CN108364607A - 像素电路及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种像素电路及其驱动方法、显示装置，涉及显示技术领域。该像素电路包括数据开关电路、数据存储电路、第一发光电路和第二发光电路。数据开关电路被配置为响应于导通信号，传输从数据线接收的数据电压信号。数据存储电路被配置为存储数据电压信号，并根据数据电压信号输出第一电压和第二电压。第一电压低于第二电压。第一发光电路被配置为在第一电压与电源电压的电压差使得该第一发光电路导通的情况下发光。第二发光电路被配置为在第二电压与电源电压的电压差使得该第二发光电路导通的情况下发光。本公开的像素电路可以提高在低灰阶情况下发光亮度的灰阶准确性。

Description

像素电路及其驱动方法、显示装置
技术领域
本公开涉及显示技术领域，特别涉及一种像素电路及其驱动方法、显示装置。
背景技术
相关技术的OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)像素结构可以包括2个晶体管(1个开关晶体管和1个驱动晶体管)和1个电容器等。开关晶体管的作用是将数据线上的数据信号写在电容器上。该电容器将储存该数据信号以用于控制驱动晶体管的栅极电压，进而由驱动晶体管控制OLED电流。
发明内容
在OLED显示器中，由于需要电流驱动OLED发光，因此OLED的电流稳定性很重要，直接影响灰阶的准确性。鉴于此，本公开的实施例提供了一种像素电路。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种像素电路，包括：数据开关电路，被配置为响应于来自于控制线的导通信号，传输从数据线接收的数据电压信号；数据存储电路，被配置为存储从所述数据开关电路接收的所述数据电压信号，并根据所述数据电压信号输出第一电压和第二电压，其中，所述第一电压低于所述第二电压；第一发光电路，设置在电源电压端和接地端之间，被配置为在所述第一电压与电源电压的电压差使得所述第一发光电路导通的情况下发光；以及第二发光电路，设置在所述电源电压端和所述接地端之间，且与所述第一发光电路并联，被配置为在所述第二电压与所述电源电压的电压差使得所述第二发光电路导通的情况下发光。
可选地，所述第一发光电路包括：第一驱动晶体管和第一发光器件，其中：所述第一驱动晶体管的第一端电连接至所述电源电压端，所述第一驱动晶体管的第二端电连接至所述第一发光器件的第一端，所述第一驱动晶体管的控制端被配置为接收所述第一电压，所述第一发光器件的第二端电连接至所述接地端。
可选地，所述第二发光电路包括：第二驱动晶体管和第二发光器件，其中：所述第二驱动晶体管的第一端电连接至所述电源电压端，所述第二驱动晶体管的第二端电连接至所述第二发光器件的第一端，所述第二驱动晶体管的控制端被配置为接收所述第二电压，所述第二发光器件的第二端电连接至所述接地端。
可选地，所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管均为NMOS晶体管，在所述数据电压信号小于第一阈值的情况下，所述第一发光电路不发光，所述第二发光电路发光，在所述数据电压信号大于或等于所述第一阈值的情况下，所述第一发光电路和所述第二发光电路均发光。
可选地，所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管均为PMOS晶体管，在所述数据电压信号大于第二阈值的情况下，所述第一发光电路不发光，所述第二发光电路发光，在所述数据电压信号小于或等于所述第二阈值的情况下，所述第一发光电路和所述第二发光电路均发光。
可选地，所述第一发光器件的面积大于所述第二发光器件的面积。
可选地，所述数据存储电路包括第一电容器和第二电容器，其中：所述第一电容器的第一端电连接至所述数据开关电路和所述第二发光电路，所述第一电容器的第二端电连接至所述第二电容器的第一端，所述第二电容器的第一端电连接至所述第一发光电路，所述第二电容器的第二端电连接至所述接地端。
可选地，所述数据存储电路还包括：第三电容器或二极管，设置在所述数据开关电路与所述第一电容器之间。
可选地，所述像素电路还包括：初始化电路，与所述接地端电连接，被配置为响应于初始化信号，在所述接地端的电压升高的情况下，将所述第一电容器的第一端的电压和所述第二电容器的第一端的电压升高到固定电压以进行初始化处理。
可选地，所述初始化电路包括：第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的第一端电连接至所述第一电容器的第一端，所述第一开关晶体管的第二端电连接至所述第一电容器的第二端，所述第一开关晶体管的控制端被配置为接收所述初始化信号；和第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的第一端电连接至所述第二电容器的第一端，所述第二开关晶体管的第二端电连接至所述接地端，所述第二开关晶体管的控制端被配置为接收所述初始化信号。
可选地，所述初始化电路还包括：第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的第一端电连接至所述数据开关电路，所述第三开关晶体管的第二端电连接至所述第一电容器的第一端，所述第三开关晶体管的控制端被配置为接收所述初始化信号。
可选地，所述第一发光电路还包括：第四开关晶体管，所述第四开关晶体管的第一端电连接至所述第一驱动晶体管的控制端，所述第四开关晶体管的第二端电连接至所述第一驱动晶体管的第二端，所述第四开关晶体管的控制端被配置为接收第一选通信号；所述第二发光电路还包括：第五开关晶体管，所述第五开关晶体管的第一端电连接至所述第二驱动晶体管的控制端，所述第五开关晶体管的第二端电连接至所述第二驱动晶体管的第二端，所述第五开关晶体管的控制端被配置为接收第二选通信号；其中，在所述电源电压被降低，且所述第四开关晶体管接收到所述第一选通信号，所述第五开关晶体管接收到所述第二选通信号的情况下，所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管分别向所述电源电压端放电。
可选地，所述数据开关电路包括：第六开关晶体管，所述第六开关晶体管的第一端电连接至所述数据线，所述第六开关晶体管的第二端电连接至所述数据存储电路，所述第六开关晶体管的控制端电连接至所述控制线。
根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种显示装置，包括：阵列电路，包括多个如前所述的像素电路；多个数据线，每个数据线与所述阵列电路中同一列的像素电路电连接；和多个控制线，每个控制线与所述阵列电路中同一行的像素电路电连接。
根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种基于如前所述像素电路的驱动方法，包括：通过数据开关电路将数据电压信号传输到数据存储电路；所述数据存储电路存储所述数据电压信号，并根据所述数据电压信号向第一发光电路输出第一电压和向第二发光电路输出第二电压，其中，所述第一电压低于所述第二电压；以及所述第一发光电路在所述第一电压与电源电压的电压差使得所述第一发光电路导通的情况下发光，所述第二发光电路在所述第二电压与所述电源电压的电压差使得所述第二发光电路导通的情况下发光。
可选地，在将数据电压信号传输到数据存储电路之前，所述驱动方法还包括：对初始化电路施加初始化信号，并升高接地端的电压，降低电源电压。
可选地，在对初始化电路施加初始化信号结束之后且在将数据电压信号传输到数据存储电路之前，所述驱动方法还包括：在所述电源电压被降低的情况下，对第四开关晶体管施加第一选通信号，对第五开关晶体管施加第二选通信号，使得第一驱动晶体管和第二驱动晶体管分别向电源电压端放电。
在上述像素电路中，设置了第一发光电路和第二发光电路。这两个发光电路一起作为一个像素结构的发光电路。数据存储电路在接收到数据电压信号后，存储该数据电压信号并根据该数据电压信号向第一发光电路输出第一电压，且向第二发光电路输出第二电压。由于第一电压低于该第二电压，因此相比第一发光电路，第二发光电路更容易发光。这样在数据电压信号所对应的灰阶为低灰阶的情况下，可以使得第二发光电路发光而第一发光电路不发光。而第二发光电路发出的光的亮度即可看作整个像素的亮度。在第二发光电路的驱动电流比较大的情况下，第二发光器件的亮度比较强，但是从整个像素的角度看依然比较弱。由于第二发光电路的驱动电流可以比较大，因此可以提高在低灰阶情况下像素电路发光亮度的灰阶准确性。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1是示意性地示出根据本公开一些实施例的像素电路的电路连接图；
图2是示意性地示出根据本公开另一些实施例的像素电路的电路连接图；
图3是示意性地示出根据本公开另一些实施例的像素电路的电路连接图；
图4是示意性地示出根据本公开另一些实施例的像素电路的电路连接图；
图5是示意性地示出根据本公开另一些实施例的像素电路的电路连接图；
图6是示意性地示出根据本公开一些实施例的像素结构的平面图；
图7是示出根据本公开一些实施例的像素电路的时序控制信号图；
图8是示意性地示出根据本公开一些实施例的显示装置的电路连接图；
图9是示出根据本公开一些实施例的基于像素电路的驱动方法的流程图。
应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
本公开的发明人发现，在相关技术中，施加到驱动晶体管上的栅极电压信号的占空比比较大。对于例如通过非晶硅(a-Si)工艺形成的驱动晶体管，施加到该驱动晶体管的栅极上的电压可能会使得该驱动晶体管的半导体层与栅极绝缘层的界面特性发生变化，从而导致该驱动晶体管的阈值电压(Vth)不断劣化。例如，驱动晶体管在栅极偏压控制下，其阈值电压升高，流过该驱动晶体管的电流会逐渐衰减。这将导致该驱动晶体管的开关性能下降，从而影响OLED的亮度和寿命。
尤其在OLED显示装置的显示过程中，在低灰阶下的电流密度很小，因此该电流受低电压的影响很大。例如，电压波动或器件特性的波动都可能会对低灰阶的亮度有较大的影响，从而导致在低灰阶下发生灰阶不准确的现象。
为了提高灰阶准确性，本公开的发明人提出了一种像素电路结构。下面结合附图详细描述根据本公开一些实施例的像素电路的结构。
图1是示意性地示出根据本公开一些实施例的像素电路的电路连接图。
如图1所示，该像素电路可以包括数据开关电路110、数据存储电路120、第一发光电路131和第二发光电路132。此外，图1中还示出了数据线LDn、控制线LGm、电源电压端141和接地端142。这里，电源电压端141可以被施加电源电压Vdd，接地端142可以被施加接地电压Vss。
该数据开关电路110分别与数据线LDn、控制线LGm和数据存储电路120电连接。该数据开关电路110可以被配置为响应于来自于控制线LGm的导通信号VGm，传输从数据线LDn接收的数据电压信号VDn。该数据开关电路110在接收到导通信号VGm的情况下导通，并将来自于数据线LDn的数据电压信号VDn传输到数据存储电路120。
该数据存储电路120分别与第一发光电路131和第二发光电路132电连接。该数据存储电路120可以被配置为存储从数据开关电路110接收的数据电压信号VDn，并根据该数据电压信号VDn输出第一电压V1和第二电压V2。该第一电压V1低于该第二电压V2。该数据存储电路120将第一电压V1输出到第一发光电路131，将第二电压V2输出到第二发光电路132。
该第一发光电路131设置在电源电压端141和接地端142之间。该第一发光电路131可以被配置为在第一电压V1与电源电压Vdd的电压差使得该第一发光电路131导通的情况下发光。
该第二发光电路132设置在电源电压端141和接地端142之间。该第二发光电路132与该第一发光电路131并联。该第二发光电路132可以被配置为在第二电压V2与电源电压Vdd的电压差使得该第二发光电路132导通的情况下发光。
在上述实施例中，提供了一种像素电路。在该像素电路中，设置了第一发光电路和第二发光电路。这两个发光电路一起作为一个像素结构的发光电路。数据存储电路在接收到数据电压信号后，存储该数据电压信号并根据该数据电压信号向第一发光电路输出第一电压，且向第二发光电路输出第二电压。由于第一电压低于该第二电压，因此相比第一发光电路，第二发光电路更容易发光。这样在数据电压信号所对应的灰阶为低灰阶的情况下，可以使得第二发光电路发光而第一发光电路不发光。而第二发光电路发出的光的亮度即可看作整个像素的亮度。在第二发光电路的驱动电流比较大的情况下，第二发光器件的亮度比较强，但是从整个像素的角度看依然比较弱。由于第二发光电路的驱动电流可以比较大，因此可以提高在低灰阶情况下像素电路发光亮度的灰阶准确性。
在一些实施例中，可以根据实际需要设置高灰阶和低灰阶。例如，可以将大于或等于灰阶阈值的灰阶值称为高灰阶，将小于该灰阶阈值的灰阶值称为低灰阶。例如，该灰阶阈值可以包括16灰阶或32灰阶等。当然，本领域技术人员应该明白，该灰阶阈值可以根据实际情况来确定。例如，不同的制造工艺所导致的灰阶阈值可能不同。而且，本公开实施例的范围也不仅限于这里所公开的灰阶阈值。例如，该灰阶阈值还可以为40或50灰阶等。
在低灰阶情况下，第一发光电路不发光而第二发光电路发光，而且该第二发光电路发出的光可以达到期望的整个像素的灰阶值。在高灰阶情况下，两个发光电路均发光，并达到期望的整个像素的灰阶值。这样既可以提高在低灰阶情况下的灰阶准确性，又可以尽量保证高灰阶情况下的发光亮度。
需要说明的是，在一些情况下，对于相同的灰阶值，本公开实施例中所对应的数据电压信号与相关技术中所对应的数据电压信号可以不相等。因此，为了达到相关技术中的数据电压信号所对应的灰阶值，可以调节本公开实施例的数据电压信号，直到该数据电压信号导致发光电路发出的光的亮度达到该灰阶值。当然，本领域技术人员应该理解，在另一些情况下，对于相同的灰阶值，本公开实施例中所对应的数据电压信号与相关技术中所对应的数据电压信号可以相等。
图2是示意性地示出根据本公开另一些实施例的像素电路的电路连接图。
在一些实施例中，如图2所示，第一发光电路131可以包括第一驱动晶体管TD1和第一发光器件DO1。例如，该第一发光器件可以包括OLED器件等。如图2所示，该第一驱动晶体管TD1的第一端电连接至电源电压端141。该第一驱动晶体管TD1的控制端(例如栅极)可以被配置为接收第一电压V1。该第一发光器件DO1的第一端(例如阳极端)电连接至该第一驱动晶体管TD1的第二端。该第一发光器件DO1的第二端(例如阴极端)电连接至接地端142。
在一些实施例中，如图2所示，第一驱动晶体管TD1可以为NMOS(N-channel MetalOxide Semiconductor，N型沟道金属氧化物半导体)晶体管。这样，在第一电压V1与电源电压Vdd的电压差大于或等于该第一驱动晶体管TD1的阈值电压的情况下，该第一驱动晶体管TD1导通，第一发光器件DO1发光。反之，在第一电压V1与电源电压Vdd的电压差小于该第一驱动晶体管TD1的阈值电压的情况下，该第一驱动晶体管TD1截止，第一发光器件DO1不发光。
在另一些实施例中，第一驱动晶体管TD1可以为PMOS(P-channel Metal OxideSemiconductor，P型沟道金属氧化物半导体)晶体管。这样，在第一电压V1与电源电压Vdd的电压差小于或等于该第一驱动晶体管TD1的阈值电压的情况下，该第一驱动晶体管TD1导通，第一发光器件DO1发光。反之，在第一电压V1与电源电压Vdd的电压差大于该第一驱动晶体管TD1的阈值电压的情况下，该第一驱动晶体管TD1截止，第一发光器件DO1不发光。
在一些实施例中，如图2所示，第二发光电路132可以包括第二驱动晶体管TD2和第二发光器件DO2。例如，该第二发光器件可以包括OLED器件等。如图2所示，该第二驱动晶体管TD2的第一端电连接至电源电压端141。该第二驱动晶体管TD2的控制端(例如栅极)可以被配置为接收第二电压V2。该第二发光器件DO2的第一端(例如阳极端)电连接至该第二驱动晶体管TD2的第二端。该第二发光器件DO2的第二端(例如阴极端)电连接至接地端142。
在一些实施例中，如图2所示，第二驱动晶体管TD2可以为NMOS晶体管。这样，在第二电压V2与电源电压Vdd的电压差大于或等于该第二驱动晶体管TD2的阈值电压的情况下，该第二驱动晶体管TD2导通，第二发光器件DO2发光。反之，在第二电压V2与电源电压Vdd的电压差小于该第二驱动晶体管TD2的阈值电压的情况下，该第二驱动晶体管TD2截止，第二发光器件DO2不发光。
在另一些实施例中，第二驱动晶体管TD2可以为PMOS晶体管。这样，在第二电压V2与电源电压Vdd的电压差小于或等于该第二驱动晶体管TD2的阈值电压的情况下，该第二驱动晶体管TD2导通，第二发光器件DO2发光。反之，在第二电压V2与电源电压Vdd的电压差大于该第二驱动晶体管TD2的阈值电压的情况下，该第二驱动晶体管TD2截止，第二发光器件DO2不发光。
在一些实施例中，该第一驱动晶体管TD1和该第二驱动晶体管TD2可以均为NMOS晶体管。在数据电压信号VDn小于第一阈值(例如该第一阈值为正电压值)的情况下，第一发光电路131不发光，第二发光电路132发光。在数据电压信号VDn大于或等于该第一阈值的情况下，该第一发光电路131和该第二发光电路132均发光。在该实施例中，在两个驱动晶体管均为NMOS晶体管的情况下，数据电压信号小于第一阈值的情况对应于像素电路所发出光的灰阶为低灰阶的情况，数据电压信号大于或等于该第一阈值的情况对应于像素电路所发出光的灰阶为高灰阶的情况。
在另一些实施例中，第一驱动晶体管TD1和第二驱动晶体管TD2可以均为PMOS晶体管。在数据电压信号VDn大于第二阈值(例如该第二阈值为负电压值)的情况下，第一发光电路131不发光，第二发光电路132发光。在数据电压信号VDn小于或等于该第二阈值的情况下，该第一发光电路131和该第二发光电路132均发光。在该实施例中，在两个驱动晶体管均为PMOS晶体管的情况下，数据电压信号大于第二阈值的情况对应于像素电路所发出光的灰阶为低灰阶的情况，数据电压信号小于或等于该第二阈值的情况对应于像素电路所发出光的灰阶为高灰阶的情况。
在一些实施例中，第一发光器件DO1的面积大于第二发光器件DO2的面积。第一发光器件和第二发光器件作为一个像素结构内的两个发光器件。在低灰阶的情况下，第二发光器件发光而第一发光器件不发光。由于第一发光器件的面积大于第二发光器件的面积，因此，面积较小的第二发光器件发出的比较强的光可以作为整个像素发出的光，而且从整体上看，整个像素发出的光比较微弱，这样就可以对应低灰阶情况下的发光亮度。再者，在高灰阶的情况下，两个发光器件可以均发光。但是由于第一电压低于第二电压，因此第二发光电路的驱动电流可以大于第一发光电路的驱动电流。相应地，第二发光器件的发光亮度可以高于第一发光器件的发光亮度。但是由于较高亮度的第二发光器件的面积比较小，较低亮度的第一发光器件的面积比较大，因此，从一个完整像素的角度看，整体亮度依然比较符合所对应的灰阶值。
当然，本领域技术人员应该明白，本公开实施例的范围并不仅限于上述的两个发光器件的面积大小关系。例如，第一发光器件的面积也可以小于或等于第二发光器件的面积。
在一些实施例中，如图2所示，数据存储电路120可以包括第一电容器C1和第二电容器C2。该第一电容器C1的第一端电连接至数据开关电路110和第二发光电路132。例如，该第一电容器C1的第一端电连接至第二驱动晶体管TD2的控制端。该第一电容器C1的第二端电连接至该第二电容器C2的第一端。该第二电容器C2的第一端电连接至第一发光电路131。例如，该第二电容器C2的第一端电连接至第一驱动晶体管TD1的控制端。该第二电容器C2的第二端电连接至接地端142。
如图2所示，第一电容器C1的第一端、数据开关电路110和第二驱动晶体管TD2的控制端一起电连接在第一节点A。第一电容器C1的第二端、第二电容器C2的第一端和第一驱动晶体管TD1的控制端一起电连接在第二节点B。在数据开关电路110传输从数据线接收的数据电压信号VDn的情况下，第一节点A的电位VA＝V2＝VDn，第二节点B的电位VB＝V1，并且有
Q1＝Q2， (1)
Q1＝C1(VA-VB)， (2)
Q2＝C2(VB-0)， (3)
其中，Q1为第一电容器上的电荷，Q2为第二电容器上的电荷。另外，C1和C2除了可以在电路中分别表示第一电容器和第二电容器，还可以在上述公式中分别表示第一电容器和第二电容器的电容值。
由上面的公式(1)～(3)、第一节点A的电位VA和第二节点B的电位VB，计算得到
因此，由上面描述的计算过程计算得到如图2所示实施例中的第一电压V1和第二电压V2。第一电压V1被输出到第一发光电路131用于控制第一发光器件的发光，第二电压V2被输出到第二发光电路132用于控制第二发光器件的发光。在本公开的一些实施例中，可以通过设计第一电容器C1和第二电容器C2的电容值大小来获得期望的第一电压V1。
在一些实施例中，如图2所示，数据开关电路110可以包括第六开关晶体管T6。该第六开关晶体管T6的第一端电连接至数据线LDn。该第六开关晶体管T6的第二端电连接至数据存储电路120。例如，该第六开关晶体管T6的第二端电连接第一电容器C1的第一端。该第六开关晶体管T6的控制端(例如栅极)电连接至控制线LGm。该第六开关晶体管T6在其控制端从控制线LGm接收到导通信号VGm的情况下导通，从而可以将从数据线LDn接收的数据电压信号VDn传输到数据存储电路120，例如传输到第一电容器C1的第一端。
图3是示意性地示出根据本公开另一些实施例的像素电路的电路连接图。在如图2所示的像素电路的基础上，该图3所示的像素电路增加了初始化电路350。
在一些实施例中，如图3所示，该像素电路还可以包括初始化电路350。该初始化电路350与接地端142电连接。该初始化电路350可以被配置为响应于初始化信号VRST，在接地端的电压升高的情况下，将第一电容器C1的第一端的电压(即第一节点A的电压)和第二电容器C2的第一端的电压(即第二节点B的电压)升高到固定电压以进行初始化处理。在该实施例中，经过初始化电路的初始化处理，可以使得第一电容器的第一端的电压和第二电容器的第一端的电压达到一个固定的电压，将第一电容器和第二电容器可能存储的上一帧数据信号(例如第二电压或第一电压)清除，有利于提高像素电路发光亮度的灰阶准确性。
在一些实施例中，如图3所示，该初始化电路350可以包括第一开关晶体管T1。该第一开关晶体管T1的第一端电连接至第一电容器C1的第一端(例如电连接至第一节点A)。该第一开关晶体管C1的第二端电连接至该第一电容器C1的第二端(例如电连接至第二节点B)。该第一开关晶体管T1的控制端(例如栅极)可以被配置为接收初始化信号VRST。
在一些实施例中，如图3所示，该初始化电路还可以包括第二开关晶体管T2。该第二开关晶体管T2的第一端电连接至第二电容器C2的第一端(例如电连接至第二节点B)。该第二开关晶体管T2的第二端电连接至接地端142。该第二开关晶体管T2的控制端(例如栅极)可以被配置为接收初始化信号VRST。
在上述实施例中，第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2分别在接收到初始化信号VRST的情况下导通，并将接地端的电压Vss升高。这样可以使得第一电容器C1的第一端(即第一节点A)和第二电容器C2的第一端(即第二节点B)的电压均初始化到一个固定电压，将第一电容器和第二电容器可能存储的上一帧数据信号清除，有利于提高像素电路发光亮度的灰阶准确性。
图4是示意性地示出根据本公开另一些实施例的像素电路的电路连接图。
在一些实施例中，在例如图3所示实施例的数据存储电路120的基础上，图4所示实施例的数据存储电路420除了可以包括第一电容器C1和第二电容器C2之外，还可以包括第三电容器C3。该第三电容器C3设置在数据开关电路110与第一电容器C1之间。例如，该第三电容器C3的第一端电连接至第六开关晶体管T6的第二端，该第三电容器C3的第二端电连接至第一电容器C1的第一端。该第三电容器可以起到耦合和对数据电压分压的作用。在增加了该第三电容器之后，可以通过设计第三电容器的电容大小来输出期望的第一电压和第二电压，从而可以进一步提高像素电路发光亮度的灰阶准确性。
如图4所示，第三电容器C3的第二端、第一电容器C1的第一端和第二驱动晶体管TD2的控制端一起电连接至第一节点A。第一电容器C1的第二端、第二电容器C2的第一端和第一驱动晶体管TD1的控制端一起电连接至第二节点B。第三电容器C3的第一端与第六开关晶体管T6的第二端一起电连接至第三节点E。在数据开关电路传输从数据线接收的数据电压信号VDn的情况下，第一节点A的电位VA＝V2，第二节点B的电位VB＝V1，第三节点E的电位VE＝VDn。又由于
Q1＝Q2＝Q3， (4)
Q1＝C1(VA-VB)， (5)
Q2＝C2(VB-0)， (6)
Q3＝C3(VE-VA)， (7)
其中，Q1为第一电容器上的电荷，Q2为第二电容器上的电荷，Q3为第三电容器上的电荷。另外，C1、C2和C3除了可以在电路中分别表示第一电容器、第二电容器和第三电容器，还可以在上述公式中分别表示第一电容器、第二电容器和第三电容器的电容值。
由上面的公式(4)～(7)、第一节点A的电位VA、第二节点B的电位VB和第三节点E的电位VE，计算得到
因此，由上面描述的计算过程计算得到如图4所示实施例中的第一电压V1和第二电压V2。第一电压V1被输出到第一发光电路用于控制第一发光器件的发光，第二电压V2被输出到第二发光电路用于控制第二发光器件的发光。在本公开的一些实施例中，可以通过设计第一电容器C1、第二电容器C2和第三电容器C3的电容值大小来获得期望的第一电压V1和第二电压V2。
需要说明的是，图4中的数据存储电路示出了第三电容器C3。但是本公开实施例的范围并不仅限于此。例如，可以将该第三电容器替换成二极管。即在数据开关电路与第一电容器之间设置二极管。例如，该二极管的阳极端电连接至数据开关电路，该二极管的阴极端电连接至第一电容器的第一端。该二极管也可以起到耦合和分压的作用。
在一些实施例中，在例如图3所示实施例的初始化电路350的基础上，如图4所示实施例的初始化电路450除了包括第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2之外，还可以包括第三开关晶体管T3。该第三开关晶体管T3的第一端电连接至数据开关电路。例如，该第三开关晶体管T3的第一端电连接至第六开关晶体管T6的第二端(或者说，电连接至第三节点E)。该第三开关晶体管T3的第二端电连接至第一电容器C1的第一端。或者说，该第三开关晶体管T3的第二端电连接至第一节点A。该第三开关晶体管T3的控制端(例如栅极)可以被配置为接收初始化信号VRST。
在一些实施例中，第一开关晶体管T1、第二开关晶体管T2和第三开关晶体管T3分别在接收到初始化信号VRST的情况下导通，并改变接地端的电压使得接地端的电压Vss升高。这样可以使得第一节点A、第二节点B和第三节点E的电压均初始化到一个固定电压，将第一电容器、第二电容器和第三电容器可能存储的上一帧数据信号清除，有利于实现提高像素电路发光亮度的灰阶准确性。
图5是示意性地示出根据本公开另一些实施例的像素电路的电路连接图。
在一些实施例中，在例如图4所示实施例的第一发光电路131的基础上，如图5所示实施例的第一发光电路531除了包括第一驱动晶体管TD1和第一发光器件DO1之外，还可以包括第四开关晶体管T4。该第四开关晶体管T4的第一端电连接至该第一驱动晶体管TD1的控制端。该第四开关晶体管T4的第二端电连接至该第一驱动晶体管TD1的第二端。该第四开关晶体管T4的控制端(例如栅极)可以被配置为接收第一选通信号VSW1。
该第四开关晶体管T4可以响应于该第一选通信号VSW1而导通，这样第一驱动晶体管TD1和第四开关晶体管T4可以连接为一个等效二极管。在这样的情况下，可以将电源电压Vdd降低(例如降低为低电平)，这样可以使得该等效二极管向电源电压端141放电。这是因为第一驱动晶体管的电位高于降为低电平的电源电压。该放电直到第一驱动晶体管TD1的控制端电压比电源电压高一个阈值电压Vth1(该Vth1为第一驱动晶体管的阈值电压)为止。驱动第一发光器件发光的驱动电流IDS1与(VGS1-Vth1)2正相关，这里VGS1为第一驱动晶体管的栅源电压。而经过上面的放电过程，VGS1＝V1+Vth1-Vdd，因此驱动电流IDS1与(V1-Vdd)2正相关。该驱动电流IDS1将基本不受Vth1影响。该阶段可以称为补偿阶段。这样可以提高发光亮度的灰阶准确性。
在一些实施例中，在例如图4所示实施例的第二发光电路132的基础上，如图5所示实施例的第二发光电路532除了包括第二驱动晶体管TD2和第二发光器件DO2之外，还可以包括第五开关晶体管T5。该第五开关晶体管T5的第一端电连接至该第二驱动晶体管TD2的控制端。该第五开关晶体管T5的第二端电连接至该第二驱动晶体管TD2的第二端。该第五开关晶体管T5的控制端(例如栅极)可以被配置为接收第二选通信号VSW2。
该第五开关晶体管T5可以响应于该第二选通信号VSW2而导通，这样第二驱动晶体管TD2和第五开关晶体管T5可以连接为一个等效二极管。在这样的情况下，可以将电源电压Vdd降低(例如降低为低电平)，这样可以使得该等效二极管向电源电压端141放电。这是因为第二驱动晶体管的电位高于降为低电平的电源电压。该放电直到第二驱动晶体管TD2的控制端电压比电源电压高一个阈值电压Vth2(该Vth2为第二驱动晶体管的阈值电压)为止。驱动第二发光器件发光的驱动电流IDS2与(VGS2-Vth2)2正相关，这里VGS2为第二驱动晶体管的栅源电压。而经过上面的放电过程，VGS2＝V2+Vth2-Vdd，因此驱动电流IDS2与(V2-Vdd)2正相关。该驱动电流IDS2将基本不受Vth2影响。该阶段可以称为补偿阶段。这样可以提高发光亮度的灰阶准确性。
在一些实施例中，在电源电压Vdd被降低(例如被降低到低电平)，且第四开关晶体管T4接收到第一选通信号VSW1，第五开关晶体管T5接收到第二选通信号VSW2的情况下，第一驱动晶体管TD1和第二驱动晶体管TD2分别向电源电压端141放电。该放电直到第一驱动晶体管TD1的控制端电压比电源电压高一个阈值电压Vth1，以及第二驱动晶体管TD2的控制端电压比电源电压高一个阈值电压Vth2为止。
在图5所示的实施例中，提供一种包括8个晶体管、3个电容器和2个发光器件的像素电路结构。在一些实施例中，第一发光器件的面积大于第二发光器件的面积。在不增加数据线的情况下，通过3个电容器的相互分压，使得两个发光器件的发光亮度并不相同。第二电压高于第一电压。在低灰阶下，第二发光器件发光。由于第二发光器件的尺寸比较小，所以在第二发光器件比较高的亮度下从整体像素来看还是可以提供一个比较低的灰阶。而实际上该第二发光器件的亮度是比较高的，对应的电压也较高。因此，可以解决在低电压下发光亮度难以控制的问题。
在高灰阶下，另外一个面积比较大的第一发光器件也发光。两个发光器件均发光来达到期望的灰阶。虽然第二发光器件的亮度比第一发光器件的亮度更亮，但是由于第二发光器件的面积比较小，因此从整个像素结构的角度看，该像素结构依然可以得到期望的灰阶。
需要说明的是，虽然本公开实施例的附图中所示出的所有开关晶体管(例如第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管、第四开关晶体管、第五开关晶体管和第六开关晶体管)均为NMOS晶体管，但是本公开实施例的范围并不限于此。例如，第一开关晶体管、第二开关晶体管、第三开关晶体管、第四开关晶体管、第五开关晶体管和第六开关晶体管中的至少一个可以为PMOS晶体管。即，这六个开关晶体管可以分别为NMOS晶体管或PMOS晶体管。
还需要说明的是，虽然图5所示的像素电路包括了初始化电路450、第四开关晶体管T4和第五开关晶体管T5，但是本公开实施例的范围并不仅限于此。在一些实施例中，可以在不包括初始化电路的像素电路的基础上设置第四开关晶体管T4和第五开关晶体管T5。例如，像素电路可以包括数据开关电路110、数据存储电路420、第一发光电路531和第二发光电路532。又例如，可以在图2所示的像素电路中增加设置第四开关晶体管T4和第五开关晶体管T5。这样的像素电路可以包括数据开关电路110、数据存储电路120、第一发光电路531和第二发光电路532。
另外，还可以在包括了初始化电路350的像素电路(例如图3所示的像素电路)的基础上增加设置第四开关晶体管T4和第五开关晶体管T5。这样的像素电路可以包括数据开关电路110、数据存储电路120、初始化电路350、第一发光电路531和第二发光电路532。
图6是示意性地示出根据本公开一些实施例的像素结构的平面图。如图6所示，该像素结构可以包括低亮度部分61和高亮度部分62。该低亮度部分61可以对应于第一发光电路，该高亮度部分62可以对应第二发光电路。例如，该高亮度部分62的面积小于低亮度部分61的面积(对应于第二发光器件的面积小于第一发光器件的面积)。
在该实施例中，可以将一个完整的像素分成两部分。例如，在制造过程中，在每个像素中，可以将驱动晶体管的阳极端分成2个阳极端，而发光层可以分成两个发光层也可以是一个发光层。利用像素电路中的两个输出电压(即第一电压和第二电压)分别驱动两部分像素发出不同亮度的光。高亮度部分62由于面积小，即便亮度高，从一个完整像素的角度看，整体亮度依然较低。这样，可以利用较小面积的像素部分发出较强的光来作为完整像素发出微弱的光。由于较小面积的像素部分发出较强的光时所需要的驱动电流比较大，相应地，驱动晶体管的栅源电压VGS也比较大，这可以弱化VGS-Vth的变化率(这里，驱动电流与(VGS-Vth)2正相关)，从而提高发光亮度的灰阶准确性。
图7是示出根据本公开一些实施例的像素电路的时序控制信号图。下面可以结合例如图5所示的像素电路结构和如图7所示的时序控制信号详细描述根据本公开一些实施例的像素电路的工作过程。
如图7所示，在第1阶段，对初始化电路450施加初始化信号VRST，并升高接地端141的电压Vss为高电平，这可以将例如图5中的节点A和B初始化到一个固定电压。另外，在该阶段，还可以降低电源电压Vdd为低电平。该第1阶段可以称为初始化阶段。
接下来，在第2阶段，初始化信号VRST结束，电源电压依然为低电平，接地端电压依然为高电平。在该阶段，对第四开关晶体管T4施加第一选通信号VSW1，对第五开关晶体管T5施加第二选通信号VSW2，使得第一驱动晶体管TD1和第二驱动晶体管TD2分别向电源电压端141放电。该放电直到第一驱动晶体管TD1的控制端电压和第二驱动晶体管TD2的控制端电压分别比电源电压Vdd高一个相应的阈值电压为止。该第2阶段即为补偿阶段。
在另一些实施例中，如果在第1阶段时电源电压Vdd没有降低的情况下，则可以在该第2阶段将电源电压Vdd降低为低电平。
接下来，在第3阶段，第一选通信号VSW1和第二选通信号VSW2均结束，电源电压Vdd升高为高电平，接地端电压Vss降低为低电平，控制线LGm提供导通信号VGm，数据线LDn提供数据电压信号VDn。这里，可以设计数据电压信号VDn比导通信号VGm晚一些，以保证在数据开关电路110完全导通的情况下传输数据电压信号VDn。数据存储电路420存储该数据电压信号VDn，并根据该数据电压信号向第一发光电路输出第一电压V1和向第二发光电路输出第二电压V2。该第一电压V1低于该第二电压V2。这可以控制在低灰阶下第一发光电路不发光，第二发光电路发光；以及在高灰阶下，第一发光电路和第二发光电路均发光。该第3阶段可以称为发光阶段。在第3阶段之后，该发光过程结束，为下一帧数据的显示做准备。
通过上述三个阶段，完成了像素电路的发光过程。本公开实施例的像素电路和时序控制方法可以减弱阈值电压升高的问题，而且可以提高在低灰阶情况下的灰阶准确性。
图8是示意性地示出根据本公开一些实施例的显示装置的电路连接图。
在一些实施例中，该显示装置可以包括阵列电路、多个数据线和多个控制线。该阵列电路可以包括多个如前所述的像素电路(例如图1、图2、图3、图4或图5所示的像素电路)。例如，如图8所示，该显示装置可以包括阵列电路。该阵列电路可以包括m×n个像素电路(例如像素电路811～8mn，其中n和m为正整数)。如图8所示，该显示装置还可以包括n个数据线(例如数据线LD1～LDn)和m个控制线(例如控制线LG1～LGm)。每个数据线与阵列电路中同一列的像素电路电连接。每个控制线与阵列电路中同一行的像素电路电连接。通过该显示装置可以实现图像数据的显示。
图9是示出根据本公开一些实施例的基于像素电路的驱动方法的流程图。该驱动方法可以包括步骤S902～S906。
在步骤S902，通过数据开关电路将数据电压信号传输到数据存储电路。
在步骤S904，数据存储电路存储数据电压信号，并根据该数据电压信号向第一发光电路输出第一电压和向第二发光电路输出第二电压。
在步骤S906，第一发光电路在第一电压与电源电压的电压差使得该第一发光电路导通的情况下发光，第二发光电路在第二电压与电源电压的电压差使得该第二发光电路导通的情况下发光。
通过上述实施例的驱动方法，在数据电压信号所对应的灰阶为低灰阶的情况下，可以使得第二发光电路发光而第一发光电路不发光，而第二发光电路发出的光的亮度即可看作整个像素(每个像素包括第一发光器件和第二发光器件)的亮度。由于第二发光电路的驱动电流可以比较大(在这样的情况下，第二发光器件的亮度比较强，但是从整个像素的角度看依然比较弱)，因此该像素电路可以提高在低灰阶情况下发光亮度的灰阶准确性。
在一些实施例中，在步骤S902之前，所述驱动方法还可以包括：对初始化电路施加初始化信号，并升高接地端的电压，降低电源电压。这实现了对像素电路中的第一节点A和第二节点B的初始化，有利于进一步提高像素电路发光亮度的灰阶准确性。
在一些实施例中，在对初始化电路施加初始化信号结束之后且在步骤S902之前，所述驱动方法还可以包括：在电源电压被降低的情况下，对第四开关晶体管施加第一选通信号，对第五开关晶体管施加第二选通信号，使得第一驱动晶体管和第二驱动晶体管分别向电源电压端放电。例如，该放电直到第一驱动晶体管的控制端电压和第二驱动晶体管的控制端电压分别比电源电压高一个相应的阈值电压为止。通过相应的驱动晶体管对电源电压端放电，可以使得相应的驱动晶体管的阈值电压恢复到正常的阈值电压值，这样可以进一步提高像素电路发光亮度的灰阶准确性。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种像素电路，包括：
数据开关电路，被配置为响应于来自于控制线的导通信号，传输从数据线接收的数据电压信号；
数据存储电路，被配置为存储从所述数据开关电路接收的所述数据电压信号，并根据所述数据电压信号输出第一电压和第二电压，其中，所述第一电压低于所述第二电压；
第一发光电路，设置在电源电压端和接地端之间，被配置为在所述第一电压与电源电压的电压差使得所述第一发光电路导通的情况下发光；以及
第二发光电路，设置在所述电源电压端和所述接地端之间，且与所述第一发光电路并联，被配置为在所述第二电压与所述电源电压的电压差使得所述第二发光电路导通的情况下发光。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其中，
所述第一发光电路包括：第一驱动晶体管和第一发光器件，其中：
所述第一驱动晶体管的第一端电连接至所述电源电压端，所述第一驱动晶体管的第二端电连接至所述第一发光器件的第一端，所述第一驱动晶体管的控制端被配置为接收所述第一电压，所述第一发光器件的第二端电连接至所述接地端；
所述第二发光电路包括：第二驱动晶体管和第二发光器件，其中：
所述第二驱动晶体管的第一端电连接至所述电源电压端，所述第二驱动晶体管的第二端电连接至所述第二发光器件的第一端，所述第二驱动晶体管的控制端被配置为接收所述第二电压，所述第二发光器件的第二端电连接至所述接地端。
3.根据权利要求2所述的像素电路，其中，
所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管均为NMOS晶体管，
在所述数据电压信号小于第一阈值的情况下，所述第一发光电路不发光，所述第二发光电路发光，
在所述数据电压信号大于或等于所述第一阈值的情况下，所述第一发光电路和所述第二发光电路均发光；
或者，
所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管均为PMOS晶体管，
在所述数据电压信号大于第二阈值的情况下，所述第一发光电路不发光，所述第二发光电路发光，
在所述数据电压信号小于或等于所述第二阈值的情况下，所述第一发光电路和所述第二发光电路均发光。
4.根据权利要求2所述的像素电路，其中，
所述第一发光器件的面积大于所述第二发光器件的面积。
5.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述数据存储电路包括第一电容器和第二电容器，其中：
所述第一电容器的第一端电连接至所述数据开关电路和所述第二发光电路，所述第一电容器的第二端电连接至所述第二电容器的第一端，所述第二电容器的第一端电连接至所述第一发光电路，所述第二电容器的第二端电连接至所述接地端。
6.根据权利要求5所述的像素电路，其中，所述数据存储电路还包括：
第三电容器或二极管，设置在所述数据开关电路与所述第一电容器之间。
7.根据权利要求5或6所述的像素电路，还包括：
初始化电路，与所述接地端电连接，被配置为响应于初始化信号，在所述接地端的电压升高的情况下，将所述第一电容器的第一端的电压和所述第二电容器的第一端的电压升高到固定电压以进行初始化处理。
8.根据权利要求7所述的像素电路，其中，所述初始化电路包括：
第一开关晶体管，所述第一开关晶体管的第一端电连接至所述第一电容器的第一端，所述第一开关晶体管的第二端电连接至所述第一电容器的第二端，所述第一开关晶体管的控制端被配置为接收所述初始化信号；和
第二开关晶体管，所述第二开关晶体管的第一端电连接至所述第二电容器的第一端，所述第二开关晶体管的第二端电连接至所述接地端，所述第二开关晶体管的控制端被配置为接收所述初始化信号。
9.根据权利要求8所述的像素电路，其中，所述初始化电路还包括：
第三开关晶体管，所述第三开关晶体管的第一端电连接至所述数据开关电路，所述第三开关晶体管的第二端电连接至所述第一电容器的第一端，所述第三开关晶体管的控制端被配置为接收所述初始化信号。
10.根据权利要求2所述的像素电路，其中，
所述第一发光电路还包括：第四开关晶体管，所述第四开关晶体管的第一端电连接至所述第一驱动晶体管的控制端，所述第四开关晶体管的第二端电连接至所述第一驱动晶体管的第二端，所述第四开关晶体管的控制端被配置为接收第一选通信号；
所述第二发光电路还包括：第五开关晶体管，所述第五开关晶体管的第一端电连接至所述第二驱动晶体管的控制端，所述第五开关晶体管的第二端电连接至所述第二驱动晶体管的第二端，所述第五开关晶体管的控制端被配置为接收第二选通信号；
其中，在所述电源电压被降低，且所述第四开关晶体管接收到所述第一选通信号，所述第五开关晶体管接收到所述第二选通信号的情况下，所述第一驱动晶体管和所述第二驱动晶体管分别向所述电源电压端放电。
11.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述数据开关电路包括：
第六开关晶体管，所述第六开关晶体管的第一端电连接至所述数据线，所述第六开关晶体管的第二端电连接至所述数据存储电路，所述第六开关晶体管的控制端电连接至所述控制线。
12.一种显示装置，包括：
阵列电路，包括多个如权利要求1至11任意一项所述的像素电路；
多个数据线，每个数据线与所述阵列电路中同一列的像素电路电连接；和
多个控制线，每个控制线与所述阵列电路中同一行的像素电路电连接。
13.一种基于如权利要求1至11任意一项所述像素电路的驱动方法，包括：
通过数据开关电路将数据电压信号传输到数据存储电路；
所述数据存储电路存储所述数据电压信号，并根据所述数据电压信号向第一发光电路输出第一电压和向第二发光电路输出第二电压，其中，所述第一电压低于所述第二电压；以及
所述第一发光电路在所述第一电压与电源电压的电压差使得所述第一发光电路导通的情况下发光，所述第二发光电路在所述第二电压与所述电源电压的电压差使得所述第二发光电路导通的情况下发光。
14.根据权利要求13所述的驱动方法，在将数据电压信号传输到数据存储电路之前，所述驱动方法还包括：
对初始化电路施加初始化信号，并升高接地端的电压，降低电源电压。
15.根据权利要求14所述的驱动方法，其中，在对初始化电路施加初始化信号结束之后且在将数据电压信号传输到数据存储电路之前，所述驱动方法还包括：
在所述电源电压被降低的情况下，对第四开关晶体管施加第一选通信号，对第五开关晶体管施加第二选通信号，使得第一驱动晶体管和第二驱动晶体管分别向电源电压端放电。
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