本申請是申請日為2012年5月26日、發(fā)明名稱為“用于AMOLED顯示器的老化補償?shù)南到y(tǒng)和方法”的申請?zhí)枮?01280026000.8的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明大致上涉及用于顯示器的電路以及對顯示器進行驅(qū)動、校準和編程的方法,尤其是對有源矩陣有機發(fā)光二極管(active matrix organic light emitting diode,AMOLED)顯示器進行驅(qū)動、校準和編程的方法。
背景技術(shù):
能夠由均受控于單獨的電路(即,像素電路)的發(fā)光器件的陣列來形成顯示器,其中上述電路具有這樣的晶體管:所述晶體管用于選擇性地控制這些電路以用顯示信息對這些電路進行編程并且使這些電路根據(jù)顯示信息發(fā)光。能夠在這類顯示器中結(jié)合有被制造在基板上的薄膜晶體管(TFT)。隨著顯示器的老化,TFT隨著時間推移易于在整個顯示面板上表現(xiàn)出不均勻的性能。在顯示器老化時,可以將補償技術(shù)應用到這類顯示器,以在整個顯示器上實現(xiàn)圖像均勻性并消除顯示器中的劣化。
關(guān)于用于向顯示器進行補償以消除整個顯示面板上的以及隨時間產(chǎn)生的差異的一些方案,它們利用監(jiān)測系統(tǒng)來測量與像素電路的老化(即,劣化)相關(guān)的依賴時間參數(shù)。接著,能夠使用所測量的信息來通知像素電路的隨后的編程,以此確保通過對編程進行調(diào)整來消除任何測量到的劣化。這樣的被監(jiān)測的像素電路可能需要使用額外的晶體管和/或線路,以選擇性地將像素電路連接至監(jiān)測系統(tǒng)并將信息讀出。令人不滿的是,額外的晶體管和/或線路的并入可能減小了像素節(jié)距(即,像素密度)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在各個方面,本發(fā)明提供了適于在受監(jiān)測的顯示器中使用的用于對像素老化提供補償?shù)南袼仉娐贰1疚呐兜南袼仉娐窐?gòu)造使得監(jiān)視器能夠經(jīng)由監(jiān)測開關(guān)晶體管來訪問像素電路的節(jié)點,使得監(jiān)視器能夠測量用于指示像素電路的劣化量的電流和/或電壓。在各個方面,本發(fā)明還提供了能夠以與開關(guān)晶體管的電阻無關(guān)的方式編程像素的像素電路構(gòu)造。本文披露的像素電路構(gòu)造包括用于使像素電路內(nèi)的存儲電容與驅(qū)動晶體管隔離的晶體管,使得存儲電容上的電荷在編程操作期間不受流經(jīng)驅(qū)動晶體管的電流的影響。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,提供了一種用于補償顯示器陣列中的像素的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括像素電路、驅(qū)動器、監(jiān)測器和控制器。在編程周期期間根據(jù)編程信息對所述像素電路編程,且在發(fā)光周期期間根據(jù)所述編程信息驅(qū)動所述像素電路以發(fā)光。所述像素電路包括:發(fā)光器件、驅(qū)動晶體管、存儲電容和發(fā)光控制晶體管。所述發(fā)光器件在所述發(fā)光周期期間發(fā)光。所述驅(qū)動晶體管在所述發(fā)光周期期間傳輸經(jīng)過所述發(fā)光器件的電流。在所述編程周期期間,所述存儲電容被充電有至少部分地基于所述編程信息的電壓。所述發(fā)光控制晶體管被布置為在所述發(fā)光周期期間選擇性地連接所述發(fā)光器件、所述驅(qū)動晶體管和所述存儲電容中的至少兩者,使得根據(jù)所述存儲電容上的電壓,經(jīng)由所述驅(qū)動晶體管傳輸流經(jīng)所述發(fā)光器件的電流。所述驅(qū)動器通過根據(jù)所述編程信息對所述存儲電容充電來經(jīng)由數(shù)據(jù)線編程所述像素電路。所述監(jiān)測器提取用于指示所述像素電路的老化劣化的電壓或電流。所述控制器操作所述監(jiān)測器和所述驅(qū)動器。所述控制器被設(shè)置用于:從所述監(jiān)測器接收劣化量的指示;接收用于指示將從所述發(fā)光器件發(fā)出的亮度的量的數(shù)據(jù)輸入;基于所述劣化量,確定補償量以提供至所述像素電路;并且將所述編程信息提供至所述驅(qū)動器以編程所述像素電路。所述編程信息至少部分地基于所接收的數(shù)據(jù)輸入和所確定的補償量。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,提供了一種用于驅(qū)動發(fā)光器件的像素電路。所述像素電路包括驅(qū)動晶體管、存儲電容、發(fā)光控制晶體管和至少一個開關(guān)晶體管。所述驅(qū)動晶體管用于根據(jù)施加在所述驅(qū)動晶體管兩端的驅(qū)動電壓來驅(qū)動流經(jīng)發(fā)光器件的電流。在編程周期期間以所述驅(qū)動電壓對所述存儲電容充電。所述發(fā)光控制晶體管連接所述驅(qū)動晶體管、所述發(fā)光器件和所述存儲電容中的至少兩者,使得在所述發(fā)光周期期間根據(jù)所述存儲電容上被充電的電壓傳輸流經(jīng)所述驅(qū)動晶體管的電流。在監(jiān)測周期期間,所述至少一個開關(guān)晶體管將經(jīng)過所述驅(qū)動晶體管的電流路徑連接至監(jiān)視器以接收基于流經(jīng)所述驅(qū)動晶體管的電流的老化信息的指示。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,提供了一種像素電路。所述像素電路包括驅(qū)動晶體管、存儲電容、一個或多個開關(guān)晶體管和發(fā)光控制晶體管。所述驅(qū)動晶體管用于根據(jù)施加在所述驅(qū)動晶體管兩端的驅(qū)動電壓來驅(qū)動流經(jīng)發(fā)光器件中的電流。在編程周期期間以所述驅(qū)動電壓來充電所述存儲電容。所述一個或多個開關(guān)晶體管在所述編程周期期間將所述存儲電容連接至一個或多個數(shù)據(jù)線或參考線,所述數(shù)據(jù)線或參考線提供這樣的電壓:該電壓用于使所述存儲電容充電有所述驅(qū)動電壓。所述發(fā)光控制晶體管根據(jù)發(fā)光線進行操作。所述發(fā)光控制晶體管在所述編程周期期間使所述存儲電容與所述發(fā)光器件斷開連接,使得所述存儲電容以與所述發(fā)光器件的電容無關(guān)地被充電。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例,提供了一種顯示系統(tǒng)。所述顯示系統(tǒng)包括像素電路、驅(qū)動器、監(jiān)測器和控制器。在編程周期期間根據(jù)編程信息對所述像素電路編程,且在發(fā)光周期期間根據(jù)所述編程信息驅(qū)動所述像素電路以發(fā)光。所述像素電路包括發(fā)光器件,所述發(fā)光器件在所述發(fā)光周期期間發(fā)光。所述像素電路還包括驅(qū)動晶體管,所述驅(qū)動晶體管在所述發(fā)光周期期間傳輸流經(jīng)所述發(fā)光器件的電流。所述電流是根據(jù)所述驅(qū)動晶體管的柵極端子和源極端子之間的電壓而被傳輸?shù)?。所述像素電路還包括存儲電容,在所述編程周期期間以至少部分地基于所述編程信息的電壓對所述存儲電容充電。所述存儲電容連接在所述驅(qū)動晶體管的柵極端子與源極端子之間。所述像素電路還包括第一開關(guān)晶體管,所述第一開關(guān)晶體管將所述驅(qū)動晶體管的源極端子連接至數(shù)據(jù)線。所述驅(qū)動器通過向所述存儲電容的與所述驅(qū)動晶體管的源極端子相連接的端子施加電壓來經(jīng)由所述數(shù)據(jù)線對所述像素電路編程。所述監(jiān)測器提取用于指示所述像素電路的老化劣化的電壓或電流。所述控制器操作所述監(jiān)測器和所述驅(qū)動器。所述控制器被設(shè)置用于:從所述監(jiān)測器接收劣化量的指示;接收用于指示將從所述發(fā)光器件發(fā)出的亮度的量的數(shù)據(jù)輸入;基于所述劣化量,確定補償量以提供至所述像素電路;并且向所述驅(qū)動器提供所述編程信息以編程所述像素電路。所述編程信息至少部分地基于所接收的數(shù)據(jù)輸入和所確定的補償量。
對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言,通過參照附圖(接下來將對它們進行簡要說明)對本發(fā)明的各種實施例和/或方面進行的詳細說明,本發(fā)明的前述的和其它的方面和實施例將變得更加明顯。
附圖說明
在閱讀了下面的詳細說明并參照附圖之后,本發(fā)明的上述優(yōu)點和其它優(yōu)點將變得更加明顯。
圖1示出了用于監(jiān)測像素中的劣化并因而提供補償?shù)南到y(tǒng)的示例性構(gòu)造。
圖2A是用于像素的示例性驅(qū)動電路的電路圖。
圖2B是圖2A所示的用于像素的示例性操作周期的示意時序圖。
圖3A是用于像素的示例性像素電路構(gòu)造的電路圖。
圖3B是用于操作圖3A所示的像素的時序圖。
圖4A是用于像素的示例性像素電路構(gòu)造的電路圖。
圖4B是用于操作圖4A所示的像素的時序圖。
圖5A是用于像素的示例性像素電路構(gòu)造的電路圖。
圖5B是用于在編程階段和發(fā)光階段中操作圖5A所示的像素的時序圖。
圖5C是用于在TFT監(jiān)測階段中操作圖5A所示的像素以測量驅(qū)動晶體管的各方面的時序圖。
圖5D是用于在OLED監(jiān)測階段中操作圖5A所示的像素以測量OLED的各方面的時序圖。
圖6A是用于像素的示例性像素電路構(gòu)造的電路圖。
圖6B是用于在編程階段和發(fā)光階段中操作圖6A所示的像素240的時序圖。
圖6C是用于操作圖6A所示的像素以監(jiān)測驅(qū)動晶體管的各方面的時序圖。
圖6D是用于操作圖6A所示的像素以測量OLED的各方面的時序圖。
圖7A是用于像素的示例性像素驅(qū)動電路的電路圖。
圖7B是用于在編程階段和發(fā)光階段中操作圖7A所示的像素的時序圖。
圖7C是用于在TFT監(jiān)測階段中操作圖7A所示的像素以測量驅(qū)動晶體管的各方面的時序圖。
圖7D是用于在OLED監(jiān)測階段中操作圖7A所示的像素以測量OLED的各方面的時序圖。
雖然本發(fā)明可具有各種變形和替代形式,但在附圖中以示例的方式示出了具體的實施例,并在本文中對這些實施例進行詳細說明。然而,應當理解,本發(fā)明不限于本文所披露的特定形式,而是覆蓋了落入所附權(quán)利要求限定的發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有變形、等同物和替代物。
具體實施方式
圖1是示例性顯示系統(tǒng)50的示圖。顯示系統(tǒng)50包括地址驅(qū)動器8、數(shù)據(jù)驅(qū)動器4、控制器2、存儲器6和顯示面板20。顯示面板20包括成行和成列地布置的像素10的陣列。每個像素10可單獨編程以發(fā)出具有可單獨編程的亮度值的光??刂破?接收用于指示要被顯示在顯示面板20上的信息的數(shù)字數(shù)據(jù)??刂破?向數(shù)據(jù)驅(qū)動器4發(fā)送信號32并向地址驅(qū)動器8發(fā)送調(diào)度信號34,以驅(qū)動顯示面板20中的像素10從而使像素10顯示所指示的信息。因而,與顯示面板20相關(guān)的多個像素10包括適于根據(jù)由控制器2接收的輸入數(shù)字數(shù)據(jù)來動態(tài)地顯示信息的顯示器陣列(顯示屏)。顯示屏例如能夠根據(jù)由控制器2接收的視頻數(shù)據(jù)流來顯示視頻信息。電壓源14可以提供恒定的電源電壓或者可以是由來自控制器2的信號控制的可調(diào)節(jié)電壓源。顯示系統(tǒng)50還可以包含有來自電流源或電流阱(未圖示)的特征以向顯示面板20中的像素10提供偏置電流,以此減小像素10的編程時間。
出于說明的目的,圖1中的顯示系統(tǒng)50被圖示為在顯示面板20中僅具有四個像素10。應當理解,顯示系統(tǒng)50可被實施為具有包括諸如像素10的類似像素的陣列的顯示屏,且顯示屏不限于特定數(shù)量的行和列的像素。例如,顯示系統(tǒng)50可被實施為具有如下顯示屏,該顯示屏具有通常在用于移動設(shè)備、基于監(jiān)測的設(shè)備和/或投影設(shè)備的顯示器中使用的一定數(shù)量的行和列的像素。
像素10由驅(qū)動電路(像素電路)操作,該驅(qū)動電路通常包括驅(qū)動晶體管和發(fā)光器件。在下文中,像素10可稱作像素電路。發(fā)光器件可選地是有機發(fā)光二極管,但本發(fā)明的實施適用于具有包括電流驅(qū)動型發(fā)光器件在內(nèi)的其它電致發(fā)光器件的像素電路。像素10中的驅(qū)動晶體管可選地是n型或p型非晶硅薄膜晶體管,但本發(fā)明的實施不限于具有特定極性晶體管的像素電路或不僅限于具有薄膜晶體管的像素電路。像素10也可包括用于存儲編程信息且使得像素10能夠在被尋址后驅(qū)動發(fā)光器件的存儲電容。因而,顯示面板20可以是有源矩陣顯示器陣列。
如圖1所示,如顯示面板20中的左上側(cè)像素所示的像素10連接至選擇線24j、電源線26j、數(shù)據(jù)線22i和監(jiān)測線28i。在實施中,電壓源14也可向像素10提供第二電源線。例如,每個像素連接到被充電有Vdd的第一電源線和被充電有Vss的第二電源線,且像素電路10可位于第一電源線和第二電源線之間,以利于在像素電路的發(fā)光階段期間在這兩個電源線之間驅(qū)動電流。顯示面板20中的左上側(cè)像素10可對應于顯示面板20的第j行第i列的像素。類似地,顯示面板20中的右上側(cè)像素10表示第j行第m列;左下側(cè)像素10表示第n行第i列;且右下側(cè)像素10表示第n行第m列。每個像素10連接到適當?shù)倪x擇線(如,選擇線24j和24n)、電源線(如,電源線26j和26n)、數(shù)據(jù)線(如,數(shù)據(jù)線22i和22m)和監(jiān)測線(如,監(jiān)測線28i和28m)。注意,本發(fā)明的各個方面適用于具有其它連接的像素(例如,連接至其它選擇線的連接),且適用于具有更少連接的像素(例如,像素不具有至監(jiān)測線的連接)。
參照顯示面板20所示的左上側(cè)像素10,選擇線24j由地址驅(qū)動器8提供,且用于例如通過激活開關(guān)或晶體管以允許數(shù)據(jù)線22i編程像素10,從而啟動像素10的編程操作。數(shù)據(jù)線22i將來自數(shù)據(jù)驅(qū)動器4的編程信息傳遞至像素10。例如,數(shù)據(jù)線22i可用于向像素10施加編程電壓或編程電流以對像素10進行編程,從而使像素10發(fā)出期望量的亮度。數(shù)據(jù)驅(qū)動器4經(jīng)由數(shù)據(jù)線22i提供的編程電壓(或編程電流)是適于使像素10根據(jù)控制器2所接收的數(shù)字數(shù)據(jù)而發(fā)出具有期望亮度量的光的電壓(或電流)??梢栽谙袼?0的編程操作期間將編程電壓(或編程電流)施加至像素10,以此對像素10內(nèi)的諸如存儲電容器等存儲器件充電,從而能夠使像素10在編程操作之后的發(fā)光操作期間發(fā)出具有期望亮度量的光。例如,可以在編程操作器件對像素10中的存儲器件充電,以在發(fā)光操作期間向驅(qū)動晶體管的源極端子或源極端子施加電壓,由此使驅(qū)動晶體管根據(jù)存儲在存儲器件上的電壓來傳輸經(jīng)過發(fā)光器件的驅(qū)動電流。
一般而言,在像素10中,在像素10的發(fā)光操作期間由驅(qū)動晶體管傳輸?shù)牧鹘?jīng)發(fā)光器件的驅(qū)動電流是由第一電源線26j提供的電流,并且該電流被排出至第二電源線(未示出)。第一電源線26j和第二電源線連接到電壓源14。第一電源線26j可提供正電源電壓(如,在電路設(shè)計中通常被稱為Vdd的電壓),且第二電源線可提供負電源電壓(如,在電路設(shè)計中通常被稱為Vss的電壓)。在電源線(如,電源線26j)中的一者或另一者被固定在接地電壓或另一參考電壓的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的實施。
顯示系統(tǒng)50還包括監(jiān)測系統(tǒng)12。再次參照顯示面板20中的左上側(cè)像素10,監(jiān)測線28i將像素10連接至監(jiān)測系統(tǒng)12。監(jiān)測系統(tǒng)12可以與數(shù)據(jù)驅(qū)動器4集成在一起,或者可以是分離的單獨系統(tǒng)。特別地,可選地,可通過在像素10的監(jiān)測操作期間監(jiān)測數(shù)據(jù)線22i的電流和/或電壓來可選地實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)12,并且可完全省略監(jiān)測線28i。另外,可以將顯示系統(tǒng)50實施成不具有監(jiān)測系統(tǒng)12和監(jiān)測線28i。監(jiān)測線28i使得監(jiān)測系統(tǒng)12能夠測量與像素10相關(guān)的電流或電壓,并由此提取用于指示像素10的劣化的信息。例如,監(jiān)測系統(tǒng)12可經(jīng)由監(jiān)測線28i提取流過像素10內(nèi)的驅(qū)動晶體管的電流,并由此基于所測量的電流且基于在測量期間施加至驅(qū)動晶體管的電壓來確定驅(qū)動晶體管的閾值電壓或閾值電壓的漂移。
監(jiān)測系統(tǒng)12還可以提取發(fā)光器件的操作電壓(如,在發(fā)光器件進行發(fā)光操作時,發(fā)光器件兩端的電壓降)。然后,監(jiān)測系統(tǒng)12可以將信號32發(fā)送到控制器2和/或存儲器6,以允許顯示系統(tǒng)50將所提取的劣化信息存儲在存儲器6中。在像素10的隨后的編程和/或發(fā)光操作期間,控制器2憑借存儲信號36從存儲器6中獲取劣化信息,且控制器2隨后在像素10的后續(xù)的編程或發(fā)光操作期間對于所提取的劣化信息進行補償。例如,一旦提取了劣化信息,能夠在像素10的后續(xù)的編程操作期間適當?shù)卣{(diào)整經(jīng)由數(shù)據(jù)線22i傳輸?shù)较袼?0的編程信息,使得像素10發(fā)出具有與像素10的劣化無關(guān)的期望亮度量的光。在示例中,能夠通過適當?shù)卦龃笫┘又料袼?0的編程電壓來補償像素10內(nèi)的驅(qū)動晶體管的閾值電壓的增大。
圖2A是像素100的示例性驅(qū)動電路的電路圖。圖1A所示的驅(qū)動電路用于編程、監(jiān)測和驅(qū)動像素100,并包括用于傳輸流經(jīng)有機發(fā)光二極管(OLED)110的驅(qū)動電流的驅(qū)動晶體管114。OLED 110根據(jù)通過OLED 110的電流發(fā)光,并可由任何電流驅(qū)動型發(fā)光器件替代。像素100能夠被用于結(jié)合圖1描述的顯示系統(tǒng)50的顯示面板20中。
像素100的驅(qū)動電路還包括存儲電容118、開關(guān)晶體管116和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112。像素100連接至參考電壓線102、選擇線104、電壓電源線106和數(shù)據(jù)/監(jiān)測(data/monitor)線108。驅(qū)動晶體管114根據(jù)驅(qū)動晶體管114的柵極端子和驅(qū)動晶體管114的源極端子之間的柵極-源極電壓(Vgs)從電壓電源線106抽取電流。例如,在驅(qū)動晶體管114的飽和模式下,流過驅(qū)動晶體管的電流可由Ids=β(Vgs-Vt)2給出,其中β是取決于驅(qū)動晶體管114的器件特性的參數(shù),Ids是從驅(qū)動晶體管114的漏極端子到驅(qū)動晶體管114的源極端子的電流,且Vt是驅(qū)動晶體管114的閾值電壓。
在像素100中,存儲電容118跨接于驅(qū)動晶體管114的柵極端子和源極端子。存儲電容118具有第一端子118g(為方便起見,稱之為柵極側(cè)端子118g)和第二端子118s(為方便起見,稱之為源極側(cè)端子118s)。存儲電容118的柵極側(cè)端子118g與驅(qū)動晶體管114的柵極端子電連接。存儲電容118的源極側(cè)端子118s與驅(qū)動晶體管114的源極端子電連接。因而,驅(qū)動晶體管114的柵極-源極電壓Vgs也是存儲電容118上被充電的電壓。如在下文將進一步說明,存儲電容118能夠由此在像素100的發(fā)光階段期間維持驅(qū)動晶體管114兩端的驅(qū)動電壓。
驅(qū)動晶體管114的漏極端子電連接至電壓電源線106。驅(qū)動晶體管114的源極端子電連接至OLED 110的陽極端子。OLED 110的陰極端子可以接地或者可選地連接至諸如電源線Vss等第二電壓電源線。因而,OLED 110與驅(qū)動晶體管114的電流路徑串聯(lián)連接。一旦OLED的陽極端子和陰極端子之間的電壓降達到OLED 110的操作電壓(VOLED),OLED 110根據(jù)流經(jīng)OLED 110的電流發(fā)光。也就是說,當陽極端子上的電壓與陰極端子上的電壓之間的差值大于操作電壓VOLED時,則OLED 110開啟并發(fā)光。當陽極至陰極的電壓小于VOLED時,電流不穿過OLED 110。
開關(guān)晶體管116根據(jù)選擇線104進行操作(例如,當選擇線104處于高電平時,開關(guān)晶體管116開啟,且當選擇線104處于低電平時,開關(guān)晶體管116關(guān)斷)。當開啟時,開關(guān)晶體管116將驅(qū)動晶體管的柵極端子(和存儲電容118的柵極側(cè)端子)電連接至參考電壓線102。如下文結(jié)合圖1B將進一步說明地,參考電壓線102能夠被保持在接地電壓或其它固定參考電壓(Vref),并且能夠在像素100的編程階段期間可選地調(diào)節(jié)參考電壓線102以提供對像素100的劣化的補償。以與開關(guān)晶體管116相同的方式,由選擇線104操作數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112。盡管如此,應注意,在像素100的實施中,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112可選地可由第二選擇線操作。當開啟時,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112將驅(qū)動晶體管的源極端子(和存儲電容118的源極側(cè)端子)電連接至數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108。
圖2B是圖2A所示的像素100的示例性操作周期的示意時序圖。像素100可以在監(jiān)測階段121、編程階段122和發(fā)光階段中進行操作。在監(jiān)測階段121期間,選擇線104為高電平,且開關(guān)晶體管116和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112都導通。數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108被固定于校準電壓(Vcal)。由于數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112導通,所以校準電壓Vcal被施加至OLED 110的陽極端子。選擇Vcal的值使得:施加在OLED 110的陽極端子和陰極端子之間的電壓小于OLED 110的操作電壓VOLED,并且因此OLED 110不抽取電流。通過將Vcal設(shè)置在足以關(guān)閉OLED 110(即,充分確保OLED 110不抽取電流)的電平,在監(jiān)測階段121期間流經(jīng)驅(qū)動晶體管114的電流不會流過OLED 110,而是流經(jīng)數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108。因而,通過在監(jiān)測階段121期間將數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108固定在Vcal,數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上的電流是經(jīng)過驅(qū)動晶體管114抽取的電流。隨后,數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108可連接至監(jiān)測系統(tǒng)(例如,圖1所示的監(jiān)測系統(tǒng)12),以在監(jiān)測階段121期間測量電流并由此提取用于指示像素100的劣化的信息。例如,通過使用參考電流值對在監(jiān)測階段121期間測量的數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上電流進行分析,能夠確定驅(qū)動晶體管的閾值電壓(Vt)。通過基于分別施加至驅(qū)動晶體管114的柵極端子和源極端子的參考電壓Vref和校準電壓Vcal的值將測量的電流與期望電流進行比較,來執(zhí)行閾值電壓的上述確定。例如,可以對關(guān)系
Imeas=Ids=β(Vgs–Vt)2=β(Vref–Vcal–Vt)2
進行重組以獲得
Vt=Vref–Vcal-(Imeas/β)1/2。
額外地或替代地,可根據(jù)分段法(stepwise method)來提取像素100的劣化(如,Vt的值),其中在Imeas和期望電流之間進行比較,并根據(jù)比較(如,基于Imeas是否小于或大于期望電流的確定結(jié)果)來逐漸地更新Imeas的值。注意,雖然上文說明了在監(jiān)測階段121期間測量數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上的電流,但監(jiān)測階段121可包括在固定數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上的電流的同時測量數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上的電壓。而且,監(jiān)測階段121還可包括通過例如測量負載兩端的電壓降、測量經(jīng)由電流傳送器提供的與數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上的電流有關(guān)的電流,或者通過測量從接收數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上的電流的電流控制電壓源輸出的電壓來間接地測量數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上的電流。
在編程階段122期間,選擇線104保持為高電平,且開關(guān)晶體管116和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112因此保持導通。參考電壓線102能夠保持被固定于Vref或能夠可選地調(diào)整了適于消除像素100的劣化(例如,在監(jiān)測階段121期間確定的劣化)的補償電壓(Vcomp)。例如,Vcomp可以是足以消除驅(qū)動晶體管114的閾值電壓Vt的漂移的電壓。電壓Vref(或Vcomp)被施加至存儲電容118的柵極側(cè)端子118g。而且,在編程階段122期間,數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108被調(diào)整為編程電壓(Vprog),該編程電壓Vprog被施加至存儲電容118的源極側(cè)端子118s。在編程階段122期間,通過由參考電壓線102上的Vref(或Vcomp)和數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上的Vprog之間的差值給定的電壓對存儲電容118充電。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,通過在編程階段122期間將補償電壓Vcomp施加至存儲電容118的柵極側(cè)端子118g來補償像素100的劣化。隨著像素100由于例如機械應力、老化、溫度差異等而劣化,驅(qū)動晶體管114的閾值電壓Vt可能漂移(例如,增大),且因此驅(qū)動晶體管114兩端需要更大的柵極-源極電壓Vgs以保持流經(jīng)OLED 110的期望驅(qū)動電流。在實施中,可以在監(jiān)測階段121期間首先經(jīng)由數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108測量Vt的漂移,并接著在編程階段122期間通過將獨立于編程電壓Vprog的補償電壓Vcomp施加至存儲電容118的柵極側(cè)端子118g來補償Vt的漂移。額外地或替代地,可通過調(diào)整施加至存儲電容118的源極側(cè)端子118s的編程電壓Vprog來進行補償。此外,編程電壓Vprog優(yōu)選地是在編程階段122期間足以關(guān)閉OLED 110的電壓,以能夠在編程階段122期間防止OLED 110發(fā)光。
在像素100的發(fā)光階段123期間,選擇線104為低電平,且開關(guān)晶體管116和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112都關(guān)斷。存儲電容118保持被充電有如下驅(qū)動電壓:該驅(qū)動電壓是由在編程階段122期間施加在存儲電容118兩端的Vref(或Vcomp)與Vprog之間的差值給定的。在開關(guān)晶體管116和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112關(guān)斷之后,存儲電容118保持驅(qū)動電壓,并且驅(qū)動晶體管114從電壓電源線106提取驅(qū)動電流。接著,驅(qū)動電流經(jīng)由OLED 110而被傳輸,從而OLED 110根據(jù)流經(jīng)OLED 110的電流量發(fā)光。在發(fā)光階段123期間,OLED 110的陽極端子(和存儲電容的源極側(cè)端子118s)可以從在編程階段122期間施加的編程電壓Vprog變化為OLED 110的操作電壓VOLED。此外,隨著驅(qū)動電流流經(jīng)OLED 110,OLED 110的陽極端子的電壓可能在發(fā)光階段123的整個過程中變化(例如,增大)。然而,在發(fā)光階段123期間,即使OLED 110的陽極上的電壓可能變化,存儲電容118仍自調(diào)整驅(qū)動晶體管114的柵極端子上的電壓以保持驅(qū)動晶體管114的柵極-源極電壓。例如,源極側(cè)端子118s上的調(diào)節(jié)(例如,增大)被反映在柵極側(cè)端子118g上以保持在編程階段122期間被充電至存儲電容118上的驅(qū)動電壓。
雖然使用n型晶體管(其可以是薄膜晶體管并且可以由非晶硅形成)圖示了圖2A所示的驅(qū)動電路,但也可以將圖2A所示的驅(qū)動電路和圖2B所示的操作周期擴展成具有一個或多個p型晶體管且具有薄膜晶體管之外的其它晶體管的互補電路。
圖3A是像素130的示例性像素電路構(gòu)造的電路圖。像素130的驅(qū)動電路用于編程、監(jiān)測和驅(qū)動像素130。像素130包括用于傳輸流經(jīng)OLED 146的驅(qū)動電流的驅(qū)動晶體管148。OLED 146類似于圖2A所示的OLED 110且根據(jù)流經(jīng)OLED 146的電流發(fā)光。OLED 146可由任何電流驅(qū)動型發(fā)光器件代替。具有適當修改以包含結(jié)合像素130所描述的連接線的像素130可在結(jié)合圖1所描述的顯示系統(tǒng)50的顯示面板20中使用。
像素130的驅(qū)動電路還包括存儲電容156、第一開關(guān)晶體管152和第二開關(guān)晶體管154、數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管144和發(fā)光晶體管150。像素130連接至參考電壓線140、數(shù)據(jù)/參考線132、電壓電源線136、數(shù)據(jù)/監(jiān)測(data/monitor)線138、選擇線134和發(fā)光線142。驅(qū)動晶體管148根據(jù)驅(qū)動晶體管148的柵極端子和驅(qū)動晶體管148的源極端子之間的柵極-源極電壓(Vgs)以及驅(qū)動晶體管148的閾值電壓(Vt)從電壓電源線136提取電流。驅(qū)動晶體管148的漏極-源極電流和柵極-源極電壓之間的關(guān)系類似于結(jié)合圖2A和2B所描述的驅(qū)動晶體管114的操作。
在像素130中,存儲電容156通過發(fā)光晶體管150而跨接于驅(qū)動晶體管148的柵極端子和漏極端子。存儲電容156具有第一端子156g(為方便起見,稱之為柵極側(cè)端子156g)和第二端子156s(為方便起見,稱之為源極側(cè)端子156s)。存儲電容156的柵極側(cè)端子156g通過發(fā)光晶體管150而電連接至驅(qū)動晶體管148的柵極端子。存儲電容156的源極側(cè)端子156s電連接至驅(qū)動晶體管148的源極端子。因此,當發(fā)光晶體管150導通時,驅(qū)動晶體管148的柵極-源極電壓Vgs是存儲電容156上的充電電壓。發(fā)光晶體管150根據(jù)發(fā)光線142進行操作(例如,在發(fā)光線142被設(shè)定為高電平時發(fā)光晶體管150導通,且反之亦然)。如下文將進一步說明,存儲電容156能夠由此在像素130的發(fā)光階段期間保持驅(qū)動晶體管148兩端的驅(qū)動電壓。
驅(qū)動晶體管148的漏極端子電連接至電壓電源線136。驅(qū)動晶體管148的源極端子電連接到OLED 146的陽極端子。OLED 146的陰極端子可以接地或者能夠可選地連接至諸如電源線Vss等第二電壓電源線。因而,OLED 146與驅(qū)動晶體管148的電流路徑串聯(lián)連接。類似于結(jié)合圖2A和2B對OLED 110的說明,一旦OLED 146的陽極端子和陰極端子之間的電壓降達到OLED 146的操作電壓(VOLED),OLED 146根據(jù)流經(jīng)OLED 146的電流發(fā)光。
第一開關(guān)晶體管152、第二開關(guān)晶體管154和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管144均根據(jù)選擇線134進行操作(例如,當選擇線134處于高電平時,晶體管144、152和154導通,且當選擇線134處于低電平時,晶體管144、152和154關(guān)斷)。當導通時,第一開關(guān)晶體管152將驅(qū)動晶體管148的柵極端子電連接至參考電壓線140。如下文結(jié)合圖3B所說明地,參考電壓線140可保持在固定的第一參考電壓(Vref1)。在像素130的實施中,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管144和/或第二開關(guān)晶體管154能夠可選地由第二選擇線操作。當導通時,第二開關(guān)晶體管154將存儲電容156的柵極側(cè)端子156g電連接至數(shù)據(jù)/參考線132。當導通時,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管144將數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138電連接至存儲電容156的源極側(cè)端子156s。
圖3B是用于操作圖3A所示的像素130的時序圖。如圖3B所示,像素130可在監(jiān)測階段124、編程階段125和發(fā)光階段126中進行操作。
在像素130的監(jiān)測階段124期間,選擇線134被設(shè)定為高電平而發(fā)光線142被設(shè)定為低電平。第一開關(guān)晶體管152、第二開關(guān)晶體管154和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管144都導通且發(fā)光晶體管150關(guān)斷。數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138被固定在校準電壓(Vcal),且參考電壓線140被固定在第一參考電壓Vref1。參考電壓線140通過第一開關(guān)晶體管152將第一參考電壓Vref1施加至驅(qū)動晶體管148的柵極端子,且數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138通過數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管144將校準電壓Vcal施加到驅(qū)動晶體管148的源極端子。因此,第一參考電壓Vref1和校準電壓Vcal固定了驅(qū)動晶體管148的柵極-源極電壓Vgs。驅(qū)動晶體管148根據(jù)由此限定的柵極-源極電位差從電壓電源線136抽取電流。校準電壓Vcal也被施加至OLED 146的陽極,并且校準電壓Vcal有利地被選擇為足以關(guān)閉OLED 146的電壓。例如,校準電壓Vcal能夠使OLED 146的陽極端子與陰極端子之間的電壓降小于OELD 146的操作電壓VOLED。通過關(guān)閉OLED 146,流經(jīng)驅(qū)動晶體管148的電流全部被引導至數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138而不流經(jīng)OLED 146。類似于結(jié)合圖2A和2B中的像素100對監(jiān)測階段121的說明,能夠?qū)⒃谙袼?30的數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138上測量的電流用于提取像素130的劣化信息,例如用于指示驅(qū)動晶體管148的閾值電壓Vt的信息。
在編程階段125期間,選擇線134被設(shè)定為高電平且發(fā)光線142被設(shè)定為低電平。類似于監(jiān)測階段124,第一開關(guān)晶體管152、第二開關(guān)晶體管154和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管144都導通,且同時發(fā)光晶體管150關(guān)斷。數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138被設(shè)定成編程電壓(Vprog),參考電壓線140被固定在第一參考電壓Vref1,且數(shù)據(jù)/參考線132被設(shè)定成第二參考電壓(Vref2)。在編程階段125期間,第二參考電壓Vref2因而被施加至存儲電容156的柵極側(cè)端子156g,且同時編程電壓Vprog被施加至存儲電容156的源極側(cè)端子156s。在實施中,在編程階段125期間,數(shù)據(jù)/參考線132被設(shè)定(調(diào)整)成補償電壓(Vcomp),而不是保持固定于第二參考電壓Vref2。然后,根據(jù)第二參考電壓Vref2(或補償電壓Vcomp)與編程電壓Vprog之間的差值對存儲電容156充電。本發(fā)明的實施還包括編程階段125的如下操作:編程電壓Vprog被施加到數(shù)據(jù)/參考線132,且同時數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138被固定于第二參考電壓Vref2或補償電壓Vcomp。在任一操作中,存儲電容156被充電有由Vprog與Vref2(或Vcomp)之間的差值給定的電壓。類似于結(jié)合圖2A和2B所描述的像素100的操作,施加至柵極側(cè)端子156g的補償電壓Vcomp是用于消除像素電路130的諸如在監(jiān)測階段124期間測量到的劣化等劣化(例如,驅(qū)動晶體管148的閾值電壓Vt的增大)的適當電壓。
在編程階段125期間編程電壓Vprog被施加至OLED 146的陽極端子。在編程階段125期間編程電壓Vprog有利地被選擇成足以關(guān)閉OLED 146。例如,編程電壓Vprog能夠有利地使OLED 146的陽極端子與陰極端子之間的電壓降小于OLED 146的操作電壓VOLED。額外地或替代地,在第二參考電壓Vref2被施加至數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138的實施中,第二參考電壓Vref2能夠被選擇為將OLED 146保持在關(guān)閉狀態(tài)的電壓。
在編程階段125期間,驅(qū)動晶體管148有利地與存儲電容156隔離,且同時存儲電容156經(jīng)由數(shù)據(jù)/參考線132和/或數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138接收編程信息。通過使用在編程階段125期間關(guān)斷的發(fā)光晶體管150將驅(qū)動晶體管148與存儲電容156隔離,有利地防止了驅(qū)動晶體管148在編程階段125期間導通。圖2A中的像素電路100提供了的電路示例缺少用于在編程階段122期間使驅(qū)動晶體管114與存儲電容118隔離的構(gòu)件。通過此示例,在像素100中,在編程階段122期間,在存儲電容兩端建立了足以導通驅(qū)動晶體管114的電壓。一旦存儲電容118上的電壓變得足夠,驅(qū)動晶體管114開始從電壓電源線106抽取電流。電流不流經(jīng)在編程階段122期間被反向偏置的OLED 110,而是來自驅(qū)動晶體管114的電流流經(jīng)數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112。因此,當電流經(jīng)過數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112傳輸時,由于數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112的非零電阻而在數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112兩端形成電壓降。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112兩端的電壓降使得施加至存儲電容118的源極側(cè)端子118的電壓不同于數(shù)據(jù)/監(jiān)測線108上的編程電壓Vprog。該差異是由流經(jīng)數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112的電流和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管112的內(nèi)部電阻確定的。
再次參照圖3A和3B,像素130的發(fā)光晶體管150通過確保在編程階段125期間在存儲電容156上建立的電壓不會在編程階段125期間被施加在驅(qū)動晶體管148的柵極端子和源極端子之間而解決了上述影響。發(fā)光晶體管150使存儲電容156的一個端子與驅(qū)動晶體管斷開連接,以確保驅(qū)動晶體管在像素130的編程階段125期間不被導通。發(fā)光晶體管150使得能夠以不取決于開關(guān)晶體管144的電阻的電壓來編程像素電路130(如,對存儲電容156充電)。此外,可按照以下方式選擇施加至參考電壓線140的第一參考電壓Vref1:由Vref1與Vprog之間的差值給定的柵極-源極電壓足以防止驅(qū)動晶體管148在編程階段125期間導通。
在像素130的發(fā)光階段126期間,選擇線134被設(shè)定為低電平,且同時發(fā)光線142被設(shè)定為高電平。第一開關(guān)晶體管152、第二開關(guān)晶體管154和數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管144都關(guān)斷。發(fā)光晶體管150在發(fā)光階段126期間導通。通過導通發(fā)光晶體管150,存儲電容156被連接于驅(qū)動晶體管148的柵極端子和源極端子之間。驅(qū)動晶體管148根據(jù)存儲在存儲電容156上且被施加在驅(qū)動晶體管148的柵極端子和源極端子之間的驅(qū)動電壓從電壓電源線136抽取驅(qū)動電流。由于數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管144關(guān)斷,OLED 146的陽極端子不再被數(shù)據(jù)/監(jiān)測線138設(shè)定為編程電壓,并且OLED 146因此被開啟且OLED 146的陽極端子處的電壓調(diào)整為OLED 146的操作電壓VOLED。通過存儲電容156自調(diào)整驅(qū)動晶體管148的源極端子的電壓和/或柵極端子的電壓以消除這兩個電壓中一者或另一者的變化,存儲電容156保持存儲電容156上被充電的驅(qū)動電壓。例如,如果源極側(cè)端子156s上的電壓在發(fā)光階段126期間由于例如OLED 146的陽極端子處于操作電壓VOLED而變化,存儲電容156調(diào)整驅(qū)動晶體管148的柵極端子上的電壓,以保持驅(qū)動晶體管148的柵極端子與源極端子之間的驅(qū)動電壓。
雖然使用n型晶體管(其可以是薄膜晶體管并且可以由非晶硅形成)圖示了圖3A所示的驅(qū)動電路,但也可以將圖3A所示的像素130的驅(qū)動電路和圖3B所示的操作周期擴展成具有一個或多個p型晶體管且具有除薄膜晶體管之外的其它晶體管的互補電路。
圖4A是像素160的示例性像素電路構(gòu)造的電路圖。像素160的驅(qū)動電路用于編程、監(jiān)測和驅(qū)動像素160。像素160包括用于傳輸流經(jīng)OLED 172的驅(qū)動電流的驅(qū)動晶體管174。OLED 172類似于圖2A所示的OLED 110,且根據(jù)流經(jīng)OLED 172的電流發(fā)光。OLED 172可以由任何電流驅(qū)動型發(fā)光器件代替。具有連接至數(shù)據(jù)驅(qū)動器和地址驅(qū)動器等的合適的連接線的像素160可被用于結(jié)合圖1所描述的顯示系統(tǒng)50的顯示面板20。
像素160的驅(qū)動電路還包括存儲電容182、數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管180、監(jiān)測晶體管178和發(fā)光晶體管176。像素160連接到數(shù)據(jù)線162、電壓電源線166、監(jiān)測(monitor)線168、選擇線164和發(fā)光線170。驅(qū)動晶體管174根據(jù)驅(qū)動晶體管174的柵極端子與驅(qū)動晶體管174的源極端子之間的柵極-源極電壓(Vgs)以及驅(qū)動晶體管174的閾值電壓(Vt)從電壓電源線166提取電流。驅(qū)動晶體管174的漏極-源極電流和柵極-源極電壓之間的關(guān)系類似于結(jié)合圖2A和2B所描述的驅(qū)動晶體管114的操作。
在像素160中,存儲電容182通過發(fā)光晶體管176而跨接于驅(qū)動晶體管174的柵極端子和漏極端子。存儲電容182具有第一端子182g(為方便起見,稱之為柵極側(cè)端子182g)和第二端子182s(為方便起見,稱之為源極側(cè)端子182s)。存儲電容182的柵極側(cè)端子182g電連接至驅(qū)動晶體管174的柵極端子。存儲電容182的源極側(cè)端子182s通過發(fā)光晶體管176電連接至驅(qū)動晶體管174的源極端子。因而,當發(fā)光晶體管176被導通時,驅(qū)動晶體管174的柵極-源極電壓Vgs是存儲電容182上的充電電壓。發(fā)光晶體管176根據(jù)發(fā)光線170進行操作(例如,在發(fā)光線170被設(shè)定為高電平時,發(fā)光晶體管176被導通,且反之亦然)。如下文將進一步說明,存儲電容182能夠由此在像素160的發(fā)光階段期間保持驅(qū)動晶體管174兩端的驅(qū)動電壓。
驅(qū)動晶體管174的漏極端子電連接至電壓電源線166。驅(qū)動晶體管174的源極端子電連接至OLED 172的陽極端子。OLED 172的陰極端子可以接地或能夠可選地連接至諸如電源線Vss等第二電壓電源線。因而,OLED 172與驅(qū)動晶體管174的電流路徑串聯(lián)連接。類似于結(jié)合圖2A和2B對OLED 110的說明,一旦OLED 172的陽極端子與陰極端子之間的電壓降達到OLED 172的操作電壓(VOLED),OLED 172根據(jù)流過OLED 172的電流發(fā)光。
數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管180和監(jiān)測晶體管178均根據(jù)選擇線168進行操作(例如,當選擇線168處于高電平時,晶體管178和180被導通,且當選擇線168處于低電平時,晶體管178和180關(guān)斷)。當導通時,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管180將驅(qū)動晶體管174的柵極端子電連接至數(shù)據(jù)線162。在像素160的實施中,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管180和/或監(jiān)測晶體管178能夠可選地由第二選擇線操作。當導通時,監(jiān)測晶體管178將存儲電容182的源極側(cè)端子182s電連接至監(jiān)測線164。當導通時,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管180將數(shù)據(jù)線162電連接至存儲電容182的柵極側(cè)端子182g。
圖4B是用于操作圖4A所示的像素160的時序圖。如圖4B所示,像素160可在監(jiān)測階段127、編程階段128和發(fā)光階段129中進行操作。
在像素160的監(jiān)測階段127期間,選擇線164和發(fā)光線170都被設(shè)定為高電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管180、監(jiān)測晶體管178和發(fā)光晶體管170都被導通。數(shù)據(jù)線162被固定在第一校準電壓(Vcal1),且監(jiān)測線168被固定在第二校準電壓(Vcal2)。第一校準電壓Vcal1通過數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管180被施加至驅(qū)動晶體管174的柵極端子。第二校準電壓Vcal2通過監(jiān)測晶體管178和發(fā)光晶體管176被施加至驅(qū)動晶體管174的源極端子。因此,第一校準電壓Vcal1和第二校準電壓Vcal2固定了驅(qū)動晶體管174的柵極-源極電壓Vgs,且驅(qū)動晶體管174根據(jù)它的柵極-源極電壓Vgs從電壓電源線166抽取電流。第二校準電壓Vcal2還被施加至OLED 172的陽極,且有利地被選擇為足以關(guān)閉OLED 172的電壓。通過在監(jiān)測階段127期間關(guān)閉OLED 172,確保了流經(jīng)驅(qū)動晶體管174的電流不流過OLED 174,而是經(jīng)由發(fā)光晶體管176和監(jiān)測晶體管178被傳輸至監(jiān)測線168。類似于結(jié)合圖2A和2B中的像素100對監(jiān)測階段121的說明,能夠?qū)⒃诒O(jiān)測線168上測量的電流用于提取像素160的劣化信息,例如用于指示驅(qū)動晶體管174的閾值電壓Vt的信息。
在編程階段128期間,選擇線164被設(shè)定為高電平且發(fā)光線170被設(shè)定為低電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管180和監(jiān)測晶體管178被導通,且同時發(fā)光晶體管176關(guān)斷。數(shù)據(jù)線162被設(shè)定成編程電壓(Vprog),且監(jiān)測線168被固定在參考電壓(Vref)。監(jiān)測線164能夠可選地被設(shè)定成補償電壓(Vcomp)而不是參考電壓Vref。存儲電容182的柵極側(cè)端子182g被設(shè)定成編程電壓Vprog,且源極側(cè)端子182s被設(shè)定成參考電壓Vref(或補償電壓Vcomp)。由此,根據(jù)編程電壓Vprog和參考電壓Vref(或補償電壓Vcomp)之間的差值對存儲電容182充電。在編程階段128期間對存儲電容182充電的電壓被稱為驅(qū)動電壓。驅(qū)動電壓是這樣的電壓:其適于施加在驅(qū)動晶體管172兩端以產(chǎn)生將使OLED 172發(fā)出期望量的光的期望驅(qū)動電流。類似于結(jié)合圖2A和2B所描述的像素100的操作,施加至源極側(cè)端子182s的補償電壓Vcomp是用于消除像素電路160的諸如在監(jiān)測階段127期間測量到的劣化等劣化(如,驅(qū)動晶體管174的閾值電壓Vt的增大)的適當電壓。額外地或替代地,能夠通過調(diào)整施加至柵極側(cè)端子182g的編程電壓Vprog來補償像素160的劣化。
在編程階段128期間,驅(qū)動晶體管174通過發(fā)光晶體管176而與存儲電容182隔離,發(fā)光晶體管176在編程階段128期間使驅(qū)動晶體管174的源極端子與存儲電容182斷開連接。類似于結(jié)合圖3A和3B對發(fā)光晶體管150的操作的說明,通過在編程階段128期間使驅(qū)動晶體管174和存儲電容182隔離,有利地防止了驅(qū)動晶體管174在編程階段128期間被導通。通過防止驅(qū)動晶體管174導通,由于沒有電流經(jīng)過開關(guān)晶體管傳輸,所以在編程階段128期間施加至存儲電容182的電壓有利地與開關(guān)晶體管的電阻無關(guān)。在像素160的構(gòu)造中,發(fā)光晶體管176還有利地在編程階段128期間使存儲電容182與OLED 172斷開連接,這防止了在編程階段128期間存儲電容182受到OLED 172的內(nèi)部電容的影響。
在像素160的發(fā)光階段129期間,選擇線164被設(shè)定為低電平而發(fā)光線170被設(shè)定為高電平。在發(fā)光階段129期間,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管180和監(jiān)測晶體管178關(guān)斷并且發(fā)光晶體管176導通。通過導通發(fā)光晶體管176,存儲電容182連接在驅(qū)動晶體管174的柵極端子和源極端子之間。驅(qū)動晶體管174根據(jù)存儲在存儲電容182上的驅(qū)動電壓從電壓電源線166抽取驅(qū)動電流。OLED 172開啟且OLED 172的陽極端子處的電壓調(diào)整成OLED 172的操作電壓VOLED。存儲電容182自調(diào)整驅(qū)動晶體管174的源極端子的電壓和/或柵極端子的電壓以消除這兩個電壓中一者或另一者的變化,由此存儲電容182保持驅(qū)動電壓。例如,如果源極側(cè)端子182s上的電壓在發(fā)光階段129期間由于例如OLED 172的陽極端子處于操作電壓VOLED而變化,存儲電容182調(diào)整驅(qū)動晶體管174的柵極端子上的電壓,以保持驅(qū)動晶體管174的柵極端子與源極端子之間的驅(qū)動電壓。
雖然使用n型晶體管(其可以是薄膜晶體管并且可以由非晶硅形成)圖示了圖4A所示的驅(qū)動電路,但也可以將圖4A所示的像素160的驅(qū)動電路和圖4B所示的操作周期擴展成具有一個或多個p型晶體管且具有除薄膜晶體管之外的其它晶體管的互補電路。
圖5A是像素200的示例性像素電路構(gòu)造的電路圖。像素200的驅(qū)動電路用于編程、監(jiān)測和驅(qū)動像素200。像素200包括用于傳輸流經(jīng)OLED 220的驅(qū)動電流的驅(qū)動晶體管214。OLED 220類似于圖2A所示的OLED 110,且根據(jù)流經(jīng)OLED 220的電流發(fā)光。OLED 220可以由任何電流驅(qū)動型發(fā)光器件代替。具有連接至數(shù)據(jù)驅(qū)動器和地址驅(qū)動器等的適當連接線的像素200可在結(jié)合到圖1所描述的顯示系統(tǒng)50的顯示面板20中。
像素200的驅(qū)動電路還包括存儲電容218、數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216、監(jiān)測晶體管212和發(fā)光晶體管222。像素200連接到數(shù)據(jù)線202、電壓電源線206、監(jiān)測(monitor)線208、選擇線204和發(fā)光線210。驅(qū)動晶體管214根據(jù)驅(qū)動晶體管214的柵極端子與驅(qū)動晶體管214的源極端子之間的柵極-源極電壓(Vgs)和驅(qū)動晶體管214的閾值電壓(Vt)從電壓電源線206提取電流。驅(qū)動晶體管214的漏極-源極電流和柵極-源極電壓之間的關(guān)系類似于結(jié)合圖2A和2B所描述的驅(qū)動晶體管114的操作。
在像素200中,存儲電容218通過發(fā)光晶體管222而跨接于驅(qū)動晶體管214的柵極端子和漏極端子。存儲電容218具有第一端子218g(為方便起見,稱之為柵極側(cè)端子218g)和第二端子218s(為方便起見,稱之為源極側(cè)端子218s)。存儲電容218的柵極側(cè)端子218g電連接至驅(qū)動晶體管214的柵極端子。存儲電容218的源極側(cè)端子218s通過發(fā)光晶體管222而電連接至驅(qū)動晶體管214的源極端子。因而,當發(fā)光晶體管222被導通時,驅(qū)動晶體管214的柵極-源極電壓Vgs是存儲電容218上的充電電壓。發(fā)光晶體管222根據(jù)發(fā)光線210進行操作(如,在發(fā)光線210被設(shè)定為高電平時發(fā)光晶體管222被導通,反之亦然)。如下文將進一步說明,存儲電容218能夠由此在像素200的發(fā)光階段期間保持驅(qū)動晶體管214兩端的驅(qū)動電壓。
驅(qū)動晶體管214的漏極端子電連接至電壓電源線206。驅(qū)動晶體管214的源極端子通過發(fā)光晶體管222電連接至OLED 220的陽極端子。OLED 220的陰極端子可以接地或能夠可選地連接到諸如電源線Vss等第二電壓電源線。因而,OLED 220與驅(qū)動晶體管214的電流路徑串聯(lián)連接。類似于結(jié)合圖2A和2B對OLED 110的說明,一旦OLED 220的陽極端子和陰極端子之間的電壓降達到OLED 220的操作電壓(VOLED),OLED 220根據(jù)流經(jīng)OLED 220的電流發(fā)光。
數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216和監(jiān)測晶體管212均根據(jù)選擇線204進行操作(例如,當選擇線204處于高電平時,晶體管212和216被導通,且當選擇線204處于低電平時,晶體管212和216被關(guān)斷)。當導通時,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216將驅(qū)動晶體管214的柵極端子電連接至數(shù)據(jù)線202。在像素200的實施中,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216和/或監(jiān)測晶體管212能夠可選地由第二選擇線操作。當導通時,監(jiān)測晶體管212將存儲電容218的源極側(cè)端子218s電連接至監(jiān)測線208。當導通時,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216將數(shù)據(jù)線202電連接至存儲電容218的柵極側(cè)端子218g。
圖5B是用于在編程階段和發(fā)光階段中操作圖5A所示的像素200的時序圖。如圖5B所示,像素200可在編程階段223和發(fā)光階段224中進行操作。圖5C是用于在TFT監(jiān)測階段225中操作圖5A所示的像素200以測量驅(qū)動晶體管214的各個方面的時序圖。圖5D是用于在OLED監(jiān)測階段226中操作圖5A所示的像素200以測量OLED 220的各個方面的時序圖。
在操作(驅(qū)動)像素200的示例性實施中,可針對視頻顯示的各幀在編程階段223和發(fā)光階段224中操作像素200。還可可選地在監(jiān)測階段225和監(jiān)測階段226中的一者或兩者中操作像素200以監(jiān)測像素200由于驅(qū)動晶體管214而產(chǎn)生的劣化或OLED 220的劣化,或監(jiān)測上述兩種劣化。像素200可在監(jiān)測階段225和226中間歇地、周期性地進行操作或根據(jù)排序和優(yōu)先級算法(sorting and prioritization algorithm)進行操作,以動態(tài)地確定和識別顯示器中的需要更新劣化信息以用于提供補償?shù)南袼?。因此,與經(jīng)由像素200顯示的單個幀相對應的驅(qū)動順序可包括編程階段223和發(fā)光階段224,且能夠可選地包括監(jiān)測階段225和226中的一者或兩者。
在編程階段223期間,選擇線204被設(shè)定為高電平且發(fā)光線210被設(shè)定為低電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216和監(jiān)測晶體管212導通,而發(fā)光晶體管222關(guān)斷。數(shù)據(jù)線202被設(shè)定為編程電壓(Vprog),并且監(jiān)測線208被固定在參考電壓(Vref)。監(jiān)測線208能夠可選地被設(shè)定成補償電壓(Vcomp)而不是參考電壓Vref。存儲電容218的柵極側(cè)端子218g被設(shè)定成編程電壓Vprog且源極側(cè)端子218s被設(shè)定成參考電壓Vref(或補償電壓Vcomp)。由此,根據(jù)編程電壓Vprog與參考電壓Vref(或補償電壓Vcomp)之間的差對存儲電容218充電。在編程階段223期間對存儲電容218充電的電壓被稱為驅(qū)動電壓。驅(qū)動電壓是這樣的電壓:其適于施加在驅(qū)動晶體管兩端以產(chǎn)生將使OLED 220發(fā)出期望量的光的期望驅(qū)動電流。類似于結(jié)合圖2A和2B所描述的像素100的操作,可選地施加至源極側(cè)端子218s的補償電壓Vcomp是用于消除像素電路200的諸如在監(jiān)測階段225和226期間測量到的劣化等劣化(如,驅(qū)動晶體管214的閾值電壓Vt的增大)的適當電壓。額外地或替代地,能夠通過調(diào)整施加到柵極側(cè)端子218g的編程電壓Vprog來補償像素200的劣化。
此外,類似于結(jié)合圖3A和3B所描述的像素130,發(fā)光晶體管222確保了驅(qū)動晶體管214在編程階段223期間與存儲電容218隔離。通過使存儲電容218的源極側(cè)端子218s與驅(qū)動晶體管214斷開連接,發(fā)光晶體管222確保了驅(qū)動晶體管在編程期間不被導通,以使得沒有電流流經(jīng)開關(guān)晶體管。如先前所討論,通過經(jīng)由發(fā)光晶體管222使驅(qū)動晶體管214與存儲電容218隔離,確保了在編程階段223期間在存儲電容218上充電的電壓與開關(guān)晶體管的電阻無關(guān)。
在像素200的發(fā)光階段224期間,選擇線204被設(shè)定為低電平而發(fā)光線210被設(shè)定為高電平。在發(fā)光階段224期間,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216和監(jiān)測晶體管212關(guān)斷且發(fā)光晶體管222被導通。通過導通發(fā)光晶體管222,存儲電容218被連接在驅(qū)動晶體管214的柵極端子與源極端子之間。驅(qū)動晶體管214根據(jù)存儲在存儲電容218上的驅(qū)動電壓從電壓電源線206抽取驅(qū)動電流。OLED 220開啟且OLED 220的陽極端子處的電壓調(diào)整成OLED 220的操作電壓VOLED。存儲電容218通過自調(diào)整驅(qū)動晶體管214的源極端子的電壓和/或柵極端子的電壓以消除這兩個電壓中一者或另一者的變化,由此保持驅(qū)動電壓。例如,如果源極側(cè)端子218s上的電壓在發(fā)光階段224期間由于例如OLED 220的陽極端子處于操作電壓VOLED而變化,存儲電容218調(diào)整驅(qū)動晶體管214的柵極端子上的電壓,以保持驅(qū)動晶體管214的柵極端子與源極端子之間的驅(qū)動電壓。
在像素200的TFT監(jiān)測階段225期間,選擇線204和發(fā)光線210都被設(shè)定成高電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216、監(jiān)測晶體管212和發(fā)光晶體管222都導通。數(shù)據(jù)線202被固定在第一校準電壓(Vcal1),且監(jiān)測線208被固定在第二校準電壓(Vcal2)。第一校準電壓Vcal1通過數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216被施加至驅(qū)動晶體管214的柵極端子。第二校準電壓Vcal2通過監(jiān)測晶體管212和發(fā)光晶體管222被施加至驅(qū)動晶體管214的源極端子。因此,第一校準電壓Vcal1和第二校準電壓Vcal2固定了驅(qū)動晶體管214的柵極-源極電壓Vgs,且驅(qū)動晶體管214根據(jù)它的柵極-源極電壓Vgs從電壓電源線206抽取電流。第二校準電壓Vcal2也被施加至OLED 220的陽極,且有利地被選擇為足以關(guān)閉OLED 220的電壓。通過在TFT監(jiān)測階段225期間關(guān)閉OLED 220,確保了流經(jīng)驅(qū)動晶體管214的電流不流過OLED 220,而是經(jīng)由發(fā)光晶體管222和監(jiān)測晶體管212被傳輸至監(jiān)測線208。類似于結(jié)合圖2A和2B中的像素100對監(jiān)測階段121的說明,能夠?qū)⒃诒O(jiān)測線208上測量的電流用于提取像素200的劣化信息,例如用于指示驅(qū)動晶體管214的閾值電壓Vt的信息。
在像素200的OLED監(jiān)測階段226期間,選擇線204被設(shè)定成高電平而發(fā)光線210被設(shè)定為低電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216和監(jiān)測晶體管212導通,而發(fā)光晶體管222關(guān)斷。數(shù)據(jù)線202被固定在參考電壓Vref,且監(jiān)測線拉出(source)或灌入(sink)監(jiān)測線208上的固定電流。監(jiān)測線208上的固定電流通過監(jiān)測晶體管212被施加至OLED 220,且使OLED 220處于它的操作電壓VOLED。因此,通過將固定電流施加至監(jiān)測線208并測量監(jiān)測線208的電壓,能夠提取OLED 220的操作電壓VOLED。
還需注意,在圖5B至圖5D中,在每個操作階段內(nèi),與選擇線被設(shè)定成特定電平相比,通常以更長的持續(xù)時間來設(shè)定發(fā)光線的電平。通過在操作周期期間延遲、縮短或延長選擇線204和/或發(fā)光線210所保持的值的持續(xù)時間,能夠在后續(xù)的操作周期之前將像素200的各個方面更精確地位于穩(wěn)定的點。例如,對于編程操作周期223,通過在將選擇線204設(shè)定為高電平之前將發(fā)光線210設(shè)定為低電平,使得驅(qū)動晶體管214能夠在經(jīng)由數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管216將新的編程信息施加至驅(qū)動晶體管之前停止驅(qū)動電流。雖然針對像素200圖示了在像素200的不同操作周期之前和之后延遲或設(shè)置穩(wěn)定時間(settling time)的特征,但也可對本文所披露的其它電路(例如,像素100、130、170等)的操作周期進行類似的修改。
雖然使用n型晶體管(其可以是薄膜晶體管并且可以由非晶硅形成)圖示了圖5A所示的驅(qū)動電路,但也可以將圖5A所示的像素200的驅(qū)動電路和圖5B至圖5D所示的操作周期擴展成具有一個或多個p型晶體管且具有除薄膜晶體管之外的其它晶體管的互補電路。
圖6A是像素240的示例性像素電路構(gòu)造的電路圖。像素240的驅(qū)動電路用于編程、監(jiān)測和驅(qū)動像素240。像素240包括用于傳輸流經(jīng)OLED256的驅(qū)動電流的驅(qū)動晶體管252。OLED 256類似于圖2A所示的OLED 110,且根據(jù)流過OLED 256的電流發(fā)光。OLED 256可以由任何電流驅(qū)動型發(fā)光器件代替。具有連接至數(shù)據(jù)驅(qū)動器、地址驅(qū)動器和監(jiān)測系統(tǒng)等的連接線的像素240可被用于結(jié)合圖1所描述的顯示系統(tǒng)50的顯示面板20中。
像素240的驅(qū)動電路還包括存儲電容262、數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管260、監(jiān)測晶體管258和發(fā)光晶體管254。像素240連接至數(shù)據(jù)/監(jiān)測(data/monitor)線242、電壓電源線246、第一選擇線244、第二選擇線245和發(fā)光線250。驅(qū)動晶體管252根據(jù)驅(qū)動晶體管252的柵極端子和驅(qū)動晶體管252的源極端子兩端的柵極-源極電壓(Vgs)和驅(qū)動晶體管252的閾值電壓(Vt)從電壓電源線246提取電流。驅(qū)動晶體管252的漏極-源極電流和柵極-源極電壓之間的關(guān)系類似于結(jié)合圖2A和2B所描述的驅(qū)動晶體管114的操作。
在像素240中,存儲電容262通過發(fā)光晶體管254而跨接于驅(qū)動晶體管252的柵極端子和漏極端子。存儲電容262具有第一端子262g(為方便起見,稱之為柵極側(cè)端子262g)和第二端子262s(為方便起見,稱之為源極側(cè)端子262s)。存儲電容262的柵極側(cè)端子262g電連接至驅(qū)動晶體管252的柵極端子。存儲電容262的源極側(cè)端子262s通過發(fā)光晶體管254而電連接至驅(qū)動晶體管252的源極端子。因而,當發(fā)光晶體管254導通時,驅(qū)動晶體管252的柵極-源極電壓Vgs是存儲電容262上的充電電壓。發(fā)光晶體管254根據(jù)發(fā)光線250進行操作(例如,在發(fā)光線250被設(shè)定為高電平時,發(fā)光晶體管254被導通,反之亦然)。如下文將進一步說明地,存儲電容262能夠由此在像素240的發(fā)光階段期間保持驅(qū)動晶體管252兩端的驅(qū)動電壓。
驅(qū)動晶體管252的漏極端子電連接至電壓電源線246。驅(qū)動晶體管252的源極端子通過發(fā)光晶體管254電連接至OLED 256的陽極端子。OLED 256的陰極端子可以接地或者能夠可選地連接至諸如電源線Vss等第二電壓電源線。因而,OLED 256與驅(qū)動晶體管252的電流路徑串聯(lián)連接。類似于結(jié)合圖2A和2B對OLED 110的說明,一旦OLED 256的陽極端子和陰極端子之間的電壓降達到OLED 256的操作電壓(VOLED),OLED 256根據(jù)流過OLED 256的電流發(fā)光。
數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管260根據(jù)第一選擇線244進行操作(例如,當?shù)谝贿x擇線244被設(shè)定為高電平時,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管260被導通;當?shù)谝贿x擇線244被設(shè)定為低電平時,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管260被關(guān)斷)。類似地,監(jiān)測晶體管258根據(jù)第二選擇線245進行操作。當導通時,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管260將存儲電容262的柵極側(cè)端子262g電連接至數(shù)據(jù)/監(jiān)測線242。當導通時,監(jiān)測晶體管258將存儲電容262的源極側(cè)端子262s電連接至數(shù)據(jù)/監(jiān)測線242。
圖6B是用于在編程階段和發(fā)光階段中操作圖6A所示的像素240的時序圖。如圖6B所示,像素240可在編程階段227和發(fā)光階段228中進行操作。圖6C是用于操作圖6A所示的像素240以測量驅(qū)動晶體管252的各個方面的時序圖。圖6D是用于操作圖6A所示的像素240以測量OLED 256的各個方面的時序圖。
在操作(驅(qū)動)像素240的示例性實施中,可針對視頻顯示的各幀在編程階段227和發(fā)光階段228中操作像素240。還可以可選地在監(jiān)測階段一者或兩者中操作像素240以監(jiān)測像素240由于驅(qū)動晶體管252而產(chǎn)生的劣化或OLED 256的劣化,或監(jiān)測上述兩種劣化。
在編程階段227期間,第一選擇線244被設(shè)定為高電平,第二選擇線245被設(shè)定為低電平且發(fā)光線250被設(shè)定為低電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管260導通,而發(fā)光晶體管254和監(jiān)測晶體管258關(guān)斷。數(shù)據(jù)/監(jiān)測線242被設(shè)定成編程電壓(Vprog)。能夠根據(jù)補償信息可選地調(diào)整編程電壓Vprog,以補償像素240的劣化。存儲電容262的柵極側(cè)端子262g被設(shè)定成編程電壓Vprog,并且在沒有電流流經(jīng)OLED 256時源極側(cè)端子262s處于與OLED 256的陽極端子相對應的電壓。由此,根據(jù)編程電壓Vprog對存儲電容262充電。在編程階段227期間對存儲電容262充電的電壓被稱為驅(qū)動電壓。驅(qū)動電壓是這樣的電壓:其適于施加在驅(qū)動晶體管252兩端以產(chǎn)生將使OLED 256發(fā)出期望量的光的期望驅(qū)動電流。
此外,類似于結(jié)合圖4A和4B所描述的像素160,發(fā)光晶體管254確保了驅(qū)動晶體管252在編程階段227期間與存儲電容262隔離。通過使存儲電容262的源極側(cè)端子262s與驅(qū)動晶體管252斷開連接,發(fā)光晶體管254確保了驅(qū)動晶體管252在編程期間不被導通,以使得沒有電流流經(jīng)開關(guān)晶體管。如先前所討論,通過經(jīng)由發(fā)光晶體管254使驅(qū)動晶體管252與存儲電容262隔離,確保了在編程階段227期間在存儲電容262上充電的電壓與開關(guān)晶體管的電阻無關(guān)。
在像素240的發(fā)光階段228期間,第一選擇線244和第二選擇線245被設(shè)定為低電平而發(fā)光線250被設(shè)定為高電平。在發(fā)光階段228期間,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管260和監(jiān)測晶體管258關(guān)斷且發(fā)光晶體管254導通。通過導通發(fā)光晶體管254,存儲電容262連接于驅(qū)動晶體管252的柵極端子和源極端子兩端。驅(qū)動晶體管252根據(jù)存儲在存儲電容262上的驅(qū)動電壓從電壓電源線246抽取驅(qū)動電流。OLED 256開啟且OLED 256的陽極端子處的電壓調(diào)整成OLED 256的操作電壓VOLED。存儲電容262通過自調(diào)整驅(qū)動晶體管252的源極端子的電壓和/或柵極端子的電壓以消除這兩個電壓中一者或另一者的變化,由此保持驅(qū)動電壓。例如,如果源極側(cè)端子262s上的電壓在發(fā)光階段228期間由于例如OLED 256的陽極端子處于操作電壓VOLED而變化,存儲電容262調(diào)整驅(qū)動晶體管252的柵極端子上的電壓,以保持驅(qū)動晶體管252的柵極端子和源極端子兩端的驅(qū)動電壓。
TFT監(jiān)測操作包括充電階段229和讀取階段230。在充電階段229期間,第一選擇線244被設(shè)定為高電平而第二選擇線245和發(fā)光線250被設(shè)定為低電平。類似于編程階段227,使用被施加至數(shù)據(jù)/監(jiān)測線242的第一校準電壓(Vcal1)來對存儲電容262的柵極側(cè)端子262g充電。接下來,在讀取階段230期間,第一選擇線244被設(shè)定為低電平,且第二選擇線245和發(fā)光線250被設(shè)定為高電平。數(shù)據(jù)/監(jiān)測線242被設(shè)定成第二校準電壓(Vcal2)。第二校準電壓Vcal2有利地反向偏置OLED 256,使得流經(jīng)驅(qū)動晶體管252的電流流至數(shù)據(jù)/監(jiān)測線242。在測量電流的同時將數(shù)據(jù)/監(jiān)測線242保持在第二校準電壓值Vcal2。類似于上面的說明,通過將所測量的電流與第一校準電壓Vcal1和第二校準電壓Vcal2進行比較,使得能夠提取與驅(qū)動晶體管252相關(guān)的劣化信息。
OLED監(jiān)測階段也包括充電階段231和讀取階段232。在充電階段231期間,第一選擇線244被設(shè)定為高電平而第二選擇線245被設(shè)定為低電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管260導通并將校準電壓(Vcal)施加至存儲電容262的柵極側(cè)端子262g。在讀取階段232期間,將數(shù)據(jù)/監(jiān)測線242上電流固定,并同時測量電壓以提取OLED 256的操作電壓(VOLED)。
像素240有利地將數(shù)據(jù)線和監(jiān)測線合并成一根線,與不具有上述合并的像素相比,這使得像素240能夠被封裝在更小的區(qū)域中,并由此增加了像素密度和顯示屏分辨率。
雖然使用n型晶體管(其可以是薄膜晶體管并且可以由非晶硅形成)圖示了圖6A所示的驅(qū)動電路,但也可以將圖6A所示的像素240的驅(qū)動電路和圖6B至6D所示的操作周期擴展成具有一個或多個p型晶體管且具有除薄膜晶體管之外的其它晶體管的互補電路。
圖7A是像素270的示例性像素電路構(gòu)造的電路圖。除了像素270在驅(qū)動晶體管284和OLED 288之間包括額外的發(fā)光晶體管286以及數(shù)據(jù)線272和監(jiān)測(monitor)線278的構(gòu)造不同于像素100之外,像素270在結(jié)構(gòu)上類似于圖2A中的像素100。發(fā)光晶體管286也位于存儲電容292和OLED 288之間,使得在像素270的編程階段期間,能夠使存儲電容292不與OLED 288電連接。通過在編程期間使存儲電容292與OLED 288斷開連接,防止了存儲電容292的編程由于OLED 288的電容而受到影響或擾亂。除了由發(fā)光晶體管286及數(shù)據(jù)和監(jiān)測線帶來的差異之外,如下文將進一步說明地,像素270還能夠以不同于像素100的方式操作。
圖7B是用于在編程階段和發(fā)光階段中操作圖7A所示的像素270的時序圖。如圖7B所示,像素270可在編程階段233和發(fā)光階段234中進行操作。圖7C是用于在TFT監(jiān)測階段235中操作圖7A所示的像素270以測量驅(qū)動晶體管284的各個方面的時序圖。圖7D是用于在OLED監(jiān)測階段236中操作圖7A所示的像素270以測量OLED 288的各個方面的時序圖。
在操作(驅(qū)動)像素270的示例性實施中,可針對視頻顯示的各幀在編程階段233和發(fā)光階段234中操作像素270。還可以可選地在監(jiān)測階段235和236中的一者或兩者中操作像素270以監(jiān)測像素270由于驅(qū)動晶體管284而產(chǎn)生的劣化或OLED 288的劣化,或監(jiān)測上述兩種劣化。像素270可在監(jiān)測階段235和236中間歇地、周期性地進行操作,或者根據(jù)排序和優(yōu)先級算法進行操作,以動態(tài)地確定和識別顯示器中的需要更新劣化信息以用于提供補償?shù)南袼?。因此,與通過像素270顯示的單個幀相對應的驅(qū)動順序可以包括編程階段233和發(fā)光階段234,且能夠可選地包括監(jiān)測階段235和236中的一者或兩者。
在編程階段233期間,選擇線274被設(shè)定為高電平且發(fā)光線280被設(shè)定為低電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管290和監(jiān)測晶體管282被導通,而發(fā)光晶體管286被關(guān)斷。數(shù)據(jù)線272被設(shè)定成編程電壓(Vprog),且監(jiān)測線278被固定在參考電壓(Vref)。監(jiān)測線278能夠可選地被設(shè)定成補償電壓(Vcomp)而不是參考電壓Vref。存儲電容292的柵極側(cè)端子292g被設(shè)定成編程電壓Vprog且源極側(cè)端子292s被設(shè)定成參考電壓Vref(或補償電壓Vcomp)。由此,根據(jù)編程電壓Vprog和參考電壓Vref(或補償電壓Vcomp)之間的差對存儲電容292充電。在編程階段233期間對存儲電容292充電的電壓被稱為驅(qū)動電壓。驅(qū)動電壓是這樣的電壓:其適于施加在驅(qū)動晶體管兩端以產(chǎn)生將使OLED 288發(fā)出期望量的光的期望驅(qū)動電流。類似于結(jié)合圖2A和2B所描述的像素100的操作,可選地被施加至源極側(cè)端子292s的補償電壓Vcomp是用于消除像素電路270的諸如在監(jiān)測階段235和236期間測量到的劣化等劣化(如,驅(qū)動晶體管284的閾值電壓Vt的增大)的適當電壓。額外地或替代地,能夠通過對施加至柵極側(cè)端子292g的編程電壓Vprog的調(diào)整來補償像素270的劣化。
在像素270的發(fā)光階段234期間,選擇線274被設(shè)定為低電平而發(fā)光線280被設(shè)定為高電平。在發(fā)光階段234期間,數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管290和監(jiān)測晶體管282被關(guān)斷且發(fā)光晶體管286被導通。通過導通發(fā)光晶體管286,存儲電容292被連接于驅(qū)動晶體管284的柵極端子和源極端子之間。驅(qū)動晶體管284根據(jù)存儲在存儲電容292上的驅(qū)動電壓從電壓電源線276抽取驅(qū)動電流。OLED 288開啟且OLED 288的陽極端子處的電壓調(diào)整成OLED 288的操作電壓VOLED。存儲電容292通過自調(diào)整驅(qū)動晶體管284的源極端子的電壓和/或柵極端子的電壓以消除這兩個電壓中一者或另一者的變化,由此保持驅(qū)動電壓。例如,如果源極側(cè)端子292s上的電壓在發(fā)光階段234期間由于例如OLED 288的陽極端子處于操作電壓VOLED而變化,存儲電容292調(diào)整驅(qū)動晶體管284的柵極端子上的電壓,以保持驅(qū)動晶體管284的柵極端子和源極端子之間的驅(qū)動電壓。
在像素270的TFT監(jiān)測階段235期間,選擇線274被設(shè)定成高電平而發(fā)光線280被設(shè)定成低電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管290和監(jiān)測晶體管282被導通,而發(fā)光晶體管286關(guān)斷。數(shù)據(jù)線272被固定在第一校準電壓(Vcal1),且監(jiān)測線278被固定在第二校準電壓(Vcal2)。第一校準電壓Vcal1通過數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管290被施加至驅(qū)動晶體管284的柵極端子。第二校準電壓Vcal2通過監(jiān)測晶體管282被施加至驅(qū)動晶體管284的源極端子。因此,第一校準電壓Vcal1和第二校準電壓Vcal2固定了驅(qū)動晶體管284的柵極-源極電壓Vgs,并且驅(qū)動晶體管284根據(jù)它的柵極-源極電壓Vgs從電壓電源線276抽取電流。發(fā)光晶體管286關(guān)斷,這使得在TFT監(jiān)測階段235期間將OLED 288從驅(qū)動晶體管284的電流路徑中移除。因而,來自驅(qū)動晶體管284的電流經(jīng)由監(jiān)測晶體管282被傳輸至監(jiān)測線278。類似于結(jié)合圖2A和2B中的像素100對監(jiān)測階段121的說明,能夠?qū)⒃诒O(jiān)測線278上測量的電流用于提取像素270的劣化信息,例如用于指示驅(qū)動晶體管284的閾值電壓Vt的信息。
在像素270的OLED監(jiān)測階段236期間,選擇線274和發(fā)光線280被設(shè)定為高電平。數(shù)據(jù)開關(guān)晶體管290、監(jiān)測晶體管282和發(fā)光晶體管286都被導通。數(shù)據(jù)線272被固定在參考電壓Vref,且監(jiān)測線拉出或灌入監(jiān)測線278上的固定電流。監(jiān)測線278上的固定電流通過監(jiān)測晶體管282被施加至OLED 288,且使OLED 288處于它的操作電壓VOLED。因此,通過將固定電流施加到監(jiān)測線278并測量監(jiān)測線278的電壓,能夠提取OLED 288的操作電壓VOLED。
雖然使用n型晶體管(其可以是薄膜晶體管并且可以由非晶硅形成)圖示了圖7A所示的驅(qū)動電路,但也可以將圖7A所示的像素270的驅(qū)動電路和圖7B至圖7D所示的操作周期擴展成具有一個或多個p型晶體管且具有除薄膜晶體管之外的其它晶體管的互補電路。
這里披露的電路通常是指彼此連接或耦合的電路元器件。在多數(shù)情況下,這里所指的連接是通過直接連接實現(xiàn)的,即在連接點之間除了導線之外不存在任何電路元件。盡管沒有總是明確地說明,但這類連接能夠通過在顯示面板的基板上限定的導電溝道來實現(xiàn)(例如,通過沉積在各種連接點之間的導電透明氧化物來實現(xiàn))。銦錫氧化物是一種此類導電透明氧化物。在一些情況下,耦合和/或連接的元器件可通過連接點之間的電容性耦合來進行耦合,以使得連接點通過該電容元件串聯(lián)連接。雖然沒有直接連接,但此類電容性耦合連接仍使得這些連接點能夠電壓變化而相互影響,上述電壓變化通過經(jīng)由電容性耦合作用且不存在DC偏置的情況下而被反映在另一連接點處。
此外,在一些情況下,本文所述的各種連接和耦合能夠通過借助兩個連接點之間的其它電路元件的非直接連接來實現(xiàn)。一般而言,布置在連接點之間的一個或多個電路元件可以是二極管、電阻、晶體管、開關(guān)等。在連接是非直接連接的情況下,兩個連接點之間的電壓和/或電流經(jīng)由用于連接的電路元件而充分相關(guān),以至于這兩個連接點能夠(經(jīng)由電壓變化、電流變化等)相互影響,同時仍能夠?qū)崿F(xiàn)與本文所述的效果相同的效果。電路設(shè)計領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解,在一些示例中,可以對電壓和/或電流進行調(diào)節(jié),以應對用于提供非直接連接的額外的電路元件。
這里披露的任何電路可根據(jù)多種不同的制造技術(shù)來制造,這些技術(shù)包括例如多晶硅、非晶硅、有機半導體、金屬氧化物和傳統(tǒng)的CMOS。這里披露的任何電路可通過相對應的互補電路結(jié)構(gòu)來進行修改(如,n型晶體管可被轉(zhuǎn)換成p型晶體管,反之亦然)。
可使用兩個或多個計算系統(tǒng)或設(shè)備來替換這里披露的任何一個控制器。因此,需要時還可以實施諸如冗余、復制等分布式處理的原理和優(yōu)點,以提高這里披露的控制器的魯棒性和性能。
本文中披露的示例性確定方法和處理的操作可通過機器可讀指令來實施。在這些示例中,機器可讀指令包括如下設(shè)備的執(zhí)行算法:(a)處理器、(b)控制器、和/或(c)一個或多個其它合適的處理設(shè)備。所述算法可以包含在諸如閃存、CD-ROM、軟盤、硬盤驅(qū)動器、數(shù)字視頻(多功能)磁盤(DVD)或其它存儲設(shè)備等有形介質(zhì)所存儲的軟件中,但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應當容易理解,整個和/或部分算法也可按照公知的方式由處理器之外的設(shè)備執(zhí)行且/或包含在固件或?qū)S糜布?如,它可由專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯設(shè)備(PLD)、現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPLD)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、離散邏輯元件等實施)。例如,基線數(shù)據(jù)確定方法中的任何或所有組成部分可由軟件、硬件和或固件來實施。而且,這里闡述的機器可讀指令中的一些或所有指令可手動地實施。
雖然已經(jīng)圖示和說明了本發(fā)明的特定實施例和應用,但應當理解,本發(fā)明不限于本文中披露的精確結(jié)構(gòu)和組成,且在不脫離所附的權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下,各種變形、改變和變化根據(jù)上述說明是顯而易見的。