CN109313876B - 利用反馈补偿驱动像素电路的方法、驱动发光器件的电路、以及显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于驱动像素电路的方法。所述方法包括：初始化像素电路中的电压设置，像素电路至少包括与发光器件耦接的驱动晶体管；以及获取驱动晶体管的第一阈值电压。所述方法还包括：向像素电路输入第一数据电压以产生独立于第一阈值电压的第一驱动电流，从而驱动发光器件在当前周期中发光。此外，所述方法包括：基于第一驱动电流在发光器件的第二阈值电压改变时的改变，经由反馈子电路来产生补偿电压。此外，所述方法包括：将第二数据电压连同作为负反馈的补偿电压输入以产生第二驱动电流，从而驱动发光器件在下一周期中发光。

Description

利用反馈补偿驱动像素电路的方法、驱动发光器件的电路、以 及显示设备

技术领域

本发明涉及显示技术，更具体地，涉及用于利用反馈补偿驱动像素电路的方法、用于驱动发光器件的电路、以及具有该电路的显示设备。

背景技术

与许多常规显示技术相比，有机发光二极管(OLED)显示具有许多优点，包括更宽视角、更大亮度、更高对比度、更低功耗、更薄物理厚度。低温多晶硅(LTPS)基板具有快速电子迁移率特性，已经成为用于制作基于薄膜晶体管的像素驱动电路的主流基板，所述像素驱动电路用于驱动与显示面板中的每个子像素相关联的每个OLED发光。在实际的OLED显示设备中，形成于显示面板中的每个薄膜晶体管的阈值电压、载子迁移率或电阻器串的特性可能不一致，导致显示面板上的图像显示的不均匀变化。此外，作为子像素光源的OLED是二极管。二极管的V-I特性可能由于环境变化或工作时长而漂移，这也导致图像显示的不期望的变化。

发明内容

在一方面，本公开提供了一种用于在连续周期中利用反馈补偿驱动像素电路的方法。所述方法包括：初始化像素电路中的电压设置，所述像素电路至少包括与发光器件耦接的驱动晶体管；以及获取驱动晶体管的第一阈值电压。所述方法还包括：从数据电压端向像素电路输入第一数据电压以产生独立于第一阈值电压的第一驱动电流，从而驱动发光器件在当前周期中发光以显示像素图像。此外，所述方法包括：基于第一驱动电流由于发光器件的第二阈值电压的改变而导致的改变，经由耦接在数据电压端与发光器件之间的反馈子电路来产生补偿电压。此外，所述方法包括：将来自数据电压端的第二数据电压连同作为负反馈的补偿电压输入以产生第二驱动电流，从而驱动发光器件在下一周期中发光以显示像素图像。

可选地，当前周期和下一周期中的每一个是在逐行扫描方案下发光器件发光以产生两个连续像素图像帧的两个连续持续时间中的一个，每个持续时间包括连续的第一时间段、第二时间段、第三时间段和第四时间段。

可选地，所述初始化像素电路包括：在当前周期的第一时间段中释放驱动晶体管的源极中的电荷。源极与发光器件的阳极耦接。

可选地，所述获取驱动晶体管的第一阈值电压包括：在当前周期的第二时间段中将像素电路中的第一电容器的第一电极处的电压电平设置为第一参考电压；以及将第一阈值电压存储为第一电容器的第一电极和第二电极之间的电压差。第一电容器的第一电极耦接至驱动晶体管的栅极。

可选地，所述输入第一数据电压包括：在当前周期的第三时间段中将第一数据电压传递至第一电容器的第二电极；以及将第一电容器的第一电极处的电压电平重置为第一数据电压与第一阈值电压之和。

可选地，所述重置第一电容器的第一电极处的电压电平包括：在当前周期的第四时间段中使驱动晶体管的源极处的电压电平至少为第二阈值电压；以及通过驱动晶体管产生第一驱动电流。

可选地，所述产生补偿电压包括：在当前周期的第四时间段中利用第一电阻器获取第一采样电压，所述第一采样电压等于第一驱动电流乘以第一电阻器的电阻。此外，所述产生补偿电压包括：将第一采样电压输入至反馈子电路中的第一电压差比较器的第一正输入端。此外，所述产生补偿电压包括：将第一数据电压耦合至第一电压差比较器的第一负输入端以输出第一采样电压与第一数据电压之间的第一电压差。

可选地，所述方法还包括：将第一电压差输入至反馈子电路中的第二电压差比较器的第二负输入端。此外，所述方法包括：将第二参考电压耦合至第二电压差比较器的第二正输入端。此外，所述方法包括：输出第二参考电压与第一电压差之间的第二电压差。第二电压差与第一驱动电流由于发光器件的第二阈值电压的改变而导致的改变成比例。

可选地，所述方法还包括：将第二电压差作为补偿电压耦合至数据电压端以与第二数据电压相加。

可选地，当第二阈值电压实质上保持不变时，补偿电压为0。当第二阈值电压减小时，补偿电压为负值以补偿增大的驱动电流。当第二阈值电压增大时，补偿电压为正值以补偿减小的驱动电流。

在另一方面，本公开提供了一种用于在显示像素图像帧的一系列周期中驱动发光器件的电路。所述电路包括：驱动晶体管，其具有与第一节点耦接的栅极、与第二节点耦接的源极、以及与第一电压端连接的漏极，第二节点与发光器件的阳极连接。所述电路还包括：初始化子电路，其与第二电压端和第一节点耦接，并且构造为在来自第一控制端的第一控制信号的控制下初始化第一节点和第二节点处的电势。此外，所述电路包括：数据输入和补偿子电路，其与第二电压端、数据电压端、第一节点以及第二节点耦接，并且构造为接收数据电压以及在第一控制信号和来自第二控制端的第二控制信号的控制下改变第一节点和第二节点处的电势。此外，所述电路包括：反馈子电路，其与发光器件的阴极以及数据电压端耦接，并且构造为接收数据电压和补偿发光器件的阈值电压差。

可选地，反馈子电路包括：第一电压差比较器，其具有与发光器件的阴极耦接的第一正输入端口、第一负输入端口以及第一输出端口，所述发光器件的阴极经由第一电阻器连接至第一恒电压端。反馈子电路还包括：第二电压差比较器，其具有与第一输出端口耦接的第二负输入端口、经由第二电阻器与第二恒电压端耦接的第二正输入端口、以及经由第三电阻器与第二正输入端口耦接的第二输出端口。此外，反馈子电路包括：第三电容器，其具有与数据电压端耦接的一端和与第一电压差比较器的第一负输入端口及第二电压差比较器的第二输出端口耦接的另一端。

可选地，初始化子电路包括：第二晶体管，其具有与第一控制端耦接的栅极、与第一节点耦接的源极、以及与第二电压端耦接的漏极。

可选地，数据输入和补偿子电路包括：第三晶体管，其具有与第二控制端耦接的栅极、与第三节点耦接的源极、以及与数据电压端耦接的漏极；第四晶体管，其具有与第一控制端耦接的栅极、与第二节点耦接的源极、以及与第三节点耦接的漏极；第一电容器，其具有与第一节点耦接的一端和与第三节点耦接的另一端；以及第二电容器，其具有与第二电压端耦接的一端和与第三节点耦接的另一端。

可选地，所述一系列周期中的每个周期包括连续的第一时间段、第二时间段、第三时间段和第四时间段。初始化子电路构造为：在所述一系列周期中的当前周期的第一时间段中，在第一电压端设为0V的条件下，将第一节点处的电压电平设置为第一参考电压并且将第二节点处的电压电平设置为0。第二电压端提供有处于导通电压电平的第一参考电压。第一控制端提供有处于导通电压电平的第一控制信号，以将第二晶体管导通，从而将第一参考电压传递至第一节点。第二控制端提供有处于关断电压电平的第二控制信号。

可选地，初始化子电路以及数据输入和补偿子电路构造为：在当前周期的第二时间段中，在第一电压端提供有导通电压电平的条件下，保持第一节点处的电压电平不变，使第二节点处的电压电平增大为第一参考电压减驱动晶体管的第一阈值电压，以及将第三节点处的电压电平设置为等于第二节点处的电压电平，从而将第一阈值电压存储到第一电容器。第二电压端保持在第一参考电压。第一控制信号保持在导通电压电平。第二控制信号保持在关断电压电平。

可选地，数据输入和补偿子电路构造为：在当前周期的第三时间段中，在第一电压端和第二电压端设为0V的条件下，从数据电压端输入第一数据电压以将第二节点处的电压电平设为不变，将第三节点处的电压电平改变为第一数据电压，以及将第一节点处的电压电平改变为第一数据电压加第一阈值电压。第一控制信号改变为关断电压电平。第二控制信号改变为导通电压电平。

可选地，数据输入和补偿子电路以及驱动晶体管构造为：在当前周期的第四时间段中，在第一电压端改变为导通电压电平的条件下，产生流过驱动晶体管的第一驱动电流。第二电压端保持在0V。第一控制信号保持为关断电压电平。第二控制信号改变为关断电压电平。第一驱动电流独立于第一阈值电压但依赖于发光器件的第二阈值电压。

可选地，操作反馈子电路以输出第一正输入端口处的采样电压减第一负输入端口处的第一数据电压的第一电压差。采样电压等于第一驱动电流与第一电阻器的电阻的乘积，第一电阻器与发光器件的阴极耦接。

可选地，操作反馈子电路以输出第二正输入端口处导出的第二参考电压减第二负输入端口处的第一电压差的第二电压差。

可选地，第二电压差作为补偿电压经由第三电容器反馈至数据电压端，以在下一周期的第三时间段中与第二数据电压一起被输入至像素电路。

在又一方面，本公开提供了一种显示设备，其包括本文描述的显示面板和电路。

可选地，显示面板为有机发光二极管显示面板。

附图说明

以下附图仅为根据所公开的各种实施例的用于示意性目的的示例，而不旨在限制本发明的范围。

图1是示出根据本公开的一些实施例的用于提供OLED像素补偿控制的方法的流程图。

图2是示出根据本公开的一些实施例的用于利用负反馈控制提供OLED像素补偿的电路的示例性示意图。

图3是根据本公开的实施例的操作图2的电路的时序图。

具体实施方式

现在将参照以下实施例更具体地描述本公开。需注意，以下对一些实施例的描述仅针对示意和描述的目的而呈现于此。其不旨在是穷尽性的或者受限为所公开的确切形式。

许多现有的OLED显示设备在设计不同像素电路时采用各种补偿方式以解决由于薄膜晶体管阈值电压变化、导通电压差异、驱动电流差异和电容器充电时间差异导致的显示异常的问题。所有这些补偿方式基本上都关注像素电路的内部补偿，比如对驱动晶体管的第一阈值电压、与驱动晶体管相关联的IR降等的补偿。然而，现有的补偿方式很少关注外部器件，比如发光二极管，其也会由于归因于环境改变和长时间工作的特性漂移导致显示变化。在一个示例中，当OLED显示设备用于执行面板自刷新(PSR)操作以节约电力时，常规的OLED驱动方案使用由时序控制内部移位寄存器产生的固定的驱动电流，其并不响应于OLED器件特性(比如OLED自身的第二阈值电压)的变化。这会在进入PSR操作时或者在已存在PSR操作时，导致不稳定的图像显示并产生偏离目标亮度的错误图像亮度。

因此，本公开特别提供了用于实时地利用负反馈对像素电压提供补偿的方法、用于实现该负反馈的电路、以及具有该电路的显示设备，其实质上避免了由于相关技术的局限和缺点而导致的问题中的一个或多个。在一方面，本公开提供了一种用于驱动像素电路的方法。图1示出了用于驱动像素电路的方法的流程图，所述像素电路用于控制与显示面板中的像素(或子像素)相关联的发光器件的发光。

参照图1，所述方法包括：初始化像素电路中的电压设置，所述像素电路至少包括与发光器件耦接的驱动晶体管。该过程旨在释放用于驱动发光器件发光的电荷。特别地，驱动晶体管具有与发光器件(即，发光二极管)的阳极耦接的源极。该初始化过程使得驱动晶体管的源极处的电荷在显示一个像素图像帧的周期的开始处的第一时间段中被完全清空。每个周期是像素电路构造为基于进入的数据信号产生驱动电荷以驱动发光二极管发光以在开始下一周期前显示当前像素图像帧的持续时间。周期的第一时间段也被称作初始化时间段。

所述方法还包括：获取驱动晶体管的第一阈值电压。通过对与驱动晶体管耦接的若干个开关晶体管进行电路设计和控制，在周期的第二时间段中有效地导出驱动晶体管的阈值电压并且将其存储在电容器中。第二时间段也被称作阈值电压取得时间段。

参照图1，所述方法还包括：从数据电压端向像素电路输入第一数据电压以产生独立于第一阈值电压的第一驱动电流，从而驱动发光器件在当前周期中发光以显示像素图像。在实施例中，在周期的第三时间段中执行输入数据电压。第三时间段也被称作数据输入时间段。通过对与驱动晶体管耦接的若干个开关晶体管进行电路设计和控制，将数据电压施加至发光二极管器件的阳极并且在周期的第四时间段中通过驱动晶体管产生第一驱动电流以流过发光器件。驱动晶体管工作在饱和状态，使得第一驱动电流同第一数据电压与发光二极管器件的第二阈值电压之间的差的平方成比例。然而，第一驱动电流与驱动晶体管的第一阈值电压无关。第四时间段也就是显示时间段。

再次参照图1，所述方法还包括：基于第一驱动电流由于发光器件的第二阈值电压的改变而导致的改变，经由耦接在数据电压端与发光器件之间的反馈子电路来在第四时间段中产生补偿电压。在实施例中，补偿旨在消除第二阈值电压漂移对实质上实时地产生的驱动电流的改变的影响。设置具有与工作在放大级的发光器件相当的电阻的采样电阻器以测绘采样电压与第一驱动电流的关系。反馈子电路利用两个电压差比较器来在当前周期(的至少第四时间段)中检测第一驱动电流的由发光器件的第二阈值电压的漂移引起的改变，并产生补偿电压。第一电压差比较器输出采样电压与第一数据电压之间的第一电压差。第二电压差比较器输出第一电压差与参考电压之间的第二电压差。第二电压差可以表达为第一驱动电流的改变与采样电阻的乘积。

在实施例中，所述方法包括：将来自数据电压端的第二数据电压连同作为负反馈的补偿电压输入以产生第二驱动电流，从而驱动发光器件在下一周期中发光以显示像素图像。第二电压差比较器经由耦接电容器耦接回数据电压端，从而将第二电压差作为补偿电压耦合回输入数据电压端。可选地，第二阈值电压没有漂移，则第一驱动电流没有改变，从而使得第一电压差为0并且因而使得第二电压差或补偿电压为0。可选地，由于第二阈值电压的漂移导致在当前周期中存在第一驱动电流的改变，则第一电压差为非零值并且因而第二电压差是非零值，使得添加至下一周期(在驱动所述像素电路的当前周期之后的用于显示当前帧之后的像素图像帧的周期)中输入的第二数据电压的补偿电压为非零值。

图2示出了用于利用负反馈控制驱动发光二极管以实质上实时地对发光二极管的外部特性改变实现像素电压补偿的电路的示例性示意图。参照图2，所述电路包括驱动晶体管T1，其具有与第一节点A耦接的栅极、与第二节点B耦接的源极、以及与第一电压端VCC连接的漏极。所述电路还包括：初始化子电路，其与第二电压端Vref和第一节点A耦接，并且构造为在来自第一控制端EN的第一控制信号的控制下初始化第一节点A和第二节点B处的电压电平。可选地，初始化子电路包括：第二晶体管T2，其具有与第一控制端EN耦接的栅极、与第一节点A耦接的源极、以及与第二电压端Vref耦接的漏极。此外，所述电路包括：数据输入和补偿子电路，其与第二电压端Vref、数据电压端Vdata、第一节点A以及第二节点B耦接，并且构造为在当前周期从数据电压端接收第一数据电压Vdata以在来自第二控制端Vscan的第二控制信号的控制下改变第一节点A和第二节点B处的电压电平。参照图2，可选地，数据输入和补偿子电路包括：第三晶体管T3，其具有与第二控制端Vscan耦接的栅极、与第三节点C耦接的源极、以及与数据电压端Vdata耦接的漏极。数据输入和补偿子电路还包括：第四晶体管T4，其具有与第一控制端EN耦接的栅极、与第二节点B耦接的源极、以及与第三节点C耦接的漏极。此外，数据输入和补偿子电路包括：第一电容器Cs1，其耦接在第一节点A与第三节点C之间；以及第二电容器Cs2，其耦接在第四晶体管T4的漏极和第二电压端Vref之间。第二节点B与发光器件耦接。可选地，发光器件是有机发光二极管OLED，其具有与第二节点B耦接的阳极和经由采样电阻器与第一恒电压端连接的阴极。可选地，第一恒电压端被提供有低电压电平。可选地，第一恒电压端是接地端GND。可选地，采样电阻器是第一电阻器R1。可选地，本文描述的包括T1、T2、T3和T4的全部晶体管在示例中是n型晶体管。在替代实施例中，全部晶体管可以被选为p型晶体管。

再次参照图2，所述电路包括反馈子电路，其与发光器件的阴极以及数据电压端Vdata耦接。反馈子电路构造为接收数据电压并且补偿有机发光二极管的阈值电压差。在实施例中，反馈子电路包括：第一电压差比较器U1，其具有与发光二极管OLED的阴极耦接的第一正输入端口U₁₊、经由第三电阻器Cs3与数据电压端Vdata耦接的第一负输入端口U_1-、以及第一输出端口U_{1_out}。此外，反馈子电路包括：第二电压差比较器U2，其具有与第一输出端口U_{1_out}耦接的第二负输入端口U_2-、与第二恒电压端VDD耦接的第二正输入端口U₂₊、以及经由第三电容器Cs3与数据电压端Vdata耦接的第二输出端U_{2_out}。可选地，第二恒电压端VDD被提供有比提供给第一恒电压端的电压大的电压Vdd。在实施例中，所述电路构造为在显示像素图像帧的一系列周期中基于反馈子电路产生的负反馈驱动发光二极管发光。每个周期(当前周期或随后的下一周期)包括连续的第一时间段、第二时间段、第三时间段、以及第四时间段，如本文所述方法中实质上示出的。

图3是根据本公开的实施例的在显示一个像素图像帧的下一周期之前的当前周期中操作图2的电路以驱动OLED发光的时序图。在实施例中，具有负反馈补偿的电路控制驱动电流以在一系列连续周期中实质上实时地驱动发光二极管发光。

参照图2和图3，在当前周期的第一时间段t1中操作像素电路的初始化子电路以基于电压供应和控制信号的多个设置来初始化多个电路节点的电压设置。特别地，第一控制信号EN被提供有高电压电平(或晶体管的导通电压)。因此，第二晶体管T2和第四晶体管T4导通。第一节点A处的电压电平正好设为等于第二晶体管T2的漏极处的电压电平，第二晶体管T2的漏极与第二电压端Vref连接。在实施例中，第二电压端Vref的电压设为高电压电平，从而使得第一节点A处的电压电平也为高电压电平，进而使得驱动晶体管T1导通。第一电压端VCC设为0V，使得第二节点B处的电压电平为0V，这是因为第二节点B与驱动晶体管T1的漏极节点直接导通并连接至第一电压端VCC。由于第二节点B也连接至发光二极管OLED的阳极，因此用于驱动像素发光的电荷实质上完全释放。

参照图2和图3，在第一时间段t1之后的第二时间段t2，操作初始化子电路以及数据输入和补偿子电路，从而获得驱动晶体管T1的第一阈值电压Vth。在用于电压设置初始化的第一时间段t1之后，第一节点A处的电压电平V_A＝Vref。第一电压端VCC的电压电平从0V变为高电压电平。第二控制端Vscan被提供有低电压电平(即，晶体管的关断电压电平)，使得第三晶体管T3关断。由于驱动晶体管T1已经(在第一时间段t1中)导通，因此驱动晶体管T1的沟道中的载流子从源极穿过势垒流到漏极，从而增大了第二节点B(即，T1的源极)的电压电平。

随着第二节点B处的电压电平V_B增大，驱动晶体管T1的导通电压Vth_t1＝V_A-V_B减小，直到其达到使驱动晶体管T1关断的阈值电压Vth。在关断点，第二节点B处的电压电平V_B＝V_A-Vth＝Vref-Vth。同时，由于第一控制端EN保持为高电压电平，第四晶体管T4导通。第四晶体管T4的源极和漏极具有相同的电压电平。因此，第三节点C处的电压电平被充电至V_C＝V_B＝Vref-Vth。由于第一节点A和第三节点C是第一电容器Cs1的两端，因此它们之间的电压差△VCs1存储在Cs1中：

△VCs1＝V_A–V_C＝Vref–(Vref–Vth)＝Vth (1)

换言之，导出了驱动晶体管T1的第一阈值电压Vth并将其作为电压差△VCs1存储在第一电容器Cs1中。

参照图2和图3，在第三时间段t3(或数据输入时间段)中操作像素电路的数据输入和补偿子电路。第一控制端EN此时被提供有低电压电平，使得第二晶体管T2和第四晶体管T4关断。第一节点A和第二节点B均保持悬置状态，V_A＝Vref并且V_B未变化。第二控制端Vscan改变为高电压电平，从而将第三晶体管T3导通。数据电压(尤其是当前周期中的第一数据电压)通过第三晶体管T3从数据电压端Vdata传递至第三节点C。由于第三节点C处的原电压电平V_C为Vref-Vth(如第二时间段t2中所见)，因此数据电压Vdata的输入使得第三节点C处的电压电平的改变△V_C为：△V_C＝Vdata–(Vref–Vth)。但是由于第一电容器Cs1的两端保持不变，因此上述V_C的改变有效地被耦合至第一节点A，从而导致第一节点A处的改变后的电压电平V_A为：

V_A＝Vref+△V_C＝Vref+Vdata–(Vref–Vth)＝Vdata+Vth (2)

在该时间段t3，第一电压端VCC改变为低电压电平且第二电压端Vref改变为低电压电平，驱动晶体管T1被反向偏置地关断。

在下一时间段t4(或显示时间段)，操作像素电路的操作数据输入和补偿子电路以及驱动晶体管以通过驱动晶体管T1产生驱动电流(或该周期的第一驱动电流)。第一电压端VCC此时再次改变为高电压电平，从而使得驱动晶体管T1工作在饱和状态，从而产生流过驱动晶体管T1的第一驱动电流I_data＝(1/2)×(W/L)μC₁[V_gs–Vth]²。栅源电压V_gs＝V_A-V_B。驱动晶体管T1的栅极处的电压电平刚好是第一节点A处的电压电平：V_A＝Vdata+Vth。驱动晶体管T1的源极处的电压电平刚好是第二节点B处的电压电平V_B，这也是施加至OLED的阳极的电压。OLED的电压必须至少等于或大于第二阈值电压Vth_oled，其是使OLED初始化以允许第一驱动电流I_data成为流过OLED以引起发光的驱动电流I_oled的最小驱动电压：

V_B＝Vth_oled (3)

I_oled＝(1/2)×(W/L)μC₁[Vdata–Vth_oled]² (4)

这里，W/L是驱动晶体管T1的沟道宽度与长度之比，μ是驱动晶体管T1的电子迁移率，并且C₁是驱动晶体管T1的本征电容。

从式(4)可以看出，驱动电流I_oled独立于驱动晶体管的第一阈值电压Vth，同时依赖于发光二极管OLED的第二阈值电压Vth_oled。Vth_oled的漂移将引起I_oled的改变，导致实际像素亮度偏离于目标像素亮度。为了消除第二阈值电压Vth_oled漂移的影响，需要补偿电压来调整输入数据电压以跟随Vth_oled的漂移。

返回参照图2，用于实质上实时地调整输入数据电压的补偿电压是利用耦接在发光二极管的阴极和数据电压端之间的反馈子电路产生的反馈相加量。通过在OLED的阴极与第一恒电压端GND之间增加第一电阻器R1，通过I_oled×R1来有效地得到采样电压。第一电阻器作为采样电阻器工作。该采样电压被施加至第一电压差比较器U1的第一正输入端口U₁₊。同时，第一电压差比较器U1的第一负输入端口U_1-与数据电压端耦接，从而并入第一数据电压Vdata(其是当前周期的输入电压信号)：

U₁₊＝I_oled×R1

U_1-＝Vdata

于是，第一电压差比较器U1在第一输出端口输出第一电压差U_{1_out}：

U_{1_out}＝U₁₊-U_1-＝I_oled×R1–Vdata

参照图2，第一电压差U_{1_out}被传递至第二电压差比较器U2的第二负输入端口U_2-：

U_2-＝U_{1_out}＝I_oled×R1–Vdata。

参照图2，第二电压差比较器U2包括第二正输入端口U₂₊，其构造为与第二恒电压端VDD耦接，其中第二电阻器R2与第二恒电压端VDD串联连接并且反馈(第三)电阻器Rf在第二正输入端口U₂₊与第二输出端口U_{2_out}之间与第二电压差比较器U2并联连接。有效地，第二正输入端口U₂₊处的输入电压为：

U₂₊＝F(R2,Rf)×Vdd。

这里，F(R2，Rf)是与第二电压差比较器U2相关的放大系数，第二电压差比较器U2起到闭环放大器的作用，Vdd是提供至第二恒电压端VDD的固定电压。可选地，Vdd≥0V。

当在当前周期中第二阈值电压Vth_oled不存在漂移时，无需将反馈馈送至下一周期。因此，第二输出端口U_{2_out}应当输出0V，即，U₂₊＝U_2-。在当前周期中Vth_oled存在改变的情况下，第一驱动电流也将改变，例如，改变为I'_oled。则，第一正输入端口和第一负输入端口处各自的输入电压以及第一输出端口处的第一电压差为：

U’₁₊＝I'_oled×R1

U’_1-＝Vdata

U’_{1_out}＝I'_oled×R1–Vdata

第二电压差比较器U2的第二负输入端口U_2-接收在当前周期中输出的第一电压差U’_{1_out}。第二电压差比较器U2的第二输出端口U_{2_out}处的输出电压由下式给出：

U_{2_out}＝U₂₊-U_2-＝F(R2,Rf)×Vdd–(I'_oled×R1–Vdata)

＝I_oled×R1–Vdata–(I'_oled×R1–Vdata)

＝(I_oled-I'_oled)×R1＝△I_oled×R1 (5)

参照图2，第二输出端口U_{2_out}与第三电容器Cs3的一个电极E耦接，第三电容器Cs3的另一个电极D耦接至数据电压端。因此，每当第二输出端口存在电压改变时，数据电压端电压Vdata响应性地并入该电压改变。换言之，在当前周期[n]中检测到的第二电压差比较器U2的第二输出端口U_{2_out}处的输出电压成为被添加以补偿要在接着的下一周期[n+1]输入的数据电压Vdata的反馈电压：

V’data[n+1]＝Vdata[n+1]+U_{2_out}[n] (6)

这里，[n]表示当前周期，[n+1]表示接着的下一周期。

根据式(5)，当不存在Vth_oled的漂移引起的驱动电流的改变△I_oled时，则第二电压差比较器U2的第二输出端口U_{2_out}处的输出电压将为0V。在这种情况下，参照图2，不存在作为反馈被并入到数据电压端中以与要在显示另一图像帧的下一周期中被输入至像素电路的数据电压组合的反馈电压。然而，每当OLED特性改变使得第二阈值电压Vth_oled在当前周期漂移(增大或减小)时，第二电压差比较器U2的输出U_{2_out}将是非零值。如果在周期中Vth_oled减小，则OLED中的沟道载流子将更快地移动，导致驱动电流增大，即，I_oled<I'_oled，输出U_{2_out}<0将是添加至下一周期的数据电压的负值。因此，在下一周期，补偿后的数据电压减小，以将驱动电流I_oled(第二驱动电流)拉低，从而有效地消除了第二阈值电压Vth_oled的减小的影响。或者，如果在周期中Vth_oled增大，则OLED中的沟道载流子将更慢地移动，导致驱动电流减小，即，I_oled>I'_oled，输出U_{2_out}>0将是添加至下一周期的数据电压的正值。因此，在下一周期，补偿后的数据电压变大，以将驱动电流I_oled(第二驱动电流)推高，从而有效地消除了第二阈值电压Vth_oled的增大的影响。无论OLED的Vth_oled在何种方向上变化，本文公开的方法均能够实质上实时地完成对Vth_oled的补偿。

在又一方面，本公开提供了一种显示设备，其包括显示面板和本文描述的图2的电路。在一个示例中，所述电路包括：像素电路，其和与显示面板中的子像素相关联的发光二极管的阳极耦接，并且构造为从数据电压端接收数据电压以控制用于驱动发光二极管发光从而在当前周期中显示像素图像帧的第一驱动电流。所述电路还包括：反馈子电路，其耦接在发光二极管的阴极与数据电压端之间，并且构造为基于第一驱动电流的由于发光二极管的特性改变而导致的任何改变来产生补偿电压并且将该补偿电压作为负反馈添加至要在接着的下一周期被输入至像素电路中的数据电压。可选地，发光二极管为有机发光二极管(OLED)。可选地，发光二极管为OLED，其阴极构造为与采样电阻器连接，采样电阻器与接地端口串联。可选地，显示面板为OLED显示面板。适当显示设备的示例包括但不限于：电子纸、移动电话、平板计算机、电视、监视器、笔记本计算机、数字相框、GPS等。在一个示例中，显示设备为智能手表。可选地，所述显示设备为有机发光二极管显示设备。

出于示意和描述目的已示出对本发明实施例的上述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的确切形式或示例性实施例。因此，上述描述应当被认为是示意性的而非限制性的。显然，许多修改和变形对于本领域技术人员而言将是显而易见的。选择和描述这些实施例是为了解释本发明的原理和其最佳方式的实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明适用于特定用途或所构思的实施方式的各种实施例及各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式限定，其中除非另有说明，否则所有术语以其最宽的合理意义解释。因此，术语“发明”、“本发明”等不一定将权利范围限制为具体实施例，并且对本发明示例性实施例的参考不隐含对本发明的限制，并且不应推断出这种限制。本发明仅由随附权利要求的精神和范围限定。此外，这些权利要求可涉及使用跟随有名词或元素的“第一”、“第二”等术语。这种术语应当理解为一种命名方式而非意在对由这种命名方式修饰的元素的数量进行限制，除非给出具体数量。所描述的任何优点和益处不一定适用于本发明的全部实施例。应当认识到的是，本领域技术人员在不脱离随附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对所描述的实施例进行变化。此外，本公开中没有元件和组件是意在贡献给公众的，无论该元件或组件是否明确地记载在随附权利要求中。

Claims (21)

1.一种在连续周期中利用反馈补偿驱动像素电路的方法，包括：

初始化所述像素电路中的电压设置，所述像素电路至少包括与发光器件耦接的驱动晶体管；

获取所述驱动晶体管的第一阈值电压；

从数据电压端向所述像素电路输入第一数据电压以产生独立于所述第一阈值电压的第一驱动电流，从而驱动所述发光器件在当前周期中发光；其中，所述当前周期和所述下一周期中的每一个是在逐行扫描方案下所述发光器件发光以产生两个连续像素图像帧的两个连续持续时间中的一个，每个持续时间包括连续的第一时间段、第二时间段、第三时间段和第四时间段；

基于所述第一驱动电流由于所述发光器件的第二阈值电压的改变而导致的改变，经由耦接在所述数据电压端与所述发光器件之间的反馈子电路来产生补偿电压；

其中，所述产生补偿电压包括：在所述当前周期的第四时间段中利用第一电阻器获取采样电压，所述采样电压等于所述第一驱动电流乘以所述第一电阻器的电阻；将所述采样电压输入至所述反馈子电路中的第一电压差比较器的第一正输入端；和将所述第一数据电压耦合至所述第一电压差比较器的第一负输入端以输出所述采样电压与所述第一数据电压之间的第一电压差；和

将来自所述数据电压端的第二数据电压连同作为负反馈的所述补偿电压输入以产生第二驱动电流，从而驱动所述发光器件在下一周期中发光以显示像素图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初始化像素电路包括：在所述当前周期的第一时间段中释放所述驱动晶体管的源极中的电荷，所述源极与所述发光器件的阳极耦接。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述获取驱动晶体管的第一阈值电压包括：在所述当前周期的第二时间段中将所述像素电路中的第一电容器的第一电极处的电压电平设置为第一参考电压；以及将所述第一阈值电压存储为所述第一电容器的第一电极和第二电极之间的电压差，其中，所述第一电容器的第一电极与所述驱动晶体管的栅极耦接。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述输入第一数据电压包括：在所述当前周期的第三时间段中将所述第一数据电压传递至所述第一电容器的第二电极；以及将所述第一电容器的第一电极处的电压电平重置为所述第一数据电压与所述第一阈值电压之和。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述重置所述第一电容器的第一电极处的电压电平包括：在所述当前周期的第四时间段中使所述驱动晶体管的源极处的电压电平至少为第二阈值电压；以及通过所述驱动晶体管产生所述第一驱动电流。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述第一电压差输入至所述反馈子电路中的第二电压差比较器的第二负输入端；

将第二参考电压耦合至所述第二电压差比较器的第二正输入端；和

输出所述第二参考电压与所述第一电压差之间的第二电压差；其中，所述第二电压差与所述第一驱动电流由于所述发光器件的第二阈值电压的改变而导致的改变成比例。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：将所述第二电压差作为所述补偿电压耦合至所述数据电压端以与所述第二数据电压相加。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述第二阈值电压保持实质上不变时，所述补偿电压为0，当所述第二阈值电压减小时，所述补偿电压为负值以补偿增大的驱动电流，并且当所述第二阈值电压增大时，所述补偿电压为正值以补偿减小的驱动电流。

9.一种用于在显示像素图像帧的一系列周期中驱动发光器件的电路，包括：

驱动晶体管，其具有与第一节点耦接的栅极、与第二节点耦接的源极、以及与第一电压端连接的漏极，所述第二节点与所述发光器件的阳极连接；

初始化子电路，其与第二电压端和所述第一节点耦接，并且构造为在来自第一控制端的第一控制信号的控制下初始化所述第一节点和所述第二节点处的电势；

数据输入和补偿子电路，其与所述第二电压端、数据电压端、所述第一节点以及所述第二节点耦接，并且构造为接收数据电压以及在所述第一控制信号和来自第二控制端的第二控制信号的控制下改变所述第一节点和所述第二节点处的电势；

反馈子电路，其与所述发光器件的阴极以及所述数据电压端耦接，并且构造为接收所述数据电压和补偿所述发光器件的阈值电压差。

10.根据权利要求9所述的电路，其中，所述反馈子电路包括：

第一电压差比较器，其具有与所述发光器件的阴极耦接的第一正输入端口、第一负输入端口以及第一输出端口，所述发光器件的阴极经由第一电阻器连接至第一恒电压端；

第二电压差比较器，其具有与所述第一输出端口耦接的第二负输入端口、经由第二电阻器与第二恒电压端耦接的第二正输入端口、以及经由第三电阻器与所述第二正输入端口耦接的第二输出端口；和

第三电容器，其具有与所述数据电压端耦接的一端和与所述第一电压差比较器的第一负输入端口及所述第二电压差比较器的第二输出端口耦接的另一端。

11.根据权利要求9所述的电路，其中，所述初始化子电路包括：

第二晶体管，其具有与所述第一控制端耦接的栅极、与所述第一节点耦接的源极、以及与所述第二电压端耦接的漏极。

12.根据权利要求11所述的电路，其中，所述数据输入和补偿子电路包括：

第三晶体管，其具有与所述第二控制端耦接的栅极、与第三节点耦接的源极、以及与所述数据电压端耦接的漏极；

第四晶体管，其具有与所述第一控制端耦接的栅极、与所述第二节点耦接的源极、以及与所述第三节点耦接的漏极；

第一电容器，其具有与所述第一节点耦接的一端和与所述第三节点耦接的另一端；和

第二电容器，其具有与所述第二电压端耦接的一端和与所述第三节点耦接的另一端。

13.根据权利要求12所述的电路，其中，所述初始化子电路构造为：在所述一系列周期中的当前周期的第一时间段中，在所述第一电压端设为0V的条件下，将所述第一节点处的电压电平设置为第一参考电压并且将所述第二节点处的电压电平设置为0，其中所述第二电压端被提供有处于导通电压电平的第一参考电压，所述第一控制端被提供有处于导通电压电平的第一控制信号以导通第二晶体管，从而将所述第一参考电压传递至所述第一节点，并且所述第二控制端被提供有处于关断电压电平的第二控制信号。

14.根据权利要求13所述的电路，其中，所述初始化子电路以及数据输入和补偿子电路构造为：在所述当前周期的第二时间段中，在所述第一电压端提供有导通电压电平的条件下，保持所述第一节点处的电压电平不变，使所述第二节点处的电压电平增大为所述第一参考电压减所述驱动晶体管的第一阈值电压，以及将所述第三节点处的电压电平设置为等于所述第二节点处的电压电平，从而将所述第一阈值电压存储到所述第一电容器，其中，所述第二电压端保持在所述第一参考电压，所述第一控制信号保持在所述导通电压电平，并且所述第二控制信号保持在所述关断电压电平。

15.根据权利要求14所述的电路，其中，所述数据输入和补偿子电路构造为：在所述当前周期的第三时间段中，在所述第一电压端和所述第二电压端设为0V的条件下，从所述数据电压端输入第一数据电压以将所述第二节点处的电压电平设为不变，将所述第三节点处的电压电平改变为所述第一数据电压，以及将所述第一节点处的电压电平改变为所述第一数据电压加所述第一阈值电压，其中，所述第一控制信号被改变为关断电压电平，并且所述第二控制信号被改变为导通电压电平。

16.根据权利要求15所述的电路，其中，所述数据输入和补偿子电路以及所述驱动晶体管构造为：在所述当前周期的第四时间段中，在所述第一电压端改变为所述导通电压电平的条件下，产生流过所述驱动晶体管的第一驱动电流，其中，所述第二电压端保持在0V，所述第一控制信号保持在所述关断电压电平，并且所述第二控制信号改变为所述关断电压电平，其中，所述第一驱动电流独立于所述第一阈值电压但依赖于所述发光器件的第二阈值电压。

17.根据权利要求16所述的电路，其中，所述第一电压差比较器构造为输出所述第一正输入端口处的采样电压减所述第一负输入端口处的第一数据电压的第一电压差，其中，所述采样电压等于所述第一驱动电流与第一电阻器的电阻的乘积，所述第一电阻器与所述发光器件的阴极耦接。

18.根据权利要求17所述的电路，其中，所述第二电压差比较器构造为输出所述第二正输入端口处导出的第二参考电压减所述第二负输入端口处的第一电压差的第二电压差。

19.根据权利要求18所述的电路，其中，所述第二电压差作为补偿电压经由所述第三电容器反馈至所述数据电压端，以在下一周期的第三时间段中与第二数据电压一起被输入至所述像素电路。

20.一种显示设备,包括显示面板和根据权利要求9至19中任一项所述的电路。

21.根据权利要求20所述的显示设备，其中，所述显示面板为有机发光二极管显示面板。

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