多色电致发光显示器的补偿方案的制作方法

专利名称：多色电致发光显示器的补偿方案的制作方法
技术领域：
本发明涉及固态OLED平板显示器，更具体地涉及具有对有机发光显示组件老化 进行补偿的装置的显示器。
背景技术：
电致发光(EL)装置是用于平板显示器的有前景的技术。例如，已经知道有机发光 二极管(OLED)几年了并且其目前已经用于商用显示装置。EL器件使用涂覆在基板上的薄 膜材料层，该薄膜材料层当电流通过时发光。在OLED装置中，这些层的一层或更多层包括 有机材料。由于使用有源矩阵控制方案，多个EL发光器件可以被装配在一个EL显示器中。 EL子像素(各EL子像素包括EL器件和驱动电路)通常被设置成对于各子像素具有行和列 地址的二维阵列，并且由与各子像素关联的数据值来驱动，以与所关联的数据值相对应的 亮度发光。为了制成全彩色显示器，把一个或更多个不同颜色的子像素聚集到一起以形成 一个像素。因此，EL显示器上的各像素包括一个或更多个子像素，例如，红色子像素、绿色子 像素和蓝色子像素。特定颜色的所有子像素的集合通常被称为“调色板(color plane)”。 单色显示器可以被认为是具有仅仅一个调色板的彩色显示器的特例。典型的大屏显示器(例如，具有大于12至20英寸的对角线)采用在基板上形成 的氢化非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)，以驱动在这样的大屏显示器中的子像素。非晶硅底 板并不贵而且容易制造。但是，如由Jahinuzzaman等人在Applied Physics Letters 87， 023502(2005)中的“Threshold Voltage Instability Of Amorphous Silicon Thin-Film TransistorsUnder Constant Current Stress” 中所描述的，当 a-Si TFT 经受延长的栅偏 压时，a-Si TFT的阈值电压(Vth)显示出亚稳态偏移。因为转换IXD显示器中的液晶所需 要的电流是比较小的，所以该偏移在诸如LCD这样的传统显示装置中并不明显。但是，对 于LED应用，大得多的电流必须由a-Si TFT电路转换以驱动EL材料发光。因此，随着使用 采用a-Si TFT电路的EL显示器，其通常显示出明显的Vth偏移。该Vth偏移可以导致缩小 的动态范围和图像伪影。而且，OLED和混合EL器件中的有机材料也随着时间相对于流过 它们的集成电流密度而恶化，使得它们的效率下降，而它们对电流的阻力，因而正向电压增 加。这些效应在本领域中被描述为“老化”效应。这两个因素，TFT和EL老化，缩短了显示器的寿命。随着使用显示器，显示器上不 同的有机材料可以以不同的速度老化，导致差异颜色老化和白点变化的显示器。如果特别 是使用显示器中的一些EL器件，则可以导致空间差异老化，导致当用类似信号驱动时，显 示器的多个部分比其他部分暗。这可以导致可见烧进。例如，当屏幕在一个位置显示单个图 形元素一段较长时间时，会发生上述情况。这样的图形元素可以包括具有背景信息(如，新 标题、运动分数和网络标识)的条纹或矩形。单屏中的差异也可以是有问题的。例如，在常 规屏幕G 3纵横比)上显示宽银幕的宽屏(16 9纵横比)图像要求显示器给图像配 衬边，使16 9图像出现在显示屏幕的中间水平区域并且黑条(非照明的)出现在4 3 显示屏幕的各自顶部和底部水平区域。这引起16 9图像区域和非照明(衬边)区域之间的锐化转变(sharp transition)。这些转变可以随着时间烧进并且变为可见作为水平边 缘。而且，衬边区域没有这些情况中的图像区域老化地快，令人不愉快的是，这可以导致当 显示4 3(全屏)图像时，衬边区域比16 9图像区域亮。避免TFT电路中的电压阈值偏移的问题的一种方法是采用这样的电路设计在存 在这样的电压偏移时，该电路设计的性能比较恒定。例如，Uchino等人的美国专利申请公报 No. 2005/0269959描述了一种具有补偿电光元件的特性变动和晶体管的阈值电压变动的功 能的子像素电路。子像素电路包括电光元件、保持电容器和五信道薄膜晶体管。可选电路 设计采用降低对晶体管性能的敏感性的电流镜驱动电路。例如，Takahara等人的美国专利 申请公报No. 2005/0180083描述了这样的电路。但是，这样的电路通常比以其他方式采用 的双晶体管单电容器0T1C)大得多而且更复杂，从而降低开口率(AR)，S卩，显示器上可用 于发光的区域的百分比。通过提高通过各EL器件的电流密度，AR的降低缩短了显示器寿 命。使用a-Si TFT的其他方法依靠测量阈值电压偏移。例如，Fruehauf的美国专利 申请公报No. 2004/0100430A1号描述了一种OLED子像素电路，其包括常规2T1C子像素电 路和第三晶体管，用于将电流携带到板外电流测量电路。随着Vth偏移和OLED老化，电流 减小。测量电流的该减小并且该减小用于调整用于驱动子像素的数据值。类似地，Bu的美 国专利No. 6，433，488B1号描述了使用第三晶体管来测量流过测试条件下的OLED装置的电 流，以及将该电流与基准电流进行比较来调整数据值。附加地，Arnold等人在共同受让的 美国专利No. 6，995，519号中教导了使用第三晶体管来产生代表OLED电压的反馈信号，允 许OLED老化的补偿而不是Vth偏移。但是，尽管这些方案不要求有多少具有内部补偿的子 像素电路就要有多少晶体管，它们确实要求显示器底板上的附加信号线带有测量值。这些 附加信号线减小了开口率并且增加了装配成本。例如，这些方案可以每列需要一条附加数 据线。这使需要被结合到驱动器集成电路的线的数量加倍，因此增加了装配显示器的成本 并且提高了结合失败的可能性，从而降低来自装配线的良好显示器的产率。该问题对于可 以具有超过两千列的大屏高分辨率显示器尤其严重。但是，其也影响较小显示器，由于更高 的外接数(bondout counts)可以需要更高密度的连接器件，这些连接器件的制造更加昂贵 并且其产率低于较低密度连接器件。已经提出了用于使用阴极射线管显示器的电视的用于减少图像烧进的可选方案。 美国专利No. 6，359，398描述了提供用于使阴极射线管(CRT)同等老化的方法和设备。在 该方案下，当在不同开口率的显示器上显示一个开口率的图像时，用均衡视频信号驱动显 示器的衬边区域。这样，CRT均勻地老化。但是，所提出的方案要求使用诸如门或盖的阻挡 结构，当均衡视频信号以其他方式施加给显示器的非照明区域时，可以手动或自动地设置 该门或盖以将衬边区域从视野遮蔽。由于成本和不便性，对于大多数观看者，该方案不太可 能被接受。美国专利No. 6，359，398号还公开了衬边区域可以用灰视频来照明，该灰视频具 有匹配到在主区域中显示的节目视频的平均发光强度的估计值的发光强度。但是，如在那 里所指出的，虽然这样的估计导致减小的但仍然存在的非均勻老化，但也是不完美的。美国专利No. 6，369，851描述了一种用于显示视频信号的方法和设备，其使用边 缘修正信号来降低空间频率并且最小化边缘烧进线，或者使用边界修正信号来提高所显示 图像的边界区域中图像内容的亮度，其中，当显示具有不同开口率的图像时，边界区域对应于非图像区域。但是，这些方案可以造成令人讨厌的图像伪影，例如所显示图像中减小的清 晰度或可见地更亮的边界区域。已经在现有技术，例如在美国专利No. 6，856，3 中讨论了由于视频内容的特定 区域的烧进而引起的区域亮度差别的一般问题。该公开教导了可以通过检测图像角落中的 那些元素并且减小它们对平均显示负荷的强度来防止如上所描述的图形元素的烧进。该方 法要求检测静态区域并且无法防止色差烧进。Igarashi等人的题为“Camera and Display ControlDevice”的日本公报No. 2005-037843中描述了可选的技术。在该公开中，数字照相 机设置有有机EL显示器，通过采用数字照相机中的DSP来防止有机EL显示器烧进。每当 打开照相机时，DSP通过改变在存储器中图标图像数据的位置来改变有机EL显示器上图标 的位置。由于改变显示位置的程度接近一个像素，因此用户无法识别显示位置的变化。但 是，该方法要求现有知识和图像信号的控制，并且未讨论屏差异的问题。Enoki等人的美国专利申请公报No. 2005/0204313A1描述了一种用于防止显示屏 幕烧进的另一种方法，其中图像以倾斜方向、指定的显示方式逐渐移动。该技术和类似技术 通常被称为“像素卫星”技术。Enoki等人教导了只要其显示静止图像，就移动图像，或者以 预定间隔。Kota等人在美国专利No. 7，038，668中教导为预定个数的帧的各个帧在不同位 置显示图像。类似地，商用等离子电视产品为像素卫星运行方式做广告，这些运行方式根据 用户可调计时器在四个方向上偏移图像三个像素。但是，这些技术无法采用显示器的所有 像素，从而可以造成像素的边界效应，这些像素比图像区域中的通常用于显示图像数据的 那些像素亮。用于缓和EL显示器上的图像烧进的现有方法通常或者需要附加显示电路或者操 作所显示的图像。需要附加显示电路的方法可以缩短显示器的寿命，增加其成本，并且降低 成品率。操作所显示的图像的方法无法修正所有的烧进。因此，用于提供电致发光平板显 示装置中改善的显示均勻性的改善方法和设备是需要的。

发明内容
因此，本发明的目的是在存在晶体管老化的情况下补偿OLED发射体的老化和效率变化。通过一种补偿电致发光显示器中的晶体管和电致发光器件的特性的变化的方法 来实现该目的，该方法包括以下步骤(a)提供电致发光显示器，该电致发光显示器具有按行和列排列的子像素的二维 阵列，以形成多个像素，各像素具有不同颜色的至少三个子像素，像素中的各子像素具有电 致发光器件和驱动晶体管，其中各电致发光器件由对应的驱动晶体管响应于驱动信号来驱 动；(b)在各像素中为特定颜色的一个子像素提供读出电路，该读出电路具有串联连 接的第一读出晶体管和第二读出晶体管；(c)基于所述特定颜色的子像素中的所述晶体管或所述特定颜色的子像素中的所 述电致发光器件中的至少一个或者全部两个的特性，利用所述读出电路得出针对所述特定 颜色的子像素的修正信号；以及(d)利用所述修正信号调整向所述特定颜色的子像素的所述驱动晶体管和一个或更多个不同像素中的所述特定颜色的子像素的所述驱动晶体管施加的所述驱动信号。本发明的优点是提供了一种OLED显示器，该OLED显示器补偿显示器中有机材料 的老化和电路老化。本发明的另一个优点是利用了简单的电压测量电路。本发明的又一个 优点是通过对电压进行所有测量，与测量电流的方法相比，该方法对变化更敏感。本发明的 又一个优点是对驱动晶体管特性的变化的补偿可以与对OLED变化的补偿一起执行，从而 提供了完整的补偿方案。本发明的又一个优点是可以很快地完成测量和补偿(0LED和驱动 晶体管)这两方面。本发明的又一个优点是利用了显示器外的现有线路，从而不需要到外 部电路的附加连接。


图1是可以用于本发明的电致发光子像素的示意图；图2是可以用于本发明的EL显示器的示意图；图3是可以用于实施本发明的电致发光像素的像素驱动电路的一个实施方式的 示意图；图4是示出本发明的方法的一个实施方式的框图；以及图5是可以用于实施本发明的EL显示器的一个实施方式的平面图。
具体实施例方式现在转向图1，示出了如Levey等人在上述共同转让的美国专利申请 No. 11/766，823中所述的电致发光(EL)子像素的示意图。在有源矩阵EL显示器中，这样的 子像素在本领域中是公知的。EL显示器的一个有用示例是有机发光二极管(OLED)显示器。 EL子像素100包括发光EL器件160和驱动电路105。EL子像素100连接到数据线120、由 第一电压源111驱动的第一电源线110、选择线130和由第二电压源151驱动的第二电源线 150。连接意味着元件直接或通过另一个组件(如开关、二极管、另一个晶体管等)连接。驱 动电路105包括驱动晶体管170、开关晶体管180和电容器190。驱动晶体管170可以是非 晶硅(a-Si)晶体管。驱动晶体管170具有第一电极145、第二电极155和栅极165。驱动晶 体管170的第一电极145连接到第一电源线110，而第二电极155连接到EL器件160。在 驱动电路105的该实施方式中，驱动晶体管170的第一电极145是漏电极，而第二电极155 是源电极，并且驱动晶体管170是η沟道器件。在该实施方式中，EL器件160是通过第二 电源线150连接到驱动晶体管170和第二电压源151的非逆变EL器件。在该实施方式中， 第二电压源151接地。本领域技术人员将认识到其他实施方式可以使用其他源作为第二电 压源。开关晶体管180具有连接到选择线130的栅极，以及源电极和漏电极，源电极和漏电 极之一连接到驱动晶体管170的栅极165，而另一个连接到数据线120。EL器件160由第一电源线110和第二电源线150之间的电流提供能量。在该实 施方式中，第一电压源111具有相对于第二电压源151的正电势，以使电流流过驱动晶体管 170和EL器件160，使得EL器件160发光。电流的大小——因此发光的强度——由驱动晶 体管170控制，更具体地由驱动晶体管170的栅极165上的信号电压的大小控制。在写周 期中，选择线130启用开关晶体管180以进行写入，而且数据线120上的信号电压数据被写 入驱动晶体管170并且存储在连接在栅极165和第一电源线110之间的电容器190上。
如上面所讨论的，诸如驱动晶体管170的a-Si晶体管和诸如160的EL器件具有 老化效应。期望的是，补偿这样的老化效应以维持显示器的一致的亮度和色彩平衡，并且防 止图像烧进(burn-in)。为读出对这样的补偿有用的值，驱动电路105还包括连接到驱动 晶体管170的第二电极155和读出线125的读出晶体管185。读出晶体管185的栅极可以 连接到选择线130，或者通常连接到其他读出选择线。运行时，读出晶体管185将第二电极 155电连接到读出线125，该读出线125将关闭显示器的信号携带到电子器件195。电子器 件195可以包括，例如，增益缓冲器和A/D转换器以读取电极155的电压。现在转向图2，示出了如White等人在上述共同转让的美国专利申请 No. 11/946，392中所描述的EL显示器20。显示器20包括源驱动器21、选通驱动器23和显 示矩阵25。显示矩阵25具有以行和列排列的多个EL子像素100。各行具有选择线(131a、 131b、131c)。各列具有数据线(121a、121b、121c、121d)和读出线(126a、126b、126c、126d)。 如图1中所示，各子像素包括驱动电路和EL器件。响应于列的数据线上携带的并且施加到 驱动晶体管的栅极的驱动信号，由对应的驱动电路中的驱动晶体管通过各EL器件来驱动 电流。由于EL器件通常是电流驱动的，因此由驱动电路通过EL器件驱动电流常规上被称 为驱动EL器件。连接到数据线121a的子像素电路的列下面被称为“列A”，这同样适合于 列B、C和D，如图上所表示的。仅为了清楚，图2中用虚线示出读出线126a至126d;它们沿 整个列是电连续的。数据线121a至121d和读出线126a至126d全都连接到源驱动器21， 与简单的双晶体管单电容器OTIC)设计相比，上述设计使外部连接所需要的接合数(bond count)加倍。读出线还可以连接到源驱动器中未包括的读出电路。术语“行”和“列”不表 示EL显示器的任何特定方向。在不失一般性的情况下，行和列可以互换。读出线可以按除 平行于列线外的其他结构取向。现在转向图3，示出了可以用于实施本发明的电致发光像素的像素驱动电路的一 个实施方式的示意图。电致发光像素200是电致发光(EL)显示器的一部分，该部分具有子 像素的二维阵列，如子像素205w、205b、205r和205g，这些子像素以行和列排列来形成多个 像素。各像素具有不同颜色的至少三个子像素。如这里所示，该至少三个子像素被理想地排 列成至少两行。该实施方式利用四像素模式，但是本领域中已知的其他像素模式(如水平 或垂直条)也可以用于本发明。在图3中所示的实施方式中，像素200包括不同颜色的四 个子像素白色子像素205w、红色子像素205r、蓝色子像素20 和绿色子像素205g。各子 像素具有在中间节点电连接到对应的驱动晶体管的电致发光器件。电致发光器件由对应的 驱动晶体管响应于驱动信号来驱动，该驱动信号由对应的开关晶体管从数据线传送到该驱 动晶体管。例如，子像素205w包括EL器件161w、中间节点215w、驱动晶体管171w和开关 晶体管181w，并且连接到第一数据线140a。数据线向驱动晶体管提供驱动信号以使对应的 EL器件发射彩色光。彩色光可以是任意颜色，包括白色。彩色光可以直接由EL器件提供， 例如，通过为不同颜色的子像素设置不同的发射体，或者通过提供如本领域中已知的具有 滤色器的宽带发射(例如白色)EL器件。其他子像素具有相应编号的对应结构。显示器还 包括第一电源线110和第二电源线150，其中，如上所述，第一电源线110连接到第一公共电 压源，并且如上所述，第二电源线150连接到第二公共电压源。如本领域中所公知的，显示 器还包括用于将驱动信号提供给子像素的数据线(例如，第一和第二数据线140a和140b) 和选择线(如，135a和135b)。子像素的各行设置有对应的选择线，例如，对子像素205w和102051 的行设置有选择线13fe。子像素的各列设置有对应的数据线，例如，对于子像素205w 和205b设置了第一数据线140a，对于子像素205r和205g设置了第二数据线140b，用于将 驱动信号提供给驱动晶体管。但是，各像素中的一个子像素(例如，像素200中的子像素 205w)具有用于将驱动信号提供给第一晶体管171w的第一数据线140a，并且具有用于在本 文中将要描述的条件下接收读出信号的第二数据线140b。该子像素将被称为各像素中特定 颜色的子像素。显示器还包括分别连接到第一电源线110和第二电源线150的第一开关210和第 二开关220。第一开关210和第二开关220理想上位于板外，并且尽管为了清楚而未示出， 这些开关连接到显示器上的所有相应的电源线。对于OLED显示器提供了第一开关210和 第二开关220中的至少一个。如果OLED显示器具有多个被供电的像素子组，则可以设置附 加的第一和第二开关。第一开关210选择性地将第一电压源通过第一电源线110连接到各 驱动晶体管的第一电极，例如，白色子像素驱动晶体管171w。第二开关220选择性地将第二 电压源通过第二电源线150连接到各EL器件，例如，EL器件161w。显示器还包括选择性地 将第二数据线140b连接到数据线235、电流源MO (选择性地通过第三开关S3)或电流吸收 器245 (选择性地通过第四开关S4)的开关组230。在正常显示模式中，第一和第二开关110 和120关闭，而其他开关(下面描述)打开；即，开关组230被设置到数据线235，从而第二 数据线140b用作普通数据线以向例如子像素2051 和205g的驱动晶体管提供驱动信号，来 使子像素发射彩色光。在正常显示模式中，第一数据线140a向例如子像素205w和20 的 另一列子像素提供驱动信号。虽然第三和第四开关可以是单独的个体，但是它们在该方法 中从不同时关闭，从而开关组230提供了这两个开关的便利的实施方式。开关组230、电流 源240和电流吸收器245可以位于OLED显示结构之上或之外。各像素包括针对特定颜色的一个子像素的读出电路。读出电路可以以读出模式启 用，并且将提供至少一个读出信号，这将在下面进一步描述。读出电路包括串联连接的第一 读出晶体管250和第二读出晶体管255，并且该像素中的第一读出晶体管250连接到白色子 像素205w的中间节点215w。第一读出晶体管250的栅极连接到第一选择线135a，而第二 读出晶体管255的栅极连接到第二选择线13恥。从而，两条选择线必须同时被启用以启用 读出电路。如下面将要描述的，其他像素将具有连接到读出电路的不同颜色的子像素。因 此，对于整个显示器，连接到读出电路的各颜色的子像素的个数实质上将是相同的。开关组 230与读出晶体管250和255结合使用。第三开关S3允许电流源240选择性地通过第二数 据线140b连接到子像素205w以允许预定的恒定电流流入子像素205w中。第四开关S4允 许电流吸收器245选择性地通过第二数据线140b连接到子像素205w以允许当预定的数据 值施加到数据线140a时预定的恒定电流从子像素205w流动。还设置了电压测量电路沈0，其连接到第二数据线140b。电压测量电路260测量电 压以得出用于调整施加到驱动晶体管的驱动信号的修正信号。电压测量电路260至少包括 用于将电压测量值转换成数字信号的模数转换器270，和处理器275。来自模数转换器270 的信号被发送给处理器275。电压测量电路260还可以包括用于存储电压测量值的存储器 观0，如果需要的话还包括低通滤波器沈5。电压测量电路的其他实施方式对于本领域的技 术人员是显而易见的。电压测量电路260可以通过复用器295连接到多条第二数据线140b 和用于从预定个数的子像素顺序读出电压的读出晶体管250和255。处理器275还可以经由数模转换器290连接到第一数据线140a。因此，在本文要描述的测量过程中，处理器275 还充当用于将预定的测试电势施加到第一数据线140a的测试电压源。处理器275还可以 通过数据输入部285接受显示数据，并且提供对变化的补偿，如本文将要描述的，从而在显 示过程中向第一数据线140a提供补偿后的数据。代替电压测量电路，可以使用诸如比较器的补偿电路以将第二数据线140b上的 电压与已知基准进行比较。与包括电压测量电路的实施方式相比，这可以提供更低成本的 设备。还可以提供用于驱动特定颜色的子像素以提供读出信号的控制器。控制器可以是 处理器275。控制器可以打开和关闭第一至第四开关中的任何开关，可以设置电流吸收器 245以抽取预定的测试电流，并且可以设置电流源240以驱动预定的测试电流。这通过控制 总线225来示意性地示出。为了例示清楚起见，控制总线225仅被示出至开关组230和电 流源M0，但是将理解的是，控制总线225允许控制器按照需要设置任意开关、电流吸收器、 电流源、数据线、选择线或复用器。在正常运行中，如本领域中公知的，显示器担当有源矩阵显示器。数据被放置在数 据线(如140a、140b)上，并且启用选择线(如13 )以将该数据放置在对应的驱动晶体管 的栅极上，来以期望的电平驱动对应的EL器件。每次启用一条选择线。在该模式中，子像 素205w连接到第一数据线140a，而不连接到第二数据线140b。显示器的各像素200具有另一个模式，其在本文中将被称为读出模式。在读出 模式中，同时启用两个相邻的选择线，如第一和第二选择线13 和135b，从而通过启用第 一和第二读出晶体管250和255来启用读出电路，并且将子像素205w连接到第二数据线 140b。因此，在读出模式中，特定颜色的子像素205w具有两条数据线第一数据线140a，其 照例向驱动晶体管171w提供驱动信号；以及第二数据线140b，其将从子像素205w接收读 出信号并且将它们施加给电压测量电路260或者如果被代替使用的话，施加给补偿电路。现在转向图4，并且还参见图3，示出了补偿EL显示器中的晶体管和EL器件的特 性变化的方法的一个实施方式的框图，如本发明中所实施的。该方法单独测试各像素中特 定颜色的子像素的驱动晶体管和EL器件。启用读出电路，即，通过同时启用选择线13 和 135b来启用读出晶体管250和255 (步骤410)。关闭第一开关210并且打开第二开关220。 关闭第四开关并且打开第三开关，即，将开关组230切换到S4(步骤415)。通过测试电压 源，如处理器275，向第一数据线140a从而向驱动晶体管171w提供预定的测试电势(Vdata)。 设置电流吸收器M5以抽取预定的测试电流(步骤42 。从而，电流从第一电源线110通 过驱动晶体管171w和第二数据线140b向电流吸收器245流动。由于Vdata的施加，通过电 流吸收器245的电流(Itestsk)的值被选择为小于通过驱动晶体管171w的所得电流；典型值 将在1至5微安的范围内，并且在像素的寿命中对于所有测量值都是恒定的。因此，Vdata必 须足以提供在显示器的寿命中，甚至在预期的老化之后，都比在电流吸收器M5的电流大 的通过驱动晶体管171w的电流。因此，通过驱动晶体管171w的电流极限值将完全由电流 吸收器245控制。基于已知的或确定的电流-电压和驱动晶体管171w的老化特征可以选 择Vdata值。在该过程中可以使用多于一个的测量值，例如，人们可以选择使用在OLED驱动 电路的寿命中足以为最大电流保持恒定的Vdata值按1、2和3微安进行测量。使用电压测量 电路沈0，通过测量第二数据线140b上的电压(该电压是读出晶体管255的第二电极上的的第一读出信号V1，包括驱动晶体管171w的阈值电压Vth，来测试驱动 晶体管171w (步骤430)。然后，打开第一开关210并且关闭第二开关220。打开第四开关并且关闭第三开 关，即，将开关组230切换至S3 (步骤435)。从第一数据线140a移除预定的测试电势(步 骤440)。没有必要启用读出电路，该读出电路从测量V1就保持是运行的。但是，其他方法 变体是可能的，其中在这些测量之间必需停用读出电路，然后再重新启用该读出电路。设置 电流源MO以驱动预定的测试电流(步骤44 。因此，电流，Itestsu，从电流源240通过第二 数据线140b和EL器件161w向第二电源线150流动。通过电流源240的电流值被选择为小 于通过EL器件161w的可能的最大电流；典型值将在1至5微安的范围内，并且在OLED驱 动电路的寿命中对于所有的测量都是恒定的。在该过程中可以使用多于一个的测量值，例 如，可以选择在1、2和3微安进行测量。使用电压测量电路沈0，通过测量第二数据线140b 上的电压(该电压是读出晶体管255的第二电极上的电压)，提供代表EL器件16 Iw的特性 (包括电阻)的第二读出信号V2,来测试EL器件(步骤450)。如果在要测量的行中存在其 他像素(步骤45 ，则可以使用连接到多条第二数据线140b的复用器295来允许电压测量 电路260为预定个数的像素，例如，该行中的每个像素，顺序读出第一和第二读出信号V1和 V2,并且必要时，重复步骤415至450。如果显示器足够大，则它可能需要多个复用器，其中 在并行的/后续的过程中可以提供信号。如果在该行中没有要读的像素，则停用读出电路， 意味着取消选择选择线13 和135b (步骤460)。如果显示器中存在要测量的其他电路行， 则为各行重复步骤415至460。在该过程的结尾，可以计算各像素的必要变化(步骤470)， 现在将描述这一点。诸如驱动晶体管171w的晶体管具有特征阈值电压(Vth)。驱动晶体管171w的栅极 上的电压必须大于阈值电压以使电流在第一和第二电极之间流动。当驱动晶体管171w是 非晶硅晶体管时，已知阈值电压在老化条件下会变化。这样的条件包括将驱动晶体管171w 放置在实际使用条件下，从而导致增大阈值电压。因此，栅极上的恒定信号可以使由EL器 件161w发射的光强度逐渐减小。这样的减小量将取决于驱动晶体管171w的使用；因此，对 于显示器中不同的驱动晶体管，减小可以是不同的，本文中称为像素200的特性的空间变 动。这样的空间变动可以包括显示器的不同部分中亮度和色彩平衡的差别，和图像“烧进”， 其中经常显示的图像(如，网络标识)可以使其自己的重影总是显示在运行的显示器上。期 望的是，补偿阈值电压中这样的变化以防止这样的问题。同样，对EL器件161w，可以存在与 年久有关的变化，例如，发光效率损失和EL器件161w的电阻的增加。对于第一读出信号，电路中组件的电压的关系如下V1 = Vdata-Vgs(Itestsk)-Vread (公式 1)其中，Vgsatestsk)是必须施加给驱动晶体管171w使得其漏源电流Ids等于Itestsk的 栅源电压。这些电压值将使读出晶体管255的第二电极(即连接到数据线140b的电极) 的电压调整以满足公式1。在上面描述的条件下，Vdata是设定值并且Vread(读出晶体管250 和255上的电压变化)可以被认为是恒定的。Vgs将由电流吸收器245设置的电流值和驱 动晶体管171w的电流-电压特性控制，并且将随驱动晶体管的阈值电压的与年久有关的变 化而变化。为了确定驱动晶体管171w的阈值电压的变化，执行两个单独的测试测量。当驱 动晶体管171w未由于老化而劣化时，例如在未将像素200用于显示之前，执行第一测量，以13测量且存储第一电平的电压力。由于这具有零老化，因此它可以是理想的第一信号值，并且 可以被称为第一目标信号。在驱动晶体管171w老化之后，例如，通过显示图像一段预定时 间，重复并且存储测量值。可以比较存储的结果。驱动晶体管171w的阈值电压的变化将造 成Vgs的变化，以维持电流。这些变化将反映在公式1中V1的变化，以产生可以测量并且存 储的第二电平的电压力。可以比较对应的存储信号的变化，以计算读出电压V1的变化，该 变化与驱动晶体管171w的变化的关系如下Δ V1 = - Δ Vgs = - Δ Vth (公式 2)因此，基于白色子像素205w的驱动晶体管171w的特性，针对用于该子像素的修正 信号可以得出-AV1值。对于第二读出信号，电路中组件的电压的关系如下V2 = CV+VEL+Vread (公式 3)其中，νΕ 是EL器件161w上的电势损失。这些电压值将使读出晶体管255的第二 电极的电压调整以满足公式3。在上面描述的条件下，CV是设定值(第二电源线150的电 压)并且Vread可以被认为是恒定的。Va将由电流源240设置的电流值和EL器件161w的电 流-电压特性控制。Va可以随EL器件161w的与年久有关的变化而变化。为了确定VeJ勺 变化，执行两个单独的测试测量。当EL器件161w未由于老化而劣化时，例如在将像素200 用于显示之前，执行第一测量，以测量并且存储第一电平的电压V2。由于这具有零老化，因 此它可以是理想的第二信号值，并且可以被称为第二目标信号。在EL器件161w已经老化 之后，例如，通过显示图像一段预定时间，重复并且存储测量值。可以比较存储的结果。对 EL器件161w的阈值电压的变化可以造成对Va的变化，以维持电流。这些变化将反映在公 式3中对V2的变化，以产生可以测量并且存储的在第二电平的电压V2。可以比较对应的存 储信号的变化，以计算读出电压的变化，该变化与EL器件161w的变化的关系如下Δ V2 = Δ Vel (公式 4)因此，基于白色子像素205w的EL器件161w的电阻特性，针对用于该子像素的修 正信号，可以得出Δ V2值。然后，可以使用第一和第二信号的变化来补偿子像素205w的特性的变化(步骤 470)。为了补偿电流变化，必需对AVth(与AV1有关)和ΔνΕ (与AV2有关)做出修正。 但是，第三因素也影响EL器件的亮度并且随年久或使用而变化EL器件的效率下降，其减 少了以给定电流发射的光，如Levey等人在上述共同转让的美国专利申请No. 11/766，823 号(以引证的方式并入其公开)中所描述的。除了上述关系，Levey等人描述了 EL器件的 发光效率的降低和AVa的关系，S卩，其中对于给定电流的EL亮度是AVm变化的函数
权利要求
1.一种补偿电致发光显示器中的晶体管和电致发光器件的特性变化的方法，该方法包 括以下步骤(a)提供电致发光显示器，该电致发光显示器具有按行和列排列的子像素的二维阵列， 以形成多个像素，各像素具有不同颜色的至少三个子像素，像素中的各子像素具有电致发 光器件和驱动晶体管，其中各电致发光器件由对应的驱动晶体管响应于驱动信号来驱动；(b)在各像素中为特定颜色的一个子像素提供读出电路，该读出电路具有串联连接的 第一读出晶体管和第二读出晶体管；(c)基于所述特定颜色的子像素中的所述晶体管或所述特定颜色的子像素中的所述电 致发光器件中的至少一个或者全部两个的特性，利用所述读出电路得出针对所述特定颜色 的子像素的修正信号；以及(d)利用所述修正信号调整向所述特定颜色的子像素的所述驱动晶体管和一个或更多 个不同像素中的所述特定颜色的子像素的所述驱动晶体管施加的所述驱动信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，各读出电路提供各自的读出信号，并且该方法还 包括以下步骤(e)提供一条或更多条数据线，所述数据线用于向所述驱动晶体管提供所述驱动信号， 以使所述电致发光器件发射彩色光，和用于接收读出信号并且将所述读出信号施加给补偿 电路。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，各读出电路提供各自的读出信号，并且该方法还 包括以下步骤(e)为各像素中的所述特定颜色的各子像素提供各自的第一数据线，用于向所述驱动 晶体管提供所述驱动信号，以使所述电致发光器件发射彩色光；(f)为各像素中的所述特定颜色的各子像素提供各自的第二数据线，用于接收读出信号；(g)提供第一电压源和用于选择性地将所述第一电压源连接到各驱动晶体管的各自第 一电极的第一开关；(h)提供第二电压源和用于选择性地将各电致发光器件连接到所述第二电压源的第二 开关；(i)提供电流源和用于选择性地将所述电流源连接到所述第二数据线的第三开关； (j)提供电流吸收器和用于选择性地将所述电流吸收器连接到所述第二数据线的第四开关；(k)提供用于将各测试电势施加给各第一数据线的测试电压源； (1)提供连接到各第二数据线的电压测量电路；(m)基于所述驱动晶体管的特性，通过关闭所述第一开关和所述第四开关，打开所述第 二开关和所述第三开关，使用所述测试电压源来通过各所述第一数据线将测试电势施加给 各驱动晶体管，启用所述读出电路，利用所述电流吸收器抽取测试电流，并且使用所述电压 测量电路测量各读出信号以提供各修正信号，来测试各像素中的所述特定颜色的各子像素 的所述驱动晶体管；以及(η)基于所述电致发光器件的特性，通过打开所述第一开关和所述第四开关，关闭所述 第二开关和所述第三开关，启用所述读出电路，利用所述电流源驱动测试电流，并且使用所述电压测量电路测量各读出信号以提供各修正信号，来测试各像素中的所述特定颜色的各 子像素的所述电致发光器件。
4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤(e)为各行子像素提供对应的选择线。
5.根据权利要求4所述的方法，该方法还包括以下步骤(f)通过同时启用两条选择线来启用所述读出电路以得出所述修正信号。
6.一种补偿电致发光显示器中的晶体管和电致发光器件的特性的变化的方法，该方法 包括以下步骤(a)提供电致发光显示器，该电致发光显示器具有按行和列排列的子像素的二维阵列， 以形成多个像素，各像素具有不同颜色的至少三个子像素，像素中的各子像素具有电致发 光器件和驱动晶体管，其中各电致发光器件由对应的驱动晶体管响应于驱动信号来驱动以 提供图像；(b)在各像素中为特定颜色的一个子像素提供读出电路，该读出电路具有串联连接的 第一读出晶体管和第二读出晶体管；(c)基于所述特定颜色的子像素中的所述晶体管或所述特定颜色的子像素中的所述电 致发光器件中的至少一个或全部两个的特性，利用所述读出电路为所述特定颜色的子像素 得出修正信号；(d)利用所述修正信号调整向一个或更多个不同像素中的所述特定颜色的子像素的所 述驱动晶体管和所述特定颜色的子像素的所述驱动晶体管施加的所述驱动信号；以及(e)随着时间改变所述图像的位置。
7.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括以下步骤(f)为各行子像素提供对应的选择线。
8.根据权利要求7所述的方法，该方法还包括以下步骤(g)通过同时启用两条选择线来启用所述读出电路以得出所述修正信号。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，各读出电路提供各自的读出信号，并且该方法还 包括以下步骤(f)提供一条或更多条数据线，用于向所述驱动晶体管提供所述驱动信号，以使所述电 致发光器件发射彩色光，和用于接收读出信号并且将该读出信号施加给补偿电路。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，各读出电路提供各自的读出信号，并且该方法 还包括以下步骤(f)为各像素中的所述特定颜色的各子像素提供各自的第一数据线，用于向所述驱动 晶体管提供所述驱动信号，以使所述电致发光器件发射彩色光；(g)为各像素中的所述特定颜色的各子像素提供各自的第二数据线，用于接收读出信号；(h)提供第一电压源和用于选择性地将所述第一电压源连接到各驱动晶体管的各自第 一电极的第一开关；(i)提供第二电压源和用于选择性地将各电致发光器件连接到所述第二电压源的第二 开关；(j)提供电流源和用于选择性地将所述电流源连接到所述第二数据线的第三开关；(k)提供电流吸收器和用于选择性地将所述电流吸收器连接到所述第二数据线的第四 开关；(1)提供用于将各自的测试电势施加给各第一数据线的测试电压源；(m)提供连接到各第二数据线的电压测量电路；(η)基于所述驱动晶体管的特性，通过关闭所述第一开关和所述第四开关，打开所述第 二开关和所述第三开关，使用所述测试电压源来通过各所述第一数据线将测试电势施加给 各所述驱动晶体管，启用所述读出电路，利用所述电流吸收器抽取测试电流，并且使用所述 电压测量电路测量各读出信号以提供各修正信号，来测试各像素中的所述特定颜色的各子 像素的所述驱动晶体管；以及(ο)基于所述电致发光器件的特性，通过打开所述第一开关和所述第四开关，关闭所述 第二开关和所述第三开关，启用所述读出电路，利用所述电流源驱动测试电流，并且使用所 述电压测量电路测量各读出信号以提供各修正信号，来测试各像素中的所述特定颜色的各 子像素的所述电致发光器件。
11.一种电致发光像素，该电致发光像素包括(a)不同颜色的至少三个子像素，各子像素具有在中间节点电连接到驱动晶体管的电 致发光器件，其中各电致发光器件由对应的驱动晶体管响应于驱动信号来驱动；(b)用于特定颜色的一个子像素的读出电路，该读出电路具有串联连接的第一读出晶 体管和第二读出晶体管，其中所述第一读出晶体管连接到所述特定颜色的子像素的所述中 间节点，并且其中所述读出电路提供至少一个读出信号；以及(c)用于向所述特定颜色的子像素的所述驱动晶体管提供驱动信号的第一数据线，和 用于接收所述读出信号并且将该读出信号施加给补偿电路的第二数据线。
12.根据权利要求11所述的电致发光像素，该电致发光像素还包括(d)第一电压源和用于选择性地将所述第一电压源连接到所述特定颜色的子像素的所 述驱动晶体管的第一电极的第一开关；(e)第二电压源和用于选择性地将所述特定颜色的子像素的所述电致发光器件连接到 所述第二电压源的第二开关；(f)电流源和用于选择性地将所述电流源连接到所述第二数据线的第三开关；以及(g)电流吸收器和用于选择性地将所述电流吸收器连接到所述第二数据线的第四开关。
13.根据权利要求12所述的电致发光像素，该电致发光像素还包括(h)用于将测试电势施加给所述第一数据线的测试电压源；(i)连接到所述第二数据线的电压测量电路；以及(j)控制器，该控制器用于通过启用所述第一读出晶体管和所述第二读出晶体管，关闭 所述第一开关并且打开所述第二开关，关闭所述第四开关并且打开所述第三开关，将预定 的测试电势施加给所述第一数据线，并且设置所述电流吸收器以抽取预定的测试电流，来 驱动所述特定颜色的子像素以提供第一读出信号，并且该控制器还用于通过启用所述第一 读出晶体管和所述第二读出晶体管，打开所述第一开关并且关闭所述第二开关，打开所述 第四开关并且关闭所述第三开关，并且设置所述电流源以驱动预定测试电流，来驱动所述 特定颜色的子像素以提供第二读出信号。
14.根据权利要求11所述的电致发光像素，其中，所述至少三个子像素排列成至少两 行，并且该电致发光像素还包括用于各行子像素的对应选择线。
15.根据权利要求14所述的电致发光像素，其中，所述第一读出晶体管的栅极连接到 第一选择线，并且其中，所述第二读出晶体管的栅极连接到第二选择线。
全文摘要
一种补偿电致发光显示器中的晶体管和电致发光器件的特性的变化的方法，该方法包括以下步骤提供电致发光显示器，其具有被排列以形成各像素的子像素的二维阵列，各像素具有不同颜色的至少三个子像素，各子像素具有电致发光器件和驱动晶体管，其中各电致发光器件由对应的驱动晶体管来驱动；在各像素中为所述特定颜色的一个子像素提供读出电路，该读出电路具有串联连接的第一读出晶体管和第二读出晶体管；基于所述特定颜色的子像素中的所述晶体管或所述特定颜色的子像素中的所述电致发光器件中的至少一个或全部两个的特性，利用所述读出电路得出修正信号；以及利用所述修正信号来调整驱动信号。
文档编号G09G3/32GK102047313SQ200980119687
公开日2011年5月4日 申请日期2009年5月22日 优先权日2008年5月29日
发明者查尔斯·L·利维, 约翰·W·哈默, 达斯廷·温特斯 申请人:全球Oled科技有限责任公司