專(zhuān)利名稱(chēng)：有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及平板顯示器領(lǐng)域，更具體地說(shuō)但不是排他地，涉及一種改善的有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AM 0LED)顯示器，以及在 用于商業(yè)和軍事應(yīng)用的這種顯示器中，例如駕駛艙顯示器、航空設(shè) 備顯示器或手持軍事用通信器件顯示器，進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)范圍調(diào)光 (dimming )的方法。
背景技術(shù)：
AM 0LED顯示器是新興的平板顯示技術(shù)，其已經(jīng)生產(chǎn)出新的產(chǎn) 品，如用于蜂窩電話和汽車(chē)聲頻系統(tǒng)的無(wú)源矩陣尋址顯示器。AM OLED 顯示器最有可能取代背光AM液晶顯示器(LCD)，因?yàn)锳M OLED顯 示器更加省電，堅(jiān)固，重量輕，成本低，且比現(xiàn)有的AM LCD具有更 好的圖像質(zhì)量。由此，基于AM OLED的顯示器的市場(chǎng)估計(jì)從2006年 開(kāi)始每年會(huì)達(dá)到大約17億美元。由于對(duì)圖像質(zhì)量的嚴(yán)格要求以及在較寬范圍的環(huán)境，如高溫、潮 濕和周?chē)l(fā)光的環(huán)境內(nèi)需要出色的操作性能，所以駕駛艙顯示器領(lǐng) 域?qū)ΜF(xiàn)有的顯示器技術(shù)要求較高。對(duì)于過(guò)去十年的較好部分，由于 AM LCD在較輕重量、較平坦的波形因數(shù)、較低功耗、具有相對(duì)小邊 框的大有源面積的使用、較高可靠性、較高亮度、較大亮度均勻性、 較寬的調(diào)光范圍以及較好的日光可讀性方面而言比CRT顯示器具有 優(yōu)勢(shì)，所以在駕駛艙領(lǐng)域中AM LCD已經(jīng)取代了陰極射線管(CRT)。 由此，AM LCD在很多年都作為選擇用于駕駛艙和航空設(shè)備顯示器領(lǐng) 域的顯示器。AM LCD用于顯示器應(yīng)用(例如駕駛艙、航空設(shè)備和手持器件顯 示器)存在的顯著問(wèn)題是，AM LCD的背光給這些類(lèi)型的顯示器增加 了顯著的重量和體積。然而，AM LCD的這種背光特征的優(yōu)點(diǎn)是，為 了在周?chē)l(fā)光的條件下獲得最佳的性能，其提供了高度可控的功能 以(獨(dú)立地)對(duì)顯示器調(diào)光。 一些重要的顯示器應(yīng)用(例如航空設(shè) 備和特定的軍事器件顯示器)要求在較寬的動(dòng)態(tài)范圍中對(duì)顯示器調(diào)光(例如，〉2000:1 ),從而在白天(亮)和晚上(暗)觀看條件中 進(jìn)行舒適的觀看。當(dāng)前，可以通過(guò)調(diào)節(jié)顯示器背光的亮度(在較大 的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi))，同時(shí)保AM LCD的最佳驅(qū)動(dòng)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)AM LCD 的這種調(diào)光功能。對(duì)于航空設(shè)備或手持器件應(yīng)用的AM LCD存在的重量和體積問(wèn) 題，例如可用AM OLED顯示器緩解。與AM LCD相比，AM OLED顯示 器具有下述顯著的優(yōu)點(diǎn)，如較寬的視角、較低的功耗、較輕的重量、 出色的響應(yīng)時(shí)間、出色的圖像質(zhì)量和較低的成本。然而，現(xiàn)有的AM OLED顯示器的缺點(diǎn)是，除了通過(guò)改變AM OLED顯示器的驅(qū)動(dòng)條件或 通過(guò)改變陽(yáng)極(Vdd)和/或陰極(VO電壓之外，很難將AM OLED調(diào) 光(即調(diào)節(jié)它們的亮度)到理想的亮度級(jí)別。一般地，對(duì)于"正常的"白天(明亮的外部環(huán)境)觀看條件而言， 現(xiàn)有的AM OLED顯示器的灰度驅(qū)動(dòng)條件被最佳化。然而，使用常規(guī) 的AM OLED顯示器來(lái)改變AM OLED顯示器的灰度驅(qū)動(dòng)條件或V。D/VK 電壓以獲得用于晚上(暗的外部化境)條件的較低的顯示亮度級(jí)別， 會(huì)導(dǎo)致在這些顯示器的表面上出現(xiàn)亮度和顏色不均勻。這樣，對(duì)于在這種重要應(yīng)用，如駕駛艙顯示器、航空設(shè)備顯示器 或軍事用手持器件顯示器中的AM OLED顯示器的重要要求是，在顯示器調(diào)光時(shí)，這些顯示器必須能在較寬的動(dòng)態(tài)范圍(如，>2000: 1 ) 內(nèi)調(diào)整它們的亮度，而不影響顯示器表面的亮度和色度的顏色平衡 和/或均勻。用于現(xiàn)有AM OLED顯示器的驅(qū)動(dòng)方法通過(guò)調(diào)節(jié)灰度數(shù)據(jù) 電壓(或電流)或V。i)/VK電壓來(lái)獲得所需的亮度。然而，調(diào)節(jié)AM OLED 顯示器亮度的這些現(xiàn)有方法對(duì)于較寬動(dòng)態(tài)范圍的顯示器調(diào)光應(yīng)用來(lái) 說(shuō)產(chǎn)生了幾個(gè)問(wèn)題，例如(1)使用目前可用于AM OLED顯示器的 8位數(shù)據(jù)(列)驅(qū)動(dòng)器的現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)方法很難獲得理想的較寬動(dòng)態(tài)范 圍的調(diào)光要求；(2)當(dāng)為了晚上(低亮度)操作，改變(例如減小)對(duì)于"標(biāo)準(zhǔn)的"白天操作而最佳化的灰度數(shù)據(jù)電壓(或電流)或Vdd/Vk電壓時(shí)，由于所使用的紅色、綠色和藍(lán)色(R， G, B) AM OLED顯示 器材料的不同轉(zhuǎn)移特性(亮度對(duì)電壓)，顯示器的顏色平衡一般會(huì) 改變；(3)由于薄膜晶體管(TFT)中變化增加以及低亮度(灰度) 狀況中的OLED性能，現(xiàn)有的AM OLED顯示器以與晚上觀看條件相關(guān) 的較低的亮度級(jí)別操作時(shí)會(huì)導(dǎo)致顯示器表面上的亮度和色度顯著地
不均勻。由此，為了說(shuō)明現(xiàn)有的AMOLED顯示器的這些問(wèn)題，圖l描述了 典型的AMOLED子像素電路100的電學(xué)示意圖(標(biāo)為"現(xiàn)有技術(shù)")， 其在AMOLED顯示器調(diào)光的常規(guī)方法中普遍使用。參照?qǐng)D1，常規(guī)的 子像素電路100包括第一 TFT102、第二TFT104、存儲(chǔ)電容器106、 和OLED像素108。如圖所示，晶體管102是掃描晶體管，晶體管104 是驅(qū)動(dòng)晶體管。掃描晶體管102的柵極端110與所涉及的顯示器的 行(掃描/行啟動(dòng)(row-enable)))地址總線相連，掃描晶體管102 的漏極端112與顯示器的列(數(shù)據(jù))地址總線相連。掃描晶體管102 的源極與存儲(chǔ)電容器106處的節(jié)點(diǎn)107和驅(qū)動(dòng)晶體管104的柵極端 相連。在顯示器操作的行尋址時(shí)間周期過(guò)程中，掃描晶體管102將 存儲(chǔ)電容器106處的節(jié)點(diǎn)107和驅(qū)動(dòng)晶體管104的柵極端充電到數(shù) 據(jù)電壓(信號(hào))，Vdata。在行尋址時(shí)間周期之后，掃描晶體管102斷 開(kāi)，OLED像素108與數(shù)據(jù)總線電隔離。在該幀時(shí)間的剩余時(shí)間過(guò)程 中，與驅(qū)動(dòng)晶體管104的漏極端114連接的電源電壓，Vd。提供用于 驅(qū)動(dòng)OLEDY象素108的電流。由圖1中所示的AMOLED顯示器電路100中的常規(guī)方法通過(guò)改變 數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)電壓(信號(hào))來(lái)獲得灰度。此外，通過(guò)改變數(shù)據(jù) 電壓(信號(hào))或VD。/VK電壓直接調(diào)整(用于顯示器調(diào)光)顯示器的亮 度(最大亮度)。然而，如之前所述，從圖l可以看出，調(diào)整AMOLED 顯示器亮度的這些常規(guī)方法的顯著問(wèn)題是，因?yàn)橥ㄟ^(guò)改變數(shù)據(jù)電壓 (或電流)，或通過(guò)改變電源(V。d和/或VO電壓來(lái)進(jìn)行調(diào)光操作， 從而調(diào)節(jié)灰度，所以不能以合適的均勻性來(lái)獲得較寬動(dòng)態(tài)范圍的調(diào) 光(例如，〉2000:1 )。然而，如下面詳細(xì)所述的，本發(fā)明提供了一 種改善的AM OLED顯示器和方法，該方法能用出色的調(diào)光能力(例 如，寬動(dòng)態(tài)范圍>2000: 1 )調(diào)節(jié)亮度，其解決了現(xiàn)有的AM OLED顯示 器和其他現(xiàn)有技術(shù)顯示器遇到的問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種改善的AM OLED像素電路和對(duì)AM OLED顯示器 進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)范圍調(diào)光的方法，其能在整個(gè)調(diào)光范圍內(nèi)保持顏色平 衡，且當(dāng)顯示器調(diào)光到較低亮度值時(shí)還可在低灰度級(jí)處保持顯示器
的亮度和色度的均勻性。這樣，本發(fā)明能使AM 0LED顯示器滿足現(xiàn) 有的和未來(lái)航空設(shè)備、駕駛艙和手持軍事用器件顯示器應(yīng)用所需的 嚴(yán)格的顏色/調(diào)光規(guī)格。基本地，本發(fā)明提供了一種改善的AM OLED 像素電路和動(dòng)態(tài)范圍調(diào)光的方法，其使用OLED像素電流的脈沖寬度 調(diào)制(PWM)來(lái)獲得理想的顯示亮度(輝度(brightness))。為了獲得理想的顯示亮度，本發(fā)明提供了兩個(gè)實(shí)例實(shí)施例，用于 對(duì)公共陰極電壓(VK)或公共電源電壓(VDD)進(jìn)行外部(例如AM OLED 玻璃顯示器外部)PW調(diào)制，以便調(diào)制OLED電流。為了在幀時(shí)間過(guò)程 中調(diào)制OLED電流，本發(fā)明還提供了三個(gè)另外的實(shí)例實(shí)施例，其在像 素電路中結(jié)合另外的晶體管開(kāi)關(guān)。與常規(guī)的方法不同，該三個(gè)另外 的(內(nèi)部)實(shí)例實(shí)施例在幀時(shí)間過(guò)程中允許連續(xù)調(diào)制每行像素，這 消除了顯示器閃爍的任何傾向。因而，通過(guò)與數(shù)據(jù)電壓(或電流) 調(diào)制結(jié)合，對(duì)OLED電流進(jìn)行PW調(diào)制，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了寬動(dòng)態(tài)范圍調(diào) 光，同時(shí)保持了所涉及的顯示器表面上所需的顏色平衡以及亮度和 色度均勻性。


在所附的權(quán)利要求中列出了被認(rèn)為是本發(fā)明的特性的新穎特 征。然而，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，通過(guò)參照下面示意性實(shí)施例的詳細(xì) 描述，本發(fā)明本身以及優(yōu)選的使用模式、進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將得 到最佳理解，其中圖l描述了現(xiàn)有技術(shù)的AMOLED子像素電路的電學(xué)示意圖，其目 前用在對(duì)AM OLED顯示器調(diào)光的常規(guī)方法中；圖2A描述了實(shí)例駕駛艙或航空設(shè)備顯示器環(huán)境的圖示，該環(huán)境 可用作執(zhí)行本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的環(huán)境；圖2B描述了實(shí)例駕駛艙或航空設(shè)備顯示器的圖示，其中可執(zhí)行本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例；圖3描述了實(shí)例AMOLED子像素電路的電學(xué)示意圖，其用于執(zhí)行本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例；圖4描述了實(shí)例AMOLED子像素電路的電學(xué)示意圖，其用于執(zhí)行本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例；圖5描述了實(shí)例AMOLED子像素電路的電學(xué)示意圖，其用于執(zhí)行 本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例；圖6描述了實(shí)例AMOLED子像素電路的電學(xué)示意圖，其用于執(zhí)行本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例；以及圖7描述了實(shí)例AMOLED子像素電路的電學(xué)示意圖，其用于執(zhí)行本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參照附圖，圖2A描述了實(shí)例駕駛艙或航空設(shè)備顯示器環(huán)境 200A的圖示，該環(huán)境可用作執(zhí)行本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的環(huán) 境。圖2B描述了實(shí)例駕駛艙或航空設(shè)備顯示器200B(例如，來(lái)自所 述實(shí)例環(huán)境200A內(nèi))的圖示，其包括實(shí)例顯示器202B,其中可執(zhí)行 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。這樣，盡管圖2A和2B描述了典型的 環(huán)境和航空設(shè)備或駕駛艙顯示器，但本發(fā)明并不受到限制，并且可 以以任何適當(dāng)?shù)娘@示器要求來(lái)實(shí)施，例如寬動(dòng)態(tài)范圍調(diào)光(例如， 軍事或商業(yè)上的具有平板顯示器的手持器件等)。圖3描述了實(shí)例AM OLED子像素電路300的電學(xué)示意圖，其用于 執(zhí)行本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例。這樣，AMOLED子像素電路300可用在 優(yōu)選方法中，該方法使用例如外部的(顯示器外部)P酉方案來(lái)動(dòng)態(tài) 地對(duì)AM OLED顯示器調(diào)光?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3， AM OLED子像素電路300 包括第一TFT302、第二TFT304、存儲(chǔ)電容器306、 OLED像素308、 和晶體管310，晶體管310在這里表示為場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。如 圖所示，晶體管302是掃描晶體管，晶體管304是驅(qū)動(dòng)晶體管。掃 描晶體管302的柵極端312與所涉及的顯示器的行(掃描/行啟動(dòng)) 地址總線相連，掃描晶體管302的漏極端314與該顯示器的列(數(shù) 據(jù))地址總線相連。掃描晶體管302的源極與存儲(chǔ)電容器306處的 節(jié)點(diǎn)307和驅(qū)動(dòng)晶體管304的柵極端相連。驅(qū)動(dòng)晶體管304的源極 與OLED^f象素308的端子相連。OLED像素308的第二端子318與晶體 管310的一個(gè)(例如漏極)端子相連。晶體管310的另一個(gè)(例如 源極)端子與/>共陰極端子^ 320相連。對(duì)于該示例性實(shí)施例，結(jié)合AM OLED像素電路300的AM OLED 顯示器可以包括多個(gè)(例如兩個(gè)或更多個(gè))/^共陰極端子，320。 一個(gè)這樣的公共陰極端子，Vk32Q，可用于覆蓋所涉及的顯示器上的
顯示行的頂半部，并且另一個(gè)公共陰極端子，Vk 320,可用于覆蓋所 涉及的顯示器上的顯示行的底半部。例如，顯示器可以包括480行 和640列。在這種AM OLED顯示器中，每個(gè)公共陰極端子，Vk 320, 可通過(guò)PWM信號(hào)發(fā)生器322控制的晶體管310切換到陰極電壓。來(lái) 自發(fā)生器322的PWM信號(hào)的實(shí)例頻率為60Hz。在顯示器操作的行尋址時(shí)間周期過(guò)程中，掃描晶體管302將存儲(chǔ) 電容器306處的節(jié)點(diǎn)307和驅(qū)動(dòng)晶體管304的柵極端充電到數(shù)據(jù)電 壓(信號(hào))，V。m。在行尋址時(shí)間周期之后，掃描晶體管302斷開(kāi)， 并且OLED像素308與數(shù)據(jù)總線電隔離。對(duì)于該示例性實(shí)施例，為了在所涉及的顯示器的幀時(shí)間過(guò)程中控 制輝度或亮度，通過(guò)從PWM信號(hào)發(fā)生器322施加的信號(hào)PW調(diào)制公共 陰極電壓，W 320，所述PWM信號(hào)發(fā)生器322用于跨越與該公共陰極 端子Vk 320相關(guān)的OLED像素(例如OLED像素308 )的行施加反偏 壓，其又"切斷"與該公共陰極端子Vk 320相關(guān)的OLED像素(例如 OLED像素308 )。因而，依照本發(fā)明的該實(shí)施例，提供了一種AMOLED 像素電路和方法，用于獲得寬動(dòng)態(tài)范圍調(diào)光，同時(shí)保持所涉及的顯 示器表面上所需的顏色平衡以及亮度和色度均勻性。在該情形下， 為了動(dòng)態(tài)地對(duì)顯示器調(diào)光，使用外部晶體管310來(lái)調(diào)制OLED像素308 的陰極電源，Vk 320。因而，通過(guò)PW調(diào)制/>共陰極電壓，Vk 320， 可在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間周期內(nèi)將顯示器的亮度或灰度平均。因此，使用本 發(fā)明的PWM方法允許比目前給現(xiàn)有OLED顯示器提供的方法更加均勻 地對(duì)OLED顯示器進(jìn)行調(diào)光。圖4描述了實(shí)例AMOLED子像素電路400的電學(xué)示意圖，其用于 執(zhí)行本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。這樣，AMOLED子像素電路400可用在 優(yōu)選方法中，該方法使用例如外部的(顯示器外部)PWM方案來(lái)動(dòng)態(tài) 地對(duì)AM OLED顯示器調(diào)光?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4, AM OLED子<象素電路400 包括第一TFT402、存儲(chǔ)電容器404、第二TFT408、 OLED像素410、 和晶體管406，晶體管406在這里表示為P溝道FET。在該情形中， 為了 "關(guān)斷"跨越與公共電源電壓，V。。418相關(guān)的OLED像素(例如 OLED像素410)的電壓，并由此控制顯示器的輝度，可以使用外部 的(所涉
的參考電壓，Vsc 416,以防止將PW調(diào)制的V。D耦合到在晶體管408 的柵極端與存儲(chǔ)電容器404之間的節(jié)點(diǎn)426處的柵極電壓，VCS2。如圖所示，對(duì)于該實(shí)例實(shí)施例，晶體管402是掃描晶體管，晶體 管408是驅(qū)動(dòng)晶體管。掃描晶體管402的柵極端412與所涉及的顯 示器的行(掃描/行啟動(dòng))地址總線相連，掃描晶體管402的漏極端 414與該顯示器的列(數(shù)據(jù))地址總線相連。掃描晶體管402的源極 與存儲(chǔ)電容器404處的節(jié)點(diǎn)426和驅(qū)動(dòng)晶體管408的柵極端相連。 驅(qū)動(dòng)晶體管408的源極與OLED像素410的端子相連。驅(qū)動(dòng)晶體管408 的漏極與晶體管406的一個(gè)(例如漏極)端子422相連，并且晶體 管406的另一個(gè)(例如源極)端子與/>共電源電壓Vdd418相速。OLED 像素410的第二端子與公共陰極端子Vk 424相連。對(duì)于該示例性實(shí)施例，結(jié)合AM OLED子像素電路400的AM OLED 顯示器可以包括多個(gè)(例如兩個(gè)或更多個(gè))公共電源電壓端子，Vdd 418。每一個(gè)公共電源電壓(例如圖4中的Vdd 418 )給整個(gè)顯示器內(nèi) 所涉及的特定OLED子像素(例如OLED 410)提供正電源電壓。這種 顯示器中的晶體管406的控制端與PWM信號(hào)發(fā)生器420相連。在顯示器操作的行尋址時(shí)間周期過(guò)程中，掃描晶體管412將存儲(chǔ) 電容器404處的節(jié)點(diǎn)426和驅(qū)動(dòng)晶體管408的柵極端充電到數(shù)據(jù)電 壓(信號(hào))，Vdata。在行尋址時(shí)間周期之后，掃描晶體管412斷開(kāi)， 并且OLED像素410與數(shù)據(jù)總線電隔離。然后，為了調(diào)整顯示器(例 如OLED像素410)的亮度(例如，輝度)，將來(lái)自PWM信號(hào)發(fā)生器 420的PW調(diào)制的信號(hào)施加到開(kāi)關(guān)晶體管406的柵極，其對(duì)公共電源電壓Vdd 418進(jìn)行PW調(diào)制，以"斷開(kāi)"跨越與/>共電源電壓Vdd 418相關(guān)的該多個(gè)OLED像素(例如OLED像素410)的電壓，并且由此控 制整個(gè)顯示器的輝度。此外，使用本發(fā)明的PWM方法，可以以最佳 的均勻性實(shí)現(xiàn)顯示器的調(diào)光。圖5描述了實(shí)例AMOLED子像素電路500的電學(xué)示意圖，其用于 執(zhí)行本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例。這樣，AMOLED子像素電路500可用在 優(yōu)選方法中，該方法使用例如內(nèi)部的(顯示器內(nèi)部)PWM方案來(lái)動(dòng)態(tài) 地對(duì)AM OLED顯示器調(diào)光?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5， AM OLED子像素電路500 包括第一TFT502、存儲(chǔ)電容器504、第二TFT506、第三TFT508、和 OLED像素510。在該情形中，為了 "斷開(kāi)"OLED像素(例如OLED像 素510)以便其不發(fā)光，并由此控制整個(gè)顯示器的輝度，在顯示器中 的每個(gè)子像素處可以使用第三TFT508 (在所涉及的顯示器內(nèi)部)來(lái) PW調(diào)制0LED像素510的電流，I幅d 518。如圖所示，對(duì)于該實(shí)例實(shí)施例，晶體管502是掃描晶體管，晶體 管506是驅(qū)動(dòng)晶體管。掃描晶體管502的柵極端512與所涉及的顯 示器的行(掃描/行啟動(dòng))地址總線相連，掃描晶體管502的漏極端 514與顯示器的列(數(shù)據(jù))地址總線相連。掃描晶體管502的源極與 存儲(chǔ)電容器504處的節(jié)點(diǎn)507和驅(qū)動(dòng)晶體管506的柵極端相連。驅(qū) 動(dòng)晶體管506的源極與第三TFT508的漏極相連，第三TFT508的源 極與OLED像素510的端子相連。驅(qū)動(dòng)晶體管506的漏極與公共電源 電壓Vdd 516相連。OLED510的第二端子與公共陰極端子W 522相連。對(duì)于該示例性實(shí)施例，結(jié)合AM OLED l象素電路500的AM OLED 顯示器可以包括多個(gè)(例如兩個(gè)或更多個(gè))PWM電壓信號(hào)發(fā)生器，V 520。因而，通過(guò)第三TFT508的像素開(kāi)關(guān)或PWM，第三TFT508控制 OLED電流Iq固518并"斷開(kāi)，，所涉及的OLED像素(例如圖5中的OLED 像素510)，以便所涉及的OLED像素不發(fā)光。具體地說(shuō)，在顯示器中的給定行中的每個(gè)像素中，開(kāi)關(guān)TFT508 的柵極端與可從顯示器外部尋址的行總線相連，該行總線為行啟動(dòng) 總線。為了 "斷開(kāi)"流到OLED像素510的電流并"斷開(kāi)"像素，給 每行施加來(lái)自PWM電壓信號(hào)發(fā)生器520的PW調(diào)制的信號(hào)，V 。對(duì)每 行的"開(kāi)"時(shí)間進(jìn)行調(diào)制，以控制顯示器的輝度。使用這種內(nèi)部調(diào) 制方案可實(shí)現(xiàn)顯著量的調(diào)制(例如調(diào)光)。例如，在1000線(行)顯示器中，僅通過(guò)預(yù)定的PWM方法，可 以以1000: 1的因數(shù)對(duì)顯示器的輝度進(jìn)行調(diào)制(調(diào)光)，并允許使用 具有較高亮度值的灰度來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的寬動(dòng)態(tài)范圍調(diào)光(例如 〉2000:1 )。因而，與用于AM OLED顯示器的常規(guī)的調(diào)光方法相比， 本發(fā)明顯著提高了顯示器調(diào)光時(shí)顯示器表面上的亮度和色度均勻 性。這樣，PWM電壓信號(hào)發(fā)生器520通常與顯示器中的所有像素連 接，或者每行像素可以被設(shè)置有獨(dú)立的PWM信號(hào)發(fā)生器(例如，PWM 電壓信號(hào)發(fā)生器520 )。順便提一句，給每行像素設(shè)置單獨(dú)的PWM電 壓(例如Vm^520 )的優(yōu)點(diǎn)是，與其他方案相比可將顯示器閃爍顯著 地最小化。在顯示器操作的行尋址時(shí)間周期過(guò)程中，掃描晶體管502將存儲(chǔ) 電容器504處的節(jié)點(diǎn)507和驅(qū)動(dòng)晶體管506的柵極端充電到數(shù)據(jù)電 壓(信號(hào))，Vdata。在行尋址時(shí)間周期之后，掃描晶體管502斷開(kāi)， 0LED像素510與數(shù)據(jù)總線電隔離。然后，為了調(diào)整顯示器(例如0LED 像素510)的亮度(例如，輝度)，將來(lái)自PWM電壓信號(hào)發(fā)生器520 的PW調(diào)制的信號(hào)Vpwm施加到第三TFT508的柵極，其將0LED電流， I固d5 18進(jìn)行PW調(diào)制，以斷開(kāi)主要的0LED像素(例如0LED像素510)， 并且由此控制整個(gè)顯示器的輝度。此外，使用本發(fā)明的PWM方法， 可以以最佳的均勻性實(shí)現(xiàn)顯示器的調(diào)光。圖6描述了實(shí)例AM0LED子^f象素電路600的電學(xué)示意圖，其用于 執(zhí)行本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例。這樣，AMOLED子像素電路600可用在 優(yōu)選方法中，該方法使用例如內(nèi)部的(顯示器內(nèi)部)PWM方案來(lái)動(dòng)態(tài) 地對(duì)AM OLED顯示器調(diào)光?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6， AM OLED子像素電路600 包括第一TFT602、存儲(chǔ)電容器604、第二 TFT606、第三TFT608、和 0LED像素610。在該情形中，為了斷開(kāi)OLED像素(例如0LED像素 610)以便其不發(fā)光，并由此控制整個(gè)顯示器的輝度，在顯示器中的 每個(gè)子像素處可以使用第三TFT608 (在所涉及的顯示器內(nèi)部)，以 對(duì)通過(guò)所涉及的0LED4象素的電流進(jìn)行PW調(diào)制。如圖所示，對(duì)于該實(shí)例實(shí)施例，晶體管602是掃描晶體管，晶體 管606是驅(qū)動(dòng)晶體管。掃描晶體管602的柵極端612與所涉及的顯 示器的行(掃描/行啟動(dòng))地址總線相連，掃描晶體管602的漏極端 614與顯示器的列(數(shù)據(jù))地址總線相連。掃描晶體管602的源極與 存儲(chǔ)電容器604處的節(jié)點(diǎn)620、第三TFT608的漏極和驅(qū)動(dòng)晶體管606 的柵極端相連。驅(qū)動(dòng)晶體管606的源極與第三TFT608的源極和OLED 像素610的一個(gè)端子相連。驅(qū)動(dòng)晶體管606的漏極端與公共電源電 壓Vd。 618相連。OLED像素610的第二端子與公共陰極端子Vk 622 相連。對(duì)于該示例性實(shí)施例，結(jié)合AM OLED子像素電路600的AM OLED 顯示器包括多個(gè)(例如兩個(gè)或更多個(gè))PWM電壓信號(hào)發(fā)生器，V 624。 因而，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管606的柵極處的4冊(cè)極電壓，VGS2 620進(jìn)行 PWM，通過(guò)斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)晶體管606，由此斷開(kāi)所涉及的OLED像素(例如
圖6中的OLED像素610)以便所涉及的0LED像素不發(fā)光，第三TFT608 可控制通過(guò)所涉及的OLED像素(例如OLED像素610)的電流。這樣， PWM電壓信號(hào)發(fā)生器624可以是顯示器中的所有像素所共有的，或者 每行像素可以被設(shè)置有單獨(dú)的PWM信號(hào)發(fā)生器(例如PWM電壓信號(hào) 發(fā)生器624 )。此外，給每行像素設(shè)置單獨(dú)的PWM電壓(例如V 624 ) 的優(yōu)點(diǎn)是，與其他現(xiàn)有的方案相比可顯著減小顯示器出現(xiàn)閃爍的傾 向。在顯示器操作的行尋址時(shí)間周期過(guò)程中，掃描晶體管602將存儲(chǔ) 電容器604處的節(jié)點(diǎn)620和驅(qū)動(dòng)晶體管606的柵極端充電到數(shù)據(jù)電 壓(信號(hào))，V,"在行尋址時(shí)間周期之后，掃描晶體管602斷開(kāi)， OLED像素610與數(shù)據(jù)總線電隔離。然后，為了調(diào)整顯示器(例如OLED 像素610)的亮度(例如，輝度)，將來(lái)自PWM電壓信號(hào)發(fā)生器624 的PW調(diào)制的信號(hào)V剛施加到第三TFT608的柵極，其將柵極電壓，VGS2 620進(jìn)行PW調(diào)制，并斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)晶體管606。相應(yīng)地，驅(qū)動(dòng)晶體管606 的PW調(diào)制控制通過(guò)所涉及的OLED像素的電流，并斷開(kāi)主要OLED像 素(例如OLED像素610)，以控制整個(gè)顯示器的輝度。此外，使用 本發(fā)明的PWM方法，可以以最佳的均勻性實(shí)現(xiàn)顯示器的調(diào)光。圖7描述了實(shí)例AMOLED子像素電路700的電學(xué)示意圖，其用于 執(zhí)行本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例。這樣，AMOLED子像素電路700可用在 優(yōu)選方法中，該方法使用例如內(nèi)部的(顯示器內(nèi)部)PWM方案來(lái)動(dòng)態(tài) 地對(duì)AM OLED顯示器調(diào)光?，F(xiàn)在參照?qǐng)D7， AM OLED子像素電路700 包括第一TFT702、存儲(chǔ)電容器706、第二TFT710、第三TFT704、第 四TFT712、和OLED像素714。在該情形中，為了斷開(kāi)OLED像素(例 如0LED像素714)以便其不發(fā)光，通過(guò)將柵極電壓，VG"716從預(yù)選 值變?yōu)?斷開(kāi)"，可以在顯示器中的每個(gè)子像素處使用在所涉及的 顯示器內(nèi)部的兩個(gè)另外的晶體管(例如，第三TFT704和第四 TFT712)，以便能夠?qū)νㄟ^(guò)所涉及的OLED像素的電流(例如Io， 718 ) 進(jìn)行PWM。在存儲(chǔ)電容器706充電到預(yù)選值后的所選時(shí)間處，PWM電 壓，V剛730變高，其斷開(kāi)第三TFT704以及(例如將Vc706與VGS2716 斷開(kāi))并導(dǎo)通第四TFT712,其又?jǐn)嚅_(kāi)驅(qū)動(dòng)晶體管710。因而本發(fā)明 的該P(yáng)WM方法控制通過(guò)所涉及的OLED <象素714的電流(例如 IOLED718)，其控制整個(gè)顯示器的輝度。如前面所述，給每行像素設(shè)置單獨(dú)的PWM電壓(例如V 730 ) 的顯著優(yōu)點(diǎn)是，與其他現(xiàn)有的方案相比，本方法可顯著減小顯示器 產(chǎn)生閃爍的傾向。此外，使用本發(fā)明的PWM方法，可以以最佳的均 勻性實(shí)現(xiàn)AM OLED顯示器的調(diào)光。需要注意的是，盡管在完全起作用的AMOLED顯示器的情況下描 述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的過(guò)程能 以指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的形式和多種形式來(lái)分配，且不管實(shí)際用 于實(shí)現(xiàn)所述分配的特定類(lèi)型的承載信號(hào)的介質(zhì)，都可等價(jià)地應(yīng)用本 發(fā)明。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括可記錄型介質(zhì)，如軟盤(pán)、硬盤(pán)驅(qū) 動(dòng)器、RAM、 CD-R0M、 DVD-R0M，和傳輸型介質(zhì)，如數(shù)字和模擬通信 鏈路、使用傳輸形式如無(wú)線電頻率和光波傳輸?shù)挠芯€或無(wú)線通信鏈 路。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可采取編碼格式的形式，其在實(shí)際用在特定AM OLED顯示器中時(shí)被解碼。為了圖解和描述的目的描述了本發(fā)明，但并不意在窮舉或?qū)⒈景l(fā) 明限制在公開(kāi)的形式。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)一些修改和變 化是顯而易見(jiàn)的。這些實(shí)施例被選出并且被描述以便對(duì)于適于預(yù)期 的特定應(yīng)用的利用多種修改的多種實(shí)施例，更好地解釋本發(fā)明的原 理、實(shí)際應(yīng)用并能使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(200B)，包括 用于所述顯示器(200B)的至少一個(gè)子像素電路(300 )，其包括第一晶體管(302 )，所述第一晶體管(302 )耦合到所述顯示器 (200B)的行地址總線和所述顯示器(200B)的列地址總線；第二晶體管(304 )，所述第二晶體管耦合到所述第一晶體管 (302 );有機(jī)發(fā)光二極管(308 )，所述第二晶體管(304 )耦合到所述有 機(jī)發(fā)光二極管(308 )和用于所述有機(jī)發(fā)光二極管(308 )的電源 (316 );和第三晶體管(320 )，所述第三晶體管(320 )耦合到所述有機(jī)發(fā) 光二極管(308 )和用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(322 )的裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其中所述第 三晶體管還耦合到所述顯示器中的公共陰極結(jié)構(gòu)(320 )，所述第三 晶體管適于對(duì)通過(guò)所述有機(jī)發(fā)光二極管的電流進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制并 控制所述有機(jī)發(fā)光二極管的光發(fā)射。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其中所述第 一晶體管包括薄膜晶體管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其中所述第二晶體管包括薄膜晶體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其中所述第 三晶體管包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其中所述第三晶體管包括薄膜晶體管。
7. —種有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(200B)，包括 用于所述顯示器(200B)的至少一個(gè)子像素電路(400 ),其包括第一晶體管(402 )，所述第一晶體管(402 )耦合到所述顯示器 (200B)的行地址總線和所述顯示器(200B)的列地址總線；第二晶體管(408 ),所述第二晶體管(408 )耦合到所述第一晶 體管(402 );第三晶體管(406 )，所述第三晶體管(406 )耦合到所述第二晶 體管(408 )和用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(420 )的裝置；和有機(jī)發(fā)光二極管(410)，所述有機(jī)發(fā)光二極管(410)耦合到所 述第二晶體管(408 )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其中所述第 三晶體管還耦合到用于所述有機(jī)發(fā)光二極管的電源(418)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其中所述有 機(jī)發(fā)光二極管還耦合到所述顯示器中的公共陰極結(jié)構(gòu)(424 )。
10. —種有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(200B)，包括 用于所述顯示器(200B)的至少一個(gè)子像素電路(700 )，其包括第一晶體管(702 ),所述第一晶體管(702 )耦合到所述顯示器 (200B)的行地址總線和所述顯示器(200B)的列地址總線；第二晶體管(704 ),所述第二晶體管(704 )耦合到所述第一晶 體管(702 );第三晶體管(712)，所述第三晶體管(712)耦合到所述第二晶 體管(704 )和用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(730 )的裝置；第四晶體管(710)，所述第四晶體管(710)耦合到所述第二晶 體管(7(H)和所述第三晶體管(712);和有機(jī)發(fā)光二極管(714 ),所述有機(jī)發(fā)光二極管(714 )耦合到所 述第三晶體管(712)和所述第四晶體管710。
全文摘要
公開(kāi)了一種改善的AM OLED像素電路和對(duì)AM OLED顯示器進(jìn)行寬動(dòng)態(tài)范圍調(diào)光的方法，其能在整個(gè)調(diào)光范圍內(nèi)保持顏色平衡，且當(dāng)顯示器調(diào)光到較低亮度值時(shí)還可在低灰度級(jí)處保持顯示器的亮度和色度的均勻性。這樣，AM OLED顯示器可滿足現(xiàn)有的和未來(lái)航空設(shè)備、駕駛艙和手持軍事用器件顯示器應(yīng)用所需的嚴(yán)格的顏色/調(diào)光規(guī)格?；镜?，這里公開(kāi)的OLED像素電路和調(diào)光方法使用OLED像素電流的脈沖寬度調(diào)制(PWM)來(lái)獲得理想的顯示亮度。為了獲得理想的顯示亮度，公開(kāi)了對(duì)公共陰極電壓或公共電源電壓進(jìn)行外部PW調(diào)制來(lái)調(diào)制OLED電流的兩個(gè)實(shí)例電路。公開(kāi)了在像素電路中結(jié)合另外的晶體管開(kāi)關(guān)來(lái)在幀時(shí)間過(guò)程中調(diào)制OLED電流的三個(gè)實(shí)例電路。通過(guò)與數(shù)據(jù)電壓(或電流)調(diào)制結(jié)合，對(duì)OLED電流進(jìn)行PWM，可實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍調(diào)光，同時(shí)保持所涉及的顯示器表面上所需的顏色平衡以及亮度和色度均勻性。
文檔編號(hào)G09G3/32GK101147185SQ200680009664
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月26日
發(fā)明者J·A·勞什, J·施米德特, K·R·薩馬 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司