具有控制电路的ＬＥＤ显示器制造技术

一种用于控制ＬＥＤ显示器像素的有源矩阵电路，其包括控制电路，该控制电路响应于控制信号，在帧周期中将亮度值存储在存储电路中。驱动电路响应于存储电路，控制通过ＬＥＤ的电流以便以由亮度值决定的亮度级发射光。连接到存储电路的亮度值降低电路在帧周期中提供存储电路中存储的亮度值的受控降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固态显示装置以及存储和显示像素值和图像的手段。
技术介绍
采用发光像素的固态图像显示装置是众所周知的并且被广泛使用。例如，OLED装 置以无源矩阵结构和有源矩阵结构以及顶部发射体设计和底部发射体设计用于平板显示 器。用于OLED显示器的控制电路在本领域中也是众所周知的，并且包括压控方案和流控方案。常规无源矩阵OLED显示器利用驱动器使电流在固定周期(也称为帧或帧周期) 流过OLED元件，在该固定周期中，OLED发光元件以特定亮度发射光。对OLED元件的逐行 或列供电，并且以足以避免出现闪烁的速率刷新整个OLED显示器。例如，2003年4月24 El 公开白勺题为System and Method for Providing Pulse Amplitude Modulation for OLEDDisplay Drivers”的W02003/034389描述了一种用于有机发光二极管显示器的脉冲宽 度调制驱动器。视频显示器的一个实施方式包括用于提供所选电压以驱动视频显示器中的 有机发光二极管的电压驱动器。电压驱动器可以从校正表接收电压信息，该校正表对老化、 列电阻、行电阻以及其它二极管特性做出解释。相反，有源矩阵电路对于显示器中的各发光元件采用单个电路的二维阵列。有源 矩阵电路提供用于存储后来用于控制驱动电路以提供流过发光元件(也称为像素或子像 素)的电流的值(通常为电容器上的电荷)的控制机制。如这里所使用的，不考虑颜色或者 与其它发光元件的分组，各发光元件都被认为是一个像素。例如，参照图12，用于驱动LED 10的有源矩阵像素电路包括控制晶体管12，其响应于诸如选择信号14和数据信号16的控 制信号。当启动选择信号14时，控制晶体管12被导通，并且数据信号16向存储电容器20 提供电荷。随后通过停用选择信号14使控制晶体管12截止。存储电容器20上存储的电 荷使驱动晶体管22导通，以与电容器20上存储的电荷相当的电平向LED 10提供电流。参 照图13A，像素可以在第一帧周期T1期间以亮度级L1发射光，而在第二帧周期T2期间以第 二亮度级L2发射光。亮度的变化被观察者感知为图像的变化，例如，场景中的运动。在现有技术中的常规平板显示器中，通常以足够高的速率周期性地刷新显示信 号，以表现视频流的连续帧中的流畅运动。对于监视器，刷新速率通常是每秒30、60、70、75、 80,90或100帧，而对于电视，刷新速率通常是每秒50或60帧。因此，在常规平板显示器 中，以适合于应用的选定刷新速率更新电荷存储电容器20中的电荷。通常以限定帧周期的刷新速率(例如，30Hz或60Hz)刷新各像素的亮度值。选择 足够短的帧周期，使得当像素的亮度值变化时提供运动错觉。如所公知的，因为在帧周期中 图像是静止的，而观察者的眼睛可能在显示器上进行跟踪，将图像曝光在视网膜的不同部 分上，所以这样的有源矩阵电路会在观察者中造成运动模糊。通过缩短刷新周期(即，以更 高频率进行刷新)可以降低该模糊。但是，这样的方案问题在于采用了更高频率的信号，这 提高了驱动器的成本并且加剧了用于将电荷存储在各像素位置的控制线中的传输线效应。可替换地，例如，通过仅在帧时间的一部分中发射更亮的光可以缩短像素发射光的各帧期 间的时间。如果帧周期足够短，则将不会感知到闪烁。参照图13B，在第一帧周期T1中，可 以控制像素在周期T1的一半中发射两倍光2L”同样，在周期T2的一半中以两倍的亮度级 21^2发射光。在相关方案中，显示器的多个部分可以显示滚过显示器的黑条。然而，这些方 案还需要更高频率的控制，这些控制提高了成本并且对于具有更长控制线的更大显示器来 说是成问题的。可以采用公知的脉冲宽度调制技术来控制显示器像素，如图13B所示。而且，由 于OLED显示器中的一个非均勻性源来自有源矩阵设计中采用的薄膜驱动晶体管的阈值开 关特性中的变化，因此，改善有源矩阵OLED显示器中的均勻性的一种方法是采用与电荷存 储控制技术形成对照的脉冲宽度调制技术。这些脉冲宽度调制技术这样工作以最大电流 和亮度对OLED进行特定第一时间量的驱动，然后在同一帧时间内使OLED截止第二时间量。 如果第一时间量和第二时间量的和足够小，则观看者将不会感知到由周期性地导通和截止 OLED产生的闪烁。通过改变导通OLED的时间量与截止OLED的时间量的比来控制OLED元 件的亮度。使用脉冲宽度调制来控制OLED显示器的多种方法是公知的。例如，2004年10月 26 日授权的题为Gray scale pixel driver for electronic displayand method of operation therefore”的美国专利6，809, 710公开了一种用于驱动图形显示器中的OLED 的电路。该电路采用连接到以开关模式工作的OLED的端子的电流源。该电流源响应于选 择性设置的周期电压信号和周期变幅电压信号的组合。当导通时，设计并且优化电流源，以 向OLED提供OLED达到最大亮度所需的电流量。当截止时，电流源阻止向OLED提供电流， 为OLED显示器提供均勻黑色电平(black level)。通过调制提供给OLED的电流的脉冲宽 度，从而改变向OLED提供电流的时间长度，来控制OLED的视亮度(apparent luminance)。通过在电流源处使用开关工作模式，该电路能够采用更大的电压范围来控制电流 驱动OLED显示器中的亮度值。但是，使用电流驱动电路是复杂的，并且需要大量空间用于 显示装置中的各像素。还有公知用于在单个电路中提供脉冲宽度控制和可变电荷存储控制的方法。题为 Drive circuit for active matrix light emitting device，，的美国专利 6，670，773 提 出了一种与OELD元件并联的晶体管。但是，所描述的技术从OELD转移驱动电流，从而降低 了电路的工作效率。其它设计采用与OLED元件串联的电路元件，用于控制或测量OLED元件 的性能。例如，2004年 4 月 29 日公开的题为Active Matrix OrganicElectroluminescent Display Device”的WO 2004/036536说明了一种具有与OLED元件串联的附加元件的电路。 但是，当与OLED元件串联设置时，晶体管将增加驱动OELD元件所需的总电压，或者可能以 其它方式增加OLED元件所使用的总功率，或降低OLED元件可用的电流范围。在2006年8月8日授权的Cok的美国专利7，088，051中，公开了一种具有可变控 制的脉冲宽度调制方案，并且通过引用的方式将其全部并入于此。该公开描述了一种用于 在帧时间内控制像素亮度的手段；但是，需要外部控制，从而增加了成本并且降低了装置的 孔径比。因此，需要具有简化并且灵活设计的用于有源矩阵OLED装置的经改进的控制电路。
技术实现思路
根据一个实施方式，本专利技术的目的在于一种用于控制LED显示器像素的有源矩阵 电路，该有源矩阵电路包括a)控制电路，其响应于控制信号，在帧周期中将亮度值存储在存储电路中；b)驱动电路，其响应于所述存储电路，控制通过LED的电流以便本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制ＬＥＤ显示器像素的有源矩阵电路，该有源矩阵电路包括：ａ）控制电路，其响应于控制信号，在帧周期中将亮度值存储在存储电路中；ｂ）驱动电路，其响应于所述存储电路，控制通过ＬＥＤ的电流以便以由所述亮度值决定的亮度级发射光；以及ｃ）连接到所述存储电路的亮度值降低电路，其在所述帧周期中控制在所述存储电路中存储的亮度值的降低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-2 11/934,152一种用于控制LED显示器像素的有源矩阵电路，该有源矩阵电路包括a)控制电路，其响应于控制信号，在帧周期中将亮度值存储在存储电路中；b)驱动电路，其响应于所述存储电路，控制通过LED的电流以便以由所述亮度值决定的亮度级发射光；以及c)连接到所述存储电路的亮度值降低电路，其在所述帧周期中控制在所述存储电路中存储的亮度值的降低。2.根据权利要求1所述的有源矩阵电路，其中所述控制电路或驱动电路是在基板上形 成的晶体管。3.根据权利要求1所述的有源矩阵电路，其中所述存储电路是用于存储代表所述亮度 值的电荷的电容器。4.根据权利要求3所述的有源矩阵电路，其中所述亮度值降低电路随时间减少在所述 电容器中存储的电荷。5.根据权利要求4所述的有源矩阵电路，其中所述亮度值降低电路是与所述电容器并 联连接的电阻器。6.根据权利要求4所述的有源矩阵电路，其中所述亮度值降低电路是晶体管，该晶体 管与所述电容器并联连接并且响应于控制信号以控制所述电容器中的电荷随时间减少的 速度。7.根据权利要求1所述的有源矩阵电路，该有源矩阵电路还包括响应于降低控制信号 的降低控制电路，其连接到所述亮度值降低电路，以控制所述亮度值降低电路降低所述亮 度值的速度。8.根据权利要求7所述的有源矩阵电路，其中所述降低控制电路是晶体管。9.根据权利要求8所述的有源矩阵电路，其中所述存储电路是用于存储代表所述亮度 值的电荷的电容器，所述亮度值降低电路是与所述电容器并联连接的电阻器，并且所述降 低控制晶体管与所述电阻器串联连接以响应于所述降低控制信号控制流过所述电阻器的 电流。10.根据权利要求7所述的有源矩阵电路，其中所述控制信号包括用于控制所述控制 电路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德史蒂文科克，
申请(专利权)人：全球OLED科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]