CN102222463B - 显示设备及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示设备及其驱动方法。该显示设备包括：包括多个像素的显示单元，各像素包括驱动晶体管和发光二极管；补偿器，接收由多个像素根据分别施加到多个像素的第一和第二数据电压而产生的第一和第二像素电流，补偿器计算图像数据补偿量以补偿各像素的驱动晶体管的特性差异；以及数据选择器，向多个像素传输第一和第二数据电压并且向补偿器传输第一和第二像素电流，补偿器测量由于与不同的灰度级相对应的第一和第二数据电压而产生的第一和第二像素电流，并计算各像素的驱动晶体管的实际阈值电压和迁移率，包括测量电阻器，控制测量电阻器的电阻值，测量电阻器将第一像素电流转换成第一测量电压，并将第二像素电流转换成第二测量电压。

Description

显示设备及其驱动方法

技术领域

本发明涉及补偿像素的驱动晶体管的特性差异的显示设备及其驱动方法。

背景技术

近来，已开发出各种重量轻且体积小的平板显示设备，而重量和体积是阴极射线管的不利方面。平板显示设备的示例包括液晶显示器、场致发射显示器、等离子体显示面板和有机发光显示器等等。

在这些平板显示设备中，有机发光显示器利用通过电子和空穴的复合产生光的有机发光二极管来显示图像。具有快的响应速度、以低功耗进行驱动并且展示出良好发光效率、亮度和视角的有机发光显示器已经特别受到关注。

通常，根据有机发光二极管的驱动方案将有机发光显示器(OLED)分成无源矩阵OLED(PMOLED)和有源矩阵OLED(AMOLED)。为了更好的分辨率、对比度和操作速度，主要使用选择并点亮每个单元像素的AMOLED。

有源矩阵OLED的每个像素包括有机发光二极管、控制供给有机发光二极管的电流量的驱动晶体管以及向驱动晶体管传输数据信号以便控制从有机发光二极管发出的光的量的开关晶体管。

必须使驱动晶体管连续地导通以便有机发光二极管能够发光。在大型平板的情况下，不同像素的驱动晶体管之间存在特性的差异，并且由于特性的差异而产生莫尔条纹(moire)图案。驱动晶体管的特性差异表示驱动晶体管的阈值电压和迁移率的差异。即使将相同的电压传输到各个驱动晶体管的栅电极，流过这些驱动晶体管的电流依据多个驱动晶体管的特性差异而彼此不相同。

结果，出现莫尔条纹现象，因而图像质量特性恶化。因此，为了提高图像质量，必需补偿显示设备的像素之间的驱动晶体管的这些差异。

在本背景技术部分中公开的上述信息只是用来增进对本发明的背景的理解，因此，上述信息可能包含不构成对本领域技术人员来说的按照美国法典第35章102条规定的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种显示设备，其可以精确地测量不同像素的像素电路的驱动晶体管的特性差异并且更加精确地对这些差异进行补偿。

根据本发明的一方面，提供了一种显示设备，包括：多个像素，所述多个像素中的各个像素包括驱动晶体管和发光二极管；补偿器，用来接收由所述多个像素根据分别施加到所述多个像素的第一数据电压和所述第二数据电压产生的第一像素电流和第二像素电流，所述补偿器用来计算图像数据补偿量以补偿所述多个像素中的各个像素的驱动晶体管的特性差异；以及数据选择器，用来向所述多个像素传输所述第一数据电压和所述第二数据电压并且向所述补偿器传输所述第一像素电流和所述第二像素电流，所述补偿器用来测量由于与不同的灰度级相对应的所述第一数据电压和第二数据电压而产生的所述第一像素电流和所述第二像素电流并计算所述多个像素中的各个像素的驱动晶体管的实际阈值电压和迁移率，所述补偿器包括测量电阻器，所述补偿器用来控制所述测量电阻器的电阻值，所述测量电阻器用来将与所述第一数据电压相对应的所述第一像素电流转换成第一测量电压，并将与所述第二数据电压相对应的所述第二像素电流转换成第二测量电压。所述显示设备还可以包括感应驱动器，用来将感应扫描信号施加到感应晶体管。所述补偿器可以根据所述第一数据电压与所述第一测量电压之间的第一电压差来控制所述测量电阻器。所述补偿器可以根据所述第一电压差以及与当将所述第一数据电压输入到具有预定的参考阈值电压和参考迁移率的参考像素时产生的像素电流相对应的参考测量电压与所述第一数据电压之间的参考电压差控制所述测量电阻器。所述补偿器可以根据所述第二数据电压与所述第二测量电压之间的第二电压差来控制所述测量电阻器。所述补偿器可以根据所述第二电压差以及与当将所述第二数据电压输入到具有预定的参考阈值电压和参考迁移率的参考像素时产生的第二像素电流相对应的参考测量电压与所述第二数据电压之间的参考电压差来控制所述测量电阻器。

所述补偿器可以包括：测量单元，用来测量所述多个像素的所述第一像素电流和所述第二像素电流；目标单元，用来消除由所述测量单元产生的噪声；比较器，用来比较所述测量单元的输出值与所述目标单元的输出值；以及逐次逼近寄存器(SAR)逻辑，用来处理所述比较器的输出值。所述测量单元可以包括：所述测量电阻器；以及差动放大器，用来输出预定的测试数据电压与从所述第一像素电流和所述第二像素电流转换而来的电压之差。所述差动放大器可以包括：非反相输入端子，用来接收所述第一数据电压和所述第二数据电压；反相输入端子，用来接收从所述第一像素电流和所述第二像素电流转换而来的电压；以及输出端子，用来输出所述第一数据电压和所述第二数据电压之一与从相应的所述第一像素电流和所述第二像素电流之一转换而来的电压之间的差。

所述测量电阻器可以包括：串联连接的多个电阻器；以及分别与所述多个电阻器并联连接的多个控制开关。所述测量电阻器可以包括：基础电阻器，用来确定所述测量电阻器的最小电阻值；第一电阻器单元，用来减小所述测量电阻器的总电阻值；以及第二电阻器单元，用来增大所述测量电阻器的总电阻值。

所述第一电阻器单元可以包括：至少一个电阻器；以及与所述至少一个电阻器中的每一个并联连接的至少一个控制开关，所述至少一个控制开关被初始设置为断开状态。所述第二电阻器单元可以包括：至少一个电阻器；以及与所述至少一个电阻器中的每一个并联连接的至少一个控制开关，所述至少一个控制开关被初始设置为闭合状态。

所述目标单元可以通过连接到具有预定的参考阈值电压和参考迁移率的参考像素以与所述测量单元相同的方式被配置。所述目标单元可以用来输出目标电压，所述目标电压是所述预定的测试数据电压与从所述第一像素电流和所述第二像素电流之一转换而来的电压之差的目标值。所述补偿器可以包括：非反相输入端子，用来接收所述测量单元的输出电压；反相输入端子，用来接收所述目标单元的输出电压；以及输出端子，用来输出所述测量单元的输出电压与所述目标单元的输出电压之差。

所述多个像素中的各个像素可以包括：有机发光二极管；所述驱动晶体管，具有所述数据电压所施加到的栅电极、连接到ELVDD电源的一端和连接到所述有机发光二极管的阳极的另一端；以及感应晶体管，具有：用来向所述补偿器传输所述像素电流的感应扫描信号所施加到的栅电极、连接到所述驱动晶体管的另一端的所述感应晶体管的一端以及连接到所述数据电压所施加到的数据线的另一端。

根据本发明的另一方面，提供了一种驱动显示设备的方法，包括：通过比较参考像素的像素电流与被测像素的像素电流来设置所述被测像素的驱动晶体管的阈值电压；通过控制将所述第一像素电流转换成第一测量电压的测量电阻器来测量第一像素电流，通过向所述被测像素施加第一数据电压来产生所述第一像素电流；通过控制将所述第二像素电流转换成第二测量电压的所述测量电阻器来测量第二像素电流，通过向所述被测像素施加第二数据电压来产生所述第二像素电流；根据所述第一像素电流和所述第二像素电流计算所述被测像素的驱动晶体管的实际阈值电压和迁移率；以及计算图像数据补偿量以补偿所述被测像素的实际阈值电压和迁移率。该方法还可以包括：产生反映所述图像数据补偿量的图像数据信号。

在设置所述阈值电压时，可以通过测量当向所述被测像素施加产生最大像素电流的数据电压时产生的所述最大像素电流来计算所述被测像素的驱动晶体管相对于所述参考像素的驱动晶体管的阈值电压差。可以根据所述第一数据电压和所述第一测量电压之间的第一电压差来控制所述测量电阻器。可以根据所述第一电压差以及与当所述将第一数据电压输出到所述参考像素时产生的像素电流相对应的参考测量电压与所述第一数据电压之间的参考电压差控制所述测量电阻器。可以所根据所述第二数据电压与所述第二测量电压之间的第二电压差控制述测量电阻器。可以根据所述第二电压差以及与当将所述第二数据电压输入到所述参考像素时产生的像素电流相对应的参考测量电压与所述第二数据电压之间的参考电压差控制所述测量电阻器。所述第一数据电压和所述第二数据电压中的每一个可以是与不同的灰度级相对应的数据电压。所述第一数据电压和所述第二数据电压之一可以是产生最大像素电流的数据电压。所述第一数据电压和所述第二数据电压中的另一个可以是产生最小像素电流的数据电压。可以根据与所述第一数据电压和所述第二数据电压相对应的灰度级来控制所述测量电阻器的电阻值。

附图说明

通过参考以下与附图相结合的详细描述，对本发明及其附带的许多优点更全面的认识将容易明显，且变得更加容易理解，在附图中，同样的附图标记表示相同或类似的部件，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施例的有机发光显示器的框图；

图2是示出根据本发明示例性实施例的像素的电路图；

图3是示出根据本发明示例性实施例的补偿器的电路图；

图4是示出根据本发明示例性实施例的测量电阻器的电路图；以及

图5是示出根据本发明示例性实施例的用于驱动有机发光显示器的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使得本领域技术人员能够容易地实现它。正如本领域技术人员将会认识到的，可以以各种不同的方式对所描述的实施例进行修改，而均不背离本发明的精神或范围。

在全部实施例中具有相同结构的构成元件用相同附图标记表示并且在第一示例性实施例中进行描述。在其它示例性实施例中，仅仅描述其它构成元件。为了清楚地描述本发明的示例性实施例，省略了与该描述不相关的部件，并且在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成元件。

在整个说明书和随后的权利要求书中，当描述一元件“连接”至另一元件时，该元件可以“直接连接”至该另一元件，或者可以通过第三元件“电连接”至该另一元件。另外，除非明确进行了相反的描述，否则词语“包括”及其变体应当被理解为，表示包括所描述的元件，但不排除任何其它元件。

图1是示出根据本发明示例性实施例的有机发光显示器的框图，图2是示出根据本发明示例性实施例的像素的电路图，图3是示出根据本发明示例性实施例的补偿器的电路图，图4是示出根据本发明示例性实施例的测量电阻器的电路图，以及图5是示出根据本发明示例性实施例的用于驱动有机发光显示器的方法的流程图。

参见图1，有机发光显示器包括信号控制器100、扫描驱动器200、数据驱动器300、数据选择器350、显示单元400、感应驱动器500以及补偿器600。信号控制器100从外部接收图像信号R、G和B和输入控制信号以控制R、G和B颜色的显示。图像信号R、G和B包括每个像素PX的亮度信息，该亮度具有预定数目的灰度，例如1024(＝2¹⁰)、256(＝2⁸)或64(＝2⁶)。输入控制信号的示例包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据使能信号DE等等。

信号控制器100在图像信号R、G和B以及输入控制信号的基础上根据显示单元400的操作条件适当地处理输入的图像信号R、G和B，并且产生扫描控制信号CONT1、数据控制信号CONT2、图像数据信号DAT以及感应控制信号CONT3。信号控制器100向扫描驱动器200传输扫描控制信号CONT1，向数据驱动器300传输数据控制信号CONT2和图像数据信号DAT，向感应驱动器500传输感应控制信号CONT3并且向数据选择器350传输选择信号。信号控制器100还控制位于数据选择器350内并且在图3中示出的选择开关SW1和SW2。

显示单元400包括连接到多条扫描线S1至Sn、多条数据线D1至Dm以及多条感应线SE1至SEn并且以近似矩阵形式排列的多个像素PX。多条扫描线S1至Sn和多条感应线SE1至SEn沿近似行方向延伸并且彼此几乎平行，而且数据线D1至Dm沿近似列方向延伸并且彼此几乎平行。显示单元400的多个像素PX由外部的第一电源电压ELVDD和第二电源电压ELVSS供电。

扫描驱动器200被连接到多条扫描线S1至Sn，并且根据扫描控制信号CONT1向多条扫描线S1至Sn施加扫描信号，该扫描信号包括用于使图2的开关晶体管M1导通的栅极导通电压Von和用于使它截止的栅极截止电压Voff的组合。

数据驱动器300被连接到多条数据线D1至Dm，并且根据图像数据信号DAT选择灰度电压。数据驱动器300向多条数据线D1至Dm施加根据数据控制信号CONT2选择的作为数据信号的灰度电压。

数据选择器350被连接到多条数据线D1至Dm，并且包括图3中示出的分别连接到数据线D1至Dm的选择开关SW1和SW2。数据选择器350响应于从信号控制器100传输的选择信号而控制选择开关，从而向多个像素PX传输数据信号或者向补偿器600传输像素PX中产生的像素电流。

感应驱动器500被连接到多条感应线SE1至SEn，并且根据感应控制信号CONT3向多条感应线SE1至SEn施加用于使图2中示出的感应晶体管M3导通或截止的感应扫描信号。

补偿器600接收用于检测这些像素的驱动晶体管的特性的像素电流，并且计算用于补偿这些像素的多个驱动晶体管的差异的图像数据补偿量。在第一测量中，补偿器600向被测像素的驱动晶体管施加预定的数据电压，并且测量流过有机发光二极管的电流(在下文中，像素电流)。该预定的数据电压指的是使与最高灰度级相对应的最大电流流过有机发光二极管的电压。通过利用测量出的像素电流，补偿器600近似计算被测像素的驱动晶体管相对于参考像素的驱动晶体管的阈值电压差。

补偿器600通过将计算出的阈值电压值差加到数据电压来对像素电流进行第二测量，并且通过利用第二测量出的像素电流和施加到被测像素的驱动晶体管的数据电压计算每个像素的实际阈值电压和迁移率。补偿器600通过测量由第一数据电压产生的第一像素电流和由第二数据电压产生的第二像素电流来计算被测像素的实际阈值电压和迁移率，第一数据电压和第二数据电压对应于不同的灰度级。在这一点上，补偿器600可以通过控制测量电阻器的电阻值来更精确地测量像素电流，所述测量电阻器用于根据与这些数据电压相对应的灰度级将第一像素电流转换成第一测量电压并将第二像素电流转换成第二测量电压。

补偿器600根据每个像素的实际阈值电压和迁移率计算图像数据补偿量，并且将其传输给信号控制器100。信号控制器100产生图像数据信号DAT，其中该图像数据信号DAT反映从该补偿器接收的图像数据补偿量。随后将对其进行详细描述。

参见图2，有机发光显示器的像素PX包括有机发光二极管OLED和用于控制有机发光二极管的像素电路10。像素电路10包括开关晶体管M1、驱动晶体管M2、感应晶体管M3以及维持电容器Cst。

开关晶体管M1具有连接到扫描线Si的栅电极、连接到数据线Dj的一端和连接到驱动晶体管M2的栅电极的另一端。

驱动晶体管M2具有连接到开关晶体管M1的另一端的栅电极、连接到ELVDD电源的一端以及连接到有机发光二极管OLED的阳极的另一端。

维持电容器Cst具有连接到驱动晶体管M2的栅电极的一端和连接到ELVDD电源的另一端。维持电容器Cst充入施加到驱动晶体管M2的栅电极的数据电压，并且在开关晶体管M1截止之后依然维持该数据电压。

感应晶体管M3具有连接到感应线SEi的栅电极、连接到驱动晶体管M2的另一端的一端以及连接到数据线Dj的另一端。

有机发光二极管OLED具有连接到驱动晶体管M2的另一端的阳极以及连接到ELVSS电源的阴极。

开关晶体管M1、驱动晶体管M2以及感应晶体管M3可以是P沟道电场效应晶体管。用于使开关晶体管M1、驱动晶体管M2以及感应晶体管M3导通的栅极导通电压是低电压，而用于使它们截止的栅极截止电压是高电压。

虽然在这里已经例示了P沟道场效应晶体管，但开关晶体管M1、驱动晶体管M2以及感应晶体管M3中的至少一个可以是n沟道电场效应晶体管。用于使n沟道电场效应晶体管导通的栅极导通电压是高电压，而用于使它截止的栅极截止电压是低电压。

当栅极导通电压Von被施加到扫描线Si时，开关晶体管M1导通，并且施加到数据线Dj的数据信号通过导通的开关晶体管M1施加到维持电容器Cst的一端，以对维持电容器Cst充电。驱动晶体管M2控制从ELVDD电源流到有机发光二极管OLED的与充入维持电容器Cst内的电压值相对应的电流量。有机发光二极管OLED产生与流过驱动晶体管M2的电流量相对应的光。在这一点上，栅极截止电压被施加到感应线SEi以使感应晶体管M3截止，并且流过驱动晶体管M2的电流未流过感应晶体管M3。

有机发光二极管OLED可以发出一个原色的光。原色包括例如红、绿和蓝三原色，并且用三原色在空间上或时间上的总和来显示期望的颜色。在这种情况下，有机发光二极管OLED可以局部发出白光，因而提高了亮度。可替代地，所有像素PX的有机发光二极管OLED可以发出白光，并且一些像素PX可以进一步包括将从有机发光二极管OLED发出的白光转换成原色之一的光的滤色片(未示出)。

每个驱动设备100、200、300、350、500以及600可以以至少一个集成电路芯片的形式直接安装在显示单元400上、安装在柔性印刷电路薄膜上、以带载封装(TCP)的形式附接到显示单元400上或者安装在单独的印刷电路板(PCB)上。可替代地，它们可以与信号线S1至Sn、D1至Dm以及SE1至SEn一起集成在显示单元400中。

假设根据本发明的有机发光显示器按帧进行驱动，其中每帧包括：数据写入时段，在此期间数据信号被传输到相应像素并且写入其中；发光时段，在完成与相应像素相对应的数据信号的写入之后的发光时段期间，所有像素同时发光；以及补偿时段，在此期间，相应像素的驱动晶体管的特性被检测并且特性的差异被补偿。补偿时段可以每预定帧数出现一次，而非每帧出现一次，以补偿各个像素的驱动晶体管的特性差异。而且，本发明的有机发光显示器可以以顺序驱动方式进行工作，其中每个像素在完成数据写入时段后即发光。

参见图3，补偿器600包括：测量单元610，用于测量被测像素PXa的像素电流；目标单元620，用于消除测量单元610产生的噪声；比较器630，用于比较测量单元610的输出值和目标单元620的输出值；以及逐次逼近寄存器(SAR)逻辑640，用于处理比较器630的输出值。

测量单元610通过第一选择开关SW1连接到被测像素PXa的数据线Dj，目标单元620通过第二选择开关SW2连接到参考像素PXb的数据线Dj+1，比较器630比较测量单元610的输出电压和目标单元620的输出电压并且向SAR逻辑640传输比较结果。

被测像素PXa表示用作测量被测驱动晶体管M2的特性差异的对象的像素，而参考像素PXb表示用作用于测量被测像素PXa的参考点的像素。参考像素PXb是具有预定的参考阈值电压和参考迁移率的像素，其可以是包括在显示单元400中的多个像素中的任一个或者被单独提供以补偿驱动晶体管的特性差异的像素。参考像素PXb是未根据图像信号写入数据电压的虚拟像素，并且它的阈值电压和迁移率在制成之后即可得到并且不会改变。

在补偿时段期间，ELVDD电压可以被施加到被测像素PXa的有机发光二极管OLED的阴极和参考像素PXb的有机发光二极管OLED的阴极。这样做之后，在补偿时段期间在有机发光二极管OLED中没有电流流动。

第一平板电容器CLa被连接到与被侧像素PXa相连接的数据线Dj，并且第二平板电容器CLb被连接到与参考像素PXb相连接的数据线Dj+1。第一平板电容器CLa和第二平板电容器CLb各具有连接到数据线的一端和连接到地的另一端。这些平板电容器可以分别连接到包括在显示单元400中的多条数据线D1至Dm。这些平板电容器用于以电路的形式表示每条数据线上的寄生电容。

测量单元610包括第一差动放大器DAa、测量电容器CDDa、测量电阻器RDDa以及第一复位开关SWa。第一差动放大器DAa包括用于接收预定测试数据电压VDX的非反相输入端子(+)、连接到被测像素PXa的数据线Dj的反相输入端子(-)以及连接到比较器630的输出端子。测量电容器CDDa、测量电阻器RDDa以及第一复位开关SWa中的每一个均具有连接到第一差动放大器DAa的输出端子的一端和连接到被测像素PXa的数据线Dj的另一端。

目标单元620包括第二差动放大器DAb、目标电容器CDDb、目标电阻器RDDb以及第二复位开关SWb。目标单元620以与测量单元610相同的方式被配置，并且产生与测量单元610相同的噪声。由目标单元620产生的噪声被传输至比较器630的反相输入端子(-)，从而补偿在测量单元610的输出中所包括的并且输入到非反相输入端(+)中的噪声。

第二差动放大器DAb包括用于接收目标电压VTRGT的非反相输入端子(+)、连接到参考像素PXb的数据线Dj+1的反相输入端子(-)以及连接到比较器630的输出端子。目标电容器CDDb、目标电阻器RDDb以及第二复位开关Swb中的每一个均具有连接到第二差动放大器DAb的输出端子的一端和连接到参考像素PXb的数据线Dj+1的另一端。

测试数据电压VDX是使被测像素PXa的预定的像素电流流动的值，并且目标电压VTRGT是当预定的像素电流流过测量电阻器RDDa时产生的电压与测试数据电压VDX之差的目标值。

具体来说，在补偿时段期间，当开关晶体管M1a导通并且有机发光二极管OLED的阴极电压变为ELVDD时，如果测试数据电压VDX被施加到第一差动放大器DAa的非反相输入端子(+)，则在反相输入端(-)同样产生与测试数据电压VDX相同的电压。

在反相输入端(-)产生的测试数据电压VDX沿着数据线Dj并且通过开关晶体管M1a流向驱动晶体管M2a的栅电极。测试数据电压VDX被输入到驱动晶体管M2a的栅电极以使电流在其中流动。同时，当感应晶体管M3a导通时，像素电流Ids流向测量电阻器RDDa。

像素电流Ids由测量电阻器RDDa转换成测量电压RDDa*Ids。该测量电压被输入到第一差动放大器DAa的反相输入端子(-)，并且第一差动放大器DAa输出测试数据电压VDX与测量电压RDDa*Ids之差。在下文中，第一差动放大器DAa的输出电压称为第一放大电压VAMP1。

目标电压VTRGT是第一差动放大器DAa的输出电压的目标值。如果测试数据电压VDX与测量电压RDDa*Ids之间的电压差等于目标电压VTRGT，则确定被测像素PXa的驱动晶体管M2a的特性与参考像素PXb的驱动晶体管M2b的特性相同。

比较器630包括第三差动放大器DAc和比较电容器Cc。第三差动放大器DAc包括连接到第一差动放大器DAa的输出端子的非反相输入端子(+)、连接到第二差动放大器DAb的输出端子的反相输入端子(-)以及连接到SAR逻辑640的输出端子。比较电容器Cc具有连接到第一差动放大器DAa的输出端子的一端以及连接到第二差动放大器DAb的输出端子的另一端。

SAR逻辑640连接到第三差动放大器DAc的输出端子，以计算每个被测像素的驱动晶体管M2的实际阈值电压和实际迁移率并且基于计算出的阈值电压和迁移率计算针对每个像素的图像数据补偿量。

参见图4，补偿器600根据数据电压与测量电压之间的电压差控制测量电阻器RDDa。为了这个目的，测量单元610的测量电阻器RDDa包括多个串联连接的电阻器和多个与各个电阻器并联连接的控制开关。

测量电阻器RDDa包括基础电阻器R1和可变电阻器单元。基础电阻器R1是确定测量电阻器RDDa的最小电阻值的电阻器，因为基础电阻器R1没有与控制开关并联连接。

可变电阻器单元包括用来减小测量电阻器RDDa的总电阻值的第一电阻器单元30和用来增大测量电阻器RDDa的总电阻值的第二电阻器单元40。第一电阻器单元30和第二电阻器单元40各包括至少一个电阻器和与每个电阻器并联连接的至少一个控制开关。在可变电阻器单元中包括的多个电阻器可以具有彼此不同的电阻值，并且可以通过与基础电阻器R1组合而产生各种电阻值。这里，假设第一电阻器单元30和第二电阻器40中的每一个包括两个电阻器。第一电阻器单元30包括串联连接的电阻器R2和R3、与R2并联连接的控制开关SWr2以及与R3并联连接的控制开关SWr3。最初将第一电阻器单元30的控制开关SWr2和SWr3设置为断开状态，并且当必须减小测量电阻器RDDa的总电阻值时，选择性地闭合控制开关SWr2与SWr3。一旦控制开关SWr2或SWr3闭合，则总电阻值减小的值与闭合的控制开关并联连接的电阻器的电阻值一样。

第二电阻器单元40包括串联连接的电阻器R4和R5，控制开关SWr4与R4并联连接，并且控制开关SWr5与R5并联连接。最初将第二电阻器单元40的控制开关SWr4和SWr5设置为闭合状态，并且当必须增大测量电阻器RDDa的总电阻值时，选择性地断开控制开关SWr4与SWr5。一旦控制开关SWr4或SWr5断开，则总电阻值增大的值与断开的控制开关并联连接的电阻器的电阻值一样。

现在将参照图1至5描述用于获取图像数据补偿量的方法。将参考像素PXb的最大像素电流与被测像素PXa的最大像素电流相互比较以通过它们之间的差设置被测像素PXa的近似阈值电压Vth(S110)。具体来说，被测像素PXa的阈值电压可以被设置为使得：当参考像素PXb的最大像素电流与被测像素PXa的最大像素电流之差是大约100nA时，参考像素PXb与被测像素PXa之间在阈值电压上的差是0.1V。同时，参考像素PXb的阈值电压是已知值。

补偿器600通过施加设置的被测像素PXa的阈值电压来设置对应于高灰度级的第一数据电压Vdat1和对应于低灰度级的第二数据电压Vdat2，向被测像素PXa传输这些电压，并且测量由第一数据电压产生的第一像素电流Ids1和由第二数据电压产生的第二像素电流Ids2(S120)。通过利用测得的第一像素电流Ids1和第二像素电流Ids2来计算被测像素PXa的驱动晶体管M2a的特性差异。

第一数据电压Vdat1和第二数据电压Vdat2可以是对应于不同灰度级的数据电压。例如，第一数据电压Vdat1可以是对应于高灰度级的数据电压，而第二数据电压Vdat2可以是对应于低灰度级的数据电压。可替代地，第一数据电压Vdat1可以是产生对应于最高灰度级(即最大像素电流)的数据电压的数据电压，而第二数据电压Vdat2可以是产生对应于最低灰度级(即最小像素电流)的数据电压的数据电压。

当将第一数据电压Vdat1输入到第一差动放大器DAa的非反相输入端子(+)时，在第一差动放大器DAa的反相输入端子(-)产生与数据电压Vdat1相同的电压。在因将低电压扫描信号SSa施加到被测像素PXa的开关晶体管M1a的栅电极而使开关晶体管M1a导通并且因将高电压感应扫描信号SESa施加到感应晶体管M3a的栅电极而使感应晶体管M3a截止的情况下，第一数据电压Vdat1沿数据线Dj传输到驱动晶体管M2a的栅电极。在这一点上，第一选择开关SW1将测量单元610连接到被测像素PXa以便可以将第一数据电压Vdat1施加到被测像素PXa。

当因将低电压感应扫描信号SESa施加到感应晶体管M3a的栅电极而使感应晶体管M3a导通时，流过驱动晶体管M2a的第一像素电流Ids1沿数据线Dj流向测量单元610。在这一点上，第一像素电流Ids1对平板电容器CLa充电，并且平板电容器CLa保持第一像素电流Ids1连续地流向测量单元610。

第一像素电流Ids1流过测量单元610的测量电阻器RDDa，并且测量电阻器RDDa将第一像素电流Ids1转换成第一测量电压RDDa*Ids1。第一测量电压被输入到第一差动放大器DAa的反相输入端子(-)。

第一差动放大器DAa输出第一数据电压Vdat1与第一测量电压之间的第一电压差。第一数据电压Vdat1与第一测量电压之间的第一电压差变为第一放大电压VAMP1。第一放大电压VAMP1被输入到第三差动放大器DAc的非反相输入端子(+)。

同时，没有向参考像素PXb施加数据电压，并且没有向参考像素PXb的有机发光二极管OLED的阴极施加ELVDD电压。也就是说，未在参考像素PXb中产生像素电流，并且即使向感应晶体管M3b施加低电压感应扫描信号SESb，由目标电阻器RDDb产生的电压也是0V。

将目标电压VTRGT输入到第二差动放大器DAb的非反相输入端子(+)，并且将电压VAMP2＝VTRGT输出到第二差动放大器DAb的输出端子。同时，目标电压VTRGT是第一差动放大器DAa的第一放大电压VAMP1的目标值。

将第二差动放大器DAb的输出电压VAMP2输入到第三差动放大器DAc的反相输入端子(-)。第三差动放大器DAc放大输入到非反相输入端子(+)的第一放大电压VAMP1与输入到反相输入端子(-)的目标电压VTRGT之差，并且输出第二放大电压。第二放大电压被传输到SAR逻辑640。

SAR逻辑640通过利用第三差动放大器DAc的第二放大电压计算被测像素PXa的第一像素电流Ids1。SAR逻辑640校正第一数据电压Vdat1以便计算出的第一像素电流Ids1具有与参考像素PXb的像素电流相同的值。

在这一点上，控制测量电阻器RDDa的电阻值，以便第一像素电流Ids1更紧密地接近于参考像素PXb的像素电流。也就是说，根据第一电压差以及与将第一数据电压Vdat1输入到参考像素PXb时产生的像素电流相对应的参考测量电压与第一数据电压Vdat1之间的参考电压差来控制测量电阻器RDDa的电阻值。

如果将SAR逻辑640的测量范围限于0V至3V，则考虑到面板分布(paneldistribution)，将测量电阻器RDDa设置为允许由第一放大电压VAMP1与目标电压VTRGT之差产生的第二放大电压落入0V至3V的范围内的电阻值。然后，当由对应于高灰度级的第一数据电压Vdat1产生的第一像素电流Ids1流过时，考虑到第一像素电流Ids1而控制测量电阻器RDDa。也就是说，补偿器600根据第一电压数据Vdat1与第一测量电压之间的第一电压差来控制测量电阻器RDDa。

例如，如果当向被测像素PXa施加第一数据电压Vdat1时产生的第一放大电压VAMP1与目标电压VTRGT之差很大，则可能出现测量误差。相反，如果第一放大电压VAMP1与目标电压VTRGT之差很小，则降低了测量精度。如果两个电压之间的差很大，则对测量电阻器RDDa进行控制以便减小两个电压之差，如果两个电压之间的差很小，则对测量电阻器RDDa进行控制以便增大两个电压之差，由此，再次测量第一像素电流Ids1。例如，如果第一放大电压VAMP1比目标电压VTRGT小得多，则使测量电阻器RDDa减小以使第一放大电压VAMP1升高。相反，如果第一放大电压VAMP1比目标电压VTRGT大得多，则增大测量电阻器RDDa以降低第一放大电压VAMP1。

以与测量第一像素电流Ids1相同的方式测量第二像素电流Ids2。也就是说，根据第二数据电压Vdat2与第二测量电压之间的第二电压差对测量电阻器RDDa进行控制，其中第二测量电压从由第二数据电压Vdat2产生的第二像素电流Ids2转换而来。对测量电阻器RDDa的电阻值进行控制以便第二电流Ids2更紧密地接近于参考像素PXb的像素电流。根据与当将第二数据电压Vdat2输入到参考像素PXb时产生的像素电流相对应的参考测量电压与第二数据电压Vdat2之间的参考电压差来控制测量电阻器RDDa的电阻值。

处于高灰度级的每个灰度的电流幅值和处于低灰度级的每个灰度的电流幅值彼此不同。如上所述，通过根据对应于高灰度级的数据电压以及对应于低灰度级的数据电压来控制测量电阻器RDDa的电阻值，可以扩大像素电流的测量范围并且可以提高测量精度。

SAR逻辑640通过利用测量的第一像素电流Ids1和第二像素电流Ids2来计算被测像素PXa的驱动晶体管M2a的特性差异(S130)。也就是说，SAR逻辑640计算被测像素PXa的驱动晶体管M2a的实际阈值电压和迁移率。

公式1是示出第一像素电流Ids1与阈值电压和迁移率之间的关系的一个示例。

(公式1)

Ids1＝(β+δβ/2){(ELVDD-Vdat1)-(Vth+δVth)}²

在这里，β表示迁移率。

公式2是示出第二像素电流Ids2与阈值电压和迁移率之间的关系的一个示例。

(公式2)

Ids2＝(β+δβ/2){(ELVDD-Vdat2)-(Vth+δVth)}²

根据公式1和公式2，可以获得被测像素PXa的实际阈值电压。公式3是示出被测像素的实际阈值电压的一个示例。

(公式3)

$\mathrm{Vth}+\mathrm{\δVth}={\left(\frac{\mathrm{Ids}1}{\mathrm{Ids}2}\right)}^{1/2}\×(\mathrm{ELVDD}-\mathrm{Vdata}2)-\frac{(\mathrm{ELVDD}-\mathrm{Vdata}1)}{{\left(\frac{\mathrm{Ids}1}{\mathrm{Ids}2}\right)}^{1/2}-1}$

根据公式1和公式2，可以获得被测像素PXa的实际迁移率。公式4是示出被测像素的实际迁移率的一个示例。

(公式4)

$\mathrm{\β}+\mathrm{\δ\β}=\frac{2(\mathrm{Ids}1+\mathrm{Ids}2)-2{(\mathrm{Ids}1\×\mathrm{Ids}2)}^{1/2}}{{(\mathrm{Vdat}2-\mathrm{Vdat}1)}^2}$

SAR逻辑640计算用于补偿被测像素PXa的晶体管M2a的实际阈值电压和迁移率的图像数据补偿量(S140)。

公式5是示出图像数据补偿量的一个示例。

(公式5)

ΔGRAY＝GRAY×{(1+δβ/β)^-1/γ-1}

在这里，GRAY是灰度，ΔGRAY是灰度补偿值，而γ是用于图像显示的伽玛值。灰度补偿值表示图像数据补偿量。

SAR逻辑640将计算出的图像数据补偿量传输至信号控制器100，并且信号控制器100产生反映图像数据补偿量的图像数据信号DAT。信号控制器100产生图像数据信号，该图像数据信号用于通过将图像数据补偿量加到与图像信号相对应的图像数据信号来对差异进行补偿。与图像信号相对应的图像数据信号是预定比特数(例如，8比特)的数字信号阵列，其决定与每8比特相对应的像素的灰度级。图像数据补偿量也是数字数据。信号控制器100可以通过将图像数据补偿量加到与图像信号相对应的8比特的图像数据信号来产生具有预定数目的比特(例如，10比特)的图像数据信号。

尽管已经参照附图特别示出和描述了本发明的示例性实施例，但在这里所使用的具体术语是用于描述本发明的目的，并非意在限定其含义或者对权利要求中所指出的本发明的范围进行限制。因此，本领域技术人员将会理解的是，本发明的各种修改和等同的其它实施例是可行的。因此，可以基于所附权利要求的技术精神确定本发明的实际技术保护范围。

尽管已经结合目前所认为的实用的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (24)

1.一种显示设备，包括：

显示单元，包括多个像素，所述多个像素中的各个像素包括驱动晶体管和发光二极管；

补偿器，用来接收由所述多个像素根据分别施加到所述多个像素的第一数据电压和第二数据电压而产生的第一像素电流和第二像素电流，所述补偿器用来计算图像数据补偿量以补偿所述多个像素中的各个像素的驱动晶体管的特性差异；以及

数据选择器，用来向所述多个像素传输所述第一数据电压和所述第二数据电压并且向所述补偿器传输所述第一像素电流和所述第二像素电流，

所述补偿器用来测量由于与不同的灰度级相对应的所述第一数据电压和所述第二数据电压而产生的所述第一像素电流和所述第二像素电流，并计算所述多个像素中的各个像素的驱动晶体管的实际阈值电压和迁移率，所述补偿器包括测量电阻器，所述补偿器用来控制所述测量电阻器的电阻值以测量所述第一像素电流和所述第二像素电流，所述测量电阻器用来将与所述第一数据电压相对应的所述第一像素电流转换成第一测量电压，并将与所述第二数据电压相对应的所述第二像素电流转换成第二测量电压，

其中所述补偿器用来根据所述第一数据电压与所述第一测量电压之间的第一电压差来控制所述测量电阻器，或者用来根据所述第二数据电压与所述第二测量电压之间的第二电压差来控制所述测量电阻器。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述补偿器用来根据所述第一电压差以及与当将所述第一数据电压输入到具有预定的参考阈值电压和参考迁移率的参考像素时产生的像素电流相对应的参考测量电压与所述第一数据电压之间的参考电压差来控制所述测量电阻器。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述补偿器用来根据所述第二电压差以及与当将所述第二数据电压输入到具有预定的参考阈值电压和参考迁移率的参考像素时产生的像素电流相对应的参考测量电压与所述第二数据电压之间的参考电压差来控制所述测量电阻器。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述补偿器包括：

测量单元，用来测量所述多个像素的所述第一像素电流和所述第二像素电流；

目标单元，用来消除由所述测量单元产生的噪声；

比较器，用来比较所述测量单元的输出值与所述目标单元的输出值；以及

逐次逼近寄存器逻辑，用来处理所述比较器的输出值。

5.根据权利要求4所述的显示设备，其中所述测量单元包括：

所述测量电阻器；以及

差动放大器，用来输出所述第一数据电压与从所述第一像素电流转换而来的电压之间的差，并用来输出所述第二数据电压与从所述第二像素电流转换而来的电压之间的差。

6.根据权利要求5所述的显示设备，其中所述差动放大器包括：

非反相输入端子，用来接收所述第一数据电压，并用来接收所述第二数据电压；

反相输入端子，用来接收从所述第一像素电流转换而来的电压，并用来接收从所述第二像素电流转换而来的电压；以及

输出端子，用来输出所述第一数据电压与从所述第一像素电流转换而来的电压之间的差，并用来输出所述第二数据电压与从所述第二像素电流转换而来的电压之间的差。

7.根据权利要求5所述的显示设备，其中所述测量电阻器包括：

串联连接的多个电阻器；以及

分别与所述多个电阻器并联连接的多个控制开关。

8.根据权利要求7所述的显示设备，其中所述测量电阻器包括：

基础电阻器，用来决定所述测量电阻器的最小电阻值；

第一电阻器单元，用来减小所述测量电阻器的总电阻值；以及

第二电阻器单元，用来增大所述测量电阻器的总电阻值。

9.根据权利要求8所述的显示设备，其中所述第一电阻器单元包括：

至少一个电阻器；以及

与所述至少一个电阻器中的各个电阻器并联连接的至少一个控制开关，所述至少一个控制开关被初始设置为断开状态。

10.根据权利要求8所述的显示设备，其中所述第二电阻器单元包括：

至少一个电阻器；以及

与所述至少一个电阻器中的各个电阻器并联连接的至少一个控制开关，所述至少一个控制开关被初始设置为闭合状态。

11.根据权利要求5所述的显示设备，其中所述目标单元通过连接到具有预定的参考阈值电压和参考迁移率的参考像素以与所述测量单元相同的方式被配置。

12.根据权利要求11所述的显示设备，其中所述目标单元用来输出目标电压，所述目标电压是所述第一数据电压与从所述第一像素电流转换而来的电压之差的目标值，或是所述第二数据电压与从所述第二像素电流转换而来的电压之差的目标值。

13.根据权利要求4所述的显示设备，其中所述补偿器包括：

非反相输入端子，用来接收所述测量单元的输出电压；

反相输入端子，用来接收所述目标单元的输出电压；以及

输出端子，用来输出所述测量单元的输出电压与所述目标单元的输出电压之差。

14.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述多个像素中的各个像素包括：

有机发光二极管；

所述驱动晶体管，具有被施加所述数据电压的栅电极、连接到ELVDD电源的一端和连接到所述有机发光二极管的阳极的另一端；以及

感应晶体管，具有：用来被施加感应扫描信号以向所述补偿器传输所述像素电流的栅电极、所述感应晶体管的连接到所述驱动晶体管的另一端的一端以及连接到被施加所述数据电压的数据线的另一端。

15.根据权利要求14所述的显示设备，进一步包括感应驱动器，用来将感应扫描信号施加到所述感应晶体管。

16.一种驱动显示设备的方法，包括：

通过比较参考像素的像素电流与被测像素的像素电流来设置所述被测像素的驱动晶体管的阈值电压；

通过控制将第一像素电流转换成第一测量电压的测量电阻器的电阻值来测量所述第一像素电流，所述第一像素电流通过向所述被测像素施加的第一数据电压而产生；

通过控制将第二像素电流转换成第二测量电压的所述测量电阻器的电阻值来测量所述第二像素电流，所述第二像素电流通过向所述被测像素施加的第二数据电压而产生；

根据所述第一像素电流和所述第二像素电流计算所述被测像素的驱动晶体管的实际阈值电压和迁移率；以及

计算图像数据补偿量以补偿所述被测像素的实际阈值电压和迁移率，

其中所述测量电阻器根据所述第一数据电压和所述第一测量电压之间的第一电压差被控制，或者根据所述第二数据电压与所述第二测量电压之间的第二电压差被控制。

17.根据权利要求16所述的驱动显示设备的方法，进一步包括：产生反映所述图像数据补偿量的图像数据信号。

18.根据权利要求16所述的驱动显示设备的方法，在设置所述阈值电压时，通过测量当向所述被测像素施加产生最大像素电流的数据电压时产生的所述最大像素电流来计算所述被测像素的驱动晶体管相对于所述参考像素的驱动晶体管的阈值电压差。

19.根据权利要求16所述的驱动显示设备的方法，其中所述测量电阻器根据所述第一电压差以及与当所述第一数据电压输入到所述参考像素时产生的像素电流相对应的参考测量电压与所述第一数据电压之间的参考电压差被控制。

20.根据权利要求16所述的驱动显示设备的方法，其中所述测量电阻器根据所述第二电压差以及与当所述第二数据电压输入到所述参考像素时产生的像素电流相对应的参考测量电压与所述第二数据电压之间的参考电压差被控制。

21.根据权利要求16所述的驱动显示设备的方法，其中所述第一数据电压和所述第二数据电压是与不同的灰度级相对应的数据电压。

22.根据权利要求16所述的驱动显示设备的方法，其中所述第一数据电压和所述第二数据电压之一是产生最大像素电流的数据电压。

23.根据权利要求22所述的驱动显示设备的方法，其中所述第一数据电压和所述第二数据电压中的另一个是产生最小像素电流的数据电压。

24.根据权利要求16所述的驱动显示设备的方法，其中所述测量电阻器的电阻值进一步根据与所述第一数据电压和所述第二数据电压相对应的灰度级被控制。