、T6和T10继续保持开启，充电晶体管T13在低电平的发光控制信号的控制下开启，由此，充电晶体管T13、驱动晶体管T2和发光控制晶体管T3形成通路，驱动电流可以被加载到发光器件OLED_R，驱动发光器件OLED_R发光；同时，充电晶体管T13、驱动晶体管T6和发光控制晶体管T7形成通路，驱动电流可以被加载到发光器件OLED_G，驱动发光器件OLED_G发光；同时，充电晶体管T13、驱动晶体管T10和发光控制晶体管T11形成通路，驱动电流可以被加载到发光器件OLED_B，驱动发光器件OLED_B发光。
由此，经过上述四个阶段，像素电路实现了驱动相应的发光器件同步显示三个颜色分量，例如红色、绿色和蓝色分量。
由于根据本公开的像素电路将多个分别驱动单个颜色分量的子像素单元集成在一起，使得可以同时驱动多个子像素，换句话说，可以同时驱动相应的发光器件同步显示各个颜色分量；各个子像素单元共用某些驱动信号，减少了驱动信号的数量，节省了驱动电路的布线空间，提高了系统集成度。此外，消除了各个子像素电路在各自采用不同的驱动信号进行显示时相应的驱动信号之间的延时，提高了通过各个子像素进行显示从而合成色彩时的显示质量。此外，在显示面板的尺寸一定的情况下，可以布置更多的像素点，从而提升了显示面板的分辨率；并且由于在各个子像素单元中引用了补偿机制，可以对子像素单元中的驱动晶体管的阈值电压进行补偿，改善OLED的响应特性。
根据本公开的另一方面，还提出了一种阵列基板，其上布置有上述的多个像素电路用于驱动发光器件以进行显示。
根据本公开的又一方面，还提供了一种显示装置，包括上述阵列基板，该显示装置可以为：AMOLED显示器、电视机、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或部件。
根据本公开的又一方面，还提供了一种应用于上述像素电路的驱动方法，其包括：利用第二扫描线输入的有效电平信号开启第一初始化子电路，对第一节点进行初始化；利用第一扫描线输入的有效电平信号开启输入子电路，将有效的数据信号提供给驱动子电路，并且利用第一扫描线输入的有效电平信号开启阈值电压补偿子电路，对驱动子电路进行阈值电压补偿；利用第三扫描线输入的有效电平信号开启第二初始化子电路，对第二节点进行初始化；利用发光控制信号线输入的有效电平信号开启充电子电路和发光控制子电路，驱动发光器件发光。
可选地，，根据本公开的上述驱动方法，还包括：在向第一扫描线输入有效的电平信号时，通过相应的数据线将对应于各个颜色分量的有效数据信号单独地或者同步地提供给子像素单元的驱动子电路。
可选地，根据本公开的上述驱动方法，还包括：在向第一扫描线输入有效的电平信号时，通过相应的数据线将对应于单个颜色分量的有效数据信号提供给子像素单元的驱动子电路。
可选地，根据本公开的上述驱动方法，还包括：在向第一扫描线输入有效的电平信号时，通过相应的数据线同步地将对应于两个颜色分量的有效数据信号分别提供给两个子像素单元的驱动子电路。
可选地，根据本公开的上述驱动方法，还包括：在向第一扫描线输入有效的电平信号时，通过相应的数据线同步地将对应于三个颜色分量的有效数据信号分别提供给三个子像素单元的驱动子电路。
可选地，根据本公开的上述驱动方法，还包括：在数据线将有效数据信号提供给子像素单元的驱动子电路时，通过第一扫描线输入的有效电平信号开启阈值电压补偿子电路，将有效的数据信号与驱动子电路的阈值电压之和加载到驱动子电路的控制端。
综上所述，根据本公开实施例的像素电路和驱动方法，由于将多个子像素的驱动整合到一个像素驱动电路中，使得各个子像素可以共用某些驱动信号，减少了驱动信号的数量，节省了驱动电路的布线空间，提高了系统集成度。此外，消除了各个子像素电路在各自采用不同的驱动信号进行显示时相应的驱动信号之间的延时，提高了通过各个子像素进行显示从而合成色彩时的显示质量。同时，采用本公开实施例的像素电路和驱动方法，在显示面板的尺寸一定的情况下，可以布置更多的像素点，从而提升了显示面板的分辨率。
此外，根据本公开实施例的像素电路和驱动方法，在向驱动子电路加载数据电压时，通过阈值电压补偿子电路对驱动子电路的阈值电压进行补偿，消除了驱动晶体管的阈值电压对发光器件的工作电流的影响，从而增强了显示效果。
另外，根据本公开实施例的像素电路和驱动方法，在向发光器件加载驱动电流之前，通过第二初始化子电路对第二节点进行初始化，消除发光控制子电路的漏电流，避免发光器件受到该漏电流的影响而在暗态下发光，提高了显示质量。
上面已经描述了一些具体实施例。但是应该了解可以对这些实施例作出修改。例如，不同的实施例的元素可以进行组合、补充、修改和删除，从而获得其他的实施例。此外，本领域的普通技术人员应该了解可以使用其他的结构和处理流程来替换上面已经公开的结构和处理流程，从而获得生成的实施例。该生成的实施例至少以实质上相同的方式，实现实质上相同的功能，达到本公开公开的实施例提供的实质上相同的效果。相应地，这些以及其他的实施例应该属于本公开的范围。

Claims (17)

1.一种像素电路，包括多个子像素单元，其中每个子像素单元包括：输入子电路(201)、驱动子电路(202)、发光控制子电路(203)以及电平保持子电路(204)；其中，
输入子电路(201)连接数据线(DATA)，并且在第一扫描线(Sn)的控制下将数据线上的数据信号提供给驱动子电路(202)的输入端(INPUT_D)；
驱动子电路(202)，接收输入子电路(201)输入的数据信号，并且在第一节点(N1)的控制下经由第二节点(N2)向发光控制子电路(203)输出驱动电流；
发光控制子电路(203)，在发光控制线(En)的控制下，根据接收的驱动电流驱动发光器件发光；以及
电平保持子电路(204)，连接在第一节点(N1)和第一电压端(ELVDD)之间，保持第一节点(N1)的电平。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其中每个子像素单元还包括：
阈值电压补偿子电路(205)，连接在第一节点(N1)和第二节点(N2)之间，在第一扫描线(Sn)的控制下，对驱动子电路的阈值电压进行补偿。
3.根据权利要求1所述的像素电路，其中每个子像素单元还包括：
第一初始化子电路(206)，在第二扫描线(Sn-1)的控制下，对第一节点(N1)进行初始化；其中，
各个子像素单元通过彼此串接的第一初始化子电路连接到初始化电平输入端(Vint)。
4.根据权利要求1所述的像素电路，其中每个子像素单元还包括：
第二初始化子电路(207)，在第三扫描线(Sn+1)的控制下，对第二节点(N2)进行初始化；其中，
各个子像素单元通过彼此串接的第二初始化子电路连接到初始化电平输入端(Vint)。
5.根据权利要求1所述的像素电路，其中，各个子像素单元通过充电子电路(208)连接到第一电压端(ELVDD)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的像素电路，其中输入子电路(201)包括第一晶体管，其中，第一晶体管的第一极连接数据线，控制极连接第一扫描线，第二极连接驱动子电路的输入端。
7.根据权利要求1-5任一项所述的像素电路，其中，驱动子电路包括第二晶体管，其第一极作为驱动子电路的输入端，控制极连接第一节点，第二极连接第二节点。
8.根据权利要求1-5任一项所述的像素电路，其中，发光控制子电路包括第三晶体管(T3)，其中第三晶体管的第一极连接第二节点，控制极连接发光控制线，第三极连接发光器件。
9.根据权利要求1-5任一项所述的像素电路，其中电平保持子电路包括第一电容，其第一端连接第一节点，第二端连接第一电压端。
10.根据权利要求2-5任一项所述的像素电路，其中阈值电压补偿子电路包括第四晶体管，其栅极连接第一扫描线，第一极连接第一节点，第二极连接第二节点。
11.根据权利要求5所述的像素电路，其中充电子电路包括第十三晶体管，其第一极连接第一电压端，控制极连接发光控制线，第二极连接驱动子电路的输入端。
12.根据权利要求3所述的像素电路，其中，第一初始化子电路(206)包括第十四晶体管，其控制极连接第二扫描线(Sn-1)，第一极连接第一节点(N1_R)，在第二扫描线的控制下，对第一节点进行初始化。
13.根据权利要求4所述的像素电路，其中，第二初始化子电路(207)包括第十七晶体管，其控制极连接第三扫描线(Sn+1)，第一极连接第二节点，在第三扫描线的控制下，对第二节点进行初始化。
14.一种应用于权利要求1-13任一项所述的像素电路的驱动方法，其包括：
利用第二扫描线输入的有效电平信号开启第一初始化子电路，对第一节点进行初始化(S1500)；
利用第一扫描线输入的有效电平信号开启输入子电路，将有效的数据信号提供给驱动子电路，并且利用第一扫描线输入的有效电平信号开启阈值电压补偿子电路，对驱动子电路进行阈值电压补偿(S1510)；
利用第三扫描线输入的有效电平信号开启第二初始化子电路，对第二节点进行初始化(S1520)；以及
利用发光控制信号线输入的有效电平信号开启充电子电路和发光控制子电路，驱动发光器件发光(S1530)。
15.如权利要求14所述的驱动方法，还包括：
在向第一扫描线输入有效的电平信号时，通过相应的数据线将对应于各个颜色分量的有效数据信号单独地或者同步地提供给子像素单元的驱动子电路。
16.如权利要求14所述的驱动方法，还包括：
在数据线将有效数据信号提供给子像素单元的驱动子电路时，通过第一扫描线输入的有效电平信号开启阈值电压补偿子电路，将有效的数据信号与驱动子电路的阈值电压之和加载到驱动子电路的控制端。
17.一种阵列基板，其上布置有根据权利要求1-13任一项所述的多个像素电路用于驱动发光器件以进行显示。
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