专利名称：有源矩阵显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有源矩阵显示装置，具体而言涉及具有与每一像素相关的薄膜开关晶体管的有源矩阵电致发光显示装置，但本发明也不独限于此。
背景技术：
采用电致发光发光显示元件的矩阵显示装置是公知的。所述显示元件可以包括采用(例如)聚合物材料的有机薄膜电致发光元件或采用常规的III-V族半导体化合物的发光二极管(LED)。有机电致发光材料，尤其是聚合物材料的最新发展表明了其在视频显示装置中获得实际应用的能力。这些材料通常包括夹在一对电极之间的一个或多个半导电共轭聚合物层，所述电极中的一个是透明的，另一个具有适于向所述聚合物层注入空穴或电子的材料。
可以采用CVD工艺，或者简单地采用可溶共轭聚合物的溶液通过旋涂技术制造所述聚合物材料。也可以采用喷墨印刷。可以将所述有机电致发光材料设置为表现与二极管类似的I-V特性，使得它们既能提供显示功能，又能提供开关功能，因此能够应用于无源型显示器。或者，可以将这些材料用于有源矩阵显示装置，其中，每一像素包括显示元件和用于控制流过所述显示元件的电流的开关器件。
这种类型的显示装置具有电流寻址显示元件，因而常规的模拟驱动方案涉及向显示元件提供可控制的电流。一种已知的做法是将电流源晶体管提供为像素构造的一部分，其中，向所述电流源晶体管提供确定通过所述显示元件的电流的栅极电压。存储电容器保持寻址相位之后的栅极电压。
图1示出了已知的有源矩阵寻址电致发光显示装置。所述显示装置包括的屏板具有由规则排列的像素构成的行和列矩阵阵列，所述像素由块1表示，并且包括电致发光显示元件2连同相关的开关装置，所述开关装置位于交叉的行(选择)和列(数据)地址导体4和6组之间的交接点处。为了简化起见，图中只示出了几个像素。实际上，可能具有几百行和几百列的像素。通过驱动电路经由行地址导体组和列地址导体组对像素1寻址，所述驱动电路包括连接至各导体组的行扫描驱动电路8和列数据驱动电路9。
电致发光显示元件包括有机发光二极管，这里将其表示为二极管元件(LED)，并且其包括一对电极，在所述一对电极之间夹有一个或多个有机电致发光材料有源层。将所述阵列的显示元件连同相关有源矩阵电路一起设置在绝缘底座的一侧。所述显示元件的阴极或阳极可以由透明导电材料形成。所述底座由诸如玻璃的透明材料形成，最接近基板的显示元件2的电极可以由诸如ITO的透明导电材料构成，从而使电致发光层产生的光通过这些电极和所述底座传输，使得位于底座的另一侧的观众能够看到所述光。
图2以简化示意图的形式示出了第一已知像素和用于提供电压寻址操作的驱动电路构造。每一像素1包括EL显示元件2和相关驱动电路。所述驱动电路具有地址晶体管16，其通过行导体4上的行地址脉冲导通。当地址晶体管16导通时，列导体6上的电压能够传到像素的其余部分上。具体而言，地址晶体管16向包括驱动晶体管22和存储电容器24的电流源20提供列导体电压。将所述列电压提供给驱动晶体管22的栅极，并且即使在行地址脉冲结束后通过存储电容器24也使所述栅极保持这一电压。
将这一电路中的驱动晶体管22实现为p型TFT，使得存储电容器24能够保持固定的栅极—源极电压。这导致了通过晶体管的固定源极—漏极电流，因此能够对像素提供预期的电流源操作。
在上述基本像素电路中，对于以多晶硅为基础的电路而言，由于多晶硅晶粒在晶体管沟道中的统计分布的原因，各晶体管的阈值电压存在变化。但是，多晶硅晶体管在电流和电压应力下相当稳定，因而阈值电压基本保持恒定。
在非晶硅晶体管中，至少在基板之上的短距离内，阈值电压的变化小，但是阈值电压对电压应力非常敏感。驱动晶体管所需的阈值以上的高压的施加引起了阈值电压的较大变化，所述变化取决于所显示的图像的信息内容。因此，一直导通的非晶硅晶体管与未导通的非晶硅晶体管相比，阈值电压存在较大差异。在通过非晶硅晶体管驱动的LED显示器中，这种差异老化是一个严重的问题。
除了晶体管特性的变化之外，LED自身也存在差异老化。这是由于在经受电流应力之后发光材料的效率发生降低而导致的。在大多数情况下，通过LED的电流和电荷越多，效率越低。
已经认识到，电流寻址像素(而不是电压寻址像素)能够在基板范围内降低或消除晶体管变化的影响。例如，电流寻址像素能够采用电流反射镜对抽样晶体管上的栅极—源极电压抽样，从而通过其驱动预期的像素驱动电流。采用抽样的栅极—源极电压对驱动晶体管寻址。这样部分地缓和了装置的均匀性的问题，因为抽样晶体管和驱动晶体管在基板上彼此相邻，并且能够更为精确地相互匹配。另一种电流抽样电路采用同一晶体管进行抽样和驱动，因而不需要晶体管匹配，但是需要额外的晶体管和地址线。
还有一些针对电压寻址像素电路的提议，其目的在于补偿LED材料的老化。例如，人们提出了各种像素电路，在所述像素电路中，像素包括光读出元件。这一元件对显示元件的光输出做出响应，其响应于所述光输出产生动作，以泄漏存储电容器上存储的电荷，由此在寻址周期内控制显示器的累计光输出。图3示出了针对这一目的的像素布局的一个例子。在WO 01/20591和EP1096466中详细描述了这种类型的像素构造的例子。
在图3所示的像素电路中，光电二极管27释放存储于电容器24上的栅极电压。当驱动晶体管22上的栅极电压达到阈值电压后，EL显示元件2将不再发光，之后，存储电容器24将停止放电。电荷从光电二极管27泄漏的速度是显示元件输出的函数，因此光电二极管27起着光敏反馈器件的作用。在考虑了光电二极管27的影响的情况下，能够表明可以通过下述公式表示累计光输出。
…[1]在这一公式中，ηPD是光电二极管的效率，其在整个显示器上都是非常均匀的，CS是存储电容，V(0)是驱动晶体管的初始栅极—源极电压，VT是驱动晶体管的阈值电压。因此，光输出与EL显示元件效率无关，由此提供了老化补偿。但是，VT在整个显示器当中存在变化，因此其将表现出非均匀性。
为了对应力诱发的非晶硅驱动晶体管的阈值电压的变化进行额外的补偿，并避免这一电路中的驱动电流逐渐下降，申请人提出了图4所示的电路。
图4示出了所提出的这种像素布局的例子，并且图中示出了采用n型非晶硅晶体管的实现。
仍然在存储电容器30上为驱动晶体管22保持栅极—源极电压。但是，从充电线32利用充电晶体管34(T2)将这一电容器充至固定电压。因此，在要使显示元件发光时，将驱动晶体管22驱动至与输入至像素的数据无关的恒定电平。通过改变占空系数，具体而言，通过改变截止驱动晶体管的时间控制所述亮度。
利用对存储电容器30放电的放电晶体管36使驱动晶体管22截止。当放电晶体管36导通时，电容器30迅速放电，驱动晶体管截止。
当栅极电压达到足够的电压时，放电晶体管导通。光电二极管38受到显示元件2的照射，并根据显示元件2的光输出生成光电流。这一光电流对放电电容器40充电，在某一时间点处，电容器40两端的电压将达到放电晶体管36的阈值电压，从而使之导通。这一时间将取决于最初存储在电容器40内的电荷和所述光电流，而所述光电流又取决于显示元件的光输出。
因此，由地址晶体管16(T1)提供将要提供给数据线6上的像素的数据信号，并将其存储在放电电容器40上。由高数据信号表示低亮度(因而只需要少量的额外电荷使晶体管36截止)，由低数据信号表示高亮度(因而需要大量的额外电荷使晶体管36截止)。
因而，这一电路具有用于补偿显示元件的老化的光反馈，并且还具有驱动晶体管22的阈值补偿，因为驱动晶体管特性的变化也将导致显示元件输出的差异，其也将由所述光反馈予以补偿。对于晶体管36而言，使超过阈值的栅极电压保持非常小的值，因而阈值电压的变化非常不明显。
在WO 2004/084168中对这一电路和相关时间控制给出了更为详细的说明。在这一公开文本中还给出了对这一电路的修改。
这一电路补偿了驱动晶体管中的阈值电压的漂移以及OLED的老化，但是急变晶体管36的阈值电压的任何漂移仍然能够影响显示输出和/或反馈补偿继续起作用的时间。
发明内容
根据本发明，提供了一种驱动有源矩阵显示装置的方法，所述有源矩阵显示装置包括显示像素阵列，每一所述显示像素包括驱动晶体管(22)和电流驱动发光显示元件(2)，对于所述像素的每一次寻址，所述方法包括测量驱动晶体管的阈值电压；向所述驱动晶体管阈值电压添加驱动电压，以获取经补偿的驱动电压，并将其存储在存储电容器上；采用所述经补偿的驱动电压驱动所述驱动晶体管；采用流经被所述显示元件照亮的光敏器件并取决于提供给所述像素的像素电压的电荷流(charge flow)导通放电晶体管；以及在取决于所述像素电压和所述光输出的时刻采用所述放电晶体管对所述存储电容器放电，由此截止所述激励晶体管。
所述放电晶体管执行上述急变(snap-off)功能。
这一方法采用了光反馈来实现针对显示元件的输出的占空系数控制。显示元件开启时的亮度由驱动晶体管驱动电压决定，其考虑了所述阈值电压。尽管所述光反馈系统通过最初以这种方式提供补偿而实现对阈值电压的补偿，但是光反馈系统的校正工作的寿命却能够得到延长。
所述光敏器件(light-dependent device)可以根据所述显示元件的光输出而改变施加到所述放电晶体管上的栅极电压，由此控制所述放电晶体管的操作定时。所述光敏器件能够控制所述放电晶体管从截止状态切换至导通状态的定时。
所述方法还可以包括测量所述放电晶体管的阈值电压；以及向所述放电晶体管阈值电压添加像素电压，以获取经补偿的像素电压，在取决于所述经补偿的像素电压的时刻使所述存储电容器放电。
根据本发明的第二方面，提供了一种驱动有源矩阵显示装置的方法，所述有源矩阵显示装置包括显示像素阵列，每一所述显示像素包括驱动晶体管(22)和电流驱动发光显示元件(2)，对于所述像素的每一次寻址，所述方法包括通过向所述驱动晶体管上施加栅极电压而驱动电流流过所述驱动晶体管，所述栅极电压包括固定分量和取决于所述驱动晶体管的阈值电压的测量值的分量；以及在取决于所述显示元件的光输出和像素数据信号的时刻，采用用于对位于所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电容放电的放电晶体管使所述驱动晶体管截止。
这一方法尤其适用于非晶硅实现。
使所述驱动晶体管截止的时刻还可以取决于所测的所述放电晶体管的阈值电压。
根据本发明的第三方面，提供了一种驱动有源矩阵显示装置的方法，所述有源矩阵显示装置包括显示像素阵列，每一所述显示像素包括驱动晶体管(22)和电流驱动发光显示元件(2)，对于所述像素的每一次寻址，所述方法包括通过向所述驱动晶体管施加包括固定电压的栅极电压驱动电流流过所述驱动晶体管；以及在取决于所述显示元件的光输出、像素数据信号和所测的所述放电晶体管的阈值电压的时刻，采用用于对位于所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电容放电的放电晶体管使所述驱动晶体管截止。
这一方法尤其适用于多晶硅实现。
本发明还提供了一种包括显示像素阵列的有源矩阵显示装置，每一所述像素包括电流驱动的发光显示元件；低温多晶硅驱动晶体管，其用于驱动电流流过所述显示元件；存储电容器，其存储用来对所述驱动晶体管寻址的电压；放电晶体管，其用于对所述存储电容器放电，由此截止所述驱动晶体管；以及光敏器件，其根据所述显示元件的光输出而改变施加到所述放电晶体管上的栅极电压，由此控制所述放电晶体管的操作定时，其中，所述装置还包括用于实现所述放电晶体管的阈值电压测量的装置，并且其中，每一所述像素还包括隔离晶体管，其连接于电源线和所述驱动晶体管之间，用于在所述放电晶体管的阈值电压测量过程中，截止所述驱动晶体管。
这一电路能够通过确保驱动晶体管不破坏测量而获得对放电晶体管阈值电压的精确测量。
现在将参考附图通过举例描述本发明，在附图中图1示出了已知的EL显示装置；图2示出了用于对所述EL显示装置进行电流寻址的已知像素电路的简化示意图；图3示出了用于补偿差异老化的已知像素设计；图4示出了改进的已知像素电路，将采用其解释本发明的方法的例子；图5、图6(a)、图6(b)、图7和图8示出了在采用其实现本发明的方法时图4的电路的不同操作状态；图9概括了本发明的方法的步骤；图10示出了本发明的方法的一个例子的详细时序图；图11示出了第一电路变型；图12示出了对参考图5到图10解释的方法的第一变型；图13示出了第二电路变型；以及图14示出了对参考图5到图10解释的方法的第二变型。
具体实施例方式
应当注意，这些附图只是示意性的，并非按比例绘制。为了图中的清晰和方便起见，以夸大或降低的尺寸示出了这些附图中的部分的相对尺寸和比例。
图4示出了一种在同样属于本申请人的处于审查过程中的WO2004/084168中公开的已知像素电路，将采用这一像素电路实例说明本发明，本发明提供了一种方法，所述方法同时采用了光反馈和驱动电压补偿来补偿驱动晶体管的阈值变化，由此补偿急变晶体管中的阈值电压漂移或延长显示器的正确操作。
在图4中，所示出的阴极处于地电势。在实际当中，如下面的例子所示，阴极电势可以是负值，电源线可以为0V。
根据本发明，提供了一种光反馈像素驱动方案，所述方案采用了占空系数控制法。在实施例中，驱动晶体管的驱动条件将考虑到驱动晶体管的阈值电压的测量，即便这一阈值电压通过反馈系统得到了补偿。在另一个实施例中，放电晶体管(其控制占空系数)的驱动条件将考虑到所测得的放电晶体管的阈值电压。可以将这两种方法结合到同一个驱动方案中。
可以通过已知电路实现本发明的驱动方法，但所采用的定时控制不同。
所述驱动方法假设VT(TD)(驱动晶体管22的阈值电压，在下文中也称为TD)总是大于或等于VT(TS)(急变/放电晶体管36的阈值，在下文中也称为TS)。这是一种有效的假设，因为TD在其寿命的绝大部分内具有超过阈值的高电压，而TS则总是处在其阈值上或低于其阈值，因而将具有小阈值电压漂移量。在TS受到长时间段的反偏时，甚至存在负漂移的可能性。因此，在时间零点处，所述阈值电压将相等，尔后VT(TD)＞VT(TS)。
为了说明所述驱动方案，假设所述电路处于下述初始状态电容器30放电，TS处于其阈值电压VT(TS)，电容器40保持电压VT(TS)。如有必要，可以通过将所述电路驱动至这一模式而容易地获得这一状态。
图5示出了针对这一状态的有效电路，其中，某些示例电压将对所述驱动方法的说明有用。
现在将通过下述步骤详细描述所述驱动方案的一个例子，其组合了驱动晶体管和急变晶体管的阈值测量。
步骤1-反转电路极性第一步骤涉及提供电压电平，使得驱动晶体管沿着正常电路操作的反指向工作。其目的在于实现对急变晶体管和驱动晶体管二者的阈值电压的采样，在下文中其将变得显而易见。这样做还确保了OLED显示元件在下文中描述的各种采样操作中受到反向偏置，并由此处于截止状态。
最初将阴极驱动至高压，例如10V。图6(a)示出了有效电路。由于阳极为高阻抗节点，因而其不能放电，由此其最终处于大约12V的电势上。
使驱动晶体管TD沿正常像素操作中晶体管偏置方向(sense)的反指向偏置。因此，电容器30上的零伏电压界定了栅极—漏极电压而不是栅极—源极电压。因此，如图6b所示，具有大栅极—源极电压，并且驱动晶体管TD导电，从而使阳极电压降至大约为TD的阈值电压。在这些高电势上，图4中的开关16和36截止，即它们的栅极处于低电势。
这表示，在图6a中没有栅极电压必须升高到+12V以上。最大栅极电压只升高到超过0V几伏的值。因此，能够采用合理的栅极电压摆动，例如25V。
之后，驱动阴极，使之降低到诸如5V的低压。图7示出了等效电路。
通过OLED电容将阴极电压的这一5V的压降电容耦合至阳极。如图7所示，由于阳极仍然是高阻抗节点，因而驱动阳极的电压下降至-5V+VT(TD)。
这一步骤使该电路处于能够对阈值电压采样的条件下。
步骤2-对急变晶体管的阈值电压采样用于地址晶体管16和充电晶体管34的地址线A1和A2电势升高(对于每一显示行而言)。其效果为通过充电线32和数据线6将两个电容器30和40连接至0V。出于这一目的，将0V电压提供给充电线32和数据线。
由于与电容30和40相比OLED的电容非常高，因此这些电容最初被充至5V-VT(TD)。
电容器30和40的充电导通了驱动晶体管TD和急变晶体管TS。由于VT(TD)≥VT(TS)(如上所述)，因而急变晶体管TS在驱动晶体管TD之后停止导电，并且阳极通过存储在电容器40上的电压VT(TS)充电至-VT(TS)。
之后，使地址线A1和A2电势降低，以截止开关16和34。在实践中，驱动晶体管TD比急变晶体管TS大约宽10倍，因而当两器件均达到阈值时，其泄漏得更多。
其目的在于使急变晶体管TS在所有情况下都比TD导电更久，从而获得对急变晶体管阈值电压的精确测量。
可以通过额外使数据线6保持高于0V，例如保持2或3V，同时使充电线32仍然处于0V来实现这一点。
由于通过TS和TD的漏电流非常小，因而将获得对VT(TS)的精确测量，并且阳极将保持在这一电压上(为数据添加做好准备)。具体而言，由于用于充电晶体管的地址线A2的电势降低而使晶体管34截止，因此随着电容器30通过急变晶体管TS放电，TS的漏极—源极电压将将为零。在测量急变晶体管阈值电压的这一步骤的末尾，驱动晶体管TD的栅极—源极电压为零，其提供了低泄漏。
步骤3-在电容器40上提供像素数据电压之后，通过使相关地址线A1的电势升高，依次向每条线的电容器40添加像素数据。在这一过程中，地址线A2为高电势或低电势都无关紧要。
施加至列6的数据或者为零或者是小于零的电势，前者用于像素的黑色状态，后者用于像素的开启状态。
参考图7，由于通过其数据电压摆动，即从0V到-VDATA使数据列6移动，因此通过下述公式表示在电容器40上得到的电压(假设地址线A2处于高电势，因而将电容器30的一个端子耦合至0V)V2=VT(TS)-C1+COLEDC2+C1+COLEDVDATA]]>这一公式是在数据线6上的电压的阶跃变化扰动了平衡之后由三个电容之间共享电荷导出的。C1是驱动晶体管存储电容器30的电容，C2是急变晶体管存储电容器40的电容，COLED是OLED显示元件的电容。
列电压中的阶跃变化不会破坏阈值电压测量(假设没有产生漏电流)，并且数据电压具有某一电容分路(capacitive division)。但是，由于COLED通常比C1和C2大得多，因而这一电容分路将非常小。对于具有40％的开口率的300μm×100μm的像素而言，作为例子的值可以是COLED＝1.5pF，C1＝0.1pF，C2＝0.5pF。在这种情况下，分路因数为0.76，因而大部分数据得到了存储。
由于在添加数据时只有非常小的漏电流流过TS或TD，因此向电容器30上添加数据也是精确的，所述数据产生使急变晶体管更为深度的截止的效果(位于其阈值之下)，从而使电流无法在数据添加时间(很短)流过TS。
步骤4-测量驱动晶体管阈值在这一步骤中，同时测量显示器内所有驱动TFT TD的阈值电压。如果其存储用于开启状态下的像素的数据，那么急变晶体管TS将彻底截止，如果其存储处于黑色状态下的像素的数据，那么急变晶体管将接近截止。
之后，如图8所示，使阴极电压降低至，例如，0V。其迫使阳极达到充分低的电平，以导通驱动晶体管TD。使地址线A2电势升高，从而使驱动晶体管的栅极电压保持0V，驱动晶体管TD使电容器30放电，直至驱动TFT的阈值。之后，结果如图8所示，在阴极上出现了-VT(TD)的电压。
步骤5-向电容器30施加恒定驱动电压之后，通过使所有的充电线移动(例如)5V而向显示器中的所有电容30施加固定驱动电压。参考图8，随着充电线通过其电压摆动移动，即从0V到VCHARGE，将通过下述公式给出电容器30上产生的电压V1=VT(TD)+COLEDC1+COLEDVCHARGE]]>因此，将在电容器30(具有电容C1)上提供大约0.75×5V+VT(TD)的电压。之后，使所有的地址线A2均为低电势。
出于两种原因，VT(TD)的测量无法达到理想的精确度。第一个原因是添加数据将使驱动晶体管TD导通，因而电流将流过驱动晶体管TD，从而破坏存储在电容器30中的测量。第二个原因是对于黑色像素状态而言，急变晶体管处于其阈值，因而将趋向于破坏存储于电容器40上的电荷。但是，由于光反馈将校正所有任何误差，因而只需对驱动晶体管TD的阈值电压做粗略估计。
步骤6-采用光反馈操作像素最后的步骤是使阴极降至-15V的工作点，从而以图4所示的方式同时照亮显示器内所有的像素。之后，电路按照WO 2004/084168中的说明工作。
在帧时间内具有上文概述的六个步骤。第一个步骤是使后续步骤能够得以执行的准备阶段。图9中概括了后面的五个步骤，图10中示出了说明所有的步骤的更为详细的时序图。
所述电路要求地址线A1和A2(用于地址晶体管16和充电晶体管34)是独立的，还要求将反馈光敏TFT 38的栅极连接至独立共用线，以确保其不导通。
但是，根据WO 2004/084168中的一些例子的要求，没有必要开关显示器的电源线。
也可能去除充电线32，并将充电晶体管34连接于电源线和电容器30之间。在这种情况下，在改变充电线电压从而将数据耦合到电容器30上的步骤5中，使电源线移动至更高的电压，从而将数据电压耦合至电容器30。
上述操作中的一个潜在的困难在测量急变晶体管TS的阈值的步骤2中。
非晶硅TFT在负栅极—源极电压下具有最小漏电流。由于这一最小值不为0V，因此驱动晶体管仍然通过电流，这样就破坏了急变晶体管阈值电压的测量。参考图7，尽管晶体管30放电了，但是在测量阈值电压时，驱动晶体管中的漏电流仍然影响存储在电容器40上的电压。
但是，如果驱动TFT阈值电压漂移了1伏或2伏(作为数量级的例子)，那么随着通过提供0V栅极—源极电压将驱动晶体管偏置到其最小漏电流，将改进对急变晶体管阈值的测量。
如图11所示，通过向驱动晶体管TD添加双重栅极而克服漏电流流经驱动晶体管的问题。
在对VT(TS)和VT(TD)二者进行测量时，附加的栅极能够使驱动晶体管截止，从而阻止任何电流流经驱动晶体管TD。
之后，将获得对两阈值电压的精确测量。
或者，可以在使用所述显示器之前施加一设定相位，由此迫使驱动晶体管的阈值电压漂移所需的量。这一点可以通过使阴极保持电源电压，例如，在电容器40上存储-1V的电压，以确保其截止，之后向充电线(A2为高压)施加诸如20V的高压来实现。可以通过再次降低地址线A2的电压将这一电压存储在电容器30上。这为驱动晶体管提供了大的正栅极偏置，并且其将在几小时内充分漂移。
栅极线A2将必须升高到充电线电压之上，但是仅保持短时间。在预定漂移时间之后，通过使急变晶体管TS短时间导通而使电容器30放电。
另一种备选方案是在不测量急变晶体管的阈值电压的情况下利用驱动方案的轻微变化实现对VT(TD)的大致测量。这一方法能够延长反馈补偿方案的寿命，如果发现急变晶体管的阈值变化不具有显著的影响，这一方法就是适用的。这一方法还可以适用于非晶硅实现，其中驱动晶体管阈值漂移显著影响光反馈系统能够正常工作的寿命。施加至急变晶体管的低压应力表示降低了阈值电压变化的显著性，可以不必对其予以校正。
现在将参考图12简要描述这种情况下的步骤。
步骤1-初始化将阴极变为0V，即与电源线同电势。
地址线A2电势升高，充电线保持诸如10V的高电势。这样难以导通驱动晶体管TD，并将阳极拉升至电源电压(0V)。这为施加数据电压提供了良好的参考，并且OLED截止。
步骤2-像素数据存储在使阳极保持参考电压(其保持电容器40的一侧)的同时，通过对适当的A1线寻址一次一条线地向电容器40添加数据。
步骤3-驱动晶体管阈值测量在存储了针对所有线的数据电压之后，测量驱动晶体管的阈值电压。对于这一操作，所有的地址线A1和A2均为低压。使充电线变为0V，使阴极变为高压，例如，5V，将这一操作示为步骤3。
步骤4-将固定驱动电压耦合至存储电容器之后，导通地址线A2，并将阴极驱动回0V。之后驱动晶体管放电至其阈值。之后，将充电线的电压拉升至，例如，5V，以耦合数据。
步骤5-照明之后，在步骤5中，拉低阴极电压，使OLED元件导通，以照亮显示器。
对于采用低温多晶硅的实现而言，驱动晶体管中的阈值电压变化较为不明显，光反馈系统能够补偿其整个预期的寿命当中的阈值电压变化。在这种情况下，只有急变晶体管TS的小的阈值电压变化未得到补偿。因此，针对LTPS实现的驱动方案可以只校正急变晶体管阈值电压。
电路的LTPS实现可以就是图4中的实现，其中，光敏元件可以是光TFT(如图所示)或NIP/PIN非晶硅光电二极管，甚至是光敏电阻。
如上所述，流过驱动晶体管的漏电流能够降低急变晶体管阈值电压的测量精确。当栅极源极电压为零时，LTPS TFT具有最小泄漏，因而驱动晶体管漏电流不会显著破坏急变晶体管阈值电压的测量。
但是，图13示出了在电流通路中具有额外的TFT的LTPS电路，其能够在测量VT(TS)的同时完全切断驱动晶体管的任何泄漏。
图14示出了用于实现仅补偿急变晶体管阈值电压的方案的详细时序图。
步骤1-初始化使阴极电压以及所有地址线A2升高电压。第一步骤涉及提供电压电平，使得驱动晶体管沿着正常电路操作的反指向工作。这种做法的目的在于通过反向偏置的OLED显示元件对急变晶体管的阈值电压抽样。
步骤2-对急变晶体管的阈值电压采样之后，针对每一显示行使地址线A1(在这种情况下其用于地址晶体管16和充电晶体管34)电压升高。其效果为通过充电线32和数据线6将两个电容器30和40连接至固定电压。通过与上述相同的方式，对急变晶体管阈值电压采样。
由于未执行驱动晶体管阈值电压补偿，无需使充电线发生变化。
步骤3-在电容器40上提供像素数据电压之后，通过使相关地址线A1的电势升高，依次向每条线的电容器40添加像素数据。
步骤4-照明如上所述，将阴极电压降低至起动照明阶段。
用于详细解释本发明的方法的电路是仅为n型的构造，因而其适于非晶硅实现。如上所述，还可以将本发明应用于采用低温多晶硅工艺实现的电路，这些电路可以采用n型或p型器件。还可以采用公共阴极LED显示元件构造。
在WO 2004/084168中还描述了其他构造，本发明的方法可以通过适应性修改用于这些电路变型。
对于本领域技术人员而言，各种其他变型是显而易见的。
权利要求
1.一种驱动有源矩阵显示装置的方法，所述有源矩阵显示装置包括显示像素阵列，每一所述显示像素包括驱动晶体管(22)和电流驱动的发光显示元件(2)，对于所述像素的每一次寻址，所述方法包括测量驱动晶体管(22)的阈值电压；向所述驱动晶体管阈值电压添加驱动电压，以获取经补偿的驱动电压，并将其存储在存储电容器上；采用所述经补偿的驱动电压驱动所述驱动晶体管(22)；采用流经被所述显示元件(2)照亮的光敏器件(38)并取决于提供给所述像素的像素电压的电荷流导通放电晶体管(36)；以及在取决于所述像素电压和所述光输出的时刻采用所述放电晶体管(36)对所述存储电容器(30)放电，由此截止所述驱动晶体管。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光敏器件(38)根据所述显示元件(2)的光输出而改变施加到所述放电晶体管(36)上的栅极电压，由此控制所述放电晶体管(36)的操作定时。
3.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中，所述光敏器件(38)控制将所述放电晶体管(36)从截止状态切换到导通状态的定时。
4.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中，所述光敏器件(38)用于对设置于所述放电晶体管(36)的栅极与恒压线之间的放电电容器(40)充电或放电。
5.根据任何一项前述权利要求所述的方法，还包括测量所述放电晶体管(36)的阈值电压；以及向所述放电晶体管阈值电压添加像素电压，以获取经补偿的像素电压，在取决于所述经补偿的像素电压的时刻使所述存储电容器(30)放电。
6.根据权利要求6所述的方法，所述方法按照下述顺序执行测量所述放电晶体管(36)的阈值电压；获取所述经补偿的像素电压；测量所述驱动晶体管(22)的所述阈值电压；获取所述经补偿的驱动电压；驱动所述驱动晶体管(22)；导通放电晶体管(36)；以及使所述存储电容器(30)放电。
7.根据权利要求6或7所述的方法，还包括在测量所述放电晶体管的阈值电压之前，沿采用经补偿的驱动电压驱动所述驱动晶体管(22)的偏置的反指向偏置所述驱动晶体管。
8.根据权利要求5、6或7所述的方法，其中，测量所述放电晶体管的阈值电压包括采用连接于栅极和源极之间的电容器驱动所述放电晶体管，直到所述放电晶体管截止为止。
9.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中，测量所述驱动晶体管的阈值电压包括采用所述存储电容器驱动所述驱动晶体管，直到所述驱动晶体管截止为止。
10.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中，所述驱动晶体管包括非晶硅晶体管。
11.一种驱动有源矩阵显示装置的方法，所述有源矩阵显示装置包括显示像素阵列，每一所述显示像素包括驱动晶体管(22)和电流驱动的发光显示元件(2)，对于所述像素的每一次寻址，所述方法包括通过向所述驱动晶体管上施加栅极电压而驱动电流流过所述驱动晶体管，所述栅极电压包括固定分量和取决于所述驱动晶体管(22)的阈值电压的测量值的分量；以及在取决于所述显示元件的光输出和像素数据信号的时刻，采用用于对所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电容放电的放电晶体管使所述驱动晶体管截止。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述驱动晶体管截止的时刻还取决于所测得的所述放电晶体管(36)的阈值电压。
1 3.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述驱动晶体管包括非晶硅晶体管。
14.一种驱动有源矩阵显示装置的方法，所述有源矩阵显示装置包括显示像素阵列，每一所述显示像素包括驱动晶体管(22)和电流驱动的发光显示元件(2)，对于所述像素的每一次寻址，所述方法包括通过向所述驱动晶体管施加包括固定电压的栅极电压驱动电流流过所述驱动晶体管；以及在取决于所述显示元件的光输出、像素数据信号和所测的所述放电晶体管(36)的阈值电压的时刻，采用用于对所述驱动晶体管的栅极和源极之间的电容放电的放电晶体管使所述驱动晶体管截止。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，施加至所述驱动晶体管的所述栅极电压包括固定电压分量和取决于所述驱动晶体管(22)的阈值电压的测量值的分量。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述驱动晶体管(22)包括低温多晶硅晶体管。
17.一种有源矩阵显示装置包括显示像素阵列，每一所述像素包括电流驱动的发光显示元件(2)；低温多晶硅驱动晶体管(22)，其用于驱动电流流过所述显示元件(2)；存储电容器(30)，其存储用来对所述驱动晶体管(22)寻址的电压；放电晶体管(36)，其用于对所述存储电容器(30)放电，由此截止所述驱动晶体管；以及光敏器件(38)，其根据所述显示元件(2)的光输出而改变施加到所述放电晶体管(36)上的栅极电压，由此控制所述放电晶体管(36)的操作定时，其中，所述装置还包括用于实现所述放电晶体管(36)的阈值电压测量的装置，并且其中，每一所述像素还包括隔离晶体管，其连接于电源线和所述驱动晶体管之间，用于在所述放电晶体管的阈值电压测量过程中，截止所述驱动晶体管。
全文摘要
一种驱动有源矩阵显示装置的方法，对于每一像素而言，其包括通过向所述驱动晶体管上施加栅极电压而驱动电流流过所述驱动晶体管(22)，所述栅极电压包括固定分量和取决于所述驱动晶体管(22)的阈值电压的测量值的分量；以及在取决于所述显示元件(2)的光输出和像素数据信号的时刻，采用用于对所述驱动晶体管(22)的栅极和源极之间的电容放电的放电晶体管(36)使所述驱动晶体管截止。这一方法采用了光反馈来实现针对显示元件的输出的占空系数控制。显示元件开启时的亮度由驱动晶体管驱动电压决定，其考虑了所述阈值电压。尽管所述光反馈系统通过最初以这种方式提供补偿而实现对阈值电压的补偿，但是光反馈系统正常工作的寿命却能够得到延长。使所述驱动晶体管截止的时刻还可以取决于所测的所述放电晶体管的阈值电压。
文档编号G09G3/20GK101048809SQ200580036781
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月24日 优先权日2004年10月29日
发明者戴维·A.·菲什, 史蒂文·C.·迪恩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司