像素电路、显示装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)和其它有源矩阵显示器的像素电路。通过由数据线供应的电压来编程像素电路。通过读出电路经由数据线能够测量已知的LED电压下的发光器件中的电流以及利用已知的数据信号编程的像素的像素电流。7T1C实施构造能够在每个驱动周期中将驱动晶体管预充电至参考电压，且在每个周期中在发光之前将发光器件预设成参考电压。

Pixel Circuit, Display Device and Method

The present invention relates to pixel circuits for active matrix organic light emitting diodes (AMOLED) and other active matrix displays. The pixel circuit is programmed by the voltage supplied by the data line. The readout circuit can measure the current in the light emitting device under the known LED voltage and the pixel current of the pixel programmed by the known data signal through the data line. The 7T1C implementation structure can pre-charge the driving transistor to the reference voltage in each driving cycle, and pre-set the light emitting device to the reference voltage before the light emission in each cycle.

【技术实现步骤摘要】
像素电路、显示装置和方法
本专利技术涉及电子显示器及用于电子显示器的部件，且特别地涉及有源矩阵显示器的像素电路、用于操作像素电路的方法以及使用像素电路的显示装置。
技术介绍
通常，诸如有源矩阵有机发光二极管(AOLED，activematrixorganiclightemittingdiode)显示器之类的有机发光二极管显示器包括有机发光二极管(OLED)阵列，其中，每个发光二极管由专用驱动晶体管控制。相对于常规液晶显示器(LCD，LiquidCrystalDisplay)，AMOLED显示器的优点包括低功耗、制造灵活性、较快的刷新速率、较大的视角、更高的对比度、更轻质以及对柔性基板的顺从性。在AMOLED显示器中不存在背光，并因而每个像素具有不同的独立地发光的彩色OLED。OLED基于通过驱动晶体管提供的电流发光，其中，驱动晶体管由编程电压控制。每个像素消耗的电功率与由该像素产生的光强度相关。基于OLED的像素的光输出取决于OLED自身的特性，并取决于驱动晶体管的特性，其中，驱动晶体管通常是薄膜晶体管(TFT，ThinFilmTransistor)，薄膜晶体管可以由包括但不限于非晶硅、多晶硅或金属氧化物的材料制成。AMOLED显示器随着像素的老化而可能遭遇由驱动晶体管的电气特性(例如，阈值电压和迁移率)的变化以及OLED的差异性老化引起的亮度不均匀性。为了保持高图像质量，应当例如通过调整编程电压来补偿像素电路参数的时间和空间变化。为此，可以从像素电路提取相关的电路参数。接着，使用测量的信息来通知像素电路的随后的编程，以确保通过针对像素编程进行的调整能够应对任何的测量的劣化。
技术实现思路
本专利技术的各方面涉及一种用于显示面板的像素电路、一种包括这种像素电路的显示装置以及一种用于驱动该显示装置中的像素阵列的像素电路并对像素电路执行测量以提取像素的参数的方法。像素电路可包括诸如有机发光二极管(OLED)等发光器件(LED，LightEmittingDevice)，且还可以包括诸如薄膜晶体管(TFT)等驱动晶体管。本专利技术还提供了用于测量像素电流和LED电流的方法和结构。该方法可包括经由数据线向像素电路供应电压或电流并测量数据线中的电流。该方法还可包括将测量的电流转换成电压以用于进一步处理。根据本专利技术的一个方面，显示装置可包括经由数据线连接到显示器的像素电路的源极驱动器。源极驱动器在显示器的正常操作期间产生像素编程信号，且还可包括用于在测量模式中处理由源极驱动器提供到像素电路的电流。可以将所测量的电流转换成诸如10至16位的数字编码等数字编码。可将数字编码提供到数字处理器以用于进一步处理且用于校准诸如数据电压等像素编程信号。通过参照附图给出的各种实施例和/或方面的详细说明，本领域技术人员能够容易理解本专利技术的前述的以及其它的方面和实施例，下面给出了这些附图的简要说明。附图说明将参照附图更详细地说明本文披露的实施例，这些附图不是按照比例绘制，且附图中的相同元件由相同附图标记表示。图1是根据实施例的示例性有源矩阵显示系统的示意框图。图2是与参考电压电源可通断地连接的像素电路的示意框图。图3是在驱动模式中且在LED测量模式中操作图2的像素电路的方法的流程图。图4是在像素测量模式中操作图2的像素电路的方法的流程图。图5是与参考电压电源可通断地连接的示例性“7T1C”像素电路的示意电路图。图6是在驱动模式中图3的7T1C像素电路的控制信号的示例性时序图。图7是在LED测量模式中图3的7T1C像素电路的控制信号的示例性时序图。图8是在像素测量模式中图3的7T1C像素电路的控制信号的示例性时序图。图9是在驱动模式的预充电阶段中图5的7T1C像素电路的示意框图。图10是在驱动模式的编程阶段中图5的7T1C像素电路的示意框图。图11是在驱动模式的OLED预设阶段中7T1C像素电路的示意框图。图12是在驱动模式的发光阶段中图5的7T1C像素电路的示意框图。图13是在OLED测量模式的充电阶段中图5的7T1C像素电路的示意框图。图14是在OLED测量模式的OLED测量阶段中图5的7T1C像素电路的示意框图。图15是在OLED测量模式的OLED预设阶段中图5的7T1C像素电路的示意框图。图16是在像素测量模式的预充电阶段中图5的7T1C像素电路的示意框图。图17是在像素测量模式的编程阶段中图5的7T1C像素电路的实施例的示意框图。图18是在像素测量模式的像素处理阶段中图5的7T1C像素电路的实施例的示意框图。图19是在像素测量模式的OLED预设阶段中图5的7T1C像素电路的实施例的示意框图。具体实施方式在下面的说明中，出于说明而非限制的目的，给出了诸如特定的电路、电路部件、技术等具体细节，以便于本专利技术的全面理解。然而，对本领域技术人员来说，显然地，本专利技术可以实施为不同于这些具体细节的其它实施例。在其它情况下，省略了已知的方法、设备和电路的说明，以不影响示例性实施例的说明。这里的记载本专利技术的原理、方面及实施例及其特定示例的所有声明旨在涵盖它们的结构性和功能性等同物。另外，这些等同物包括当前已知的等同物以及将来开发出的等同物(即，执行相同功能的任意元件，而不管其结构如何)。因而，例如，本领域技术人员应当理解的是，可以通过使用专用硬件以及能够与适当软件结合的方式执行软件的硬件来实现包括被标示或说明为“处理器”或“控制器”的功能块在内的各种元件的功能。当通过处理器来实现时，可以通过单个专用处理器、单个共用处理器或多个单独处理器(其中一些处理器可以被共用或可以是分布的)来实现这些功能。而且，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应当被解释为仅涉及能够执行软件的硬件，且可以包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。注意，除非另有说明，这里所使用的术语“第一”、“第二”等不旨在表明顺序编号，而是旨在将元件彼此区分。类似地，除非另有说明，方法步骤的顺序编号不表明它们的执行次序。本专利技术的一个方面提供了一种用于电子显示器的像素电路，其中，电子显示器被配置成在驱动模式中或在一个或多个测量模式中操作。像素电路可包括发光器件(LED)、驱动晶体管和存储电容器，其中，发光器件被配置成响应于流过发光器件(LED)的驱动电流发光，驱动晶体管具有第一端子、第二端子和栅极端子并被配置成响应于其栅极端子处的电压控制驱动电流，存储电容器连接到驱动晶体管的栅极端子。可以设置第二晶体管，以用于将驱动晶体管的栅极端子可通断地连接到驱动晶体管的第二端子。像素电路还可包括第一切换电路和第二切换电路，其中，第一切换电路将驱动晶体管的第一端子可通断地连接到电子显示器的电源线或电子显示器的数据线，第二切换电路将驱动晶体管的栅极端子或LED可通断地连接到参考电压电源。在示例性实施方式中，发光器件(LED)可以是有机发光二极管(OLED)，有机发光二极管可具有阳极端子和阴极端子。在下面描述的示例性实施例中，阳极端子可连接到驱动晶体管，且阴极端子可连接到负电源端子(在一些实施例中，可以是接地端子)。在一些实施例中，第一切换电路可包括第三晶体管和第四晶体管，其中，第三晶体管将驱动晶体管的第一端子可通断地连接到电源线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子显示器的像素电路，所述电子显示器被配置成用于在驱动模式中或者在一个或多个测量模式中操作，所述像素电路包括：发光器件(LED)，其被配置成用于响应于驱动电流进行发光；驱动晶体管，其包括第一端子、第二端子和栅极端子，且被配置成用于响应于所述驱动晶体管的所述栅极端子处的电压来控制所述驱动电流；存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的所述栅极端子；第二晶体管，其用于将所述驱动晶体管的所述栅极端子可通断地连接到所述驱动晶体管的所述第二端子；第一切换电路，其用于将所述驱动晶体管的所述第一端子可通断地连接到所述电子显示器的电源线或所述电子显示器的数据线；以及第二切换电路，其用于将所述驱动晶体管的所述栅极端子或所述LED可通断地连接到参考电压电源。

【技术特征摘要】
2017.10.17 US 62/573,3731.一种电子显示器的像素电路，所述电子显示器被配置成用于在驱动模式中或者在一个或多个测量模式中操作，所述像素电路包括：发光器件(LED)，其被配置成用于响应于驱动电流进行发光；驱动晶体管，其包括第一端子、第二端子和栅极端子，且被配置成用于响应于所述驱动晶体管的所述栅极端子处的电压来控制所述驱动电流；存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的所述栅极端子；第二晶体管，其用于将所述驱动晶体管的所述栅极端子可通断地连接到所述驱动晶体管的所述第二端子；第一切换电路，其用于将所述驱动晶体管的所述第一端子可通断地连接到所述电子显示器的电源线或所述电子显示器的数据线；以及第二切换电路，其用于将所述驱动晶体管的所述栅极端子或所述LED可通断地连接到参考电压电源。2.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述LED包括有机发光二极管(OLED)，所述OLED包括用于与所述驱动晶体管连接的阳极端子和用于与负电源端子连接的阴极端子。3.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述第一切换电路包括第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管用于将所述驱动晶体管的所述第一端子可通断地连接到所述电源线，所述第四晶体管用于将所述驱动晶体管的所述第一端子可通断地连接到所述数据线。4.根据权利要求3所述的像素电路，其中，所述第二切换电路包括第五晶体管，所述第五晶体管用于将所述驱动晶体管的所述栅极端子可通断地连接到所述参考电压电源以预充电所述存储电容器，且其中，所述存储电容器连接在所述驱动晶体管和所述电源线之间。5.根据权利要求4所述的像素电路，其还包括第六晶体管，所述第六晶体管用于将所述驱动晶体管的所述第二端子可通断地连接到所述LED。6.根据权利要求4所述的像素电路，其中，所述第二切换电路还包括第七晶体管，所述第七晶体管用于将所述OLED端子可通断地连接到所述参考电压电源，以预设所述OLED。7.根据权利要求1所述的像素电路，其中，所述驱动晶体管、所述第二晶体管、所述第一切换电路和所述第二切换电路均包括p型薄膜晶体管。8.一种用于操作显示器的像素阵列的方法，所述像素阵列包括多个像素电路，每个所述像素电路包括发光器件(LED)、包括栅极、第一端子和第二端子的驱动晶体管以及连接到所述栅极的存储电容器，所述方法包括：使所述像素阵列的像素电路在包括编程阶段和发光阶段的驱动模式中操作，其中，所述编程阶段包括：临时地接通所述驱动晶体管的所述第二端子和所述驱动晶体管的所述栅极之间以及所述驱动晶体管的所述第一端子和所述显示器的数据线之间的电连接，以利用被所述驱动晶体管的阈值电压偏移的数据线电压对所述驱动晶体管的所述栅极充电，且其中，所述发光阶段包括：在提供所述驱动晶体管的所述第二端子和所述LED之间的电连接的同时，临时地接通所述驱动晶体管的所述第一端子和电源线之间的电连接，以利用响应于所述数据线电压的驱动电流驱动所述LED；以及使所述像素电路在包括预充电阶段和测量阶段的LED测量模式中操作，其中，所述预充电阶段包括：向所述驱动晶体管的所述栅极施加参考电压，以使所述驱动晶体管转变到三极管模式，在所述三极管模式中，所述驱动晶体管作为导通状态下的开关操作，且其中，所述测量阶段包括：至少临时地提供所述驱动晶体管的所述第二端子和所述LED之间以及所述驱动晶体管的所述第一端子和所述数据线之间的电连接，以使所述数据线和所述LED之间流动有电流，且测量所述数据线中的所述电流。9.根据权利要求8所述的方法，其还包括：使所述像素电路在像素测量模式中操作，所述像素测量模式包括：临时地接通所述驱动晶体管的所述第二端子和所述驱动晶体管的所述栅极之间以及所述驱动晶体管的所述第一端子和所述数据线之间的电连接，以利用被所述驱动晶体管的所述阈值电压偏移的所述数据线电压对所述驱动晶体管的所述栅极预充电；接通所述驱动晶体管的所述第二端子和所述LED之间以及所述驱动晶体管的所述第一端子和所述数据线之间的电连接，以使所述驱动晶体管和所述数据线之间流动有电流；且在通过所述数据线使用预定的偏置电压偏置所述驱动晶体管的所述第一端子的同时，测量在所述数据线中流动的电流。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述像素电路用于操作所述像素阵列的第i行或列中的像素，其中，i是整数，所述方法包括：使用所述像素阵列的第i行或列的扫描信号S[i]来接通或断开所述数据线和所述驱动晶体管的所述栅极之间的电连接，使用所述像素阵列的第i行或列的编程信号SM[i]来接通或断开所述驱动晶体管的所述栅极和所述驱动晶体管的所述第二端子之间的电连接，使用所述像素阵列的第i行或列的发光信号EM[i]来接通或断开所述驱动晶体管的所述第二端子和所述LED之间的电连接，使用所述像素阵列的下一相邻行或列的发光信号EM[i+1]来接通或断开所述驱动晶体管的所述第一端子和所述电源线之间的电连接，使用所述像素阵列的前一相邻行或列的扫描信号S[i...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿拉什·莫拉迪，贾法尔·塔莱布扎德，何俊虎，刘洪鑫，唐舒俊，
申请(专利权)人：伊格尼斯创新公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA