專利名稱：用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光像素陣列的電路和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及發(fā)光設(shè)備顯示技術(shù)，更具體地涉及用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的技術(shù)，其在編程期間使用反饋結(jié)構(gòu)來(lái)補(bǔ)償像素不穩(wěn)定性和不均勻性。
背景技術(shù)：
近來(lái)，主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器由于其優(yōu)于傳統(tǒng)液晶板顯示器的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)變得更有吸引力。這些優(yōu)點(diǎn)包括以比較低的成本和比較高的效率制造OLED顯示器的能力。進(jìn)一步，這種顯示器不需要背光，并且提供寬闊的視角。
主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)顯示器包括像素的行和列的陣列，每個(gè)像素都包括OLED和一些有源設(shè)備，如薄膜晶體管。由于OLED是電流驅(qū)動(dòng)設(shè)備，AMOLED的像素電路應(yīng)該能夠提供準(zhǔn)確并且恒定的驅(qū)動(dòng)電流，以得到一致并且均勻的亮度。
如美國(guó)專利第5748160號(hào)所公開的那樣，簡(jiǎn)單的像素電路包括兩個(gè)薄膜晶體管(TFT)和OLED。在該電路中，OLED被連接到驅(qū)動(dòng)TFT的漏極端子，并且驅(qū)動(dòng)TFT的柵極端子通過(guò)開關(guān)TFT被連接到列線。連接在驅(qū)動(dòng)TFT的柵極端子和接地之間的存儲(chǔ)電容器被用于在像素電路從列線路斷開的時(shí)候，保持驅(qū)動(dòng)TFT柵極端子上的電壓。對(duì)于該電路，流過(guò)OLED的電流極大地取決于驅(qū)動(dòng)TFT的特性參數(shù)。由于TFT的特性參數(shù)，特別地，偏壓應(yīng)力下的閾值電壓隨時(shí)間而變化，并且這種變化可能因像素而異，所導(dǎo)致的圖像失真可能高得無(wú)法接受。
已經(jīng)被采用的使電流驅(qū)動(dòng)電路對(duì)閾值電壓漂移的敏感度降低的方法之一是，對(duì)像素的電流編程，而不是對(duì)電壓編程。在這種方法中，OLED電流較少依賴于驅(qū)動(dòng)晶體管的電壓-電流特性。OLED的電流編程的像素電路的實(shí)施已經(jīng)得到了公開，例如，Yi HE等人，“CurrentSource a-Si:H Thin-Film Transistor Circuit for Active Matrix OrganicLight-Emitting Displays”(“主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器的電流源a-Si:H薄膜晶體管電路”)，IEEE Electro Device Letters，2000年12月，第21卷，第12號(hào)，590-592頁(yè)。電流編程方法的缺點(diǎn)在于其很慢，特別對(duì)于低編程電流電平(current level)，這是由較大的線路電容造成的。因此，電壓編程方法需要考慮其速度。這對(duì)于大面積的TV和顯示器是特別符合的。
使驅(qū)動(dòng)電流對(duì)晶體管參數(shù)的敏感度減少的另一種方法是使用電流反饋。美國(guó)專利申請(qǐng)20020101172A1提供了帶有電流反饋的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。外部電流比較器對(duì)像素電流和基準(zhǔn)電流進(jìn)行比較，并生成適當(dāng)?shù)男盘?hào)來(lái)控制像素電流。該公開的方法的一個(gè)缺點(diǎn)在于，控制信號(hào)是電流，這會(huì)限制編程速度。該方法的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，必須對(duì)每個(gè)OLED的正極和負(fù)極設(shè)計(jì)圖案，這增加了對(duì)當(dāng)前使用的OLED制造工藝的可靠性的關(guān)注。
亮度反饋是用于穩(wěn)定OLED亮度的另一種方法。如美國(guó)專利申請(qǐng)20030151569所述，對(duì)響應(yīng)于表示OLED的光輸出的反饋信號(hào)的反饋?zhàn)x出電路可用于提供亮度控制。該已公開方法的缺點(diǎn)在于，每個(gè)像素都需要在光學(xué)上耦合到OLED的光傳感器。這引起了集成問(wèn)題。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，由光傳感器生成的反饋信號(hào)的低電平可能導(dǎo)致信噪比不佳，從而使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍變窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了幾個(gè)具有反饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路，其可用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光設(shè)備的列，并適合用在AMOLED顯示器中。在本發(fā)明中，反饋電壓是由關(guān)于像素的(on-pixel)反饋電路或者元件生成的。該電壓用于調(diào)整像素的編程電壓。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，列中的每個(gè)像素都經(jīng)信號(hào)線路和反饋線路連接到反饋型控制單元，并經(jīng)選擇線路連接端子接收到掃描時(shí)鐘信號(hào)。通過(guò)信號(hào)線路施加于像素的編程電壓設(shè)置通過(guò)發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流。編程電壓可由外部控制單元通過(guò)使用由關(guān)于像素的反饋電路生成的反饋電壓進(jìn)行精確地調(diào)整。反饋電壓與發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流成比例，并被用來(lái)設(shè)置編程電壓，以便于得到需要的驅(qū)動(dòng)電流，而不管像素間存在任何不穩(wěn)定性(晶體管和發(fā)光元件的特性偏移)和不均勻性。
列控制單元可以被連接到形成于顯示器基板上的基準(zhǔn)元件模塊，以便于校正由像素分量不準(zhǔn)確或溫度漂移引起的輸出電流電平中的誤差?；鶞?zhǔn)元件模塊還可以包括耦合到發(fā)光元件的光傳感器，以便于為由有機(jī)材料的不穩(wěn)定性或溫度改變所導(dǎo)致的亮度變化提供亮度反饋補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用在顯示器中的像素電路。該顯示器包括多個(gè)像素，每個(gè)像素具有選擇線路、信號(hào)線路、反饋線路。像素電路包括發(fā)光元件；用于為發(fā)光元件提供驅(qū)動(dòng)電流的驅(qū)動(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)部分具有存儲(chǔ)電容器和開關(guān)用晶體管，開關(guān)用晶體管具有連接到選擇線路的柵極端子、連接到信號(hào)線路的第一端子，和第二端子；以及用于生成表示提供給發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流的反饋電壓的關(guān)于像素的反饋元件，反饋信號(hào)被提供給反饋線路。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用在顯示器中的像素電路。該顯示器包括多個(gè)像素，每個(gè)像素具有第一選擇線路、第二選擇線路、信號(hào)線路、反饋線路。像素電路包括發(fā)光元件；用于為發(fā)光元件提供驅(qū)動(dòng)電流的驅(qū)動(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)部分包括存儲(chǔ)電容器、開關(guān)用晶體管、驅(qū)動(dòng)用晶體管，開關(guān)用晶體管具有連接到第一選擇線路的柵極端子、連接到信號(hào)線路的第一端子以及第二端子，驅(qū)動(dòng)用晶體管具有連接到開關(guān)用晶體管的第二端子的柵極端子、第一端子以及連接到發(fā)光元件的第二端子；以及關(guān)于像素的反饋電路，其用于生成表示提供給發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流的反饋電壓。反饋電路包括連接在所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的第二端子和一個(gè)電位之間的電阻器；以及反饋晶體管，反饋晶體管具有被連接到第二選擇線路的柵極、被連接到驅(qū)動(dòng)用晶體管的第一端子的第一端子，以及被連接到反饋線路的第二端子。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用在顯示器中的像素電路。該顯示器包括多個(gè)像素，每個(gè)像素具有選擇線路、信號(hào)線路、反饋線路。像素電路包括發(fā)光元件；用于為發(fā)光元件提供驅(qū)動(dòng)電流的驅(qū)動(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)部分包括存儲(chǔ)電容器、開關(guān)用晶體管、驅(qū)動(dòng)用晶體管，開關(guān)用晶體管具有被連接到選擇線路的柵極端子、被連接到信號(hào)線路的第一端子以及第二端子，驅(qū)動(dòng)用晶體管具有被連接到開關(guān)用晶體管的第二端子的柵極端子、第一端子和被連接到發(fā)光元件的第二端子；以及關(guān)于像素的反饋電路，其用于生成表示提供給發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流的反饋電壓。反饋電路包括被連接在所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的第二端子和一個(gè)電位之間的電阻器；以及反饋晶體管，其具有被連接到選擇線路的柵極、被連接到驅(qū)動(dòng)用晶體管的第一端子的第一端子，和被連接到反饋線路的第二端子。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種顯示設(shè)備。該顯示設(shè)備包括選擇線路；被提供根據(jù)亮度和反饋信息二者的電壓信號(hào)的信號(hào)線路；被提供根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流的電流電平的反饋電壓信號(hào)的反饋線路；形成像素陣列的多個(gè)像素；多個(gè)像素中的每個(gè)像素都形成于基板上所述掃描線路和所述信號(hào)和反饋線路的交叉部分，每個(gè)像素包括發(fā)光元件、具有存儲(chǔ)電容器和開關(guān)用晶體管的電流驅(qū)動(dòng)電路、以及提供表示所述電流驅(qū)動(dòng)電路的電流輸出的反饋信號(hào)的反饋電路；用于接收輸入信號(hào)、用形成于基板上的基準(zhǔn)電路在每列上調(diào)整輸入信號(hào)和響應(yīng)于來(lái)自列中像素的反饋信號(hào)修改輸入信號(hào)以在所選擇像素中產(chǎn)生所述發(fā)光元件的需要的亮度水平的顯示列控制電路；以及用于陸續(xù)激活選擇線路的選擇線路驅(qū)動(dòng)電路。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種驅(qū)動(dòng)設(shè)置成一列的多個(gè)發(fā)光元件到需要的亮度的方法。該方法包括以下步驟選擇列中多個(gè)像素中的一個(gè)像素，通過(guò)響應(yīng)于來(lái)自在光學(xué)上與基準(zhǔn)發(fā)光元件耦合的光傳感器的光電流而調(diào)整流過(guò)發(fā)光元件的基準(zhǔn)電流來(lái)建立基準(zhǔn)發(fā)光元件的需要的亮度，將基準(zhǔn)電流變換成相應(yīng)的電壓電平，將電壓電平發(fā)送到選擇的像素，將電壓電平變換成驅(qū)動(dòng)電流并生成表示驅(qū)動(dòng)電流電平的反饋信號(hào)，響應(yīng)于來(lái)自選擇的像素的反饋信號(hào)調(diào)整電壓電平以建立基本上等于基準(zhǔn)電流的驅(qū)動(dòng)電流，存儲(chǔ)調(diào)整后的電壓電平，并根據(jù)調(diào)整后的電壓電平用驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件以在像素中產(chǎn)生需要的亮度水平。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括向發(fā)光二極管提供在時(shí)間上穩(wěn)定的電流的能力，從而保持圖像質(zhì)量。此外，用于數(shù)據(jù)信號(hào)預(yù)處理的像素編程和亮度反饋的外部電流反饋的組合提供亮度控制和補(bǔ)償，而不管像素中的不穩(wěn)定性和不均勻性。電路占用很小的面積，并且用電壓反饋對(duì)電壓進(jìn)行編程。電壓編程和反饋的使用改善了編程速度，這對(duì)于大面積顯示器和TV來(lái)說(shuō)是必要的。
本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分不須描述本發(fā)明的所有特征。


通過(guò)下面的說(shuō)明書，并參考附圖，本發(fā)明的這些和其它特征將被理解，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶有反饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的顯示設(shè)備的配置實(shí)例的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)框圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的像素電流和列控制單元的電路圖；圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖3A的電路的對(duì)應(yīng)波形；圖4是根據(jù)圖3A的實(shí)施例的一種修改的電路圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的共陰極OLED配置的像素電路的示意圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的列控制單元和具有p-溝道型晶體管的像素電路的電路圖；圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖6A的電路的對(duì)應(yīng)波形；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的列控制單元和帶有P-溝道型晶體管開關(guān)的像素電路的電路圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的列控制單元和具有p-溝道和n-溝道型晶體管的像素電路的電路圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的列控制單元和具有電流鏡作為電流驅(qū)動(dòng)電路的像素電路的電路圖；圖10是圖9的實(shí)施例的一種修改的電路圖；圖11是圖3的實(shí)施例的一種修改的電路圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的像素電路、列控制電路和實(shí)現(xiàn)有亮度反饋的基準(zhǔn)單元(reference cell)的電路圖；
圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的像素電路和帶有基準(zhǔn)二極管的列控制單元的電路圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的像素電路、帶有基準(zhǔn)OLED的列控制單元的電路圖；圖15是圖14的實(shí)施例的一種修改的電路圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括一種用于驅(qū)動(dòng)像素列的技術(shù)，其中的每個(gè)像素都包括發(fā)光元件，特別是有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)。
圖1表示一種具有反饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)10和可尋址像素11陣列的顯示設(shè)備。像素11受選擇線路驅(qū)動(dòng)器12和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器13的控制。如圖1所示，單獨(dú)的反饋控制單元14被設(shè)置在陣列的每個(gè)列線路上。給定列的反饋控制單元14經(jīng)信號(hào)線路15和反饋線路16連接到列中的每個(gè)像素。還可以設(shè)置位于顯示器基板上的基準(zhǔn)元件17的模塊?；鶞?zhǔn)元件17的模塊包括用于輸入信號(hào)校正的像素電路的一些元件，還可以包括光學(xué)上耦合到發(fā)光元件的光傳感器以執(zhí)行亮度反饋。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的給定像素11的構(gòu)造。如圖2所示，像素包括OLED 21、由使用存儲(chǔ)電容器23的存儲(chǔ)的電壓電平控制的電流驅(qū)動(dòng)電路22、反饋電路24，和開關(guān)S1和S2。開關(guān)S1和S2可以是任何適當(dāng)?shù)拈_關(guān)設(shè)備，但是優(yōu)選的是絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。像素11在寫入和保持模式下運(yùn)行。在寫入模式下，當(dāng)激活選擇線路時(shí)，開關(guān)S1和S2導(dǎo)通，電流驅(qū)動(dòng)電路22從控制單元14接收到信號(hào)電壓，同時(shí)關(guān)于像素的反饋電路24饋送電壓反饋信號(hào)。從而可通過(guò)使用負(fù)反饋，精確控制流過(guò)OLED 21的驅(qū)動(dòng)電流。在保持模式下，開關(guān)S1和S2關(guān)斷，并且驅(qū)動(dòng)電路22提供驅(qū)動(dòng)電流，其電流水平依據(jù)存儲(chǔ)電容器23的電壓電平。
圖3A示出了根據(jù)可替代實(shí)施例的像素驅(qū)動(dòng)電路和控制單元14的電路圖?？刂菩盘?hào)在圖3B中示出。
像素驅(qū)動(dòng)電路包括三個(gè)晶體管34、36和38、電阻器32、存儲(chǔ)電容器Cs和OLED 31。像素驅(qū)動(dòng)電路被連接到選擇線路、反饋線路，和信號(hào)線路。圖中還示出了具有正電位Vdd的電源節(jié)點(diǎn)和公共接地。
晶體管34、36和38可使用非晶硅、多晶硅、合適的有機(jī)半導(dǎo)體和NMOS或者CMOS工藝來(lái)制造。關(guān)于像素的反饋電路包括薄膜電阻器32，其可用任何合適的材料和工藝來(lái)制造，其提供了足夠的穩(wěn)定性。例如，在非晶硅工藝中，電阻器32可使用N+非晶硅或者N+微晶硅來(lái)制造。
驅(qū)動(dòng)晶體管36的漏極端子被連接到OLED 31的負(fù)極。晶體管36的源極端子被連接到電阻器32，柵極端子通過(guò)晶體管34被連接到信號(hào)線路。電阻器32被連接在晶體管36的源極端子和公共接地之間。
晶體管34和38分別是驅(qū)動(dòng)開關(guān)和反饋開關(guān)晶體管。晶體管34和38的柵極端子被連接到選擇線路。晶體管34的源極端子被連接到信號(hào)線路，漏極端子被連接到晶體管36的柵極端子。晶體管38的源極端子被連接到反饋線路，漏極端子被連接到電阻器32。不同像素的所有OLED都具有公共的正極電極，被連接到電壓電源節(jié)點(diǎn)(Vdd)。存儲(chǔ)電容器Cs被連接在晶體管36的柵極端子和公共接地之間。它可以被連接在晶體管36的柵極端子和源極端子之間。對(duì)于后者來(lái)說(shuō)，電容器Cs可用晶體管36的柵極-源極電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。
外部控制單元33最簡(jiǎn)單的形式是帶有負(fù)反饋連接的高增益、低偏移差分放大器。
在寫入模式期間，選擇信號(hào)變高，使晶體管34和38導(dǎo)通。因此，驅(qū)動(dòng)晶體管36與外部差分放大器33和電阻器32一起組成有負(fù)反饋的電路。輸入信號(hào)電壓和電阻器32兩端的電壓降之間的電壓電平差被差分放大器33放大，調(diào)整晶體管36的柵極上的電位。在初始瞬態(tài)之后，輸出電流穩(wěn)定下來(lái)，并且在高增益反饋環(huán)路的情況下，流過(guò)OLED 31的電流是IOLED=VinpRf---(1)]]>在保持模式期間，選擇線路變低，所以晶體管34和38關(guān)斷并且像素被斷開。由于驅(qū)動(dòng)晶體管36的柵極電壓被存儲(chǔ)在電容器Cs中，所以在保持模式期間，驅(qū)動(dòng)電流不變。
在圖3A所示的配置中，像素31的電流取決于電阻器32的絕對(duì)電阻，這可能不合乎需要，這是由于集成電阻器的固有的不準(zhǔn)確性和不良的熱穩(wěn)定性。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種結(jié)構(gòu)，其通過(guò)實(shí)施基準(zhǔn)電阻器42和外部數(shù)據(jù)電流源41來(lái)陳述。基準(zhǔn)電阻器42是由與集成電阻器相同的材料制成的，并形成于顯示器基板上。這增強(qiáng)了電路的溫度穩(wěn)定性。該電路的驅(qū)動(dòng)電流的編程電平是IOLED=IinpRrRf---(2)]]>其中Rr是基準(zhǔn)電阻器42的電阻，Rf是反饋電阻器32的電阻。上面的等式表示出編程電流的精確度的重大改善，因?yàn)殡娮璞葘?duì)溫度變化不敏感。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的當(dāng)前像素驅(qū)動(dòng)電路和列驅(qū)動(dòng)器電路系統(tǒng)的部分在圖5中被示出。該電路類似于圖3A的電路，然而，在圖5的電路中，OLED 51的負(fù)極是公共的，并且被連接到負(fù)電源電位Vss。因此，對(duì)OLED的負(fù)極，不設(shè)計(jì)圖案。
OLED 51的正極被連接到晶體管56的源極端子。反饋電阻器32被連接在晶體管56的漏極端子和接地節(jié)點(diǎn)之間。在寫入模式期間，選擇線路的電壓電平應(yīng)該足夠高，以確保晶體管54在整個(gè)輸出電流范圍內(nèi)處于“導(dǎo)通(on)”狀態(tài)。在該配置中，反饋線路被連接到差分放大器33的同相輸入端，以提供負(fù)反饋。
圖6A、7和8示出了根據(jù)本發(fā)明的其它方面的像素驅(qū)動(dòng)電路，其中使用p-溝道MOS晶體管。
圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的像素電路。反饋開關(guān)用晶體管68是p-溝道晶體管。該電路類似于圖5的電路，然而，PMOS晶體管的實(shí)施需要另外的選擇線路。圖6B示出了選擇線路A和選擇線路B的對(duì)應(yīng)波形。該電路優(yōu)于圖5的電路的優(yōu)點(diǎn)在于選擇線路需要的電壓擺動(dòng)較低。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的像素電路。晶體管76和74是p-溝道晶體管，晶體管78是n-溝道晶體管。如圖7所示的實(shí)施例，該電路還包括標(biāo)為A和B的兩個(gè)選擇線路，其具有降低的電壓擺動(dòng)。
在圖8所示的像素電路中，所有晶體管都是p-溝道晶體管。這里OLED 51的正極被連接到晶體管76的漏極端子，OLED 51的公共負(fù)極電極被連接到負(fù)電源電位Vss。
圖9和10示出了根據(jù)本發(fā)明的可替代實(shí)施例的像素電路的配置。在這些像素電路中，電流驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)是基于電流鏡結(jié)構(gòu)，即，晶體管96和97及108和110。信號(hào)電流的電流電平和驅(qū)動(dòng)電流的電流電平是成比例的。在圖9所示的電路中，所有晶體管都是n-溝道晶體管，并且圖10的電路中的所有晶體管都是p-溝道晶體管。
在圖10中，反饋電阻器32被連接在晶體管106的漏極端子和公共接地之間。晶體管106和110的柵極端子被連在一起。在圖9的電路中，OLED 31的負(fù)極電極被連接到晶體管97的漏極端子，正極是公共的，并且晶體管97是驅(qū)動(dòng)晶體管，并被連接到OLED 31。在圖10的電路中，OLED 51的負(fù)極是公共的，并且正極被連接到晶體管110的漏極端子。
在寫入模式期間，晶體管104和108處于“導(dǎo)通”狀態(tài)，這樣，晶體管106和反饋電阻器32與外部控制單元(差分放大器33)形成反饋環(huán)路。晶體管110不直接參與反饋回路，但是由于晶體管110和106具有相同的柵極-源極電壓，晶體管110的電流與晶體管106的電流成比例。流過(guò)晶體管110和106的電流比是由這些晶體管的縱橫比(aspectratio)確定的。在這些電路中，反饋電阻器32和圖9的OLED 31和圖10的51不在相同的電流路徑中，這樣，預(yù)期有較長(zhǎng)的壽命。
已經(jīng)使用幾種方法來(lái)減少集成電路中的電荷注入和時(shí)鐘饋入(clock feedthrough)的影響。作為最簡(jiǎn)單的方法，由連接到驅(qū)動(dòng)晶體管柵極的選擇線路的逆信號(hào)驅(qū)動(dòng)的等效晶體管能夠減少驅(qū)動(dòng)開關(guān)引起的電荷注入和時(shí)鐘饋入兩種錯(cuò)誤。等效晶體管的漏極和源極端子被連接到驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極。圖11示出了圖3的實(shí)施例的這種修改的一個(gè)實(shí)例。等效晶體管118的寬度是驅(qū)動(dòng)晶體管116寬度的一半。對(duì)于本領(lǐng)域熟練專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見地，等效晶體管118的寬度可以是任何合適的尺寸。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的像素電路、列控制單元和基準(zhǔn)單元的另一實(shí)施例的示意性的電路圖。這里，實(shí)施的亮度反饋改善了視頻信號(hào)-光輸出特性的線性度，并且也提供了對(duì)有機(jī)材料的不穩(wěn)定性、老化、溫度變化、或其它環(huán)境應(yīng)力引起的亮度不穩(wěn)定性的補(bǔ)償。有亮度反饋的補(bǔ)償電路包括電阻器R1、差分放大器121，和NMOS晶體管122，它們是控制單元的部件，并且基準(zhǔn)單元123的元件包括OLED 124和光電二極管125。光電二極管125在光學(xué)上耦合到基準(zhǔn)OLED 124，以形成響應(yīng)于發(fā)射光的反饋電流信號(hào)。當(dāng)流過(guò)電阻器R1的輸入電流等于由光電二極管125生成的反饋電流時(shí)，該電路平衡。經(jīng)晶體管122和電阻器42流過(guò)OLED 124的電流，是下一級(jí)設(shè)備的輸入信號(hào)，這與圖4的圖13是圖4的實(shí)施例的可替代實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，使用二極管D1和D2分別代替圖3的反饋電阻器R1和基準(zhǔn)電阻器R2。因?yàn)樵诰幊屉娏麟娖街绣e(cuò)誤相當(dāng)?shù)偷碾娐饭δ苄孕枰鶞?zhǔn)二極管和像素二極管之間很好的匹配，制造工藝必須有效制造有可再生的正向電流-電壓特性的二極管陣列。
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電路的示意圖。該電路實(shí)施共陰極OLED陣列配置。在寫入模式下，來(lái)自外部電流數(shù)據(jù)源41的輸入電流引起基準(zhǔn)OLED 141兩端的電壓降。負(fù)反饋接線中的差分放大器33被設(shè)計(jì)來(lái)保持像素OLED 142上的相同的電壓電平。在保持模式期間，由于存儲(chǔ)在電容器Cs兩端的電壓，帶有編程的電流電平的電流流過(guò)晶體管146和OLED 142。
盡管結(jié)合OLED對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但是可以預(yù)料也可以在其它實(shí)施例中使用其它類似的顯示元件，如發(fā)光二極管(LED)。
本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。然而，對(duì)本領(lǐng)域?qū)I(yè)熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯然可以進(jìn)行許多改變和修改，而不脫離如權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在顯示器中使用的像素電路，所述顯示器包括多個(gè)像素，其中每個(gè)像素具有選擇線路、信號(hào)線路、反饋線路，所述像素電路包括發(fā)光元件；驅(qū)動(dòng)部分，其用于向所述發(fā)光元件提供驅(qū)動(dòng)電流，所述驅(qū)動(dòng)部分具有存儲(chǔ)電容器和開關(guān)用晶體管，所述開關(guān)用晶體管具有被連接到所述選擇線路的柵極端子，和被連接到所述信號(hào)線路的第一端子，和第二端子；和關(guān)于像素的反饋元件，其用于生成表示被提供給所述發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流的反饋電壓，所述反饋信號(hào)被提供給所述反饋線路。
2.如權(quán)利要求1所述的像素電路，其中，所述反饋元件是反饋電路。
3.如權(quán)利要求1所述的像素電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)用晶體管，所述驅(qū)動(dòng)用晶體管具有被連接到所述開關(guān)用晶體管的所述第二端子的柵極端子、被連接到所述發(fā)光元件的第一端子，以及第二端子。
4.如權(quán)利要求2所述的像素電路，其中，所述反饋電路包括電阻器，其被連接在所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子和一個(gè)電位之間，在與所述驅(qū)動(dòng)電流成比例的電平上提供所述反饋電壓；和反饋晶體管，其具有被連接到所述選擇線路的柵極、被連接到所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子的第一端子，和被連接到所述反饋線路的第二端子。
5.如權(quán)利要求1所述的像素電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)一步包括第一晶體管和第二驅(qū)動(dòng)用晶體管，所述第一晶體管具有柵極端子、第一端子和第二端子，所述第二驅(qū)動(dòng)用晶體管具有柵極端子、第一端子和第二端子，所述第一晶體管和所述第二驅(qū)動(dòng)用晶體管被設(shè)置成形成電流鏡構(gòu)造，所述柵極端子被連接到所述開關(guān)用晶體管的所述第二端子，所述第一晶體管的所述第一端子和所述第二驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第一端子被連接到電源節(jié)點(diǎn)，所述第二驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子被連接到所述發(fā)光元件。
6.如權(quán)利要求3所述的像素電路，其中，所述反饋電路進(jìn)一步包括被連接在所述第一晶體管的所述第二端子和一個(gè)電位之間的電阻器，以與驅(qū)動(dòng)電流的所述電流電平成比例的電壓電平的形式提供所述反饋信號(hào)，和被連接在所述第一晶體管的所述第二端子和所述反饋線路之間的反饋晶體管，并且其具有被連接到所述選擇線路的柵極。
7.如權(quán)利要求1所述的像素電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)一步包括第一晶體管和第二驅(qū)動(dòng)用晶體管，所述第一晶體管具有柵極端子、第一端子和第二端子，所述第二驅(qū)動(dòng)用晶體管具有柵極端子、第一端子和第二端子，所述第一晶體管和所述第二驅(qū)動(dòng)用晶體管被設(shè)置成形成電流鏡構(gòu)造，所述柵極端子被連接到所述開關(guān)用晶體管的所述第二端子，所述第一晶體管的所述第二端子被連接到所述反饋線路，所述第二驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第一端子被連接到所述發(fā)光元件，所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子接地。
8.如權(quán)利要求5所述的像素電路，其中，所述反饋元件是反饋電路，所述反饋電路具有所述第一晶體管的所述第二端子和所述反饋線路之間的導(dǎo)通路徑，以與所述驅(qū)動(dòng)電流成比例的電流電平的形式提供所述反饋信號(hào)，和被連接在所述第一晶體管的所述第一端子和所述電源節(jié)點(diǎn)之間的反饋晶體管，并且其具有被連接到所述選擇線路的柵極端子。
9.如權(quán)利要求3所述的像素電路，其中，所述反饋元件是反饋電路，所述反饋電路具有被連接在所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子和預(yù)定電位之間的二極管，以電壓電平或者電流電平的形式提供所述反饋信號(hào)，并且所述反饋開關(guān)是被連接在所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子和所述反饋線路之間的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且其具有被連接到所述選擇線路的柵極。
10.如權(quán)利要求3所述的像素電路，進(jìn)一步包括被連接在所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子和所述反饋線路之間的反饋晶體管，并且其具有被連接到所述第一選擇線路的柵極，并且所述反饋電路進(jìn)一步包括開關(guān)晶體管，所述開關(guān)晶體管具有被連接到所述第二選擇線路的柵極端子，被連接到所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子的第一端子，第二端子被連接到接地電位以與所述驅(qū)動(dòng)電流相等的電流電平的形式提供所述反饋信號(hào)。
11.如權(quán)利要求1所述的像素電路，其中，所述發(fā)光元件是有機(jī)發(fā)光二極管。
12.如權(quán)利要求5所述的像素電路，其中，所述晶體管是絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其包括n-溝道和p-溝道型晶體管。
13.一種在顯示器中使用的像素電路，所述顯示器包括多個(gè)像素，其中，每個(gè)像素具有第一選擇線路、第二選擇線路、信號(hào)線路、反饋線路，所述像素電路包括發(fā)光元件；驅(qū)動(dòng)部分，其用于向所述發(fā)光元件提供驅(qū)動(dòng)電流，所述驅(qū)動(dòng)部分包括存儲(chǔ)電容器；開關(guān)用晶體管，其具有被連接到所述第一選擇線路的柵極端子、被連接到所述信號(hào)線路的第一端子，和第二端子；驅(qū)動(dòng)用晶體管，其具有被連接到所述開關(guān)用晶體管的所述第二端子的柵極端子、第一端子，和被連接到所述發(fā)光元件的第二端子；和關(guān)于像素的反饋電路，其用于生成表示被提供給所述發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流的反饋電壓，所述反饋電路包括電阻器，其被連接在所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子和一個(gè)電位之間；和反饋晶體管，其具有被連接到所述第二選擇線路的柵極、被連接到所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第一端子的第一端子，和被連接到所述反饋線路的第二端子。
14.如權(quán)利要求13所述的像素電路，其中，所述開關(guān)用和驅(qū)動(dòng)用晶體管是n-型的，并且所述反饋晶體管是p-型的。
15.如權(quán)利要求13所述的像素電路，其中，所述開關(guān)用和驅(qū)動(dòng)用晶體管是p-型的，并且所述反饋晶體管是n-型的。
16.一種在顯示器中使用的像素電路，所述顯示器包括多個(gè)像素，其中每個(gè)像素具有選擇線路、信號(hào)線路、反饋線路，所述像素電路包括發(fā)光元件；驅(qū)動(dòng)部分，其用于向所述發(fā)光元件提供驅(qū)動(dòng)電流，所述驅(qū)動(dòng)部分包括存儲(chǔ)電容器；開關(guān)用晶體管，其具有被連接到所述選擇線路的柵極端子、被連接到所述信號(hào)線路的第一端子，和第二端子；驅(qū)動(dòng)用晶體管，其具有被連接到所述開關(guān)用晶體管的所述第二端子的柵極端子、第一端子和被連接到所述發(fā)光元件的第二端子；和關(guān)于像素的反饋電路，其用于生成表示被提供給所述發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流的反饋電壓，所述反饋電路包括電阻器，其被連接在所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第二端子和一個(gè)電位之間；和反饋晶體管，其具有被連接到所述選擇線路的柵極、被連接到所述驅(qū)動(dòng)用晶體管的所述第一端子的第一端子，和被連接到所述反饋線路的第二端子。
17.如權(quán)利要求16所述的像素電路，其中，所述開關(guān)用晶體管、驅(qū)動(dòng)用晶體管和所述反饋晶體管是p-型的。
18.一種顯示設(shè)備，其包括選擇線路；信號(hào)線路，向其供應(yīng)根據(jù)亮度和反饋信息兩者的電壓信號(hào)；反饋線路，向其供應(yīng)根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流的電流電平的反饋電壓信號(hào)；多個(gè)像素形成一個(gè)像素陣列，所述多個(gè)像素中的每個(gè)像素都形成于基板上所述掃描線路和所述信號(hào)和反饋線路的交叉處，每個(gè)像素包括發(fā)光元件；電流驅(qū)動(dòng)電路，其具有存儲(chǔ)電容器和開關(guān)用晶體管；和反饋電路，其用于提供表示所述電流驅(qū)動(dòng)電路的電流輸出的反饋信號(hào)顯示器列控制電路，其用于接收輸入信號(hào)，使用形成于所述基板上的基準(zhǔn)電路在每列上調(diào)整所述輸入信號(hào)，并響應(yīng)于來(lái)自所述列中像素的所述反饋信號(hào)修改所述輸入信號(hào)，以在選擇的像素中產(chǎn)生所述發(fā)光元件的需要的亮度水平；和選擇線路驅(qū)動(dòng)電路，其用于陸續(xù)激活選擇線路。
19.如權(quán)利要求13所述的顯示設(shè)備，其中，所述反饋電路包括電阻器，用來(lái)以與所述驅(qū)動(dòng)電流成比例的電壓電平的形式提供所述反饋信號(hào)，并且所述基準(zhǔn)電路包括由與所述電阻器相同的材料制成的基準(zhǔn)電阻器。
20.如權(quán)利要求13所述的顯示設(shè)備，其中，所述基準(zhǔn)電路包括光學(xué)上耦合到基準(zhǔn)發(fā)光元件的用于亮度控制的光傳感器，并且，所述顯示列控制電路包括補(bǔ)償部分，以便比較生成的光電流電平和輸入電流電平，并且調(diào)整流過(guò)所述基準(zhǔn)發(fā)光元件的電流，來(lái)得到需要的亮度水平。
21.一種在需要的亮度下驅(qū)動(dòng)在一列中排列的多個(gè)發(fā)光元件的方法，包括以下步驟選擇所述列中的多個(gè)像素中的一個(gè)像素；通過(guò)響應(yīng)于來(lái)自光學(xué)上耦合到基準(zhǔn)發(fā)光元件的光傳感器的光電流，調(diào)整流過(guò)所述發(fā)光元件的基準(zhǔn)電流，來(lái)建立所述基準(zhǔn)發(fā)光元件的所述需要的亮度；將所述基準(zhǔn)電流變換成相應(yīng)的電壓電平；將所述電壓電平發(fā)送到所述選擇的像素；將所述電壓電平變換成驅(qū)動(dòng)電流，并生成表示驅(qū)動(dòng)電流電平的反饋信號(hào)；響應(yīng)于來(lái)自所述選擇的像素的所述反饋信號(hào)，調(diào)整所述電壓電平，以建立基本上等于所述基準(zhǔn)電流的驅(qū)動(dòng)電流；存儲(chǔ)所述調(diào)整后的電壓電平；和根據(jù)所述調(diào)整后的電壓電平，用所述驅(qū)動(dòng)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)光元件，以在所述像素中產(chǎn)生所述需要的亮度的電平。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種驅(qū)動(dòng)包括發(fā)光元件的一列像素的技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合從連接到數(shù)據(jù)線路和該列的反饋線路的反饋數(shù)據(jù)源提供的反饋數(shù)據(jù)，像素驅(qū)動(dòng)電路帶有反饋通路。該技術(shù)還可包括用于輸入信號(hào)校正的基準(zhǔn)元件模塊。
文檔編號(hào)G09G5/10GK1875395SQ200480031986
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月23日
發(fā)明者A·內(nèi)森, Y·維戈拉涅科, S·加法拉巴迪亞什蒂娜, P·塞爾瓦蒂 申請(qǐng)人:伊格尼斯創(chuàng)新有限公司