CN115602118A - 像素电路和包括该像素电路的显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种像素电路和包括该像素电路的显示装置。该显示装置的像素电路包括：第一开关元件，其包括施加有初始化电压的第一电极、施加有初始化脉冲的栅极电极和连接到第二节点的第二电极；第二开关元件，其包括连接到第三节点或第四节点的第一电极、施加有感测脉冲的栅极电极和施加有参考电压的第二电极；第三开关元件，其包括施加有数据电压的第一电极、施加有扫描脉冲的栅极电极和连接到第二节点的第二电极；以及第四开关元件，其包括连接到第三节点的第一电极、施加有第一发光控制脉冲的栅极电极和连接到第四节点的第二电极。

Description

像素电路和包括该像素电路的显示装置
技术领域
本公开涉及一种像素电路和包括该像素电路的显示装置。
背景技术
根据发光层的材料，电致发光显示装置可分为无机发光显示装置和有机发光显示装置。有源矩阵型有机发光显示装置包括自身发光的有机发光二极管(以下称为“OLED”)，并且具有响应速度快、发光效率高、亮度高和视角宽的优点。在有机发光显示装置中，有机发光二极管(OLED)形成在每个像素中。有机发光显示装置具有快速的响应速度、优异的发光效率、亮度和视角，并且由于黑灰度可以表示为全黑，还具有优异的对比度和颜色再现性。
场发射显示装置的像素电路包括用作发光元件的有机发光二极管(OLED)和用于驱动OLED的驱动元件。
OLED的阳极电极可以连接到驱动元件的源极电极，并且OLED的阴极电极可以连接到低电位电压源。低电位电压源可以共同连接到像素。在这种情况下，当低电位电压源波动时或者由于OLED的影响，驱动元件的栅源电压可能会改变，导致图像质量劣化。因为流过OLED的电流根据驱动元件的栅源电压确定，所以驱动元件的栅源电压的变化导致OLED的亮度的变化。由于施加有数据电压的数据线和低电位电压源之间存在寄生电容，因此当数据电压的变化较大时，在低电位电压源中可能出现纹波(ripple)。结果，在数据电压变化的像素行之间可能会引起串扰，导致在屏幕上出现暗线或亮线。
发明内容
本公开的目的是解决上述需求和/或问题。具体地，本公开提供了一种像素电路以及包括该像素电路的显示装置，在该像素电路中，驱动元件的栅源电压Vgs不受低电位电压源和发光元件的影响。
本公开所解决的缺点不限于上述缺点，并且根据下面的描述，本公开可以解决的其它缺点对于本领域技术人员来说将变得显而易见。
根据本公开的一个实施方式的像素电路包括：驱动元件，该驱动元件包括连接到施加有像素驱动电压的第一节点的第一电极、连接到第二节点的栅极电极和连接到第三节点的第二电极；发光元件，该发光元件包括连接到第四节点的阳极电极和施加有低电位电源电压的阴极电极；第一开关元件，该第一开关元件包括施加有初始化电压的第一电极、施加有初始化脉冲的栅极电极和连接到第二节点的第二电极，并且被配置为响应于初始化脉冲而向第二节点提供初始化电压；第二开关元件，该第二开关元件包括连接到第三节点或第四节点的第一电极、施加有感测脉冲的栅极电极和施加有参考电压的第二电极，并且被配置为响应于感测脉冲而向第三节点或第四节点提供参考电压；第三开关元件，该第三开关元件包括施加有数据电压的第一电极、施加有扫描脉冲的栅极电极和连接到第二节点的第二电极，并且被配置为响应于扫描脉冲而向第二节点提供数据电压；以及第四开关元件，该第四开关元件包括连接到第三节点的第一电极、施加有第一发光控制脉冲的栅极电极和连接到第四节点的第二电极，并且被配置为响应于第一发光控制脉冲而将第三节点连接到第四节点。
根据本公开的一个实施方式的显示装置包括：显示面板，在该显示面板上设置有多条数据线、与数据线相交的多条选通线、施加有不同恒定电压的多条电源线和多个子像素；数据驱动器，该数据驱动器被配置为向数据线提供像素数据的数据电压；以及选通驱动器，该选通驱动器被配置为向选通线提供初始化脉冲、感测脉冲和发光控制脉冲。
子像素中的每一个包括像素电路。
通过在发光元件的阳极电极和驱动元件的源极电极之间添加开关元件，本公开可以防止驱动元件的栅源电压Vgs根据低电位电压源的纹波和发光元件的电压波动的影响而改变的现象。结果，本公开可以实现优异的图像质量，其中当显示装置中的数据电压的变化较大时引起的串扰不会被视觉识别到，并且低灰度的不均匀性也不会被视觉识别到。
即使阴极电极和/或电源线由金属实现(其可以对应于发光元件的功函数，并且其中在考虑微腔时，发光元件的阴极电阻增加)，本公开也能够防止发光元件的亮度变化。
通过在初始化步骤、感测步骤和数据写入步骤中阻断发光元件的阳极电压和低电位电压源对驱动元件的栅源电压Vgs的影响，并且通过分离阳极电压和参考电压，本公开能够便于驱动元件的阈值电压补偿范围的控制。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将根据所附权利要求清楚地理解上述未提及的其它效果。
附图说明
通过参照附图详细描述本公开的示例性实施方式，本发明的上述和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员来说将变得更加明显，其中：
图1是示出根据本公开的一个实施方式的显示装置的框图；
图2是示出图1所示的显示面板的截面结构的截面图；
图3是示出根据比较例的像素电路的一个示例的电路图，其中驱动元件的栅源电压受到低电位电源电压ELVSS的纹波的影响。
图4是示出当低电位电源电压中出现纹波时驱动元件的栅源电压改变的示例的波形图；
图5是示出根据本公开的第一实施方式的像素电路的电路图；
图6是示出施加到图5所示的像素电路的选通信号的波形图；
图7是示出施加到图5所示的像素电路的恒定电压的示图；
图8A至图8D是逐步示出图5所示的像素电路的操作的电路图；
图9是示出比较图3所示的比较例的像素电路和图5所示的本公开的像素电路中的发光元件的根据阴极电压的发光元件的亮度的实验结果的视图；
图10是示出根据本公开的第二实施方式的像素电路的电路图；
图11是示出施加到图10所示的像素电路的选通信号的波形图；
图12A至图12D是逐步示出图11所示的像素电路的操作的电路图；
图13是示出根据本公开的第三实施方式的像素电路的电路图；
图14是示出施加到图13所示的像素电路的选通信号的波形图；
图15是示出施加到图13所示的像素电路的恒定电压的示图；
图16A至图16D是逐步示出图13所示的像素电路的操作的电路图；
图17是示出根据本公开的第四实施方式的像素电路的电路图；
图18是示出施加到图17所示的像素电路的选通信号的波形图；
图19A至图19D是逐步示出图17所示的像素电路的操作的电路图。
图20是示出根据本公开的第五实施方式的像素电路的电路图；
图21和图22是示出施加到图20所示的像素电路的选通信号的波形图；
图23是示出OLED的导通电压和OLED的电流的示图；并且
图24是示出图23所示的ΔV的正偏置温度应力(PBTS)裕量的示图。
具体实施方式
根据下面参照附图描述的实施方式，将会更清楚地理解本公开的优点和特征及其实现方法。然而，本公开不限于以下实施方式，而是可以以各种不同形式实现。相反，本实施方式将使本公开的公开内容完整，并且使得本领域技术人员完全理解本公开的范围。本公开仅在所附权利要求的范围内限定。
在用于描述本公开的实施方式的附图中示出的形状、尺寸、比率、角度、数量等仅仅是示例，并且本公开不限于此。在整个本说明书中，相同的附图标记通常表示相同的元件。此外，在描述本公开时，可以省略对已知相关技术的详细描述，以避免不必要地模糊本公开的主题。
本文使用的诸如“包括”、“包含”、“具有”和“由……组成”的术语通常旨在允许添加其它组件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。除非另有明确说明，否则对单数的任何引用都可以包括复数。
即使没有明确说明，也将组件解释为包括普通的误差范围。
当使用诸如“上”、“上方”、“下方”和“旁边”的术语来描述两个组件之间的位置关系时，一个或更多个组件可以位于该两个组件之间，除非这些术语与术语“紧接”或“直接”一起使用。
术语“第一”、“第二”等可以用于使组件彼此区分，但是组件的功能或结构不受组件前面的序号或组件名称的限制。
以下实施方式可以部分或全部彼此结合或组合，并且可以以技术上不同的方式进行链接和操作。这些实施方式可以独立地实施或者彼此关联地实施。
每个像素可以包括具有不同颜色的多个子像素，以在显示面板的屏幕上再现图像的颜色。每个子像素包括用作开关元件或驱动元件的晶体管。这种晶体管可以实现为薄膜晶体管(TFT)。
显示装置的驱动电路将输入图像的像素数据写入显示面板上的像素。为此，显示装置的驱动电路可以包括被配置为向数据线提供数据信号的数据驱动电路、被配置为向选通线提供选通信号的选通驱动电路等。
在本公开的显示装置中，像素电路和选通驱动电路可以包括多个晶体管。晶体管可以实现为包括氧化物半导体的氧化物薄膜晶体管(氧化物TFT)、包括低温多晶硅的低温多晶硅(LTPS)TFT等。在实施方式中，将基于像素电路和选通驱动电路的晶体管实现为n沟道氧化物TFT的示例给出描述，但是本公开不限于此。
通常，晶体管是包括栅极、源极和漏极的三电极元件。源极是向晶体管提供载流子的电极。在晶体管中，载流子从源极开始流出。漏极是载流子通过其离开晶体管的电极。在晶体管中，载流子从源极流向漏极。在n沟道晶体管的情况下，因为载流子是电子，所以源极电压为低于漏极电压的电压，使得电子可以从源极流向漏极。n沟道晶体管具有从漏极流向源极的电流方向。在p沟道晶体管的情况下，因为载流子是空穴，所以源极电压高于漏极电压，使得空穴可以从源极流向漏极。在p沟道晶体管中，由于空穴从源极流向漏极，所以电流从源极流向漏极。应当注意，晶体管的源极和漏极并不固定。例如，源极和漏极可以根据施加的电压而改变。因此，本公开不因晶体管的源极和漏极而受到限制。在下面的描述中，晶体管的源极和漏极将被称为第一电极和第二电极。
选通信号在选通导通电压和选通截止电压之间摆动。将选通导通电压设置为高于晶体管的阈值电压的电压，并且将选通截止电压设置为低于晶体管的阈值电压的电压。
晶体管响应于选通导通电压而导通，并且响应于选通截止电压而截止。在n沟道晶体管的情况下，选通导通电压可以是选通高电压VGH和VEH，并且选通截止电压可以是选通低电压VGL和VEL。
在下文中，将参照附图描述本公开的各种实施方式。在以下实施方式中，将主要针对有机发光显示装置来描述显示装置，但是本公开不限于此。此外，本公开的范围并不旨在受到以下实施方式和权利要求中的组件或信号的名称限制。
参照图1和图2，根据本公开的一个实施方式的显示装置包括显示面板100、用于将像素数据写入显示面板100的像素的显示面板驱动器、以及产生驱动像素和显示面板驱动器所需的电力的电源140。
显示面板100可以是具有X轴方向上的长度、Y轴方向上的宽度和Z轴方向上的厚度的矩形结构的显示面板。显示面板100包括在屏幕上显示输入图像的像素阵列。像素阵列包括多条数据线102、与数据线102相交的多条选通线103以及以矩阵形式布置的像素。显示面板100还可以包括共同连接到像素的电源线。电源线可以包括施加有像素驱动电压ELVDD的电源线、施加有初始化电压Vinit的电源线、施加有参考电压Vref的电源线以及施加有低电位电源电压ELVSS的电源线。这些电源线共同连接到像素。
像素阵列包括多个像素行L1至Ln。像素行L1至Ln中的每一个包括在显示面板100的像素阵列中沿着行方向X布置的一行像素。布置在一个像素行中的像素共享选通线103。沿着数据线方向布置在列方向Y上的子像素共享相同的数据线102。一个水平周期1H是通过将一个帧周期除以像素行L1至Ln的总数而获得的时间。
显示面板100可以由非透射显示面板或透射显示面板实现。透射显示面板可以应用于透明显示装置，其中图像显示在屏幕上，并且背景中的实际物体可见。
显示面板可以由柔性显示面板制成。柔性显示面板可以由利用塑料基板的OLED面板实现。塑料OLED面板的像素阵列和发光元件可以设置在粘附到背板上的有机薄膜上。
每个像素101可以分成红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素以实现颜色。每个像素还可以包括白色子像素。但本公开的实施方式不限于此。例如，每个像素101也可以分成黄色子像素、品红色子像素和青色子像素以实现颜色。其它颜色组合也是可能的。每个子像素包括像素电路。在下文中，像素可以解释为与子像素相同的含义。每个像素电路连接到数据线、选通线和电源线。
像素可以布置成真彩色像素和pentile像素。通过使用预设像素渲染算法驱动颜色不同的两个子像素作为一个像素101，pentile像素可以实现比真彩色像素更高的分辨率。像素渲染算法可以利用从相邻像素发出的光的颜色来补偿每个像素中缺少的颜色表示。
触摸传感器可以设置在显示面板100的屏幕上。触摸传感器可以以On-Cell型或附加(add-on)型设置在显示面板的屏幕上，或者可以由嵌入在像素阵列AA中的In-Cell型触摸传感器实现。
如图2所示，当从截面结构观察时，显示面板100可以包括层叠在基板10上的电路层12、发光元件层14和封装层16。
电路层12可以包括连接到诸如数据线、选通线和电源线的布线的像素电路，连接到选通线的选通驱动器GIP，解复用器阵列112，从图中省略的用于自动探针检查的电路等。电路层12的布线和电路元件可以包括多个绝缘层、彼此分离并使绝缘层位于其间的两个或更多个金属层、以及包含半导体材料的有源层。形成在电路层12中的所有晶体管可以由包括n沟道型氧化物半导体的氧化物TFT实现。但本公开的实施方式不限于此。例如，至少一个形成在电路层12中的晶体管可以由包括n沟道型LTPS半导体的LTPS TFT实现。或者，至少一个形成在电路层12中的晶体管可以由包括p沟道型氧化物半导体的TFT实现。
发光元件层14可以包括由像素电路驱动的发光元件EL。发光元件EL可以包括红色(R)发光元件、绿色(G)发光元件和蓝色(B)发光元件。发光元件层14可以包括白光发光元件和滤色器。发光元件层14中的发光元件EL可以由层叠有有机膜和无机膜的多层保护层覆盖。
封装层16覆盖发光元件层14，以密封电路层12和发光元件层14。封装层16可以具有有机膜和无机膜交替层叠的多层绝缘膜结构。无机膜阻止湿气或氧气的渗透。有机膜使无机膜的表面平坦。如果有机膜和无机膜层叠成多层，则与单层相比，湿气或氧气的行进路径变长，因此，可以有效地阻止影响发光元件层14的湿气和氧气的渗透。
可以设置形成在封装层16上触摸传感器层。触摸传感器层可以包括电容式触摸传感器，其基于触摸输入前后的电容变化来感测触摸输入。触摸传感器层可以包括形成触摸传感器的电容的金属布线图案和绝缘膜。可以在金属布线图案之间形成触摸传感器的电容。偏光板可以设置在触摸传感器层上。偏光板可以通过转换由触摸传感器层和电路层12的金属反射的外部光的偏振来提高可见度和对比度。偏光板可以由其中结合线偏光板和相位延迟膜的偏光板实现，或者由圆偏光板实现。可以将盖玻片粘附到偏光板上。
显示面板100还可以包括层叠在封装层16上的触摸传感器层和滤色器层。滤色器层可以包括红色、绿色和蓝色滤色器，以及黑矩阵图案。滤色器层可以吸收从电路层和触摸传感器层反射的光的部分波长，以代替偏光板的作用，并且可以提高色纯度。通过将比偏光板具有更高的透光率的滤色器层20应用于显示面板，该实施方式可以提高显示面板的透光率，并且增加显示面板的厚度和柔性。盖玻片可以粘附到滤色器层上。
电源140通过使用DC-DC转换器产生驱动显示面板100的像素阵列和显示面板驱动器所需的直流(DC)电力。DC-DC转换器可以包括电荷泵、调压器、降压转换器、升压转换器等。电源140可以调节从未示出的主机系统所施加的DC输入电压的电平，从而可以产生恒定电压(或DC电压)，例如伽马参考电压VGMA、选通导通电压VGH和VEH、选通截止电压VGL和VEL、像素驱动电压ELVDD、低电位电源电压ELVSS、参考电压Vref、初始化电压Vinit和阳极电压Vano。伽马参考电压VGMA提供给数据驱动器110。选通导通电压VGH和VEH以及选通截止电压VGL和VEL提供给选通驱动器120。诸如像素驱动电压ELVDD、低电位电源电压ELVSS、参考电压Vref、初始化电压Vinit和阳极电压Vano的恒定电压共同提供给各个像素。
显示面板驱动器在时序控制器TCON 130的控制下将输入图像的像素数据写入显示面板100的像素。
显示面板驱动器包括数据驱动器110和选通驱动器120。显示面板驱动器还可以包括设置在数据驱动器110和数据线102之间的解复用器阵列112。
解复用器阵列112通过使用多个解复用器DEMUX将从数据驱动器110的每个通道输出的数据电压顺序地提供给数据线102。解复用器可以包括设置在显示面板100上的多个开关元件。如果解复用器设置在数据驱动器110的输出端子与数据线102之间，则可以减少数据驱动器110中的通道的数量。可以省略解复用器阵列112。
显示面板驱动器还可以包括用于驱动触摸传感器的触摸传感器驱动器。图1中省略了触摸传感器驱动器。数据驱动器和触摸传感器驱动器可以集成到一个驱动集成电路(IC)中。移动装置或可穿戴装置中的时序控制器130、电源140、数据驱动器110、触摸传感器驱动器等可以集成到一个驱动IC中。
显示面板驱动器可以在时序控制器130的控制下以低速驱动模式操作。当分析输入图像并且输入图像在预设时间内没有变化时，可以设置低速驱动模式以降低显示装置的功耗。当在预定时间或更长时间内输入静止图像时，低速驱动模式可以通过降低像素的刷新率来降低显示面板驱动器和显示面板100的功耗。低速驱动模式不限于输入静止图像的情况。例如，当显示装置在待机模式下操作时，或者当用户命令或输入图像在预定时间或更长时间内没有输入到显示面板驱动电路时，显示面板驱动电路可以在低速驱动模式下操作。
数据驱动器110通过使用数模转换器(DAC)将在每个帧周期以数字信号形式从时序控制器130接收的输入图像的像素数据转换成伽马补偿电压，从而产生数据电压。伽马参考电压VGMA通过分压器电路被分成用于每个灰度的伽马补偿电压，并且提供给DAC。数据电压通过数据驱动器110的每个通道中的输出缓冲器输出。
选通驱动器120可以由与像素阵列的布线和TFT阵列一起直接形成在显示面板100的电路层12上的面板内栅极(GIP)电路实现。GIP电路可以设置在作为显示面板100的非显示区域的边框区域BZ上，或者可以以分布式方式设置在再现输入图像的像素阵列中。选通驱动器120在时序控制器130的控制下向选通线103顺序输出选通信号。选通驱动器120可以通过使用移位寄存器而使选通信号移位，从而将选通信号顺序地提供给选通线103。选通信号可以包括扫描脉冲、发光控制脉冲(下文中称为“EM脉冲”)、初始化脉冲和感测脉冲。
选通驱动器120的移位寄存器响应于来自时序控制器130的起始脉冲和移位时钟而输出选通信号的脉冲，并且根据移位时钟时序而使脉冲移位。
时序控制器130从主机系统接收输入图像的数字视频数据DATA和与之同步的时序信号。时序信号可以包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、时钟CLK、数据使能信号DE等。由于通过对数据使能信号DE进行计数的方法可以知悉垂直周期和水平周期，因此可以省略垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync。数据使能信号DE具有两个水平周期1H的周期。
主机系统可以是电视(TV)系统、平板计算机、膝上型计算机、导航系统、个人计算机(PC)、家庭影院系统、移动装置、可穿戴装置和车辆系统中的任何一种。主机系统可以缩放来自视频源的图像信号，以使之匹配显示面板100的分辨率，并且将其与时序信号一起发送到时序控制器13。
在正常驱动模式下，时序控制器130可以将输入帧频乘以i，并且以输入帧频×i(i是自然数)Hz的帧频来控制显示面板驱动器的操作时序。输入帧频率在美国电视标准委员会(NTSC)方法中为60Hz，并且在逐行倒相(PAL)方法中为50Hz。时序控制器130可以通过将帧频降低到1Hz与30Hz之间的频率来降低显示面板驱动器的驱动频率，以在低速驱动模式下降低像素的刷新率。
基于从主机系统接收的时序信号Vsync、Hsync和DE，时序控制器130产生用于控制数据驱动器110的操作时序的数据时序控制信号、用于控制解复用器阵列112的操作时序的控制信号和用于控制选通驱动器120的操作时序的选通时序控制信号。时序控制器130控制显示面板驱动器的操作时序，从而同步数据驱动器110、解复用器阵列112、触摸传感器驱动器和选通驱动器120。
从时序控制器130输出的选通时序控制信号的电压电平可以通过未示出的电平移位器转换成选通导通电压VGH和VEH以及选通截止电压VGL和VEL，并且提供给选通驱动器120。电平移位器将选通时序控制信号的低电平电压转换成选通截止电压VGL和VEL，并且将选通时序控制信号的高电平电压转换成选通导通电压VGH和VEH。选通时序信号包括起始脉冲和移位时钟。
由于在显示面板100的制造工艺中引起的器件特性变化和工艺变化，像素之间的驱动元件的电特性可能存在差异，并且这些差异可能随着像素的驱动时间的流逝而变大。为了补偿像素之间的驱动元件的电特性的变化，可以将内部补偿技术或外部补偿技术应用于有机发光显示装置。内部补偿技术通过使用在每个像素电路中实现的内部补偿电路对每个子像素的驱动元件的阈值电压进行采样，从而通过阈值电压来补偿驱动元件的栅源电压Vgs。外部补偿技术通过使用外部补偿电路来实时感测根据驱动元件的电特性而变化的驱动元件的电流或电压。外部补偿技术通过利用针对每个像素感测的驱动元件的电特性的变化(或改变)的量来调制输入图像的像素数据(数字数据)，从而实时补偿每个像素中驱动元件的电特性的变化(或改变)。显示面板驱动器可以通过使用外部补偿技术和/或内部补偿技术来驱动像素。本公开的像素电路可以由应用了内部补偿电路的像素电路实现。
图3是示出根据比较例的像素电路的一个示例的电路图，其中驱动元件DT的栅源电压Vgs受到低电位电源电压ELVSS的纹波的影响。图4是示出当低电位电源电压ELVSS中出现纹波时驱动元件DT的栅源电压Vgs改变的示例的波形图。
参照图3和图4，根据比较例的像素电路包括发光元件EL、驱动元件DT、开关元件ST和电容器Cst。
在比较例的像素电路中，发光元件EL还可以包括形成在阳极电极和阴极电极之间的电容器Cel。在各个像素中，施加有低电位电源电压ELVSS的电源线或电极公共地连接。驱动元件DT包括连接到第一节点n1的第一电极、连接到第二节点n2的栅极电极和连接到第三节点n3的第二电极。第一节点n1连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线。发光元件EL包括连接到第三节点的阳极电极和连接到施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2的阴极电极。驱动元件DT根据栅源电压Vgs产生用于驱动发光元件EL的电流。
开关元件ST包括施加有像素数据的数据电压Vdata的第一电极、施加有扫描脉冲SCAN的栅极电极和连接到第二节点n2的第二电极。开关元件ST根据扫描脉冲SCAN的选通导通电压VGH导通，并且将数据电压Vdata提供给第二节点n2。电容器Cst存储驱动元件DT的栅源电压Vgs。
发光元件EL的阳极电极可以连接到驱动元件DT的第二电极，并且数据线DL和第二电源线PL2之间可能存在寄生电容Cpar。在比较例的这种像素电路中，当数据电压Vdata的变化量较大时，通过寄生电容Cpar，施加到第二电源线PL2的低电位电源电压ELVSS中出现纹波。低电位电源电压ELVSS通过发光元件EL的电容器Ce1传输到第三节点n3。在这种情况下，第三节点n3的电压或源极电压DTS被低电位电源电压ELVSS的纹波改变，导致发光元件EL的亮度改变。
在图4中，“DTG”是驱动元件DT的栅极电压，并且“DTS”是驱动元件DT的源极电压。“Vripple”是在低电位电源电压ELVSS的纹波影响下改变的源极电压DTS。“ΔVgs”是在低电位电源电压ELVSS的影响下改变的驱动元件DT的栅源电压。“Vsnormal”表示理想的源极电压DTS，其中没有低电位电源电压ELVSS的纹波，或者其不受低电位电源电压ELVSS的纹波的影响。“Vgs”是当没有低电位电源电压ELVSS的纹波时驱动元件DT的栅源电压。
如图5至图19D所示，通过在发光元件EL和第三节点n3之间添加开关元件，本公开的像素电路阻断了低电位电源电压ELVSS和发光元件EL对每个子像素中的驱动元件DT的栅源电压Vgs的影响。
图5是示出根据本公开的第一实施方式的像素电路的电路图。图6是示出施加到图5所示的像素电路的选通信号的波形图。图7是示出施加到图5所示的像素电路的恒定电压的示图。
参照图5和图6，像素电路包括发光元件EL、用于驱动发光元件EL的驱动元件DT、多个开关元件M01至M04、第一电容器Cst和第二电容器C2。驱动元件DT和开关元件M01至M04可以由n沟道氧化物TFT实现。但本公开的实施方式不限于此。例如，驱动元件DT和开关元件M01至M04中的至少一个可以由其它类型的n沟道TFT或者甚至由p沟道TFT实现。
该像素电路连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线PL1、施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2、施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3、施加有参考电压Vref的第四电源线RL、施加有数据电压Vdata的数据线DL、以及施加有选通信号INIT、SENSE、SCAN和EM的选通线GL1至GL4。
如图6所示，可以在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、数据写入步骤Tw和发光步骤Tem中驱动像素电路。在初始化步骤Ti中，像素电路被初始化。在感测步骤Ts中，驱动元件DT的阈值电压Vth被感测并且存储在第一电容器Cst中。在数据写入步骤Tw中，像素数据的数据电压Vdata施加到第二节点n2。在第二节点n2和第三节点n3的电压在升压步骤Tboost中上升之后，发光元件EL可以在发光步骤Tem中以对应于像素数据的灰度值的亮度发光。
在初始化步骤Ti中，初始化脉冲INIT、EM脉冲和感测脉冲SENSE的电压为选通导通电压VGH和VEH，并且扫描脉冲SCAN的电压为选通截止电压VGL。在感测步骤Ts中，初始化脉冲INIT和感测脉冲SENSE的电压为选通导通电压VGH，并且EM脉冲EM和扫描脉冲SCAN的电压为选通截止电压VGL和VEL。在数据写入步骤Tw中，以选通导通电压VGH产生与像素数据的数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN。在数据写入步骤Tw中，感测脉冲SENSE的电压是选通导通电压VGH。在数据写入步骤Tw中，初始化脉冲INIT和EM脉冲EM的电压为选通截止电压VGL和VEL。在发光步骤Tem中，EM脉冲EM的电压为选通导通电压VEH，并且其它选通信号INIT、SENSE和SCAN的电压为选通截止电压VGL。
可以在感测步骤Ts和数据写入步骤Tw之间设置保持时段Th。在保持时段Th期间，选通信号INIT、EM、SENSE和SCAN的电压为选通截止电压VGL和VEL。可以在数据写入步骤Tw和发光步骤Tem之间设置升压步骤Tboost。在升压步骤Tboost中，EM脉冲EM的电压反转为选通导通电压VEH，并且扫描脉冲SCAN和感测脉冲SENSE的电压反转为选通截止电压VGL。在升压步骤Tboost中，初始化脉冲INIT的电压维持选通截止电压VGL。在升压步骤Tboost期间，第二节点n2和第三节点n3的电压上升。
如图7所示，施加到像素电路的恒定电压ELVDD、ELVSS、Vinit和Vref可以设置为ELVDD>Vinit>ELVSS>Vref或ELVDD>Vinit>Vref>ELVSS，包括针对在驱动元件DT的饱和区域中的操作的电压降裕量。在图7中，VOLED_peak是发光元件EL两端之间的峰值电压。这些恒定电压ELVDD、ELVSS、Vinit和Vref可以设置为使得在最差条件下Vgs≤Vds。在图7中，“Vds”是驱动元件DT的漏源电压。选通导通电压VGH和VEH可以设置为高于像素驱动电压ELVDD的电压，并且选通截止电压VGL和VEL可以设置为低于低电位电源电压ELVSS的电压。
在图5所示的像素电路中，发光元件EL可以由OLED实现。OLED包括形成在阳极电极和阴极电极之间的有机化合物层。有机化合物层可以包括但不限于空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL。发光元件EL的阳极电极连接到第四节点n4，并且阴极电极连接到施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2。当向发光元件EL的阳极电极和阴极电极施加电压时，已经穿过空穴传输层HTL的空穴和已经穿过电子传输层ETL的电子移动到发光层EML，并且形成激子，并且从发光层EML发射可见光。用作发光元件EL的OLED可以具有其中多个发光层进行层叠的叠层结构(tandem structure)。叠层结构的OLED可以提高像素的亮度和寿命。
驱动元件DT根据栅源电压Vgs产生电流，从而驱动发光元件EL。驱动元件DT包括连接到第一节点n1的第一电极、连接到第二节点n2的栅极电极和连接到第三节点n3的第二电极。
第一电容器Cst连接在第二节点n2和第三节点n3之间。第二电容器C2连接在第一节点n1和第三节点n3之间。
在初始化步骤Ti中，第一开关元件M01根据初始化脉冲INIT的选通导通电压VGH导通，并且将初始化电压Vinit施加到第二节点n2。第一开关元件M01包括连接到施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3的第一电极、连接到施加有初始化脉冲INIT的第一选通线GL1的栅极电极、以及连接到第二节点n2的第二电极。
第二开关元件M02在感测步骤Ts和数据写入步骤Tw中根据感测脉冲SENSE的选通导通电压VGH导通，并且将参考电压Vref提供给第四节点n4。第二开关元件M02可以在保持时段Th中维持导通状态。第二开关元件M02包括连接到第四节点n4的第一电极、连接到施加有感测脉冲SENSE的第二选通线GL2的栅极电极、以及连接到第四电源线RL的第二电极。
第三开关元件M03在数据写入步骤Tw中根据与数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN的选通导通电压VGH而导通，并且将数据线DL连接到第二节点n2。在数据写入步骤Tw中，数据电压Vdata施加到第二节点n2。第三开关元件M03包括连接到施加有数据电压Vdata的数据线DL的第一电极、连接到施加有扫描脉冲SCAN的第三选通线GL3的栅极电极和连接到第二节点n2的第二电极。
在初始化步骤Ti、升压步骤Tboost和发光步骤Tem中，第四开关元件M04根据EM脉冲EM的选通导通电压VEH导通，并且将第三节点n3连接到第四节点n4。第四开关元件M04包括连接到第三节点n3的第一电极、连接到施加有EM脉冲EM的第四选通线GL4的栅极电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
如图8A所示，在初始化步骤Ti中，第一开关元件M01、第二开关元件M02和第四开关元件M04导通，并且第三开关元件M03截止。此时，驱动元件DT导通，并且发光元件EL并未导通。
在感测步骤Ts中，如图8B所示，当第一开关元件M01和第二开关元件M02维持导通状态，并且第三节点n3的电压上升，从而驱动元件DT的栅源电压Vgs达到阈值电压Vth时，驱动元件DT截止，并且阈值电压Vth存储在第一电容器Cst中。由于第四开关元件M04在感测步骤Ts中截止，所以第三节点n3不受低电位电源电压ELVSS和发光元件EL的影响。低电位电源电压ELVSS的纹波通过第二开关元件M02释放到施加有参考电压Vref的第四电源线RL。在保持时段Th中，第二节点n2和第三节点n3浮置，从而维持其先前的电压，并且第四节点n4的电压为参考电压Vref。
如图8C所示，在数据写入步骤Tw中，第三开关元件M03导通，并且第一开关元件M01截止。此时，像素数据的数据电压Vdata施加到第二节点n2，因此，第二节点n2的电压改变为数据电压Vdata。
在升压步骤Tboost期间，第四开关元件M04导通，并且第一开关元件M01、第二开关元件M02和第三开关元件M03截止。此时，第二节点n2和第三节点n3的电压上升。
如图8D所示，在发光步骤Tem中，第四开关元件M04维持导通状态，并且第一开关元件M01、第二开关元件M02和第三开关元件M03维持截止状态。此时，根据驱动元件DT的栅源电压Vgs(即，第二节点和第三节点之间的电压)产生的电流提供给发光元件EL，并且发光元件EL可以发光。
如上所述，本公开的像素电路通过在感测步骤Ts和数据写入步骤Tw中使第四开关元件M04截止来切断第三节点n3和低电位电源电压ELVSS之间的电流路径。结果，由于在感测步骤Ts和数据写入步骤Tw中，驱动元件DT的栅源电压Vgs不受低电位电源电压ELVSS和发光元件EL的电压的影响，所以即使当低电位电源电压ELVSS和发光元件EL的阳极电压改变时，显示装置的图像质量也不会劣化。本公开的显示装置可以实现优异的图像质量，其中即使在数据电压Vdata像串扰图案一样显著变化的图像中，也不会在视觉上识别出像素的亮度波动或串扰。
图9是示出比较图3所示的比较例的像素电路和图5所示的本公开的像素电路中的发光元件的根据阴极电压的发光元件的亮度的实验结果的视图。
参照图9，在比较例的像素电路中，由于发光元件EL直接连接到第三节点n3，所以当低电位电源电压ELVSS的纹波或发光元件EL的电压改变时，驱动元件DT的栅源电压Vgs可以改变。低电位电源电压ELVSS通过连接到所有像素的第二电源线PL2共同施加到所有像素。第二电源线PL2可以对应于发光元件EL的功函数，并且在考虑微腔时可以为高电阻金属。如果连接到高电阻金属的发光元件EL的阴极电极的电阻增加，则第二电源线PL2的RC延迟增加，并且变得易受纹波影响。为此，在比较例中，随着发光元件EL的阴极电阻增加，发光元件EL的亮度变化ΔOLED变大。另一方面，在本公开中，当在感测步骤Ts和数据写入步骤Tw中驱动元件DT的第二电极和发光元件EL之间的电流路径被切断时，即使易受低电位电源电压ELVSS的纹波影响的阴极电阻增加，发光元件EL的亮度也几乎不变。
图10是示出根据本公开的第二实施方式的像素电路的电路图。图11是示出施加到图10所示的像素电路的选通信号的波形图。
参照图10和图11，像素电路包括发光元件EL、用于驱动发光元件EL的驱动元件DT、多个开关元件M11至M15、第一电容器Cst和第二电容器C2。驱动元件DT和开关元件M11至M15可以由n沟道氧化物TFT实现。但本公开的实施方式不限于此。例如，驱动元件DT和开关元件M11至M15中的至少一个可以由其它类型的n沟道TFT或者甚至由p沟道TFT实现。
像素电路连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线PL1、施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2、施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3、施加有参考电压Vref的第四电源线RL、施加有数据电压Vdata的数据线DL、以及施加有选通信号INIT、SENSE、SCAN、EM1和EM2的选通线GL1至GL5。
如图10所示，可以在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、数据写入步骤Tw和发光步骤Tem中驱动像素电路。在初始化步骤Ti中，像素电路被初始化。在感测步骤Ts中，驱动元件DT的阈值电压Vth被感测并且存储在第一电容器Cst中。在数据写入步骤Tw中，像素数据的数据电压Vdata施加到第二节点n2。在升压步骤Tboost中第二节点n2和第三节点n3的电压上升之后，发光元件EL可以在发光步骤Tem中以对应于像素数据的灰度值的亮度发光。
在初始化步骤Ti中，初始化脉冲INIT、第二EM脉冲EM2和感测脉冲SENSE的电压为选通导通电压VGH和VEH，并且扫描脉冲SCAN和第一EM脉冲EM1的电压为选通截止电压VGL和VEL。如图12A所示，在初始化步骤Ti中，第一开关元件M11、第二开关元件M12、第五开关元件M15和驱动元件DT导通，并且第三开关元件M13和第四开关元件M14截止。此时，初始化电压Vinit施加到第二节点n2，并且参考电压Vref施加到第三节点n3。同时，像素驱动电压ELVDD施加到第一节点n1。
感测脉冲SENSE可以在进入初始化步骤Ti之前上升到选通导通电压VGH，并且在初始化步骤Ti结束时下降到选通截止电压VGL。在感测脉冲SENSE的脉冲宽度的时段(即，选通导通电压VGH部分)内，初始化脉冲INIT从选通截止电压VGL反转为选通导通电压VGH，并且第一EM脉冲EM1从选通导通电压VEH反转到选通截止电压VEL。感测脉冲SENSE可以以比扫描脉冲SCAN的脉冲宽度更宽的脉冲宽度产生。例如，扫描脉冲SCAN具有一个水平周期的脉冲宽度，而感测脉冲SENSE可以在约两个水平周期2H内产生。
在感测步骤Ts中，初始化脉冲INIT和第二EM脉冲EM2维持选通导通电压VGH和VEH，并且扫描脉冲SCAN和第一EM脉冲EM1维持选通截止电压VGL和VEL。在感测步骤Ts中，感测脉冲SENSE反转到选通截止电压VGL。如图12B所示，在感测步骤Ts中，第一开关元件M11和第五开关元件M15维持导通状态，并且第三开关元件M13和第四开关元件M14维持截止状态。在感测步骤Ts中，第二开关元件M12截止。当第三节点n3的电压上升时，驱动元件DT截止，并且因此栅源电压Vgs达到阈值电压Vth，并且其阈值电压Vth存储在第一电容器Cst中。
在数据写入步骤Tw中，以选通导通电压VGH产生与像素数据的数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN。在数据写入步骤Tw中，第二EM脉冲EM2可以维持选通导通电压VEH或者反转为选通截止电压VEL。因此，在数据写入步骤Tw中，第五开关元件M15可以维持导通状态或者可以截止。当在数据写入步骤Tw中第二EM脉冲EM2维持选通导通电压VEH时，第三节点n3的电压可以根据驱动元件DT的迁移率而改变，从而补偿驱动元件DT的迁移率的改变或偏差。
在数据写入步骤Tw中，初始化脉冲INIT、第一EM脉冲EM1和感测脉冲SENSE的电压为选通截止电压VGL和VEL。如图12C所示，在数据写入步骤Tw中，第三开关元件M13和第五开关元件M15导通，并且第一开关元件M11、第二开关元件M12和第四开关元件M14截止。当第二节点n2的电压上升到数据电压Vdata并且因此栅源电压Vgs变得高于阈值电压Vth时，驱动元件DT可以导通。
在发光步骤Tem中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2的电压为选通导通电压VEH，并且其它选通信号INIT、SENSE和SCAN的电压为选通截止电压VGL。如图12D所示，在发光步骤Tem中，第四开关元件M14和第五开关元件M15导通，并且第一开关元件M11、第二开关元件M12和第三开关元件M13截止。在发光步骤Tem中，像素电路作为源极跟随器电路进行操作，因此根据驱动元件DT的栅源电压Vgs而向发光元件EL提供电流。此时，发光元件EL可以以对应于像素数据的灰度的亮度发光。
第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2可以在选通导通电压VEH和选通截止电压VEL之间摆动，以增强发光步骤Tem中的低灰度表现。在发光步骤Tem中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2可以以设定为预设脉宽调制(PWM)的占空比摆动。
可以在感测步骤Ts和数据写入步骤Tw之间设置浮置时段Tf。在浮置时段Tf期间，除了第二EM脉冲EM2之外，选通信号INIT、SENSE、SCAN和EM1均处于选通截止电压VGL和VEL。因此，在浮置时段Tf期间，第一开关元件M11至第四开关元件M14截止，并且像素电路的第二节点n2至第四节点n4变为浮置状态，从而维持其先前的电压。
可以在数据写入步骤Tw和发光步骤Tem之间设置升压步骤Tboost。在升压步骤Tboost中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2的电压为选通导通电压VEH，其它选通信号INIT、SENSE和SCAN的电压为选通截止电压VGL。因此，在升压步骤Tboost期间，第四开关元件M14和第五开关元件M15导通，而其它开关元件M11、M12和M13截止。在升压步骤Tboost期间，第二节点n2和第三节点n3的电压上升。
施加到图10所示的像素电路的恒定电压ELVDD、ELVSS、Vinit和Vref可以设置为ELVDD>Vinit>ELVSS>Vref或ELVDD>Vinit>Vref>ELVSS，如图7所示。
在图10所示的像素电路中，发光元件EL可以由OLED实现。OLED包括形成在阳极电极和阴极电极之间的有机化合物层。有机化合物层可以包括但不限于空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL。发光元件EL的阳极电极连接到第四节点n4，并且阴极电极连接到施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2。
驱动元件DT根据栅源电压Vgs产生电流，从而驱动发光元件EL。驱动元件DT包括连接到第一节点n1的第一电极、连接到第二节点n2的栅极电极和连接到第三节点n3的第二电极。
第一电容器Cst连接在第二节点n2和第三节点n3之间。第二电容器C2连接在第一节点n1和第三节点n3之间。
在初始化步骤Ti和感测步骤Ts中，第一开关元件M11根据初始化脉冲INIT的选通导通电压VGH导通，并且将初始化电压Vinit施加到第二节点n2。第一开关元件M11包括连接到施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3的第一电极、连接到施加有初始化脉冲INIT的第一选通线GL1的栅极电极、以及连接到第二节点n2的第二电极。
第二开关元件M12在初始化步骤Ti中根据感测脉冲SENSE的选通导通电压VGH导通，并且将第三节点n3或第四节点n4连接到施加有参考电压Vref的第四电源线RL。第二开关元件M12包括连接到第三节点n3或第四节点n4的第一电极、连接到施加有感测脉冲SENSE的第二选通线GL2的栅极电极、以及连接到第四电源线RL的第二电极。
在数据写入步骤Tw中，第三开关元件M13根据与数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN的选通导通电压VGH导通，并且将数据线DL连接到第二节点n2。在数据写入步骤Tw中，数据电压Vdata施加到第二节点n2。第三开关元件M13包括连接到施加有数据电压Vdata的数据线DL的第一电极、连接到施加有扫描脉冲SCAN的第三选通线GL3的栅极电极和连接到第二节点n2的第二电极。
在升压步骤Tboost和发光步骤Tem中，第四开关元件M14根据第一EM脉冲EM1的选通导通电压VEH导通，并且将第三节点n3连接到第四节点n4。第四开关元件M14包括连接到第三节点n3的第一电极、连接到施加有第一EM脉冲EM1的第四选通线GL4的栅极电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、浮置时段Tf、数据写入步骤Tw、升压步骤Tboost和发光步骤Tem中，第五开关元件M15根据第二EM脉冲EM2的选通导通电压VEH导通，并且可以将像素驱动电压ELVDD提供给第一节点n1。在另一实施方式中，在数据写入步骤Tw中，第五开关元件M15可以反转到选通截止电压VEL。第五开关元件M15包括连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线PL1的第一电极、连接到施加有第二EM脉冲EM2的第五选通线GL5的栅极电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
在图10所示的像素电路中，通过分离发光元件EL的阳极电极和第三节点n3，第四开关元件M14确保低电位电源电压ELVSS的纹波和发光元件EL的电压波动不会影响驱动元件DT的栅源电压Vgs。通过分离发光元件EL的阳极电压和参考电压Vref，像素电路便于控制驱动元件DT的阈值电压补偿和提高图像质量。例如，通过防止驱动元件DT的栅源电压Vgs根据发光元件EL的阳极电压的波动而改变，在导致串扰的图像图案中不会视觉识别到串扰，并且不会视觉识别到在低灰度的不均匀性。
图13是示出根据本公开的第三实施方式的像素电路的电路图。图14是示出施加到图13所示的像素电路的选通信号的波形图。图15是示出施加到图13所示的像素电路的恒定电压的示图。
参照图13和图14，像素电路包括发光元件EL、用于驱动发光元件EL的驱动元件DT、多个开关元件M21至M26、第一电容器Cst和第二电容器C2。驱动元件DT和开关元件M21至M26可以由n沟道氧化物TFT实现。但本公开的实施方式不限于此。例如，驱动元件DT和开关元件M21至M26中的至少一个可以由其它类型的n沟道TFT或者甚至由p沟道TFT实现。
该像素电路连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线PL1、施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2、施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3、施加有参考电压Vref的第四电源线RL、施加有数据电压Vdata的数据线DL、以及施加有选通信号INIT、INIT2、SENSE、SCAN、EM1和EM2的选通线GL1至GL6。像素电路可以连接到施加有预设阳极电压Vano的第五电源线PL5。
如图15所示，施加到像素电路的恒定电压ELVDD、ELVSS、Vinit、Vref和Vano可以设置为ELVDD>Vano>Vinit>ELVSS>Vref或ELVDD>Vano>Vinit>Vref>ELVSS，包括针对在驱动元件DT的饱和区域中的操作的电压降裕量。在图15中，VOLED_peak是发光元件EL两端之间的峰值电压。在图15中，“Vds”是驱动元件DT的漏源电压。选通导通电压VGH和VEH可以设置为高于像素驱动电压ELVDD的电压，并且选通截止电压VGL和VEL可以设置为低于低电位电源电压ELVSS的电压。
如图14所示，可以在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、数据写入步骤Tw和发光步骤Tem中驱动像素电路。在初始化步骤Ti中，像素电路被初始化。在感测步骤Ts中，驱动元件DT的阈值电压Vth被感测并且存储在第一电容器Cst中。在数据写入步骤Tw中，像素数据的数据电压Vdata施加到第二节点n2。在升压步骤Tboost中第二节点n2和第三节点n3的电压上升之后，发光元件EL可以在发光步骤Tem中以对应于像素数据的灰度值的亮度发光。
在初始化步骤Ti中，初始化脉冲INIT、第二初始化脉冲INIT2、第二EM脉冲EM2和感测脉冲SENSE的电压为选通导通电压VGH和VEH，并且扫描脉冲SCAN和第一EM脉冲EM1的电压为选通截止电压VGL和VEL。如图16A所示，在初始化步骤Ti中，第一开关元件M21、第二开关元件M22、第五开关元件M25、第六开关元件M26和驱动元件DT导通，并且第三开关元件M23和第四开关元件M24截止。此时，初始化电压Vinit施加到第二节点n2，并且参考电压Vref施加到第三节点n3。同时，像素驱动电压ELVDD施加到第一节点n1，并且初始化电压Vinit或阳极电压Vano施加到第四节点n4。
在感测步骤Ts中，初始化脉冲INIT、第二初始化脉冲INIT2和第二EM脉冲EM2维持选通导通电压VGH和VEH，并且扫描脉冲SCAN和第一EM脉冲EM1维持选通截止电压VGL和VEL。在感测步骤Ts中，感测脉冲SENSE反转到选通截止电压VGL。如图16B所示，在感测步骤Ts中，第一开关元件M21、第五开关元件M25和第六开关元件M26维持导通状态，并且第三开关元件M23和第四开关元件M24维持截止状态。在感测步骤Ts中，第二开关元件M22截止。当第三节点n3的电压上升并且因此栅源电压Vgs达到阈值电压Vth时，驱动元件DT截止，并且其阈值电压Vth存储在第一电容器Cst中。
在数据写入步骤Tw中，以选通导通电压VGH产生与像素数据的数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN。在数据写入步骤Tw中，第二初始化脉冲INIT2维持选通导通电压VGH。在数据写入步骤Tw中，第二EM脉冲EM2可以维持选通导通电压VGH或者反转到选通截止电压VGL。因此，在数据写入步骤Tw中，第五开关元件M25可以维持导通状态或者可以截止。
在数据写入步骤Tw中，初始化脉冲INIT、第一EM脉冲EM1和感测脉冲SENSE的电压为选通截止电压VGL和VEL。如图16C所示，在数据写入步骤Tw中，第三开关元件M23、第五开关元件M25和第六开关元件M26导通，并且第一开关元件M21、第二开关元件M22和第四开关元件M24截止。当第二节点n2的电压上升到数据电压Vdata并且因此栅源电压Vgs变得高于阈值电压Vth时，驱动元件DT可以导通。
在发光步骤Tem中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2的电压为选通导通电压VEH，并且其它选通信号INIT、INIT2、SENSE和SCAN的电压为选通截止电压VGL。如图16D所示，在发光步骤Tem中，第四开关元件M24和第五开关元件M25导通，并且其它开关元件M21、M22、M23和M26截止。在发光步骤Tem中，像素电路作为源极跟随器电路进行操作，因此根据驱动元件DT的栅源电压Vgs而向发光元件EL提供电流。此时，发光元件EL可以以对应于像素数据的灰度的亮度发光。
第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2可以在选通导通电压VEH和选通截止电压VEL之间摆动，以增强发光步骤Tem中的低灰度表现。在发光步骤Tem中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2可以以设定为预设脉宽调制(PWM)的占空比摆动。
可以在感测步骤Ts和数据写入步骤Tw之间设置保持时段Th。在保持时段Th期间，第二初始化脉冲INIT2和第二EM脉冲EM2的电压为选通导通电压VGH和VEH，并且其它选通信号INIT、SENSE、SCAN和EM1处于选通截止电压VGL和VEL。在保持时段Th期间，像素驱动电压ELVDD施加到第一节点n1，并且初始化电压Vinit或阳极电压Vano施加到第四节点n4。在保持时段Th期间，第一开关元件M21至第四开关元件M24截止，因此，第一节点n1至第三节点n3处于浮置状态。
可以在数据写入步骤Tw和发光步骤Tem之间设置升压步骤Tboost。在升压步骤Tboost中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2的电压为选通导通电压VEH，并且其它选通信号INIT、INIT2、SENSE和SCAN的电压为选通截止电压VGL。因此，在升压步骤Tboost期间，第四开关元件M24和第五开关元件M25导通，并且其它开关元件M21、M22、M23和M26截止。在升压步骤Tboost期间，第二节点n2和第三节点n3的电压上升。
另一方面，第二初始化脉冲INIT2可以在升压步骤Tboost开始时维持选通导通电压VGH，并且然后反转为选通截止电压VGL。因此，初始化电压Vinit或阳极电压Vano可以在升压步骤Tboost开始时施加到第四节点n4。
在图13所示的像素电路中，发光元件EL可以由OLED实现。OLED包括形成在阳极电极和阴极电极之间的有机化合物层。有机化合物层可以包括但不限于空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL。发光元件EL的阳极电极连接到第四节点n4，并且阴极电极连接到施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2。
驱动元件DT根据栅源电压Vgs产生电流，从而驱动发光元件EL。驱动元件DT包括连接到第一节点n1的第一电极、连接到第二节点n2的栅极电极和连接到第三节点n3的第二电极。
第一电容器Cst连接在第二节点n2和第三节点n3之间。第二电容器C2连接在第一节点n1和第三节点n3之间。
在初始化步骤Ti和感测步骤Ts中，第一开关元件M21根据初始化脉冲INIT的选通导通电压VGH导通，并且将初始化电压Vinit施加到第二节点n2。第一开关元件M21包括连接到施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3的第一电极、连接到施加有初始化脉冲INIT的第一选通线GL1的栅极电极、以及连接到第二节点n2的第二电极。
第二开关元件M22在初始化步骤Ti中根据感测脉冲SENSE的选通导通电压VGH导通，并且将第三节点n3连接到施加有参考电压Vref的第四电源线RL。第二开关元件M22包括连接到第三节点n3的第一电极、连接到施加有感测脉冲SENSE的第二选通线GL2的栅极电极、以及连接到第四电源线RL的第二电极。
在数据写入步骤Tw中，第三开关元件M23根据与数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN的选通导通电压VGH导通，并且将数据线DL连接到第二节点n2。在数据写入步骤Tw中，数据电压Vdata施加到第二节点n2。第三开关元件M23包括连接到施加有数据电压Vdata的数据线DL的第一电极、连接到施加有扫描脉冲SCAN的第三选通线GL3的栅极电极和连接到第二节点n2的第二电极。
在升压步骤Tboost和发光步骤Tem中，第四开关元件M24根据第一EM脉冲EM1的选通导通电压VEH导通，并且将第三节点n3连接到第四节点n4。第四开关元件M24包括连接到第三节点n3的第一电极、连接到施加有第一EM脉冲EM1的第四选通线GL4的栅极电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、保持时段Th、数据写入步骤Tw、升压步骤Tboost和发光步骤Tem中，第五开关元件M25根据第二EM脉冲EM2的选通导通电压VEH导通，并且可以将像素驱动电压ELVDD提供给第一节点n1。在另一实施方式中，在数据写入步骤Tw中，第五开关元件M25可以反转到选通截止电压VEL。第五开关元件M25包括连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线PL1的第一电极、连接到施加有第二EM脉冲EM2的第五选通线GL5的栅极电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、保持时段th和数据写入步骤Tw中，第六开关元件M26根据第二初始化脉冲INIT2的选通导通电压VGH导通，并且将初始化电压Vinit1或阳极电压Vano施加到第四节点n4。第六开关元件M26包括连接到第四节点n4的第一电极、连接到施加有第二初始化脉冲INIT2的第六选通线GL6的栅极电极、以及连接到施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3或施加有阳极电压Vano的第五电源线PL5的第二电极。如果初始化电压Vinit通过第六开关元件M26施加到第四节点n4，则由于不需要第五电源线PL5，所以随着电源线的数量减少，边框区域BZ可以减少，并且还可以确保设计裕量。
在图13所示的像素电路中，通过分离发光元件EL的阳极电极和第三节点n3，第四开关元件M24确保低电位电源电压ELVSS的纹波和发光元件EL的电压波动不会影响驱动元件DT的栅源电压Vgs。通过分离发光元件EL的阳极电压和参考电压Vref，该像素电路便于控制驱动元件DT的阈值电压补偿和提高图像质量。
图17是示出根据本公开的第四实施方式的像素电路的电路图。图18是示出施加到图17所示的像素电路的选通信号的波形图。该像素电路是布置在第n(n为自然数)像素行中的子像素的像素电路。
参照图17和图18，像素电路包括发光元件EL、用于驱动发光元件EL的驱动元件DT、多个开关元件M31至M36、第一电容器Cst和第二电容器C2。驱动元件DT和开关元件M31至M36可以由n沟道氧化物TFT实现。
该像素电路连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线PL1、施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2、施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3、施加有参考电压Vref的第四电源线RL、施加有数据电压Vdata的数据线DL、以及施加有选通信号[INIT、SENSE(n)、SENSE(n+1)、SCAN、EM1和EM2]的选通线GL1至GL6。像素电路可以连接到施加有预设阳极电压Vano的第五电源线PL5。施加到第n像素行的第(n+1)感测脉冲[SENSE(n+1)]作为第n感测脉冲[SENSE(n)]施加到第(n+1)像素行。感测脉冲[SENSE(n)，SENSE(n+1)]的脉冲宽度可以设置为比扫描脉冲SCAN的脉冲宽度更宽。例如，感测脉冲[SENSE(n)，SENSE(n+1)]可以设置为两个水平周期的脉冲宽度，而扫描脉冲SCAN可以设置为一个水平周期的脉冲宽度。第(n+1)感测脉冲[SENSE(n+1)]可以在第n感测脉冲[SENSE(n)]之后产生，并且可以与第n感测脉冲[SENSE(n)]重叠约一个水平周期。
施加到该像素电路的恒定电压ELVDD、ELVSS、Vinit、Vref和Vano与图15中所示的相同。
如图18所示，可以在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、数据写入步骤Tw和发光步骤Tem中驱动像素电路。在初始化步骤Ti中，像素电路被初始化。在感测步骤Ts中，驱动元件DT的阈值电压Vth被感测并且存储在第一电容器Cst中。在数据写入步骤Tw中，像素数据的数据电压Vdata施加到第二节点n2。在升压步骤Tboost中第二节点n2和第三节点n3的电压上升之后，发光元件EL可以在发光步骤Tem中以对应于像素数据的灰度值的亮度发光。
在初始化步骤Ti中，初始化脉冲INIT、第二EM脉冲EM2和第n感测脉冲[SENSE(n)]的电压为选通导通电压VGH和VEH，并且扫描脉冲SCAN、第(n+1)感测脉冲[SENSE(n+1)]和第一EM脉冲EM1的电压为选通截止电压VGL和VEL。如图19A所示，在初始化步骤Ti中，第一开关元件M31、第二开关元件M32、第五开关元件M35和驱动元件DT导通，并且第三开关元件M33、第四开关元件M34和第六开关元件M36截止。此时，初始化电压Vinit施加到第二节点n2，并且参考电压Vref施加到第三节点n3。同时，像素驱动电压ELVDD施加到第一节点n1。
在感测步骤Ts中，初始化脉冲INIT和第二EM脉冲EM2维持选通导通电压VGH和VEH，并且扫描脉冲SCAN和第一EM脉冲EM1维持选通截止电压VGL和VEL。第n感测脉冲[SENSE(n)]和第(n+1)感测脉冲[SENSE(n+1)]在感测步骤Ts开始时以选通导通电压VGH产生，并且然后反转到选通截止电压VGL。如图19B所示，在感测步骤Ts中，第一开关元件M31、第二开关元件M32、第五开关元件M35和第六开关元件M36导通，并且第三开关元件M33和第四开关元件M34截止。当第三节点n3的电压上升并且因此栅源电压Vgs达到阈值电压Vth时，驱动元件DT截止，并且其阈值电压Vth存储在第一电容器Cst中。
在数据写入步骤Tw中，以选通导通电压VGH产生与像素数据的数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN。在数据写入步骤Tw中，第二EM脉冲EM2可以维持选通导通电压VGH或者反转到选通截止电压VGL。因此，在数据写入步骤Tw中，第五开关元件M35可以维持导通状态或者可以截止。
在数据写入步骤Tw中，初始化脉冲INIT、第一EM脉冲EM1、第n感测脉冲[SENSE(n)]和第(n+1)感测脉冲[SENSE(n+1)]的电压为选通截止电压VGL和VEL。如图19C所示，在数据写入步骤Tw中，第三开关元件M33和第五开关元件M35导通，并且其它开关元件M31、M32、M34和M36截止。当第二节点n2的电压通过数据电压Vdata上升并且因此栅源电压Vgs变得高于阈值电压Vth时，驱动元件DT可以导通。
在发光步骤Tem中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2的电压为选通导通电压VEH，并且其它选通信号[INIT，SENSE(n)，SENSE(n+1)，SCAN]的电压为选通截止电压VGL。如图19D所示，在发光步骤Tem中，第四开关元件M34和第五开关元件M35导通，并且其它开关元件M31、M32、M33和M36截止。在发光步骤Tem中，像素电路作为源极跟随器电路进行操作，因此根据驱动元件DT的栅源电压Vgs向发光元件EL提供电流。此时，发光元件EL可以以对应于像素数据的灰度的亮度发光。
在发光步骤Tem中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2可以在选通导通电压VEH和选通截止电压VEL之间摆动，以增强低灰度表现。在发光步骤Tem中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2可以以设定为预设脉宽调制(PWM)的占空比摆动。
可以在感测步骤Ts和数据写入步骤Tw之间设置浮置时段Tf。在浮置时段Tf期间，第二EM脉冲EM2的电压为选通导通电压VEH，并且其它选通信号[INIT，SENSE(n)，SENSE(n+1)，SCAN，EM1]处于选通截止电压VGL和VEL。因此，在浮置时段Tf期间，除了第五开关元件M35之外的开关元件M31至M34和M36截止，并且第二节点至第四节点n2、n3和n4变为浮置，从而维持其先前的电压。
可以在数据写入步骤Tw和发光步骤Tem之间设置升压步骤Tboost。在升压步骤Tboost中，EM脉冲EM1和EM2以及感测脉冲[SENSE(n)，SENSE(n+1)]的电压为选通导通电压VEH和VGH，并且初始化脉冲INIT和扫描脉冲SCAN处于选通截止电压VGL。因此，在升压步骤Tboost期间，第二开关元件M32、第四开关元件M34、第五开关元件M35和第六开关元件M36导通，并且第一开关元件M31和第三开关元件M33截止。在升压步骤Tboost期间，第二节点n2和第三节点n3的电压上升。
在图17所示的像素电路中，发光元件EL可以由OLED实现。OLED包括形成在阳极电极和阴极电极之间的有机化合物层。有机化合物层可以包括但不限于空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL。发光元件EL的阳极电极连接到第四节点n4，并且阴极电极连接到施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2。
驱动元件DT根据栅源电压Vgs产生电流，从而驱动发光元件EL。驱动元件DT包括连接到第一节点n1的第一电极、连接到第二节点n2的栅极电极和连接到第三节点n3的第二电极。
第一电容器Cst连接在第二节点n2和第三节点n3之间。第二电容器C2连接在第一节点n1和第三节点n3之间。
在初始化步骤Ti和感测步骤Ts中，第一开关元件M31根据初始化脉冲INIT的选通导通电压VGH导通，并且将初始化电压Vinit施加到第二节点n2。第一开关元件M31包括连接到施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3的第一电极、连接到施加有初始化脉冲INIT的第一选通线GL1的栅极电极、以及连接到第二节点n2的第二电极。
在感测步骤Ts中，第二开关元件M32根据第n感测脉冲[SENSE(n)]的选通导通电压VGH导通，并且将第三节点n3连接到施加有参考电压Vref的第四电源线RL。第二开关元件M32包括连接到第三节点n3的第一电极、连接到施加有第n感测脉冲[SENSE(n)]的第二-第一选通线GL2a的栅极电极、以及连接到第四电源线RL的第二电极。
在数据写入步骤Tw中，第三开关元件M33根据与数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN的选通导通电压VGH导通，并且将数据线DL连接到第二节点n2。在数据写入步骤Tw中，数据电压Vdata施加到第二节点n2。第三开关元件M33包括连接到施加有数据电压Vdata的数据线DL的第一电极、连接到施加有扫描脉冲SCAN的第三选通线GL3的栅极电极和连接到第二节点n2的第二电极。
在升压步骤Tboost和发光步骤Tem中，第四开关元件M34根据第一EM脉冲EM1的选通导通电压VEH导通，并且将第三节点n3连接到第四节点n4。第四开关元件M34包括连接到第三节点n3的第一电极、连接到施加有第一EM脉冲EM1的第四选通线GL4的栅极电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、浮置时段Tf、数据写入步骤Tw、升压步骤Tboost和发光步骤Tem中，第五开关元件M35根据第二EM脉冲EM2的选通导通电压VEH导通，并且可以将像素驱动电压ELVDD提供给第一节点n1。在另一实施方式中，在数据写入步骤Tw中，第五开关元件M35可以反转到选通截止电压VEL。第五开关元件M35包括连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线PL1的第一电极、连接到施加有第二EM脉冲EM2的第五选通线GL5的栅极电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
在感测步骤Ts和升压写入步骤Tboost中，第六开关元件M36根据第(n+1)感测脉冲[SENSE(n+1)]的选通导通电压VGH导通，并且向第四节点n4施加初始化电压Vinit1或阳极电压Vano。第六开关元件M36包括连接到第四节点n4的第一电极、连接到施加有第(n+1)感测脉冲[SENSE(n+1)]的第二-第二选通线GL2b的栅极电极、以及连接到施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3或施加有阳极电压Vano的第五电源线PL5的第二电极。如果初始化电压Vinit通过第六开关元件M36施加到第四节点n4，则由于不需要第五电源线PL5，所以随着电源线的数量减少，边框区域BZ可以减小，并且还可以确保设计裕量。
由于第(n+1)感测脉冲[SENSE(n+1)]施加到第六开关元件M36，所以与图13所示的像素电路相比，选通线的数量可以减少，并且边框区域可以减小。
在图17所示的像素电路中，通过分离发光元件EL的阳极电极和第三节点n3，第四开关元件M34确保低电位电源电压ELVSS的纹波和发光元件EL的电压波动不会影响驱动元件DT的栅源电压Vgs。通过分离发光元件EL的阳极电压和参考电压Vref，该像素电路便于控制驱动元件DT的阈值电压补偿和提高图像质量。
图20是示出根据本公开的第五实施方式的像素电路的电路图；并且图21和图22是示出施加到图20所示的像素电路的选通信号的波形图。在图21和图22中，“DTG”是第二节点n2的电压，并且“DTS”是第三节点n3的电压。
参照图20至图22，像素电路包括发光元件EL、用于驱动发光元件EL的驱动元件DT、多个开关元件M51至M55、第一电容器Cst和第二电容器C2。驱动元件DT和开关元件M51至M55可以实现为n沟道氧化物TFT。
该像素电路连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线PL1、施加有低电位电源电压ELVSS的第二电源线PL2、施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3、施加有参考电压Vref的第四电源线RL、施加有数据电压Vdata的数据线DL、以及施加有选通信号INIT、SENSE、SCAN、EM1和EM2的选通线GL1至GL5。
如图21所示，可以在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、数据写入步骤Tw和发光步骤Tem中驱动像素电路。可以在数据写入步骤Tw和发光步骤Tem之间设置其中第二节点n2和第三节点n3的电压上升的升压步骤Tboost。为了防止在低速驱动模式下在视觉上识别到闪烁，可以在数据写入步骤Tw和升压步骤Tboost之间设置阳极复位步骤AR。
在初始化步骤Ti中，初始化脉冲INIT、第一EM脉冲EM1、第二EM脉冲EM2和感测脉冲SENSE的电压为选通导通电压VGH和VEH，并且扫描脉冲SCAN的电压为选通截止电压VGL。因此，在初始化步骤Ti中，第一开关元件M51、第二开关元件M52、第四开关元件M54、第五开关元件M55和驱动元件DT导通，并且第三开关元件M53截止。在这种情况下，初始化电压Vinit施加到第二节点n2，并且参考电压Vref施加到第三节点n3。同时，像素驱动电压ELVDD施加到第一节点n1。
在感测步骤Ts中，初始化脉冲INIT、感测脉冲SENSE和第二EM脉冲EM2维持选通导通电压VGH和VEH，并且扫描脉冲SCAN维持选通截止电压VGL。在感测步骤Ts中，第一EM脉冲EM1反转到选通截止电压VEL。在感测步骤Ts中，第一开关元件M51、第二开关元件M52和第五开关元件M55维持导通状态，并且第三开关元件M53和第四开关元件M54截止。在感测步骤Ts中，由于第四开关元件M54截止并且第二开关元件M52导通，所以第三节点n3和第四节点n4之间的电流路径被切断，并且参考电压Vref施加到发光元件EL的阳极电极。因此，可以去除发光元件EL中的残留电荷，并且可以防止低电位电源电压ELVSS的纹波影响发光元件EL的阳极电极和第三节点n3。
如图21所示，在感测步骤Ts中，当第三节点n3的电压DTS上升从而第二节点n2和第三节点n3之间的电压(即，驱动元件DT的栅源电压Vgs)达到阈值电压Vth时，驱动元件DT截止，并且阈值电压存储在电容器Cst中。
在数据写入步骤Tw中，以选通导通电压VGH产生与像素数据的数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN，并且以选通导通电压VGH产生感测脉冲SENSE。在数据写入步骤Tw中，数据电压Vdata施加到第二节点n2，以升高第二节点n2和第三节点n3的电压。在数据写入步骤Tw中，第二EM脉冲EM2可以维持选通导通电压VEH或者反转到选通截止电压VEL。因此，在数据写入步骤Tw中，第二开关元件M52和第三开关元件M53可以导通，并且第五开关元件M55可以维持导通状态或者可以截止。
当在数据写入步骤Tw中第二EM脉冲EM2维持选通导通电压VEH时，第三节点n3的电压可以根据驱动元件DT的迁移率而改变，从而补偿驱动元件DT的迁移率的改变或偏差。例如，如图22所示，当驱动元件DT的迁移率μ在数据写入步骤Tw的持续时间内为高时，第三节点n3的电压DTS增加，因此驱动元件DT的栅源电压Vgs降低。另一方面，当驱动元件DT的迁移率μ相对更低时，第三节点n3的电压DTS降低，并且驱动元件DT的栅源电压Vgs增加。因此，可以在数据写入步骤Tw中补偿驱动元件DT的迁移率的变化或偏差。
在数据写入步骤Tw中，初始化脉冲INIT和第一EM脉冲EM1处于选通截止电压VGL和VEL。在数据写入步骤Tw中，第一开关元件M51和第四开关元件M54截止。
在阳极复位步骤AR中，以选通导通电压VGH和VEH产生第一EM脉冲EM1和感测脉冲SENSE，并且以选通截止电压VGL和VEL产生第二EM脉冲EM2、初始化脉冲INIT和扫描脉冲SCAN。因此，在阳极复位步骤AR中，第二开关元件M52和第四开关元件M54导通，以将参考电压Vref提供给第三节点n3和第四节点n4。在阳极复位步骤AR中，第一开关元件M51、第三开关元件M53和第五开关元件M55截止。
在升压步骤Tboost中，以选通导通电压VEH产生第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2，并且以选通截止电压VGL产生其它选通信号INIT、SENSE和SCAN。在升压步骤Tboost中，第四开关元件M54和第五开关元件M55导通，并且第一开关元件M51、第二开关元件M52和第三开关元件M53截止。在升压步骤Tboost中，第二节点n2和第三节点n3的电压DTG和DTS上升到发光元件EL的导通电压，并且在这种情况下，使发光元件EL的电容器(图3中的Cel)充电。
在发光步骤Tem中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2的电压维持选通导通电压VEH，并且其它选通信号INIT、SENSE和SCAN的电压维持选通截止电压VGL。在发光步骤Tem中，第四开关元件M54和第五开关元件M55导通，并且第一开关元件M51、第二开关元件M52和第三开关元件M53截止。在发光步骤Tem中，像素电路作为源极跟随器电路进行操作，从而根据驱动元件DT的栅源电压Vgs向发光元件EL提供电流。此时，发光元件EL可以以对应于像素数据的灰度的亮度发光。
第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2可以在选通导通电压VEH和选通截止电压VEL之间摆动，以增强发光步骤Tem中的低灰度表现。在发光步骤Tem中，第一EM脉冲EM1和第二EM脉冲EM2可以以设定为预设脉宽调制(PWM)的占空比摆动。
施加到图20所示的像素电路的恒定电压ELVDD、ELVSS、Vinit和Vref可以设置为ELVDD>Vinit>Vref>ELVSS，但不限于此。例如，恒定电压可以设置为ELVDD＝12V、Vinit＝1V、Vref＝-4V和ELVSS＝-6。
发光元件EL可以实现为OLED。用作发光元件EL的OLED可以是其中多个发光层进行层叠的叠层结构。优选地，参考电压Vref设置为小于OLED的导通电压的电压，即，Vref<(ELVSS+用于导通OLED的电压)，使得黑色亮度不会增加。图23示出OLED的导通电压和OLED的电流IOLED。
在图23中，“ΔV”是初始化电压Vinit和参考电压Vref之间的电压差。可以考虑图24所示的正偏置温度应力(PBTS)裕量来设置ΔV。考虑当驱动元件的阈值电压由于PBTS而向正极性偏移时可以偏移的最大量，在电压补偿范围内确保PBTS裕量。例如，当驱动元件DT的阈值电压Vth偏移到5V时，其可以设置为Vref＝Vinit-5V-PBTS裕量(1V)。PBTS裕量可以是用于对驱动元件DT的阈值电压执行感测操作的最小电压偏差。当未保证该PBTS裕量时，随着驱动元件DT的偏移的阈值电压的量增加，感测误差可能进一步增加。
驱动元件DT根据栅源电压Vgs产生电流以驱动发光元件EL。驱动元件DT包括连接到第一节点n1的第一电极、连接到第二节点n2的栅极电极和连接到第三节点n3的第二电极。
第一电容器Cst连接在第二节点n2和第三节点n3之间。第二电容器C2连接在第三节点n3和第五节点n5之间。恒定电压DC施加到第五节点n5。恒定电压DC可以是ELVDD、Vinit和Vref中的任何一个。
在初始化步骤Ti和感测步骤Ts中，第一开关元件M51根据初始化脉冲INIT的选通导通电压VGH导通，并且将初始化电压Vinit施加到第二节点n2。第一开关元件M51包括连接到施加有初始化电压Vinit的第三电源线PL3的第一电极、连接到施加有初始化脉冲INIT的第一选通线GL1的栅极电极、以及连接到第二节点n2的第二电极。
第二开关元件M52在初始化步骤Ti和感测步骤Ts中根据感测脉冲SENSE的选通导通电压VGH导通，并且将第四节点n4连接到施加有参考电压Vref的第四电源线RL。第二开关元件M52包括连接到第四节点n4的第一电极、连接到施加有感测脉冲SENSE的第二选通线GL2的栅极电极、以及连接到第四电源线RL的第二电极。
在数据写入步骤Tw中，第三开关元件M53根据与数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN的选通导通电压VGH导通，并且将数据线DL连接到第一节点n2。在数据写入步骤Tw中，数据电压Vdata施加到第二节点n2。第三开关元件M53包括连接到施加有数据电压Vdata的数据线DL的第一电极、连接到施加有扫描脉冲SCAN的第三选通线GL3的栅极电极、以及连接到第二节点n2的第二电极。
在升压步骤Tboost和发光步骤Tem中，第四开关元件M54根据第一EM脉冲EM1的选通导通电压VEH导通，并且将第三节点n3连接到第四节点n4。在低速驱动模式的阳极复位步骤中，第四开关元件M54可以根据第一EM脉冲EM1的选通导通电压VEH导通。第四开关元件M54包括连接到第三节点n3的第一电极、连接到施加有第一EM脉冲EM1的第四选通线GL4的栅极电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
在初始化步骤Ti、感测步骤Ts、升压步骤Tboost和发光步骤Tem中，第五开关元件M55根据第二EM脉冲EM2的选通导通电压VEH导通，并且将像素驱动电压ELVDD提供给第一节点n1。在数据写入步骤Tw中，第五开关元件M55可以根据第二EM脉冲EM2的选通导通电压VEH导通。第五开关元件M55包括连接到施加有像素驱动电压ELVDD的第一电源线PL1的第一电极、连接到施加有第二EM脉冲EM2的第五选通线GL5的栅极电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
上述本公开要实现的目的、实现目的的手段和本公开的效果并不指定权利要求的必要特征，因此，权利要求的范围不限于本公开的公开内容。
尽管已经参照附图更详细地描述了本公开的实施方式，但是本公开不限于此，并且可以在不脱离本公开的技术构思的情况下以许多不同的形式实施。因此，本公开中公开的实施方式仅用于例示的目的而并不旨在限制本公开的技术构思。本公开的技术构思的范围不限于此。因此，应当理解，上述实施方式在所有方面都是例示性的，并且不限制本公开。本公开的保护范围应当基于所附权利要求进行解释，并且其等效范围内的所有技术构思应当被解释为落入本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年7月8日提交的韩国专利申请No.10-2021-0089996、2021年12月2日提交的韩国专利申请No.10-2021-0170672以及2022年5月18日提交的韩国专利申请No.10-2022-0060579的优先权和权益，这些申请的公开内容通过引用整体结合于此。

Claims (20)

1.一种像素电路，所述像素电路包括：
驱动元件，所述驱动元件包括连接到施加有像素驱动电压的第一节点的第一电极、连接到第二节点的栅极电极和连接到第三节点的第二电极；
发光元件，所述发光元件包括连接到第四节点的阳极电极和施加有低电位电源电压的阴极电极；
第一开关元件，所述第一开关元件包括施加有初始化电压的第一电极、施加有初始化脉冲的栅极电极和连接到所述第二节点的第二电极，并且所述第一开关元件被配置为响应于所述初始化脉冲而向所述第二节点提供所述初始化电压；
第二开关元件，所述第二开关元件包括连接到所述第三节点或所述第四节点的第一电极、施加有感测脉冲的栅极电极和施加有参考电压的第二电极，并且所述第二开关元件被配置为响应于所述感测脉冲而向所述第三节点或所述第四节点提供所述参考电压；
第三开关元件，所述第三开关元件包括施加有数据电压的第一电极、施加有扫描脉冲的栅极电极和连接到所述第二节点的第二电极，并且所述第三开关元件被配置为响应于所述扫描脉冲而向所述第二节点提供所述数据电压；以及
第四开关元件，所述第四开关元件包括连接到所述第三节点的第一电极、施加有第一发光控制脉冲的栅极电极和连接到所述第四节点的第二电极，并且所述第四开关元件被配置为响应于所述第一发光控制脉冲而将所述第三节点连接到所述第四节点。
2.根据权利要求1所述的像素电路，所述像素电路还包括：
第一电容器，所述第一电容器连接在所述第二节点和所述第三节点之间；以及
第二电容器，所述第二电容器连接在所述第三节点和施加有恒定电压的节点之间，
其中，所述恒定电压为所述像素驱动电压、所述初始化电压和所述参考电压中的一个。
3.根据权利要求1所述的像素电路，其中，按照初始化步骤、感测步骤、数据写入步骤和发光步骤的顺序驱动所述像素电路，
在所述初始化步骤中，所述初始化脉冲、所述第一发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为选通导通电压，并且所述扫描脉冲的电压为选通截止电压，
在所述感测步骤中，所述初始化脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述第一发光控制脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述数据写入步骤中，所述扫描脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述发光步骤中，所述第一发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述感测脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，并且
所述第一开关元件至所述第四开关元件根据所述选通导通电压而导通，并且根据所述选通截止电压而截止。
4.根据权利要求3所述的像素电路，其中，在所述感测步骤和所述数据写入步骤之间设置保持时段，并且
在所述保持时段期间，所述感测脉冲、所述扫描脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为所述选通截止电压。
5.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述初始化电压低于所述像素驱动电压并且高于所述低电位电源电压，并且
所述参考电压低于或高于所述低电位电源电压。
6.根据权利要求1所述的像素电路，所述像素电路还包括：
第五开关元件，所述第五开关元件包括连接到施加有所述像素驱动电压的电源线的第一电极、施加有第二发光控制脉冲的栅极电极和连接到所述第一节点的第二电极，并且所述第五开关元件被配置为响应于所述第二发光控制脉冲而将所述电源线连接到所述第一节点。
7.根据权利要求6所述的像素电路，其中，按照初始化步骤、感测步骤、数据写入步骤和发光步骤的顺序驱动所述像素电路，
在所述初始化步骤中，所述初始化脉冲、所述第二发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为选通导通电压，并且所述扫描脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为选通截止电压，
在所述感测步骤中，所述初始化脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述第一发光控制脉冲、所述感测脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述数据写入步骤中，所述扫描脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述第一发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述发光步骤中，所述第一发光控制脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述感测脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，并且
所述第一开关元件至所述第五开关元件根据所述选通导通电压而导通，并且根据所述选通截止电压而截止。
8.根据权利要求6所述的像素电路，其中，按照初始化步骤、感测步骤、数据写入步骤和发光步骤的顺序驱动所述像素电路，
在所述初始化步骤中，所述初始化脉冲、所述第二发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为选通导通电压，并且所述扫描脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为选通截止电压，
在所述感测步骤中，所述初始化脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述第一发光控制脉冲、所述感测脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述数据写入步骤中，所述扫描脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述第一发光控制脉冲、所述第二发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述发光步骤中，所述第一发光控制脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述感测脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，并且
所述第一开关元件至所述第五开关元件根据所述选通导通电压而导通，并且根据所述选通截止电压而截止。
9.根据权利要求7或8所述的像素电路，其中，所述感测脉冲以比所述扫描脉冲的脉冲宽度更宽的脉冲宽度产生，并且所述感测脉冲在进入所述初始化步骤之前上升到所述选通导通电压，并且在所述初始化步骤结束时下降到所述选通截止电压。
10.根据权利要求7或8所述的像素电路，其中，所述第一发光控制脉冲和所述第二发光控制脉冲以被设定为预设脉宽调制的占空比在所述发光步骤中在所述选通导通电压和所述选通截止电压之间摆动。
11.根据权利要求6所述的像素电路，所述像素电路还包括：
第六开关元件，所述第六开关元件包括连接到所述第四节点的第一电极、施加有第二初始化脉冲的栅极电极和施加有所述初始化电压或阳极电压的第二电极，并且所述第六开关元件被配置为响应于所述第二初始化脉冲而向所述第四节点施加所述初始化电压或所述阳极电压，
其中，
所述初始化电压低于所述像素驱动电压并且高于所述低电位电源电压，
所述阳极电压低于所述像素驱动电压并且高于所述初始化电压，
所述参考电压低于或高于所述低电位电源电压。
12.根据权利要求11所述的像素电路，其中，按照初始化步骤、感测步骤、数据写入步骤和发光步骤的顺序驱动所述像素电路，
在所述初始化步骤中，所述初始化脉冲、所述第二初始化脉冲、所述第二发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为选通导通电压，并且所述扫描脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为选通截止电压，
在所述感测步骤中，所述初始化脉冲、所述第二初始化脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述扫描脉冲、所述第一发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述数据写入步骤中，所述扫描脉冲、所述第二初始化脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述第一发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述发光步骤中，所述第一发光控制脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述第二初始化脉冲、所述感测脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，并且
所述第一开关元件至所述第六开关元件根据所述选通导通电压而导通，并且根据所述选通截止电压而截止。
13.根据权利要求11所述的像素电路，其中，按照初始化步骤、感测步骤、数据写入步骤和发光步骤的顺序驱动所述像素电路，
在所述初始化步骤中，所述初始化脉冲、所述第二初始化脉冲、所述第二发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为选通导通电压，并且所述扫描脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为选通截止电压，
在所述感测步骤中，所述初始化脉冲、所述第二初始化脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述扫描脉冲、所述第一发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述数据写入步骤中，所述扫描脉冲和所述第二初始化脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述第一发光控制脉冲、所述第二发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述发光步骤中，所述第一发光控制脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述第二初始化脉冲、所述感测脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，并且
所述第一开关元件至所述第六开关元件根据所述选通导通电压而导通，并且根据所述选通截止电压而截止。
14.根据权利要求6所述的像素电路，所述像素电路还包括：
第六开关元件，所述第六开关元件包括连接到所述第四节点的第一电极、施加有在所述感测脉冲之后产生的第二感测脉冲的栅极电极、以及施加有所述初始化电压或预设阳极电压的第二电极，并且所述第六开关元件被配置为响应于所述第二感测脉冲而将所述初始化电压或所述阳极电压施加到所述第四节点。
15.根据权利要求14所述的像素电路，其中，按照初始化步骤、感测步骤、数据写入步骤和发光步骤的顺序驱动所述像素电路，
在所述初始化步骤中，所述初始化脉冲、所述第二发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为选通导通电压，并且所述扫描脉冲、所述第二感测脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为选通截止电压，
在所述感测步骤中，所述初始化脉冲、所述第二发光控制脉冲、所述感测脉冲和所述第二感测脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述扫描脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述数据写入步骤中，所述扫描脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述第一发光控制脉冲、所述感测脉冲和所述第二感测脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述发光步骤中，所述第一发光控制脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述感测脉冲、所述第二感测脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，并且
所述第一开关元件至所述第六开关元件根据所述选通导通电压而导通，并且根据所述选通截止电压而截止。
16.根据权利要求6所述的像素电路，其中，按照初始化步骤、感测步骤、数据写入步骤、升压步骤和发光步骤的顺序驱动所述像素电路，
在所述初始化步骤中，所述初始化脉冲、所述第一发光控制脉冲、所述第二发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为选通导通电压，并且所述扫描脉冲的电压为选通截止电压，
在所述感测步骤中，所述初始化脉冲、所述感测脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述扫描脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述数据写入步骤中，所述扫描脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲和所述第一发光控制脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述数据写入步骤中，所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压或所述选通截止电压，
在所述升压步骤和所述发光步骤中，所述第一发光控制脉冲和所述第二发光控制脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述初始化脉冲、所述感测脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压，
在所述升压步骤中，所述第二节点和所述第三节点的电压上升，并且
所述第一开关元件至所述第五开关元件根据所述选通导通电压而导通，并且根据所述选通截止电压而截止。
17.根据权利要求16所述的像素电路，其中，在所述数据写入步骤和所述升压步骤之间设置阳极复位步骤，
在所述阳极复位步骤中，所述第一发光控制脉冲和所述感测脉冲的电压为所述选通导通电压，并且所述第二发光控制脉冲、所述初始化脉冲和所述扫描脉冲的电压为所述选通截止电压。
18.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述驱动元件、所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第四开关元件由n沟道氧化物TFT实现。
19.根据权利要求18所述的像素电路，其中，选通导通电压高于所述像素驱动电压，并且选通截止电压低于所述低电位电源电压。
20.一种显示装置，所述显示装置包括：
显示面板，在所述显示面板上设置有多条数据线、与所述数据线相交的多条选通线、施加有不同恒定电压的多条电源线和多个子像素；
数据驱动器，所述数据驱动器被配置为向所述数据线提供像素数据的数据电压；以及
选通驱动器，所述选通驱动器被配置为向所述选通线提供初始化脉冲、感测脉冲和发光控制脉冲，
其中，所述子像素中的每一个包括：
驱动元件，所述驱动元件包括连接到施加有像素驱动电压的第一节点的第一电极、连接到第二节点的栅极电极和连接到第三节点的第二电极；
发光元件，所述发光元件包括连接到第四节点的阳极电极和施加有低电位电源电压的阴极电极；
第一开关元件，所述第一开关元件包括施加有初始化电压的第一电极、施加有所述初始化脉冲的栅极电极和连接到所述第二节点的第二电极，并且所述第一开关元件被配置为响应于所述初始化脉冲而向所述第二节点提供所述初始化电压；
第二开关元件，所述第二开关元件包括连接到所述第三节点或所述第四节点的第一电极、施加有所述感测脉冲的栅极电极和施加有参考电压的第二电极，并且所述第二开关元件被配置为响应于所述感测脉冲而向所述第三节点或所述第四节点提供所述参考电压；
第三开关元件，所述第三开关元件包括施加有所述数据电压的第一电极、施加有扫描脉冲的栅极电极和连接到所述第二节点的第二电极，并且所述第三开关元件被配置为响应于所述扫描脉冲而向所述第二节点提供所述数据电压；以及
第四开关元件，所述第四开关元件包括连接到所述第三节点的第一电极、施加有所述发光控制脉冲的栅极电极和连接到所述第四节点的第二电极，并且所述第四开关元件被配置为响应于所述发光控制脉冲而将所述第三节点连接到所述第四节点。
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