CN110189705B - 像素电路、显示面板和显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种像素电路、显示面板和显示设备，其中，电路包括：补偿单元；驱动管，驱动管分别与第一电源线和补偿单元连接；发光二极管，发光二极管分别与驱动管的第二极和第二电源线连接；其中，在一帧时间内，依次经过非发光阶段和发光阶段；在非发光阶段，第二电源线输入第一电源电压，以使发光二极管截止，补偿单元将驱动管的控制极的电压调节至等于第一电压与驱动管的阈值电压的差值，第一电压等于第一电源电压与的第二电压的和值；在发光阶段，第二电源线输入第二电源电压，以使发光二极管导通，第一电源线输入第一电源电压，第一电源电压大于第二电源电压。由此，能够有效地对驱动管的阈值电压进行补偿，而且结构简单。

Description

像素电路、显示面板和显示设备
技术领域
本发明涉及发光二极管的驱动技术领域，特别涉及一种像素电路、一种显示面板和一种显示设备。
背景技术
目前，有机发光二极管的像素电路如图1所示，有机发光二极管和驱动管串联连接，并且驱动管连接到有机发光二极管的驱动电压ELVDD，驱动管的栅极通过开关管连接到表示灰阶电压数据的数据线，而该像素电路通常存在以下问题：
当像素与像素之间驱动管的阈值电压存在超过预设电压(例如，0.1V)以上的差异时，驱动管的驱动电流会出现偏差，从而使得显示的亮度产生差异，进而使得显示的画面出现亮度不均匀的情况。
相关技术中，通常采用像素内部自补偿的方法，来防止出现上述情况，但其采用的像素内部自补偿电路结构复杂，很难达到像素电路高分辨率的要求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种像素电路，能够有效地对像素电路中的驱动管的阈值电压进行补偿，使得驱动管的驱动电流不受该阈值电压的影响，从而保证了驱动管的驱动电流的均匀性，并且该像素电路结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
本发明的第二个目的在于提出一种显示面板。
本发明的第三个目的在于提出一种显示设备。
为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种像素电路，包括：补偿单元；驱动管，所述驱动管的第一极与第一电源线连接，所述驱动管的控制极和第二极分别与所述补偿单元连接；发光二极管，所述发光二极管的阳极与所述驱动管的第二极连接，所述发光二极管的阴极与第二电源线连接；其中，在一帧时间内，所述像素电路依次经过非发光阶段和发光阶段；在所述非发光阶段，所述第二电源线用于输入第一电源电压，以使所述发光二极管截止，所述补偿单元用于将所述驱动管的控制极的电压调节至等于第一电压与所述驱动管的阈值电压的差值，所述第一电压等于所述第一电源电压与的第二电压的和值，其中，所述第二电压与所述阈值电压无关；在所述发光阶段，所述第二电源线用于输入第二电源电压，以使所述发光二极管导通，所述第一电源线用于输入所述第一电源电压，所述第一电源电压大于所述第二电源电压。
根据本发明实施例的像素电路，由补偿单元、驱动管和发光二极管构成，在一帧时间内，依次经过非发光阶段和发光阶段，其中，在非发光阶段，通过第二电源线输入第一电源电压，以使发光二极管截止，并通过补偿单元将驱动管的控制极的电压调节至等于第一电压与驱动管的阈值电压的差值，在发光阶段，通过第二电源线输入第二电源电压，以使发光二极管导通，并通过第一电源线输入第一电源电压，由此，能够有效地对像素电路中的驱动管的阈值电压进行补偿，使得驱动管的驱动电流不受该阈值电压的影响，从而保证了驱动管的驱动电流的均匀性，并且该像素电路结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
另外，根据本发明上述实施例的像素电路还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述补偿单元包括：存储电容，所述存储电容的第一端与控制发光数据线连接，所述存储电容的第二端与所述驱动管的控制极连接；第一开关管，所述第一开关管的控制极与扫描线连接，所述第一开关管的第一极与所述存储电容的第二端连接，所述第一开关管的第二极与所述驱动管的第二极连接；电容，所述电容的第一端与所述驱动管的第二极连接，所述电容的第二端与数据线连接；在所述非发光阶段内，所述像素电路依次经过复位阶段、阈值电压写入阶段和数据写入阶段；在所述复位阶段，所述第一电源线用于输入复位电压，所述复位电压小于所述第一电源电压，所述控制发光数据线用于输入第一控制电压，以使所述驱动管导通，所述扫描线用于输入第二控制电压，以使所述第一开关管截止，所述第二控制电压大于所述第一控制电压，所述数据线用于输入参考电压；在所述阈值电压写入阶段，所述第一电源线用于输入所述第一电源电压，所述控制发光数据线用于输入所述参考电压，以使所述驱动管导通，所述参考电压大于所述第一控制电压，所述扫描线用于输入所述第一控制电压，以使所述第一开关管导通，所述数据线用于输入所述参考电压；在所述数据写入阶段，所述第一电源线用于输入所述复位电压，所述控制发光数据线用于输入所述参考电压，以使所述驱动管截止，所述扫描线用于输入扫描电压，所述扫描电压在扫描到当前行时等于所述第一控制电压，所述数据线用于输入当前行的数据电压。
根据本发明的一个实施例，所述复位电压满足以下关系：
Figure BDA0002100009980000021
其中，所述VGL为所述第一控制电压；所述ELVDD为所述第一电源电压；所述Vth为所述驱动管的阈值电压；所述Ca为所述电容的容值；所述Vdata为所述当前行的数据电压；所述Cb为所述存储电容的容值；所述Vref为所述参考电压；所述Vini为所述复位电压。
根据本发明的一个实施例，所述第一开关管为P型金属氧化物半导体晶体管或P型薄膜晶体管。
根据本发明的一个实施例，所述像素电路还包括：第一电平切换电路，所述第一电平切换电路用于控制所述第一电源线的输入信号在所述复位电压和所述第一电源电压之间切换；第二电平切换电路，所述第二电平切换电路用于控制所述第二电源线的输入信号在所述第一电源电压和所述第二电源电压之间切换；第三电平切换电路，所述第三电平切换电路用于控制所述控制发光数据线的输入信号在所述参考电压和所述第一控制电压之间切换；第四电平切换电路，所述第四电平切换电路用于控制所述扫描线的输入信号在所述第一控制电压和所述扫描电压之间切换；第五电平切换电路，所述第五电平切换电路用于控制所述数据线的输入信号在所述参考电压和所述数据电压之间切换。
根据本发明的一个实施例，所述第一电平切换电路、第二电平切换电路、第三电平切换电路、第四电平切换电路和所述第五电平切换电路分别包括2个开关管。
根据本发明的一个实施例，所述第一电平切换电路、第二电平切换电路、第三电平切换电路、第四电平切换电路和所述第五电平切换电路中的一个或多个设置在可操作区附近设定区域内，或者集成在驱动芯片内。
为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种显示面板，包括：本发明第一方面实施例提出的像素电路。
根据本发明实施例的显示面板，通过上述的像素电路，能够有效地对像素电路中的驱动管的阈值电压进行补偿，使得驱动管的驱动电流不受该阈值电压的影响，从而保证了驱动管的驱动电流的均匀性，并且该像素电路结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种显示设备，包括：壳体和本发明第二方面实施例提出的显示面板。
根据本发明实施例的显示设备，能够有效地对像素电路中的驱动管的阈值电压进行补偿，使得驱动管的驱动电流不受该阈值电压的影响，从而保证了驱动管的驱动电流的均匀性，并且该像素电路结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
附图说明
图1是相关技术中有机发光二极管的像素驱动电路的结构示意图；
图2是相关技术中具有像素内部自补偿功能的像素电路的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的像素电路的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的像素电路的结构示意图；
图5是根据本发明另一个实施例的像素电路的结构示意图；
图6是根据本发明一个实施例的第一电源线PDD、第二电源线PSS、控制发光数据线EM、扫描线GL和数据线DL在不同阶段需要输入的电压信号的时序图；
图7是根据本发明一个实施例的在复位阶段，像素电路中各器件的运行状态的示意图；
图8是根据本发明一个实施例的在阈值电压写入阶段，像素电路中各器件的运行状态的示意图；
图9是根据本发明一个实施例的数据写入阶段，像素电路中各器件的运行状态的示意图；
图10是根据本发明一个实施例的在发光阶段，像素电路中各器件的运行状态的示意图；
图11是根据本发明又一个实施例的像素电路的结构示意图；
图12是根据本发明一个实施例的第一至第十控制信号以及第一电源线PDD、第二电源线Pss、控制发光数据线EM、扫描线GL和数据线DL在不同阶段需要输入的电压信号的时序图；
图13是根据本发明实施例的显示面板的方框示意图；
图14是根据本发明实施例的显示设备的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来描述根据本发明实施例提出的像素电路、显示面板和显示设备。
目前，典型的有机发光二极管的像素驱动电路可如图1所示。如图1所示，该像素电路可包括有机发光二极管、驱动管、电容和开关管。
其中，有机发光二极管和驱动管串联连接，并且驱动管连接到有机发光二极管的驱动电压ELVDD，驱动管的栅极通过开关管连接到表示灰阶电压数据的数据端Pdata，开关管的栅极连接到栅极线Gate(n)，并通过控制栅极线上输入的电压，控制开关管导通或关闭。
在实际应用中，可通过在n行栅极线上输入低电平，以控制开关管导通，此时，数据端Pdata输入的数据信号Vdata可通过开关管写入到驱动管的栅极和电容上。这一行写完后，可在栅极线上输入高电平，以控制开关管关闭，此时，数据信号Vdata可保存在电容中，并且驱动管的栅极电压也可保持在Vdata。其中，根据驱动管的转移特性，可通过以下公式生成驱动管的驱动电流：
Figure BDA0002100009980000051
其中，ID可为驱动管的驱动电流，COX可为驱动管的氧化层电容，VGS可为驱动管的栅源电压，VTH可为驱动管的阈值电容，
Figure BDA0002100009980000052
可为驱动管的宽长比。
进一步而言，由于VGS＝Vdata-ELVDD，因此，公式(1)可转化为：
Figure BDA0002100009980000053
根据公式(2)可知，在有机发光二极管的像素驱动电路中，驱动管的驱动电流ID与驱动管的阈值电压VTH和电源电压ELVDD存在一定的关系，一旦像素与像素之间驱动管DTFT的阈值电压VTH存在预设电压(例如，0.1V)以上的差异，那么驱动管的驱动电流将会出现偏差，从而使得显示的亮度存在差异，进而影响显示亮度的均匀性。
相关技术中，通常采用像素内部自补偿的方法来解决上述问题，但是效果并不显著，而且，该方法中所采用的像素电路结构比较复杂，举例而言，如图2所示，采用的像素电路包括6个开关管、1个电容以及6EA信号线，由于受到像素空间的限制，使得该像素电路很难满足高分辨率的需求。
为此，本发明实施例提出了一种像素电路，能够有效地对像素电路中的驱动管的阈值电压进行补偿，使得驱动管的驱动电流不受该阈值电压的影响，从而保证了驱动管的驱动电流的均匀性，并且该像素电路结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
图3是根据本发明实施例的像素电路的结构示意图。如图3所示，本发明实施例的像素电路100可包括补偿单元1000、驱动管T1和发光二极管D1。
其中，驱动管T1的第一极与第一电源线PDD连接，驱动管T1的控制极和第二极分别与补偿单元1000连接；发光二极管D1的阳极与驱动管的第二极连接，发光二极管D1的阴极与第二电源线PSS连接；其中，在一帧时间内，像素电路100可依次经过非发光阶段和发光阶段；在非发光阶段，第二电源线PSS用于输入第一电源电压ELVDD，以使发光二极管D1截止，补偿单元1000用于将驱动管T1的控制极的电压调节至等于第一电压与驱动管T1的阈值电压的差值，第一电压等于第一电源电压ELVDD与的第二电压的和值，其中，第二电压与阈值电压无关；在发光阶段，第二电源线PSS用于输入第二电源电压ELVSS，以使发光二极管导通D1，第一电源线PDD用于输入第一电源电压ELVDD，第一电源电压ELVDD大于第二电源电压ELVSS。
具体而言，在一帧时间内，可将像素电路的控制过程划分为非发光阶段和发光阶段，其中，在非发光阶段，可通过第二电源线PSS输入一个较大的电压值，以确保发光二极管D1截止，从而控制发光二极管D1无法发光，并通过补偿单元1000将驱动管T1的控制极的电压调节至等于第一电压与驱动管T1的阈值电压的差值，以确保在发光阶段获取的驱动管T1的驱动电流与阈值电压无关，由此，能够有效地对像素电路中的驱动管的阈值电压进行补偿，使得驱动管的驱动电流不受该阈值电压的影响，从而保证了驱动管的驱动电流的均匀性，并且该像素电路100仅由补偿单元1000、驱动管T1和发光二极管D1构成，结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
需要说明的是，一般情况下，二极管的PN结之间存在结电容，因此，在实际应用中，如图4所示，发光二极管D1可等效于发光二极管D1与发光二极管器件电容COLED(发光二极管D1的结电容)并联连接。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，补偿单元1000可包括存储电容Cst、第一开关管T2和电容C1。其中，存储电容Cst的第一端与控制发光数据线EM连接，存储电容Cst的第二端与驱动管T1的控制极连接；第一开关管T2的控制极与扫描线GL连接，第一开关管T2的第一极与存储电容Cst的第二端连接，第一开关管T2的第二极与驱动管T1的第二极连接；电容C1的第一端与驱动管T1的第二极连接，电容C1的第二端与数据线DL连接；其中，在非发光阶段内，像素电路100依次经过复位阶段、阈值电压写入阶段和数据写入阶段；在复位阶段，第一电源线PDD用于输入复位电压Vini，复位电压Vini小于第一电源电压ELVDD，控制发光数据线EM用于输入第一控制电压VGL，以使驱动管T1导通，扫描线GL用于输入第二控制电压VGH，以使第一开关管T2截止，第二控制电压VGH大于第一控制电压VGL，数据线DL用于输入参考电压Vref；在阈值电压写入阶段，第一电源线PDD用于输入第一电源电压ELVDD，控制发光数据线EM用于输入参考电压Vref，以使驱动管T1导通，参考电压Vref大于第一控制电压VGL，扫描线GL用于输入第一控制电压VGL，以使第一开关管T2导通，数据线DL用于输入参考电压Vref；在数据写入阶段，第一电源线PDD用于输入复位电压Vini，控制发光数据线EM用于输入参考电压Vref，以使驱动管T1截止，扫描线GL用于输入扫描电压Gn，扫描电压Gn在扫描到当前行时等于第一控制电压VGL，数据线DL用于输入当前行的数据电压Vdata。
根据本发明的一个实施例，复位电压满足以下关系：
Figure BDA0002100009980000061
其中，VGL为第一控制电压；ELVDD为第一电源电压；Vth为驱动管的阈值电压；Ca为电容C1的容值；Vdata为当前行的数据电压；Cb为存储电容Cst的容值；Vref为参考电压；Vini为复位电压。
根据本发明的一个实施例，第一开关管T2可为P型金属氧化物半导体晶体管或P型薄膜晶体管。
具体而言，在实际应用中，可将非发光阶段再划分为三个阶段，即复位阶段、阈值电压写入阶段和数据写入阶段，也就是说，在一帧时间内，可将像素电路100的工作过程依次划分为四个阶段，即复位阶段、阈值电压写入阶段、数据写入阶段和发光阶段。对应地，一帧时间内，第一电源线PDD、第二电源线PSS、控制发光数据线EM、扫描线GL和数据线DL在不同阶段需要输入的电压信号的时序图，可如图6所示。
具体地，在复位阶段，可通过第二电源线PSS输入第一电源电压ELVDD，即输入高电平，使得发光二极管D1持续处于截止状态，以确保发光二极管D1无法发光，此时，可通过扫描线GL输入第二控制电压VGH，即输入高电平，使得第一开关管T2截止，并可通过控制发光数据线EM输入第一控制电压VGL，即输入低电平，以确保驱动管T1持续处于导通状态，同时，可通过数据线DL输入参考电压Vref，其中，在复位阶段，像素电路100中的各器件的工作状态可如图7所示(图7中的虚线表示截止状态，实线表示导通状态)。此时，第一电源线PDD输入的复位电压Vini，可通过驱动管T1输入到电容C1和发光二极管器件电容COLED。
由此，可通过以下公式生成A点的电平：
Figure BDA0002100009980000071
其中，VA为A点的电平，VGL为第一控制电压，ELVDD为第一电源电压，Vth为驱动管T1的阈值电压，Ca为电容C1的容值，Vdata为当前行的数据电压，Cb为存储电容Cst的容值，Vref为参考电压。
可以理解的是，在复位阶段，为了确保驱动管T1维持导通状态，根据驱动管T1的导通条件，可控制驱动管T1的阈值电压Vth与复位电压Vini和A点的电平VA满足以下关系：
Vini-VA＞Vth， (4)
结合公式(3)对关系式(4)进行处理，可得到关系式(5)，即
Figure BDA0002100009980000072
也就是说，在复位阶段，可控制复位电压Vini满足关系式(5)，以确保驱动管T1维持导通状态，使得第一电源线PDD输入的复位电压Vini，可通过驱动管T1输入到电容C1和发光二极管器件电容COLED。在复位阶段结束后，B点的电压可为复位电压Vini，一般情况下，复位电压Vini可设定为一个负电压，例如，可为-3V。
在阈值电压写入阶段，主要是实现将驱动管T1的阈值电压Vth写入像素电路100中的各个电容中。具体而言，在阈值电压写入阶段，依然通过第二电源线PSS输入第一电源电压ELVDD，即输入高电平，使得发光二极管D1持续处于截止状态，以确保发光二极管D1无法发光，此时，可通过第一电源线PDD输入第一电源电压ELVDD，并通过扫描线GL输入第一控制电压VGL，即输入低电平，以确保第一开关管T2持续处于导通状态，其中，在阈值电压写入阶段，像素电路100中的各器件的工作状态可如图8所示(图8中的虚线表示截止状态，实线表示导通状态)。
由于在复位阶段已经将参考电压Vini写入到B点，并且该参考电压Vini被设定为一个负电压，因此，在第一开关管T2导通时，可分别通过控制发光数据线EM和数据线DL输入参考电压Vref，以使A点和B点的电压均小于第一电源电压ELVDD与驱动管T1的阈值电压Vth的差值，此时，第一电源电压ELVDD可通过驱动管T1向电容C1、发光二极管器件电容COLED和存储电容Cst充电。当A点的电压VA和B点的电容VB均等于第一电源电压ELVDD与驱动管T1的阈值电压Vth的差值，即VA＝VB＝ELVDD-Vth时，驱动管T1截止。
此时，存储电容Cst上保存的电荷Qcst可为Cb×(ELVDD-Vth-Vref)，即Qcst＝Cb×(ELVDD-Vth-Vref)，电容C1上保存的电荷Qc1可为Ca×(ELVDD-Vth-Vref)，即Qc1＝Ca×(ELVDD-Vth-Vref)，发光二极管器件电容COLED上保存的电荷QCOLED可为-Cc×Vth，即QCOLED＝-Cc×Vth，由此，可通过以下公式生成A点的总电荷QA和B点的总电荷QB：
QA＝QB＝Cb×(ELVDD-Vth-Vref)+Ca×(ELVDD-Vth-Vref)-Cc×Vth， (6)
其中，QA为当前A点的总电荷，QB为当前B点的总电荷，Cb为存储电容Cst的容值，ELVDD为第一电源电压，Vth为驱动管T1的阈值电压，Vref为参考电压，Ca为电容C1的容值，Cc为发光二极管器件电容COLED的容值。
在数据写入阶段，主要是实现将像素的灰阶数据电压Vdata写入存储电容Cst，并将其和在阈值电压写入阶段写入的阈值电压Vth叠加。具体而言，依然通过第二电源线PSS输入第一电源电压ELVDD，即输入高电平，使得发光二极管D1持续处于截止状态，以确保发光二极管D1无法发光，此时，可通过第一电源线PDD输入复位电压Vini，并通过控制发光数据线EM输入参考电压Vref，以使得驱动管T1截止。
进一步而言，可通过扫描线GL输入扫描电压Gn，其中，扫描电压Gn在扫描到当前行像素点时等于第一控制电压VGL，也就是说，当扫描电压Gn扫描到设定行数的像素点时，可将当前行的扫描电压Gn设定为第一控制电压VGL，以控制第一开关管T2导通，同时，可通过数据线DL输入当前行像素点的灰阶数据电压Vdatan。举例而言，在扫描到第1行时，对应地，第1行的扫描电压G1等于第一控制电压VGL，以控制第一开关管T2导通，同时，可通过数据线DL输入第1行像素点的灰阶数据电压Vdata1；在扫描到第2行时，对应地，第2行的扫描电压G2等于第一控制电压VGL，以控制第一开关管T2导通，同时，可通过数据线DL输入第2行像素点的灰阶数据电压Vdata2；在扫描到第m行时，对应地，第m行的扫描电压Gm等于第一控制电压VGL，以控制第一开关管T2导通，同时，可通过数据线DL输入第m行像素点的灰阶数据电压Vdatam。其中，在数据写入阶段，像素电路100中的各器件的工作状态可如图9所示(图9中的虚线表示截止状态，实线表示导通状态)。
当第一开关管T2导通时，通过数据线DL输入的数据电压Vdata可在电容C1、发光二极管器件电容COLED和存储电容Cst之间进行电荷的重新分布，其中，A点和B点的总电荷保持不变，即，
Cb×(VA-Vref)+Ca×(VB-Vdata)+Cc×(VB-ELVDD)＝(Cb+Ca)×(ELVDD-Vth-Vref)-Cc×Vth， (7)
由于VA＝VB，因此，通过对公式(7)进行化简，可得到A点的电压，即，
Figure BDA0002100009980000091
其中，
Figure BDA0002100009980000092
可为第一电压，
Figure BDA0002100009980000093
可为第二电压。由此，在依次经过复位阶段、阈值电压写入阶段和数据写入阶段后，实现了将驱动管T1的控制极的电压，即A点的电压，调节至等于第一电压与驱动管T1的阈值电压Vth的差值，其中，第一电压等于第一电源电压与的第二电压的和值。
在发光阶段，可利用控制发光数据线EM输入的参考电压Vref和存储电容Cst中保存的电荷，维持驱动管T1的栅极电压(控制极的电压)保持不变，即维持A点的电压VA保持不变，并驱动驱动管T1在该栅极电压下产生驱动电流IDS。
具体而言，可通过第二电源线PSS输入第二电源电压ELVSS，即输入低电平，使得发光二极管D1处于导通状态，此时，可通过第一电源线PDD输入第一电源电压ELVDD，并维持控制发光数据线EM输入参考电压Vref，使得驱动管T1导通，以及可通过扫描线GL输入第二控制电压VGH，使得第一开关管T2截止。其中，在发光阶段，像素电路100中的各器件的工作状态可如图10所示(图10中的虚线表示截止状态，实线表示导通状态)。由于控制发光数据线EM在数据写入阶段和发光阶段均维持在参考电压Vref，并且在数据写入阶段完成后，控制第一开关管T2截止，因此，A点的电压可维持不变，即，
Figure BDA0002100009980000101
此时，可通过以下公式生成驱动管T1的栅源电压VGS：
Figure BDA0002100009980000102
由此，可通过以下公式生成驱动管T1的驱动电流IDS：
Figure BDA0002100009980000103
根据公式(10)可知，驱动管的驱动电流IDS与驱动管的阈值电压Vth无关，从而实现了对驱动管的阈值电压的补偿。
由此，本发明实施例中，通过由1个驱动管T1、1个第一开关管T2、电容C1、发光二极管器件电容COLED和存储电容Cst组成的像素电路，并结合上述控制方法，即可实现对驱动管T1的阈值电压Vth进行有效地补偿，使得驱动管T1的驱动电流IDS不受该阈值电压Vth的影响，从而保证了驱动管T1的驱动电流的均匀性，并且该像素电路结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
根据本发明的一个实施例，如图11所示，像素电路100还可包括第一电平切换电路2000、第二电平切换电路3000、第三电平切换电路4000、第四电平切换电路5000和第五电平切换电路6000。
其中，第一电平切换电路2000用于控制第一电源线PDD的输入信号在复位电压Vini和第一电源电压ELVDD之间切换；第二电平切换电路3000用于控制第二电源线PSS的输入信号在第一电源电压ELVDD和第二电源电压ELVSS之间切换；第三电平切换电路4000用于控制控制发光数据线EM的输入信号在参考电压Vref和第一控制电压VGL之间切换；第四电平切换电路5000用于控制扫描线GL的输入信号在第一控制电压VGL和扫描电压Gn之间切换；第五电平切换电路6000用于控制数据线DL的输入信号在参考电压Vref和数据电压Vdata之间切换。
根据本发明的一个实施例，如图11所示，第一电平切换电路2000、第二电平切换电路3000、第三电平切换电路4000、第四电平切换电路5000和第五电平切换电路6000可分别包括2个开关管。
根据本发明的一个实施例，第一电平切换电路2000、第二电平切换电路3000、第三电平切换电路4000、第四电平切换电路5000和第五电平切换电路6000中的一个或多个设置在可操作区附近设定区域内，或者集成在驱动芯片内。
具体而言，根据上述实施例可知，第一电源线PDD、第二电源线PSS、控制发光数据线EM、扫描线GL和数据线DL在不同阶段需要输入不同的电压，以实现像素电路的内部补偿功能。因此，作为一种可能的实施方式，在不同的阶段，可通过第一至第五电平切换电路，选取不同的电压输入对应的端口，以实现像素电路的内部补偿功能。
具体而言，如图11所示，可在第一至第五电平切换电路中分别设置2个开关管，其中，第一电平切换电路2000中的一个开关管的第一极与第一电源线PDD连接，第二极与复位电压Vini连接，控制极与第一控制信号EIW连接，第一电平切换电路2000中的另一个开关管的第一极与第一电源线PDD连接，第二极与第一电源电压ELVDD连接，控制极与第二控制信号ETE连接；第二电平切换电路3000中的一个开关管的第一极与第二电源线PSS连接，第二极连接与第一电源电压ELVDD连接，控制极与第三控制信号EITW连接，第二电平切换电路3000中的另一个开关管的第一极与第二电源线PSS连接，第二极与第二电源电压ELVSS连接，控制极与第四控制信号EE连接；第三电平切换电路4000中的一个开关管的第一极与控制发光数据线EM连接，第二极与第一控制电压VGL连接，控制极与第五控制信号EI连接，第三电平切换电路4000中的另一个开关管的第一极与控制发光数据线EM连接，第二极与参考电压Vref连接，控制极与第六控制信号ETWE连接；第四电平切换电路5000中的一个开关管的第一极与扫描线GL连接，第二极与第一控制电压VGL连接，控制极与第七控制信号ET连接，第四电平切换电路5000中的另一个开关管的第一极与扫描线GL连接，第二极与扫描电压Gn连接，控制极与第八控制信号EIWE连接；第五电平切换电路6000中的一个开关管的第一极与数据线DL连接，第二极与数据电压Vdata连接，控制极与第九控制信号EW连接，第五电平切换电路6000中的另一个开关管的第一极与数据线DL连接，第二极与参考电压Vref连接，控制极与第十控制信号EIT连接。
在实际应用中，通过控制输入第一至第五电平切换电路中各开关管控制极的控制信号，可控制开关管导通或关断，从而实现通过第一至第五电平切换电路，选取不同的电压输入对应的端口。其中，一帧时间内，第一至第十控制信号以及第一电源线PDD、第二电源线Pss、控制发光数据线EM、扫描线GL和数据线DL在不同阶段需要输入的电压信号的时序图，可如图12所示。
具体而言，如图11和图12所示，在复位阶段，可将第一控制信号EIW置低电平，以使对应的开关管导通，并将第二控制信号ETE置高电平，以使对应的开关管截止，从而使得第一电源线PDD输入复位电压Vini；以及可将第三控制信号EITW置低电平，以使对应的开关管导通，并将第四控制信号EE置高电平，以使对应的开关管截止，从而使得第二电源线PSS输入第一电源电压ELVDD；以及将第五控制信号EI置低电平，以使对应的开关管导通，并将第六控制信号ETWE置高电平，以使对应的开关管截止，从而使得控制发光数据线EM输入第一控制电压VGL；以及可将第七控制信号ET置高电平，以使对应的开关管截止，并将第八控制信号EIWE置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得扫描线GL输入扫描电压Gn，在复位阶段，扫描电压Gn等于第二控制电压VGH；以及可将第九控制信号EW置高电平，以使对应的开关管截止，并将第十控制信号EIT置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得数据线DL输入参考电压Vref。由此，可实现复位的功能，其具体的实现过程可参见上述实施例，为避免冗余，在此不再详述。
在阈值电压写入阶段，可将第一控制信号EIW置高电平，以使对应的开关管截止，并将第二控制信号ETE置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得第一电源线PDD输入第一电源电压ELVDD；以及可将第三控制信号EITW置低电平，以使对应的开关管导通，并将第四控制信号EE置高电平，以使对应的开关管截止，从而使得第二电源线PSS输入第一电源电压ELVDD；以及将第五控制信号EI置高电平，以使对应的开关管截止，并将第六控制信号ETWE置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得控制发光数据线EM输入参考电压Vref；以及可将第七控制信号ET置低电平，以使对应的开关管导通，并将第八控制信号EIWE置高电平，以使对应的开关管截止，从而使得扫描线GL输入第一控制电压VGL；以及可将第九控制信号EW置高电平，以使对应的开关管截止，并将第十控制信号EIT置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得数据线DL输入参考电压Vref。由此，可实现将驱动管的阈值电压写入像素电路中的各个电容的功能，其具体的实现过程可参见上述实施例，为避免冗余，在此不再详述。
在数据写入阶段，可将第一控制信号EIW置低电平，以使对应的开关管导通，并将第二控制信号ETE置高电平，以使对应的开关管截止，从而使得第一电源线PDD输入复位电压Vini；以及可将第三控制信号EITW置低电平，以使对应的开关管导通，并将第四控制信号EE置高电平，以使对应的开关管截止，从而使得第二电源线PSS输入第一电源电压ELVDD；以及将第五控制信号EI置高电平，以使对应的开关管截止，并将第六控制信号ETWE置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得控制发光数据线EM输入参考电压Vref；以及可将第七控制信号ET置高电平，以使对应的开关管截止，并将第八控制信号EIWE置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得扫描线GL输入扫描电压Gn；以及可将第九控制信号EW置低电平，以使对应的开关管导通，并将第十控制信号EIT置高电平，以使对应的开关管截止，从而使得数据线DL输入数据电压Vdata。由此，可实现将像素的灰阶数据电压Vdata写入存储电容Cst，并将其和在阈值电压写入阶段写入的阈值电压Vth叠加的功能，其具体的实现过程可参见上述实施例，为避免冗余，在此不再详述。
在发光阶段，可将第一控制信号EIW置高电平，以使对应的开关管截止，并将第二控制信号ETE置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得第一电源线PDD输入第一电源电压ELVDD；以及可将第三控制信号EITW置高电平，以使对应的开关管截止，并将第四控制信号EE置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得第二电源线PSS输入第二电源电压ELVSS；以及将第五控制信号EI置高电平，以使对应的开关管截止，并将第六控制信号ETWE置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得控制发光数据线EM输入参考电压Vref；以及可将第七控制信号ET置高电平，以使对应的开关管截止，并将第八控制信号EIWE置低电平，以使对应的开关管导通，从而使得扫描线GL输入扫描电压Gn，在发光阶段，扫描电压Gn等于第二控制电压VGH；以及将第九控制信号EW置低电平，以使对应的开关管导通，并将第十控制信号EIT置高电平，以使对应的开光管截止，从而使得数据线DL输入数据电压Vdata。由此，可实现维持A点的电压VA保持不变，并驱动驱动管T1在该栅极电压下产生驱动电流IDS的功能，其具体的实现过程可参见上述实施例，为避免冗余，在此不再详述。
需要说明的是，在实际应用中，可将第一至第五电平切换电路中的一个或多个设置在可操作区域附近设定区域内，以便于直接进行操作，也可集成设置在驱动芯片内，以通过驱动芯片进行控制。
综上所述，本发明实施例的像素电路，由补偿单元、驱动管和发光二极管构成，在一帧时间内，依次经过非发光阶段和发光阶段，其中，在非发光阶段，通过第二电源线输入第一电源电压，以使发光二极管截止，并通过补偿单元将驱动管的控制极的电压调节至等于第一电压与驱动管的阈值电压的差值，在发光阶段，通过第二电源线输入第二电源电压，以使发光二极管导通，并通过第一电源线输入第一电源电压，由此，能够有效地对像素电路中的驱动管的阈值电压进行补偿，使得驱动管的驱动电流不受该阈值电压的影响，从而保证了驱动晶体管的电流的均匀性，并且该像素电路结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
另外，本发明的实施例还提出一种显示面板。如图13所示，本发明实施例的显示面板10可包括上述实施例中的像素电路100。
根据本发明实施例的显示面板，通过上述的像素电路，能够有效地对像素电路中的驱动管的阈值电压进行补偿，使得驱动管的驱动电流不受该阈值电压的影响，从而保证了驱动晶体管的电流的均匀性，并且该像素电路结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
此外，本发明的实施例还提出了一种显示设备。如图14所示，本发明实施例的显示设备1可包括壳体20和上述实施例中的显示面板10。
根据本发明实施例的显示设备，能够有效地对像素电路中的驱动管的阈值电压进行补偿，使得驱动管的驱动电流不受该阈值电压的影响，从而保证了驱动晶体管的电流的均匀性，并且该像素电路结构简单，更加符合像素电路高分辨率的需求。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
另外，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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装置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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种像素电路，其特征在于，包括：
补偿单元；
驱动管，所述驱动管的第一极与第一电源线连接，所述驱动管的控制极和第二极分别与所述补偿单元连接；
发光二极管，所述发光二极管的阳极与所述驱动管的第二极连接，所述发光二极管的阴极与第二电源线连接；
其中，在一帧时间内，所述像素电路依次经过非发光阶段和发光阶段；
在所述非发光阶段，所述第二电源线用于输入第一电源电压，以使所述发光二极管截止，所述补偿单元用于将所述驱动管的控制极的电压调节至等于第一电压与所述驱动管的阈值电压的差值，所述第一电压等于所述第一电源电压与第二电压的和值，其中，所述第二电压与所述阈值电压无关，且所述第二电压恒定且与所述发光二极管的阳极电压无关；
在所述发光阶段，所述第二电源线用于输入第二电源电压，以使所述发光二极管导通，所述第一电源线用于输入所述第一电源电压，所述第一电源电压大于所述第二电源电压。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其特征在于，所述补偿单元包括：
存储电容，所述存储电容的第一端与控制发光数据线连接，所述存储电容的第二端与所述驱动管的控制极连接；
第一开关管，所述第一开关管的控制极与扫描线连接，所述第一开关管的第一极与所述存储电容的第二端连接，所述第一开关管的第二极与所述驱动管的第二极连接；
电容，所述电容的第一端与所述驱动管的第二极连接，所述电容的第二端与数据线连接；
在所述非发光阶段内，所述像素电路依次经过复位阶段、阈值电压写入阶段和数据写入阶段；
在所述复位阶段，所述第一电源线用于输入复位电压，所述复位电压小于所述第一电源电压，所述控制发光数据线用于输入第一控制电压，以使所述驱动管导通，所述扫描线用于输入第二控制电压，以使所述第一开关管截止，所述第二控制电压大于所述第一控制电压，所述数据线用于输入参考电压；
在所述阈值电压写入阶段，所述第一电源线用于输入所述第一电源电压，所述控制发光数据线用于输入所述参考电压，以使所述驱动管导通，所述参考电压大于所述第一控制电压，所述扫描线用于输入所述第一控制电压，以使所述第一开关管导通，所述数据线用于输入所述参考电压；
在所述数据写入阶段，所述第一电源线用于输入所述复位电压，所述控制发光数据线用于输入所述参考电压，以使所述驱动管截止，所述扫描线用于输入扫描电压，所述扫描电压在扫描到当前行时等于所述第一控制电压，所述数据线用于输入当前行的数据电压。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述复位电压满足以下关系：
Figure FDA0002678436500000021
其中，所述VGL为所述第一控制电压；
所述ELVDD为所述第一电源电压；
所述Vth为所述驱动管的阈值电压；
所述Ca为所述电容的容值；
所述Vdata为所述当前行的数据电压；
所述Cb为所述存储电容的容值；
所述Vref为所述参考电压；
所述Vini为所述复位电压。
4.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，所述第一开关管为P型金属氧化物半导体晶体管或P型薄膜晶体管。
5.根据权利要求2所述的像素电路，其特征在于，还包括：
第一电平切换电路，所述第一电平切换电路用于控制所述第一电源线的输入信号在所述复位电压和所述第一电源电压之间切换；
第二电平切换电路，所述第二电平切换电路用于控制所述第二电源线的输入信号在所述第一电源电压和所述第二电源电压之间切换；
第三电平切换电路，所述第三电平切换电路用于控制所述控制发光数据线的输入信号在所述参考电压和所述第一控制电压之间切换；
第四电平切换电路，所述第四电平切换电路用于控制所述扫描线的输入信号在所述第一控制电压和所述扫描电压之间切换；
第五电平切换电路，所述第五电平切换电路用于控制所述数据线的输入信号在所述参考电压和所述数据电压之间切换。
6.根据权利要求5所述的像素电路，其特征在于，所述第一电平切换电路、第二电平切换电路、第三电平切换电路、第四电平切换电路和所述第五电平切换电路分别包括2个开关管。
7.根据权利要求5所述的像素电路，其特征在于，所述第一电平切换电路、第二电平切换电路、第三电平切换电路、第四电平切换电路和所述第五电平切换电路中的一个或多个设置在可操作区附近设定区域内，或者集成在驱动芯片内。
8.一种显示面板，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的像素电路。
9.一种显示设备，其特征在于，包括：壳体和如权利要求8所述的显示面板。
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