專利名稱：在amoled顯示器中用于老化補償?shù)南到y(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及有源矩陣有機發(fā)光器件(AMOLED)顯示器，并且特別地涉及確定要求補償這種顯示器的像素的老化條件。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，正在引入有源矩陣有機發(fā)光器件(“AM0LED”)顯示器。這種顯示器的優(yōu)點包括與傳統(tǒng)液晶顯示器相比更低功率消耗、制造靈活以及更快的刷新速率。與傳統(tǒng)的液晶顯示器相反，在AMOLED顯示器中沒有背光，因為每個像素由獨立發(fā)光的不同顏色的OLED組成。OLED基于通過驅(qū)動晶體管供給的電流而發(fā)光。驅(qū)動晶體管典型地是薄膜晶體管(TFT)。每個像素中消耗的功率與該像素中產(chǎn)生的光的大小有直接關(guān)系。驅(qū)動晶體管的驅(qū)動電流確定像素的OLED亮度。由于像素電路是電壓可編程的，因此改變驅(qū)動晶體管的電壓電流特性的顯示表面的空間-時間的熱分布影響顯示器的質(zhì)量。薄膜晶體管器件的短時老化的速率也是與溫度有關(guān)的。此外像素的輸出受驅(qū)動晶體管的長期老化的影響。能夠?qū)⑦m當(dāng)?shù)男Ｕ龖?yīng)用于視頻流以便補償不需要的熱驅(qū)動的視覺效果。驅(qū)動晶體管的長期老化可以經(jīng)由針對像素的存儲數(shù)據(jù)校準像素來適當(dāng)?shù)卮_定，以便確定老化影響。因此在顯示裝置的整個壽命期間精確的老化數(shù)據(jù)是必需的。當(dāng)前，具有像素的顯示器在發(fā)貨之前通過給所有像素以全亮度提供電力來被測試。然后像素的陣列被用光學(xué)方法檢查以便確定所有像素是否起作用。然而，光學(xué)檢查未能檢測可能沒有在像素的輸出中表明自身的電氣故障。用于像素的基準數(shù)據(jù)基于在出廠之前確定的像素的特性和設(shè)計參數(shù)，但是這不考慮像素自身的實際物理特性。各種補償系統(tǒng)使用正常驅(qū)動方案，其中視頻幀總是被示出在面板上并且OLED和TFT電路持續(xù)地處于電應(yīng)力之下。此外，每個子像素的像素校準(數(shù)據(jù)替換和測量)通過將有源子像素的灰度值改為期望值而發(fā)生在每個視頻幀期間。這使得在校準期間看見測量的子像素的視覺假像(artifact)。它還可以使測量的子像素的老化惡化，因為在整個幀持續(xù)期間在子像素上保持修改的灰度級。因此，存在對用于提供顯示器時間和空間信息的精確測量以及應(yīng)用該信息來提高AMOLED顯示器中的顯示均勻性的方式的技術(shù)的需求。還存在對出于老化補償目的精確地確定像素特性的基準測量的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的方面包括一種電壓編程的顯示面板，其允許測量對面板中的像素的影響。所述面板包括多個有源像素，形成顯示面板以便在操作條件下顯示圖像。每個有源像素與供應(yīng)線和編程線耦接。參考像素與供應(yīng)線和編程線耦接。所述參考像素具有與有源像素的操作條件無關(guān)的受控條件?？刂破髋c多個有源像素中的每一個有源像素以及參考像素耦接。所述控制器使得測試電壓被施加到多個有源像素和參考像素。所述控制器將參考像素的輸出與多個有源像素中的一個有源像素的輸出進行比較。另一種示例是一種確定對于包括多個發(fā)光器件像素的基于晶體管的顯示器的老化影響的基準值的方法。每個像素具有用于確定亮度的編程電壓輸入。向顯示器的被測器件輸入設(shè)定的編程電壓?；谠O(shè)定的編程電壓輸入產(chǎn)生輸出電流。經(jīng)由電流比較器將第一參考電流和可變第二參考電流與輸出電流進行比較，直到第一參考電流與第二參考電流和
輸出電流的組合相同。在第二參考電流和輸出電流的組合與第一參考電流相同時，基于第二參考電流的值確定輸出電流值。另一種示例是一種確定用于制作具有多個像素的顯示裝置的數(shù)據(jù)的方法。向多個像素中的每一個像素施加測試信號。對于每個像素測量電壓和電流特性。確定對于每個像素是否存在異常。存儲來自展示出異常的像素的異常數(shù)據(jù)。另一種示例是一種顯示系統(tǒng)，其包括用于顯示圖像的像素的陣列。存儲器包括特性數(shù)據(jù)。分布產(chǎn)生器與所述存儲器耦接，用于基于所述特性數(shù)據(jù)產(chǎn)生多個亮度分布?？刂破黢罱拥剿龇植籍a(chǎn)生器和像素的陣列，以便根據(jù)多個亮度分布中的所選的一個亮度分布來改變像素的陣列的亮度。鑒于參考附圖進行的各種實施例和/或方面的詳細描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白本發(fā)明的上述和另外的方面和實施例，接下來提供附圖的簡短描述。


在閱讀以下詳細描述時和在參考附圖時本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點將變得清晰。圖I是具有用于校正用于參數(shù)補償控制的數(shù)據(jù)的參考像素的AMOLED顯示器的框圖；圖2A是可以被測試老化參數(shù)的AMOLED的像素之一的驅(qū)動器電路的框圖；圖2B是AMOLED的像素之一的驅(qū)動器電路的電路圖；圖3是用于確定被測器件的基準老化參數(shù)之一的系統(tǒng)的框圖；圖4A是用于比較參考電流電平與被測器件以供老化補償之用的圖3中的電流比較器的框圖；圖4B是圖4A中的電流比較器的詳細電路圖；圖4C是與圖4A中的電流比較器耦接的圖3中的被測器件的詳細框圖；圖5A是在確定被測器件的電流輸出過程中圖3-4中的電流比較器的信號的信號定時圖；圖5B是圖3-4中的電流比較器的用于校準偏置電流的信號的信號定時圖；圖6是用于補償圖I中的AMOLED顯示器的老化的參考電流系統(tǒng)的框圖；圖7是使用用于在不同環(huán)境中調(diào)節(jié)顯示器的多個亮度分布的系統(tǒng)的框圖8是用于校準顯示器中的像素的視頻幀的幀圖；以及圖9是示出了使用小電流施加到參考像素以用于更精確的老化補償?shù)膱D示。雖然本發(fā)明易受到各種修改和可替代的形式，但是特定實施例已經(jīng)在附圖中通過示例的方式而示出并且將在本申請中詳細描述。然而，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明并不意圖限于所公開的特殊形式。相反，本發(fā)明覆蓋落入如由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替代方案。
具體實施例方式圖I是具有有源矩陣區(qū)域或像素陣列102的電子顯示系統(tǒng)100，在該像素陣列102中有源像素104a_d的陣列以行和列的配置來布置。為了方便示例，僅僅示出了兩行和兩列。在作為像素陣列102的有源矩陣區(qū)域的外部是外圍區(qū)域106，其中布置有用于驅(qū)動和控制像素區(qū)域102的區(qū)域的外圍電路。外圍電路包括柵極或地址驅(qū)動器電路108、源極或數(shù) 據(jù)驅(qū)動器電路110、控制器112和可選的電源電壓(例如，Vdd)驅(qū)動器114?？刂破?12控制柵極驅(qū)動器108、源極驅(qū)動器110和電源電壓驅(qū)動器114。柵極驅(qū)動器108在控制器112的控制之下對地址線或選擇線SEL[i]、SEL[i+l]等進行操作，對于像素陣列102中的像素104中的每一行有一個地址線或選擇線。在下述的像素共享的配置中，柵極或地址驅(qū)動器電路108還可以可選地對全局選擇線GSEL[j]且可選地對/GSEL[j]進行操作，全局選擇線GSEL[j]或/GSEL[j]對像素陣列102中的像素104a_d中的多個行(諸如像素104a_d的每兩行)進行操作。源極驅(qū)動器電路110在控制器112的控制之下對電壓數(shù)據(jù)線Vdata [k]、Vdata[k+1]等進行操作，對于像素陣列102中的像素104a_d中的每一列有一個電壓數(shù)據(jù)線。電壓數(shù)據(jù)線給每一個像素104運送表示像素104中的每個發(fā)光器件的亮度的電壓編程信息。在每個像素104中的存儲元件(諸如電容器)存儲電壓編程信息直到發(fā)射或驅(qū)動周期使發(fā)光器件導(dǎo)通?？蛇x的電源電壓驅(qū)動器114在控制器112的控制之下控制電源電壓(EL_Vdd)線，對于像素陣列102中的像素104a-d中的每一行有一個電源電壓線。顯示系統(tǒng)100還可以包括電流源電路，該電流源電路供應(yīng)電流偏置線上的固定的電流。在一些配置中，參考電流能夠被供應(yīng)給電流源電路。在這樣的配置中，電流源控制部分控制電流偏置線上的偏置電流的施加的定時。在其中參考電流不被供應(yīng)給電流源電路的配置中，電流源地址驅(qū)動器控制電流偏置線上的偏置電流的施加的定時。如已知的，顯示系統(tǒng)100中的每個像素104a_d需要被用指示像素104a_d中的發(fā)光器件的亮度的信息來編程。一個幀限定了包括編程周期或階段以及驅(qū)動或發(fā)射周期或階段的時間段，在編程周期或階段期間用表示亮度的編程電壓來對顯示系統(tǒng)100中的每個像素進行編程，并且在驅(qū)動或發(fā)射周期或階段期間每個像素中的每個發(fā)光器件被導(dǎo)通以便以與存儲在存儲元件中的編程電壓相稱的亮度發(fā)光。因此幀是組成在顯示系統(tǒng)100上顯示的完整的運動圖像的許多靜態(tài)圖像中的一個。至少存在用于編程和驅(qū)動像素的兩種方案逐行或者逐幀。在逐行編程中，一行像素被編程并且隨后在下一行像素被編程和驅(qū)動之前被驅(qū)動。在逐幀編程中，顯示系統(tǒng)100中的所有行的像素都被首先編程，并且所有幀被逐行地驅(qū)動。任一種方案都可以采用在每個幀的開始或結(jié)束處的簡短的垂直消隱時間，在該垂直消隱時間期間像素既不被編程也不被驅(qū)動。位于像素陣列102外面的組件可以被布置在其上布置有像素陣列102的同一個物理襯底上的在像素陣列102周圍的外圍區(qū)域106中。這些組件包括柵極驅(qū)動器108、源極驅(qū)動器110和可選的電源電壓控制114。可替代地，在外圍區(qū)域中的一些組件可以被布置在與像素陣列102相同的襯底上而其它組件被布置在不同的襯底上，或者在外圍區(qū)域中的所有組件可以被布置在與其上布置有像素陣列102的襯底不同的襯底上。柵極驅(qū)動器108、源極驅(qū)動器110和電源電壓控制114 一起構(gòu)成顯示驅(qū)動器電路。某些配置中的顯示驅(qū)動器電路可以包括柵極驅(qū)動器108和源極驅(qū)動器110但不包括電源電壓控制114。顯示系統(tǒng)100還包括電流供應(yīng)和讀出電路120，其從數(shù)據(jù)輸出線VD [k]、VD[k+1]等讀取輸出數(shù)據(jù)，對于像素陣列102中的每一列像素104a、104c有一個數(shù)據(jù)輸出線。一組列參考像素130被制造在每個列(諸如像素104a和104c的列)的末端處的像素陣列102的邊緣上。列參考像素130還可以從控制器112接收輸入信號，并且將數(shù)據(jù)信號輸出到電流供應(yīng)和讀出電路120。列參考像素130包括驅(qū)動晶體管和0LED，但是不是顯示圖像的像素陣列102的一部分。如將在下面所解釋的，在編程周期的大部分時候，不驅(qū)動列參考像素130，因為它們不是用于顯示圖像的像素陣列102的一部分，并且因此，與像素104a和104c相比，沒有由于經(jīng)常施加編程電壓而老化。雖然圖I中僅僅示出了一個列參考像素130，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以存在任意數(shù)目的列參考像素，不過在該示例中對于每一列像素可以使用兩個到五個這種參考像素。在陣列102中的每一行像素也在像素104a-d的每一行(諸如像素104a和104b)的末端處包括行參考像素132。行參考像素132包括驅(qū)動晶體管和0LED,但是不是顯示圖像的像素陣列102的一部分。如將解釋的，行參考像素132具有提供對于在制作時確定的像素的亮度曲線的參考檢查的功能。圖2A示出了用于圖I中的像素104的驅(qū)動器電路200的框圖。圖2B示出了對于驅(qū)動器電路200的一個示例的詳細電路圖。驅(qū)動器電路200包括驅(qū)動器件202、有機發(fā)光器件(“0LED”)204、存儲元件206和切換器件208。電壓源212與驅(qū)動晶體管206耦接。選擇線214要到切換器件以便激活驅(qū)動器電路200。數(shù)據(jù)線216允許編程電壓被施加到OLED204。監(jiān)視線218允許監(jiān)視OLED 204和或驅(qū)動器件202的輸出。圖2B示出了用于實現(xiàn)圖2A中的驅(qū)動器電路200的電路的一個示例。如圖2B所示，驅(qū)動器件202是驅(qū)動晶體管，在該示例中驅(qū)動晶體管是由非晶硅制造的薄膜晶體管。在該示例中存儲元件206是電容器。切換器件208包括選擇晶體管226和監(jiān)視晶體管230，其 將不同的信號切換到驅(qū)動電路200。選擇線214耦接到選擇晶體管226和監(jiān)視晶體管230。在讀出時間期間，選擇線214被拉高。編程電壓可以經(jīng)由編程電壓輸入線216被施加。監(jiān)視電壓可以被從與監(jiān)視晶體管230耦接的監(jiān)視線218讀取。到選擇線214的信號可以與像素編程周期并行地被發(fā)送。如將在下面所解釋的，驅(qū)動器電路200可以通過施加參考電壓到驅(qū)動晶體管的柵極而被周期性地測試。存在用于從被測器件(DUT)(諸如顯示系統(tǒng)100)提取電學(xué)特性數(shù)據(jù)的幾種技術(shù)。被測器件(DUT)可以是任何材料(或者器件)，包括(但不限于)發(fā)光二極管(LED)或者0LED。該測量在確定由像素的陣列(諸如圖I中的陣列102)組成的面板中的OLED的老化(和/或均勻性)方面可以是有效的。該提取的數(shù)據(jù)可以作為原始的或者處理過的數(shù)據(jù)被存儲在圖I中的控制器112中的存儲器中的查找表中。查找表可以被用來補償背板的電學(xué)參數(shù)的任何漂移(例如，閾值電壓漂移)或者OLED的電學(xué)參數(shù)的任何漂移(例如，OLED操作電壓的漂移)。盡管在這些示例中使用圖I中的OLED顯示器，但是在這里描述的技術(shù)可以被應(yīng)用于任何顯示技術(shù)，包括但不限于OLED、液晶顯示器(LCD)、發(fā)光二極管顯示器或者等離子體顯示器。在OLED的情況下，測量的電氣信息可以提供可能已經(jīng)發(fā)生的任何老化的指示。電流可以被施加到被測器件并且輸出電壓可以被測量。在該示例中，利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)測量電壓。對于相同的輸出，與新的OLED的編程電壓相比，老化的器件(諸如0LED)需要更高編程電壓。該方法給出被測器件的電壓變化的直接測量。電流流動可以沿任何方向，但是出于示例的目的電流一般被饋入被測器件(DUT)中。圖3是可以被用來確定被測器件302的基準值以便確定被測器件302的老化影響的比較系統(tǒng)300的框圖。比較系統(tǒng)使用兩個參考電流來確定被測器件302的基準電流輸出。被測器件302可以是驅(qū)動晶體管(諸如圖2B中的驅(qū)動晶體管202)或者OLED (諸如圖2B中的OLED 204)。當(dāng)然，其它類型的顯示器件也可以使用圖3所示出的系統(tǒng)來被測試。被測器件302具有編程電壓輸入304，其被保持在用于輸出電流的恒定電平處。電流比較器306具有第一參考電流輸入308和第二參考電流輸入310。參考電流輸入308經(jīng)由開關(guān)314與第一參考電流源312耦接。比較器306的第二電流輸入310經(jīng)由開關(guān)318與第二參考電流 源316耦接。被測器件302的輸出320也與第二電流輸入310耦接。電流比較器306包括比較輸出322。通過將到輸入304的電壓保持恒定，被測器件302的輸出電流也是恒定的。該電流取決于被測器件302的特性。對于來自第一參考電流源312的第一參考電流建立恒定電流，并且第一參考電流經(jīng)由開關(guān)314被施加到電流比較器306的第一輸入308。第二參考電流被調(diào)節(jié)到不同的電平，每個電平經(jīng)由開關(guān)318連接到比較器306的第二輸入310。第二參考電流與被測器件302的輸出電流結(jié)合。因為第一和第二參考電流電平已知，所以來自電流比較器306的輸出322的兩個參考電流電平之間的差是被測器件302的電流電平。結(jié)果得到的輸出電流針對被測器件302被存儲，并且與在被測器件302的壽命操作期間基于相同編程電壓電平周期性地測量的電流進行比較，以用于確定老化影響。結(jié)果得到的確定的器件電流可以被存儲在用于顯示器中的每個器件的查找表中。隨著被測器件302老化，電流將變化偏離期望電平并且因此編程電壓可以基于通過圖3中的校準過程確定的基準電流而被改變以便補償老化影響。圖4A是電流比較器電路400 (諸如圖3中的電路)的框圖，其可以被用來比較參考電流與被測器件302。電流比較器電路400具有控制結(jié)(junction)402，其允許各種電流輸A (諸如兩個參考電流和被測器件(諸如圖I中的像素驅(qū)動器電路200 )的電流)。電流可以在驅(qū)動晶體管202的電流被比較時是正電流，或者在OLED 204的電流被比較時是負的。電流比較器電路400還包括運算跨阻放大器電路404、前置放大器406和產(chǎn)生電壓輸出410的電壓比較器電路408。結(jié)合的電流被輸入到運算跨阻放大器電路404并且轉(zhuǎn)換為電壓。電壓被饋送給前置放大器并且電壓比較器電路408確定電流差是正的還是負的并且輸出相應(yīng)的一或零值。圖4B是圖4A中的示例電流比較器系統(tǒng)400的組件的電路圖，其可以被用來比較如圖3中的過程中所述的被測器件(諸如器件302)的電流。運算跨阻放大器電路404包括運算放大器412、第一電壓輸入414 (CMP_VB)、第二電壓輸入416 (CMP_VB)、電流輸入418和偏置電流源420。運算跨阻放大器電路404還包括兩個校準開關(guān)424和426。如將在下面所解釋的，各種電流(諸如如圖3所示的被測器件302的電流、可變第一參考電流和固定第二參考電流)在該示例中與電流輸入418耦接。當(dāng)然，如果需要，固定第二參考電流可以被設(shè)定為零。第一參考電流輸入與運算放大器412的負輸入端耦接。因此運算放大器412的負輸入端與圖3中的被測器件302的輸出電流以及一個或兩個參考電流耦接。運算放大器412的正輸入端與第一電壓輸入414耦接。運算放大器412的輸出與晶體管432的柵極耦接。電阻器434耦接在運算放大器412的負輸入端和晶體管432的源極之間。電阻器436耦接在晶體管432的源極和第二電壓輸入416之間。晶體管432的漏極直接耦接到晶體管446的漏極并且經(jīng)由校準開關(guān)426耦接到柵極。采樣電容器444通過開關(guān)424耦接在晶體管446的柵極和電壓供應(yīng)軌411之間。446的源極還與供應(yīng)軌411耦接。晶體管446的柵極和漏極分別與晶體管440和442的柵極端子耦接。晶體管440和442的源極被連在一起并且與偏置電流源438耦接。晶體管442和440的漏極與相應(yīng)的晶體管448和450耦接，晶體管448和450以二極管連接的配置方式被
連線到電源電壓。如圖4B所示，晶體管440、442、448和450以及偏置電流源438是前置放大器406的一部分。晶體管442和440的漏極與相應(yīng)的晶體管452和454的柵極耦接。晶體管452和454的漏極與晶體管456和458耦接。晶體管456和458的漏極與晶體管460和462的相應(yīng)的源極耦接。晶體管460和462的漏極和柵極端子與晶體管464和466的相應(yīng)的漏極和柵極端子耦接。晶體管464和466的源極端子與電源電壓耦接。晶體管464和466的源極和漏極被連到晶體管468和470的相應(yīng)的源極和漏極。晶體管456和458的柵極被連到使能輸入472。使能輸入472還被連到雙晶體管468和470的柵極。緩沖電路474耦接到晶體管462的漏極和晶體管460的柵極。輸出電壓410耦接到緩沖電路476，緩沖電路476耦接到晶體管460的漏極和晶體管462的柵極。緩沖電路474 被用來平衡緩沖器 476。晶體管 452、454、456、458、460、462、464、466、468 和 470 以及緩沖電路474和476構(gòu)成電壓比較器電路408。電流比較器系統(tǒng)400可以基于任何集成電路技術(shù)，包括但不限于CMOS半導(dǎo)體制造。電流比較器系統(tǒng)400的組件在該示例中是CMOS器件。對于來自第一電流輸入418的給定參考電流電平(Iref)確定輸入電壓414和416的值。在該示例中，輸入電壓414和416兩者的電壓電平是相同的。到運算放大器412的電壓輸入414和416可以使用圖4中未示出的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)器件來控制。如果DAC的電壓范圍不足，則還能夠添加電平移動器(Level shifter)。偏置電流可以來源于電壓控制的電流源(諸如運算跨導(dǎo)放大器電路)或者晶體管(諸如薄膜晶體管)。圖4C示出了諸如圖3所示出的系統(tǒng)300的測試系統(tǒng)的一個示例的詳細框圖。圖4C中的測試系統(tǒng)耦接到被測器件302，被測器件302可以是像素驅(qū)動器電路，諸如圖2所示出的像素驅(qū)動器電路200。在該示例中，用于面板顯示器的所有驅(qū)動器電路被測試。柵極驅(qū)動器電路480耦接到所有驅(qū)動器電路的選擇線。柵極驅(qū)動器電路480包括使能輸入，在該示例中該使能輸入在輸入上的信號為低時啟用被測器件302。被測器件302從源極驅(qū)動器電路484接收數(shù)據(jù)信號。源極電路484可以為源極驅(qū)動器(諸如圖I中的源極驅(qū)動器120)。數(shù)據(jù)信號為預(yù)定值的編程電壓。在柵極驅(qū)動器電路480啟用器件時被測器件302在監(jiān)視線上輸出電流。來自被測器件302的監(jiān)視線的輸出耦接到允許測試多個器件的模擬多路復(fù)用器電路482。在該示例中，模擬多路復(fù)用器電路482允許210個輸入的多路復(fù)用，但是當(dāng)然可以對任意數(shù)目的輸入進行多路復(fù)用。從被測器件302輸出的信號耦接到運算跨阻放大器電路404的參考電流輸入418。在該示例中，可變參考電流源稱接到電流輸入418,如圖3所述。在該示例中，沒有固定參考電流，諸如圖3中的第一參考電流源。因此在該示例中圖3中的第一參考電流源的值被認為是零。圖5A為用于圖4A-4C所示出的電流比較器的信號的時序圖。圖5A中的時序圖示出了到圖4C中的柵極驅(qū)動器480的柵極使能信號502、與模擬多路復(fù)用器482耦接的CSE使能信號504、由可變參考電流源產(chǎn)生的對于測試過程的每次重復(fù)操作(iteration)被設(shè)定在預(yù)定電平并且與電流輸入418耦接的電流參考信號506、控制校準開關(guān)426的校準信號508、控制校準開關(guān)424的校準信號510、與使能輸入472耦接的比較器使能信號512以及在輸出410之上的輸出電壓514。CSE使能信號504被保持為高以便確保在最后的電流比較中消除來自被測器件302的監(jiān)視線上的任何泄漏。 在第一階段520中，柵極使能信號502被拉高，并且因此圖4C中的被測器件302的輸出為零。因此輸入到電流比較器400的唯一的電流是來自被測器件302的監(jiān)視線的泄漏電流。參考電流506的輸出也被設(shè)為零，使得圖4B和圖4C中的晶體管432和436的最佳的靜止(quiescent)條件僅僅最低限度地受到線泄漏或者讀出電路的偏置的影響。校準信號508被設(shè)為高，使得校準開關(guān)426閉合。校準信號510被設(shè)為高，使得校準開關(guān)424閉合。比較器使能信號512被設(shè)為低并且來自電壓比較器電路408的輸出被復(fù)位到邏輯I。因此泄漏電流在電流輸入418中被輸入并且表示來自面板上的監(jiān)視線的泄漏電流的電壓被存儲在電容器444上。在第二階段522中，柵極使能信號502被拉低，并且因此被測器件302的輸出在來自源極電路484的設(shè)定編程電壓輸入下產(chǎn)生未知的電流。來自被測器件302的電流通過電流輸入418與參考電流506 —起被輸入，參考電流506被設(shè)定為第一預(yù)定值并且與被測器件的電流的方向相反。因此電流輸入418是參考電流506與來自被測器件302的電流之間的差。校準信號510被暫時地設(shè)為低，以便斷開開關(guān)424。然后校準信號508被設(shè)為低，并且因此開關(guān)426斷開。然后到開關(guān)424的校準信號510被設(shè)為高，以便閉合開關(guān)424，用于控制電容器444上的電荷。比較器使能信號512保持為低，并且因此沒有來自電壓比較器電路408的輸出。在第三階段524中，比較器使能信號512被拉高，并且電壓比較器408在電壓輸出410上產(chǎn)生輸出。在該不例中，對于輸出電壓信號514的正電壓輸出邏輯I指不正電流，因此表示被測器件302的電流大于預(yù)定的參考電流。電壓輸出410上的零電壓指示負電流，表示被測器件302的電流小于參考電流的預(yù)定電平。以這樣的方式，被測器件的電流與參考電流之間的任何差被放大并且由電流比較器電路400檢測。然后基于該結(jié)果將參考電流的值移動到第二預(yù)定電平，并且重復(fù)階段520、522和524。調(diào)節(jié)參考電流允許測試系統(tǒng)使用比較器電路400來確定由被測器件302輸出的電流。圖5B是施加到圖4C所示出的測試系統(tǒng)的信號的時序圖，以便確定對于運算跨阻放大器電路404的圖4B中的偏置電流源420的最佳的偏置電流值。為了實現(xiàn)對于電流比較器電路400的最大信噪比(SNR)，校準電流比較器是必要的。通過細調(diào)偏置電流源420來實現(xiàn)校準。偏置電流源420的最佳的偏置電流電平使在像素的測量期間的噪聲功率最小化，其還與線泄漏有關(guān)。因此，要求在校準電流比較器期間捕獲線泄漏。圖5B中的時序圖示出了到圖4C中的柵極驅(qū)動器480的柵極使能信號552、與模擬多路復(fù)用器482耦接的CSE使能信號554、由可變參考電流源產(chǎn)生的對于校準過程的每次重復(fù)操作被設(shè)定在預(yù)定電平并且與電流輸入418耦接的電流參考信號556、控制校準開關(guān)426的校準信號558、與使能輸入472耦接的比較器使能信號560以及在輸出410之上的輸出電壓 562。CSE使能信號554被保持為高以便確保在最后的電流比較中消除線上的任何泄漏。柵極使能信號552也被保持為高，以便防止被測器件302從任何數(shù)據(jù)輸入輸出電流。在第一階段570中，校準信號556被拉高，由此使校準開關(guān)426閉合。另一個校準信號被拉高以便閉合校準開關(guān)424。比較器使能信號558被拉低，以便復(fù)位從電壓比較器電路408輸出的電壓。來自被測器件302的監(jiān)視線的任何泄漏電流被轉(zhuǎn)換為存儲在電容器444上的電
壓。第二階段572在到開關(guān)524的校準信號被拉低并且隨后校準信號556被拉低由此斷開開關(guān)526時出現(xiàn)。然后到開關(guān)524的信號被拉高，使開關(guān)524閉合。小電流從參考電流源輸出到電流輸入418。小電流值是與電流比較器400的最小可檢測信號(MDS)范圍對應(yīng)的最小值。第三階段574在比較器使能信號560被拉高由此允許電壓比較器電路408讀取輸入時出現(xiàn)。電壓比較器電路408的在輸出410上的輸出應(yīng)該為正的，指示與泄漏電流的正的電流比較。第四階段576在到開關(guān)524的校準信號被拉低并且隨后校準信號556被拉低由此斷開開關(guān)526時出現(xiàn)。然后到開關(guān)524的信號被拉高，使開關(guān)524閉合。比較器使能信號558被拉低，以便防止電壓從電壓比較器電路408輸出。來自被測器件302的任何泄漏電流被轉(zhuǎn)換為存儲在電容器444上的電壓。第五階段578在校準信號556被拉低由此斷開開關(guān)524和526時出現(xiàn)。小電流從參考電流源輸出到電流輸入418。小電流值是與電流比較器400的最小可檢測信號(MDS)范圍對應(yīng)的最小值，但是為與第二階段572中的正電流相反的負電流。第六階段580在比較器使能信號560被拉高由此允許電壓比較器電路408讀取輸入時出現(xiàn)。電壓比較器電路408的在輸出410上的輸出應(yīng)該為零，指示與泄漏電流的負的電流比較。重復(fù)階段570、572、574、576、578和580。通過調(diào)節(jié)偏置電流的值，最終在一和零之間的有效輸出電壓切換的速率(rate)將最大化，指示最佳的偏置電流值。圖6是圖I中的顯示系統(tǒng)100的控制器112的補償組件的框圖。補償組件包括老化提取單元600、背板老化/匹配模塊602、顏色/共享灰度系數(shù)校正模塊604、0LED老化存儲器606以及補償模塊608。具有用于驅(qū)動顯示系統(tǒng)100的電子組件的背板可以是任何技術(shù)，包括(但不限于)非晶硅、多晶硅、晶體硅、有機半導(dǎo)體、氧化物半導(dǎo)體。此外，顯示系統(tǒng)100可以是任何顯示材料(或者器件)，包括(但不限于)LED或者0LED。老化提取單元600被耦接為接收基于到陣列的像素的輸入的來自陣列102的輸出數(shù)據(jù)以及接收用于測試陣列102上的老化影響的相應(yīng)輸出。老化提取單元600使用列參考像素130的輸出作為用于與有源像素104a-d的輸出比較的基準，以便確定包括相應(yīng)的列參考像素130的每個列上的像素104a-d中的每一個上的老化影響?？商娲?，列中的像素的平均值可以被計算并且與參考像素的值進行比較。顏色/共享灰度系數(shù)校正模塊604還從列參考像素130獲取數(shù)據(jù)，以便確定適當(dāng)?shù)念伾Ｕ糜谘a償像素上的老化影響。用于比較的測量的基準可以被存儲在存儲器606上的查找表中。背板老化/匹配模塊602計算用于背板的組件和顯示器的電子器件的調(diào)節(jié)。補償模塊608被提供有來自提取單元600、背板/匹配模塊602和顏色/共享灰度系數(shù)校正模塊604的輸入，以便修改給圖I中的像素104a-d的編程電壓，以用于補償老化影響。補償模塊608訪問用于要結(jié)合校準數(shù)據(jù)使用的用于陣列102上的像素104a-d中的每一個的基準數(shù)據(jù)的查找表。補償模塊608基于查找表中的值以及從顯示陣列102中的像素獲得的數(shù)據(jù)來相應(yīng)地修改給像素104a-d的編程電壓。圖2中的控制器112測量來自圖I中的顯示陣列102中的像素104a_d的數(shù)據(jù)以便正確地規(guī)格化(normalize)在測量期間收集的數(shù)據(jù)。列參考像素130有助于用于每個列上的像素的這些功能。列參考像素130可以位于由圖I中的像素104a-d表示的有源觀看區(qū)域外部，但是這種參考像素也可以被嵌入在有源觀看區(qū)域內(nèi)。列參考像素130被保持具有 受控條件(諸如未老化，或者以預(yù)定的方式老化)，以便針對顯示陣列102中的像素104a-d的測量數(shù)據(jù)提供偏置和抵消信息。該信息幫助控制器112抵消來自外部來源(諸如室溫)或者在系統(tǒng)本身內(nèi)(諸如來自其它像素104a-d的泄漏電流)的共模噪聲。使用來自陣列102上的幾個像素的加權(quán)平均還可以提供關(guān)于全面板的特性的信息，以便解決諸如由于跨過面板的電阻而引起的電壓降(即電流/電阻(IR)下降)之類的問題。來自通過已知和可控來源加應(yīng)力的列參考像素130的信息可以在補償模塊608運行的補償算法中被用來減少由于任何發(fā)散(divergence)而出現(xiàn)的補償誤差?？梢允褂脧拿姘宓某跏蓟鶞蕼y量收集的數(shù)據(jù)來選擇各種列參考像素130。識別出壞的參考像素，并且可以選擇可替代的參考像素130以便確保進一步可靠性。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，行參考像素132可以代替列參考像素130來被使用，并且行可以代替列來被用于校準和測量。存在各種補償方法，其可以利用圖I中的列參考像素130。例如在薄膜晶體管測量中，列參考像素130要求用來輸出電流的數(shù)據(jù)值被從有源區(qū)(像素陣列102)中的同一列像素中的像素104a_d的數(shù)據(jù)值中減去，以便輸出相同電流。列參考像素130和像素104a_d兩者的測量可以在時間上非常接近地(例如在同一個視頻幀期間)發(fā)生。電流的任何差指示像素104a_d上的老化影響。結(jié)果值可以由控制器112使用來計算適當(dāng)?shù)膶o像素104a_d的編程電壓的調(diào)節(jié)，以便在顯示器的壽命期間維持相同的亮度。列參考像素130的其它用途是為其它像素104提供參考電流以便用作基準和確定那些像素的電流輸出上的老化影響。參考像素130可以簡化數(shù)據(jù)操作，因為一些共模噪聲抵消是為測量所固有的，因為參考像素130具有與有源像素104共同的數(shù)據(jù)和供應(yīng)線。行參考像素132可以出于檢驗為了控制器用來在顯示器制作期間補償而存儲的對于像素的亮度曲線正確的目的而被周期性地測量。在將顯示器發(fā)貨之前顯示器上的所有驅(qū)動器電路(諸如圖2中的驅(qū)動器電路200)的驅(qū)動晶體管和OLED的測量對于IOSOp顯示器花費60-120秒，并且將檢測任何短路和斷路的驅(qū)動晶體管和OLED (其引起釘住(stuck)的或不發(fā)光的像素)。它還將檢測驅(qū)動晶體管或OLED性能的不均勻性(其引起亮度不均勻性)。該技術(shù)可以代替通過數(shù)字式照相機的光學(xué)檢查，去除在制作設(shè)施中對該昂貴的組件的需要。使用濾色器的AMOLED不能被電學(xué)上完全地檢查，因為濾色器是純粹地光學(xué)組件。在該情況下，補償老化的技術(shù)(諸如來自Ignis的MaxLife )可以通過提供額外的診斷信息并且可能地減少光學(xué)檢查的復(fù)雜度來有利地與光學(xué)檢查步驟結(jié)合。這些測量提供比光學(xué)檢查可以提供的數(shù)據(jù)更多的數(shù)據(jù)。知道點缺陷是由于短路或斷路驅(qū)動晶體管還是由于 短路或斷路OLED可以有助于識別制作過程中的瑕疵或根本原因。例如，對于短路OLED的大部分共同的原因是在處理期間落在玻璃上的顆粒污染物使OLED的陽極和陰極短路。OLED短路的增加可以指示制作線應(yīng)該被關(guān)閉來進行腔室(chamber )清潔,或者可以啟動搜索新的顆粒來源(過程或設(shè)備或人員或材料的變化)。用于補償老化影響的弛豫(relaxation)系統(tǒng)(諸如MaxLife 系統(tǒng))可以校正工藝不均勻性，這增大顯示器的成品率。然而測量的TFT或者OLED的電流和電壓關(guān)系或者特性對于診斷也是有用的。例如，OLED電流-電壓特性的形狀可以揭示增大的電阻?？赡艿脑蚩赡苁?在底部發(fā)射AMOLED中)晶體管源極/漏極金屬與ITO之間的接觸電阻的變化。如果顯示器的角落中的OLED表現(xiàn)出了不同的電流-電壓特性，則可能的原因可以是制造過程中的掩模未對準。具有不同的OLED電流-電壓特性的顯示器上的條紋或者圓形的區(qū)域可能是由于用于在制造過程中分配有機物蒸氣的歧管(manifold)中的缺陷。在一種可能的情形中，OLED材料的小顆粒可以從頭上的擋板剝落并且落在歧管上，局部地阻塞管口。測量數(shù)據(jù)將以具體的圖案表現(xiàn)不同的OLED電流-電壓特性，該圖案將有助于迅速地診斷問題。由于測量的精度(例如，4. 8英寸顯示器利用IOOnA的分辨率測量電流)以及OLED電流-電壓特性(而不是亮度)的測量本身，可以檢測出利用光學(xué)檢查不可見的變化。該高精度的數(shù)據(jù)可以被用于統(tǒng)計過程控制，識別過程何時開始偏離在其控制限度夕卜。這可以允許在成品中檢出缺陷之前及早采取校正動作(在OLED或者驅(qū)動晶體管(TFT)制造過程中)。因為每個顯示器上的每個TFT和OLED被采樣，所以測量樣本被最大化。如果驅(qū)動晶體管和OLED兩個都正確地起作用，則對于組件將返回期望范圍中的讀數(shù)。像素驅(qū)動器電路要求在測量驅(qū)動晶體管時OLED截止(并且反之亦然)，因此如果驅(qū)動晶體管或者OLED短路，則它將模糊另一個的測量。如果OLED短路(因此當(dāng)前的讀數(shù)是MAX)，則數(shù)據(jù)將表示驅(qū)動晶體管是斷路(當(dāng)前的讀數(shù)為MIN)，但實際上，驅(qū)動晶體管可以是工作的或者斷路。如果需要關(guān)于驅(qū)動晶體管的額外的數(shù)據(jù)，則臨時斷開連接電源電壓(EL_VSS)并且允許它浮置將得到正確的驅(qū)動晶體管測量，該測量指示TFT是實際上工作的還是斷路的。以同樣的方式，如果驅(qū)動晶體管是短路的，則數(shù)據(jù)將表示OLED是斷路的(但是OLED可以是工作的或者斷路的)。如果需要關(guān)于OLED的額外的數(shù)據(jù)，則斷開連接電源電壓(EL_VDD)并且允許它浮置將得到正確的OLED測量，該測量指示OLED是實際上工作的還是斷路的。如果像素中的OLED和TFT兩者表現(xiàn)為短路，則像素中的元件之一(可能為TFT和OLED之間的接觸)將在測量期間迅速地?zé)龎模沟脭嗦?，并且移動到不同的狀態(tài)。這些結(jié)果被概括成下方的表I。
表I
權(quán)利要求
1.一種電壓編程的顯示面板，允許測量對面板中的像素的影響，所述顯示面板包括 多個有源像素，形成顯示面板以便在操作條件下顯示圖像，每個有源像素耦接到供應(yīng)線和編程線； 參考像素，與供應(yīng)線和編程線耦接，所述參考像素具有與操作條件無關(guān)的受控條件；以及 控制器，與多個有源像素中的每一個有源像素以及參考像素耦接，所述控制器使得測試電壓被施加到多個有源像素和參考像素，所述控制器還將參考像素的輸出與多個有源像素中的一個有源像素的輸出進行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中顯示器是AMOLED型，并且其中有源像素和參考像素中的每一個包括驅(qū)動晶體管和與驅(qū)動晶體管耦接的有機發(fā)光器件?！?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述控制器基于參考像素的輸出與多個有源像素中的一個有源像素的輸出的比較來補償?shù)蕉鄠€像素中的所述一個像素的編程電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述參考像素是多個參考像素中的一個參考像素，并且所述控制器確定所述參考像素是否起作用，并且如果所述參考像素不起作用，則所述測試電壓被施加到多個參考像素中的另一個參考像素。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中面板具有多列和多行的像素，并且所述參考像素與一列像素關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中來自參考像素和多個有源像素中的一個有源像素的輸出是輸出電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述參考像素與一行像素關(guān)聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，還包括存儲器，所述存儲器存儲對于多個有源像素中的所述一個有源像素的亮度曲線數(shù)據(jù)，并且其中所述控制器將存儲的亮度曲線數(shù)據(jù)與來自參考像素的輸出進行比較。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述參考像素的受控條件是未老化條件，其中多個有源像素在顯示圖像時受老化的影響。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中多個有源像素具有施加的電流電平，并且其中參考像素具有比多個有源像素的電流電平小的施加的電流電平。
11.一種確定對于包括多個發(fā)光器件像素的基于晶體管的顯示器的老化影響的基準值的方法，每個像素具有用于確定亮度的編程電壓輸入，所述方法包括如下步驟 向顯示器的被測器件施加設(shè)定的編程電壓輸入； 基于設(shè)定的編程電壓輸入產(chǎn)生輸出電流； 經(jīng)由電流比較器將第一參考電流和可變第二參考電流與輸出電流進行比較，直到第一參考電流與第二參考電流和輸出電流的組合相同；以及 在第二參考電流和輸出電流的組合與第一參考電流相同時，基于第二參考電流的值確定輸出電流值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括在與被測器件關(guān)聯(lián)的表中存儲確定的輸出電流值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中被測器件是有機發(fā)光二極管。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中被測器件是驅(qū)動晶體管。
15.一種確定用于制作具有多個像素的顯示裝置的數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括如下步驟 向多個像素中的每一個像素施加測試信號； 對于每個像素測量電壓和電流特性； 確定對于每個像素是否存在異常；以及 存儲來自展示出異常的像素的異常數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中存儲的異常數(shù)據(jù)被分析以便確定顯示裝置的制作過程中的瑕疵。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中存儲的異常數(shù)據(jù)被分析以便確定顯示裝置中的瑕疵。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中像素包括驅(qū)動晶體管和有機發(fā)光器件，并且其中所述異常包括短路的有機發(fā)光器件和短路的驅(qū)動晶體管。
19.一種顯不系統(tǒng),包括 用于顯示圖像的像素的陣列； 存儲器，包括特性數(shù)據(jù)； 分布產(chǎn)生器，與所述存儲器耦接，用于基于所述特性數(shù)據(jù)產(chǎn)生多個亮度分布；以及控制器，與所述分布產(chǎn)生器和像素的陣列耦接，用于根據(jù)多個亮度分布中的所選的一個亮度分布來改變像素的陣列的亮度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示系統(tǒng)，其中所述特性包括像素的OLED特性、背板特性和對于顯示器的預(yù)定的規(guī)范。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示系統(tǒng)，其中所選的亮度分布是基于影響顯示系統(tǒng)的外部條件或者基于在像素的陣列上顯示的圖像的應(yīng)用來選擇的。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示系統(tǒng)，還包括老化判決機器，與所述控制器耦接，用于調(diào)節(jié)發(fā)送給像素的陣列的圖像數(shù)據(jù)以便補償老化。
全文摘要
公開了用于提供用于顯示裝置的老化補償?shù)幕鶞蕼y量的方法和系統(tǒng)。示例顯示系統(tǒng)具有多個有源像素和參考像素。公共的輸入信號被提供給參考像素和多個有源像素。參考像素的輸出被測量和與有源像素的輸出相比以便確定老化影響。顯示系統(tǒng)還可以通過施加第一已知參考電流給具有第二可變參考電流和被測器件(例如像素之一)的輸出的電流比較器來被測試。可變參考電流被調(diào)節(jié)直到第二電流和被測器件的輸出等于第一電流。結(jié)果得到的被測器件的電流被存儲在用于顯示系統(tǒng)操作期間的老化測量的基準的查找表中。顯示系統(tǒng)還可以被測試以便通過確定像素組件(例如OLED和驅(qū)動晶體管)中的諸如短路之類的異常來確定制作瑕疵。
文檔編號G09G3/32GK102725786SQ201080060396
公開日2012年10月10日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者A·霍爾馬蒂, G·查吉, J·M·迪昂尼, S·亞歷山大, 劉彤 申請人:伊格尼斯創(chuàng)新公司