CN115762398A - 像素电路和包括该像素电路的显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种像素电路和包括该像素电路的显示装置。本公开的所述像素电路包括：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和连接到第三节点的第二电极，并且被配置为向发光元件提供电流；第一开关元件，被配置为响应于扫描脉冲向第四节点提供像素数据的数据电压；第二开关元件，被配置为响应于第一初始化脉冲向第二节点提供初始化电压；第三开关元件，被配置为响应于感测脉冲向第三节点提供低于初始化电压的参考电压；第四开关元件，被配置为响应于第二初始化脉冲向第四节点提供参考电压；第五开关元件，被配置为响应于发光控制脉冲将第三节点连接到发光元件的阳极；第一电容器；第二电容器；和第三电容器。

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器。有源矩阵有机发光显示装置包括有机发光二极管(OLED)，有机发光二极管(OLED)自身产生光，并且在高响应速度、高发光效率、高亮度和大视角方面具有优势。在有机发光显示装置中，OLED形成在每个像素处。有机发光显示装置具有高响应速度、高发光效率、高亮度和大视角，并且能够以完全黑色表现黑色灰度，从而实现高对比度和高色彩再现率。
在使用源极跟随电路的内部补偿电路的情况下，源极节点电压的变化与驱动元件的阈值电压一样多，并且源极节点电压的变化量可以被传输到栅极节点。然而，当源极节点电压的变化量被传输到栅极节点时，由于栅极节点的寄生电容，可能发生损耗。由于源极节点电压的变化量被传输到栅极节点的传输速率的差，在感测驱动元件的阈值电压时可能发生误差。
发明内容
本公开的目的是解决上述必要性和/或问题。
本公开提供了一种像素电路和包括该像素电路的显示装置，其能够通过使用源极跟随电路克服像素电路的补偿限制来改善图像质量。
本公开的问题不限于上述问题，本领域技术人员将从以下描述清楚地理解未提及的其他问题。
根据本公开的实施方式的像素电路可以包括：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和连接到第三节点的第二电极，并且被配置为向发光元件提供电流；第一开关元件，该第一开关元件被配置为响应于扫描脉冲向第四节点提供像素数据的数据电压；第二开关元件，该第二开关元件被配置为响应于第一初始化脉冲向第二节点提供初始化电压；第三开关元件，该第三开关元件被配置为响应于感测脉冲向所述第三节点提供低于所述初始化电压的参考电压；第四开关元件，该第四开关元件被配置为响应于第二初始化脉冲向所述第四节点提供所述参考电压；第五开关元件，该第五开关元件被配置为响应于发光控制脉冲将所述第三节点连接到所述发光元件的阳极；第一电容器，该第一电容器连接在所述第二节点和所述第四节点之间；第二电容器，该第二电容器连接在所述第三节点和所述第四节点之间；以及第三电容器，该第三电容器连接在所述第一节点和所述第三节点之间。
本公开的显示装置包括像素电路。
在本公开中，通过使用源极跟随方法使用添加到像素电路的第一电容器至第三电容器，可以提高驱动元件的阈值电压补偿性能，并且可以增大补偿范围。
本公开的效果不限于上述那些效果，并且本领域技术人员将从权利要求的描述中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发明的示例性实施例，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明显，其中：
图1是示出根据本公开的实施方式的像素电路的电路图；
图2是示出施加到图1中所示的像素电路的选通信号的波形图；
图3是示出图1所示的像素电路的主节点的电压变化的波形图；
图4A至图4F是示出在图1中分步骤所示的像素电路的运行电路图；
图5示出了验证本公开的像素电路中驱动元件的阈值电压补偿效果的模拟结果；
图6是示出根据本公开的实施方式的显示装置的框图；
图7是示出图6所示的显示面板的截面结构的截面图。
具体实施方式
根据下面参考附图描述的实施方式，将更清楚地理解本公开的优点和特征以及用于实现本公开的方法。然而，本公开不限于以下实施方式，而是可以以各种不同的形式来实现。相反，本实施方式将使本公开的公开内容完整，并允许本领域技术人员完全理解本公开的范围。本公开仅限定在所附权利要求的范围内。
附图中所例示的用于描述本公开的实施方式的形状、尺寸、比率、角度、数量等等仅仅是示例，并且本公开不限于此。相同的附图标记在整个说明书中通常表示相同的元件。此外，在描述本公开时，可以省略已知现有技术的详细描述，以避免不必要地模糊本公开的主题。
本文中使用的诸如“包括”、“包含”、“具有”和“由...组成”的术语一般是指允许添加其他组件，除非使用术语时用了“仅”这个词。除非另有明文规定，任何单数的引用都可以包括复数。
即使没有明确说明，组件也被解释为包括普通的误差范围。
当使用诸如“在...上”、“在...之上”、“在...下面”和“靠近...”的术语来描述两个部件之间的位置关系时，除非使用这些术语时用了“紧接着”或“直接”这样的词，否则在该两个部件之间可以定位有一个或更多个部件。
术语“第一”、“第二”等可用于将部件彼此区分开，但是部件的功能或结构不受部件前面的序号或部件名称的限制。
在整个本公开中，相同的附图标记可指代基本相同的元件。
下面的实施方式可以部分地或完全地彼此结合或组合，并且可以以技术上不同的方式连接和运行。这些实施方式可以彼此独立地或相关联地执行。
每个像素可以包括具有不同颜色的多个子像素，以便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TFT(薄膜晶体管)。
显示装置的驱动电路将输入图像的像素数据写入到显示面板上的像素。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被实现为n沟道氧化物TFT的示例来给出描述，但是本公开不限于此。
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，载流子开始从源极流动。漏极是载流子从晶体管离开的电极。在晶体管中，载流子从源极流到漏极。在n沟道晶体管的情况下，由于载流子是电子，所以源极电压是低于漏极电压的电压，使得电子可以从源极流到漏极。在n沟道晶体管中，电流的方向是从漏极到源极。在p沟道晶体管(p沟道金属氧化物半导体(PMOS))的情况下，由于载流子是空穴，所以源极电压高于漏极电压，使得空穴可以从源极流到漏极。在p沟道晶体管中，由于空穴从源极流到漏极，所以电流从源极流到漏极。应当注意，晶体管的源极和漏极不是固定的。例如，源极和漏极可以根据所施加的电压而改变。因此，本公开不受晶体管的源极和漏极的限制。在以下描述中，晶体管的源极和漏极将被称为第一电极和第二电极。
选通信号在栅极导通电压和栅极截止电压之间摆动。栅极导通电压被设置为高于晶体管的阈值电压的电压，栅极截止电压被设置为低于晶体管的阈值电压的电压。
晶体管响应于栅极导通电压而导通，并且响应于栅极截止电压而截止。在n沟道晶体管的情况下，栅极导通电压可以是选通高电压，栅极截止电压可以是选通低电压。
以下，将参考附图详细描述本公开的各种实施方式。在以下实施方式中，将主要关于有机发光显示装置描述显示装置，但是本发明不限于此。本公开不限于以下示例和权利要求中的元件或信号的名称。
图1是示出根据本公开的实施方式的像素电路的电路图。图2是示出施加到图1中所示的像素电路的选通信号的波形图。图3是示出图1所示的像素电路的主节点的电压变化的波形图。在图3中，主节点DTG、DTS和DTS2的实线波形表示驱动元件DT的阈值电压Vth未偏移的初始状态，并且其虚线波形表示驱动元件DT的阈值电压Vth根据像素的驱动时间的累积由于驱动元件DT的劣化而偏移的示例。图4A至图4F是示出在图1中分步骤所示的像素电路的运行的电路图。
参照图1至图4F，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T1至T5、以及第一电容器Cst1、第二电容器Cst2和第三电容器C2。驱动元件DT和开关元件T1至T5可以由n沟道氧化物TFT实现。
像素电路连接到施加像素驱动电压EVDD的VDD线、施加低电位像素参考电压EVSS的VSS线、施加初始化电压Vinit的INIT线、施加参考电压Vref的REF线RL、施加数据电压Vdata的数据线DL、以及施加选通信号INIT、INIT2、SENSE、SCAN和EM的选通线。
像素驱动电压EVDD高于数据电压Vdata，并且是驱动元件DT能够在饱和区域中运行的电压。像素驱动电压EVDD被设置为EVSS+Vel+Vgs+Virmargin的电压。“Vel”是以最大亮度驱动发光元件EL的发光元件EL的阳极电压。“Vgs”是驱动元件DT的栅极-源极电压。“Virmargin”是用于补偿由于显示面板上的布线电阻R和流过像素的电流I引起的像素驱动电压EVDD的IR降的裕量电压。
初始化电压Vinit可以被设置为通过将考虑到驱动元件DT的阈值电压补偿范围的裕量电压加到参考电压Vref而获得的电压。初始化电压Vinit高于参考电压Vref。参考电压Vref被设置为接近低电位像素参考电压EVSS的低电位电压。参考电压Vref可以低于低电位像素参考电压EVSS。
选通信号INIT、INIT2、SENSE、SCAN和EM的栅极导通电压VGH和VEH可以高于像素驱动电压EVDD，并且可以被设置为最小栅极导通电压，在该最小栅极导通电压下，数据电压Vdata可以在可表达的灰度范围内变化，以便降低功耗。选通信号INIT、INIT2、SENSE、SCAN和EM的栅极截止电压VGL和VEL可以低于低电位像素参考电压EVSS和参考电压Vref，并且可以被设置为EVSS容限的电压。
如图2和图3所示，像素电路的驱动时段可被划分为初始化步骤Pi、感测步骤Ps、第一传输步骤Ptr1、数据写入步骤Pwr、第二传输步骤Ptr2、升压步骤Pboost和发光步骤Pem。在图3中，在第二节点DTG、第三节点DTS和第四节点DTS2中描述的“ΔVth”是驱动元件DT中阈值电压的电压变化量。
在初始化步骤Pi中，产生第一初始化脉冲INIT、感测脉冲SENSE和第二初始化脉冲IINIT2作为栅极导通电压VGH。在初始化步骤Pi中，扫描脉冲SCAN和发光控制脉冲(下文中称为“EM脉冲”)EM是栅极截止电压VGL和VEL。
在感测步骤Ps中，产生第一初始化脉冲INIT作为栅极导通电压VGH。感测脉冲SENSE、第二初始化脉冲INIT2、扫描脉冲SCAN和EM脉冲EM是感测步骤Ps中的栅极截止电压VGL和VEL。
在第一传输步骤Ptr1中，产生第二初始化脉冲INIT2作为栅极导通电压VGH。第一初始化脉冲INIT、感测脉冲SENSE、扫描脉冲SCAN和EM脉冲EM是第一传输步骤Ptr1中的栅极截止电压VGL和VEL。
在数据写入步骤Pwr中，产生扫描脉冲SCAN作为与像素数据的数据电压Vdata同步的栅极导通电压VGH。在数据写入步骤Pwr中，产生第一初始化脉冲INIT、感测脉冲SENSE、第二初始化脉冲INIT2和EM脉冲EM作为栅极截止电压VGL和VEL。
在第二传输步骤Ptr2中，产生感测脉冲SENSE作为栅极导通电压VGH。第一初始化脉冲INIT、第二初始化脉冲INIT2、扫描脉冲SCAN和EM脉冲EM是第二传输步骤Ptr2中的栅极截止电压VGL和VEL。
在升压步骤Pboost中，产生EM脉冲EM作为栅极导通电压VEH，并且产生除EM脉冲EM之外的选通信号INIT、SENSE、INIT2和SCAN作为栅极截止电压VGL。在发光步骤Pem中，EM脉冲EM维持栅极导通电压VEH，而其它选通信号INIT、SENSE、INIT2和SCAN维持栅极截止电压VGL。
发光元件EL可以用OLED来实现。OLED包括形成在阳极和阴极之间的有机化合物层。有机化合物层可以包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发光层(EML)、电子传输层(ETL)和电子注入层(EIL)，但是不限于此。当向OLED的阳极和阴极施加电压时，穿过空穴传输层(HTL)的空穴和穿过电子传输层(ETL)的电子移动到发光层(EML)以形成激子。在这种情况下，从发光层EML发射可见光。用作发光元件EL的OLED可以具有层叠有多个发光层的串联结构。具有串联结构的OLED可以提高像素的亮度和寿命。发光元件EL的阳极连接到第五开关元件T5的第二电极。当第五开关元件T5响应于EM脉冲EM的栅极导通电压VEH而导通时，发光元件EL的阳极连接到第三节点DTS。低电位像素参考电压EVSS被施加到发光元件EL的阴极。发光元件EL包括连接在阳极和阴极之间的电容器。在附图中省略了发光元件EL的电容器。
驱动元件DT根据栅极-源极电压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DRD的第一电极、连接到第二节点DTG的栅极和连接到第三节点DTS的第二电极。第一节点DRD可以连接到VDD线，通过VDD线施加像素驱动电压EVDD。EM开关元件可以被添加在第一节点DRD和VDD线之间。EM开关元件可以响应于第二EM脉冲而导通/截止，以切换VDD线和第一节点DRD之间的电流路径。
第一电容器Cst1连接在第二节点DTG和第四节点DTS2之间。第二电容器Cst2连接在第三节点DTS和第四节点DTS2之间。第三电容器C2连接在第一节点DRD和第三节点DTS之间。在第一传输步骤Ptr1中，第一电容器Cst1存储用于将第三节点DTS的电压传输到第二节点DTG的初级传输值，并且将像素数据的数据电压Vdata传输到第二节点DTG。次级传输值被存储在第一电容器和第二电容器的电容之和(Cst1+Cst2)中。第三电容器C2控制初级传输速率和次级传输速率。第一电容器Cst1和第二电容器Cst2可以被设置为具有比第三电容器C2的电容大的电容。第二电容器Cst2可以被设置为具有与第一电容器Cst1相同的电容，或者可以被设置为具有与第一电容器Cst1不同的电容。
在本公开中，通过像素电路的电容器Cst1、Cst2和C2的比率来调整初级透射率和次级透射率。当在感测步骤Ps中设置的第三节点DTS的电压被传输到第二节点DTG时，考虑到第二节点DTG的寄生电容Cgpara的传输损耗，电容器Cst1、Cst2和C2允许驱动元件DT的100％的阈值电压Vth被传输到第二节点DTG。
像素电路的开关元件T1至T5包括用于响应于扫描脉冲SCAN向第四节点DTS2提供像素数据的数据电压Vdata的第一开关元件T1、用于响应于第一初始化脉冲INIT向第二节点DTG提供初始化电压Vinit的第二开关元件T2、用于响应于感测脉冲SENSE向第三节点DTS提供低于初始化电压Vinit的参考电压Vref的第三开关元件T3、用于响应于第二初始化脉冲INIT2向第四节点DTS2提供参考电压Vref的第四开关元件T4、以及用于响应于EM脉冲EM将第三节点DTS连接到发光元件EL的阳极的第五开关元件T5。
在数据写入步骤Pwr中，第一开关元件T1响应于与像素数据的数据电压Vdata同步的扫描脉冲SCAN的栅极导通电压VGH而导通，以将数据线DL连接到第四节点DTS2。在数据写入步骤Pwr中将数据电压Vdata施加到第四节点DTS2。第一开关元件T1包括连接到施加数据电压Vdata的数据线DL的第一电极、连接到施加扫描脉冲SCAN的第一选通线的栅极、以及连接到第四节点DTS2的第二电极。
在初始化步骤Pi和感测步骤Ps中，第二开关元件T2响应于第一初始化脉冲INIT的栅极导通电压VGH而导通，以将初始化电压Vinit提供给第二节点DTG。第二开关元件T2包括连接到施加初始化电压Vinit的INIT线的第一电极、连接到施加第一初始化脉冲INIT的第二选通线的栅极、以及连接到第二节点DTG的第二电极。
在初始化步骤Pi中，第三开关元件T3响应于感测脉冲SENSE的栅极导通电压VGH而导通，以将参考电压Vref提供给第三节点DTS。第三开关元件T3包括连接到第三节点DTS的第一电极、连接到施加感测脉冲SENSE的第三选通线的栅极、以及连接到施加参考电压Vref的REF线RL的第二电极。
在初始化步骤Pi中，第四开关元件T4响应于第二初始化脉冲INIT2的栅极导通电压VGH而导通，以向第四节点DTS2提供参考电压Vref。第四开关元件T4包括连接到第四节点DTS2的第一电极、连接到施加第二初始化脉冲INIT2的第四选通线的栅极、以及连接到施加参考电压Vref的REF线RL的第二电极。
在升压步骤Pboost和发光步骤Pem中，第五开关元件T5响应于EM脉冲EM的栅极导通电压VEH而导通，以将第三节点DTS连接到发光元件EL的阳极。第五开关元件T5包括连接到第三节点DTS的第一电极、连接到施加EM脉冲EM的第五选通线的栅极、以及连接到发光元件EL的阳极的第二电极。
在初始化步骤Pi中，如图4A所示，第二开关元件T2、第三开关元件T3和第四开关元件T4以及驱动元件DT导通，第一开关元件T1和第五开关元件T5截止。在这种情况下，发光元件EL不导通。在初始化步骤Pi中，像素电路的主节点被初始化。在初始化步骤Pi中，第二节点DTG的电压被初始化为初始化电压Vinit，并且第三节点DTS和第四节点DTS2的电压被初始化为参考电压Vref。在初始化步骤Pi中，如图3所示，第三节点DTS的电压通过流过驱动元件DT的电流从参考电压Vref增加，并且第三节点DTS和联接电容器的第四节点DTS2的电压也增加。
如图3所示，驱动元件DT的阈值电压可能由于驱动元件DT的应力累积(例如，正偏置温度应力(PBTS))而偏移。在图3的示例中，例如，阈值电压Vth的初始状态中的“ΔVth”表示驱动元件DT的阈值电压变化。在感测步骤Ps中，针对每个像素来采样驱动元件DT的阈值电压Vth。
在感测步骤Ps中，如图4B所示，第二开关元件T2导通，而除了第二开关元件T2之外的其它开关元件T1、T3、T4和T5截止。在感测步骤Ps中，当驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs达到阈值电压Vth时，第三节点DTS和第四节点DTS2的电压增加停止。在感测步骤Ps中，第二节点DTG的电压维持在初始化电压Vinit。在感测步骤Ps的结束点，第三节点DTS的电压达到值Vinit-Vth，并且第四节点DTS2的电压是值A(Vinit-Vth-Vref)。这里，“A”是第一电容器Cst1和第二电容器Cst2的比率，并且
Figure BDA0003815962930000091
在第一传输步骤Ptr1中，如图4C所示，第四开关元件T4导通，而除了第四开关元件T4之外的其它开关元件T1、T2、T3和T5截止。在第一传输步骤Ptr1中，第四节点DTS2的电压被降低到参考电压Vref，并且第三节点DTS的电压被降低到Vinit-Vth-AC(Vinit-Vth-Vref)的值。在第一传输步骤Ptr1中，第三节点DTS的电压被传输到第二节点DTG，作为乘以包括第二节点DTG的寄生电容Cgpara的电容器比的电压。在第一传输步骤Ptr1的结束点，第二节点DTG的电压是Vinit-AB(Vinit-Vth-Vref)的值。在第二节点DTG和第三节点DTS的电压中，
Figure BDA0003815962930000092
在数据写入步骤Pwr中，如图4D所示，第一开关元件T1导通，而除了第一开关元件T1之外的其它开关元件T2、T3、T4和T5截止。在这种情况下，像素数据的数据电压Vdata被施加到第二节点DTG，使得第二节点DTG的电压上升，并且与第二节点DTG通过电容器联接的第三节点DTS和第四节点DTS2的电压也上升。在数据写入步骤Pwr中，第四节点DTS2的电压改变为数据电压Vdata。在数据写入步骤Pwr的结束点，第二节点DTG的电压是Vinit-AB(Vinit-Vth-Vref)+B(Vdata-Vref)的值，第三节点DTS的电压是Vinit-Vth-AC(Vinit-Vth-Vref)+C(Vdata-Vref)的值。
在第二传输步骤Ptr2中，如图4E所示，第三开关元件T3导通，而除了第三开关元件T3之外的其它开关元件T1、T2、T4和T5截止。在第二传输步骤Ptr2中，第三节点DTS的电压被降低到参考电压Vref，并且与第三节点DTS通过电容器联接的第四节点DTS2的电压也被降低。在第二传输步骤Ptr2的结束点，第二节点DTG的电压是(1-AB-D+ACD)Vinit+(AB+D-ACD)Vth+(B-CD)Vdata-(AB-B-ACD+DC+D)Vref的值。这里，
Figure BDA0003815962930000101
在升压步骤Pboost期间，如图4F所示，第五开关元件T5导通，并且除了第五开关元件T5之外的其它开关元件T1、T2、T3和T4截止。在升压步骤Pboost期间，第三节点DTS的电压上升，并且已经浮置的第二节点DTG和第四节点DTS2的电压也上升。在升压步骤Pboost中，发光元件EL的电容器被充电。在发光步骤Pem中，如图4F所示，根据驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs产生的电流流过发光元件EL，使得发光元件EL可以发光。
除EM脉冲EM之外的选通信号INIT、INIT2、SENSE和SCAN是栅极截止电压VGL。在升压步骤Pboost期间，已经浮置的第二节点DTG、第三节点DTS和第四节点DTS2的电压上升。
在发光步骤Pem中，如图4F所示，第五开关元件T5保持导通状态，第一至第四开关元件T1至T4保持截止状态。在这种情况下，根据驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs(即，第二节点和第三节点之间的电压)产生的电流可以被提供给发光元件EL以允许发光元件EL发光。
在本公开中，考虑到第二节点DTG的寄生电容Cgpara，在第一传输步骤Ptr1和第二传输步骤Ptr2中将第三节点DTS的电压传输到第二节点DTG，从而提高装置DT的阈值电压补偿性能并且增大补偿范围。
图5是验证本公开的像素电路中驱动元件DT的阈值电压补偿效果的模拟结果。在该模拟中，电容器Cst1、Cst2和C2分别被设置为100[f]、100[f]和40[f]。在图5中，横轴表示驱动元件DT的阈值电压变化ΔVth，纵轴表示流过发光元件EL的电流变化ΔIOLED。如可从图5中看到的，模拟结果表明，即使当本公开的像素电路中的驱动元件DT的阈值电压Vth极大地改变时，发光元件EL的电流量是恒定的，因此可以在较大补偿范围内补偿驱动元件DT的阈值电压Vth。
图6是示出根据本公开的实施方式的显示装置的框图。图7是示出图6所示的显示面板的截面结构的截面图。
参照图6和图7，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显示面板100的像素的显示面板驱动器、以及用于产生驱动像素和显示面板驱动器所需的电力的电源单元140。
显示面板100可以是具有沿X轴方向的长度、沿Y轴方向的宽度和沿Z轴方向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、与多条数据线102交叉的多条选通线103、以及排列成矩阵的像素。显示面板100还可以包括公共连接到像素的电源线。电源线向像素101提供驱动像素101所需的恒定电压或DC电压。电源线可以包括施加像素驱动电压EVDD的VDD线、施加初始化电压Vinit的INIT线、施加参考电压Vref的REF线、以及施加低电位电源电压ELVSS的VSS线。
显示面板100的截面结构包括堆叠在基板10上的电路层12、发光元件层14和封装层16，如图7中所示。
电路层12可以包括薄膜晶体管(TFT)阵列、解复用器阵列112、选通驱动器120等，薄膜晶体管(TFT)阵列包括连接到诸如数据线、选通线、电源线等互连的像素电路。电路层12的互连和电路元件可以包括多个绝缘层、彼此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，绝缘层位于两个或更多个金属层之间。形成在电路层12中的所有晶体管可以实施为n沟道氧化物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。在另一实施方式中，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可以是有机膜和无机膜交替堆叠的多重绝缘膜结构。无机膜阻止水分或氧气的渗透。有机膜使无机膜的表面平坦化。当有机膜和无机膜以多层堆叠时，湿气或氧气的移动路径比单层的移动路径长，因此可以有效地阻止可能影响发光元件层14的湿气和氧气的渗透。
尽管未示出，但是触摸传感器层形成在封装层16上，并且偏振板或滤色器层可以设置在触摸传感器层上。触摸传感器层可以包括电容触摸传感器，该电容触摸传感器基于输入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互连图案和绝缘膜。绝缘膜可以使金属互连图案的交叉部分绝缘，并使触摸传感器层的表面平坦化。偏振板可以转换从触摸传感器层和电路层的金属反射的外部光的偏振，以提高可见度和对比度。偏振板可以实施为偏振板或圆形偏振板，其中线性偏振板和相位延迟膜彼此结合。覆盖玻璃可以粘附在偏振板上。滤色器层可以包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器。滤色器层还可以包括黑底图案。滤色器层可以吸收从电路层和触摸传感器层而不是偏振板反射的一些光，并且增加在像素阵列上再现的图像的颜色纯度。
像素阵列包括多条像素行L1至Ln。像素行L1至Ln中的每条像素行包括在行的方向(X轴方向)上布置在显示面板100的像素阵列上的第一行中的像素。布置在第一像素行中的像素共享选通线103。沿着数据线方向在列方向Y上布置的子像素共享相同的数据线102。1个水平时段是通过将第一帧时段除以像素行L1至Ln的总数而获得的时间。
显示面板100可以实施为非透射式显示面板或透射式显示面板。透射式显示面板适用于在屏幕上显示图像并且可以看到真实背景的透明显示装置。显示面板100可以被制造为柔性显示面板。
每个像素101可以被划分为红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素以用于颜色再现。每个像素还可以包括白色子像素。每个子像素可以包括图2至图4F所示的像素电路。在下文中，像素可被解释为具有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。
像素可以被布置为真实颜色像素和像素排列(pentile)像素。通过使用预设像素渲染算法驱动具有不同颜色的两个子像素作为一个像素101，像素排列像素可以实现比真实颜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射的光的颜色来补偿每个像素中不充分的颜色表示。
电源单元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DC电压(或恒定电压)。DC-DC转换器可以包括电荷泵、调节器、降压转换器、升压转换器等。电源单元140可以调节从主机***(未示出)施加的DC输入电压的电平，以产生诸如伽马参考电压VGMA、栅极导通电压VGH和VEH、栅极截止电压VGL和VEL、像素驱动电压EVDD、低电位像素参考电压EVSS、初始化电压Vinit和参考电压Vref的恒定电压。伽马参考电压VGMA被提供给数据驱动器110。栅极导通电压VGH和VEH以及栅极截止电压VGL和VEL被提供给选通驱动器120。诸如像素驱动电压EVDD、低电位像素参考电压EVSS、初始化电压Vinit和参考电压Vref的恒定电压通过公共连接到像素101的电源线被提供给像素101。
显示面板驱动器在定时控制器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使用多个解复用器DEMUX将从数据驱动器110的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。当解复用器设置在数据线102和数据驱动器110的输出端子之间时，可以减少数据驱动器110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6中省略了触摸传感器驱动器。数据驱动器110和触摸传感器驱动器可以集成到一个驱动集成电路(IC)中。在移动装置或可穿戴装置中，定时控制器130、电源单元140、数据驱动器110等可以集成到一个驱动IC中。
显示面板驱动器可以在定时控制器130的控制下以低速驱动模式运行。低速驱动模式可被设置为当作为分析输入图像的结果输入图像没有改变预设帧数时降低显示装置的功耗。在低速驱动模式下，当输入静止图像达预定时间或更长时间时，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当输入静止图像时。例如，当显示装置在待机模式下运行时，或者当用户命令或输入图像在预定时间或更长时间内未被输入到显示面板驱动器时，显示面板驱动器可以在低速驱动模式下运行。
数据驱动器110从定时控制器130接收作为数字信号接收的输入图像的像素数据，并输出数据电压。数据驱动器110在每个帧时段使用数模转换器(DAC)将输入图像的像素数据转换为伽马补偿电压，以生成数据电压Vdata。伽马参考电压VGMA通过分压器电路被划分为每个灰度级的伽马补偿电压。每个灰度的伽马补偿电压被提供给数据驱动器110的DAC。数据电压Vdata通过输出缓冲器从数据驱动器110的每个通道输出。
选通驱动器120可以实现为与像素阵列的布线和TFT阵列一起形成在显示面板100上的电路层12中的面板内栅极(GIP)电路。选通驱动器120可以设置在边框BZ中，边框BZ是显示面板100的非显示区域，或者可以分布地设置在再现输入图像的像素阵列中。选通驱动器120在定时控制器130的控制下将选通信号顺序地输出到选通线103。选通驱动器120可以通过使用移位寄存器来使选通信号移位，以将信号顺序地提供给选通线103。选通信号可以包括各种选通信号，诸如扫描脉冲、感测脉冲、第一初始化脉冲、第二初始化脉冲和EM脉冲。
为了驱动图1所示的像素电路，选通驱动器120可以包括顺序地输出扫描脉冲SCAN的第一移位寄存器、顺序地输出感测脉冲SENSE的第二移位寄存器、顺序地输出第一初始化脉冲INIT的第三移位寄存器、顺序地输出第二初始化脉冲INIT2的第四移位寄存器以及顺序地输出EM脉冲EM的第五移位寄存器。
定时控制器130从主机***接收输入图像的数字视频数据DATA和与数字视频数据DATA同步的定时信号。定时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***可以是电视(TV)***、平板计算机、膝上型计算机、导航***、个人计算机(PC)、家庭影院***、移动装置、可穿戴装置和车辆***中的任何一个。主机***可以缩放来自视频源的图像信号以适合显示面板100的分辨率，并将其与定时信号一起发送到定时控制器130。
在正常驱动模式下，定时控制器130可以将输入帧频乘以i(i是自然数)倍，以利用输入帧频×i Hz的帧频来控制显示面板驱动器的运行定时。输入帧频在国家电视标准委员会(NTSC)方法中是60Hz，而在相位交变线(PAL)方法中是50Hz。
定时控制器130在低速驱动模式下比在正常驱动模式下降低将像素数据写入像素的帧速率的频率。例如，可以以60Hz或更高的频率(例如60Hz、120Hz和144Hz中的任何一个的刷新率)生成在正常驱动模式下将像素数据写入像素的数据刷新帧频，并且低速驱动模式下的数据刷新帧DRF可以以比正常驱动模式的刷新率低的频率的刷新率生成。定时控制器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，以便在低速驱动模式下降低像素的刷新率。
基于从主机***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的运行定时的数据定时控制信号、用于控制解复用器阵列112的运行定时的控制信号、以及用于控制选通驱动器120的运行定时的选通定时控制信号。定时控制器130控制显示面板驱动器的运行定时，以使数据驱动器110、解复用器阵列112、触摸传感器驱动器和选通驱动器120同步。
从定时控制器130产生的选通定时控制信号可以通过电平移位器(未示出)输入到选通驱动器120的移位寄存器。电平移位器可以接收选通定时控制信号以产生起始脉冲和移位时钟，并将其提供给选通驱动器120的移位寄存器。
通过本公开要实现的目的、用于实现这些目的的手段和以上描述的本公开的效果没有指定权利要求的基本特征，因此，权利要求的范围不限于本公开的公开内容。
虽然已经参考附图更加详细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概念的情况下以许多不同的形式实现。因此，提供本公开中公开的实施方式仅用于说明性目的，并不旨在限制本公开的技术概念。本公开的技术概念的范围不限于此。因此，应当理解，上述实施方式在所有方面都是说明性的，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来解释，并且在其等效范围内的所有技术概念都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9月3日提交的韩国专利申请No.10-2021-0117533和2021年12月10日提交的韩国专利申请No.10-2021-0176373的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

Claims (13)

1.一种像素电路，该像素电路包括：
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和连接到第三节点的第二电极，并且被配置为向发光元件提供电流；
第一开关元件，该第一开关元件被配置为响应于扫描脉冲向第四节点提供像素数据的数据电压；
第二开关元件，该第二开关元件被配置为响应于第一初始化脉冲向所述第二节点提供初始化电压；
第三开关元件，该第三开关元件被配置为响应于感测脉冲向所述第三节点提供低于所述初始化电压的参考电压；
第四开关元件，该第四开关元件被配置为响应于第二初始化脉冲向所述第四节点提供所述参考电压；
第五开关元件，该第五开关元件被配置为响应于发光控制脉冲将所述第三节点连接到所述发光元件的阳极；
第一电容器，该第一电容器连接在所述第二节点和所述第四节点之间；
第二电容器，该第二电容器连接在所述第三节点和所述第四节点之间；以及
第三电容器，该第三电容器连接在所述第一节点和所述第三节点之间。
2.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述第一电容器和所述第二电容器中的每一个的电容大于所述第三电容器的电容。
3.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述像素驱动电压高于所述数据电压和所述初始化电压，
所述扫描脉冲、所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲和所述发光控制脉冲中的每一个的栅极导通电压高于所述像素驱动电压，并且
所述扫描脉冲、所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲和所述发光控制脉冲中的每一个的栅极截止电压低于所述参考电压。
4.根据权利要求3所述的像素电路，其中，所述发光元件的阳极连接至所述第五开关元件，并且所述发光元件还包括：
连接到所述第五开关元件的阳极；以及
阴极，低于所述参考电压的低电位像素参考电压被施加到所述阴极。
5.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述第一开关元件包括施加所述数据电压的第一电极、施加所述扫描脉冲的栅极、以及连接到所述第四节点的第二电极，
所述第二开关元件包括施加所述初始化电压的第一电极、施加所述第一初始化脉冲的栅极、以及连接到所述第二节点的第二电极，
所述第三开关元件包括连接到所述第三节点的第一电极、施加所述感测脉冲的栅极和施加所述参考电压的第二电极，
所述第四开关元件包括连接到所述第四节点的第一电极、施加所述第二初始化脉冲的栅极和施加所述参考电压的第二电极，并且
所述第五开关元件包括连接到所述第三节点的第一电极、施加所述发光控制脉冲的栅极、以及连接到所述发光元件的阳极的第二电极。
6.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述像素电路的驱动时段包括初始化步骤、感测步骤、第一传输步骤、数据写入步骤、第二传输步骤、升压步骤和发光步骤，并且
在所述初始化步骤中，产生所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲和所述第二初始化脉冲作为栅极导通电压，并且产生所述扫描脉冲和所述发光控制脉冲作为栅极截止电压，
在所述感测步骤中，产生所述第一初始化脉冲作为所述栅极导通电压，并且产生所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲、所述扫描脉冲和所述发光控制脉冲作为所述栅极截止电压，
在所述第一传输步骤中，产生所述第二初始化脉冲作为所述栅极导通电压，并且产生所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述扫描脉冲和所述发光控制脉冲作为所述栅极截止电压，
在所述数据写入步骤中，产生所述扫描脉冲作为与所述数据电压同步的栅极导通电压，并且产生所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲和所述发光控制脉冲作为所述栅极截止电压，
在所述第二传输步骤中，产生所述感测脉冲作为所述栅极导通电压，并且产生所述第一初始化脉冲、所述第二初始化脉冲、所述扫描脉冲和所述发光控制脉冲作为所述栅极截止电压，
在所述升压步骤和所述发光步骤中，产生所述发光控制脉冲作为所述栅极导通电压，并且产生所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲和所述扫描脉冲作为所述栅极截止电压，并且
所述第一开关元件、所述第二开关元件、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中的每一个响应于所述栅极导通电压而导通，并且响应于所述栅极截止电压而截止。
7.一种显示装置，该显示装置包括：
显示面板，在该显示面板上设置有多个像素电路；
数据驱动器，该数据驱动器被配置为生成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生成第一初始化脉冲、感测脉冲、第二初始化脉冲、扫描脉冲和发光控制脉冲以应用于选通线，其中，
所述像素电路中的每个像素电路包括：
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和连接到第三节点的第二电极，并且被配置为向发光元件提供电流；
第一开关元件，该第一开关元件被配置为响应于所述扫描脉冲向第四节点提供所述像素数据的数据电压；
第二开关元件，该第二开关元件被配置为响应于所述第一初始化脉冲向所述第二节点提供初始化电压；
第三开关元件，该第三开关元件被配置为响应于所述感测脉冲向所述第三节点提供低于所述初始化电压的参考电压；
第四开关元件，该第四开关元件被配置为响应于所述第二初始化脉冲向所述第四节点提供所述参考电压；
第五开关元件，该第五开关元件被配置为响应于所述发光控制脉冲将所述第三节点连接到所述发光元件的阳极；
第一电容器，该第一电容器连接在所述第二节点和所述第四节点之间；
第二电容器，该第二电容器连接在所述第三节点和所述第四节点之间；以及
第三电容器，该第三电容器连接在所述第一节点和所述第三节点之间。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述第一电容器和所述第二电容器中的每一个的电容大于所述第三电容器的电容。
9.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述像素驱动电压高于所述数据电压和所述初始化电压，
所述扫描脉冲、所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲和所述发光控制脉冲中的每一个的栅极导通电压高于所述像素驱动电压，并且
所述扫描脉冲、所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲和所述发光控制脉冲中的每一个的栅极截止电压低于所述参考电压。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述发光元件的阳极连接至所述第五开关元件，并且所述发光元件还包括：
连接到所述第五开关元件的阳极；以及
阴极，低于所述参考电压的低电位像素参考电压被施加到所述阴极。
11.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述像素电路的驱动时段包括初始化步骤、感测步骤、第一传输步骤、数据写入步骤、第二传输步骤、升压步骤和发光步骤，并且
在所述初始化步骤中，产生所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲和所述第二初始化脉冲作为栅极导通电压，并且产生所述扫描脉冲和所述发光控制脉冲作为栅极截止电压，
在所述感测步骤中，产生所述第一初始化脉冲作为所述栅极导通电压，并且产生所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲、所述扫描脉冲和所述发光控制脉冲作为所述栅极截止电压，
在所述第一传输步骤中，产生所述第二初始化脉冲作为所述栅极导通电压，并且产生所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述扫描脉冲和所述发光控制脉冲作为所述栅极截止电压，
在所述数据写入步骤中，产生所述扫描脉冲作为与所述数据电压同步的栅极导通电压，并且产生所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲和所述发光控制脉冲作为所述栅极截止电压，
在所述第二传输步骤中，产生所述感测脉冲作为所述栅极导通电压，并且产生所述第一初始化脉冲、所述第二初始化脉冲、所述扫描脉冲和所述发光控制脉冲作为所述栅极截止电压，
在所述升压步骤和所述发光步骤中，产生所述发光控制脉冲作为所述栅极导通电压，并且产生所述第一初始化脉冲、所述感测脉冲、所述第二初始化脉冲和所述扫描脉冲作为所述栅极截止电压，
所述第一开关元件、所述第二开关元件、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中的每一个响应于所述栅极导通电压而导通，并且响应于所述栅极截止电压而截止。
12.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述像素电路的所述驱动元件和所述第一开关元件、所述第二开关元件、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中的每一个包括晶体管，并且
其中，所述显示面板包括形成有所述像素电路和所述选通驱动器的电路层、以及设置在所述电路层上并包括所述发光元件的发光元件层。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述电路层的所有晶体管都是n沟道氧化物晶体管。
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