用于电流驱动amoled显示器的电压编程方案的制作方法

专利名称：用于电流驱动amoled显示器的电压编程方案的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示技术，并且更具体地涉及驱动像素电路技术。
背景技术：
在本技术领域中公知主动矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器。AMOLED显示器已经越来越多用于广泛范围工具中的平面面板。
AMOLED显示器分为电压编程显示器或电流编程显示器。电压编程显示器由电压编程方案驱动，其中数据作为电压被应用于显示器。电流编程显示器由电流编程方案驱动，其中数据作为电流应用于显示器。
电流编程方案的优点为其可促进像素设计，其中在时间上像素的亮度比电压编程保持恒定。然而，电流编程需要更长时间对与列相关的电容充电。
因此，需要提供保证高速和高质量的驱动电流驱动AMOLED显示器的新技术。

发明内容
本发明涉及AMOLED显示器中的驱动像素电路的系统和方法。
本发明的系统和方法使用用于电流驱动AMOLED显示器的电压编程方案。
根据本发明的一个方面，提供驱动包括多个像素电路的显示器的系统，每一个像素电路具有多个薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)，其包括生成电压以编程像素电路的电压驱动器；生成电流以编程像素电路的可编程电流源；和可选择地连接数据驱动器或电流源到一个或多个像素电路的切换网络。
根据本发明的又一个方面，提供驱动具有多个薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)的像素电路的系统，其包括预充电和放电像素电路的数据节点以从数据节点获得TFT的阈值电压信息的预充电控制器；和根据获得的阈值电压信息和显示在像素电路上的视频数据信息编程像素电路的混合驱动电路。
根据本发明的又一方面，提供驱动具有多个薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)的像素电路的系统，其包括从像素电路的数据节点采样编程像素电路需要的电压的采样器；和根据采样电压和显示在像素电路上的视频数据信息编程像素电路的编程电路。
根据本发明的又一方面，提供驱动具有多个薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)的像素电路的方法，其包括以下步骤选择像素电路并预充电像素电路的数据节点；允许经预充电的数据节点放电；通过放电步骤提取TFT的阈值电压；和编程像素电路，包括根据提取的阈值电压补偿编程数据。
本发明的发明内容部分并非说明了本发明的所有特征。


本发明的这些和其它特性可参考附图从以下说明变得明确，其中图1为显示出根据本发明的一个实施例的驱动AMOLED显示器的系统的框图；图2为显示出图1的像素电路的一个实例的示意图；图3为显示出应用于图1的混合驱动电路的一个实例的示意图；图4为显示出图3的混合驱动电路的操作的示例性流程图；图5为显示出图3的混合驱动电路的操作的示例性时序图；图6为显示出应用于图1的混合驱动电路的又一个实例的示意图；图7为显示出图6的混合驱动电路的操作的示例性流程图；图8为显示出应用于图1的混合驱动电路的又一个实例的示意图；图9为显示出图8的混合驱动电路的操作的示例性流程图；图10为显示出图8的混合驱动电路的操作的示例性时序图；图11为显示出图1的像素电路的又一个实例的示意图；图12为显示出根据本发明的又一实施例的驱动AMOLED显示器的系统的框图；图13为显示出图12的系统的操作的示例性流程图；
图14为显示图12的系统的操作的示例性流程图；图15为显示出图12的系统的操作的示例性时序图；图16为图12的系统的隐藏刷新操作的示例性流程图；图17为显示出电流/电压校正曲线的一个样本的一个实例的示意图；图18为显示出图17的电流/电压校正曲线和新测量数据点的一个实例的示意图；图19为显示出根据图18的测量点的新电流/电压校正曲线的一个实例的示意图；图20为显示出实现组合的电流和电压编程方案的编程电路的又一实例的框图；图21为显示出根据本发明的又一个实施例的驱动AMOLED显示器的系统的框图；图22为显示出图21的切换网络的一个实例的示意图；和图23为显示出校正像素电路的电流/电压信息的系统的示意图。
具体实施例方式
本发明的实施例使用AMOLED显示器进行说明。以下说明的驱动方案适用于电流编程(驱动)像素电路和电压编程(驱动)像素电路。
另外，以下说明的混合技术可被应用于任何现有的驱动方案，包括a)使用精密的数据时序、选择或驱动对像素的输入以获得增加的亮度一致性的任何驱动方案，b)使用电流或电压反馈的任何驱动方案，c)使用光反馈的任何驱动方案。
像素电路的发光材料可为任何技术，具体来说可以是有机发光二极管(OLED)技术、并且更具体地，包括但不限于荧光、磷光、聚合体、和树枝状高分子材料。
参考图1，显示出根据本发明的一个实施例的驱动AMOLED显示器5的系统2。AMOLED显示器5包括多个像素电路。在图1中，作为一个实例示出四个像素电路10。
系统2包括混合驱动电路12、电压源驱动器14、混合编程控制器16、门驱动器18A和电源18B。像素电路10由门驱动器18A(Vsel)选择，并且由使用节点Vdata的电压模式或使用节点Idata的电流模式编程。混合驱动电路12选择编程模式，并且通过混合信号将其连接到像素电路10。预充电信号(Vp)应用到像素电路10以从像素电路10获取阈值Vt信息(或Vt偏移信息)。如果使用预充电技术，混合驱动电路12控制预充电。根据操作情况，可在混合驱动电路12中生成预充电信号(Vp)。电源18B(Vdd)提供为显示器5通电和监视显示器5的功率损耗需要的电流。
混合控制器16控制组成整个混合编程电路的单个组件。混合控制器16处理时序并且控制需要的功能发生的顺序。混合控制器16可生成数据Idata并且提供到混合驱动电路12。系统2可具有参考电流源，并且Idata可在混合控制器16控制下提供。
混合驱动器12可实现为切换矩阵，或图3、6、8或20的混合驱动电路，或其组合。
在此说明书中，Vdata指数据、数据信号、提供数据或数据信号Vdata的数据线或节点、或数据线或节点上的电压。类似地，Idata指数据、数据信号、提供数据或数据信号Idata的数据线或节点、或数据线或节点上的电流。Vp指预充电信号、预充电脉冲、预充电/放电的预充电电压、提供预充电信号、预充电脉冲或预充电Vp的线或节点。Vsel指选择像素电路的脉冲或信号或提供脉冲或信号Vs的线或节点。术语“混合信号”、“混合信号节点”和“混合信号线”可交换使用。
像素电路10包括多个TFT，和有机发光二极管(OLED)。TFT可为n型TFT或p型TFT。TFT为例如，但不限于基于无定形硅(a-Si:H)TFT、基于多晶硅TFT、基于晶体硅TFT、或基于有机半导体TFT。OLED可为常规(P-I-N)叠层或反向(N-I-P)叠层。OLED可位于源中或一个或多个驱动TFT的漏(drain)中。
图2显示出图1的像素电路10的一个实例。图2的像素电路包括四个薄膜晶体管(TFT)20-26、电容Cs 28和有机发光二极管(OLED)30。TFT(Tdrive)26为连接到OLED 30和电容Cs 28的驱动TFT。图2的像素电路由选择线Vsel选择，并且由数据线DL编程。数据线DL由从图1的混合驱动电路12输出的混合信号控制。
在图2中，显示出四个TFT。然而，图1的像素电路10可包括少于四个TFT或多于四个TFT。
在此说明中，可交换地使用术语“数据线DL”和“数据节点DL”。
参考图1-2，数据节点DL被预充电和放电以获得驱动TFT(例如，图2的Tdrive 26)的阈值Vt或阈值Vt偏移。在此说明中，可交换地使用Vt偏移、Vt偏移信息、Vt和Vt信息。像素电路10随后由源驱动器14使用电压编程进行编程。使用获得的Vt偏移信息以补偿像素电路10的退化，因此保持显示器5的一致性亮度。
对于图2显示的像素电路应用Vsel到T1 20和T2 22而开始获取Vt的处理。此操作使T3 24的漏和门极为相同电压。这允许首先应用预充电电压Vp到数据线DL(随后允许放电)而提取T3 24的Vt。放电速率为Vt的函数。因此，通过测量放电的速率，可获得Vt。
图3显示出混合驱动电路的一个实例，其可应用于图1的混合驱动电路12。图3的混合驱动电路12A执行电压编程方案。
图3的混合驱动电路12A包括充电编程电容Cc 32。充电编程电容Cc 32设置在数据线Vdata和数据节点DL之间。预充电线Vp也连接到数据节点DL。
混合驱动电路12A提供到具有四个TFT的像素电路10A(例如图2的像素电路)。然而，像素电路10A可包括多于四个TFT或少于四个TFT。
设置充电编程电容Cc 32以利用一电压对像素电路10A进行编程，该电压等于TFT的阈值Vt和Vdata总和乘以常数K。由电荷存储电容(例如，图2的Cs 28)和充电编程电容Cc 32形成的分压网络确定该常数。
图4示出显示图3的混合驱动电路12A的操作的示例性流程图。在步骤S10，启用预充电模式。在步骤S12，选择像素电路并且开始预充电(Vp)。在步骤S14，启用Vt获取模式，在步骤S16，开始放电(Vp)。通过Cc 32获得Vt信息。随后在步骤S18，启用写模式。
图5示出显示图3的混合驱动电路12A的操作的示例性时序图。在附图中，Vdata0表示像素电路的数据节点(例如，图2的DL)的电压；Idata0表示像素电路的数据节点(例如，图2的DL)的电流。
利用脉冲Vsel选择要被编程的像素而开始编程过程。同时，预充电脉冲Vp应用到像素电路的数据输入(例如，图2的DL)。
在Vt获取阶段，允许通过像素电路对数据线(DL)的电压进行放电，像素电路与高电位Vsel线电流镜像连接。数据线(DL)被放电到一定电压，并从该电压中提取驱动TFT的像素电路Vt。Vdata的电压接地。
在编程(写)阶段，应用计算的补偿电压到像素电路的数据输入线(DL)。编程程序以降低Vsel信号而结束。
通过充电编程电容Cc 32的模拟装置获得计算的补偿电压。然而，可使用任何其它模拟装置获得补偿电压。此外，可使用任何(外部)数字电路(例如，图7的50)获得计算的补偿电压。
源驱动器(图1的14)为电容Cc 32提供Vdata。在Vdata从接地值增加到需要的电压水平时，Idata处的电压等于(Vt+Vdata)*K。
图3的结构简单并且容易实现。
图6显示出混合驱动电路的又一个实例，其适用于图1的混合驱动电路12。图6的混合驱动电路12B执行电压编程技术。
混合驱动电路12B包括加法器40、采样和保持(S/H)电路42和切换元件44。S/H电路42采样Idata并且保持其一定时间段。加法器40接收Vdata和S/H电路42的输出。切换元件44连接加法器40的输出到数据节点DL以响应编程控制信号46。
混合驱动电路12B使用加法器40，而不是电荷耦合电容Cc 32，以产生等于Vt和Vdata的和的编程电压。由于混合驱动电路12B不使用电容，编程电压不受寄生电容影响，因而具有较少的充电馈通效果。由于混合驱动电路12B不使用电荷存储电容，因而编程电压不受电荷存储电容影响。由于混合驱动电路12B不使用充电编程电容，因而实现更快的Vt获取时间。去除充电编程电容消除了编程方案的充电依赖性(charge dependency)。因此编程电压不受系统的电荷存储电容和寄生电容间共享的电荷影响。这产生高效的编程电压。
图7示出显示图6的混合驱动电路12B的操作的示例性流程图。在Vt获取模式过程中，在步骤S20采样Vt，在步骤S22产生新的数据。在启用写模式时，新数据被提供到像素电路以响应S24的编程控制信号(46)。注意，具有混合驱动电路12B的系统的操作不限于图7。可在步骤S18后产生新数据。可在步骤S18前启用控制信号46。
在Vt获取周期中，Vdata接地，且数据节点DL处的电压通过预充电/放电操作(Vp)等于TFT的Vt。数据节点DL的电压由S/H电路42采样并且保持。通过S/H电路42将Vt提供到加法器40。在Vdata从接地增加到需要的电压水平时，加法器40输出Vt和Vdata的和。开关44开启以响应编程控制信号46。数据节点DL处的电压达到(Vt+Vdata)。显示具有混合驱动电路12B的系统2的操作的时序图与图5中的时序图相似。
图8显示应用到图1的混合驱动电路12的混合驱动电路的又一个实例。图8的混合驱动电路12C执行电压编程方案。
混合驱动电路13C为直接数字混合驱动电路。直接数字程序电路13C包括接收数字数据(Vdata)的微型计算机uC 50、数模(D/A)转换器52、增加电流而不影响电压的电压跟随器54、和模数(A/D)转换器56。
驱动TFT的阈值Vt可缓慢增加。因此，不需要每编程周期获得驱动TFT的阈值Vt。这对于编程周期的主要部分有效地隐藏了Vt获取。在直接数字混合驱动电路13C中，从像素电路10A获取的阈值Vt在A/D转换器56数字化，并且存储在包含在uC 50中的存储器中。定义像素的亮度的数字数据在uC 50中加到Vt上。结果电压随后在D/A 52转换回模拟值，其被编程到像素电路10A。设计此编程方法以补偿Vt获取的缓慢处理。
图9显示出显示图8的混合驱动电路12C的操作的示例性流程图。在Vt获取模式下，在步骤S30采样并且记录Vt。在启用写模式时，根据记录的数据提供新的数据。注意，具有图8的混合驱动电路12C的系统的操作不限于图9。在写模式下，可使用已经记录的数据而不执行Vt获取。
图10显示示出图8的混合驱动电路12C的操作的示例性时序图。在Vt获取过程中，执行由A/D转换器56进行的采样。在下一个周期中，混合驱动电路13C可使用之前已获得且已记录在uC 50中的Vt。
由A/D进行的数据节点DL上的输出转换可去除必须在每一编程周期获得Vt的需求。可每秒或更短时间获得一次像素电路10A的Vt。因此，可每帧周期仅为显示的一行获得Vt。这有效地增加了像素编程周期的时间量。需要Vt获取的频率较少保证了更快的编程时间。
在以上说明中，利用图2说明图1的像素电路10。然而，像素电路10不限于图2中的像素电路。像素电路10可为图11中示出的像素电路(J.Kanichi，J.-H.Kim，J.Y.Nahm，Y.He and R.Hattori“AmorphousSilicon Thin-Film Transistor Based Active-Matrix Organic Light EmittingDisplay”Asia Display IDW 2001 pp.315)。图11的像素电路包括四个TFT64-70、电容CST 72和OLED 74。TFT 78为连接到OLED 74和电容器CsT 72的驱动TFT。图11的像素电路由Vselect1和Vselect2选择，且由Idata编程。获得的电压为跨过OLED 74和T3 68的电压的组合。此技术补偿了Vt和OLED 74两者的电压改变。图11的Idata与图2的数据节点DL相对应。
图12显示出根据本发明的又一实施例的驱动AMOLED显示器的系统。图12的系统82包括具有校正表80的混合编程电路、执行电压编程方案的源驱动器14、和执行电流编程方案的参考电流源94。系统82使用电压编程方案和电流编程方案驱动具有多个像素电路的显示器。
提供混合控制器98以控制每一个组件。在图12中，作为一个实例，混合控制器98放置在A/D转换器96和校正表80之间。混合控制器98类似于图1的混合控制器16。
由系统82驱动的像素电路可为图1的像素电路10，也可以是电流编程像素电路或电压编程像素电路。由系统82驱动的像素电路可由图2或图11实现，然而，不限于图2和11的电路。
混合编程电路包括根据校正表80校正来自数据源90的数据的校正计算模块92和A/D转换器96。由校正计算模块92校正的数据应用到源驱动器14。源驱动器14根据从校正计算模块92输出的校正数据生成Vdata。来自源驱动器14的Vdata和来自参考电流源94的Idata应用到混合驱动器12。
数据源90例如可以是DVD，但不限于DVD。混合驱动器12可实现为切换矩阵、或图8、20的数字编程电路、或其组合。A/D转换器96可为图8的A/D转换器56。系统82可使用A/D转换器96(56)执行以上说明的Vt获取技术。
校正表80为查询表。校正表80记录编程像素电路需要的电流和获得此电流必需的电压之间的关系。为整个显示器中的每一个像素建立校正表80。
在此说明书中，编程像素电路所需的电流和获得此编程电流必需的电压之间的关系称为“电流/电压校正信息”、“电流/电压校正曲线”、或“电流/电压信息”、或“电流电压曲线”。
在图12中，校正表80与校正计算模块92分开绘制。然而，校正表80可包括在校正计算模块92中。
图12的系统的操作具有两种模式，即显示模式和校准模式。在显示模式中，从数据源90来的数据使用校正表80中的数据校正，并且被应用到源驱动器14。混合驱动器12未涉及该显示模式。在校准模式中，从参考电流源94来的电流应用到像素电路，并且从像素电路读取与电流相关的电压。电压由A/D转换器96转换到数字数据。校正表80根据数字数据更新为校正值。
在显示模式过程中，执行电压编程方案。像素电路的数据线上的电压(例如，图2的DL)确定像素的亮度。编程像素电路需要的电压利用要显示的像素亮度(从进入的视频信息)结合存储在校正表80中的电流/电压校正信息来计算。校正表80上的信息与进入的视频信息相结合，以保证每一个像素保持长时间使用的恒定亮度。
在显示器已经使用过固定时间段后，显示器进入校准模式。电流源94通过混合驱动器12连接到像素电路的数据输入节点(DL)。每个像素通过电流编程方案(其中，数据线上的电流水平确定像素的亮度)编程，并且从A/D转换器96读取实现此电流需要的电压。
编程像素电流需要的电压由A/D转换器96在多个电流点采样。该多个点可以是可能的电流水平的子集(例如，8比特为256个可能水平、或6比特为64个水平)。电压测量的该子集用来构建由测量点内插的校正表80。
校正模式可通过用户命令输入，或可与正常显示模式结合从而在显示刷新过程中执行校准。
在一个实例中，一次可校准整个显示器。显示器可在较短的时间段内停止显示进入的视频信息，同时利用记录的电流和电压对每个像素编程。
在又一实例中，可校准像素的一个子集，例如每固定数目帧一个像素。这对于用户实际上是透明的，且对于每一个像素仍要获得校正信息。
在使用常规电压编程方案时，在开环配置中编程像素电路，其中，没有从像素电路来的关于TFT的阈值电压偏移的反馈。在使用常规电流编程方案时，像素的亮度可在时间上保持恒定。然而，该电流编程方案较慢。因此，表查询技术结合了电流编程方案的技术和电压编程方案的技术。像素电路通过电流编程方案由电流编程。读取保持此电流的电压并且存储在查询表中。在下一次特定水平的电流应用到像素电路时，不是由电流编程，而是根据查询表上的信息编程像素电路。因此，其获得电流编程方案固有的补偿，同时获得只有电压编程方案才可获得的快速编程时间。
在以上说明书中，使用校正表(查询表)80以校正电流/电压校正信息。然而，图12的系统82可同时结合图3、6、8或20的混合驱动电路使用查询表校正Vt偏移和电流/电压校正信息。
例如，由A/D转换器96(56)在许多不同电流点获得一些电压测量值。混合控制器98通过延伸电压-电流曲线到零电流点而提取Vt偏移信息。Vt偏移信息存储在被应用到进入的显示数据的表组(校正表80)中。
图8或20的uC 50可使用查询表以生成适当的电压并编程像素电路。
图3的混合电路12A和图6的12B可集成进图12的系统。
图13-14示出显示图12的系统的操作的示例性流程图。在步骤S40，参考图13，启用校准模式。在步骤S42，选择像素电路，并对选择的像素电路执行电流编程。在步骤S44，启用切换矩阵使能信号。随后改变对像素电路的校正。在步骤S46采样Vt，并且随后在步骤S48校正表被生成/校正。在步骤S50，参考图14，根据校正表校正视频数据。随后在步骤S52，根据校正数据产生新的Vdata。
注意，可根据之前产生的校正表而不用执行校准模式来执行写模式。注意，图12的系统的操作不限于图13-14。
图15示出显示Vt偏移获取和电流/电压校正的组合的示例性时序图。图15中的切换矩阵使能信号表示图12的混合驱动器12的控制信号。
参考图12和15，在切换矩阵使能信号高时启用校准模式(即，电流编程方案)。在切换矩阵使能信号低时启用编程模式(即，电压编程方案)。然而，可在切换矩阵使能信号低时启用校准模式。在切换矩阵使能信号高时启用编程模式。
在校准模式过程中执行A/D采样。在校准模式过程中，应用从参考电流源94来的电流到像素电路。可由A/D转换器56将数据输入节点的电压转换到数字电压。根据数字电压和与数字电压相关的电流，在查询表记录电流/电压校正信息。根据校正表80中的数据或从A/D转换器96的输出生成Vt偏移信息。
图12的系统82可实现除了上述表查询技术外的刷新电流/电压校正信息的隐藏刷新技术。
在隐藏刷新操作下，创建新的电流/电压校正信息而完全不被用户感知。此技术使用当前显示在屏幕上的信息(即，进入的视频数据)。通过从在显示器制造过程中已经执行的整个校准程序获得像素特性，获知显示器中的每个像素的电流/电压校正信息。在显示器使用过程中，电流/电压校正曲线由于Vt的改变会发生偏移。通过沿着电流/电压校正曲线测量单个点(它是作为视频图象的一部分的当前显示的数据)，从该点外推出新电流/电压校正曲线使之与测量点配合。根据新电流/电压校正曲线，提取用于补偿Vt偏移的的Vt偏移信息。
图16显示出图12的系统的隐藏刷新操作的示例性流程图。首先，在显示器制造过程中执行的校准处理过程中产生电流/电压校正曲线(步骤S62)。图17显示出电流电压校正曲线样本的一个实例。
参考图16，下一步骤是在显示器的使用过程中沿曲线测量一个点。此点可为沿曲线的任何点，使得用户当前在显示器上具有的任何数据可被用于校准(步骤S64)。图18显示出图17的电流电压校正和新测量数据点的一个实例。
参考图16，最后一个步骤是移动电流/电压校正曲线以适合测量的电压电流关系的点(步骤S66)。图19示出根据图18的测量点的新电流电压校正曲线的一个实例。
与图17-19相关的处理在图12的混合控制器98中执行。
图12的系统82可执行组合的电流和电压编程方案。图20显示出执行组合的电流和电压编程方案的混合驱动电路的一个实例。图20的混合驱动电路可包括在图12的混合驱动器12中。
在图20的混合驱动电路中，为像素电路的数据线DL提供数字混合驱动电路12C和电流源100。
为增强电路补偿由于温度、阈值电压偏移、或其它因素引起的电流/电压校正曲线改变的功能，像素电路编程分为两个阶段。
在写模式过程中，像素电路10A首先进行电压编程以将驱动TFT的门极电压设置到适当值，随后进行电流编程阶段。电流编程阶段随后可细调输出电流。图20的系统比电流编程快并且具有电流编程方案的补偿功能。
在图20中，提供数字混合驱动电路12C。然而，可通过将图3的混合驱动电路12A或图6的12B与电流源100组合而执行组合的电流和电压编程方案。电流源100可为图12的参考电流源94。
图1的系统2可执行上述隐藏刷新技术。图1的系统2可执行组合的电流和电压编程方案。图1的系统2可包括图20的混合驱动电路以执行组合的电流和电压编程方案。
现详细说明直接数字编程方案的扩展。可使用电压编程列驱动器扩展直接数字编程方案(图6、8和20)以驱动OLED阵列(例如，4T OLED阵列)，电压编程列驱动器例如是用于驱动主动式矩阵液晶显示器(AMLCD)、或电压编程主动式矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器的驱动器，或任何其它电压输出显示驱动器。
图21示出根据本发明的又一个实施例驱动具有多个像素电路的AMOLED阵列的系统。图21的系统105包括电压列驱动器112、可编程电流源114、切换网络116、和A/D转换器118和行驱动器120。
电压列驱动器112为电压编程列驱动器。每个电压列驱动器112和行驱动器120可为具有电压输出的任何驱动器，例如为AMLCD设计的驱动器。电压列驱动器112和可编程电流源114通过切换网络116连接到OLED阵列110。OLED阵列110形成AMOLED显示器，并且包括多个像素电路(例如图1的10)。像素电路可为电流编程像素电路或电压编程像素电路。
A/D转换器118是允许模拟信号(即，驱动显示器110的电流)作为数字信号读回的接口。与电流相关的数字信号可随后被处理和/或存储。A/D转换器118可为图8和20的A/D转换器56。列驱动器112可为图1和12的源驱动器14。
图21的系统105执行如上所述的校准模式和显示模式。
图22示出图21的切换网络116的一个实例。图22的切换网络116包括两个MOSFET开关122和124，其可使显示器(110)的列从连接到列驱动器(112)切换到电流源(114)和A/D转换器(118)的组合，反之亦然。移位寄存器126是控制MOS开关122和124操作的数字控制信号的源。反相器128使移位寄存器126的输出反相。因此，在开关122开启(关闭)时，开关124关闭(开启)。
切换网络116可离开玻璃位于列驱动器(112)中或直接在使用TFT开关的玻璃上。
参考图21-22，系统105仅使用一个电流源114。电压编程驱动器(例如，AMLCD驱动器、或任何其它电压输出驱动器)驱动剩余显示器110。切换矩阵(切换网络116)通过时分方法(time division method)允许像素阵列中的不同像素连接到单个电流源(114)。这允许单个电流源应用到整个显示器。这降低了驱动器电路的成本并加快像素电路的编程时间。
系统105使用A/D转换器118以转换像素电路的数据节点(例如，图2的DL)的模拟输出到数字数据。由A/D转换器118进行的转换去除了每个编程周期都必须要获得Vt的需要。可每隔几分钟获得一次像素电路的Vt。因此每个刷新周期其可获得面板的一列。
对于所有列仅使用一个A/D118。每次帧刷新电路仅获得一个像素。例如，对于320乘240的面板，像素数为76,8000。对于30HZ的帧速率，从整个帧的所有像素获得Vt需要的时间为43分钟。如果Vt在一个小时内基本上不偏移，对一些应用来说这是可以接受的。
寄生仅影响对电容放电而获得Vt的时间量。因为电路为电压编程，所以不受寄生影响。因为仅对于每帧时间一列获得Vt，其可以较长。例如，对具有30Hz的帧速率的320列的显示器，每帧时间为33mS。对于电压编程，可以在70uS中编程一个像素。对于320列，更新显示器的时间为22mS，仍然留有11mS完成充电/放电周期。
系统105可执行查询表技术以补偿Vt偏移和/或校正如上所述的电流/电压信息。
系统105可执行隐藏刷新技术以获得显示器110中的每个像素电路(10)的Vt偏移信息和电流/电压校正信息。使用此电流/电压校正信息以插入查询表(例如，图12的校正表80)，该查询表随后用于补偿由时间引起的像素电路的退化。为减小成本，已经减少电流编程电路的数目使每个显示器仅有一个电流编程电路，而不是每列驱动器有一个。
系统105可执行如上所述的组合的电流和电压编程技术。
像素电路的电流/电压信息可通过使用图23中显示的系统进一步校正。图23显示校正像素电路的电流/电压信息的系统。在图23中，显示器130用2T或4T OLED阵列表示。然而，显示器130可包括多个像素电路，每个像素电路具有三个或多于四个晶体管。显示器130可包括电压驱动像素电路或电流驱动像素电路。图23的系统适用于图1、12和22的系统2、82和105。
如图23所示，提供开关132以断开OLED的共用电极。为OLED提供两个电极为公知的。一个连接到像素电路，另一个为连接到所有OLED的共用电极。注意，根据OLED的类型，共用电极可为Vdd或GND。开关132连接OLED的共用电极到使用高侧共用模式传感器的电流传感网络134(例如，TI的INA168)。电流传感网络134通过共用电极测量电流。
在校准阶段中，每个像素单独点亮并且由传感网络134获得消耗的电流。获得的电流用于校正由图8或20的直接数字混合驱动电路插入的查询表(例如，图12的校正表80)。
可获得暗显示电流以包括死像素和阵列的电流泄漏效果。在此过程中，所有像素关闭，并测量电流(即，暗显示电流)。
根据本发明的实施例，解决了电流编程像素电路的主要问题，即编程时间较慢的问题。使用反馈以补偿像素电路的概念增强了显示器的一致性和稳定性，同时保持了电压编程驱动方案的快速编程能力。
已经针对一个或多个实施例对本发明进行了说明。然而，显而易见的是，对于本技术领域的技术人员来说，可做出多种变更和更改，而不偏离权利要求书中限定的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于驱动包括多个像素电路的显示器的系统，每个所述像素电路具有多个薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)，所述系统包括电压驱动器，用于生成电压以对所述像素电路编程；可编程电流源，用于生成电流以对所述像素电路编程；和切换网络，选择性地将所述数据驱动器或所述电流源连接到一个或多个像素电路。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述切换网络包括第一开关，用于将所述电压驱动器连接到一个或多个像素电路，和第二开关，用于将所述电流源连接到一个或多个像素电路。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述切换网络包括移位寄存器，用于控制所述第一和第二开关的操作。
4.如权利要求1所述的系统，还包括模数转换器，用于在所述像素电路的数据节点采样电压。
5.如权利要求1所述的系统，还包括查询表，用于存储表示程序电流和与所述程序电流相关的程序电压之间的关系的电流/电压信息。
6.如权利要求5所述的系统，还包括电流传感网络，用于传感在所述像素电路中消耗的电流，以校正所述查询表。
7.如权利要求5所述的系统，还包括在基于电流的编程或基于电压的编程过程中校正所述电流/电压信息的模块。
8.如权利要求1所述的系统，还包括从所述像素电路获取所述TFT的所述阈值电压的编程电路，其具有将模拟阈值电压信息转换为数字阈值电压信息的模数转换器，并且所述编程电路根据所述数字阈值电压信息和与进入的视频信息相关的所述电压对所述像素电路编程。
9.一种用于驱动具有多个薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)的像素电路的系统，包括预充电控制器，用于对所述像素电路的数据节点预充电和放电，以从所述数据节点获取所述TFT的阈值电压信息；和混合驱动电路，其根据所述获取的阈值电压信息和显示在所述像素电路上的视频数据信息对所述像素电路编程。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述混合驱动电路包括连接到所述数据节点的电容器。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述混合驱动电路包括采样电路，用于在所述数据节点上采样所述阈值电压信息，加法器，用于对所述视频数据电压和所述采样到的电压阈值信息求和，和开关，用于选择性地将所述加法器的输出连接到所述数据节点。
12.如权利要求9所述的系统，其中所述混合驱动电路包括模数转换器，用于将所述阈值电压信息转换为数字阈值电压信息，微型计算机，用于存储所述数字阈值电压信息，并将所述数字阈值电压信息和所述电压相加，和数模转换器，用于将从所述微型计算机输出的相加结果转换为模拟数据，并将所述模拟数据提供给所述数据节点。
13.如权利要求9所述的系统，还包括编程电路，用于在所述数据节点上提供电流以对所述像素电路编程。
14.如权利要求9所述的系统，其中所述混合驱动电路包括切换矩阵，用于选择电压编程模式和电流编程模式中的一个以通过所选择的编程模式对所述像素编程。
15.一种用于驱动具有多个薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)的像素电路的系统，包括采样器，用于从所述像素电路的数据节点采样对所述像素电路编程需要的电压；编程电路，其根据所述的采样电压和显示在所述像素电路上的视频数据信息对所述像素电路编程。
16.如权利要求15所述的系统，还包括电流源，用于在校准模式过程中为所述像素电路提供电流；和查询表，用于存储表示所述电流和与所述电流相关的所述采样电压之间的关系的电流/电压信息。
17.如权利要求16所述的系统，其中为每个像素电路创建所述查询表。
18.如权利要求16所述的系统，还包括校正计算模块，其根据所述电流/电压信息校正来自数据源的数据，在写模式过程中，与所述经校正的数据相关的电压被应用到所述像素电路。
19.如权利要求16所述的系统，还包括根据所述采样电压提取所述TFT的阈值电压偏移的模块。
20.如权利要求15所述的系统，还包括查询表，用于存储表示电流和将所述电流编程进所述像素电路必需的电压之间的关系的电流/电压曲线；根据与当前显示在所述像素电路上的信息相关的所述采样电压校正所述电流/电压曲线的模块，在写模式过程中，根据所述电流/电压曲线确定要编程的电压。
21.如权利要求20所述的系统，其中为每个像素电路创建所述查询表。
22.如权利要求20所述的系统，还包括根据所述经校正的电流/电压曲线提取所述TFT的阈值电压偏移的模块。
23.如权利要求1-22中任一项所述的系统，其中所述系统适用于电流编程像素电路和电压编程像素电路。
24.如权利要求1-22中任一项所述的系统，其中所述TFT包括基于不定形硅、多晶硅(n型或P型)、晶体硅的TFT，或有机TFT。
25.如权利要求1-22中任一项所述的系统，其中所述OLED包括NIP或PIN OLED，且可位于一个或多个驱动TFT的源或漏中。
26.一种驱动具有多个薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)的像素电路的方法，包括选择像素电路并对所述像素电路的数据节点预充电；允许所述经预充电的数据节点放电；通过所述放电步骤提取所述TFT的阈值电压；和对所述像素电路编程，包括根据所述提取的阈值电压补偿编程数据。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述提取步骤包括采样所述阈值电压，和记录所述采样的阈值电压、所述补偿步骤使用所述记录的采样阈值电压。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述编程步骤包括根据所述记录的阈值电压随后对所述像素电路编程。
29.如权利要求26所述的方法，其中所述编程步骤包括利用电流编程方案和电压编程方案对所述像素电路上的信息编程。
30.一种驱动具有多个薄膜晶体管(TFT)和有机发光二极管(OLED)的像素电路的方法，包括从所述像素电路的数据节点采样对所述像素电路编程需要的电压；根据所述的采样电压和显示在所述像素电路上的信息对所述像素电路编程。
31.如权利要求30所述的方法，还包括启用校准模式，并且对所述像素电路执行电流编程方案，所述采样步骤在所述校准模式过程中执行采样操作。
32.如权利要求31所述的方法，还包括根据采样，创建存储表示所述电流和与所述电流相关的所述采样电压的电流/电压校正信息的查询表，所述编程步骤包括根据所述电流/电压校正信息校正来自数据源的数据的步骤。
33.如权利要求30所述的方法，还包括存储表示电流和将所述电流编程进所述像素电路必需的电压的电流/电压校正信息，和根据与当前显示在所述像素电路上的信息相关的所述采样电压校正所述电流/电压校正信息。
34.如权利要求32所述的方法，还包括传感在所述像素电路中消耗的电流，根据所述传感的电流校正所述电流/电压校正信息。
35.如权利要求33所述的方法，还包括传感在所述像素电路中消耗的电流，所述校正步骤根据所述传感电流校正所述电流/电压校正信息。
36.如权利要求1所述的用于实现所述切换网络的混合驱动电路，其中，所述混合驱动电路适用于驱动方案，所述驱动方案包括使用所述数据的时序、选择或驱动对所述像素电路的输入以实现亮度一致性增加的驱动方案、使用电流或电压反馈的驱动方案、和使用光反馈的驱动方案。
37.如权利要求9或15所述的实现所述系统的混合驱动电路，其中，所述混合驱动电路适用于任何驱动方案，所述驱动方案包括使用所述数据的时序、选择或驱动对所述像素电路的输入以实现亮度一致性增加的驱动方案、使用电流或电压反馈的驱动方案、和使用光反馈的驱动方案。
38.如权利要求1-22中任一项所述的系统，其中所述OLED材料包括荧光、磷光、聚合体、或树枝状高分子。
全文摘要
提供了一种驱动AMOLED显示器的系统和方法。AMOLED显示器包括多个像素电路。采用电压编程方案、电流编程方案或其组合来驱动显示。可获取阈值偏移信息和/或获得混合驱动电路必需的电压。可执行数据采样以获得电流/电压关系。可执行反馈操作以校正像素的亮度。
文档编号G09G5/10GK1977303SQ200580022052
公开日2007年6月6日 申请日期2005年6月28日 优先权日2004年6月29日
发明者A·内森, R·黄, S·亚历山大 申请人:伊格尼斯创新有限公司