專利名稱：用于有源矩陣發(fā)光顯示器的低功耗電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有源矩陣發(fā)光顯示器，尤其是涉及用于有源矩陣發(fā)光顯示器的低功耗電路及其操作方法。
背景技術(shù)：
有源矩陣顯示器在每個(gè)像素上應(yīng)用一個(gè)薄膜電路，以允許顯示器中的每個(gè)像素都可被直接尋址。在通常的有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)中，每個(gè)像素電路都包括連接在數(shù)據(jù)線Vdata和液晶顯示單元LCD之間的數(shù)據(jù)薄膜晶體管(TFT)T1以及存儲(chǔ)電容C的電容對(duì)，如圖1所示。該薄膜晶體管具有一個(gè)連接到使能電壓Venable的控制柵極G1。在工作期間，數(shù)據(jù)電壓被施加到晶體管T1的漏極D，當(dāng)柵極G1被激活時(shí)，數(shù)據(jù)電壓Vdata被傳遞到存儲(chǔ)電容C，并通過(guò)TFT T1傳遞到液晶單元LCD。在電容器C和液晶顯示單元LCD的充電期間耗散的功率通常是可以忽略的。AMLCD中的功率問題通常發(fā)生在提供LCD要調(diào)整的光線的背光電路中。在有源矩陣顯示器，特別是有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器(AMOLED)的情況下，要消耗相當(dāng)大量的功率以從像素產(chǎn)生光發(fā)射，還需要額外的功率來(lái)操作有源矩陣中用于控制光發(fā)射的驅(qū)動(dòng)電路。
參照?qǐng)D2，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)有源矩陣發(fā)光顯示器的常規(guī)的驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)OLED D1和一個(gè)在電壓源VDD和地之間彼此串聯(lián)耦合的功率TFT T2。TFT T2具有連接到OLED D1的源極S，連接到電壓源VDD的漏極D，以及連接到TFT T1的柵極G2。電容C耦合在TFT T2的源極S和柵極G2之間。OLED D1具有寄生電阻RD和寄生電容CD。TFT T2為OLED D1提供電流ID。從OLED D1發(fā)光的級(jí)別，或者更準(zhǔn)確地說(shuō)，OLED D1的亮度與電流ID成正比。由于跨接在TFT T2和OLED D1兩端的電壓等于VDD，所以TFT T2和OLEDD1消耗的功率P等于VDD乘以電流ID。而電壓源VDD在TFT T2和OLEDD1之間分配，TFT T2和OLED D1均流過(guò)相同的電流ID。因此，功率P在TFT T2和OLED D1之間依照二者電壓VDD的分配比例進(jìn)。行分配。
在TFT T2提供任何電流給OLED D1之前，TFT T2的源極S處于接地狀態(tài)，導(dǎo)致電壓VDD在TFT T2兩端幾乎徹底下降。OLED D1中的電流ID增大時(shí)，TFT T2兩端的電壓VD減小，而OLED D1兩端的電壓與電壓VD之和等于VDD。由于OLED D1是TFT T2的負(fù)載且該負(fù)載在操作期間不斷變化，這就出現(xiàn)了一個(gè)問題，因?yàn)镺LED D1的亮度的每種級(jí)別都要求特定的電流ID，因此就表現(xiàn)為TFT T2的不同的負(fù)載。為了準(zhǔn)確無(wú)誤地將數(shù)據(jù)電壓Vdata轉(zhuǎn)換為特定的電流ID以及對(duì)應(yīng)于Vdata的OLED D1的特定的亮度，則由于OLED D1的亮度變化而引起的TFT T2的負(fù)載的變化就不應(yīng)當(dāng)致使TFT T2輸出的電流ID發(fā)生變化。即，TFT T2應(yīng)為電流源，在負(fù)載變化時(shí)不改變電流輸出。為了使TFT T2成為電流源，TFT T2兩端的電壓VD必須以飽和模式對(duì)TFTT2進(jìn)行偏置。如圖3所示，飽和模式對(duì)應(yīng)于每個(gè)ID相對(duì)于VD的曲線的平坦部分，而通向該平坦部分的陡坡對(duì)應(yīng)于非飽和模式。
在飽和模式下，ID幾乎完全取決于TFT T2的柵極G上的電壓VD，如公式1所示ID=μ·ϵ0·ϵr·W2·d·l(VG-Vth)2---(1)]]>其中μ，ε0，εr，w，l，d和Vth是與TFT T2相關(guān)的參數(shù)。其中μ是有效電子遷移率，ε0是真空介電常數(shù)，εr是柵極電介質(zhì)的介電常數(shù)，w是TFT的通道寬度，l是TFT的通道長(zhǎng)度，d是柵極電介質(zhì)的厚度，以及Vth是門限電壓。
對(duì)處于飽和模式的TFT，VD必須大于VG-Vth。因此，對(duì)特定的電流ID有VD>VG-Vth=ID2·d·lμ·(ϵ0·ϵr·W)---(2)]]>通常，1μA電流足以使OLED像素發(fā)出亮光。以下為TFT參數(shù)的例子Vth≈1Vμ≈075cm2/V·secεr≈4w≈25μml≈5μmd≈0.18μm由此可以進(jìn)行估計(jì)，對(duì)ID＝1μA有VD＞VG-Vth≈5.206V。
這意味著對(duì)1μA的漏極電流或ID＝1μA來(lái)說(shuō)，使TFT T2處于飽和所要求的最小的VD約為5.2V，TFT T2消耗的功率約為5.2微瓦。這是對(duì)理想飽和所做的評(píng)估。實(shí)際上，OLED老化時(shí)需要OLED兩端的電壓較大，以使得1μA的電流流過(guò)OLED。例如，在OLED較新時(shí)，流過(guò)1μA電流僅需要OLED兩端的電壓約為4V，但當(dāng)它老化時(shí)該電壓可能增加到6伏。這意味著通常要2伏額外的電壓添加到VDD以確保TFT T2在顯示器的壽命內(nèi)保持在飽和狀態(tài)。另外，如果希望更高的OLED亮度，則需要更高的VD來(lái)確保飽和。而且，由于門限電壓的漂移可能要求更高的VD來(lái)保持TFT T2飽和，這在非晶硅TFT時(shí)經(jīng)常發(fā)生。因此，所要求的總的電壓VD對(duì)理想情況來(lái)說(shuō)約為5.2V，此時(shí)飽和模式下產(chǎn)生的漏極電流為1μA，加上門限電壓漂移約2伏，以及由于OLED老化和最大OLED亮度的額外的2伏。這就意味著VDD需要高達(dá)13.2伏。這還表示在顯示器較新時(shí)，對(duì)流經(jīng)OLED D1的1微安的電流來(lái)說(shuō)，OLED兩端的電壓約有4伏且OLED將消耗約4微瓦的功率，而TFT T2兩端的電壓約為9.2伏且TFT消耗的功率約為9.2微瓦，高于OLED本身消耗的功率的兩倍。
因此，需要能提供良好的像素亮度控制而無(wú)需TFT消耗額外功率的顯示器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了具有多個(gè)像素的顯示器。每個(gè)像素包括一個(gè)發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置被配置為響應(yīng)流經(jīng)該發(fā)光裝置的電流發(fā)射光線或光子。發(fā)光裝置的亮度取決于流經(jīng)該發(fā)光裝置的電流。每個(gè)像素還包括一個(gè)耦合到所述發(fā)光裝置的晶體管，該晶體管被配置為提供流經(jīng)該發(fā)光裝置的電流，所述電流隨施加到該晶體管的控制端的斜線電壓(ramp voltage)而增加，以及一個(gè)切換裝置，該切換裝置被配置為響應(yīng)已達(dá)到特定級(jí)別的發(fā)光裝置的亮度而斷開，從而把斜線電壓從晶體管斷開并將亮度鎖定在特定級(jí)別。該切換裝置還被配置為保持關(guān)斷，從而允許發(fā)光裝置的亮度保持在特定級(jí)別，直至該像素在下一幀內(nèi)被重寫。
在一些實(shí)施例中，晶體管和發(fā)光裝置在可變電壓源和地之間彼此串聯(lián)連接。所述可變電壓源被配置為輸出隨顯示器使用年限而變化的電壓。從可變電壓源輸出的電壓基于使得從發(fā)光裝置發(fā)出的光線在顯示器的一些或全部像素中的亮度達(dá)到特定級(jí)別所需的斜線電壓的變化的統(tǒng)計(jì)評(píng)估而變化。
本發(fā)明的實(shí)施例還提供了用于控制顯示器的像素亮度的一種方法。該方法包括通過(guò)將第一控制電壓施加到切換裝置的第一控制端并將第二控制電壓施加到第二控制端從而接通切換裝置，通過(guò)該切換裝置將斜線電壓施加到與發(fā)光裝置串聯(lián)連接的晶體管的柵極上，從而使得從發(fā)光裝置發(fā)射的光線的亮度隨斜線電壓而增加。來(lái)自發(fā)光裝置的光線照射光傳感器，從而使得與該光傳感器相關(guān)的電參數(shù)隨光線亮度的變化而變化，并且第二控制電壓與該電參數(shù)有關(guān)，并響應(yīng)于發(fā)光裝置的亮度已經(jīng)達(dá)到該像素的特定亮度而變?yōu)橐粋€(gè)不同的值，從而斷開切換裝置。
在一些實(shí)施例中，所述晶體管和發(fā)光裝置在可變電壓源和地之間彼此串聯(lián)連接，該方法還包括隨顯示器的使用年限而改變從可變電壓源輸出的電壓。電壓輸出的改變是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的記錄使得顯示器中每個(gè)像素中的發(fā)光裝置達(dá)到該像素的亮度的特定級(jí)別所需的斜線電壓的數(shù)值，并從顯示器中一些或全部像素的所記錄的數(shù)值變化來(lái)計(jì)算出統(tǒng)計(jì)量度，從而確定何時(shí)并在多大程度上改變電壓輸出。
這里描述的實(shí)施例提供了相當(dāng)大的功率節(jié)省，這是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的允許為顯示器的一個(gè)像素中的如OLED的發(fā)光裝置提供電流的功率TFT工作在與其電流-電壓特性相關(guān)的非飽和區(qū)域，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光裝置的亮度并不取決于功率TFT的電流-電壓關(guān)系，而是取決于像素亮度本身。在使用可變電源的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的功率節(jié)省。


圖1是示出了常規(guī)AMLCD像素驅(qū)動(dòng)電路的示意圖。
圖2是示出了常規(guī)AMOLED像素驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖3是功率TFT中漏極電流相對(duì)于源極-漏極電壓的曲線圖。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示器中發(fā)射反饋電路的方框圖。
圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有多個(gè)像素的顯示器中的發(fā)射反饋電路的方框圖。
圖4C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射反饋電路中兩個(gè)獨(dú)立元件的方框圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示電路的一部分的示意圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示電路的更大一部分的示意圖。
圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例的顯示電路中的功率調(diào)整單元的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于發(fā)射顯示器的低功耗電路以及操作該電路的方法。這里所描述的實(shí)施例通過(guò)允許功率TFT工作在非飽和區(qū)域，節(jié)省了為顯示器中的發(fā)光裝置提供電流的功率TFT所消耗的功率。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示器、如平板顯示器的一部分示例性電路100的方框圖。如圖4A所示，顯示器電路100包括光發(fā)射源110，被配置為改變發(fā)射源110的亮度的發(fā)射驅(qū)動(dòng)器120，被定位用來(lái)接收從發(fā)射源110發(fā)射的部分光線、并具有與接收到的光線有關(guān)的相關(guān)電參數(shù)的光傳感器130，被配置為基于傳感器130的電參數(shù)的變化來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器120的控制單元140，以及被配置為向控制單元140提供對(duì)應(yīng)于發(fā)射源110的所需亮度級(jí)別的信號(hào)的數(shù)據(jù)輸入單元150?？蛇x地，顯示電路110還可包括被配置為調(diào)整可變電源170所產(chǎn)生的功率大小的功率調(diào)整單元160，所述可變電源是用于發(fā)射源110的功率源，以解決發(fā)射源的變化問題，還包括顯示器電路100中的其它電路組件。
傳感器130可包括具有與接收到的發(fā)射有關(guān)的可測(cè)量屬性的任何傳感器材料，所述可測(cè)量屬性如電阻、電容、電感等。在一個(gè)例子中，傳感器130包括其電阻隨入射的光通量而變化的光敏電阻器。又如另一個(gè)例子，傳感器130包括已校準(zhǔn)的光通量積分器，如2004年12月17日提交的名為“用于反饋穩(wěn)定的平板顯示器的有源矩陣顯示器和像素結(jié)構(gòu)”的、共同受讓的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)11/016,372中所公布的，該中請(qǐng)?jiān)诖巳坎⑷胱鳛閰⒖?。傳感?30還可以包括、或者作為替代地包括一種或多種其它的輻射敏感傳感器，這些傳感器包括但并不局限于光二極管和/或光學(xué)晶體管。因此，傳感器130可包括至少一種類型的材料，該材料具有一種或多種根據(jù)落在或碰撞到該材料表面的輻射強(qiáng)度而變化的電氣屬性。這些材料包括但并不限于非晶硅(a-Si)、硒化鎘(CdSe)，硅(Si)以及硒(Se)。傳感器130還可包括其它的電路組件，如下面將更具體地討論的用于避免有源矩陣顯示器中多個(gè)傳感器130之間的串?dāng)_的隔離晶體管。
控制單元140可以用硬件、軟件或二者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用電壓比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制單元140。其它的比較電路或軟件也可以使用，或者作為替代來(lái)使用。驅(qū)動(dòng)器120可包括適合為發(fā)射源110提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的任何硬件、軟件、固件或它們的結(jié)合。驅(qū)動(dòng)器120可與在其上形成發(fā)射源110的顯示器底板集成在一起，或者可以與顯示器底板相分離。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器120的一些部分在顯示器底板上形成。
在顯示電路100工作期間，數(shù)據(jù)輸入端150從發(fā)射源110接收對(duì)應(yīng)于所希望的光線亮度的圖像電壓數(shù)據(jù)，然后將該圖像電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為參考電壓以供控制單元140使用。像素驅(qū)動(dòng)器120被配置為改變發(fā)射源110的光發(fā)射，直至傳感器130中的電參數(shù)達(dá)到對(duì)應(yīng)于該參考電壓的特定數(shù)值，此刻控制單元140將控制信號(hào)耦合到驅(qū)動(dòng)器120以停止光發(fā)射的改變。驅(qū)動(dòng)器120還包括用于在光發(fā)射的改變停止之后使發(fā)射源110的光發(fā)射保持在所希望的亮度的機(jī)構(gòu)。作為替代，在發(fā)射源110的光發(fā)射被改變時(shí)，功率調(diào)整單元中的一種電量度也相應(yīng)地發(fā)生變化，來(lái)自控制單元140的控制信號(hào)也被耦合到功率調(diào)整單元160以停止電量度8的變化?；陔娏慷韧Ｖ箷r(shí)的數(shù)值，功率調(diào)整單元160確定是否要調(diào)整可變電源170，并確定需要進(jìn)行多大程度上的調(diào)整，例如通過(guò)使用在下面更具體地闡述的統(tǒng)計(jì)技術(shù)。
圖5示出了圖4A的實(shí)施例中顯示電路110的實(shí)現(xiàn)。如圖5所示，顯示電路100包括一個(gè)晶體管512以及如光發(fā)射源110的發(fā)光裝置514。顯示電路100還包括作為驅(qū)動(dòng)器120的一部分的切換裝置512和電容器524，作為傳感器130的光傳感器(OS)530和可選的隔離裝置532，以及作為控制單元140的一部分的分壓電阻器542和比較器544。OS 530耦合到線選器輸出電壓VOS1，分壓電阻器542在VOS1和地之間與OS 530相耦合。比較器544具有耦合到數(shù)據(jù)輸入單元的第一輸入端P1，耦合到OS 530和分壓電阻器542之間的電路節(jié)點(diǎn)546的第二輸入端P2，以及輸出端P3。切換裝置522具有耦合到VOS1的第一控制端G1a，耦合到比較器544的輸出端P3的第二控制端G1b，耦合到斜線電壓輸出VR的輸入端DR1，以及耦合到晶體管512的控制端G2的輸出端S2。電容器524耦合在控制端G2和晶體管512與發(fā)光裝置514之間的電路節(jié)電S2之間。電容器524可交替地耦合在晶體管512的控制端G2和地之間。
每個(gè)OS 530都可以是具有與接收到的輻射有關(guān)的可測(cè)量屬性的任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，所述可測(cè)量屬性如電阻、電容、電感或類似參數(shù)、屬性或特征。OS 230的一個(gè)例子是光敏電阻器，它的電阻隨入射的光通量而變化。在另一個(gè)例子中，每個(gè)OS都是已校準(zhǔn)的光通量積分器，如2004年12月17日提交的名為“用于反饋穩(wěn)定的平板顯示器的有源矩陣顯示器和像素結(jié)構(gòu)”的、共同受讓的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)11/016,372中所公布的，該申請(qǐng)?jiān)诖巳坎⑷胱鳛閰⒖?。因此，每個(gè)OS 230可包括至少一種類型的材料，該材料具有一種或多種根據(jù)落在或碰撞到該材料表面的輻射強(qiáng)度而變化的電氣屬性。這些材料包括但并不限于非晶硅(a-Si)、硒化鎘(CdSe)，硅(Si)以及硒(Se)。其它輻射敏感的傳感器包括但并不限于光二極管和/或光學(xué)晶體管。
如隔離晶體管的隔離裝置530可被提供以隔離光傳感器530。隔離晶體管532可以是具有第一和第二端和控制端的任何類型的晶體管，第一和第二端之間的傳導(dǎo)率由施加到控制端上的控制電壓來(lái)控制。在一個(gè)實(shí)施例中，隔離晶體管532是TFT，其第一端是漏極DR3，第二端是源極S3，控制端是柵極G3。隔離晶體管532與位于VOS1和地之間的OS 530串聯(lián)相連，其中G3的控制端連接到VOS1而第一和第二端分別連接到電阻器542和OS 530，或者分別連接到OS 530和VOS1。在下面的討論中，OS 530和隔離晶體管530可一起稱為傳感器130。
發(fā)光裝置514通?？梢允钱a(chǎn)生輻射的本領(lǐng)域內(nèi)熟知的任何發(fā)光裝置，所產(chǎn)生的輻射如響應(yīng)于電量度的光發(fā)射，所述電量度如流經(jīng)該裝置的電流或該裝置兩端的電壓。發(fā)光裝置514的例子包括但并不限于可發(fā)射任何波長(zhǎng)或多種波長(zhǎng)的光線的發(fā)光二極管(LED)和有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。還可使用其它的發(fā)光裝置，包括場(chǎng)致發(fā)光元件、無(wú)機(jī)發(fā)光二極管、以及用在真空熒光顯示器中的那些發(fā)光裝置、場(chǎng)發(fā)射顯示器、等離子體顯示器。在一種實(shí)施例中，OLED被用作發(fā)光裝置514。
發(fā)光裝置514在此之后有時(shí)被稱為OLED。但應(yīng)理解的是，本發(fā)明并不限于使用OLED作為發(fā)光裝置514。此外，雖然本發(fā)明有時(shí)是相對(duì)于平板顯示器作的描述，但應(yīng)理解的是，這里所描述的實(shí)施例的許多方面都適用于非平坦的或構(gòu)建為面板式的顯示器。
晶體管512可以是具有第一端、第二端和控制端的任何類型的晶體管，第一和第二端之間的電流與施加到控制端上的控制電壓有關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，晶體管512是一個(gè)TFT，其第一端是漏極D2，第二端是源極S2，控制端是柵極G2。隔離晶體管512與發(fā)光裝置514在電源VDD和地之間串聯(lián)連接，晶體管512的第一端連接到VDD晶體管512的第二端連接到發(fā)光裝置514，控制端通過(guò)切換裝置522連接到斜線電壓輸出端VR。
在一個(gè)實(shí)施例中，切換裝置522是雙選通TFT，即TFT具有一個(gè)單個(gè)通道但具有兩個(gè)柵極G1a和G1b。雙選通的作用就像邏輯上的“與”功能，因?yàn)閷?duì)于TFT 522的處理來(lái)說(shuō)，需要將邏輯高電平同時(shí)施加到兩個(gè)柵極上。雖然雙選通TFT是優(yōu)選的，但用于實(shí)現(xiàn)邏輯“與”功能的任何切換裝置都適于用作切換裝置522。例如，兩個(gè)串聯(lián)相連的TFT或其它類型的晶體管可以用作切換裝置522。實(shí)現(xiàn)邏輯“與”功能的、用作切換裝置522的雙選通TFT或其它裝置有助于減小像素間的串?dāng)_，下面將更具體地進(jìn)行闡述。如果串?dāng)_無(wú)關(guān)緊要，或者使用了其它的裝置來(lái)減小或消除串?dāng)_，那么就不需要柵極G1a以及它到VOS1的連接，可以將具有與比較器544的輸出端P3相連的單個(gè)控制柵極的TFT用作切換裝置522，如圖7所示。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，顯示器100包括多個(gè)像素115，每個(gè)像素具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器120和發(fā)射源120，還包括多個(gè)傳感器130，每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素，如圖4B所示。顯示器100還包括一個(gè)列控制電路44和一個(gè)行控制電路46。每個(gè)像素115都經(jīng)由一條列線55連接到列控制電路44，并經(jīng)由一條行線55連接到行控制電路46。每個(gè)傳感器130均經(jīng)由一條傳感器行線70連接到行控制電路46，并經(jīng)由一條傳感器列線71連接到列控制電路44。在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元140、數(shù)據(jù)輸入單元150和功率調(diào)整單元160中的至少一部分包含在所述列控制電路44中。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)傳感器130都分別與一個(gè)相應(yīng)的像素115相關(guān)聯(lián)，并被定位以接收從該像素發(fā)出的光線的一部分。像素通常為如圖4B所示的方形，但也可以是任意形狀，如矩形、圓形、橢圓形、六邊形、多邊形或任意其它形狀。如果顯示器11是彩色顯示器，那么像素33還可以是按照多個(gè)組組織起來(lái)的子像素，每個(gè)組對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。一組中的子像素應(yīng)當(dāng)包含一定數(shù)目的子像素(如3個(gè))，每個(gè)子像素占用為相應(yīng)的像素指定的一部分區(qū)域。例如，如果每個(gè)像素都為方形，那么子像素通常與像素一樣高，但寬度僅為該方形的一部分(例如1/3)。子像素的大小或形狀可以相同，或者它們可具有不同的大小或形狀。每個(gè)子像素可包括與像素115相同的電路組件，且顯示器中的子像素可彼此互連，并連接到列和行控制電路44與46，如圖4B中所示的像素115那樣。在彩色顯示器中，一個(gè)傳感器130與每個(gè)子像素相關(guān)聯(lián)。在下面的討論中，所指的像素既可以是像素也可以是子像素。
行控制電路46被配置為開啟一個(gè)選定的行傳感器60，例如通過(guò)提高把選定的傳感器行連接到行控制電路46的選定傳感器行線70上的電壓。列控制電路44被配置為檢測(cè)與選定的傳感器行相關(guān)聯(lián)的電參數(shù)的變化，從而基于所述電參數(shù)的變化來(lái)控制相應(yīng)的像素115行的亮度。這樣，基于來(lái)自傳感器130的反饋，可以將每個(gè)像素的亮度控制在特定的級(jí)別上。在其它實(shí)施例中，傳感器130可用于不同于或者除了對(duì)像素亮度的反饋控制之外的目的，傳感器130的數(shù)目可多于或少于一個(gè)顯示器中的像素或子像素115。
傳感器和像素可以在相同的或不同的襯底上形成。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示器100包括如圖4C所示的傳感器元件100和顯示元件110。顯示元件110包括在第一襯底上112形成的像素115、列控制電路44、行控制電路46、列線55和行線56，而傳感器元件100包括在第二襯底102上形成的傳感器130、傳感器行線70和傳感器列線71當(dāng)傳感器130與顯示器的顏色濾波器集成在一起時(shí)，傳感器元件100還可包括顏色濾波器組件20、30和40，如相關(guān)的專利申請(qǐng)代理機(jī)構(gòu)卷號(hào)186351/US/2/RMA/JJZ(474125-35)。
當(dāng)這兩個(gè)元件組合起來(lái)形成顯示器11時(shí)，顯示元件110上的電接觸墊或管腳114與濾波器/傳感器平板100上的電接觸墊104相配合，如虛線aa所示，從而將傳感器行線70連接到行控制電路46。同樣，顯示元件110上的電接觸墊或管腳116與濾波器/傳感器平板100上的電接觸墊106相配合，如虛線bb所示，從而將傳感器行線71連接到行控制電路44。可以理解的是，顯示元件110可以是任意類型的顯示器，包括但不限于LCD、場(chǎng)致發(fā)光顯示器、等離子體顯示器、LED、基于OLED的顯示器、基于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的顯示器，如數(shù)字光投影儀等等。為了便于說(shuō)明，圖1B中僅顯示了顯示元件100的一組列線55和一組行線56。實(shí)際上，可能有超過(guò)一組的列線和/或超過(guò)一組的行線與顯示元件100相關(guān)聯(lián)。例如，在基于OLED的有源矩陣發(fā)光顯示器中，如下面所討論的，顯示元件110可包括將每個(gè)像素33連接到相應(yīng)的一個(gè)接觸墊114的另外一組行線。
圖6示出了顯示器100的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)。如圖6所示，顯示器100包括多個(gè)排列成行和列的像素500，其中像素PIX1.1、PIX1.2等在行1內(nèi)，像素PIX2.1、PIX2.2等在行2內(nèi)，對(duì)于顯示器內(nèi)的其它行也是如此。每個(gè)像素500包括一個(gè)晶體管512、一個(gè)發(fā)光裝置514、一個(gè)切換裝置522和一個(gè)電容器524。圖6還顯示了包含有排列成行和列的多個(gè)傳感器的傳感器陣列，每個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素，且每個(gè)傳感器均包括一個(gè)光傳感器OS 530和一個(gè)隔離晶體管532。
仍然參照?qǐng)D6，顯示器100還包括斜線選擇器(RS)610，它被配置為接收一個(gè)斜線電壓VR，并選擇行線VR1、VR2等中的一個(gè)行線來(lái)輸出斜線電壓。VR1、VR2等中的每條線均連接到像素500的每個(gè)對(duì)應(yīng)行中的切換裝置522的漏極D1。電路100還包括一個(gè)線路選擇器(VOSS)，其被配置為接收線選電壓VOS，并選擇傳感器行線VOSSVOS1、VOS2等中的一個(gè)行線來(lái)輸出線選電壓VOS。VOS1、VOS2等中的每條線均連接到光傳感器530以及連接到像素500的每個(gè)對(duì)應(yīng)行中的切換裝置522的柵極G1a。RS 610和VOSS 620是行控制電路46的一部分，并可以用移位寄存器實(shí)現(xiàn)。
包含OS 530和TFT 532的每個(gè)傳感器都可以是顯示器中像素的一部分，并與像素形成在相同的襯底上。可選地，傳感器被構(gòu)造在與形成像素的襯底不同的襯底上，如圖4C所示。在這種情況下，當(dāng)這兩個(gè)襯底彼此相配合時(shí)，提供了另一組行線(未顯示)以允許柵極G1a連接到接觸墊114，從而連接到傳感器行線VOS1、VOS2等。
圖6還示出了顯示器包括分別與像素500的一列相關(guān)聯(lián)的多個(gè)比較器544和電阻器522。圖6還顯示了數(shù)據(jù)輸入單元150的方框圖，該單元包括被配置為將接收到的圖像電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字值的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)630，連接到A/D 630并被配置為生成相應(yīng)于該數(shù)字值的灰度級(jí)的可選灰度級(jí)計(jì)算器(GL)631，被配置為為所述圖像電壓數(shù)據(jù)產(chǎn)生行號(hào)和列號(hào)的行與列跟蹤單元(RCNT)632，連接到RCNT 632并被配置為輸出對(duì)應(yīng)于該行號(hào)和列號(hào)的顯示器電路100的地址的校準(zhǔn)查詢列表尋址器(LA)，以及連接到GL 631和LA 633的第一查詢列表(LUT1)。數(shù)據(jù)輸入單元150還包括連接到LUT1 635的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)636，以及連接到DAC 636的第一線緩沖器(LB1)。在一個(gè)實(shí)施例中，比較器544、電阻器522以及數(shù)據(jù)單元150的至少一部分被包括在列控制電路44中。
在一個(gè)實(shí)施例中，LUT1 635存儲(chǔ)在校準(zhǔn)處理期間獲取的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，該校準(zhǔn)處理過(guò)程用于針對(duì)具有已知亮度的光源來(lái)校準(zhǔn)顯示電路100中的每個(gè)光傳感器。前面相關(guān)的專利申請(qǐng)序號(hào)10/872,344和申請(qǐng)序號(hào)10/841,198描述了一種示例性校準(zhǔn)處理過(guò)程，該描述在此引入作為參考。該校準(zhǔn)處理過(guò)程在每個(gè)像素中的電路節(jié)點(diǎn)546處為每種灰度級(jí)產(chǎn)生一個(gè)分壓電壓水平。如一個(gè)非限制性的例子，一個(gè)8比特灰度級(jí)具有0-256個(gè)亮度等級(jí)，其中第255個(gè)等級(jí)是所選中的等級(jí)，如用于電視機(jī)屏幕為300尼特(nit)。其余的255個(gè)等級(jí)中每個(gè)的亮度等級(jí)根據(jù)人眼的對(duì)數(shù)響應(yīng)進(jìn)行分配。零等級(jí)對(duì)應(yīng)于無(wú)發(fā)射。每個(gè)亮度值都將在位于光傳感器OS 530和分壓電阻器542之間的電路節(jié)點(diǎn)546上產(chǎn)生特定的電壓。這些電壓值作為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在查詢列表LUT1中。這樣，基于LA 633提供的地址和GL 631提供的亮度等級(jí)，LUT1635就能從存儲(chǔ)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中生成一個(gè)已校準(zhǔn)的電壓，并將這個(gè)已校準(zhǔn)的電壓提供給DAC 636，這樣就把已校準(zhǔn)的電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓值，并將該模擬電壓值下載到LB1 637。LB1 637將該模擬電壓值作為參考電壓提供給與地址相對(duì)應(yīng)的列相關(guān)的比較器544的輸入端P1。
最初，根據(jù)特定應(yīng)用，所有的線路VOS1、VOS2等均為零或者甚至為負(fù)電壓。因此無(wú)論比較器544的輸出端P3為何種狀態(tài)，每個(gè)像素500中的切換裝置522都關(guān)斷。而且，每個(gè)像素中的隔離晶體管532也關(guān)斷，這樣就沒有傳感器連接到比較器544的P2。還應(yīng)注意電壓比較器544的P2上的電壓為零(或接地)，因?yàn)闆]有電流流經(jīng)與地相連的電阻器542。在一個(gè)實(shí)施例中，比較器544為電壓比較器，它比較自身的兩個(gè)輸入端P1和P2處的電壓水平，當(dāng)P1大于P2時(shí)在它的輸出端P3處產(chǎn)生正的供電軌(例如+10伏)，當(dāng)P1小于P2時(shí)在輸出端P3處產(chǎn)生負(fù)的供電軌(例如-10伏)。正的供電軌對(duì)應(yīng)于切換裝置522的邏輯高電平，而負(fù)的供電軌對(duì)應(yīng)于切換裝置522的邏輯低電平。最初，在OLED 514發(fā)光之前，OS 530對(duì)電流有最大的電阻；且VC 544的輸入管腳P2上的電壓最小，因?yàn)榉謮弘娮杵?42的電阻R相對(duì)于OS 530的電阻來(lái)說(shuō)較小。因此，包含有像素PIX1.1、PIX1.2等的第一行(行1)的參考電壓被寫入行緩沖器657，像素中的所有柵極G1b都打開，因?yàn)槊總€(gè)比較器544中的輸入端P1都施加了參考電壓，而每個(gè)比較器544的輸入端P2均接地，從而使比較器544在輸出端P3處產(chǎn)生正的供電軌。
顯示器100的行1的圖像數(shù)據(jù)電壓被連續(xù)發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換器630，并且每個(gè)圖像數(shù)據(jù)電壓被轉(zhuǎn)換成參考電壓并存儲(chǔ)在LB1 637內(nèi)，直到LB1存儲(chǔ)了行中每個(gè)像素的參考電壓。大約同時(shí)，移位寄存器VOS620把VOS電壓(例如+10伏)發(fā)送到線路VOS1，開啟行1中每個(gè)切換裝置524的柵極G1b，這樣就開啟了轉(zhuǎn)換裝置522自身(由于柵極G1a已經(jīng)開啟)。線路VOS1上的電壓VOS還施加到OS 530并施加到第一行中每個(gè)像素內(nèi)的晶體管532的柵極G3，從而使晶體管532導(dǎo)通并使電流流過(guò)OS 530。而且大約同時(shí)，移位寄存器RS 610將斜線電壓VR(例如從0到10伏)發(fā)送到行VR1，因?yàn)榍袚Q裝置522導(dǎo)通，所以該斜線電壓被施加到存儲(chǔ)電容器524以及施加到行1中每個(gè)像素內(nèi)的晶體管512的柵極G2。當(dāng)線路VR1上的電壓呈斜線上升時(shí)，電容器524逐漸充電，流經(jīng)第一行中每個(gè)像素內(nèi)的晶體管512和OLED 514的電流也增加。來(lái)自行1中每個(gè)像素內(nèi)的OLED 514的不斷增加的光發(fā)射落在與該像素相關(guān)聯(lián)的OS 530上，使得與該OS 530相關(guān)聯(lián)的電阻減小，這樣電阻器542兩端的電壓或者比較器544的輸入端P2處的電壓就增大。
當(dāng)像素中的OLED 514的亮度隨著斜線電壓VR的增大呈斜線上升時(shí)，這種情況將在行1的每個(gè)像素中繼續(xù)，直到OLED 514達(dá)到對(duì)于該像素所希望的亮度，并且輸入端P2處的電壓等于比較器544的輸入端P1處的參考電壓時(shí)。作為響應(yīng)，比較器544的輸出端P3從正的供電軌變?yōu)樨?fù)的供電軌，關(guān)斷像素中切換裝置522的柵極G1b，從而關(guān)斷切換裝置本身。切換裝置522被關(guān)斷后，VR的進(jìn)一步增大并不施加到像素中晶體管512的柵極G，這樣?xùn)艠OG2和晶體管512的第二端S2之間的電壓就被像素中的電容器524保持為恒定。因此，像素中OLED的發(fā)射等級(jí)就被凍結(jié)或固定在由設(shè)置在與該像素相關(guān)的電壓比較器544的管腳P1上的已校準(zhǔn)的參考電壓所確定的希望的級(jí)別上。
斜線電壓VR1開始上升到其最大值期間的時(shí)間段稱為行尋址時(shí)間。在具有500行且每秒運(yùn)行60幀的顯示器中，該行尋址時(shí)間大約為33微秒或更短。因此，第一行中的所有像素在行尋址時(shí)間結(jié)束時(shí)分別處于各自所希望的發(fā)射水平。這就完成了顯示器100中行1的寫入。在寫入行1后，兩個(gè)水平移位寄存器VOSS 620和RS610分別關(guān)斷線路VR1和VOS1，使得切換裝置切換裝置522和隔離晶體管532關(guān)斷，從而鎖定存儲(chǔ)電容器524上的電壓，并將行1中的光傳感器530與和每列相關(guān)聯(lián)的電壓比較器隔離開。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，由于沒有電流流過(guò)電阻器R，每個(gè)比較器544的管腳P2上的電壓被傳導(dǎo)至地VOS1，從而使電壓比較器544的輸出端P3回到正的供電軌，再次開啟每個(gè)相關(guān)的像素中的切換裝置522的柵極G1b，做好顯示器100中第二行像素的寫入準(zhǔn)備。
在寫入第二行期間，與第二行相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)被提供給A/D630，斜線選擇器RS 610選擇線路VR2來(lái)輸出斜線電壓VR，線路選擇器VOSS 620選擇線路VOS2來(lái)輸出線選電壓VOS，然后對(duì)第二行像素重復(fù)先前的操作，直到第二行被開啟。斜線選擇器RS 610和VOSS 620移動(dòng)到第3行，以此類推，直至顯示器中的所有行都被開啟，然后該幀被重復(fù)。在圖6描繪的實(shí)施例中，每個(gè)切換裝置522都具有雙選通，即柵極G1a和柵極G1b，行1中每個(gè)切換裝置522的柵極G1a被線路VOS1所保持。這樣，在寫入后續(xù)的行期間，雖然柵極G1b可能導(dǎo)通，但由于VOS1未被選中，行1中的切換裝置522仍保持關(guān)斷。因此，第一行中每個(gè)像素內(nèi)的電容器524與行1中其它像素內(nèi)的電容器524保持?jǐn)嚅_連接。這就消除了該行中剛寫入的不同像素內(nèi)的電容器524之間的串?dāng)_，這樣行中每個(gè)像素在寫入后續(xù)行期間均能繼續(xù)輸出所希望的發(fā)射水平。
由于顯示器100中每個(gè)像素500的亮度都與和晶體管512相關(guān)聯(lián)的電壓-電流關(guān)系無(wú)關(guān)，但受到指定圖像灰度級(jí)和像素亮度自身反饋的控制，以上描述的實(shí)施例允許晶體管512工作在非飽和區(qū)，從而為顯示器100的操作節(jié)約了功率。使用在背景技術(shù)部分中所討論的示例性O(shè)LED和TFT參數(shù)，低至9伏的VDD就足以操作顯示器100了，因?yàn)榫w管TFT 512不需要工作在飽和模式下。在9伏之外，大約6伏用于在OLED 514的最大使用年限時(shí)在OLED 514中產(chǎn)生1μA的電流，對(duì)于在顯示器的使用壽命期間內(nèi)門限電壓的漂移需要大約2伏的額外電壓，并且最小約1伏用作晶體管512兩端的源極/漏極電壓。因此，現(xiàn)在功率TFT 512的功率消耗就約為5微瓦，而不是工作在飽和模式下的常規(guī)的功率TFT所要求的約9.2微瓦。這對(duì)功率TFT來(lái)說(shuō)有大約46％的顯著功率節(jié)省。
使用下面與典型功率TFT相關(guān)的參數(shù)Vth≈1Vμ≈0.75cm2/V·secεr≈4w≈25μml≈5μmd≈0.18μm其中μ是有效電子遷移率，ε0是真空介電常數(shù)，εr是柵極電介質(zhì)的介電常數(shù)，w是TFT通道寬度，l是TFT通道長(zhǎng)度，d是柵極電介質(zhì)的厚度，以及Vth是門限電壓，可以估計(jì)，典型的功率TFT 512以1μA電流工作在非飽和區(qū)所要求的最大柵極電壓VG2應(yīng)約為15伏。這樣，斜線電壓VR的最大值就應(yīng)設(shè)置為15伏以上。功率TFT 512所要求的柵極電壓在TFT 512工作在非飽和區(qū)時(shí)更高，但這不產(chǎn)生顯著的功率消耗問題。
如上所述，額外的電壓或電壓范圍容量可有利地包括在電源VDD中，以允許OLED 1的效率的惡化以及允許功率TFT 512中門限電壓的漂移。這些額外的電壓總計(jì)可以是3到4伏，這將導(dǎo)致大相當(dāng)?shù)墓β氏?。進(jìn)一步的功率節(jié)省可通過(guò)使用可變電源獲得，其允許電壓VDD最初設(shè)置得較低，而隨著像素的使用年限或門限電壓的漂移或者這二者的結(jié)合而增加。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示器100中的功率調(diào)整單元160。如圖7所示，功率調(diào)整單元160包括分別與一列像素相關(guān)聯(lián)的多個(gè)晶體管710以及分別連接到一個(gè)相應(yīng)的晶體管710的多個(gè)電容器712。每個(gè)晶體管710都可以是具有第一和第二端以及控制端的任意晶體管，第一和第二端之間的導(dǎo)電率可由施加到控制端上的電壓來(lái)控制。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)晶體管710均為TFT，其第一端是漏極D4，第二端是源極D4，控制端是TFT的柵極G4。每個(gè)電容器712均連接在相應(yīng)的TFT 710的源極S4和地之間。每個(gè)TFT 710的柵極G4均連接到一個(gè)相應(yīng)的電壓比較器544的輸出端P3，并且TFT的漏極D4連接到斜線電壓輸出端VR。
功率調(diào)整單元160還包括行緩沖器(LB2)720，斜線邏輯模塊(RL)730，在其中存儲(chǔ)查詢列表(LUT2)的存儲(chǔ)介質(zhì)740，以及在其中存儲(chǔ)差分斜線電壓列表(DRV)的存儲(chǔ)介質(zhì)750。在工作期間，斜線電壓值每次被鎖定在行中被尋址的像素內(nèi)的存儲(chǔ)電容器524上時(shí)，相同的電壓就被鎖定在包括該像素在內(nèi)的列的最前面的存儲(chǔ)電容712上。
第一次使用顯示器時(shí)，加載到LB2 720中的斜線電壓的設(shè)置表明該顯示器在發(fā)生任何像素惡化或TFT門限電壓漂移之前的最初狀態(tài)和新的狀態(tài)。斜線電壓的初始設(shè)置被存儲(chǔ)在查詢列表LU2 740中。初始斜線電壓設(shè)置被斜線邏輯RL 730引導(dǎo)至查詢列表LUT2。在顯示器的后續(xù)使用期間，加載到LB2中的斜線電壓與存儲(chǔ)在查詢列表LUT2中的斜線電壓的初始設(shè)置相比較，比較的差值被存儲(chǔ)在DRV750中。當(dāng)顯示器老化時(shí)，功率TFT 512就需要更高的柵極電壓以產(chǎn)生相同的流經(jīng)OLED 514的電流或產(chǎn)生OLED 514相同亮度。因此，DRV 750中的數(shù)值設(shè)置表示了顯示器的老化，并且這些數(shù)值將隨著顯示器100繼續(xù)使用而增加。
隨著差分斜線電壓的增大，由可變電源170輸出的電壓VDD也增大，使用已知的技術(shù)來(lái)補(bǔ)償像素的老化和功率TFT門限電壓的漂移。有許多方法可以確定何時(shí)增大VDD以及應(yīng)當(dāng)增大的程度。作為一種非限制性的例子，當(dāng)存儲(chǔ)在DRV 750中的一定百分比(例如20％)的差分斜線電壓分別已經(jīng)改變了超過(guò)一定量時(shí)(例如0.25伏)，VDD就可增大一定的增量(例如0.25伏)。作為另一個(gè)例子，當(dāng)存儲(chǔ)在DRV 750中的差分斜線電壓的平均值已經(jīng)增大了超過(guò)一定量時(shí)(例如0.25伏)，VDD就可增加一定的增量(例如0.25伏)。
由上述內(nèi)容可以理解，雖然出于說(shuō)明的目的已經(jīng)在此描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但還可以進(jìn)行多種修改而不偏離本發(fā)明的主旨和范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明僅僅受所附的權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種具有多個(gè)像素的顯示器，每個(gè)像素包括發(fā)光裝置，被配置為響應(yīng)流經(jīng)該發(fā)光裝置的電流來(lái)發(fā)光，該發(fā)光裝置的亮度取決于該電流；連接到所述發(fā)光裝置的晶體管，該晶體管被配置為提供流經(jīng)該發(fā)光裝置的電流，該電流隨著施加到晶體管的控制端上的斜線電壓而增大；以及第一切換裝置，被配置為響應(yīng)發(fā)光裝置的亮度已經(jīng)達(dá)到特定等級(jí)而關(guān)斷，從而將斜線電壓從晶體管斷開；以及其中第一切換裝置還被配置為保持關(guān)斷，從而允許發(fā)光裝置的亮度保持在特定等級(jí)，直到該像素被重寫。
2.如權(quán)利要求1中的顯示器，其中所述發(fā)光裝置是有機(jī)發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求1中的顯示器，其中每個(gè)像素還包括連接到發(fā)光裝置上的電容器，該電容器被配置為當(dāng)斜線電壓從晶體管斷開之后仍將發(fā)光裝置的亮度保持在特定等級(jí)。
4.如權(quán)利要求1中的顯示器，還包括與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)的光傳感器，所述光傳感器被定位用來(lái)接收從發(fā)光裝置發(fā)射的部分光線，并具有與發(fā)光裝置的亮度有關(guān)的電參數(shù)。
5.如權(quán)利要求4中的顯示器，其中像素排列成行和列，并且所述顯示器還包括與每列相關(guān)聯(lián)、并與該列中的每個(gè)像素內(nèi)的光傳感器串聯(lián)連接的電阻器。
6.如權(quán)利要求5中的顯示器，其中每個(gè)像素還包括與所述光傳感器串聯(lián)連接的第二切換裝置，所述第二切換裝置具有連接到與一行像素相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電線路的控制端。
7.如權(quán)利要求6中的顯示器，其中第一和第二切換裝置為薄膜晶體管。
8.如權(quán)利要求4中的顯示器，其中像素排列成行和列，并且每個(gè)像素內(nèi)的第一切換裝置具有連接到與一行像素相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電線路的第一控制端，以及連接到與發(fā)光裝置的亮度有關(guān)的電壓的第二控制端。
9.如權(quán)利要求8中的顯示器，還包括與每列像素相關(guān)聯(lián)的電壓比較器，該電壓比較器具有一個(gè)連接到該列中每個(gè)像素內(nèi)的第一切換裝置的第二控制端的輸出端，一個(gè)接收對(duì)應(yīng)于該列內(nèi)一個(gè)像素的特定亮度的參考電壓的第一輸入端，以及一個(gè)連接到與該列中的每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)的光傳感器的第二輸入端。
10.一種用于控制顯示器中像素亮度的方法，該方法包括通過(guò)將第一控制電壓施加到切換裝置的第一控制端并將第二控制電壓施加到第二控制端從而接通該切換裝置；通過(guò)該切換裝置將一個(gè)斜線電壓施加到與發(fā)光裝置串聯(lián)連接的晶體管的柵極上，從而使得從發(fā)光裝置發(fā)射的光線亮度隨斜線電壓而增加；以及用來(lái)自發(fā)光裝置的光線照射光傳感器，從而使得與該光傳感器相關(guān)的電參數(shù)根據(jù)發(fā)光裝置的亮度而變化；以及其中第二控制電壓取決于所述電參數(shù)，并響應(yīng)于發(fā)光裝置的亮度已經(jīng)達(dá)到該像素所需的特定等級(jí)而變?yōu)椴煌闹?，從而斷開切換裝置。
11.如權(quán)利要求10的方法，還包括用斜線電壓為連接到晶體管的電容器充電，該電容器在切換裝置斷開后仍使光的亮度保持在特定的等級(jí)。
12.如權(quán)利要求10的方法，還包括改變第一控制電壓以使切換裝置保持關(guān)斷并且使光的亮度保持在特定的等級(jí)上。
13.如權(quán)利要求10的方法，其中晶體管和發(fā)光裝置在一個(gè)可變電壓源和地之間彼此串聯(lián)連接，并且該方法還包括隨顯示器的老化而改變可變電壓源的電壓輸出。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中改變電壓輸出還包括記錄使顯示器中每個(gè)像素內(nèi)的發(fā)光裝置對(duì)于該像素的亮度達(dá)到特定等級(jí)所需的斜線電壓數(shù)值；以及根據(jù)從對(duì)于顯示器中一些或全部像素所記錄的數(shù)值變化所計(jì)算出的統(tǒng)計(jì)量度來(lái)改變電壓輸出。
15.一種具有多個(gè)像素的顯示器，每個(gè)像素包括發(fā)光裝置，被配置為響應(yīng)流經(jīng)該發(fā)光裝置的電流來(lái)發(fā)光，該發(fā)光裝置的亮度取決于該電流；晶體管，被配置為提供流經(jīng)所述發(fā)光裝置的電流，該電流隨施加到電流源的控制端上的斜線電壓而增大；以及第一切換裝置，被配置為響應(yīng)于發(fā)光裝置的亮度已達(dá)到特定等級(jí)而從晶體管斷開斜線電壓；以及其中所述晶體管和發(fā)光裝置在一個(gè)可變電壓源和地之間彼此串聯(lián)連接。
16.如權(quán)利要求15的顯示器，其中所述可變電壓源被配置為輸出隨顯示器的老化而變化的電壓。
17.如權(quán)利要求16的顯示器，其中來(lái)自所述可變電壓源的電壓輸出根據(jù)使發(fā)光裝置的亮度對(duì)于顯示器的一些或全部像素達(dá)到特定等級(jí)所需的斜線電壓變化的統(tǒng)計(jì)評(píng)估而變化。
18.如權(quán)利要求15的顯示器，還包括存儲(chǔ)電容器，被配置為用斜線電壓來(lái)充電；第二切換裝置，被配置為響應(yīng)于發(fā)光裝置的亮度已達(dá)到特定數(shù)值而從電容器斷開第二斜線電壓；以及緩沖器，被配置為在存儲(chǔ)電容器從第二斜線電壓斷開后記錄所述存儲(chǔ)電容器兩端的電壓。
19.如權(quán)利要求15的顯示器，還包括連接到所述晶體管的電容器，被配置為用斜線電壓來(lái)充電，直到發(fā)光裝置的亮度已經(jīng)達(dá)到特定的等級(jí)，并被配置為將發(fā)光裝置的亮度保持在特定的等級(jí)上。
20.一種具有多個(gè)像素的顯示器，每個(gè)像素包括發(fā)光裝置；用于允許斜線電壓控制流經(jīng)該發(fā)光裝置的電流以使發(fā)光裝置的亮度隨斜線電壓增大的裝置；用于響應(yīng)于亮度已經(jīng)達(dá)到特定等級(jí)別而將斜線電壓從發(fā)光裝置斷開的裝置；以及用于在斜線電壓斷開后仍將亮度保持在特定等級(jí)上的裝置；以及其中用于保持的裝置包括用于使該像素與顯示器中的其它像素隔離開的裝置。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種具有多個(gè)像素的平板顯示器(圖4c)，每個(gè)像素包括被配置為根據(jù)流經(jīng)該發(fā)光裝置的電流來(lái)發(fā)光的發(fā)光裝置，連接到該發(fā)光裝置并被配置為提供流經(jīng)該發(fā)光裝置的電流的晶體管，該電流隨施加到晶體管的控制端上的斜線電壓而增大，以及被配置為響應(yīng)于發(fā)光裝置的亮度已達(dá)到特定等級(jí)而斷開的切換裝置，從而把斜線電壓從晶體管斷開并將亮度鎖定在特定等級(jí)。該切換裝置還被配置為保持關(guān)斷，從而允許發(fā)光裝置的亮度保持在特定的等級(jí)，直到該像素在不同的幀內(nèi)被重寫。
文檔編號(hào)G09G3/30GK1981318SQ200580017541
公開日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月12日
發(fā)明者小W·愛德華·諾格勒 申請(qǐng)人:彩光公司