專利名稱：有源矩陣顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有源矩陣顯示裝置，具體而言涉及具有與每一像素相關(guān)的薄膜開關(guān)晶體管的有源矩陣電致發(fā)光顯示裝置，但本發(fā)明也不獨限于此。
背景技術(shù)：
采用電致發(fā)光發(fā)光顯示元件的矩陣顯示裝置是公知的。所述顯示元件可以包括采用(例如)聚合物材料的有機薄膜電致發(fā)光元件或采用常規(guī)的III-V族半導(dǎo)體化合物的發(fā)光二極管(LED)。有機電致發(fā)光材料，尤其是聚合物材料的最新發(fā)展表明了其在視頻顯示裝置中獲得實際應(yīng)用的能力。這些材料通常包括夾在一對電極之間的一個或多個半導(dǎo)電共軛聚合物層，所述電極中的一個是透明的，另一個具有適于向所述聚合物層注入空穴或電子的材料。
可以采用CVD工藝，或者簡單地采用可溶共軛聚合物的溶液通過旋涂技術(shù)制造所述聚合物材料。也可以采用噴墨印刷。可以將所述有機電致發(fā)光材料設(shè)置為表現(xiàn)與二極管類似的I-V特性，使得它們既能提供顯示功能，又能提供開關(guān)功能，因此能夠應(yīng)用于無源型顯示器?；蛘撸梢詫⑦@些材料用于有源矩陣顯示裝置，其中，每一像素包括顯示元件和用于控制流過所述顯示元件的電流的開關(guān)器件。
這種類型的顯示裝置具有電流尋址顯示元件，因而常規(guī)的模擬驅(qū)動方案涉及向顯示元件提供可控制的電流。一種已知的做法是將電流源晶體管提供為像素構(gòu)造的一部分，其中，向所述電流源晶體管提供確定通過所述顯示元件的電流的柵極電壓。存儲電容器保持尋址相位之后的柵極電壓。
圖1示出了已知的有源矩陣尋址電致發(fā)光顯示裝置。所述顯示裝置包括的屏板具有由規(guī)則排列的像素構(gòu)成的行和列矩陣陣列，所述像素由塊1表示，并且包括電致發(fā)光顯示元件2連同相關(guān)的開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置位于交叉的行(選擇)和列(數(shù)據(jù))地址導(dǎo)體4和6組之間的交接點處。為了簡化起見，圖中只示出了幾個像素。實際上，可能具有幾百行和幾百列的像素。通過驅(qū)動電路經(jīng)由行地址導(dǎo)體組和列地址導(dǎo)體組對像素1尋址，所述驅(qū)動電路包括連接至各導(dǎo)體組的行掃描驅(qū)動電路8和列數(shù)據(jù)驅(qū)動電路9。
電致發(fā)光顯示元件包括有機發(fā)光二極管，這里將其表示為二極管元件(LED)，并且其包括一對電極，在所述一對電極之間夾有一個或多個有機電致發(fā)光材料有源層。將所述陣列的顯示元件連同相關(guān)有源矩陣電路一起設(shè)置在絕緣底座的一側(cè)。所述顯示元件的陰極或陽極可以由透明導(dǎo)電材料形成。所述底座由諸如玻璃的透明材料形成，最接近基板的顯示元件2的電極可以由諸如ITO的透明導(dǎo)電材料構(gòu)成，從而使電致發(fā)光層產(chǎn)生的光通過這些電極和所述底座傳輸，使得位于底座的另一側(cè)的觀眾能夠看到所述光。
圖2以簡化示意圖的形式示出了第一已知像素和用于提供電壓尋址操作的驅(qū)動電路構(gòu)造。每一像素1包括EL顯示元件2和相關(guān)驅(qū)動電路。所述驅(qū)動電路具有地址晶體管16，其通過行導(dǎo)體4上的行地址脈沖導(dǎo)通。當?shù)刂肪w管16導(dǎo)通時，列導(dǎo)體6上的電壓能夠傳到像素的其余部分上。具體而言，地址晶體管16向包括驅(qū)動晶體管22和存儲電容器24的電流源20提供列導(dǎo)體電壓。將所述列電壓提供給驅(qū)動晶體管22的柵極，并且即使在行地址脈沖結(jié)束后通過存儲電容器24也使所述柵極保持這一電壓。
將這一電路中的驅(qū)動晶體管22實現(xiàn)為p型TFT，使得存儲電容器24能夠保持固定的柵極—源極電壓。這導(dǎo)致了通過晶體管的固定源極—漏極電流，因此能夠?qū)ο袼靥峁╊A(yù)期的電流源操作。
在上述基本像素電路中，對于以多晶硅為基礎(chǔ)的電路而言，由于多晶硅晶粒在晶體管溝道中的統(tǒng)計分布的原因，各晶體管的閾值電壓存在變化。但是，多晶硅晶體管在電流和電壓應(yīng)力下相當穩(wěn)定，因而閾值電壓基本保持恒定。
在非晶硅晶體管中，至少在基板之上的短距離內(nèi)，閾值電壓的變化小，但是閾值電壓對電壓應(yīng)力非常敏感。驅(qū)動晶體管所需的閾值以上的高壓的施加引起了閾值電壓的較大變化，所述變化取決于所顯示的圖像的信息內(nèi)容。因此，一直導(dǎo)通的非晶硅晶體管與未導(dǎo)通的非晶硅晶體管相比，閾值電壓存在較大差異。在通過非晶硅晶體管驅(qū)動的LED顯示器中，這種差異老化是一個嚴重的問題。
除了晶體管特性的變化之外，LED自身也存在差異老化。這是由于在經(jīng)受電流應(yīng)力之后發(fā)光材料的效率發(fā)生降低而導(dǎo)致的。在大多數(shù)情況下，通過LED的電流和電荷越多，效率越低。
已經(jīng)認識到，電流尋址像素(而不是電壓尋址像素)能夠在基板范圍內(nèi)降低或消除晶體管變化的影響。例如，電流尋址像素能夠采用電流反射鏡對抽樣晶體管上的柵極—源極電壓抽樣，從而通過其驅(qū)動預(yù)期的像素驅(qū)動電流。采用抽樣的柵極—源極電壓對驅(qū)動晶體管尋址。這樣部分地緩和了裝置的均勻性的問題，因為抽樣晶體管和驅(qū)動晶體管在基板上彼此相鄰，并且能夠更為精確地相互匹配。另一種電流抽樣電路采用同一晶體管進行抽樣和驅(qū)動，因而不需要晶體管匹配，但是需要額外的晶體管和地址線。
還有一些針對電壓尋址像素電路的提議，其目的在于補償LED材料的老化。例如，人們提出了各種像素電路，在所述像素電路中，像素包括光讀出元件。這一元件對顯示元件的光輸出做出響應(yīng)，其響應(yīng)于所述光輸出產(chǎn)生動作，以泄漏存儲電容器上存儲的電荷，由此在尋址周期內(nèi)控制顯示器的累計光輸出。圖3示出了針對這一目的的像素布局的一個例子。在WO 01/20591和EP1096466中詳細描述了這種類型的像素構(gòu)造的例子。
在圖3所示的像素電路中，光電二極管27釋放存儲于電容器24上的柵極電壓。當驅(qū)動晶體管22上的柵極電壓達到閾值電壓后，EL顯示元件2將不再發(fā)光，之后，存儲電容器24將停止放電。電荷從光電二極管27泄漏的速度是顯示元件輸出的函數(shù)，因此光電二極管27起著光敏反饋器件的作用。在考慮了光電二極管27的影響的情況下，能夠表明可以通過下述公式表示累計光輸出。
…[1]在這一公式中，ηPD是光電二極管的效率，其在整個顯示器上都是非常均勻的，CS是存儲電容，V(0)是驅(qū)動晶體管的初始柵極—源極電壓，VT是驅(qū)動晶體管的閾值電壓。因此，光輸出與EL顯示元件效率無關(guān)，由此提供了老化補償。但是，VT在整個顯示器當中存在變化，因此其將表現(xiàn)出非均勻性。
為了對應(yīng)力誘發(fā)的非晶硅驅(qū)動晶體管的閾值電壓的變化進行額外的補償，并避免這一電路中的驅(qū)動電流逐漸下降，申請人提出了圖4所示的電路。
圖4示出了所提出的這種像素布局的例子，并且圖中示出了采用n型非晶硅晶體管的實現(xiàn)。
仍然在存儲電容器30上為驅(qū)動晶體管22保持柵極—源極電壓。但是，從充電線32利用充電晶體管34(T2)將這一電容器充至固定電壓。因此，在要使顯示元件發(fā)光時，將驅(qū)動晶體管22驅(qū)動至與輸入至像素的數(shù)據(jù)無關(guān)的恒定電平。通過改變占空系數(shù)，具體而言，通過改變截止驅(qū)動晶體管的時間控制所述亮度。
利用對存儲電容器30放電的放電晶體管36使驅(qū)動晶體管22截止。當放電晶體管36導(dǎo)通時，電容器30迅速放電，驅(qū)動晶體管截止。
當柵極電壓達到足夠的電壓時，放電晶體管導(dǎo)通。光電二極管38受到顯示元件2的照射，并根據(jù)顯示元件2的光輸出生成光電流。這一光電流對放電電容器40充電，在某一時間點處，電容器40兩端的電壓將達到放電晶體管36的閾值電壓，從而使之導(dǎo)通。這一時間將取決于最初存儲在電容器40內(nèi)的電荷和所述光電流，而所述光電流又取決于顯示元件的光輸出。
因此，由地址晶體管16(T1)提供將要提供給數(shù)據(jù)線6上的像素的數(shù)據(jù)信號，并將其存儲在放電電容器40上。由高數(shù)據(jù)信號表示低亮度(因而只需要少量的額外電荷使晶體管36截止)，由低數(shù)據(jù)信號表示高亮度(因而需要大量的額外電荷使晶體管36截止)。
因而，這一電路具有用于補償顯示元件的老化的光反饋，并且還具有驅(qū)動晶體管22的閾值補償，因為驅(qū)動晶體管特性的變化也將導(dǎo)致顯示元件輸出的差異，其也將由所述光反饋予以補償。對于晶體管36而言，使超過閾值的柵極電壓保持非常小的值，因而閾值電壓的變化非常不明顯。
在WO 2004/084168中對這一電路和相關(guān)時間控制給出了更為詳細的說明。在這一公開文本中還給出了對這一電路的修改。
這一電路補償了驅(qū)動晶體管中的閾值電壓的漂移以及OLED的老化，但是急變晶體管36的閾值電壓的任何漂移仍然能夠影響顯示輸出和/或反饋補償繼續(xù)起作用的時間。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種驅(qū)動有源矩陣顯示裝置的方法，所述有源矩陣顯示裝置包括顯示像素陣列，每一所述顯示像素包括驅(qū)動晶體管(22)和電流驅(qū)動發(fā)光顯示元件(2)，對于所述像素的每一次尋址，所述方法包括測量驅(qū)動晶體管的閾值電壓；向所述驅(qū)動晶體管閾值電壓添加驅(qū)動電壓，以獲取經(jīng)補償?shù)尿?qū)動電壓，并將其存儲在存儲電容器上；采用所述經(jīng)補償?shù)尿?qū)動電壓驅(qū)動所述驅(qū)動晶體管；采用流經(jīng)被所述顯示元件照亮的光敏器件并取決于提供給所述像素的像素電壓的電荷流(charge flow)導(dǎo)通放電晶體管；以及在取決于所述像素電壓和所述光輸出的時刻采用所述放電晶體管對所述存儲電容器放電，由此截止所述激勵晶體管。
所述放電晶體管執(zhí)行上述急變(snap-off)功能。
這一方法采用了光反饋來實現(xiàn)針對顯示元件的輸出的占空系數(shù)控制。顯示元件開啟時的亮度由驅(qū)動晶體管驅(qū)動電壓決定，其考慮了所述閾值電壓。盡管所述光反饋系統(tǒng)通過最初以這種方式提供補償而實現(xiàn)對閾值電壓的補償，但是光反饋系統(tǒng)的校正工作的壽命卻能夠得到延長。
所述光敏器件(light-dependent device)可以根據(jù)所述顯示元件的光輸出而改變施加到所述放電晶體管上的柵極電壓，由此控制所述放電晶體管的操作定時。所述光敏器件能夠控制所述放電晶體管從截止狀態(tài)切換至導(dǎo)通狀態(tài)的定時。
所述方法還可以包括測量所述放電晶體管的閾值電壓；以及向所述放電晶體管閾值電壓添加像素電壓，以獲取經(jīng)補償?shù)南袼仉妷?，在取決于所述經(jīng)補償?shù)南袼仉妷旱臅r刻使所述存儲電容器放電。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種驅(qū)動有源矩陣顯示裝置的方法，所述有源矩陣顯示裝置包括顯示像素陣列，每一所述顯示像素包括驅(qū)動晶體管(22)和電流驅(qū)動發(fā)光顯示元件(2)，對于所述像素的每一次尋址，所述方法包括通過向所述驅(qū)動晶體管上施加?xùn)艠O電壓而驅(qū)動電流流過所述驅(qū)動晶體管，所述柵極電壓包括固定分量和取決于所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓的測量值的分量；以及在取決于所述顯示元件的光輸出和像素數(shù)據(jù)信號的時刻，采用用于對位于所述驅(qū)動晶體管的柵極和源極之間的電容放電的放電晶體管使所述驅(qū)動晶體管截止。
這一方法尤其適用于非晶硅實現(xiàn)。
使所述驅(qū)動晶體管截止的時刻還可以取決于所測的所述放電晶體管的閾值電壓。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種驅(qū)動有源矩陣顯示裝置的方法，所述有源矩陣顯示裝置包括顯示像素陣列，每一所述顯示像素包括驅(qū)動晶體管(22)和電流驅(qū)動發(fā)光顯示元件(2)，對于所述像素的每一次尋址，所述方法包括通過向所述驅(qū)動晶體管施加包括固定電壓的柵極電壓驅(qū)動電流流過所述驅(qū)動晶體管；以及在取決于所述顯示元件的光輸出、像素數(shù)據(jù)信號和所測的所述放電晶體管的閾值電壓的時刻，采用用于對位于所述驅(qū)動晶體管的柵極和源極之間的電容放電的放電晶體管使所述驅(qū)動晶體管截止。
這一方法尤其適用于多晶硅實現(xiàn)。
本發(fā)明還提供了一種包括顯示像素陣列的有源矩陣顯示裝置，每一所述像素包括電流驅(qū)動的發(fā)光顯示元件；低溫多晶硅驅(qū)動晶體管，其用于驅(qū)動電流流過所述顯示元件；存儲電容器，其存儲用來對所述驅(qū)動晶體管尋址的電壓；放電晶體管，其用于對所述存儲電容器放電，由此截止所述驅(qū)動晶體管；以及光敏器件，其根據(jù)所述顯示元件的光輸出而改變施加到所述放電晶體管上的柵極電壓，由此控制所述放電晶體管的操作定時，其中，所述裝置還包括用于實現(xiàn)所述放電晶體管的閾值電壓測量的裝置，并且其中，每一所述像素還包括隔離晶體管，其連接于電源線和所述驅(qū)動晶體管之間，用于在所述放電晶體管的閾值電壓測量過程中，截止所述驅(qū)動晶體管。
這一電路能夠通過確保驅(qū)動晶體管不破壞測量而獲得對放電晶體管閾值電壓的精確測量。


現(xiàn)在將參考附圖通過舉例描述本發(fā)明，在附圖中圖1示出了已知的EL顯示裝置；圖2示出了用于對所述EL顯示裝置進行電流尋址的已知像素電路的簡化示意圖；圖3示出了用于補償差異老化的已知像素設(shè)計；圖4示出了改進的已知像素電路，將采用其解釋本發(fā)明的方法的例子；圖5、圖6(a)、圖6(b)、圖7和圖8示出了在采用其實現(xiàn)本發(fā)明的方法時圖4的電路的不同操作狀態(tài)；圖9概括了本發(fā)明的方法的步驟；圖10示出了本發(fā)明的方法的一個例子的詳細時序圖；圖11示出了第一電路變型；圖12示出了對參考圖5到圖10解釋的方法的第一變型；圖13示出了第二電路變型；以及圖14示出了對參考圖5到圖10解釋的方法的第二變型。
具體實施例方式
應(yīng)當注意，這些附圖只是示意性的，并非按比例繪制。為了圖中的清晰和方便起見，以夸大或降低的尺寸示出了這些附圖中的部分的相對尺寸和比例。
圖4示出了一種在同樣屬于本申請人的處于審查過程中的WO2004/084168中公開的已知像素電路，將采用這一像素電路實例說明本發(fā)明，本發(fā)明提供了一種方法，所述方法同時采用了光反饋和驅(qū)動電壓補償來補償驅(qū)動晶體管的閾值變化，由此補償急變晶體管中的閾值電壓漂移或延長顯示器的正確操作。
在圖4中，所示出的陰極處于地電勢。在實際當中，如下面的例子所示，陰極電勢可以是負值，電源線可以為0V。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種光反饋像素驅(qū)動方案，所述方案采用了占空系數(shù)控制法。在實施例中，驅(qū)動晶體管的驅(qū)動條件將考慮到驅(qū)動晶體管的閾值電壓的測量，即便這一閾值電壓通過反饋系統(tǒng)得到了補償。在另一個實施例中，放電晶體管(其控制占空系數(shù))的驅(qū)動條件將考慮到所測得的放電晶體管的閾值電壓。可以將這兩種方法結(jié)合到同一個驅(qū)動方案中。
可以通過已知電路實現(xiàn)本發(fā)明的驅(qū)動方法，但所采用的定時控制不同。
所述驅(qū)動方法假設(shè)VT(TD)(驅(qū)動晶體管22的閾值電壓，在下文中也稱為TD)總是大于或等于VT(TS)(急變/放電晶體管36的閾值，在下文中也稱為TS)。這是一種有效的假設(shè)，因為TD在其壽命的絕大部分內(nèi)具有超過閾值的高電壓，而TS則總是處在其閾值上或低于其閾值，因而將具有小閾值電壓漂移量。在TS受到長時間段的反偏時，甚至存在負漂移的可能性。因此，在時間零點處，所述閾值電壓將相等，爾后VT(TD)＞VT(TS)。
為了說明所述驅(qū)動方案，假設(shè)所述電路處于下述初始狀態(tài)電容器30放電，TS處于其閾值電壓VT(TS)，電容器40保持電壓VT(TS)。如有必要，可以通過將所述電路驅(qū)動至這一模式而容易地獲得這一狀態(tài)。
圖5示出了針對這一狀態(tài)的有效電路，其中，某些示例電壓將對所述驅(qū)動方法的說明有用。
現(xiàn)在將通過下述步驟詳細描述所述驅(qū)動方案的一個例子，其組合了驅(qū)動晶體管和急變晶體管的閾值測量。
步驟1-反轉(zhuǎn)電路極性第一步驟涉及提供電壓電平，使得驅(qū)動晶體管沿著正常電路操作的反指向工作。其目的在于實現(xiàn)對急變晶體管和驅(qū)動晶體管二者的閾值電壓的采樣，在下文中其將變得顯而易見。這樣做還確保了OLED顯示元件在下文中描述的各種采樣操作中受到反向偏置，并由此處于截止狀態(tài)。
最初將陰極驅(qū)動至高壓，例如10V。圖6(a)示出了有效電路。由于陽極為高阻抗節(jié)點，因而其不能放電，由此其最終處于大約12V的電勢上。
使驅(qū)動晶體管TD沿正常像素操作中晶體管偏置方向(sense)的反指向偏置。因此，電容器30上的零伏電壓界定了柵極—漏極電壓而不是柵極—源極電壓。因此，如圖6b所示，具有大柵極—源極電壓，并且驅(qū)動晶體管TD導(dǎo)電，從而使陽極電壓降至大約為TD的閾值電壓。在這些高電勢上，圖4中的開關(guān)16和36截止，即它們的柵極處于低電勢。
這表示，在圖6a中沒有柵極電壓必須升高到+12V以上。最大柵極電壓只升高到超過0V幾伏的值。因此，能夠采用合理的柵極電壓擺動，例如25V。
之后，驅(qū)動陰極，使之降低到諸如5V的低壓。圖7示出了等效電路。
通過OLED電容將陰極電壓的這一5V的壓降電容耦合至陽極。如圖7所示，由于陽極仍然是高阻抗節(jié)點，因而驅(qū)動陽極的電壓下降至-5V+VT(TD)。
這一步驟使該電路處于能夠?qū)﹂撝惦妷翰蓸拥臈l件下。
步驟2-對急變晶體管的閾值電壓采樣用于地址晶體管16和充電晶體管34的地址線A1和A2電勢升高(對于每一顯示行而言)。其效果為通過充電線32和數(shù)據(jù)線6將兩個電容器30和40連接至0V。出于這一目的，將0V電壓提供給充電線32和數(shù)據(jù)線。
由于與電容30和40相比OLED的電容非常高，因此這些電容最初被充至5V-VT(TD)。
電容器30和40的充電導(dǎo)通了驅(qū)動晶體管TD和急變晶體管TS。由于VT(TD)≥VT(TS)(如上所述)，因而急變晶體管TS在驅(qū)動晶體管TD之后停止導(dǎo)電，并且陽極通過存儲在電容器40上的電壓VT(TS)充電至-VT(TS)。
之后，使地址線A1和A2電勢降低，以截止開關(guān)16和34。在實踐中，驅(qū)動晶體管TD比急變晶體管TS大約寬10倍，因而當兩器件均達到閾值時，其泄漏得更多。
其目的在于使急變晶體管TS在所有情況下都比TD導(dǎo)電更久，從而獲得對急變晶體管閾值電壓的精確測量。
可以通過額外使數(shù)據(jù)線6保持高于0V，例如保持2或3V，同時使充電線32仍然處于0V來實現(xiàn)這一點。
由于通過TS和TD的漏電流非常小，因而將獲得對VT(TS)的精確測量，并且陽極將保持在這一電壓上(為數(shù)據(jù)添加做好準備)。具體而言，由于用于充電晶體管的地址線A2的電勢降低而使晶體管34截止，因此隨著電容器30通過急變晶體管TS放電，TS的漏極—源極電壓將將為零。在測量急變晶體管閾值電壓的這一步驟的末尾，驅(qū)動晶體管TD的柵極—源極電壓為零，其提供了低泄漏。
步驟3-在電容器40上提供像素數(shù)據(jù)電壓之后，通過使相關(guān)地址線A1的電勢升高，依次向每條線的電容器40添加像素數(shù)據(jù)。在這一過程中，地址線A2為高電勢或低電勢都無關(guān)緊要。
施加至列6的數(shù)據(jù)或者為零或者是小于零的電勢，前者用于像素的黑色狀態(tài)，后者用于像素的開啟狀態(tài)。
參考圖7，由于通過其數(shù)據(jù)電壓擺動，即從0V到-VDATA使數(shù)據(jù)列6移動，因此通過下述公式表示在電容器40上得到的電壓(假設(shè)地址線A2處于高電勢，因而將電容器30的一個端子耦合至0V)V2=VT(TS)-C1+COLEDC2+C1+COLEDVDATA]]>這一公式是在數(shù)據(jù)線6上的電壓的階躍變化擾動了平衡之后由三個電容之間共享電荷導(dǎo)出的。C1是驅(qū)動晶體管存儲電容器30的電容，C2是急變晶體管存儲電容器40的電容，COLED是OLED顯示元件的電容。
列電壓中的階躍變化不會破壞閾值電壓測量(假設(shè)沒有產(chǎn)生漏電流)，并且數(shù)據(jù)電壓具有某一電容分路(capacitive division)。但是，由于COLED通常比C1和C2大得多，因而這一電容分路將非常小。對于具有40％的開口率的300μm×100μm的像素而言，作為例子的值可以是COLED＝1.5pF，C1＝0.1pF，C2＝0.5pF。在這種情況下，分路因數(shù)為0.76，因而大部分數(shù)據(jù)得到了存儲。
由于在添加數(shù)據(jù)時只有非常小的漏電流流過TS或TD，因此向電容器30上添加數(shù)據(jù)也是精確的，所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生使急變晶體管更為深度的截止的效果(位于其閾值之下)，從而使電流無法在數(shù)據(jù)添加時間(很短)流過TS。
步驟4-測量驅(qū)動晶體管閾值在這一步驟中，同時測量顯示器內(nèi)所有驅(qū)動TFT TD的閾值電壓。如果其存儲用于開啟狀態(tài)下的像素的數(shù)據(jù)，那么急變晶體管TS將徹底截止，如果其存儲處于黑色狀態(tài)下的像素的數(shù)據(jù)，那么急變晶體管將接近截止。
之后，如圖8所示，使陰極電壓降低至，例如，0V。其迫使陽極達到充分低的電平，以導(dǎo)通驅(qū)動晶體管TD。使地址線A2電勢升高，從而使驅(qū)動晶體管的柵極電壓保持0V，驅(qū)動晶體管TD使電容器30放電，直至驅(qū)動TFT的閾值。之后，結(jié)果如圖8所示，在陰極上出現(xiàn)了-VT(TD)的電壓。
步驟5-向電容器30施加恒定驅(qū)動電壓之后，通過使所有的充電線移動(例如)5V而向顯示器中的所有電容30施加固定驅(qū)動電壓。參考圖8，隨著充電線通過其電壓擺動移動，即從0V到VCHARGE，將通過下述公式給出電容器30上產(chǎn)生的電壓V1=VT(TD)+COLEDC1+COLEDVCHARGE]]>因此，將在電容器30(具有電容C1)上提供大約0.75×5V+VT(TD)的電壓。之后，使所有的地址線A2均為低電勢。
出于兩種原因，VT(TD)的測量無法達到理想的精確度。第一個原因是添加數(shù)據(jù)將使驅(qū)動晶體管TD導(dǎo)通，因而電流將流過驅(qū)動晶體管TD，從而破壞存儲在電容器30中的測量。第二個原因是對于黑色像素狀態(tài)而言，急變晶體管處于其閾值，因而將趨向于破壞存儲于電容器40上的電荷。但是，由于光反饋將校正所有任何誤差，因而只需對驅(qū)動晶體管TD的閾值電壓做粗略估計。
步驟6-采用光反饋操作像素最后的步驟是使陰極降至-15V的工作點，從而以圖4所示的方式同時照亮顯示器內(nèi)所有的像素。之后，電路按照WO 2004/084168中的說明工作。
在幀時間內(nèi)具有上文概述的六個步驟。第一個步驟是使后續(xù)步驟能夠得以執(zhí)行的準備階段。圖9中概括了后面的五個步驟，圖10中示出了說明所有的步驟的更為詳細的時序圖。
所述電路要求地址線A1和A2(用于地址晶體管16和充電晶體管34)是獨立的，還要求將反饋光敏TFT 38的柵極連接至獨立共用線，以確保其不導(dǎo)通。
但是，根據(jù)WO 2004/084168中的一些例子的要求，沒有必要開關(guān)顯示器的電源線。
也可能去除充電線32，并將充電晶體管34連接于電源線和電容器30之間。在這種情況下，在改變充電線電壓從而將數(shù)據(jù)耦合到電容器30上的步驟5中，使電源線移動至更高的電壓，從而將數(shù)據(jù)電壓耦合至電容器30。
上述操作中的一個潛在的困難在測量急變晶體管TS的閾值的步驟2中。
非晶硅TFT在負柵極—源極電壓下具有最小漏電流。由于這一最小值不為0V，因此驅(qū)動晶體管仍然通過電流，這樣就破壞了急變晶體管閾值電壓的測量。參考圖7，盡管晶體管30放電了，但是在測量閾值電壓時，驅(qū)動晶體管中的漏電流仍然影響存儲在電容器40上的電壓。
但是，如果驅(qū)動TFT閾值電壓漂移了1伏或2伏(作為數(shù)量級的例子)，那么隨著通過提供0V柵極—源極電壓將驅(qū)動晶體管偏置到其最小漏電流，將改進對急變晶體管閾值的測量。
如圖11所示，通過向驅(qū)動晶體管TD添加雙重柵極而克服漏電流流經(jīng)驅(qū)動晶體管的問題。
在對VT(TS)和VT(TD)二者進行測量時，附加的柵極能夠使驅(qū)動晶體管截止，從而阻止任何電流流經(jīng)驅(qū)動晶體管TD。
之后，將獲得對兩閾值電壓的精確測量。
或者，可以在使用所述顯示器之前施加一設(shè)定相位，由此迫使驅(qū)動晶體管的閾值電壓漂移所需的量。這一點可以通過使陰極保持電源電壓，例如，在電容器40上存儲-1V的電壓，以確保其截止，之后向充電線(A2為高壓)施加諸如20V的高壓來實現(xiàn)?？梢酝ㄟ^再次降低地址線A2的電壓將這一電壓存儲在電容器30上。這為驅(qū)動晶體管提供了大的正柵極偏置，并且其將在幾小時內(nèi)充分漂移。
柵極線A2將必須升高到充電線電壓之上，但是僅保持短時間。在預(yù)定漂移時間之后，通過使急變晶體管TS短時間導(dǎo)通而使電容器30放電。
另一種備選方案是在不測量急變晶體管的閾值電壓的情況下利用驅(qū)動方案的輕微變化實現(xiàn)對VT(TD)的大致測量。這一方法能夠延長反饋補償方案的壽命，如果發(fā)現(xiàn)急變晶體管的閾值變化不具有顯著的影響，這一方法就是適用的。這一方法還可以適用于非晶硅實現(xiàn)，其中驅(qū)動晶體管閾值漂移顯著影響光反饋系統(tǒng)能夠正常工作的壽命。施加至急變晶體管的低壓應(yīng)力表示降低了閾值電壓變化的顯著性，可以不必對其予以校正。
現(xiàn)在將參考圖12簡要描述這種情況下的步驟。
步驟1-初始化將陰極變?yōu)?V，即與電源線同電勢。
地址線A2電勢升高，充電線保持諸如10V的高電勢。這樣難以導(dǎo)通驅(qū)動晶體管TD，并將陽極拉升至電源電壓(0V)。這為施加數(shù)據(jù)電壓提供了良好的參考，并且OLED截止。
步驟2-像素數(shù)據(jù)存儲在使陽極保持參考電壓(其保持電容器40的一側(cè))的同時，通過對適當?shù)腁1線尋址一次一條線地向電容器40添加數(shù)據(jù)。
步驟3-驅(qū)動晶體管閾值測量在存儲了針對所有線的數(shù)據(jù)電壓之后，測量驅(qū)動晶體管的閾值電壓。對于這一操作，所有的地址線A1和A2均為低壓。使充電線變?yōu)?V，使陰極變?yōu)楦邏?，例如?V，將這一操作示為步驟3。
步驟4-將固定驅(qū)動電壓耦合至存儲電容器之后，導(dǎo)通地址線A2，并將陰極驅(qū)動回0V。之后驅(qū)動晶體管放電至其閾值。之后，將充電線的電壓拉升至，例如，5V，以耦合數(shù)據(jù)。
步驟5-照明之后，在步驟5中，拉低陰極電壓，使OLED元件導(dǎo)通，以照亮顯示器。
對于采用低溫多晶硅的實現(xiàn)而言，驅(qū)動晶體管中的閾值電壓變化較為不明顯，光反饋系統(tǒng)能夠補償其整個預(yù)期的壽命當中的閾值電壓變化。在這種情況下，只有急變晶體管TS的小的閾值電壓變化未得到補償。因此，針對LTPS實現(xiàn)的驅(qū)動方案可以只校正急變晶體管閾值電壓。
電路的LTPS實現(xiàn)可以就是圖4中的實現(xiàn)，其中，光敏元件可以是光TFT(如圖所示)或NIP/PIN非晶硅光電二極管，甚至是光敏電阻。
如上所述，流過驅(qū)動晶體管的漏電流能夠降低急變晶體管閾值電壓的測量精確。當柵極源極電壓為零時，LTPS TFT具有最小泄漏，因而驅(qū)動晶體管漏電流不會顯著破壞急變晶體管閾值電壓的測量。
但是，圖13示出了在電流通路中具有額外的TFT的LTPS電路，其能夠在測量VT(TS)的同時完全切斷驅(qū)動晶體管的任何泄漏。
圖14示出了用于實現(xiàn)僅補償急變晶體管閾值電壓的方案的詳細時序圖。
步驟1-初始化使陰極電壓以及所有地址線A2升高電壓。第一步驟涉及提供電壓電平，使得驅(qū)動晶體管沿著正常電路操作的反指向工作。這種做法的目的在于通過反向偏置的OLED顯示元件對急變晶體管的閾值電壓抽樣。
步驟2-對急變晶體管的閾值電壓采樣之后，針對每一顯示行使地址線A1(在這種情況下其用于地址晶體管16和充電晶體管34)電壓升高。其效果為通過充電線32和數(shù)據(jù)線6將兩個電容器30和40連接至固定電壓。通過與上述相同的方式，對急變晶體管閾值電壓采樣。
由于未執(zhí)行驅(qū)動晶體管閾值電壓補償，無需使充電線發(fā)生變化。
步驟3-在電容器40上提供像素數(shù)據(jù)電壓之后，通過使相關(guān)地址線A1的電勢升高，依次向每條線的電容器40添加像素數(shù)據(jù)。
步驟4-照明如上所述，將陰極電壓降低至起動照明階段。
用于詳細解釋本發(fā)明的方法的電路是僅為n型的構(gòu)造，因而其適于非晶硅實現(xiàn)。如上所述，還可以將本發(fā)明應(yīng)用于采用低溫多晶硅工藝實現(xiàn)的電路，這些電路可以采用n型或p型器件。還可以采用公共陰極LED顯示元件構(gòu)造。
在WO 2004/084168中還描述了其他構(gòu)造，本發(fā)明的方法可以通過適應(yīng)性修改用于這些電路變型。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，各種其他變型是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動有源矩陣顯示裝置的方法，所述有源矩陣顯示裝置包括顯示像素陣列，每一所述顯示像素包括驅(qū)動晶體管(22)和電流驅(qū)動的發(fā)光顯示元件(2)，對于所述像素的每一次尋址，所述方法包括測量驅(qū)動晶體管(22)的閾值電壓；向所述驅(qū)動晶體管閾值電壓添加驅(qū)動電壓，以獲取經(jīng)補償?shù)尿?qū)動電壓，并將其存儲在存儲電容器上；采用所述經(jīng)補償?shù)尿?qū)動電壓驅(qū)動所述驅(qū)動晶體管(22)；采用流經(jīng)被所述顯示元件(2)照亮的光敏器件(38)并取決于提供給所述像素的像素電壓的電荷流導(dǎo)通放電晶體管(36)；以及在取決于所述像素電壓和所述光輸出的時刻采用所述放電晶體管(36)對所述存儲電容器(30)放電，由此截止所述驅(qū)動晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光敏器件(38)根據(jù)所述顯示元件(2)的光輸出而改變施加到所述放電晶體管(36)上的柵極電壓，由此控制所述放電晶體管(36)的操作定時。
3.根據(jù)任何一項前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述光敏器件(38)控制將所述放電晶體管(36)從截止狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)的定時。
4.根據(jù)任何一項前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述光敏器件(38)用于對設(shè)置于所述放電晶體管(36)的柵極與恒壓線之間的放電電容器(40)充電或放電。
5.根據(jù)任何一項前述權(quán)利要求所述的方法，還包括測量所述放電晶體管(36)的閾值電壓；以及向所述放電晶體管閾值電壓添加像素電壓，以獲取經(jīng)補償?shù)南袼仉妷?，在取決于所述經(jīng)補償?shù)南袼仉妷旱臅r刻使所述存儲電容器(30)放電。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，所述方法按照下述順序執(zhí)行測量所述放電晶體管(36)的閾值電壓；獲取所述經(jīng)補償?shù)南袼仉妷?；測量所述驅(qū)動晶體管(22)的所述閾值電壓；獲取所述經(jīng)補償?shù)尿?qū)動電壓；驅(qū)動所述驅(qū)動晶體管(22)；導(dǎo)通放電晶體管(36)；以及使所述存儲電容器(30)放電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，還包括在測量所述放電晶體管的閾值電壓之前，沿采用經(jīng)補償?shù)尿?qū)動電壓驅(qū)動所述驅(qū)動晶體管(22)的偏置的反指向偏置所述驅(qū)動晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的方法，其中，測量所述放電晶體管的閾值電壓包括采用連接于柵極和源極之間的電容器驅(qū)動所述放電晶體管，直到所述放電晶體管截止為止。
9.根據(jù)任何一項前述權(quán)利要求所述的方法，其中，測量所述驅(qū)動晶體管的閾值電壓包括采用所述存儲電容器驅(qū)動所述驅(qū)動晶體管，直到所述驅(qū)動晶體管截止為止。
10.根據(jù)任何一項前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述驅(qū)動晶體管包括非晶硅晶體管。
11.一種驅(qū)動有源矩陣顯示裝置的方法，所述有源矩陣顯示裝置包括顯示像素陣列，每一所述顯示像素包括驅(qū)動晶體管(22)和電流驅(qū)動的發(fā)光顯示元件(2)，對于所述像素的每一次尋址，所述方法包括通過向所述驅(qū)動晶體管上施加?xùn)艠O電壓而驅(qū)動電流流過所述驅(qū)動晶體管，所述柵極電壓包括固定分量和取決于所述驅(qū)動晶體管(22)的閾值電壓的測量值的分量；以及在取決于所述顯示元件的光輸出和像素數(shù)據(jù)信號的時刻，采用用于對所述驅(qū)動晶體管的柵極和源極之間的電容放電的放電晶體管使所述驅(qū)動晶體管截止。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，使所述驅(qū)動晶體管截止的時刻還取決于所測得的所述放電晶體管(36)的閾值電壓。
1 3.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，所述驅(qū)動晶體管包括非晶硅晶體管。
14.一種驅(qū)動有源矩陣顯示裝置的方法，所述有源矩陣顯示裝置包括顯示像素陣列，每一所述顯示像素包括驅(qū)動晶體管(22)和電流驅(qū)動的發(fā)光顯示元件(2)，對于所述像素的每一次尋址，所述方法包括通過向所述驅(qū)動晶體管施加包括固定電壓的柵極電壓驅(qū)動電流流過所述驅(qū)動晶體管；以及在取決于所述顯示元件的光輸出、像素數(shù)據(jù)信號和所測的所述放電晶體管(36)的閾值電壓的時刻，采用用于對所述驅(qū)動晶體管的柵極和源極之間的電容放電的放電晶體管使所述驅(qū)動晶體管截止。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，施加至所述驅(qū)動晶體管的所述柵極電壓包括固定電壓分量和取決于所述驅(qū)動晶體管(22)的閾值電壓的測量值的分量。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，所述驅(qū)動晶體管(22)包括低溫多晶硅晶體管。
17.一種有源矩陣顯示裝置包括顯示像素陣列，每一所述像素包括電流驅(qū)動的發(fā)光顯示元件(2)；低溫多晶硅驅(qū)動晶體管(22)，其用于驅(qū)動電流流過所述顯示元件(2)；存儲電容器(30)，其存儲用來對所述驅(qū)動晶體管(22)尋址的電壓；放電晶體管(36)，其用于對所述存儲電容器(30)放電，由此截止所述驅(qū)動晶體管；以及光敏器件(38)，其根據(jù)所述顯示元件(2)的光輸出而改變施加到所述放電晶體管(36)上的柵極電壓，由此控制所述放電晶體管(36)的操作定時，其中，所述裝置還包括用于實現(xiàn)所述放電晶體管(36)的閾值電壓測量的裝置，并且其中，每一所述像素還包括隔離晶體管，其連接于電源線和所述驅(qū)動晶體管之間，用于在所述放電晶體管的閾值電壓測量過程中，截止所述驅(qū)動晶體管。
全文摘要
一種驅(qū)動有源矩陣顯示裝置的方法，對于每一像素而言，其包括通過向所述驅(qū)動晶體管上施加?xùn)艠O電壓而驅(qū)動電流流過所述驅(qū)動晶體管(22)，所述柵極電壓包括固定分量和取決于所述驅(qū)動晶體管(22)的閾值電壓的測量值的分量；以及在取決于所述顯示元件(2)的光輸出和像素數(shù)據(jù)信號的時刻，采用用于對所述驅(qū)動晶體管(22)的柵極和源極之間的電容放電的放電晶體管(36)使所述驅(qū)動晶體管截止。這一方法采用了光反饋來實現(xiàn)針對顯示元件的輸出的占空系數(shù)控制。顯示元件開啟時的亮度由驅(qū)動晶體管驅(qū)動電壓決定，其考慮了所述閾值電壓。盡管所述光反饋系統(tǒng)通過最初以這種方式提供補償而實現(xiàn)對閾值電壓的補償，但是光反饋系統(tǒng)正常工作的壽命卻能夠得到延長。使所述驅(qū)動晶體管截止的時刻還可以取決于所測的所述放電晶體管的閾值電壓。
文檔編號G09G3/20GK101048809SQ200580036781
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者戴維·A.·菲什, 史蒂文·C.·迪恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司