专利名称：显示装置的电路布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置的电路布置，其包括接收第一信号的输 入端，第一存储器元件，以及根据所述第一信号经由输出端输出第二 信号的驱动器元件。
背景技术：
US2001/0052606/iS开了一种显示装置，其包括在行和列电极交叉 处的像素的矩阵。每个像素包括电流反射镜电路，以便应付相对于电 荷载体迁移率和阈值电压由驱动晶体管之间的差异引起的晶体管一致 性问题。
这些类型的显示装置中的电流非常小，并且驱动像素所需的电压 与随后用于驱动像素的大大地不同。这导致显示像素较长的编程时间 的缺点，该显示像素需要通过非常小的电流对任何寄生电容充电。由 于这些较长的编程时间不是一直可用，因而从显示像素发出的光不能 精确地反映应用于该显示像素的电流信号。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有相对短的编程时间的显示装置的电 路布置。
该目标是通过提供一种显示装置的电路布置实现的，其中所述布 置包括接收第一信号的输入端；存储关于该第一信号的信息的第一存 储器元件；耦合到该笫一存储器元件的驱动器元件，用于根据该关于 第一信号的信息经由输出端输出第二信号；以及在该驱动器元件和输 入端之间耦合的校准电路，用于在接收该第一信号之前在校准阶段匹 配该驱动器元件和输入端之间的电位差。通过引入这种匹配，如果在 随后的编程阶段，第二信号要被编程成与在先前的编程阶段期间相同 的值，则在随后的编程阶段期间在输入端不需要电压变化。通常，第 二信号的随后值之间的偏差是很小的，因此输入端仅需要很小的电压 变化。由于这些电压变化很小，因而对任何与输入端关联的寄生电容充电或放电所需的时间相对较短。
在现有技术的布置中，编程阶段之前的输入端的电位可以与在编 程期间所需的电位完全不同。这导致在编程阶段期间需要相当长的时 间对寄生电容进行充电。如果在这种情况下在编程阶段结束之前没有 完成充电，则不能正确地编程第一存储器元件。在随后的编程阶段， 存在同样完全不同的电位，这意味着在编程阶段结束之前还没有完成 充电。根据本发明的电路布置允许递归动作，其中如果随后接收几个 相同的第一信号，则第二信号更精确地接近第一信号。
在实施方式中，校准电路包括将输入端耦合到校准电压的校准开 关。通过在校准阶段期间将该输入端耦合到校准电压，输入端的电压 以相对短的时间达到校准电压的值。因此，在校准阶段期间，校准电 路匹配该校准电压和驱动器元件的电位之间的差异。该开关可以是用 于所有耦合到输入端的校准电路的公共校准开关。该校准开关可以由 显示控制器控制。
在实施方式中，该校准电路进一步包括在输入端和驱动器元件之 间与其主端子耦合的校准晶体管，以及耦合到校准晶体管的栅极的笫 二存储器元件。在该实施方式中，校准晶体管在校准阶段期间通过其 主端子运送与先前的编程阶段的笫一信号对应的电流。在该校准阶段 期间，将该第二存储器元件设置成这样的值，以便晶体管的栅极通过 主端子接收一电压，该电压导致期望的电流，因此对应于先前的第一 信号，同时其主端子之间的电压差匹配输入端和驱动器元件之间的电 压差。结果，如果在校准阶段之后在随后的编程阶段期间将第一信号 以电流的形式应用于校准电路，如果该第一信号与先前的第一信号相 同，则不需要输入端的电位改变。
校准电路可以进一步包括耦合在主端子之一和校准晶体管的栅极 之间的开关。该开关可以在校准阶段期间闭合，以便将驱动器元件的 电位耦合到第二存储器元件。
可以在驱动器元件和输出端之间耦合另外的开关，以便阻塞输出 电流在校准和编程阶段期间流到输出端，该输出电流形成由驱动器元 件提供的第二信号。
可以在驱动器元件和校准电路之间耦合另外的开关。该开关在校 准和编程阶段期间闭合，以便将输出电流连接到校准晶体管。在本发明的优选实施方式中，将该第一存储器元件设置在电流反 射镜电路中。电流反射镜电路便于将输入信号复制成同样的输出信号。
该驱动器元件可以是驱动晶体管，其具有连接到所述第一存储器 元件的栅极，和耦合到校准电路的主端子，该栅极进一步经由开关耦 合到驱动晶体管的主端子。这是一种简单、节省成本的解决方案。
该第一存储器元件可以包括电容。
本发明进一步涉及包括如上所述的电路布置的列驱动器。显示装 置的元件典型地快速接收第一信号，将该第一信号快速精确地转换成 第二信号。
本发明进一步涉及包括多个显示像素的显示装置，该显示像素包 4t如上所述的电路布置。
本发明的另 一个方面是提供一种包括根据本发明的显示装置和信 号处理电路的产品。该产品可以是手持装置如移动电话、个人数字处
理(PDA)或便携式计算机以及装置如个人计算机的监视器、电视机或 汽车上的显示器例如仪表盘。
本发明最后涉及一种寻址显示像素的方法。进一步的从属权利要 求限定了有利的实施方式。
参照附图进一步说明本发明，其表示根据本发明的优选实施方 式。可以理解，本发明无论如何不会限制于这种特定和优选的实施方 式。
在附图中
附图l是表示包括有源矩阵显示装置的产品，
附图2是附图1所示的有源矩阵显示装置的筒图，
附图3表示附图2所示的有源矩阵显示器的显示像素和列驱动器的 驱动器部分的详图，
附图4表示两个沿附图2中所示的显示器列电极的如附图3所示的 显示像素，
附图5表示结合了根据本发明实施方式的显示像素的有源矩阵显 示装置，以及附图6A-6C表示根据本发明实施方式的有源矩阵显示装置的操作 的不同阶段。
具体实施例方式
附图1表示包括有源矩阵显示装置6和信号处理电路SP的产品1。显 示装置6包括具有多个以行4和列5的矩阵设置的显示像素3的有源矩阵 显示面板2。显示面板2是有源矩阵显示器，其包括包含聚合体发光二 极管(PLEDs)或小分子发光二极管(SM0LEDs)的显示像素3。显示面 板2可以是高分辨率显示面板，因为在这种显示面板中可用的编程时间 非常短。
产品l可以是电视接收器，其中信号处理电路SP包括接收电视信号 并且将该电视信号转换成驱动显示装置6的数据输入10的格式的电 路。可选地，产品l可以是手持装置，例如移动电话或PDA、便携式计 算机或个人计算机的监视器或者任何其它具有显示装置的产品。在这 些情况下，信号处理电路SP可以包括数据处理电路和将要显示的图象 处理成适于驱动数据输入l O的格式的电路。
附图2表示有源矩阵显示装置6的筒图，其包括例如附图l所示的产 品1的PLED显示面板2。显示装置6包括显示控制器7，其包括行选择电 路和列驱动器9，该列驱动器包括驱动显示像素3的各个列5 (参见附图 1)的驱动器部分9A。通过显示控制器7经由数据输入10接收数据信号， 该数据信号包括例如用于将在显示面板2上呈现的(视频)图象的信息 和数据。可以将数据经由线路13、列驱动器9和数据线11作为驱动器编 程电流Id"写入每个列5的适当的显示像素3。通过行选择电路8经由选 择线12执行显示像素3的行4 (参见附图l)的选择，这由显示控制器7 控制。通过显示控制器7执行显示像素3的行4的选择和将数据写入显示 像素3之间的同步。
附图3表示用于电流可编程显示像素3的电路布置，其中将第一信 号经由列电极ll作为电流Ip^应用。
在对显示像素3进行编程和在经由端子15驱动发射元件14如PLED 元件中使用驱动晶体管。通过表示驱动器部分9A的电流源Ip^指示在列 电极ll上应用编程电流。在编程周期期间，晶体管T4连接电容C与驱动 晶体管T2的载流电极，同时发射元件14通过晶体管T3与驱动晶体管T2隔离。在该编程阶段期间，通过T2强制数据输入编程电流，同时对电 容C充电或放电，这取决于先前编程的值，以便达到T2的相关栅极-源 极电压V。s。现在，通过断开T1和T4以及通过闭合T3，将驱动晶体管T2 的漏极电流作为第二信号提供给发射元件14。电容C的存储功能保证该
电流是线路ll上接收的编程电流信号的拷贝。
通过驱动晶体管T2的电流I等于与jli (V-Vt) 2成比例的Ipr。g，其中 y是电荷载流子的迁移率，Vt是驱动晶体管T2的阈值电压以及V是驱动 晶体管T2的栅极-源极电压。在此假定来自驱动晶体管T2的电流I真正 地等同于编程电流Ipr。g ，其是用于具有电流反射镜电路的显示像素3的 合理近似。因此，产生表示由编程电流Ipr。g的应用引起的电压的编程电 压V <formula>formula see original document page 8</formula>
其中V。。是提供给电源线的电压。在附图3所示的显示像素3的电流 反射镜电路具有下面的有利特征在低频率，不管不同显示像素3之间 的迁移率M和驱动晶体管的阈值电压Vt的差异，通过发射元件的电流 Luht等于通过驱动晶体管T2的电流I，并且该电流I是接收的编程电流
的最精确的拷贝。在下文中该电流I^ht也称作第二信号。每个驱动器 部分9A可以对显示像素应用与上述相同的电路布置。在这种情况下(参 见附图2),列驱动器9经由线路13接收驱动器编程电流Iw (对应于第 一信号)形式的数据。每个驱动器部分9A可以通过其驱动器编程电流 Id"的相应部分被顺序地编程。在驱动器部分9A的顺序编程之后，每个 驱动器部分9A可以同时将其编程电流I,g提供给与其耦合的数据线 11。因此，在将该电路布置应用于驱动器部分9A的情况下，编程电流 Ip^是该布置得到的输出，与在电流可编程显示像素3的描述中提到的 第二信号对应。
附图4表示沿显示面板2的列电极11的所有显示像素3的如附图3所 示的两个显示像素3。为了清楚，将晶体管T1、 T3和T4画成开关S1、 S3 和S4。当显示像素电路对于给定的编程电流Ipr。g稳定时，驱动晶体管T2 的迁移率/i和阈值电压Vt确定列电极ll上的电压Vpr。g。由于晶体管T2 相对于迁移率和阈值电压是不同的，因而该电压Vp^可以大大地不同。 当下面的显示像素3通过第一编程电流Ip^编程时，闭合相应的开关Sl,并且将列电极ll的电压Vpr。g稳定在特定的值，这取决于第一编程电
流以及这个显示像素3的T2的特性。如果随后上面的显示像素3被编 程，则下面的显示像素3的S1打开，同时上面的显示像素3的S1闭合。 即使当编程电流与用于下面的显示像素3的相同时，电压Vpr。g可能稳定 在与下面的显示像素3的电压相比不同的值，这是因为上面的显示像素 3的驱动晶体管T2的特性可能不同于下面的显示像素3的驱动晶体管T2 的特性。
编程电流Ip^典型地是低的，即从发射元件14的暗区的毫微安到全 亮的微安的数量级。列电极ll的线路电容可以是100pF的数量级。因 此，对上面的和下面的显示像素3之间l伏特的编程电压Vpr。g差异来说， 10毫微安的编程电流导致10微秒的周期来使列电极11实现所需的电压 VprDg。这种长的稳定时间限制了显示面板12以高频率操作，并且需要相 对短的编程时间。对高分频率的显示面板2来说，列电极ll的电容增
加，这产生了更坏的性能。此外，使用更高分辨率以及使用高效有机 LED的趋势导致了用于每个显示像素3的编程电流的减少。
附图5是本发明基本思想的筒图。在附图2所示的显示装置6中使用 的显示像素3或驱动器部分9A的电路布置A包括用于显示像素3或驱动 器部分9A的分别接收作为第一信号的电流Ip^或Id"的输入端11、 13, 和分别输出作为第二信号的电流I"w或Ipr。g的输出端15或11。该布置A 进一步包含耦合到驱动器D的第一存储器元件M1，以便根据第一信号
Ip^或IcUt输出笫二信号I"ght或Ipr。g,以及连接到校准电路S的笫二存储
器元件M2,以便通过将数据存储在与所述第一信号I，g或I"t相关的第 二存储器元件M2中匹配驱动器D和输入端11、 13之间的电位差。
操作中，在输入端ll、 13接收第一信号Ip^或Iht，并且在编程阶 段期间将其存储在第 一存储器元件M1中。在输出阶段期间根据第 一信
号Ipw或Idat从驱动器元件D产生第二信号In^或Ipw。接下来，在校准
阶段期间将与第 一信号Ip^或I"t有关的数据存储在第二存储器元件M2 中。可以将与第一信号有关的数据经由校准电路转移到第二存储器 M2,或者经由第一存储器M1和第二存储器M2的直接耦合转移(未示 出)。存储在第二存储器M2中的数据用于预置校准电路。这种预置包 括校准电路两端的电压的设置，该电压与输入端ll、 13和驱动器D之间 的电位差匹配。在校准阶段期间，将该设置完成至这样的一个值以便其运载与先前接收的第一信号相对应的电流。结果，当另外的第一信
号不是不同于先前的一个时，不需要输入端ll、 13的电位变化，因此， 在编程阶段，没有由编程电流Ip^对线路电容的充电造成的延迟。
因此，如果在输入端ll、 13接收随后另外的第一信号，只有该另
外的第一信号不同于先前接收的第一信号或者虽然该另外的第一信号 等于该原始或先前的第一信号但是存储在M2中的数据不与与该第一信 号有关的数据一致时，所述输入端ll、 13的电位才变化。
可选地，如果该另外的第一信号不是不同于先前接收的第一信 号，则可以跳过该校准阶段。当使用这种方法时，仅需要实现由两个 不同的随后的第一信号Ip^或Id"产生的输入端11、 13的电位差。可以 非常快地实现这种电位变化，因为第二信号即Iught或Ip^可以分别是第
一信号Ipr。g或Id"更精确的拷贝。此外，该方法允许递归动作，其中如 果在输入端ll、13接收几个相同的第一信号，则第二信号Iught或Ipr。g
甚至更精确地接近第一信号Ip^或Ut。实际上对在显示面板2上显示的 随后的帧来说，通过显示面板2的显示像素2显示的信息经常基本上是 相同的。
附图6A-6C表示在附图5中显示的显示像素3的基本布置的应用。然 而，应当理解，本发明决不是限于该特定的应用。
在附图6A中，在输出阶段表示显示像素3。电容C上的电压可以使
T2使用作为先前接收的其数据被存储在电容C中的第一信号Ipr。g的结果
的第二信号I^ht经由第二端15驱动电流发射元件14。应当理解，本发 明不需要从发射元件14发射光。T2对应于驱动器元件D，而电容C对应 于附图5的第 一存储器元件M1 。
在附图6B中表示校准阶段。在列电极ll上接收第一信号Ipw之前， 通过闭合开关Sl和S5，将与先前的第一信号Ip^有关的数据转移到电容 C。al。电容C^对应于附图5中的第二存储器元件。该校准阶段可以通过 显示控制器7激励开关S1和S5触发。打开S3。打开开关S4，以便显示像 素3没有通过对电容C充电或放电进行编程。在该校准阶段，开关S。"被 闭合，将例如0伏特的校准电压V。"应用于列电极11。同时，通过校准 晶体管U虽制T2的电流，并且将校准电容C。"编程为继续使该电流通过 Tw，同时将列线11保持在例如0伏特的校准电压的电位。将校准晶体 管Tw的栅极电压连接到电容C。a"以便当在列电极ll上出现该校准电压时，与附图6A的先前接收的第一信号Ipr。g基本上相等的电流流过乙!，
这是因为在该校准阶段期间开关S3是打开的，并且强迫驱动电流流过 Tcal，并且不在发射元件中。具有开关S5和S。"的晶体管T^对应于附图5
中的校准电路。
附图6C表示编程阶段，其中通过对电容C进行放电将显示像素3编 程为适当的电压。因此，打开S5，闭合开关S4，并且开关S3保持打开。 此外，打开开关S^，以便允许第一编程电流信号进入显示像素3。电 容C。"确保在打开开关S。"之后维持列电极11上的输入状态。由于S5打 开，因而校准晶体管T^的栅极电压会在先前校准的值上保持恒定。作 为T^的电流设置的结果，T^的漏极电流等于先前应用的第一信号的编 程电流。现在实际的编程电流流过L"， S1和S2，以便电容C上的电压 增加或减少到一定的值，其中流过驱动晶体管T2的电流等于编程电流
Iprog o
如果显示像素3不被寻址，即应用减少的工作周期时，对于特定百 分比的帧时间该显示像素3不应当发光，则对该百分比的帧时间来说应 当打开开关S3。
可以以针对行(row-wise)的方式对每个列5执4亍上述校准阶段。 然而，优选地对显示像素3的一个以上的行4在那时或者甚至同时对整 个显示面板2执行校准阶段。后一操作需要C。"上的电荷在相关的时间 周期上，即在应当为显示像素3保持校准电压V^期间的时间上足够稳 定，即没有或可以忽略泄漏。可以通过显示控制器7控制一个或多个行 4的校准阶段的开始。
附图6B中显示的校准阶段的结果是由于通过先前应用的电流信号 的校准，显示像素3可以被快速并且精确地进行电流编程。此外，如果 在输入端11将基本上相同的电流信号接收为用于特定显示像素3的随 后的第一信号，由于第一和第二存储器元件C和C。"的存在提供的递归 动作，则在输出到发射元件14的电流中的剩余误差将会减少。并且对 于改变图像来说，相当多的显示像素3所需的光输出保持相同。
根据本发明的有源矩阵显示装置6的缺点是由电路提供的每个显 示像素3的区域的增加，这对该显示像素的孔径来说是有害的。然而， 对上发射型(top emission)显示面板2来说，其中发射元件14的光远 离显示像素电路发射，这不是问题。如上所述，可以将本发明应用在有源电流寻址矩阵显示器中，并
且允许显示像素3之间驱动晶体管T2的不良初始匹配。同样，场致发射 显示驱动器可以优选地使用本发明。
应当注意到，上述实施方式是描述而不是限制本发明，并且在不 脱离附加的权利要求的范围的情况下，本领域的技术人员能够设计许 多可选的实施方式。在权利要求中，不应当将放置在括号之间的任何 参考标记理解成限制权利要求。使用动词"包括"及其动词变化的使 用不排除存在在权利要求中所述的之外的元件或步骤。元件之前的冠 词不排除存在多个这种元件。本发明可以通过包括几个不同的元件的 硬件以及通过适当的编程计算机实施。在装置权利要求中列举了多个 装置，这些装置中的一些可以通过一个或者相同的硬件项目来实现。 起码的事实是在互相不同的从属权利要求中所述的特定措施并不表示 不能有利地使用这些措施的组合。
权利要求
1. 用于显示装置(6)的电路布置(A)，所述电路布置包括用于接收第一信号(Iprog；Idat)的输入端(11；13)；存储关于所述第一信号(Iprog；Idat)的信息的第一存储器元件(M1)；耦合到所述第一存储器元件(M1)的驱动器元件(D)，用于根据关于所述第一信号(Iprog；Idat)的信息经由输出端(15；11)输出第二信号(Ilight；Iprog)；以及耦合在所述驱动器元件(D)和所述输入端(11；13)之间的校准电路(S)，用于在接收所述第一信号(Iprog；Idat)之前在校准阶段期间匹配所述驱动器元件(D)和所述输入端(11；13)之间的电位差。
2. 根据权利要求1所述的电路布置(A)，所述校准电路(S)包 括用于将所述输入端(11; 13 )耦合到校准电压(V。al )的校准开关(S。al )。
3. 根据权利要求l所述的电路布置(A)，所述校准电路(S)包 括在所述输入端(11; 13)和驱动器元件(D)之间与其主端子耦合的 校准晶体管(T￡al);以及耦合到所述校准晶体管(T。aI)的栅极的第二 存储器元件(C。al)。
4. 根据权利要求3所述的电路布置(A)，所述校准电路(S)进 一步包括耦合在所述主端子之一和所述校准晶体管(T。al)的栅极之间 的开关(S5)。
5. 根据权利要求1所述的电路布置(A)，包括耦合在所述驱动 器元件(D)和所述输出端(15; 11)之间的另外的开关(S3)。
6. 根据权利要求1所述的电路布置(A),包括耦合在所述驱动 器元件(D)和所述校准电路(S)之间的开关(SI)。
7. 根据权利要求1所述的电路布置(A)，其中所述驱动器元件 (D)是具有连接到所述第一存储器元件(Ml)的栅极和耦合到所述校准电路(S)的主端子的驱动晶体管(T2)，所述栅极进一步经由开关 (S4)耦合到所述驱动晶体管(T2)的主端子。
8. 根据权利要求1所述的电路布置，其中所述第一存储器元件 (Ml )包括电容(C)。
9. 包括多个显示像素(3)的显示装置(6)，所述显示像素(3) 包括根据权利要求l的电路布置(A)，和耦合到所述输出端(15)并 且适于在接收所述第二信号(Inght)时发光的发射元件(14);以及适于控制所述多个显示像素(3)的校准阶段的显示控制器(7)。
10. 根据权利要求9所述的显示装置(6)，包括用于每个输入端 (11; 13)的一个公共校准开关(S。al)，用于将所述输入端(ll; 13)耦合到校准电压(Veal)。
11. 一种包括根据权利要求10所述的显示装置(6)、和将输入 信号提供给所述显示控制器(7 )的数据输入(10 )的信号处理电路(SP ) 的产品。
12. 包括多个根据权利要求1所述的电路布置(A )的列驱动器(9 ), 每个所述布置适于接收数据信号(Idat)作为所述第一信号，并且适于 沿所述列电极将所述第二信号U,g)输出到耦合到多个显示像素(3) 的列电极(11)。
13. 对显示装置(6)的显示像素(3)寻址的方法，所述显示装 置包括输入端(11),第一存储器元件(C),耦合到输出端(is)的 驱动晶体管(T2)，以及耦合在所述驱动晶体管(T2)和所述输入端(11)之间的校准电路(S)，所述方法包括以下步骤-在所述第一存储器元件(C)中存储关于第一信号(I,g)的信息；-根据关于所述第一信号(IPr。g)的信息从所述驱动晶体管(T2) 产生第二信号(Ilight);-在接收所述第一信号(Ipr。g)之前在校准阶段期间，使所述校准 电路(S)匹配所述驱动晶体管(T2)和所述输入端(11)之间的电位差。
全文摘要
用于显示装置(6)的电路布置(A)，包括输入端(11；13)；第一存储器元件(M1)；耦合到第一存储器元件(M1)的驱动器元件(D)；以及耦合在驱动器元件(D)和输入端(11；13)之间的校准电路(S)。将经由输入端(11；13)接收的关于第一信号(I<sub>prog</sub>；I<sub>dat</sub>)的信息存储在第一存储器元件(M1)中。根据存储在第一存储器元件(M1)中的信息经由输出端(15；11)提供第二信号(I<sub>light</sub>；I<sub>prog</sub>)。在接收第一信号(I<sub>prog</sub>；I<sub>dat</sub>)之前在校准阶段期间，校准电路(S)匹配驱动器元件(D)和输入端(11；13)之间的电位差。
文档编号G09G3/32GK101421777SQ200580007732
公开日2009年4月29日 申请日期2005年3月2日 优先权日2004年3月12日
发明者A·森佩尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司