CN115602119A - 像素电路及包括其的显示面板 - Google Patents

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Abstract

在实施方式中公开了像素电路及包括其的显示面板。根据实施方式的像素电路包括：驱动元件，其包括连接到被施加以数据电压的第一节点的栅极、连接到高电位电压线的第一电极以及连接到第二节点的第二电极；第一开关元件，其连接在第二节点和第三节点之间；第二开关元件；其连接在第二节点和第四节点之间；第三开关元件，其连接在第四节点和参考电压线之间；第一电容器，其连接在第一节点和第三节点之间；以及第二电容器，其连接在第三节点和第四节点之间。

Description

像素电路及包括其的显示面板
技术领域
本公开涉及像素电路及包括其的显示面板。
背景技术
显示装置包括液晶显示(LCD)装置、电致发光显示装置、场发射显示(FED)装置、等离子显示面板(PDP)等。
电致发光显示装置根据发光层的材料而被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使用自身发光的自发光元件(例如，有机发光二极管(在下文中，称为“OLED”))再现输入图像。有机发光显示装置的优点在于响应速度快并且发光效率、亮度和视角大。
一些显示装置，例如，液晶显示装置或有机发光显示装置，包括：显示面板，其包括多个子像素；驱动器，其输出用于驱动显示面板的驱动信号；电源，其生成要提供给显示面板或驱动器的电力等。驱动器包括向显示面板提供扫描信号或选通信号的选通驱动器以及向显示面板提供数据信号的数据驱动器。
多个像素中的每一个包括驱动元件，该驱动元件根据栅电极和源电极之间的电压(Vgs)来控制流过有机发光二极管(OLED)的驱动电流。驱动元件的电特性可能随着驱动时间的流逝而劣化，因此针对每个像素而变化。因此，OLED显示器通过内部补偿方案或外部补偿方案来补偿驱动元件的劣化。
发明内容
然而，由于在构成像素等的电路布线中生成的寄生电容的影响，可能会发生数据电压的损失，因此数据传送速率可能会降低。
本公开旨在解决所有上述需要和问题。
本公开提供了一种像素电路及包括其的显示面板。
需要注意的是，本公开的目的不限于上述目的，并且本公开的其它目的通过以下描述对本领域技术人员来说将是显而易见的。
根据本公开的像素电路包括：驱动元件，其包括连接到被施加以数据电压的第一节点的栅极、连接到高电位电压线的第一电极以及连接到第二节点的第二电极；第一开关元件，其连接在第二节点和第三节点之间；第二开关元件；其连接在第二节点和第四节点之间；第三开关元件，其连接在第四节点和参考电压线之间；第一电容器，其连接在第一节点和第三节点之间；以及第二电容器，其连接在第三节点和第四节点之间。
根据本公开，可以通过两次感测驱动元件的阈值电压来充分补偿由于升压(boosting)损失而导致的降低，使得可以改善内部补偿的补偿性能。
本公开可以通过充分补偿由于升压损失而导致的降低并因此改善像素之间的驱动元件的阈值电压偏差来改善图像质量。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员通过以下描述和所附权利要求将清楚地理解未提及的其它效果。
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，本公开的上述和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加清楚，其中：
图1是例示根据本公开的第一实施方式的像素电路的图；
图2A至图3B是例示根据本公开的第一实施方式的像素电路的内部补偿原理的图；
图4是例示根据本公开的第二实施方式的像素电路的图；
图5是例示图4所示的像素电路的驱动定时的图；
图6A至图10B是例示图4所示的像素电路的驱动原理的图；
图11是例示根据本公开的第三实施方式的像素电路的图；
图12是例示根据本公开的第四实施方式的像素电路的图；
图13是图12所示的像素电路的驱动定时的图；
图14A至图17B是例示图12所示的像素电路的驱动原理的图；
图18是例示根据本公开的第五实施方式的像素电路的图；
图19是例示根据本公开的第六实施方式的像素电路的图；
图20是例示图19所示的像素电路的驱动定时的图；
图21A和图21B是例示根据实施方式的像素电路的补偿性能的仿真结果的图；
图22是例示根据本公开的实施方式的显示装置的框图；以及
图23是例示图22所示的显示面板的截面结构的图。
具体实施方式
本公开的优点和特征及其实现方法将从下面参照附图描述的实施方式中被更清楚的理解。然而，本公开不限于以下实施方式，而是可以以各种不同的形式实现。相反，本实施方式将使本公开的公开内容是完整的，并允许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。
附图中所示的用于描述本公开的实施方式的形状、尺寸、比率、角度、数量等仅仅是示例，并且本公开不限于此。贯穿本说明书，相似的附图标记通常标示相似的元件。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”之类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可以包括复数。
即使没有明确说明，组件也被解释为包括普通误差范围。
当使用诸如“在…上”、“在…上方”、“在…下方”和“挨着…”等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两个组件之间，除非这些术语与术语“立即”或“直接”一起使用。
术语“第一”、“第二”等可以用于将组件彼此区分开，但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。
贯穿本公开，相同的附图标记可以指代基本相同的元件。
以下实施方式可以部分地或全部地相互接合或组合，并且可以在技术上以各种方式链接和操作。这些实施方式可以彼此独立地或相互关联地执行。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施方式。
图1是例示根据本公开的第一实施方式的像素电路的图，并且图2A至图3B是例示根据本公开的第一实施方式的像素电路的内部补偿原理的图。
参照图1、图2A、图2B、图3A和图3B，根据本公开的实施方式的像素电路包括发光元件EL，用于向发光元件EL提供电流的驱动元件DT，用于对连接到驱动元件DT的电流路径进行开关的多个开关元件M01、M02和M03，用于存储驱动元件DT的栅极-源极电压的第一电容器Cst，以及第二电容器Cdual。驱动元件DT和开关元件M01、M02和M03可以被实现为N沟道氧化物TFT。
发光元件EL通过根据依据数据电压Vdata而变化的驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs而穿过驱动元件DT的沟道施加的电流来发光。发光元件EL可以被实现为包括形成在阳极和阴极之间的有机化合物层的OLED。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的阳极通过第三节点n3连接到驱动元件DT，并且发光元件EL的阴极连接到被施加以低电位电源电压EVSS的第二电源线。
用作发光元件的有机发光二极管可以具有层叠多个发光层的串联结构。具有串联结构的有机发光二极管可以改善像素的亮度和寿命。
驱动元件DT通过根据栅极-源极电压Vgs向发光元件EL提供电流来驱动发光元件EL。驱动元件DT包括连接到第一节点n1的栅电极、连接到被施加以高电位电源电压EVDD的第一电源线的第一电极(或漏极)、以及连接到第二电极n2的第二电极(或源极)。
第一开关元件M01根据第一选通信号GATE1的选通导通电压而导通，并且将驱动元件DT的第二电极连接到发光元件EL的阳极。第一开关元件M01包括连接到被施加以第一选通信号GATE1的第一选通线的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第三节点n3的第二电极。
第二开关元件M02根据第二选通信号GATE2的选通导通电压而导通，并且将连接到驱动元件DT的第二电极的第二节点n2连接到第四节点n4。第二开关元件M02包括连接到被施加以第二选通信号GATE2的第二选通线的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
第三开关元件M03根据第三选通信号GATE3的选通导通电压而导通，并且将第四节点n4连接到参考电压线。第三开关元件M03包括连接到被施加以第三选通信号GATE3的第三选通线的栅极、连接到第四节点n4的第一电极和连接到被施加以参考电压Vref的参考电压线的第二电极。
第一电容器Cst连接在第一节点n1和第三节点n3之间。第一电容器Cst对驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs进行充电。如图2A和图2B所示，当在第一感测时段中第一开关元件M01和第三开关元件M03导通并且第二开关元件M02关断时，第三节点n3的电压具有ΔVth的偏差，并且驱动元件DT的源极电压Vs可以上升到Vg-Vth，这是栅极电压Vg和阈值电压Vth之间的差。此时，阈值电压可以存储在第一电容器Cst中并且进行一次补偿。
在这种情况下，第三节点n3的电压由实线和虚线标示。这是为了指示驱动元件的阈值电压Vth的偏差，例如，Vth＝0V的实线与Vth＝1V的虚线之间的偏差。
第二电容器Cdual连接在第三节点n3和第四节点n4之间。第二电容器Cdual将预定补偿电压α传送到第三节点n3。如图3A和图3B所示，当在第二感测时段中第一开关元件M01和第三开关元件M03关断并且第二开关元件M02导通时，第四节点n4的电压也具有ΔVth的偏差，并且补偿电压α通过第二电容器Cdual被传送到第三节点n3。因此，驱动元件DT的源极电压Vs可以上升到Vg-(Vth+α)，其是栅极电压Vg与阈值电压Vth+α之间的差，此时，阈值电压可以存储在第一电容器Cst中并且被二次补偿。
在这种情况下，补偿电压α是用于补偿在升压过程中发生的升压损失的值。补偿电压α可以取决于第二感测时段的时间而变化。
图4是例示根据本公开的第二实施方式的像素电路的图，图5是例示图4所示的像素电路的驱动定时的图，并且图6A至图10B是例示图4所示的像素电路的驱动原理的图。
参照图4，根据本公开的第二实施方式的像素电路包括发光元件EL，用于向发光元件EL提供电流的驱动元件DT，用于对连接到驱动元件DT的电流路径进行开关的多个开关元件M01、M02、M03、M04、M05和M06，用于存储驱动元件DT的栅极-源极电压的第一电容器Cst，和第二电容器Cdual。驱动元件DT和开关元件M01、M02、M03、M04、M05和M06可以被实现为N沟道氧化物TFT。
第一开关元件M01根据EM信号EM的选通导通电压而导通并且将驱动元件DT的第二电极连接到发光元件EL的阳极。第一开关元件M01包括连接到被施加以EM信号的第一选通线的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第三节点n3的第二电极。
第二开关元件M02根据第一感测信号SENSE1的选通导通电压而导通并且将连接到驱动元件DT的第二电极的第二节点n2连接到第四节点n4。第二开关元件M02包括连接到被施加以第一感测信号SENSE1的第二选通线的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
第三开关元件M03根据第二感测信号SENSE2的选通导通电压而导通并且将第四节点n4连接到参考电压线以施加参考电压。第三开关元件M03包括连接到被施加以第二感测信号SENSE2的第三选通线的栅极、连接到第四节点n4的第一电极、以及连接到被施加以参考电压Vref的参考电压线的第二电极。
第四开关元件M04根据第三感测信号SENSE3的选通导通电压而导通并且将参考电压线连接到第三节点n3以施加参考电压。第四开关元件M04包括连接到被施加以第三感测信号SENSE3的第四选通线的栅极、连接到第三节点n3的第一电极、以及连接到被施加以参考电压Vref的参考电压线的第二电极。
第五开关元件M05响应于初始化信号INIT而施加初始化电压。在这种情况下，初始化电压通过初始化电压线施加到第一节点n1。第五开关元件M05包括被施加以初始化信号INIT的栅极、连接到初始化电压线的第一电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
第六开关元件M06根据扫描信号SCAN的选通导通电压而导通并且将数据电压线连接到第一节点n1以施加数据电压。第六开关元件M06包括连接到被施加以扫描信号SCAN的第二选通线的栅极、连接到被施加以数据电压的数据电压线的第一电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
参照图5，在第一感测时段中，第一开关元件M01、第三开关元件M03和第五开关元件M05导通，第二开关元件M02、第四开关元件M04和第六开关元件M06关断。
在第二感测时段中，第二开关元件M02和第五开关元件M05导通，并且第一开关元件M01、第三开关元件M03、第四开关元件M04和第六开关元件M06关断。
参照图6A和图6B，在初始化时段中，第一开关元件M01、第三开关元件M03、第四开关元件M04和第五开关元件M05导通，第二开关元件M02和第六开关元件M06关断。初始化电压通过第五开关元件M05施加到第一节点n1。参考电压分别通过第三开关元件M03和第四开关元件M04施加到第三节点n3和第四节点n4。
参照图7A和图7B，在第一感测时段中，第一开关元件M01、第三开关元件M03和第五开关元件M05导通，第二开关元件M02、第四开关元件M04和第六开关元件M06关断。
由于流过驱动元件DT的电流，第三节点n3的电压具有ΔVth的偏差，并且驱动元件DT的源极电压Vs可以上升到差值Vg-Vth，其是栅极电压Vg和阈值电压Vth之间的差值。此时，阈值电压可以存储在第一电容器Cst中并被一次补偿。
参照图8A至图8B，在第二感测时段中，第二开关元件M02和第五开关元件M05导通，第一开关元件M01、第三开关元件M03、第四开关元件M04和第六开关元件M06关断。
在这种情况下，尽管例示了第三开关元件M03导通的时段与第二开关元件M02导通的时段部分交叠，但其不一定限于此。在第三开关元件M03导通的时段与第二开关元件M02导通的时段部分交叠的情况下，可以减小补偿电压α的波动范围。
第二节点n2和第四节点n4的电压也由于流过驱动元件DT的电流而具有ΔVth的偏差，并且补偿电压α通过第二电容器Cdual传送到第三节点n3。因此，驱动元件DT的源极电压Vs可以上升到Vg-(Vth+α)，其是栅极电压Vg与阈值电压Vth+α之间的差值，并且此时阈值电压可以存储在第一电容器Cst中并且被二次补偿。
参照图9A和图9B，在写入时段中，第六开关元件M06导通，并且第一开关元件M01、第二开关元件M02、第三开关元件M03、第四开关元件M04和第五开关元件M05关断。
数据电压Vdata通过第六开关元件M06施加到第一节点n1，由此第一节点n1的电压增加。第一节点n1的电压从Vinit上升到Vdata。
参照图10A和图10B，在升压和发光时段中，第一开关元件M01导通，第二开关元件M02、第三开关元件M03、第四开关元件M04、第五开关元件M05和第六开关元件M06关断。
由于电流流过驱动元件DT，第三节点的电压增加，并且驱动元件DT的栅极节点(即，第一节点n1)处于浮置状态，所以第三节点n3的电压变化通过第一电容器Cst传送到第一节点n1。此时，第三节点n3处的电压变化的100％应当通过第一电容器Cst传送到第一节点n1，但由于形成于栅极节点处的寄生电容器的影响而没有传送到100％，因而导致升压损失。在实施方式中，包括与升压损失对应的补偿的阈值电压可以存储在第一电容器中，使得可以抵消升压损失。也就是说，第三节点的电压变为Vth+α-β。
补偿电压可以取决于第一电容器与第二电容器的比率而变化。可以预设第一电容器和第二电容器的值。下面将描述设置第一电容器和第二电容器的值的原理。
用于补偿阈值电压Vth的升压损失的等式是下面的等式1。
[等式1]
Figure BDA0003724005610000081
这里，α是补偿电压，并且BLOSS是升压损失率。
在等式1中，补偿电压α和升压损失率BLOSS如下面的等式2和等式3所示。
[等式2]
Figure BDA0003724005610000082
[等式3]
Figure BDA0003724005610000083
这里，Cst是第一电容器，Cdual是第二电容器，并且Cpara是寄生电容器。
将等式2和等式3应用于等式1，它被排列成下面的等式4。
[等式4]
Figure BDA0003724005610000084
将等式4的左右两侧除以Vth并重新排列，获得下面的等式5。
[等式5]
Figure BDA0003724005610000085
从等式5中计算第二电容器(即，Cdual)，获得下面的等式6。
[等式6]
Figure BDA0003724005610000086
因此，在实施方式中，电容器的值可以基于上面的等式6来设置。如等式6所示，第二电容器的值可以取决于第一电容器的值而变化。使用第一电容器和第二电容器的值，可以从等式2中获得补偿电压。
图11是例示根据本公开的第三实施方式的像素电路的图。
参照图11，根据本公开的第三实施方式的像素电路包括发光元件EL，用于向发光元件EL提供电流的驱动元件DT，用于对连接到驱动元件DT的电流路径进行开关的多个开关元件M01、M02、M03、M04、M05、M06和M07，用于存储驱动元件DT的栅极-源极电压的第一电容器Cst，第二电容器Cdual和第三电容器C3。驱动元件DT和开关元件M01、M02、M03、M04、M05、M06和M07可以被实现为N沟道氧化物TFT。
第七开关元件M07根据EM信号EM的选通导通电压而导通并且将驱动元件DT的第二电极连接到发光元件EL的阳极。第七开关元件M07包括连接到被施加以EM信号的第一选通线的栅极、连接到第三节点n3的第一电极、以及连接到发光元件EL的阳极的第二电极。
第七开关元件M07与第一开关元件M01一起根据EM信号EM的选通截止电压而关断，由此减小上述等式2所示的Coled的偏差。
第三电容器C3连接在第三节点n3和第二高电位电压线之间。当施加数据电压时，第三电容器C3可以抑制驱动元件的源极节点的电压增加。
图12是例示根据本公开的第四实施方式的像素电路的图，图13是图12所示的像素电路的驱动定时的图，并且图14A至图17B是例示图12所示的像素电路的驱动原理的图。
参照图12，根据本公开的第四实施方式的像素电路包括发光元件EL，用于向发光元件EL提供电流的驱动元件DT，用于对连接到驱动元件DT的电流路径进行开关的多个开关元件M01、M02、M03、M04、M05和M06，用于存储驱动元件DT的栅极-源极电压的第一电容器Cst，和第二电容器Cdual。驱动元件DT和开关元件M01、M02、M03、M04、M05和M06可以被实现为N沟道氧化物TFT。
第一开关元件M01根据EM信号EM的选通导通电压而导通并且将驱动元件DT的第二电极连接到发光元件EL的阳极。第一开关元件M01包括连接到被施加以EM信号的第一选通线的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第三节点n3的第二电极。
第二开关元件M02根据扫描信号SCAN的选通导通电压而导通并且将连接到驱动元件DT的第二电极的第二节点n2连接到第四节点n4。第二开关元件M02包括连接到被施加以扫描信号SCAN的第二选通线的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
第三开关元件M03根据初始化信号INIT的选通导通电压而导通并且将第四节点n4连接到参考电压线以施加参考电压。第三开关元件M03包括连接到被施加以初始化信号INIT的第三选通线的栅极、连接到第四节点n4的第一电极、以及连接到被施加以参考电压Vref的参考电压线的第二电极。
第四开关元件M04根据感测信号SENSE的选通导通电压而导通并且将参考电压线连接到第三节点n3以施加参考电压。第四开关元件M04包括连接到被施加以感测信号SENSE的第四选通线的栅极、连接到第三节点n3的第一电极、以及连接到被施加以参考电压Vref的参考电压线的第二电极。
第五开关元件M05响应于初始化信号INIT而施加初始化电压。在这种情况下，初始化电压通过初始化电压线施加到第一节点n1。第五开关元件M05包括被施加以初始化信号INIT的栅极、连接到初始化电压线的第一电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
第六开关元件M06根据扫描信号SCAN的选通导通电压而导通并且将数据电压线连接到第一节点n1以施加数据电压。第六开关元件M06包括连接到被施加以扫描信号SCAN的第二选通线的栅极、连接到被施加以数据电压的数据电压线的第一电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
参照图13，在第一感测时段中，第一开关元件M01、第三开关元件M03和第五开关元件M05导通，并且第二开关元件M02、第四开关元件M04和第六开关元件M06关断。
在第二感测时段中，第二开关元件M02和第五开关元件M05导通，并且第一开关元件M01、第三开关元件M03、第四开关元件M04和第六开关元件M06关断。
参照图14A和图14B，在初始化时段中，第一开关元件M01、第三开关元件M03、第四开关元件M04和第五开关元件M05导通，并且第二开关元件M02和第六开关元件M06关断。初始化电压通过第五开关元件M05施加到第一节点n1。参考电压分别通过第三开关元件M03和第四开关元件M04施加到第三节点n3和第四节点n4。
参照图15A和图15B，在第一感测时段中，第一开关元件M01、第三开关元件M03和第五开关元件M05导通，并且第二开关元件M02、第四开关元件M04和第六开关元件M06关断。
由于流过驱动元件DT的电流，第三节点n3的电压具有ΔVth的偏差，并且驱动元件DT的源极电压Vs可以上升到差值Vg-Vth，该差值是栅极电压Vg和阈值电压Vth之间的差值。此时，阈值电压可以存储在第一电容器Cst中并且被一次补偿。
参照图16A至图16B，在写入和第二感测时段中，第二开关元件M02和第六开关元件M06导通，并且第一开关元件M01、第三开关元件M03、第四开关元件M04和第五开关元件M05关断。
数据电压Vdata通过第六开关元件M06施加到第一节点n1，由此第一节点n1的电压增加。第一节点n1的电压从Vinit上升到Vdata。
第二节点n2和第四节点n4的电压也由于流过驱动元件DT的电流而具有ΔVth的偏差，并且补偿电压α通过第二电容器Cdual传送到第三节点n3。因此，驱动元件DT的源极电压Vs可以上升到Vg-(Vth+α)，其是栅极电压Vg与阈值电压Vth+α的差值，此时阈值电压Vth+α可以存储在第一电容器Cst中并且被二次补偿。
参照图17A和图17B，在升压和发光期间，第一开关元件M01导通，并且第二开关元件M02、第三开关元件M03、第四开关元件M04、第五开关元件M05和第六开关元件M06关断。
由于电流流过驱动元件DT，第三节点的电压增加，并且驱动元件DT的栅极节点(即，第一节点n1)处于浮置状态，所以第三节点n3的电压变化通过第一电容器Cst传送到第一节点n1。此时，第三节点n3处的电压变化的100％应当通过第一电容器Cst传送到第一节点n1，但由于形成于栅极节点处的寄生电容器的影响而没有传送到100％，因而导致升压损失。在实施方式中，包括与升压损失对应的补偿的阈值电压可以存储在第一电容器中，使得可以抵消升压损失。也就是说，第三节点的电压变为Vth+α-β。
图18是例示根据本公开的第五实施方式的像素电路的图。
参照图18，根据本公开的第五实施方式的像素电路包括发光元件EL，用于向发光元件EL提供电流的驱动元件DT，用于对连接到驱动元件DT的电流路径进行开关的多个开关元件M01、M02、M03、M04、M05、M06和M07，用于存储驱动元件DT的栅极-源极电压的第一电容器Cst，和第二电容器Cdual。驱动元件DT和开关元件M01、M02、M03、M04、M05、M06和M07可以被实现为N沟道氧化物TFT。
第七开关元件M07根据EM信号EM的选通导通电压而导通并且将驱动元件DT的第二电极连接到发光元件EL的阳极。第七开关元件M07包括连接到被施加以EM信号的第一选通线的栅极、连接到第三节点n3、以及连接到发光元件EL的阳极的第二电极。
第七开关元件M07与第一开关元件M01一起根据EM信号EM的选通截止电压而关断，由此减小上述等式2所示的Coled的偏差。
第三电容器C3连接在第三节点n3和第二高电位电压线之间。当施加数据电压时，第三电容器C3可以抑制驱动元件的源极节点的电压增加。
图19是例示根据本公开的第六实施方式的像素电路的图。图20是例示图19所示的像素电路的驱动定时的图。
参照图19，根据本公开的第六实施方式的像素电路包括发光元件EL，用于向发光元件EL提供电流的驱动元件DT，用于对连接到驱动元件DT的电流路径进行开关的多个开关元件M01、M02、M03、M05和M06，用于存储驱动元件DT的栅极-源极电压的第一电容器Cst，以及第二电容器Cdual。驱动元件DT和开关元件M01、M02、M03、M05和M06可以被实现为N沟道氧化物TFT。
第一开关元件M01根据EM信号EM的选通导通电压而导通并且将驱动元件DT的第二电极连接到发光元件EL的阳极。第一开关元件M01包括连接到被施加以EM信号的第一选通线的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第三节点n3的第二电极。
第二开关元件M02根据扫描信号SCAN的选通导通电压而导通并且将连接到驱动元件DT的第二电极的第二节点n2连接到第四节点n4。第二开关元件M02包括连接到被施加以扫描信号SCAN的第二选通线的栅极、连接到第二节点n2的第一电极、以及连接到第四节点n4的第二电极。
第三开关元件M03根据初始化信号INIT的选通导通电压而导通并且将第四节点n4连接到参考电压线以施加参考电压。第三开关元件M03包括连接到被施加以初始化信号INIT的第三选通线的栅极、连接到第四节点n4的第一电极、以及连接到被施加以参考电压Vref的参考电压线的第二电极。
第五开关元件M05响应于初始化信号INIT而施加初始化电压。在这种情况下，初始化电压通过初始化电压线施加到第一节点n1。第五开关元件M05包括被施加以初始化信号INIT的栅极、连接到初始化电压线的第一电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
第六开关元件M06根据扫描信号SCAN的选通导通电压而导通并且将数据电压线连接到第一节点n1以施加数据电压。第六开关元件M06包括连接到被施加以扫描信号SCAN的第二选通线的栅极、连接到被施加以数据电压的数据电压线的第一电极、以及连接到第一节点n1的第二电极。
参照图20，在第一感测时段中，第一开关元件M01、第三开关元件M03和第五开关元件M05导通，并且第二开关元件M02和第六开关元件M06关断。
在第二感测时段中，第二开关元件M02和第五开关元件M05导通，并且第一开关元件M01、第三开关元件M03和第六开关元件M06关断。
根据第六实施方式的像素电路具有从根据第二实施方式的像素电路去除第四开关元件M04的配置，因此可以通过去除开关元件来确保设计面积。
要注意的是，尽管图1至图20已经描述了像素电路的结构和定时操作的一些实施方式，但本公开不限于此。例如，像素电路的结构和定时操作可以以各种方式改变，只要驱动元件的阈值电压能够被感测两次和/或能够补偿由于升压损失导致的降低。
图21A和图21B是例示根据实施方式的像素电路的补偿性能的仿真结果的图。更具体地，图21A例示了比较的像素的像素电路及其驱动定时的图，而图21B例示了根据实施方式的提议的像素和比较的像素之间相对于阈值电压的偏差ΔVth的流过发光元件的电流的偏差ΔIOLED的仿真结果。
参照图21A和图21B，作为仿真根据实施方式的提议的像素与比较的像素之间的补偿性能的结果，可以看出提议的像素的补偿性能比图21A的比较的像素的补偿性能更稳定。也就是说，因为提议的像素充分地补偿了阈值电压的差异，因此可以看出即使存在阈值电压差异，流过发光元件的电流也没有变化。
例如，使用图4的仿真条件如下：EVDD：20V、EVSS：0V、VGH：18V、VGL：-6V、Cst：200fF、Cdual：10fF、Vdata：4.8V、Vinit：4.5V和Vref：0.5V。
因此，使用根据实施方式的像素电路，可以通过两次感测阈值电压来改善像素之间的驱动元件的阈值电压偏差，因此可以改善图像质量。
图22是例示根据本公开的实施方式的显示装置的框图，并且图23是例示图22所示的显示面板的截面结构的图。
参照图22，根据本公开的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到显示面板100的像素的显示面板驱动电路、以及用于生成驱动像素和显示面板驱动电路所需的电力的电源140。
显示面板100包括显示输入图像的像素阵列AA。像素阵列AA包括多条数据线102、与数据线102交叉的多条选通线103、以及以矩阵形式布置的像素。
像素阵列AA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AA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。布置在沿着数据线方向的列方向Y上的子像素共享相同的数据线102。一个水平时段1H是通过将一个帧时段除以像素行L1至Ln的总数量而获得的时间。
触摸传感器可以设置在显示面板100上。可以使用单独的触摸传感器来感测触摸输入或者可以通过像素来感测触摸输入。触摸传感器可以作为on-cell(单元上)类型或附加(add-on)类型设置在显示面板的屏幕上，或者被实现为嵌入在像素阵列AA中的单元内(in-cell)类型的触摸传感器。
显示面板100可以被实现为柔性显示面板。柔性显示面板可以由塑料OLED面板制成。有机薄膜可以设置在塑料OLED面板的背板上，并且像素阵列AA可以形成在有机薄膜上。
塑料OLED的背板可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板。有机薄膜形成在背板上。像素阵列AA和触摸传感器阵列可以形成在有机薄膜上。背板阻挡湿气渗透，使得像素阵列AA不暴露于湿气。有机薄膜可以是薄的聚酰亚胺(PI)膜基板。多层缓冲膜可以由绝缘材料(未示出)形成在有机薄膜上。可以在有机薄膜上形成线从而提供施加到像素阵列AA和触摸传感器阵列的电力或信号。
为了实现颜色，每个像素可以被分为红色子像素(在下文中，称为“R子像素”)、绿色子像素(在下文中，称为“G子像素”)和蓝色亚像素(在下文中，称为“B子像素”)。每个像素还可以包括白色子像素。每个子像素101包括像素电路。像素电路连接到数据线102和选通线103。
每个像素如图1、图4、图11、图12、图18和图19所示地实现，并且通过两次感测来补偿驱动元件的阈值电压，可以补偿由于升压损失导致的降低。
在下文中，像素可以被解释为具有与子像素相同的含义。
如图23所示，当从截面结构看时，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、选通线和电源线之类的布线的像素电路、连接到选通线的选通驱动器(GIP)、解复用器阵列112、用于自动探针检查的电路(未示出)等。电路层12的布线和电路元件可以包括多个绝缘层、用其间的绝缘层分离的两个或更多个金属层、以及包括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被实现为具有n沟道型氧化物半导体的氧化物TFT。
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可以包括白色发光元件和滤色器。发光元件层14的发光元件EL可以被包括有机膜和钝化膜的保护层覆盖。
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可以具有其中有机膜和无机膜交替层叠的多层绝缘结构。无机膜阻挡湿气和氧气的渗透。有机膜使无机膜的表面平坦化。当有机膜和无机膜层叠为多层时，与单层相比，湿气或氧气的移动路径变得更长，使得可以有效地阻挡影响发光元件层14的湿气和氧气的渗透。
触摸传感器层可以设置在封装层16上。触摸传感器层可以包括电容型触摸传感器，其基于触摸输入之前和之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层。触摸传感器的电容可以形成在金属布线图案之间。偏光板可以设置在触摸传感器层上。偏光板可以通过转换被触摸传感器层和电路层12的金属反射的外部光的偏光来改善可见度和对比度。偏光板可以被实现为其中线性偏光板和相位延迟膜相接合的偏光板，或者圆偏光板。可以将盖玻璃粘附到偏光板。
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色矩阵图案。滤色器层可以代替偏光板，并且通过吸收从电路层和触摸传感器层反射的光的部分波长来改善颜色纯度。在本实施方式中，通过将透光率高于偏光板的滤色器层20应用于显示面板，可以改善显示面板PNL的透光率，并且可以改善显示面板PNL的厚度和柔性。可以将盖玻璃粘附在滤色器层上。
电源140通过使用DC-DC转换器生成驱动显示面板100的像素阵列AA和显示面板驱动电路所需的DC电力。DC-DC转换器可以包括电荷泵、整流器、降压转换器、升压转换器等。电源140可以调整来自主机系统(未示出)的DC输入电压，由此生成诸如伽马参考电压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EVDD和像素低电位电源电压EVSS之类的DC电压。伽马参考电压VGMA被提供给数据驱动器110。选通导通电压VGH和VEH以及选通截止电压VGL和VEL被提供给选通驱动器120。像素驱动电压EVDD和像素低电位电源电源电压EVSS通常被提供给像素。
显示面板驱动电路在定时控制器(TCON)130的控制下将输入图像的像素数据(数字数据)写入到显示面板100的像素。
显示面板驱动电路包括数据驱动器110和选通驱动器120。
解复用器(DEMUX)112可以设置在数据驱动器110和数据线102之间。解复用器112将数据驱动器110的一个通道依次连接到多条数据线102并且以时分方式将数据驱动器110的一个通道输出的数据电压分发到数据线102，由此减少了数据驱动器110的通道的数量。可以省略解复用器阵列112。在这种情况下，数据驱动器110的输出缓冲器AMP直接连接到数据线102。
显示面板驱动电路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。在移动装置中，定时控制器130、电源140、数据驱动器110等可以集成到一个驱动集成电路(IC)中。
数据驱动器110通过使用数模转换器(DAC)在每个帧时段利用伽马补偿电压转换从定时控制器130接收的输入图像的像素数据来生成数据电压Vdata。伽马参考电压VGMA通过分压器电路针对相应灰度级进行分压。从伽马参考电压VGMA分压的伽马补偿电压被提供给数据驱动器110的DAC。数据电压Vdata通过数据驱动器110的每个通道中的输出缓冲器AMP输出。
在数据驱动器110中，一个通道中包括的输出缓冲器AMP可以通过解复用器阵列112连接到相邻的数据线102。解复用器阵列112可以直接形成在显示面板100的基板上或与数据驱动器110一起集成到一个驱动IC中。
选通驱动器120可以被实现为与像素阵列AA的TFT阵列一起直接形成在显示面板100的边框BZ区域上的面板内选通(GIP)电路。选通驱动器120在定时控制器130的控制下将选通信号依次输出到选通线103。选通驱动器120可以通过使用移位寄存器对选通信号进行移位来将选通信号依次提供给选通线103。
选通信号可以包括用于选择与数据电压同步地写入数据的行的像素的扫描信号，以及定义被充电有数据电压的像素的发光时间的EM信号。
选通驱动器120可以包括扫描驱动器121、EM驱动器122和初始化驱动器123。
扫描驱动器121响应于来自定时控制器130的起始脉冲和移位时钟而输出扫描信号SCAN，并且根据移位时钟定时对扫描信号SCAN进行移位。EM驱动器122响应于来自定时控制器130的起始脉冲和移位时钟而输出EM信号EM，并且根据移位时钟对EM信号EM进行依次移位。初始化驱动器123响应于来自定时控制器130的起始脉冲和移位时钟而输出初始化信号INIT，并且根据移位时钟定时对初始化信号INIT进行移位。因此，扫描信号SCAN、EM信号EM和初始化信号INIT依次提供给像素行L1至Ln的选通线103。在无边框模型的情况下，构成选通驱动器120的晶体管和时钟布线中的至少一些可以分散地设置在像素阵列AA中。
定时控制器130从主机系统(未示出)接收输入图像的数字视频数据DATA和与其同步的定时信号。定时信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟CLK、数据使能信号DE等。因为通过对数据使能信号DE进行计数可以知道垂直时段和水平时段，所以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具有一个水平时段(1H)的周期。
主机系统可以是电视(TV)系统、机顶盒、导航系统、个人计算机(PC)、家庭影院系统、车辆系统和移动装置系统中的任何一种。
定时控制器130将输入帧频率乘以i，并且以输入帧频率×i(i为大于0的正整数)Hz的帧频率控制显示面板驱动电路的操作定时。输入帧频率在NTSC(国家电视标准委员会)方案中为60Hz，并且在PAL(相位交替线)方案中为50Hz。
基于从主机系统接收的定时信号Vsync、Hsync和DE，定时控制器130生成用于控制数据驱动器110的操作定时的数据定时控制信号，用于控制解复用器阵列112，的操作定时的MUX信号MUX1和MUX2，以及用于控制选通驱动器120的操作定时的选通定时控制信号。
从定时控制器130输出的选通定时控制信号的电压电平可以通过电平移位器(未示出)转换为选通导通电压VGH和VEH以及选通截止电压VGL和VEL，然后提供给选通驱动器120。也就是说，电平移位器将选通定时控制信号的低电平电压转换为选通截止电压VGL和VEL，并且将选通定时控制信号的高电平电压转换为选通导通电压VGH和VEH。选通定时信号包括起始脉冲和移位时钟。
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背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提供，而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，应当理解的是，上述实施方式在所有方面都是例示性的，而不限制本公开。本公开的保护范围应当基于所附权利要求来解释，并且其等同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
本申请要求于2021年7月8日提交的韩国专利申请No.10-2021-0090007、于2021年12月8日提交的韩国专利申请No.10-2021-0174815和于2022年6月8日提交的韩国专利申请No.10-2022-0069554的优先权和权益，它们的公开内容通过引用整体并入本文。

Claims (32)

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被施加以数据电压的第一节点的栅极、连接到高电位电压线的第一电极以及连接到第二节点的第二电极；
第一开关元件，所述第一开关元件连接在所述第二节点和第三节点之间；
第二开关元件，所述第二开关元件连接在所述第二节点和第四节点之间；
第三开关元件，所述第三开关元件连接在所述第四节点和参考电压线之间；
第一电容器，所述第一电容器连接在所述第一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所述第四节点之间。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其中，在第一感测时段中，所述驱动元件、所述第一开关元件和所述第三开关元件导通，并且所述第二开关元件关断。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其中，在第二感测时段中，所述第一开关元件和所述第三开关元件关断，并且所述驱动元件和所述第二开关元件导通。
4.根据权利要求3所述的像素电路，其中，在所述第一感测时段中，所述驱动元件的阈值电压被存储在所述第一电容器中并且被一次补偿，并且
其中，在所述第二感测时段中，所述驱动元件的阈值电压被二次补偿以补偿电压。
5.根据权利要求4所述的像素电路，其中，所述补偿电压取决于所述第一电容器的电容与所述第二电容器的电容的比率而变化。
6.根据权利要求5所述的像素电路，其中，所述第二电容器的电容是考虑到寄生电容器和所述第一电容器的电容而确定的，以补偿由于升压损失导致的降低。
7.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，所述第五开关元件连接在所述第一节点和初始化电压线之间；以及
第六开关元件，所述第六开关元件连接在所述第一节点和数据电压线之间。
8.根据权利要求7所述的像素电路，所述像素电路还包括：
第四开关元件，所述第四开关元件连接在所述第三节点和所述参考电压线之间，
其中，所述第一节点连接到所述驱动元件的栅极、所述第五开关元件、所述第六开关元件和所述第一电容器，
所述第二节点连接到所述驱动元件、所述第一开关元件和所述第二开关元件，
所述第三节点连接到所述第一开关元件、所述第四开关元件、所述第一电容器、所述第二电容器和发光元件，并且
所述第四节点连接到所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第二电容器。
9.根据权利要求8所述的像素电路，其中，在第一感测时段中，所述驱动元件、所述第一开关元件、所述第三开关元件和所述第五开关元件导通，并且所述第二开关元件、所述第四开关元件和所述第六开关元件关断。
10.根据权利要求9所述的像素电路，其中，在第二感测时段中，所述驱动元件、所述第二开关元件和所述第五开关元件导通，并且所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件和所述第六开关元件关断。
11.根据权利要求9所述的像素电路，其中，在第二感测时段中，所述驱动元件、所述第二开关元件和所述第六开关元件导通，并且所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件和所述第五开关元件关断。
12.根据权利要求10所述的像素电路，其中，所述第三开关元件导通的时段与所述第二开关元件导通的时段部分交叠或者不交叠。
13.根据权利要求8所述的像素电路，所述像素电路还包括：
第七开关元件，所述第七开关元件连接在所述第三节点和所述发光元件之间；以及
第三电容器，所述第三电容器连接在所述第三节点和第二高电位电压线之间，
其中，所述第一节点连接到所述驱动元件的栅极、所述第五开关元件、所述第六开关元件和所述第一电容器，
所述第二节点连接到所述驱动元件、所述第一开关元件和所述第二开关元件，
所述第三节点连接到所述第一开关元件、所述第四开关元件、所述第七开关元件、所述第一电容器、所述第二电容器和所述第三电容器，并且
所述第四节点连接到所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第二电容器。
14.根据权利要求13所述的像素电路，其中，在第一感测时段中，所述驱动元件、所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第五开关元件和所述第七开关元件导通，所述第二开关元件、所述第四开关元件和所述第六开关元件关断。
15.根据权利要求14所述的像素电路，其中，在第二感测时段中，所述驱动元件、所述第二开关元件和所述第五开关元件导通，并且所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件、所述第六开关元件和所述第七开关元件关断。
16.根据权利要求14所述的像素电路，其中，在第二感测时段中，所述驱动元件、所述第二开关元件和所述第六开关元件导通，并且所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件、所述第五开关元件和所述第七开关元件关断。
17.一种显示面板，所述显示面板包括：
多个像素电路，所述多个像素电路显示对应于数据电压的输入图像，
其中，所述多个像素电路中的每一个包括：
驱动元件，所述驱动元件包括连接到被施加以所述数据电压的第一节点的栅极、连接到高电位电压线的第一电极以及连接到第二节点的第二电极；
第一开关元件，所述第一开关元件连接在所述第二节点和第三节点之间；
第二开关元件，所述第二开关元件连接在所述第二节点和第四节点之间；
第三开关元件，所述第三开关元件连接在所述第四节点和参考电压线之间；
第一电容器，所述第一电容器连接在所述第一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所述第四节点之间。
18.根据权利要求17所述的显示面板，其中，在第一感测时段中，所述驱动元件、所述第一开关元件和所述第三开关元件导通，并且所述第二开关元件关断。
19.根据权利要求18所述的显示面板，其中，在第二感测时段中，所述第一开关元件和所述第三开关元件关断，并且所述驱动元件和所述第二开关元件导通。
20.根据权利要求19所述的显示面板，其中，在所述第一感测时段中，所述驱动元件的阈值电压被存储在所述第一电容器中并且被一次补偿，并且
其中，在所述第二感测时段中，所述驱动元件的阈值电压被二次补偿以补偿电压。
21.根据权利要求20所述的显示面板，其中，所述补偿电压取决于所述第一电容器的电容与所述第二电容器的电容的比率而变化。
22.根据权利要求21所述的显示面板，其中，所述第二电容器的电容是考虑到寄生电容器和所述第一电容器的电容而确定的，以补偿由于升压损失导致的降低。
23.根据权利要求17所述的显示面板，其中，所述多个像素电路中的每一个还包括：
第五开关元件，所述第五开关元件连接在所述第一节点和初始化电压线之间；以及
第六开关元件，所述第六开关元件连接在所述第一节点和数据电压线之间。
24.根据权利要求23所述的显示面板，其中，所述多个像素电路中的每一个还包括：
第四开关元件，所述第四开关元件连接在所述第三节点和所述参考电压线之间，
其中，所述第一节点连接到所述驱动元件的栅极、所述第五开关元件、所述第六开关元件和所述第一电容器，
所述第二节点连接到所述驱动元件、所述第一开关元件和所述第二开关元件，
所述第三节点连接到所述第一开关元件、所述第四开关元件、所述第一电容器、所述第二电容器和发光元件，并且
所述第四节点连接到所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第二电容器。
25.根据权利要求24所述的显示面板，其中，在第一感测时段中，所述驱动元件、所述第一开关元件、所述第三开关元件和所述第五开关元件导通，并且所述第二开关元件、所述第四开关元件和所述第六开关元件关断。
26.根据权利要求25所述的显示面板，其中，在第二感测时段中，所述驱动元件、所述第二开关元件和所述第五开关元件导通，并且所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件和所述第六开关元件关断。
27.根据权利要求25所述的显示面板，其中，在第二感测时段中，所述驱动元件、所述第二开关元件和所述第六开关元件导通，并且所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件和所述第五开关元件关断。
28.根据权利要求24所述的显示面板，其中，所述多个像素电路中的每一个还包括：
第七开关元件，所述第七开关元件连接在所述第三节点和所述发光元件之间；以及
第三电容器，所述第三电容器连接在所述第三节点和第二高电位电压线之间，并且
其中，所述第一节点连接到所述驱动元件的栅极、所述第五开关元件、所述第六开关元件和所述第一电容器，
所述第二节点连接到所述驱动元件、所述第一开关元件和所述第二开关元件，
所述第三节点连接到所述第一开关元件、所述第四开关元件、所述第七开关元件、所述第一电容器、所述第二电容器和所述第三电容器，并且
所述第四节点连接到所述第二开关元件、所述第三开关元件和所述第二电容器。
29.根据权利要求28所述的显示面板，其中，在第一感测时段中，所述驱动元件、所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第五开关元件和所述第七开关元件导通，所述第二开关元件、所述第四开关元件和所述第六开关元件关断。
30.根据权利要求29所述的显示面板，其中，在第二感测时段中，所述驱动元件、所述第二开关元件和所述第五开关元件导通，并且所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件、所述第六开关元件和所述第七开关元件关断。
31.根据权利要求29所述的显示面板，其中，在第二感测时段中，所述驱动元件、所述第二开关元件和所述第六开关元件导通，并且所述第一开关元件、所述第三开关元件、所述第四开关元件、所述第五开关元件和所述第七开关元件关断。
32.根据权利要求17所述的显示面板，其中，包括所述多个像素电路的面板中的所有晶体管用包括n沟道型氧化物半导体的氧化物薄膜晶体管TFT来实现。
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