CN108766349B - 像素电路及其驱动方法、阵列基板、显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例公开了像素电路及其驱动方法、阵列基板和显示面板。像素电路包括数据写入电路、初始化电路、感测电路、第一电容、第二电容、驱动晶体管和数据信号提供电路。数据写入电路根据第一控制信号将来自数据线的数据信号提供至第一节点。初始化电路根据第二控制信号将初始化信号提供至感测线。感测电路根据第一控制信号将第二节点耦接到感测线，使得第二节点的电压和感测线上的电压相等。第一电容存储第一节点和第二节点之间的电压差。第二电容存储感测线上的电压。驱动晶体管提供驱动电流。数据信号提供电路根据第三控制信号读取感测线上的电压，根据所读取的电压确定驱动晶体管的阈值电压，以及根据阈值电压修正来自数据信号端的原始数据信号，以提供至数据线。

Description

像素电路及其驱动方法、阵列基板、显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及像素电路及其驱动方法、阵列基板和显示面板。
背景技术
随着显示技术的进步，相对于传统的液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)装置，新一代的有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示装置具有更低的制造成本，更快的反应速度，更高的对比度，更广的视角，更大的工作温度范围，不需要背光单元，色彩鲜艳及轻薄等优点，因此OLED显示技术成为当前发展最快的显示技术。
当前OLED的主流发展方向是通过改变直接驱动OLED发光的驱动晶体管的栅极电压，来控制驱动晶体管的源极与漏极之间电流的大小以实现发光亮度的变化。然而在制作驱动晶体管的过程中，由于工艺偏差会导致不同位置的驱动晶体管的阈值电压存在差异。并且随着长时间使用及使用环境改变，驱动晶体管的阈值电压会发生漂移。另一方面，在显示器件中，各像素所处的位置不同也可能导致电源的压降(IR Drop)不同，从而对驱动OLED的电流产生影响。
发明内容
本发明的实施例提供了像素电路及其驱动方法、阵列基板和显示面板，其可补偿驱动晶体管的阈值电压的偏差及漂移，补偿由于IR Drop引起的电源远端与近端之间的亮度差异，从而提高屏幕显示亮度的均一性。
根据本发明的第一方面，提供了一种像素电路。像素电路可包括数据写入电路、初始化电路、感测电路、第一电容、第二电容、驱动晶体管和数据信号提供电路。数据写入电路被配置为根据来自第一控制信号端的第一控制信号，将来自数据线的数据信号提供至第一节点。初始化电路被配置为根据来自第二控制信号端的第二控制信号，将初始化信号提供至感测线。感测电路被配置为根据第一控制信号，将第二节点耦接到感测线，使得第二节点的电压和感测线上的电压相等。第一电容被配置为存储第一节点和第二节点之间的电压差。第二电容被配置为存储感测线上的电压。驱动晶体管的控制极耦接第一节点，第一极耦接第一电压信号端，第二极耦接第二节点，并被配置为提供驱动电流。数据信号提供电路被配置为根据来自第三控制信号端的第三控制信号读取感测线上的电压，根据所读取的电压确定驱动晶体管的阈值电压，以及根据阈值电压修正来自数据信号端的原始数据信号，以提供至数据线。
在本发明的实施例中，数据信号提供电路可包括读取电路、确定电路和提供电路。读取电路被配置为根据第三控制信号，读取感测线上的电压。确定电路被配置为根据所读取的电压，确定驱动晶体管的阈值电压。提供电路被配置为根据阈值电压修正原始数据信号，以提供至数据线。
在本发明的实施例中，数据信号提供电路还可包括模数转换电路和存储电路。模数转换电路被配置为将阈值电压转换为数字信号形式。存储电路被配置为存储数字信号形式的阈值电压
在本发明的实施例中，数据写入电路可包括第一晶体管。第一晶体管的控制极耦接第一控制信号端，第一极耦接数据线，以及第二极耦接第一节点。
在本发明的实施例中，初始化电路可包括第二晶体管。第二晶体管的控制极耦接第二控制信号端，第一极耦接初始化信号，以及第二极耦接感测线。
在本发明的实施例中，感测电路可包括第三晶体管。第三晶体管的控制极耦接第一控制信号，第一极耦接感测线，以及第二极耦接第二节点。
在本发明的实施例中，像素电路还可包括第一参考电路。第一参考电路被配置为根据来自第四控制信号端的第四控制信号，向数据线提供第一参考信号。
在本发明的实施例中，第一参考电路可包括第四晶体管。第四晶体管的控制极耦接第四控制信号端，第一极耦接第一参考信号，以及第二极耦接数据线。
在本发明的实施例中，像素电路还可包括第二参考电路。第二参考电路被配置为根据来自第五控制信号端的第五控制信号，向感测线提供第二参考信号。
在本发明的实施例中，第二参考电路可包括第五晶体管。第五晶体管的控制极耦接第五控制信号端，第一极耦接第二参考信号，以及第二极耦接感测线。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于驱动本发明的第一方面的像素电路的方法。方法包括非显示阶段和显示阶段。在非显示阶段，在第一控制信号和第二控制信号的控制下，将来自数据线的数据信号提供至第一节点，将初始化信号提供至感测线，以及使得感测线上的电压和第二节点的电压相等；在第一控制信号的控制下，保持向第一节点提供数据信号，在第一节点的电压的控制下，驱动晶体管的驱动电流对第一电容和第二电容充电；在第三控制信号的控制下，读取感测线上的电压，根据所读取的电压，确定驱动晶体管的阈值电压。在显示阶段，根据阈值电压修正来自数据信号端的原始数据信号，以提供至数据线，在第一控制信号的控制下，将来自数据线的数据信号提供至第一节点，驱动晶体管提供驱动电流。
在本发明的实施例中，该方法还包括：在非显示阶段，在第四控制信号的控制下，向数据线提供第一参考信号。
在本发明的实施例中，该方法还包括：在显示阶段，在第五控制信号的控制下，向感测线提供第二参考信号。
在本发明的实施例中，非显示阶段的扫描频率低于显示阶段的扫描频率。
根据本发明的第三方面，提供了一种阵列基板。阵列基板可包括多个根据本发明的第一方面的像素电路。各个像素电路的驱动晶体管、数据写入电路、感测电路和第一电容位于阵列基板的有效显示区。各个像素电路的第二电容、初始化电路和数据信号提供电路位于阵列基板的周边区域。
根据本发明的第四方面，提供了一种显示面板。显示面板包括本发明的第三方面的阵列基板。
根据本发明的实施例，通过确定像素电路中驱动晶体管的电学特性(例如，阈值电压)，并在显示时根据所确定的电学特性来补偿数据信号端的原始数据信号。由此，驱动晶体管所提供的驱动电流与其电学特性无关，从而消除了不同像素电路之间由于驱动晶体管的特性差异引起的亮度差异。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例的附图进行简单说明。应当知道，以下描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，而非对本发明的限制，其中相同的附图标记指示相同的元件或信号。在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的像素电路的示意性框图；
图2示出了根据本发明的另一实施例的像素电路的示意性框图；
图3示出了如图1所示的像素电路的示例性电路图；
图4示出了如图2所示的像素电路的示例性电路图；
图5示出了根据本发明的实施例的显示系统在非显示阶段和显示阶段的示例性示意图。
图6a示出了如图3所示的像素电路中的信号在非显示阶段的时序图；
图6b示出了如图3所示的像素电路中的信号在显示阶段的时序图；
图7a示出了如图4所示的像素电路中的信号在非显示阶段的时序图；
图7b示出了如图4所示的像素电路中的信号在显示阶段的时序图；
图8示出了根据本发明的实施例的用于驱动像素电路的方法的流程图；
图9示出了根据本发明的实施例的阵列基板的示意图；
图10示出了根据本发明的实施例的阵列基板中的信号的示例性时序图。
具体实施方式
为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而并非全部的实施例。基于所描述的实施例，本领域的普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，也都属于本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“耦接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1示出了根据本发明的实施例的像素电路的示意性框图。如图1所示，像素电路100可包括数据写入电路110、初始化电路120、感测电路130、第一电容140、第二电容150、数据信号提供电路160和驱动晶体管TD。
在本发明的实施例中，数据写入电路110可耦接数据线DL、第一控制信号端S1和第一节点A。数据写入电路110可根据来自第一控制信号端S1的第一控制信号G，将来自数据线DL的数据信号VD提供至第一节点A，以控制第一节点A的电压VA。
初始化电路120可耦接感测线SL、第二控制信号端S2和初始化信号Ini。初始化电路120可根据来自第二控制信号端S2的第二控制信号R，将初始化信号Ini提供至感测线SL，以通过初始化电压Vini控制感测线SL上的电压VSL。
感测电路130可耦接感测线SL、第一控制信号端S1和第二节点B。感测电路130可被配置为根据第一控制信号G，将第二节点B耦接到感测线SL，使得第二节点B的电压VB和感测线SL上的电压VSL相等。
第一电容140可被耦接第一节点A和第二节点B之间。第一电容140可存储第一节点A和第二节点B之间的电荷量，即存储第一节点A和第二节点B之间的电压差。
第二电容150的一端可耦接感测线SL，另一端接地。第二电容150可存储感测线SL上的电荷量，即存储感测线SL上的电压VSL。
驱动晶体管TD的控制极耦接第一节点A，第一极耦接第一电压信号端V1，第二极耦接第二节点B。驱动晶体管TD可根据第一节点A的电压VA和第二节点B的电压VB，提供驱动电流。在本发明的实施例中，驱动晶体管TD是N型晶体管。如图1所示，驱动晶体管TD的控制极(即第一节点A)是栅极，第一极是漏极，第二极(即第二节点B)是源极。驱动晶体管TD的栅源电压Vgs是第一节点A的电压VA和第二节点B的电压VB之间的电压差。在驱动晶体管TD的栅源电压Vgs(即VA-VB)在其阈值电压Vth以上时，驱动晶体管TD导通。在驱动晶体管TD的栅源电压Vgs(即VA-VB)低于其阈值电压Vth时，驱动晶体管TD关断。在本发明的实施例中，当驱动晶体管TD的栅源电压Vgs较大时，驱动晶体管TD导通，驱动晶体管TD中的电流对第一电容C1和第二电容C2充电，使得第二节点B的电压VB升高。当第二节点B的电压VB升高到VA-Vth时，驱动晶体管TD关断，此时感测线SL上的电压VSL等于第二节点B的电压VB，即VA-Vth。
数据信号提供电路160可耦接感测线SL、数据线DL、第三控制信号端S3和数据信号端DT。数据信号提供电路160可在来自第三控制信号端S3的第三控制信号P的控制下读取感测线SL上的电压VSL，根据数据线DL上的数据信号VD和所读取的电压VSL，计算驱动晶体管TD的阈值电压Vth。然后，数据信号提供电路160可根据驱动晶体管TD的阈值电压Vth对来自数据信号端DT的原始数据信号VD0进行修正，并将经修正的数据信号VD1提供至数据线DL，作为下一帧的数据线DL上的数据信号。在本发明的实施例中，数据信号提供电路160可在非显示阶段与数据线DL断开连接(例如，呈高阻状态)，以避免影响数据线DL上的数据信号。此外，数据信号提供电路160可在显示阶段与感测线SL断开连接(例如，呈高阻状态)，以避免影响感测线SL上的电压。
在本发明的实施例中，数据信号提供电路160从感测线SL上读取的电压为VA-Vth，而此时第一节点A的电压VA在数据写入电路110的控制下等于数据线DL的数据信号的电压VD，因此驱动晶体管TD的阈值电压Vth可通过计算数据线的数据信号VD和所读取的电压VSL之间的电压差(即Vth＝VD-VSL)来确定。另外，可通过对原始数据信号VD0加上阈值电压Vth，来修正原始数据信号VD0，以得到修正的数据信号VD1(即VD1＝VD0+Vth)，并将其提供至数据线DL。进一步地，驱动晶体管DT可根据来自数据线DL的修正的数据信号VD1提供驱动电流。
此外，像素电路100还可包括发光器件D(以虚线框示出)。发光器件D的阳极耦接驱动晶体管TD的第二极，阴极耦接第二电压信号端V2。发光器件D可根据驱动晶体管TD所提供的驱动电流发光。
根据本发明的实施例，像素电路100可确定驱动晶体管TD的阈值电压，并对数据信号端DT提供的原始数据信号VD0进行补偿。驱动晶体管TD所提供的驱动电流与栅源电压Vgs与阈值电压Vth的差(Vgs-Vth)相关，根据计算，Vgs-Vth＝VA-VB-Vth＝VD1-VSL-Vth＝VD0+Vth-VSL-Vth＝VD0-VSL。因此，在进行显示时，驱动晶体管TD所提供的驱动电流仅与数据信号端DT提供的原始数据信号VD0和感测线SL上的电压VSL相关，而不会受到阈值电压偏差或由IR drop引起的电源电压(例如第一电压信号端V1的第一电压信号VDD和第二电压信号端V2的第二电压信号VSS)的影响而产生像素点的亮度不一致的情况。
图2示出了根据本发明的另一实施例的像素电路的示意性框图。如图2所示，像素电路200可包括数据写入电路110、初始化电路120、感测电路130、第一电容140、第二电容150、数据信号提供电路160、驱动晶体管TD、第一参考电路270和第二参考电路280。
在本发明的实施例中，第一参考电路270可耦接第四控制信号端S4、数据线DL和第一参考信号REF1。第一参考电路270可根据来自第四控制信号端S4的第四控制信号S向数据线DL提供第一参考信号REF1，以作为数据线DL上的数据信号VD。
第二参考电路280可耦接第五控制信号端S5、感测线SL和第二参考信号REF2。第二参考电路280可根据来自第五控制信号端S5的第五控制信号EM向感测线SL提供第二参考信号REF2，以控制感测线SL上的电压VSL。
在本发明的另一实施例中，第一参考电路270和第二参考电路280也可与像素电路200的其它部分分开设置。例如，第一参考电路270和第二参考电路280可被设置在独立的驱动器电路中，驱动器电路可包括处理器和存储器，存储器内存储有计算机程序指令，该计算机程序指令在由处理器执行时根据来自第四控制信号端S4的第四控制信号S向数据线DL提供第一参考信号REF1，以及根据来自第五控制信号端S5的第五控制信号EM向感测线SL提供第二参考信号REF2。
因此，根据本发明实施例的像素电路可在特定时间对数据线DL和感测线SL提供稳定的电压，像素电路的驱动方法将在下文中详细描述。
除此之外，图2中的像素电路200与图1中的像素电路100的结构相同，不再详细描述。
此外，可通过数据写入电路110将第一参考电路270所提供的第一参考信号REF1提供至第一节点A，以控制第一节点A的电压VA。可通过感测电路130将第二参考电路280所提供的第二参考信号REF2提供至第二节点B，以控制第二节点B的电压VB。
图3示出了根据本发明的实施例的像素电路的示例性电路图，像素电路300例如是图1中所示的像素电路100。在实施例中，所采用的晶体管可以是N型晶体管或者P型晶体管。具体地，晶体管可以是N型或P型场效应晶体管(MOSFET)，或者N型或P型双极性晶体管(BJT)。在本发明的实施例中，晶体管的栅极被称为控制极。由于晶体管的源极和漏极是对称的，因此对源极和漏极不做区分，即晶体管的源极可以为第一极(或第二极)，漏极可以为第二极(或第一极)。
在本发明的实施例中，以N型场效应晶体管(NMOS)为例进行详细的描述。
如图3所示，数据写入电路110可包括第一晶体管T1。第一晶体管T1的控制极耦接第一控制信号端S1，第一极耦接数据线DL，以及第二极耦接第一节点A。第一晶体管T1可在来自第一控制信号端S1的第一控制信号G的控制下，将来自数据线DL的数据信号VD提供至第一节点A。
初始化电路120可包括第二晶体管T2。第二晶体管T2的控制极耦接第二控制信号端S2，第一极耦接初始化信号Ini，第二极耦接感测线SL。第二晶体管T2可在来自第二控制信号端S2的第二控制信号R的控制下，将初始化信号Ini提供至感测线SL，以作为感测线SL的初始化的电压VSL。
感测电路130可包括第三晶体管T3。第三晶体管T3的控制极耦接第一控制信号端S1，第一极耦接感测线SL，第二极耦接第二节点B。第三晶体管T3可在第一控制信号G的控制下，将第二节点B耦接到感测线SL，使得第二节点B的电压VB和感测线SL上的电压VSL相等。在实施例中，在初始化阶段，感测线SL的电压VSL(即初始化信号Ini)被提供至第二节点B，以作为第二节点B的电压VB。在建立阶段，第二节点B的电压VB被传递至感测线SL上，以作为感测线SL上的电压VSL。后文将对初始化阶段和建立阶段进行详细描述。
第一电容140可包括电容C1，第二电容150可包括电容C2。
驱动晶体管TD的结构已在上文中描述，在此不再详细描述。
在本发明的实施例中，数据信号提供电路160可包括读取电路M1、确定电路M2和提供电路M3。
读取电路M1可根据来自第三控制信号端S3的第三控制信号P，读取感测线SL上的电压VSL，并将所读取的电压VSL提供至确定电路M2的第一输入端。如图3所示，读取电路M1例如是第五晶体管，其控制极耦接第三控制信号端S3，第一极耦接感测线SL，以及第二极耦接确定电路M2的第一输入端。
确定电路M2可根据数据线DL上的数据信号D和所读取的电压VSL，确定驱动晶体管TD的阈值电压Vth，并将所确定的阈值电压Vth提供给提供电路M3。在实施例中，确定电路M2可包括减法器，其第一输入端耦接数据线DL、第二输入端耦接读取电路M1以接收所读取的电压VSL、输出端耦接提供电路M3。阈值电压Vth可通过计算数据信号VD和所读取的电压VSL之间的电压差来确定。
在本发明的实施例中，数据信号提供电路160还可包括模数转换电路(未示出)，例如是模数转换器ADC，其将确定电路M2所确定的阈值电压Vth转换成数字信号。可选地，数据信号提供电路160还可包括存储电路(未示出)。存储电路可存储数字信号形式的阈值电压Vth。在实施例中，存储电路可以是任何具有存储功能的存储器，在其地址上存储数字信号形式的阈值电压Vth。
提供电路M3可根据所确定的(或所存储的)阈值电压Vth和来自数据信号端DT的原始数据信号VD0，对数据线DL上的数据信号进行修正，并向数据线DL提供修正的数据信号VD1。在示例中，提供电路M3可通过加法器实现，其第一输入端耦接数据信号端DT、第二输入端耦接确定电路M2(可选地，存储电路)以接收阈值电压Vth，输出端耦接数据线DL。加法器对阈值电压Vth和原始数据信号VD0进行求和，以得到修正的数据信号VD1，并将其输出至数据线DL。
可选地，根据本发明的实施例的数据信号提供电路160还可以由处理器等软硬件结合的形式实现。例如，数据信号提供电路160可包括存储器和处理器，存储器内存储有计算机程序指令，该计算机程序指令在由处理器执行时使数据信号提供电路160执行根据第三控制信号P读取感测线上的电压VSL，根据数据信号D和所读取的电压VSL确定驱动晶体管的阈值电压Vth(其可被转换为数字信号并存储在存储器中)，以及根据阈值电压Vth和来自数据信号端DT的原始数据信号VD0，向数据线DL提供修正的数据信号VD1。
图4示出了根据本发明的实施例的像素电路的示例性电路图，像素电路400例如是如图2所示的像素电路200。在实施例中，所采用的晶体管可以是N型晶体管或者P型晶体管。具体地，晶体管可以是N型或P型场效应晶体管(MOSFET)，或者N型或P型双极性晶体管(BJT)。在本发明的实施例中，晶体管的栅极被称为控制极。由于晶体管的源极和漏极是对称的，因此对源极和漏极不做区分，即晶体管的源极可以为第一极(或第二极)，漏极可以为第二极(或第一极)。
在本发明的实施例中，以N型场效应晶体管(NMOS)为例进行详细的描述。
如图4所示，在本发明的实施例中，除图3所示的像素电路300的电路结构外，像素电路400还可包括第一参考电路270和第二参考电路280。第一参考电路270可包括第四晶体管T4，第四晶体管T4的控制极耦接第四控制信号端S4，第一极耦接第一参考信号REF1，第二极耦接数据线DL，并可在第四控制信号S的控制下，将第一参考信号REF1提供至数据线DL。第二参考电路280可包括第五晶体管T5，第五晶体管T5的控制极耦接第五控制信号端S5，第一极耦接第二参考信号REF2，第二极耦接感测线SL，并可在第五控制信号EM的控制下，将第二参考信号REF2提供至感测线SL。
在本发明的实施例中，将像素电路的驱动晶体管的特性读取(即确定阈值电压)以及显示正常画面分为两个不同阶段进行，即非显示阶段和显示阶段。对于非显示阶段和显示阶段的顺序不做具体限定。例如，特性读取可以在显示器件正常显示的前几帧到几百帧的时间之前进行，或者在显示完成后到关机的非显示阶段进行，或者在显示阶段的前后均执行。
图5示出根据本发明的实施例的非显示阶段和显示阶段的示例性时序图。在示例中，如图5所示，从电源开启到显示结束后电源关闭，经过非显示阶段、显示阶段和非显示阶段三个阶段。
从电源开启到显示器件显示正常的画面的非显示阶段可包括显示器件系统设置阶段和电学特性读取(及保存)阶段。显示器件系统设置阶段将电源电压设定到设定值，并设定显示系统的控制信号和时序。在电学特性读取保存阶段，对像素点逐行读取像素点内驱动晶体管的阈值电压Vth的值，并将检测的值保存在控制器件中。
在显示阶段，根据确定的阈值电压对数据信号端提供的数据信号进行补偿，并使显示系统根据正常的时序依次显示画面，从而实现对像素点像素电压进行补偿。
在显示器件显示正常画面后进入关机的非显示阶段，还可以再一次设置电学特性读取保存阶段以及系统复位阶段，然后再关断电源。
以下分别对本发明的实施例提供的像素电路300和像素电路400在非显示阶段和显示阶段的操作过程进行详细描述。
图6a和6b分别示出了根据本发明的实施例的像素电路中的信号在非显示阶段和显示阶段的时序图，像素电路例如是图3所示的像素电路300。其中，第一电压信号Vdd为高电平信号，第二电压信号Vss为低电平信号。
如图6a所示，非显示阶段可相应地包括初始化阶段P1、建立阶段P2和读取阶段P3。
在初始化阶段P1，第一控制信号G和第二控制信号R均处于高电平，以使得第一晶体管T1、第二晶体管T2和第三晶体管T3均导通。向数据线DL提供数据信号VD，例如可直接通过数据信号端TD向数据线DL提供，(例如也可提供其它参考信号)。通过第一晶体管T1将数据线DL上的数据信号VD提供至第一节点A，以使得第一节点的电压(VA)为VD。初始化信号Ini(例如为低电平信号，电压值可表示为Vini)经由第二晶体管T2而被提供至感测线SL，进而经由第三晶体管T3被提供至第二节点B。因此，在初始化阶段T1期间，第二节点B的电压VB为Vini。以这种方式，通过数据信号VD和初始化信号Ini分别对驱动晶体管TD的栅极(即第一节点A)和源极(即第二节点B)的电压进行初始化。此外，第一电容C1可存储第一节点A和第二节点B之间的电压差，即VD-Vini，即保持驱动晶体管TD的栅源电压Vgs。
在建立阶段P2，第一控制信号G保持为高电平，第二控制信号R处于低电平。第一晶体管T1和第三晶体管T3保持导通，而第二晶体管T2关断。第一节点A的电压VA保持为VD。驱动晶体管TD中的电流对第一电容C1和第二电容C2充电，使得第二节点B的电压VB和感测线SL的电压逐渐升高。相应地，驱动晶体管的栅源电压Vgs(即VA-VB)减小，驱动晶体管TD中的电流也对应减小。直到感测线SL上的电压达到数据信号VD与驱动晶体管TD的阈值电压Vth的电压差时，驱动晶体管TD关断。此时，可近似认为感测线SL上的电压为VD-Vth。在本发明的实施例中，建立阶段T2的时段越长，感测线SL上的电压越接近VD-Vth。
在读取阶段P3，第一控制信号G保持为高电平，第一晶体管T1和第三晶体管T3保持导通，维持第一节点A的电压VA为VD。如上可理解的，感测线上的电压近似为VD-Vth。第三控制信号P处于高电平，通过读取电路M1读取感测线SL上的电压(VD-Vth)。然后，确定电路M2确定驱动晶体管TD的阈值电压Vth，例如通过计算数据信号VD和所读取的感测线上的电压VSL之间的电压差确定，即VD-(VD-Vth)＝Vth。可选地，模数转换电路可将所确定的阈值电压Vth转换为数字信号，存储电路可对阈值电压Vth进行存储。
在本发明的实施例中，为了保证数据线DL上的数据信号的稳定性，在非显示阶段可将数据信号提供电路160与数据线DL断开连接。
如图6b所示，在显示阶段，第二控制信号R保持为高电平，第二晶体管T2保持导通。在第一控制信号G为高电平的写入数据阶段，第一晶体管T1、和第三晶体管T3均导通。通过第二晶体管T2向感测线SL提供初始化信号Ini(例如也可提供其它参考信号)，进而通过第三晶体管T3将初始化信号Ini传递至第二节点B，使得电压第二节点B的电压VB为初始化信号Ini的初始化电压Vini。提供电路M3接收来自数据信号端DT的原始数据信号VD0和所确定(及存储的)驱动晶体管TD的阈值电压Vth，并向数据线DL提供修正的数据信号VD1。例如，通过对原始数据信号VD0和阈值电压Vth相加来获得修正的数据信号VD1，即VD1＝VD0+Vth。进一步地，第一晶体管T1将数据线DL上的数据信号(即经修正的数据信号VD1)提供至第一节点A，即驱动晶体管TD的控制极，以控制驱动晶体管提供驱动电流。因此，第一节点的电压VA为VD1＝VD0+Vth。驱动晶体管TD所提供的电流表示如下：
Figure BDA0001699194760000141
其中，μ、Cox、W和L与驱动晶体管的材料、尺寸相关。因此，驱动晶体管TD所提供的电流仅与数据信号端DT提供的原始数据信号VD0和初始化信号Ini相关。
然后，发光器件D可根据驱动晶体管TD提供的电流发光。
在本发明的实施例中，为了保证感测线SL上的电压的稳定性，在显示阶段可将数据信号提供电路160与感测线SL断开连接。
由上，根据本发明的实施例的像素电路可避免受到驱动晶体管的阈值电压和电源电压的影响。
本领域的技术人员可理解的是，非显示阶段的建立阶段的时间越充足，则读取到的阈值电压就越准确。第一控制信号例如是行扫描信号，所以一行的时间和信号的帧频相关。因此，可将非显示阶段的扫描频率设定为低于显示阶段的扫描频率。例如，可将显示阶段的扫描频率设定为60Hz，而将非显示阶段的扫描频率设定为10Hz，甚至1Hz。
图7a和7b分别示出了根据本发明的实施例的像素电路中的信号在非显示阶段和显示阶段的时序图。像素电路例如是图4所示的像素电路400。其中，第一电压信号Vdd为高电平信号，第二电压信号Vss为低电平信号，初始化信号Vini为低电平信号。
如图7a所示，非显示阶段也可包括初始化阶段P1、建立阶段P2和读取阶段P3。
在初始化阶段P1，提供高电平的第四控制信号S，通过第四晶体管T4向数据线DL提供第一参考信号REF1。与图6a所示的信号的时序类似地，通过第一晶体管T1将数据线DL上的第一参考信号REF1提供至第一节点A，使得第一节点A的电压VA为第一参考信号的电压Vref1。通过第二晶体管T2和第三晶体管T3向第二节点B提供初始化信号Ini，以使得第二节点B的电压VB为Vini
在建立阶段P2，第一节点A的电压VA保持为Vref1，第二节点B的电压VB和感测线SL上的电压VSL逐渐升高。与图6a所示的信号的时序类似，在此不再详细描述。
在读取阶段P3，通过读取电路M1读取感测线SL上的电压VSL，即Vref1-Vth。然后，确定电路M2根据第一参考信号(Vref1)和所读取的电压(Vref1-Vth)，确定阈值电压Vth。可选地，将其转换为数字信号并存储到存储电路中。
此外，如图7b所示，在显示阶段期间，提供高电平的第五控制信号EM。第五晶体管T5导通，并向感测线SL提供第二参考信号REF2，其电压由Vref2表示。第二控制信号R和第四控制信号S保持处于低电平。与图6b所示的信号的时序图类似，驱动晶体管的驱动电流与其栅源电压Vgs和阈值电压Vth的差相关，即Vgs-Vth＝VD1-Vref2-Vth＝VD0+Vth-Vref2-Vth＝VD0-Vref2。
由此，根据本发明的实施例的像素电路400中的驱动电流仅与原始数据信号和第二参考信号相关。
然后，发光器件根据驱动电流发光。
图8示出了根据本发明实施例的用于驱动像素电路的方法的示意性流程图。
如图8所示，在步骤S810，在第一控制信号和第二控制信号的控制下，将来自数据线的数据信号提供至第一节点，将初始化信号提供至感测线，以及将第二节点耦接到感测线，使得感测线上的电压和第二节点的电压相等。
在步骤S820，在第一控制信号的控制下，保持向第一节点提供数据信号，在第一节点的电压的控制下，驱动晶体管的驱动电流对耦接在第一节点和第二节点之间的第一电容和与感测线耦接的第二电容充电。
在步骤S830，在第三控制信号的控制下，读取感测线上的电压，根据数据信号和所读取的电压，确定驱动晶体管的阈值电压。可选地，还可将所确定的阈值电压转换成数字信号以及进行存储。
在本发明的实施例中，步骤S810、步骤S820和步骤S830可在非显示阶段进行。可选地，在非显示阶段，还可在第四控制信号的控制下，向数据线提供第一参考信号。
在步骤S840，根据阈值电压修正来自数据信号端的原始数据信号，以提供至数据线，在第一控制信号的控制下，将来自数据线的数据信号提供至第一节点，驱动晶体管提供驱动电流。
在本发明的实施例中，步骤S830可在显示阶段进行。可选地，在显示阶段期间，还可在第五控制信号的控制下，向感测线提供第二参考信号。
在本发明的实施例中，非显示阶段的扫描频率低于显示阶段的扫描频率。
本领域的技术人员可理解的是，虽然在本发明的实施例中以步骤S710、S720、S730和S740表示驱动像素电路的方法的顺序，但并不构成对本发明的实施例的限制。非显示阶段(S710、S720、S730)可在显示阶段(S740)的之前和/或之后执行。
图9示出了根据本发明实施例的阵列基板的示意图。阵列基板900可包括根据本发明的实施例的多个像素电路，图9中仅示意性地示出一个像素电路910，例如是像素电路100或像素电路200。如图9所示，各个像素电路的驱动晶体管TD、数据写入电路110、感测电路130和第一电容140被设置在阵列基板的有效显示区AA中，各个像素电路的第二电容150、初始化电路120和数据信号提供电路160被设置在阵列基板的周边区域。此外，第一参考电路270和第二参考电路280也可被设置在阵列基板的周边区域。
在本发明的实施例中，数据信号提供电路160也可以被设置在阵列基板之外的背板电路上，并通过相应的接口连接到像素电路的其它部分。
在实施例中，在有效显示区AA内的多个像素电路部分可被布置为矩阵状。
在本发明的实施例中，阵列基板900还可包括级联的移位寄存器单元(GOA)，移位寄存器单元向同一行的像素电路提供第一控制信号。同一列的像素电路耦接同一条数据线DL和同一条扫描线SL。
在本发明的实施例中，由于像素电路在有效显示区的部分只有3个晶体管和一个电容，因此可以在更高分辨率下布线。
根据本发明的实施例，可补偿多个像素电路中的驱动晶体管的阈值电压的偏差和漂移，以及补偿IR drop引起的电源远端与近端的亮度差异，从而可以提高显示的均一性和显示品质。
以阵列基板上的像素电路为图4中的像素电路400为例，在图10中示出了根据本发明的实施例的阵列基板中的信号的示例性时序图。
如图10所示，逐行对像素电路提供高电平的第一控制信号G，例如，第一行像素电路的第一控制信号G1，第二行像素电路的第一控制信号G2。以上已经分别对像素电路的信号在非显示阶段和显示阶段的时序的进行了描述，在此不再赘述。
另一方面，本发明的实施例还提供了一种包括以上阵列基板的显示面板，以及包括该显示面板的显示装置。显示装置例如可以是显示屏、移动电话、平板计算机、照相机、可穿戴式设备等。
以上对本发明的若干实施方式进行了详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。显然，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施例进行各种修改、替换或变形。本发明的保护范围由所附权利要求限定。

Claims (16)

1.一种像素电路，包括：
数据写入电路，其被配置为根据来自第一控制信号端的第一控制信号，将来自数据线的数据信号提供至第一节点；
初始化电路，其被配置为在非显示阶段的初始化时段和显示阶段的写入时段，根据来自第二控制信号端的第二控制信号，将初始化信号提供至感测线；
感测电路，其被配置为在所述非显示阶段的初始化时段、建立时段和读取时段和所述显示阶段的所述写入时段，根据所述第一控制信号，将第二节点耦接到所述感测线，使得所述第二节点的电压和所述感测线上的电压相等；
第一电容，其被配置为存储所述第一节点和所述第二节点之间的电压差；
第二电容，其被配置为存储所述感测线上的电压；
驱动晶体管，其控制极耦接所述第一节点，第一极耦接第一电压信号端，第二极耦接所述第二节点，并被配置为提供驱动电流；以及
数据信号提供电路，其被配置为在所述非显示阶段的读取时段根据来自第三控制信号端的第三控制信号读取所述感测线上的电压，根据所读取的电压确定所述驱动晶体管的阈值电压，以及根据所述阈值电压修正来自数据信号端的原始数据信号，以提供至所述数据线。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述数据信号提供电路包括：
读取电路，其被配置为根据所述第三控制信号，读取所述感测线上的电压；
确定电路，其被配置为根据所读取的电压，确定所述驱动晶体管的阈值电压；
提供电路，其被配置为根据所述阈值电压修正所述原始数据信号，以提供至所述数据线。
3.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述数据信号提供电路还包括：
模数转换电路，其被配置为将所述阈值电压转换为数字信号形式；以及
存储电路，其被配置为存储所述数字信号形式的阈值电压。
4.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述数据写入电路包括：
第一晶体管，所述第一晶体管的控制极耦接所述第一控制信号端，第一极耦接所述数据线，第二极耦接所述第一节点。
5.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述初始化电路包括：
第二晶体管，所述第二晶体管的控制极耦接所述第二控制信号端，第一极耦接所述初始化信号，第二极耦接所述感测线。
6.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述感测电路包括：
第三晶体管，所述第三晶体管的控制极耦接所述第一控制信号，第一极耦接所述感测线，第二极耦接所述第二节点。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的像素电路，还包括：
第一参考电路，其被配置为根据来自第四控制信号端的第四控制信号，向所述数据线提供第一参考信号。
8.根据权利要求7所述的像素电路，其中，所述第一参考电路包括：
第四晶体管，所述第四晶体管的控制极耦接所述第四控制信号端，第一极耦接所述第一参考信号，第二极耦接所述数据线。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的像素电路，还包括:
第二参考电路，其被配置为根据来自第五控制信号端的第五控制信号，向所述感测线提供第二参考信号。
10.根据权利要求9所述的像素电路，其中，所述第二参考电路包括:
第五晶体管，所述第五晶体管的控制极耦接所述第五控制信号端，第一极耦接所述第二参考信号，第二极耦接所述感测线。
11.一种用于驱动如权利要求1至6中任一项所述的像素电路的方法，包括:
在非显示阶段：
在初始化时段，在第一控制信号和第二控制信号的控制下，将来自数据线的数据信号提供至第一节点，将初始化信号提供至感测线，以及使得所述感测线上的电压和所述第二节点的电压相等；
在建立时段，在所述第一控制信号的控制下，保持向所述第一节点提供所述数据信号，在所述第一节点的电压的控制下，驱动晶体管的驱动电流对第一电容和第二电容充电；
在读取时段，在所述第一控制信号和第三控制信号的控制下，读取所述感测线上的电压，根据所读取的电压，确定所述驱动晶体管的阈值电压；
在显示阶段：
在写入时段，根据所述阈值电压修正来自数据信号端的原始数据信号，以提供至所述数据线，在第一控制信号的控制下，将来自所述数据线的数据信号提供至所述第一节点，驱动晶体管提供驱动电流。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，像素电路包括第一参考电路，其被配置为根据来自第四控制信号端的第四控制信号，向所述数据线提供第一参考信号，所述方法还包括：
在非显示阶段，在第四控制信号的控制下，向所述数据线提供第一参考信号。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，像素电路包括第二参考电路，其被配置为根据来自第五控制信号端的第五控制信号，向所述感测线提供第二参考信号，所述方法还包括：
在显示阶段，在第五控制信号的控制下，向所述感测线提供第二参考信号。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，
所述非显示阶段的扫描频率低于所述显示阶段的扫描频率。
15.一种阵列基板，包括多个如权利要求1至10中任一项所述的像素电路，其中，
各个所述像素电路的驱动晶体管、数据写入电路、感测电路和第一电容位于所述阵列基板的有效显示区，
各个所述像素电路的第二电容、初始化电路和数据信号提供电路位于所述阵列基板的周边区域。
16.一种显示面板，包括如权利要求15所述的阵列基板。
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