專利名稱：具有光學(xué)反饋的有源矩陣顯示器件及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有源矩陣顯示器件，尤其涉及(但并不排他) 一種 具有與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)的薄膜開關(guān)晶體管的有源矩陣電致發(fā)光顯示器 件。
背景技術(shù)：
使用電致發(fā)光發(fā)射光的顯示元件的矩陣顯示器件是公知的。所迷顯 示元件可以包括例如使用聚合物材料的有機(jī)薄膜電致發(fā)光元件，或者使
用傳統(tǒng)的m-V半導(dǎo)體化合物的發(fā)光二極管(LED)。有機(jī)電致發(fā)光材料，
力。、這i《材料一般包括夾在一對(duì)電極之間的t層或多層半導(dǎo)共:的聚合 物，電極之一是透明的，另一個(gè)電極的材料適于往聚合物層中注入空穴 或電子。
聚合物材料能夠使用CVD工藝或者簡(jiǎn)單地通過使用可溶性共軛聚 合物溶液的旋轉(zhuǎn)涂覆技術(shù)制成。也可使用噴墨印刷。有機(jī)電致發(fā)光材料 可以設(shè)置成展示類似二極管的I-V特性，從而它們能提供顯示功能和開 關(guān)功能，并因此能夠用在無源型顯示器中。或者，這些材料可用于有源 矩陣顯示器件，每個(gè)像素都包括顯示元件和用于控制通過顯示元件的電 流的開關(guān)器件。 '
這種類型的顯示器件具有電流尋址顯示元件，從而傳統(tǒng)的模擬驅(qū)動(dòng) 方案包含提供可控電流到顯示元件。已知提供電流源晶體管作為像素配 置(configuration)的一部分，提供到電流源晶體管的柵極電壓確定通 過顯示元件的電流。存儲(chǔ)電容器在尋址階段之后保持柵極電壓。
圖1示出了有源矩陣尋址電致發(fā)光顯示器件的布局。該顯示器件包 括面板，該面板具有由方塊1表示的規(guī)則隔開的像素的行和列矩陣陣列 并包括電致發(fā)光顯示元件2以及與位于行(選擇)和列(數(shù)據(jù))地址導(dǎo) 線(conductor) 4和6的交叉組之間的交點(diǎn)處的開關(guān)裝置。為了簡(jiǎn)便起 見，在圖1中僅顯示了幾個(gè)像素。實(shí)際上，可能有幾百個(gè)像素行和列。 像素1由包括連接到各組導(dǎo)線的末端的列、數(shù)據(jù)、驅(qū)動(dòng)器電路9和行、
5掃描、驅(qū)動(dòng)器電路8的外圍驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)由行和列地址導(dǎo)線組來尋址。
電致發(fā)光顯示元件2包括有機(jī)發(fā)光二極管，這里表示為二極管元件 (LED)并包括一對(duì)電極，電極之間夾著一個(gè)或多個(gè)有機(jī)電致發(fā)光材料 的有源層。陣列的顯示元件與相關(guān)聯(lián)的有源矩陣電路一起被承載在絕緣 支撐體的一側(cè)上 顯示元件的陰極或陽極由透明導(dǎo)電材料形成。所述支 撐體是諸如玻璃之類的透明材料，最接近于基底的顯示元件2的電極由 諸如ITO之類的透明導(dǎo)電材料組成，從而由電致發(fā)光層產(chǎn)生的光透過這 些電極和支撐體，從而觀看者在支撐體的另一側(cè)可以看到。 一般來說， 有機(jī)電致發(fā)光材料層的厚度在100nm與200nm之間。在EP-A-0717446 中已知并描述了能用于所述元件的合適有機(jī)電致發(fā)光材料的典型示例。 也能夠使用在W096/36959中描述的共軛聚合物材料。
晶體;r當(dāng)?shù)刂肪體管開啟時(shí)，列導(dǎo)線上的電壓用于驅(qū)動(dòng)以驅(qū):晶體管
和存儲(chǔ)電容器為形式的電流源。
在基于多晶硅的像素電路中，由于晶體管溝道中多晶硅晶粒的統(tǒng)計(jì) 學(xué)分布，在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(dāng)穩(wěn)定，從而閾值電壓保持基本恒定。
閾值電壓的變化在無定形硅晶體管中是小的，至少在基底上的短程 上是小的，但是閾值電壓對(duì)電壓應(yīng)力非常敏感。施加超過驅(qū)動(dòng)晶體管所 需的閾值的高電壓引起闊值電壓很大的變化，該變化取決于所顯示圖像 的信息內(nèi)容。因此始終接通的無定形硅晶體管的閾值電壓與不始終接通 的無定形硅晶體管相比較，存在很大的差別。這種差別老化在用無定形 硅晶體管驅(qū)動(dòng)的L ED顯示器中是 一 個(gè)嚴(yán)重的問題。
除了晶體管特性的變化之外，LED本身中也存在差別老化問題。這 是由于電流應(yīng)力之后發(fā)光材料的效率降低。在大多數(shù)情況下，通過LED 傳送的電流和電荷越多，效率越低。
已經(jīng)意識(shí)到電流尋址的像素(而不是電壓尋址像素)能夠減少或消 除基底上晶體管變化的影響。例如，電流尋址像素能夠使用電流鏡來在 采樣晶體管上采樣?xùn)艠O-源極電壓，通過該采樣晶體管驅(qū)動(dòng)理想的像素驅(qū) 動(dòng)電流。被采樣的柵極-源極電壓用于尋址驅(qū)動(dòng)晶體管。這部分地減輕了 器件的 一致性問題，因?yàn)椴蓸泳w管和驅(qū)動(dòng)晶體管在基底上彼此相鄰并 且能夠更精確地互相匹配。另 一 個(gè)電流采樣電路使用相同的晶體管來采樣和驅(qū)動(dòng)，從而不需要晶體管匹配，但是附加的晶體管和地址線路還是 需要的。
還提出了電壓尋址的像素電路，其補(bǔ)償LED材料的老化。例如，
已經(jīng)提出了其中的像素包括光感元件的各種像素電路。該元件對(duì)顯示元 件的光輸出做出響應(yīng)，并響應(yīng)于該光輸出泄漏存儲(chǔ)電容器上所存儲(chǔ)的電 荷，以便控制尋址周期期間顯示器的積分光輸出。
為此，圖2示出了像素布局的一個(gè)實(shí)例。每個(gè)像素1都包括EL顯 示元件2和相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器電路。驅(qū)動(dòng)器電路具有由行導(dǎo)線4上的行地 址脈沖開啟的地址晶體管16。當(dāng)?shù)刂肪w管16開啟時(shí)，列導(dǎo)線6上的 電壓能夠傳到像素的剩余部分。特別是，地址晶體管16將列導(dǎo)線電壓 供給到電流源20，該電流源20包括驅(qū)動(dòng)晶體管22和存儲(chǔ)電容器24。 列電壓被提供到驅(qū)動(dòng)晶體管22的柵極，并且即使在行地址脈沖已經(jīng)結(jié) 束之后，柵極仍由存儲(chǔ)電容器24保持在該電壓。
光電二極管27將電容器24上所存儲(chǔ)的柵極電壓放電。當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體 管22上的柵極電壓達(dá)到閾值電壓時(shí)，EL顯示元件2將不再發(fā)光，存儲(chǔ) 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)，從而光電二極管27起光敏反饋器件的作用?？紤]到光電二 極管27的作用，完整的光輸出由下式給出
;A(K(0)-[1]
在該公式中，riPD為光電二極管的效率，T)PD在顯示器上非常一致， Cs為存儲(chǔ)電容，V(O)為驅(qū)動(dòng)晶體管的初始柵極電壓，VT為驅(qū)動(dòng)晶體管的 閾值電壓。因此，光輸出與EL顯示元件效率無關(guān)，由此提供老化補(bǔ)償u 然而，在顯示器上VT改變，從而表現(xiàn)出某些非一致性。
另一個(gè)問題是，隨著保持柵極-源極電壓的電容器放電，用于顯示元 件的驅(qū)動(dòng)電流逐漸降低。因而，亮度減小。這導(dǎo)致了較低的平均光強(qiáng)度。
這些問題已經(jīng)經(jīng)過下述修改而得到解決，在所迷修改中控制驅(qū)動(dòng)晶 體管，從而從顯示元件提供恒定的光輸出。參照WO 04/084168。為了 老化補(bǔ)償，使用光學(xué)反饋改變放電晶體管的操作(特別是開啟)時(shí)序， 這就要快速關(guān)斷驅(qū)動(dòng)晶體管。這可被認(rèn)為是"急變(snap off)"光學(xué)反饋 系統(tǒng)。放電晶體管的操作時(shí)序還取決于施加給像素的數(shù)據(jù)電壓。這樣， 平均光輸出要高于響應(yīng)于光輸出而更慢地關(guān)斷驅(qū)動(dòng)晶體管的方案。因而，顯示元件能更有效地操作。
此外，驅(qū)動(dòng)晶體管閾值電壓中的任何漂移自身將表明顯示元件(恒
定)亮度的變化。結(jié)果，光學(xué)反饋電路也能補(bǔ)償由LED老化和驅(qū)動(dòng)晶體 管閾值電壓變化而導(dǎo)致的輸出亮度的變化。
本發(fā)明涉及這種"急變，，光學(xué)反饋像素。該像素可給顯示元件的老化 提供良好的補(bǔ)償，還能補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)晶體管閾值電壓在基底上的變化。然而， 特別地，電壓引起的無定形硅晶體管的閾值變化仍給顯示器的壽命提供 了限制，因?yàn)楣鈱W(xué)反饋系統(tǒng)僅能以特定限度容忍閾值電壓變化。超過這 個(gè)閾值電壓變化的限度，像素電路將不能在整個(gè)驅(qū)動(dòng)周期上給顯示元件 提供足夠的電流來達(dá)到理想的亮度輸出。
已經(jīng)意識(shí)到希望提供較好的閾值電壓補(bǔ)償，WO 2005/022498公開 了使用像素驅(qū)動(dòng)信號(hào)的外部修改的一種電路布置(arrangement),其具 有光學(xué)反饋并對(duì)閾值電壓變化進(jìn)行額外補(bǔ)償。然而，仍需要對(duì)電路部件 的老化，包括驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓變化，以及顯示元件的老化和電路 中其他部件的特性變化提供增大的電路限度。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種包括顯示像素陣列的有源矩陣顯示器件， 每個(gè)像素都包括
- 電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光顯示元件；
- 驅(qū)動(dòng)晶體管，其用于驅(qū)動(dòng)電流通過所述顯示元件；
-存儲(chǔ)電容器，其用于存儲(chǔ)用于尋址所述驅(qū)動(dòng)晶體管的電壓；
- 放電晶體管，其用于將所述存儲(chǔ)電容器放電，由此關(guān)斷所述驅(qū)動(dòng) 晶體管；
- 在所述放電晶體管的柵極與其源極之間的放電電容器，和
- 光相關(guān)(light-dependent)器件，其用于通過根據(jù)所述顯示元件 的光輸出將所述放電電容器充電或放電來控制所述放電晶體管的操作 時(shí)序，
其中所述器件進(jìn)一步包括
- 讀電路，其用于監(jiān)測(cè)所述放電電容器上的電荷；和
- 數(shù)據(jù)修正裝置，其用于響應(yīng)于所述讀電^各測(cè)量而^務(wù)正將要施加給 像素的像素?cái)?shù)據(jù)。這個(gè)布置中的光學(xué)反饋特別用于顯示元件的老化補(bǔ)償，并用于改變 放電晶體管的操作(特別是開啟)時(shí)序，這又快速地關(guān)斷驅(qū)動(dòng)晶體管。 該時(shí)序還取決于施加給像素的數(shù)據(jù)電壓。這樣，平均光輸出比響應(yīng)于光 輸出而較慢地關(guān)斷驅(qū)動(dòng)晶體管的方案要高。因而顯示元件能更有效地操作。
驅(qū)動(dòng)-曰-
件的(恒定)亮度的變化。結(jié)果，光學(xué)反饋電路補(bǔ)償由LED老化和驅(qū)動(dòng) 晶體管閾值電壓變化而導(dǎo)致的輸出亮度的變化。
除這兩級(jí)補(bǔ)償之外，還有外部數(shù)據(jù)修正，其使用從放電電容器存儲(chǔ) 或流動(dòng)的電荷的測(cè)量。這樣，使用已經(jīng)為像素內(nèi)光學(xué)反饋而提供的一部 分像素電路來提供任何其余老化效應(yīng)的進(jìn)一步測(cè)量。這避免了需要附加 像素電路來提供第三級(jí)補(bǔ)償。
這使光學(xué)反饋功能能夠在補(bǔ)償閾值電壓變化中很長(zhǎng)時(shí)間保持有效， 提高了使用像素電路的顯示器的壽命。
電或放電，所述讀電路適于在用已知數(shù)據(jù)尋址像素之后在尋址周期中的 預(yù)定時(shí)間處進(jìn)行至少兩個(gè)電荷檢測(cè)操作。能使用這兩個(gè)測(cè)量獨(dú)立確定任 何其余的LED老化效應(yīng)和驅(qū)動(dòng)晶體管閾值變化。
在顯示器件的啟動(dòng)和/或關(guān)閉過程中進(jìn)行所述電荷檢測(cè)操作。
在另一個(gè)例子中，所述光相關(guān)器件適于在尋址周期過程中將所述放 電電容器充電或放電，所述讀電路適于在所述放電晶體管已經(jīng)接通之 后，在尋址周期的末端處進(jìn)行電荷測(cè)量。這在尋址周期的末端測(cè)量在放 電電容器上存儲(chǔ)的電荷。通過知曉初始電荷(其可以取決于像素?cái)?shù)據(jù))， 該電荷測(cè)量能用作總的光輸出的指示物，由此包括所有的老化效應(yīng)。
對(duì)于像素的所有列來說，所述電荷測(cè)量可以并行進(jìn)行，所述器件進(jìn) 一步包括響應(yīng)于所述電荷測(cè)量而修改輸入數(shù)據(jù)的信號(hào)處理器。
可選擇地，所述器件進(jìn)一步包括用于多路傳輸來自像素不同列的電 荷測(cè)量信號(hào)的多路復(fù)用器、用于存儲(chǔ)電荷測(cè)量信號(hào)的存儲(chǔ)器和響應(yīng)于電 荷測(cè)量而修改輸入數(shù)據(jù)的信號(hào)處理器。所述多路復(fù)用器優(yōu)選與像素陣列 集成。
可使用電流源晶體管來驅(qū)動(dòng)預(yù)定的電流通過所述驅(qū)動(dòng)晶體管，所述 存儲(chǔ)電容器適于存儲(chǔ)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)晶體管柵極-源極電壓，該電壓是所述驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓的函數(shù)。這提供了另 一 級(jí)的闊值電壓修正。
每個(gè)像素優(yōu)選地進(jìn)一步包括連接在所迷驅(qū)動(dòng)晶體管的源極與旁路 線之間的旁路晶體管。使用這個(gè)作為驅(qū)動(dòng)已知電流通過驅(qū)動(dòng)晶體管的電 流源電路，由此使存儲(chǔ)電容器能夠存儲(chǔ)電壓，該電壓是驅(qū)動(dòng)晶體管的閾 值電壓的函數(shù)。
每個(gè)像素可以進(jìn)一步包括連接在數(shù)據(jù)信號(hào)線與像素輸入端之間的 地址晶體管。數(shù)據(jù)信號(hào)線上的數(shù)據(jù)信號(hào)通過地址晶體管提供給放電晶體 管的柵極。放電晶體管在使用時(shí)被偏置，從而這導(dǎo)致放電晶體管被關(guān)斷， 直到放電電容器被充電或放電取決于數(shù)據(jù)電壓的量為止。
每個(gè)像素優(yōu)選地進(jìn)一步包括連接在充電線與所述驅(qū)動(dòng)晶體管的柵 極之間的充電晶體管。這用于將存儲(chǔ)電容器充電到一個(gè)電壓，該電壓對(duì)
應(yīng)于驅(qū)動(dòng)晶體管的完全開啟條件，對(duì)于具有公共陰極顯示器配置的n型
驅(qū)動(dòng)晶體管來說也需要這個(gè)充電晶體管。
所述電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光顯示元件優(yōu)選地包括電致發(fā)光顯示元件。 本發(fā)明還提供了 一種驅(qū)動(dòng)有源矩陣顯示器件的方法，該有源矩陣顯
示器件包括顯示像素陣列，每個(gè)像素都包括驅(qū)動(dòng)晶體管和電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)
光顯示元件，對(duì)于像素的每個(gè)尋址，所述方法包括
- 給像素的輸入端施加像素驅(qū)動(dòng)電壓；
-將從所述像素驅(qū)動(dòng)電壓得到的電壓存儲(chǔ)在放電電容器上；
- 將存儲(chǔ)電容器充電到驅(qū)動(dòng)電壓，并通過給所述驅(qū)動(dòng)晶體管施加所 述存儲(chǔ)電容器電壓而驅(qū)動(dòng)電流通過所述顯示元件，由此點(diǎn)亮所迷顯示元 件；
- 使用通過由所述顯示元件的光輸出點(diǎn)亮的光相關(guān)器件的電荷流 接通放電晶體管，所述電荷流將所迷放電電容器充電或放電；以及
- 使用所述放電晶體管將所述存儲(chǔ)電容器放電，由此關(guān)斷所述驅(qū)動(dòng) 晶體管,
_ 其中所述方法進(jìn) 一 步包括監(jiān)測(cè)所述放電電容器上的電荷以及響 應(yīng)于所述電荷監(jiān)測(cè)而修正將要施加給像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
現(xiàn)在將參照附圖借助于實(shí)例來描迷本發(fā)明，其中 圖1顯示了已知的EL顯示器件；圖2顯示了補(bǔ)償差別老化的已知像素設(shè)計(jì)；
圖3顯示了第二已知的像素電路；
圖4是解釋圖3的電路操作的時(shí)序圖5顯示了第三已知的像素電路；
圖6是解釋圖5的電路操作的時(shí)序圖7顯示了本發(fā)明的像素電路和相關(guān)聯(lián)的外部電路；
圖8是解釋圖7的已知電路操作的時(shí)序圖9顯示了修正電壓對(duì)初始數(shù)據(jù)電壓的依賴性；
圖10顯示了用于模擬光學(xué)反饋元件的行為的圖7的一部分像素電
路；
圖H顯示了用于實(shí)現(xiàn)提供外部數(shù)據(jù)修正的第一種方式的電路；
圖12顯示了用于實(shí)現(xiàn)提供外部數(shù)據(jù)修正的第二種方式的電路；
圖13顯示了在圖12的電路中使用的多路復(fù)用器；
圖14是顯示從像素陣列依次讀出信號(hào)的第 一種方法的表格；
圖15A和15B是顯示從像素陣列依次讀出信號(hào)的第二種方法的表
格；
圖16是顯示從像素陣列依次讀出信號(hào)的第三種方法的表格。 應(yīng)當(dāng)注意，這些附圖是示意性的，并未依照比例繪出。為了清楚和
方便，在附圖中放大或縮小尺寸地表示出這些附圖的部分的相對(duì)尺寸和比例。
具體實(shí)施例方式
圖3顯示了 WO 04/084168中公開的"急變"像素示意圖的實(shí)例。 使用相同的附圖標(biāo)記表示與圖2中相同的部件，在例如圖1所示的
顯示器中使用像素電路。圖3的電路適于使用無定形硅n型晶體管的實(shí)現(xiàn)。
驅(qū)動(dòng)晶體管22的柵極-源極電壓再次保持在存儲(chǔ)電容器30上。該電 容器從充電線32借助于充電晶體管34 (T2)被充到固定電壓。因而， 驅(qū)動(dòng)晶體管22被驅(qū)動(dòng)到恒定電平，當(dāng)顯示元件被點(diǎn)亮?xí)r，這個(gè)恒定電 平與輸入到像素的數(shù)據(jù)無關(guān)。通過改變占空比，尤其是通過改變關(guān)斷驅(qū) 動(dòng)晶體管的時(shí)間來控制亮度。
借助于將存儲(chǔ)電容器30放電的放電晶體管36關(guān)斷驅(qū)動(dòng)晶體管22。
ii當(dāng)放電晶體管36開啟時(shí)，電容器30快速放電且驅(qū)動(dòng)晶體管關(guān)斷。
當(dāng)柵極電壓達(dá)到足夠的電壓時(shí)，放電晶體管開啟。光電傳感器38 (顯示為光電二極管)被顯示元件2照射并根據(jù)顯示元件2的光輸出產(chǎn) 生光電流。該光電流將放電電容器40充電，在特定的時(shí)間點(diǎn)處，電容 器40上的電壓將達(dá)到放電晶體管40的閾值電壓并由此將其接通。該時(shí) 間將取決于最初存儲(chǔ)在電容器40上的電荷以及光電流，光電流又取決 于顯示元件的光輸出。
因而，被提供到數(shù)據(jù)線6上的像素的數(shù)據(jù)信號(hào)由地址晶體管16( Tl ) 供給并存儲(chǔ)在放電電容器40上。由高數(shù)據(jù)信號(hào)表現(xiàn)低亮度(從而晶體 管36僅需要少量的附加電荷就可接通)，由低數(shù)據(jù)信號(hào)表現(xiàn)高亮度(從 而晶體管36需要大量的附加電荷來接通)。
因而該電路具有用于補(bǔ)償顯示元件老化的光學(xué)反饋，并還具有驅(qū)動(dòng) 晶體管22的閾值補(bǔ)償，因?yàn)轵?qū)動(dòng)晶體管特性的變化也將會(huì)導(dǎo)致顯示元 件輸出中的差別，這些差別再次由光學(xué)反饋補(bǔ)償。對(duì)于晶體管36,闊值 以上的柵極電壓保持非常小，從而閾值電壓變化非常不明顯。
如圖3中所示，每個(gè)像素還具有連接在驅(qū)動(dòng)晶體管22的源極與旁 路線44之間的旁路晶體管42 ( T3 )。該旁路線44對(duì)于所有像素是共用 的。這用于當(dāng)存儲(chǔ)電容器30被充電時(shí)確保在驅(qū)動(dòng)晶體管的源極處的恒 定電壓。因而，這消除了源極電壓對(duì)顯示元件上的壓降的依賴性，該依 賴性是流動(dòng)的電流的函數(shù)。因而，固定的柵極-源極電壓被存儲(chǔ)在電容器 30上，當(dāng)數(shù)據(jù)電壓正被存儲(chǔ)在像素中時(shí)，顯示元件關(guān)閉。
應(yīng)當(dāng)注意，放電晶體管不是電路操作的根本。
圖4顯示了圖3的電路操作的時(shí)序圖，用于進(jìn)一步詳細(xì)解釋電路操作。
電源線具有施加給其的切換電壓。曲線50顯示了該電壓。在向像 素寫入數(shù)據(jù)的過程中，電源線26切換為低，從而關(guān)斷驅(qū)動(dòng)晶體管22。 這使旁路晶體管42能提供良好的地參考。
用于三個(gè)晶體管Tl, T2， T3的控制線連接在一起，當(dāng)電源線為低 時(shí)，三個(gè)晶體管全部開啟。該共享的控制線信號(hào)顯示為曲線52。
開啟Tl具有將放電電容器40充電到數(shù)據(jù)電壓的效果。開啟T2具 有將存儲(chǔ)電容器30充電到來自充電線32的恒定充電電壓的效果，開啟 T3具有旁路顯示元件2并固定驅(qū)動(dòng)晶體管22的源極電壓的效果。如曲線54中所示，在該時(shí)間期間給像素施加數(shù)據(jù)(陰影區(qū)域)。
為了避免需要輸電線(power line)切換，可以使用圖5中所示的布 置。對(duì)相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記，再次顯示了所述電路僅用n型 晶體管實(shí)現(xiàn)，因此適于使用無定形硅晶體管的實(shí)現(xiàn)。在該電路中，不切
換電源線26上的電壓。顯示元件的陽極不再與放電電容器40的下端連 接，這能使旁路線上的電壓獨(dú)立于其余像素的低電壓線。
圖6顯示了該電路的已知時(shí)序圖。當(dāng)所有三個(gè)晶體管T1， T2, T3 通過曲線52開啟時(shí)，完成數(shù)據(jù)在像素中的存儲(chǔ)。
在該電路中，施加給旁路線44的電壓被選擇為低于顯示元件2的 閾值，從而在像素編程過程中顯示元件被關(guān)斷，不需要切換電源線26 上的電壓。避免輸電線切換可使驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)現(xiàn)不那么復(fù)雜。
該方法的 一 個(gè)問題是該電路僅能對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓變化提 供有限的補(bǔ)償。在無定形硅驅(qū)動(dòng)晶體管的情況下，這些變化比由顯示元 件的老化導(dǎo)致的像素特性的變化更加顯著。
由申請(qǐng)人提出的解決該問題的 一 個(gè)方法是給驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電 壓提供附加補(bǔ)償，這可使用旁路線和旁路晶體管作為電流源來實(shí)現(xiàn)，這 使得已知的電流被驅(qū)動(dòng)通過驅(qū)動(dòng)晶體管22。因而，晶體管42可以作為 電流控制器件而操作，其控制通過驅(qū)動(dòng)晶體管22而汲取的電流。這能 用于采樣驅(qū)動(dòng)晶體管閾值電壓，從而電容器30上存儲(chǔ)的初始電壓不再 是恒定的電壓，而是根據(jù)驅(qū)動(dòng)晶體管特性具有可變的成分。
即使使用該附加的電流感測(cè)步驟，對(duì)由電路實(shí)現(xiàn)的修正的改進(jìn)仍將 引起電路壽命的提高。
本發(fā)明提供了用于提高電路修正能力的一種附加或可選擇的技術(shù)。
圖7中顯示了所需電路的一個(gè)例子，可以看出該電路對(duì)應(yīng)于圖6, 但是增加了與每一 列相關(guān)聯(lián)的電荷檢測(cè)電路布置70 。
在本發(fā)明的第一個(gè)例子中，以確定的間隔進(jìn)行電荷檢測(cè)步驟。當(dāng)放 電晶體管36保持關(guān)斷時(shí)，放電電容器40(C2)、尋址晶體管16(T1) 和光電二極管或光電晶體管38的組合可以用作電荷存儲(chǔ)單元。
(例如用于平面X射線探測(cè)器這種類型的)硅IC可以經(jīng)由開關(guān)S！ 與顯示器的列連接，從而以所述確定的間隔從電容器4 0讀出電荷。
在放電晶體管36開啟之前，單純通過光學(xué)反饋系統(tǒng)控制電容器40 上的電荷變化。結(jié)果，電容器40上存儲(chǔ)的電荷將表示驅(qū)動(dòng)TFT漂移和LED退化。如果已經(jīng)使用電流編程階段來采樣驅(qū)動(dòng)TFT閾值電壓(如上 概述)，則所迷電荷表示電流編程階段遺留的殘差(residual error)。
需要像素的兩個(gè)測(cè)量來修正像素中的兩個(gè)退化機(jī)制(即OLED老化 和TFT閾值電壓漂移)。充電線27能在兩個(gè)場(chǎng)中在兩個(gè)不同的值之間 調(diào)制，以為L(zhǎng)ED提供不同的驅(qū)動(dòng)條件。
在每個(gè)場(chǎng)中的相同時(shí)間處，可以通過在發(fā)射停止之前進(jìn)行電荷讀出 來獲得兩個(gè)所需的測(cè)量?？紤]像素的簡(jiǎn)單模型，能看出為什么需要兩個(gè) 測(cè)量。由驅(qū)動(dòng)TFT產(chǎn)生的亮度為
<formula>formula see original document page 14</formula> [2]
其中，rjoLED是OLED的效率，(3是驅(qū)動(dòng)TFT的跨導(dǎo)，Vr是驅(qū)動(dòng)TFT的 閾值，VcHARGE是驅(qū)動(dòng)TFT的柵極-源極電壓。這個(gè)方程將驅(qū)動(dòng)TFT輸出 電流映射至亮度級(jí)別。存儲(chǔ)在電容器C2上的電荷由下述方程給出
<formula>formula see original document page 14</formula> 〖3]
其中Tp是場(chǎng)時(shí)間，rips是光電傳感器效率。該方程表示在場(chǎng)周期上由根 據(jù)方程[2]的亮度L導(dǎo)致的電荷流。需要兩個(gè)測(cè)量來確定兩個(gè)參數(shù)，即 VT和TFr|pSr|0LEDP/2。這些參數(shù)能用下面的公式計(jì)算。也能計(jì)算用于驅(qū) 動(dòng)TFT的柵極-源極電壓VGS的新值。QT表示輸入數(shù)據(jù)
這兩個(gè)測(cè)量能在顯示器的啟動(dòng)或關(guān)閉過程中進(jìn)行，在該過程中能顯 示固定的簡(jiǎn)單(plain)場(chǎng)圖像(測(cè)試圖像)。這些測(cè)試圖像能顯示幾十 毫秒。
電壓在線27(充電線)上變化，因?yàn)檫@表示驅(qū)動(dòng)TFT的柵極-源極 電壓，因此亮度和存儲(chǔ)電容器40的充電速率變化。因此，通過以固定 時(shí)間間隔對(duì)電荷進(jìn)行積分，對(duì)于兩個(gè)不同的充電電壓，即對(duì)應(yīng)于充電電 壓VI和V2的Ql和Q2,可獲得兩個(gè)結(jié)果。這使方程[4]能夠求解，并 實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的電路時(shí)序。
圖8圖解了本發(fā)明該例子的驅(qū)動(dòng)方案。依次尋址顯示器的每條線，但在每個(gè)寫事件之間具有線時(shí)間消隱。
圖8依次顯示了對(duì)每個(gè)地址線1到N+1的尋址時(shí)間。在合適的積分周期 80之后，完成讀操作。因?yàn)樽x操作使用與寫操作相同的列導(dǎo)線，所以讀 操作和寫操作交替，如圖所示。這樣，所有像素在相同的積分周期被尋 址，這個(gè)積分周期將足夠短，以致放電晶體管36沒有開啟，讀出階段 將快速完成。
該過程用不同的充電線電壓進(jìn)行兩次，從而能從每一個(gè)像素進(jìn)行兩 個(gè)測(cè)量，花費(fèi)的時(shí)間粗略為五個(gè)場(chǎng)周期。存儲(chǔ)電容器40在兩個(gè)測(cè)量的 每一個(gè)之后都復(fù)位，積分周期大約為5ms。
還可當(dāng)顯示器正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行測(cè)量。在該情況下，從電容器40讀 出的信息將不得不被立即寫回，從而光學(xué)反饋過程能繼續(xù)。這可通過對(duì) 電荷放大器輸出端上的電壓進(jìn)行緩沖和縮放并將該電壓切換到顯示列 上來實(shí)現(xiàn)。這當(dāng)然更加復(fù)雜，并且不如使用顯示器的啟動(dòng)或關(guān)閉周期那 樣理想。
電荷檢測(cè)的益處是還能發(fā)現(xiàn)放電晶體管36的閾值電壓。這樣做是 有利的，因?yàn)樵谠撈骷芯哂猩倭坑绊戯@示器黑色電平的漂移。如果在 發(fā)光已被關(guān)閉(即放電晶體管36開啟)之后檢測(cè)電容器40 (電容CJ 上的電荷，則電容器40上的電荷將是C2V孔。追蹤該電荷的變化將能使 用信號(hào)處理來修正數(shù)據(jù)。例如這能夠在顯示器的啟動(dòng)或關(guān)閉階段中的另 外兩個(gè)場(chǎng)周期中實(shí)現(xiàn)。
該方案還考慮到光敏器件中的暗電流的影響。這些影響將添加到像 素的電荷讀出。
為了考慮暗電流，在OLED關(guān)閉之前進(jìn)行三個(gè)測(cè)量，使用減法得出 變化值(而不是使用絕對(duì)值)。這能消除暗電流的一些影響。如果啟動(dòng) 時(shí)的條件在使用顯示器的周期上保持相同，例如如果溫度保持相同，則 這將是有效的。
上述的計(jì)算和測(cè)量能預(yù)測(cè)驅(qū)動(dòng)TFT所需的柵極-源極電壓值和放電 晶體管36的閾值電壓變化。
數(shù)據(jù)讀出要求一個(gè)像素一個(gè)像素地調(diào)制充電線27。這要求充電線 27變?yōu)榕c列驅(qū)動(dòng)器耦合的數(shù)據(jù)線(而不是單個(gè)公共線)，因此其平行于 顯示器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)列而延伸。
在其中驅(qū)動(dòng)晶體管是電壓編程的電路(例如圖3的電路，但沒有使用晶體管42的電流編程)中，調(diào)制充電線27將具有提供不同的驅(qū)動(dòng)TFT 輸出電流的期望效果。
然而，如果如上所迷通過電流采樣技術(shù)獲得驅(qū)動(dòng)晶體管柵極-源極電 壓，則調(diào)制充電線電壓將不會(huì)改變驅(qū)動(dòng)TFT輸出電流。在該情況下，電 流采樣步驟需要改變。電流由下述方程給出
因而，需要知道驅(qū)動(dòng)TFT的跨導(dǎo)，這能很容易計(jì)算。然后控制晶體 管42以供給理想的電流。TFT 42的參數(shù)是已知的，從而能計(jì)算所需的 柵極-源極電壓。在該情況下，作為第二數(shù)據(jù)線，線44需要與列平行延 伸。
在所有情況下，能計(jì)算驅(qū)動(dòng)TFT所需的柵極-源極電壓的平均值， 然后可以控制充電線2 7或公共線4 4以表現(xiàn)出平均效果，光學(xué)反饋系統(tǒng) 能修正差別。在該情況下，線27或44不必是數(shù)據(jù)線，而是能對(duì)所有像 素或?qū)ο袼氐淖咏M是公共的。
可以通過適當(dāng)改變標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)值而去除陣列上的變化的影響來應(yīng)對(duì) 放電晶體管36的閾值電壓的預(yù)測(cè)。
代替電荷檢測(cè)，還能進(jìn)行光電流;險(xiǎn)測(cè)。在該情況下，電荷檢測(cè)電路 布置7 0將以電流-電壓轉(zhuǎn)換器/放大器的形式布置為電流檢測(cè)電路布置。 該情況下的檢測(cè)可以再次在顯示器的啟動(dòng)或關(guān)閉時(shí)進(jìn)行。顯示器的每行 將具有寫入進(jìn)像素的恒定數(shù)據(jù)值，用于尋址晶體管16和用于S1的控制
線依次保持為高，從而光電流能存留(settle)。然后放大器給出表示 OLED和驅(qū)動(dòng)TFT退化(或電流編程差)的輸出電壓。再次進(jìn)行與電荷 檢測(cè)所進(jìn)行的步驟類似的步驟，以做出修正。
在這個(gè)方案中，響應(yīng)于充電線中的變化將檢測(cè)到兩個(gè)不同的電流。 該過程將不能預(yù)測(cè)放電晶體管閾值電壓。
上述方案在光學(xué)反饋循環(huán)周期(cycle)中使用多個(gè)測(cè)量，從而能進(jìn) 行附加閾值電壓和LED老化補(bǔ)償計(jì)算。
上述的修正方案還假設(shè)，存儲(chǔ)電容器40上最終的像素電壓V戸等 于放電TFT 36的閾值，且在像素電壓中沒有關(guān)于驅(qū)動(dòng)TFT閾值和OLED 退化的信息。事實(shí)上，放電TFT 36不是一個(gè)完美的開關(guān)，結(jié)果是最終 像素電壓V，可以響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)TFT和LED退化而變化。因而，能使用
16最終像素電壓進(jìn)行對(duì)這些參數(shù)的修正》
因而，不同的且更簡(jiǎn)單的方案是基于實(shí)現(xiàn)在電路已經(jīng)關(guān)斷了 LED 之后，存儲(chǔ)電容器40上存儲(chǔ)的電荷表示由顯示器發(fā)射的光并能用于考 慮驅(qū)動(dòng)TFT和OLED退化。特別是，初始電壓和電荷是已知的，結(jié)尾電 壓基于電荷的變化，這是由光學(xué)反饋操作產(chǎn)生的。因而可以將發(fā)射的光 與所需的發(fā)射進(jìn)行比較，可以對(duì)數(shù)據(jù)電壓進(jìn)行簡(jiǎn)單的變化，以實(shí)現(xiàn)修正。
需要修正的電路中的殘留影響又是放電晶體管36鬮值中的任何漂 移和由急變-TFT的非無限開啟速率導(dǎo)致的OLED亮度退化和驅(qū)動(dòng)TFT 閾值電壓的修正中的誤差。這些誤差在低灰度級(jí)時(shí)變得尤其嚴(yán)重。
在關(guān)斷之后從圖7中的電荷放大器讀出的電壓等于
<formula>formula see original document page 17</formula> [51
其中CsTORE是存儲(chǔ)電容器值，CAMP是電荷放大器的反饋電容器71。 VREF 是放大器的基準(zhǔn)電壓。這可以是在場(chǎng)周期VDATA的開始時(shí)寫入到像素中 的初始電壓，或者是恒定基準(zhǔn)電壓。VPIX是在場(chǎng)周期結(jié)束時(shí)電容器40 上的像素中的電壓。這是將要被測(cè)量的重要的值，因?yàn)槠浔硎痉烹娋w
管閾值中的變化以及驅(qū)動(dòng)TFT和OLED的修正中的誤差。
由像素發(fā)射的平均亮度將是LAVEu通過光電傳感器38存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 電容器40上的電荷將是
G尸w = Ca丁om(Fp" — F^^w) =1]^^ J"Z/(/)J/-TifoZ^^jT^ 〖6]
對(duì)于情況vREF = VDATA,
1/ — ^尸"^v /
^Ot/r — 一~
否則如果V貼F是恒定的電壓基準(zhǔn)，那么 V 一 C、yr謹(jǐn)〃,—y 、 —tIto7^
Lj附 L叔尸
因而，即使采用恒定的電荷放大器基準(zhǔn)電壓，也會(huì)獲得輸出電壓中
的已知偏移，Vout仍可以用于表示平均亮度。
當(dāng)發(fā)生退化時(shí)，VouT的變化為
AVout = - (Cstore/Camp).AVpix [9] 因而能從輸出電壓得到像素電壓的變化。因此，為了進(jìn)行修正，將值(CA證/CsTORE).AVwx加到VDATA。假定CSTORE=CAMP，則修正非常簡(jiǎn)
單，即VDATA (新)=VDATA+AVPIX。
還發(fā)現(xiàn)，最終像素電壓VpD(取決于初始像素電壓，即最初寫入到像
素中的數(shù)據(jù)VDATA。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果在針對(duì)對(duì)應(yīng)于高灰度級(jí)的數(shù)據(jù)電壓產(chǎn) 生的修正算法中選擇最終的電壓VPIX,該修正會(huì)特別好地起作用。這對(duì) 顯示器操作過程中的任何灰度標(biāo)度(grey scale)處的修正都很好地起作 用。
圖9顯示了修正電壓對(duì)數(shù)據(jù)電壓VDATA的依賴性。如圖所示，最終 像素電壓Vpo(對(duì)VD八ta的曲線在對(duì)應(yīng)于低灰度級(jí)的較高值的VDATA處向 上彎曲。
該曲線80的退化形式在高VoATA處與未退化(un-degraded )的曲 線82會(huì)聚，因此AVpd(隨著Vdata而威小。然而仿真顯示出在修正算法
中不需要考慮這個(gè)。而是，在修正算法中僅需要與低值的VDATA對(duì)應(yīng)的
AVPIX值。這是獨(dú)立于大多數(shù)VDATA值的AVPIX值，這用作所有VDATA值 的修正。
上述的算法假定其中光電傳感器是完美的電流源，不存在寄生電容 且不存在暗漏電流的理想情形。
產(chǎn)生誤差的一個(gè)特定影響是如下事實(shí)光電傳感器不是一個(gè)完美的 電流源且其具有有限的輸出阻抗。然而，其可如下所示進(jìn)行補(bǔ)償。
可以通過給其光電轉(zhuǎn)換效率i!對(duì)電壓的依賴性來模擬光電傳感器的 輸出阻抗。
圖10顯示了電路的光學(xué)反饋部分的光電傳感器38和存儲(chǔ)電容器
40,
電容器40的充電如下 其變?yōu)?br>
其中TV是幀時(shí)間。假定光電轉(zhuǎn)換效率ri具有下面的電壓依賴性:然后積分很容易計(jì)算
為了進(jìn)行修正，注意到Vt.(最終的V)將在顯示壽命上變化，且需
要改變Vi(初始的V)，以進(jìn)行修正u那么
其中t是其大小可與顯示器的壽命相當(dāng)?shù)臅r(shí)間變量。為了進(jìn)行修正，時(shí)
間零處的平均亮度必須等于時(shí)間t處的平均亮度。因此，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)電壓
V,(t)做出修正如下
如上，用于Vf〈0)和Vt(t)的值對(duì)應(yīng)于V,的低值，這是其中圖9中所 示的曲線為平坦的情形。a的值將充分合理地已知，但可在制造顯示器 的時(shí)間零處測(cè)量。必須用兩個(gè)不同的初始電壓Vj(A)和V,(B)給顯示器施 加兩個(gè)亮度值。最終電壓Vf將是相等的(如果初始電壓均從圖9中曲線 的平坦部分獲取)。因此
a— exp(卩AL觀) —K(5)exp(PAI觀)
其中ALave是測(cè)量的亮度差，p = r|c)TF/C。該常量是已知的。
還考慮Ti的更一般的電壓依賴性以及電容C的任意電壓依賴性。
然后:
其中f是積分的通解。在前面詳述的步驟之后:/(F,(t)) —/抽))=乙 (t)7> 于是Lave(t)必須等于Lave(0),從而修正電壓變?yōu)?br>
4)=廣(/^/(")-丄篇(0)7>) 函數(shù)f及其反函數(shù)需要是已知的，該信息可通過在制造顯示器的時(shí)
間零處測(cè)量顯示器伽馬曲線(即lave對(duì)Vi)獲得。然后該信息以查找
表的形式存儲(chǔ)并在顯示器的整個(gè)壽命中用于處理并修正施加給顯示器 的數(shù)據(jù)。
可以看出，用于更新顯示數(shù)據(jù)的修正電壓能考慮像素電路，尤其是 光學(xué)反饋元件中的附加非理想性能特性，可進(jìn)一步延長(zhǎng)由反饋和修正電 路提供的顯示器的壽命。
返回參照方程[9]解釋的更簡(jiǎn)單的修正方案，可以看到，對(duì)于給定的 像素驅(qū)動(dòng)條件，輸出電壓用于追蹤在尋址循環(huán)周期的結(jié)束時(shí)像素電壓隨 時(shí)間的變化。最終像素電壓的這些變化反映出相同驅(qū)動(dòng)條件下顯示器的 變化的光學(xué)輸出，由此在對(duì)輸出亮度有影響的像素內(nèi)合并所有的老化效 應(yīng)。
為了進(jìn)行修正，需要存儲(chǔ)Vwx的初始值(理想的是這在陣列上為恒
定，從而需要一個(gè)值，但可存儲(chǔ)更多的值來表示陣列上的變化)。然后
從讀出值VouT存儲(chǔ)計(jì)算Vp儀的新值。如果每次一幀來修正像素，則可 立即使用計(jì)算的VpK的值計(jì)算修正的數(shù)據(jù)值。如果更慢地修正像素，則
需要存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)Vwx值。這導(dǎo)致在硬件實(shí)現(xiàn)中的某些折衷，例如幀頻
修正在每一列都需要電荷放大器并可能需要模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并且需要 快速讀出到信號(hào)處理塊中，以在數(shù)據(jù)被要求用于尋址顯示器之前計(jì)算數(shù) 據(jù)修正。
如果在另 一個(gè)極端，每一線時(shí)間讀出 一個(gè)像素或者每一場(chǎng)時(shí)間讀出
一個(gè)像素并存儲(chǔ)所有的VpD(值，則可在顯示器的所有列之間儲(chǔ)備一個(gè)電
荷放大器和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。在該情況下，減少了系統(tǒng)中的模擬IC,
但增加了存儲(chǔ)器需求。
圖11和12中顯示了這兩個(gè)可能的方案。
圖11顯示了并行讀出和實(shí)時(shí)修正，其中在塊90中發(fā)生實(shí)時(shí)信號(hào)處 理，這提供了誤差值，在供給到列驅(qū)動(dòng)器9之前，所述誤差值在加法器
2092處加到輸入數(shù)據(jù)。
圖12顯示了具有慢修正的串行讀出方案。多路復(fù)用器100設(shè)置在 像素陣列與電荷放大器102和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器104之間。存儲(chǔ)器106 存儲(chǔ)讀出數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)處理器108中的串行信號(hào)處理。
由于大量的電荷放大器和轉(zhuǎn)換器，圖11中硬件需求更高。然而， 圖12將需要一個(gè)場(chǎng)存儲(chǔ)器。因?yàn)橄袼仉娐繁旧磉M(jìn)行修正，所以實(shí)時(shí)修 正不是主要的。像素性能的退化將慢，從而優(yōu)選圖12的方法，且在IC 需求方面也更便宜。
圖12的多路復(fù)用器也能以無定形硅實(shí)現(xiàn)，從而其基本上具有零成
本》
圖13顯示了多路復(fù)用電路100是如何實(shí)現(xiàn)的。為了每行讀出一個(gè) RGB像素，僅需要三個(gè)電荷檢測(cè)運(yùn)算放大器110和一個(gè)移位寄存器112 來尋址正確的列多路復(fù)用器開關(guān)114。如果實(shí)現(xiàn)是無定形硅，則存在下 迷擔(dān)心，即由于TFT中閾值電壓移動(dòng)，電路將會(huì)出現(xiàn)故障。然而用于行 驅(qū)動(dòng)器的移位寄存器使用具有一些TFT補(bǔ)償形式的高和低阻抗驅(qū)動(dòng)技 術(shù)，由無定形硅規(guī)則地實(shí)現(xiàn)。在該情形中能實(shí)現(xiàn)這些方案，因?yàn)槎嗦窂?fù) 用器可用僅需要以線速率運(yùn)行的移位寄存器設(shè)計(jì)。
多路復(fù)用器開關(guān)每個(gè)場(chǎng)也僅操作一次并具有與像素開關(guān)類似的穩(wěn) 定性，從而不存在退化問題。
多路復(fù)用器電路集成到顯示器基板上意味著充分減少了外部電子 器件，提供了大的成本益處。必須認(rèn)真考慮多路復(fù)用器系統(tǒng)的尋址，以 確保讀出陣列中的所有像素。
大部分陣列具有偶數(shù)個(gè)列和行，因此用于多路復(fù)用器的移位寄存器 使一半的陣列不被讀出。圖14中顯示了一個(gè)例子。
圖14顯示了從6x4顯示器讀出，其中讀移位寄存器以與行移位寄 存器相同的時(shí)鐘頻率操作。l，表示從讀移位寄存器的第一個(gè)完整循環(huán)周 期讀出的像素。
在顯示器的最后一行之后，從顯示器的第一行進(jìn)行下一個(gè)像素讀 出。2，表示讀移位寄存器的第二個(gè)循環(huán)周期u讀移位寄存器的第3個(gè)循 環(huán)周期與已經(jīng)讀出的l，的重疊且錯(cuò)過陣列中的一半像素。
為了避免這個(gè)問題，讀移位寄存器可在顯示消隱周期內(nèi)提供額外的 時(shí)鐘脈沖，以確保其輸出對(duì)于下一場(chǎng)的數(shù)據(jù)移動(dòng)了一個(gè)位置。在該情況下，圖15中顯示了讀出順序。
對(duì)于從6x4顯示器的像素讀出，圖15A顯示了讀移位循環(huán)周期編號(hào) 方式，圖15B顯示了行移位循環(huán)周期編號(hào)方式。
在圖15A中，可以看出在所有行都被尋址的顯示消隱周期期間，讀 循環(huán)周期跳過一個(gè)位置，從而從一個(gè)列沒有讀出。例如，第一讀移位循 環(huán)周期錯(cuò)過了列5。對(duì)于讀移位寄存器的5個(gè)循環(huán)周期，存在行移位寄 存器的6個(gè)循環(huán)周期，如圖15B所示。
因而，在與行移位寄存器的六個(gè)循環(huán)周期對(duì)應(yīng)的讀移位寄存器的五 個(gè)循環(huán)周期內(nèi)讀陣列中的所有像素。這當(dāng)然對(duì)應(yīng)于六個(gè)場(chǎng)周期。因此， WXGA顯示器需要1280個(gè)場(chǎng)來讀出，這將是讀移位寄存器的768+1個(gè) 循環(huán)周期。讀出將以60Hz的場(chǎng)頻率在大約20秒中發(fā)生。
可設(shè)想其他讀出方案，例如使用超過3個(gè)運(yùn)算放大器，例如6或9 或更多，其中每個(gè)線時(shí)間讀出2， 3或更多個(gè)像素。讀移位寄存器的長(zhǎng) 度將相應(yīng)縮短。可選擇地，移位寄存器可保持相同長(zhǎng)度并向其中發(fā)送多 種進(jìn)位脈沖。圖16中顯示了每個(gè)線時(shí)間2個(gè)像素讀出的順序的一個(gè)例 子。
如圖所示，每一行同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)測(cè)量。例如，測(cè)量la和lb是同時(shí) 的，測(cè)量2a和2b是同時(shí)的。
這個(gè)布置在2.5個(gè)場(chǎng)中具有讀出。讀出速率也可減小，從而對(duì)于每 兩條或多條線讀出一個(gè)像素。讀移位寄存器的時(shí)鐘頻率將變?yōu)樾幸莆患?存器的一半或更大。
可以看到，對(duì)于電荷檢測(cè)具有各種可能的讀出方案，從而除像素內(nèi) 補(bǔ)償之外還能進(jìn)行外部數(shù)據(jù)修正。
上面的例子顯示了公共陰極實(shí)現(xiàn)，其中LED顯示元件的陽極側(cè)被 圖形化，所有LED元件的陰極側(cè)共享公共的未被圖形化的電極。作為在 制造LED顯示元件陣列中使用的材料和工藝的結(jié)果，這是當(dāng)前優(yōu)選的方 案。然而，正在實(shí)現(xiàn)圖形化的陰極設(shè)計(jì)，這能簡(jiǎn)化像素電路。
WO 04/084168中討論了公共陽極像素配置并給出了例子，可以以 相同的方式針對(duì)公共陽極像素配置來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
電路是僅n型布置，因此適于無定形硅實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明還可用于使用低溫多晶硅工藝實(shí)現(xiàn)，在該情況下優(yōu)選n型和 p型電路。在上面的例子中，光相關(guān)元件是光電二極管，但可使用光電晶體管 或光敏電阻設(shè)計(jì)像素電路。
上面已經(jīng)提到了多個(gè)晶體管半導(dǎo)體技術(shù)。其他的變化是可能的，例 如晶體硅，氫化無定形硅、多晶硅以及甚至是半導(dǎo)聚合物。這些全都在
所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。顯示器件可以是聚合物L(fēng)ED器件、有機(jī) LED器件、包含磷光體的材料和其他發(fā)光結(jié)構(gòu)。
在像素編程階段過程中有防止顯示元件發(fā)光的可替換方法。上面的 例子使用旁路晶體管來提供陽極電壓，該陽極電壓不會(huì)開啟顯示元件。 可替換地，可在驅(qū)動(dòng)晶體管與顯示元件之間提供隔離晶體管。這能與本 發(fā)明的電流采樣技術(shù)結(jié)合使用。
本發(fā)明在顯示器的10Khr使用壽命上為驅(qū)動(dòng)TFT和OLED的極端退 化提供了第二或第三級(jí)(line)的修正。僅參照一個(gè)像素電路描迷了本 發(fā)明，但也能使用所謂"急變"像素電路的其他設(shè)計(jì)。
在實(shí)踐要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能從附圖、說明書和
要求中，單;司"包括"不排除其:元件或步驟々不定冠詞"一:'或"一個(gè)"不
排除多個(gè)。在相互不同的從屬權(quán)利要求中所述的特定方式不表示不能有 利地使用這些方式的組合u權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)解釋為限制 范圍。
權(quán)利要求
1.一種包括顯示像素陣列的有源矩陣顯示器件，每個(gè)像素都包括-電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光顯示元件(2)；-驅(qū)動(dòng)晶體管(22)，其用于驅(qū)動(dòng)電流通過所述顯示元件(2)；-存儲(chǔ)電容器(30)，其用于存儲(chǔ)將用于尋址所述驅(qū)動(dòng)晶體管的電壓；-放電晶體管(36)，其用于將所述存儲(chǔ)電容器(30)放電，由此關(guān)斷所述驅(qū)動(dòng)晶體管(22)；-在所述放電晶體管的柵極和其源極之間的放電電容器(40)，以及-光相關(guān)器件(38)，其用于通過根據(jù)所述顯示元件(2)的光輸出將所述放電電容器充電或放電來控制所述放電晶體管(36)的操作時(shí)序，其中所述器件進(jìn)一步包括-讀電路(70)，用于監(jiān)測(cè)所述放電電容器(40)上的電荷；和-數(shù)據(jù)修正裝置(90)，其用于響應(yīng)于所述讀電路測(cè)量而修正將要施加給所述像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述光相關(guān)器件(38)適于 在尋址周期期間將所述放電電容器(40)充電或放電，其中所述讀電路 適于在用已知數(shù)據(jù)尋址像素之后在尋址周期中的預(yù)定時(shí)間處進(jìn)行至少 兩個(gè)電荷檢測(cè)操作(讀)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中在顯示器件的啟動(dòng)和/或關(guān)閉 期間進(jìn)行所述電荷檢測(cè)操作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中所述光相關(guān)器件(38)適于 在尋址周期期間將所迷放電電容器(40)充電或放電，其中所述讀電路 適于在所述放電晶體管(36)接通之后在尋址周期的末端處進(jìn)行電荷測(cè) 量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的器件，其中所述電荷測(cè)量對(duì)于所述像素 的所有列來說并行進(jìn)行，其中所迷器件進(jìn)一步包括響應(yīng)于所述電荷測(cè)量 而修改輸入數(shù)據(jù)的信號(hào)處理器(90)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的器件，其中所述器件進(jìn)一步包括用于多 路傳輸來自像素不同列的電荷測(cè)量信號(hào)的多路復(fù)用器(100)、用于存儲(chǔ)電荷測(cè)量信號(hào)的存儲(chǔ)器和響應(yīng)于電荷測(cè)量而修改輸入數(shù)據(jù)的信號(hào)處 理器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的器件，其中所述多路復(fù)用器(100)與像素陣列集成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的器件，其中使用無定形硅形成所述多路 復(fù)用器(100)和所述像素陣列。
9. 根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器件，進(jìn)一步包括電流源晶 體管(42)，其用于驅(qū)動(dòng)預(yù)定的電流通過所述驅(qū)動(dòng)晶體管(22),其中 所述存儲(chǔ)電容器(30)適于存儲(chǔ)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)晶體管柵極-源極電壓，該電 壓是所述驅(qū)動(dòng)晶體管的闊值電壓的函數(shù)。
10. 根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器件，其中每個(gè)像素進(jìn)一步 包括連接在所述驅(qū)動(dòng)晶體管(22)的源極與旁路線(44)之間的旁路晶 體管(42)。
11. 根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器件，其中所述存儲(chǔ)電容器 (30)連接在所述驅(qū)動(dòng)晶體管(22)的柵極與源極之間。
12. 根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器件，其中所述光相關(guān)器件 (38)從關(guān)到開狀態(tài)控制所述放電晶體管(36)的切換時(shí)序。
13. 根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器件，其中每個(gè)像素進(jìn)一步 包括連接在數(shù)據(jù)信號(hào)線(6)和像素輸入端之間的地址晶體管(16)。
14. 根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器件，其中所述驅(qū)動(dòng)晶體管 (22)連接在電源線(26)和所述顯示元件(2)之間。
15. 根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器件，其中每個(gè)像素進(jìn)一步 包括連接在充電線(27)與所述驅(qū)動(dòng)晶體管(22)的柵極之間的充電晶 體管(34)。
16. 根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的器件，其中所述電流驅(qū)動(dòng)的 發(fā)光顯示元件(2)包括電致發(fā)光顯示元件。
17. —種驅(qū)動(dòng)有源矩陣顯示器件的方法，該有源矩陣顯示器件包括 顯示像素陣列，每個(gè)像素都包括驅(qū)動(dòng)晶體管(22)和電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光顯 示元件(2),對(duì)于像素的每個(gè)尋址，所述方法包括- 給像素的輸入端施加像素驅(qū)動(dòng)電壓；-將從所述像素驅(qū)動(dòng)電壓得到的電壓存儲(chǔ)在放電電容器(40)上；- 將存儲(chǔ)電容器(30)充電到驅(qū)動(dòng)電壓，并通過向所述驅(qū)動(dòng)晶體管(22)施加所述存儲(chǔ)電容器電壓而驅(qū)動(dòng)電流通過所述顯示元件，由此點(diǎn) 亮所述顯示元件(2);-使用通過由所述顯示元件(2)的光輸出點(diǎn)亮的光相關(guān)器件(38) 的電荷流接通放電晶體管(36)，所述電荷流將所述放電電容器(40) 充電或》文電；以及- 使用所述放電晶體管(36)將所述存儲(chǔ)電容器(30)放電，由此 關(guān)斷所述驅(qū)動(dòng)晶體管，其中所述方法進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)所述放電電容器(40)上的電荷以及 響應(yīng)于所述電荷監(jiān)測(cè)而修正將要施加給所述像素的像素?cái)?shù)據(jù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述光相關(guān)器件(38)在 尋址周期期間將所述放電電容器(40)充電或放電，其中所述電荷監(jiān)測(cè) 包括在用已知數(shù)據(jù)尋址像素之后在尋址周期中的預(yù)定時(shí)間處的至少兩 個(gè)電荷檢測(cè)操作。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中在顯示器件的啟動(dòng)和/或關(guān) 閉期間進(jìn)行所述電荷檢測(cè)操作。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述光相關(guān)器件(38)在 尋址周期期間將所述放電電容器(40)充電或放電，其中所述電荷監(jiān)測(cè) 包括在所述放電晶體管(36)接通之后在尋址周期的末端處的電荷測(cè)量。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述電荷測(cè)量對(duì)于像素的 所有列來說并行進(jìn)行，且響應(yīng)于所述電荷測(cè)量而修改輸入數(shù)據(jù)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括多路傳輸來自像素 不同列的電荷測(cè)量信號(hào)，并將電荷測(cè)量信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(106)中， 響應(yīng)于所述電荷測(cè)量修改所述輸入數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種有源矩陣顯示器件，其包括顯示像素陣列，每個(gè)像素都包括電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光顯示元件(2)；驅(qū)動(dòng)晶體管(22)，其用于驅(qū)動(dòng)電流通過所述顯示元件(2)；和存儲(chǔ)電容器(30)，其用于存儲(chǔ)用于尋址所述驅(qū)動(dòng)晶體管(22)的電壓。放電晶體管(36)用于將所述存儲(chǔ)電容器(30)放電，由此根據(jù)顯示元件(2)的光輸出關(guān)斷所述驅(qū)動(dòng)晶體管。讀電路(70)用于監(jiān)測(cè)放電電容器(40)上的電荷，響應(yīng)于所述讀電路測(cè)量修正像素?cái)?shù)據(jù)。這能延長(zhǎng)顯示器的壽命。
文檔編號(hào)G09G3/32GK101542572SQ200780044280
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者D·A·菲什, N·布拉曼特, S·C·迪恩 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司