CN104094341B - 有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于当OLED显示面板的阈值电压被感测并被输出至模数转换器时通过合理改变阈值电压以使阈值电压能够保护模数转换器中的低压驱动元件的技术。本发明可包括：采样电容器，对从显示面板上的有机发光二极管感测并输入的阈值电压进行采样；充电‑共享电容器，对采样电容器中所采样的电压进行充电和共享，或单独地对阈值电压进行充电以旁通该阈值电压；以及采样与保持单元，具有执行开关操作的多个开关以采样电容器的采样操作和充电‑共享电容器的充电和共享，并将阈值电压比例调节至具有一定值或更小的范围的阈值电压。

Description

有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路
技术领域
本发明涉及有机发光二极管(OLED)显示装置的阈值电压感测电路，尤其涉及有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其在感测有机发光二极管的阈值电压并将感测到的阈值电压输出至模数转换器(Analog to digital Converter)时将有机发光二极管的阈值电压改变为适于保护模数转换器中的低压驱动元件的电压。
背景技术
通常，有机发光二极管显示装置的显示面板包括被布置为矩阵形状的多个像素，并且这些像素中的每一个均包括有机发光二极管。当信号被提供至栅极线时，这些像素中的每一个通过从数据线提供的数据信号来开启，并发出光。在显示面板的单位像素中分别排列有示出固有的颜色(红色、绿色和蓝色)的有机发光二极管，并通过这些有机发光二极管的颜色组合来显示目标颜色。
然而，由于显示面板上的有机发光二极管随着时间而逐渐劣化，故其阈值电压发生变化。因此，虽然相同的驱动电流被提供至这些有机发光二极管，但这些有机发光二极管的亮度可能随着时间逐渐变化。
因此，这些有机发光二极管的阈值电压可以被感测并储存在存储器中。当将数据信号输出至显示面板时，可以基于所储存的阈值电压根据阈值电压的变化对该数据信号进行补偿。因此，无论有机发光二极管的使用时间多久，这些有机发光二极管都可以一直保持恒定的亮度。
图1是有机发光二极管显示装置的传统阈值电压感测装置的框图。如图所示，传统阈值电压感测装置包括显示面板10、栅极驱动器20、源极驱动器30、以及阈值电压感测控制器40。
布置在显示面板10中的像素中的开关晶体管TFT-S通过源极驱动器30的数据线DL1至DLn将数据信号发送至驱动晶体管TFT-D。驱动晶体管TFT-D将与通过开关晶体管TFT-S提供的数据信号相对应的驱动电流提供至相应有机发光二极管。电容器C联接在驱动晶体管TFT-D的一侧端子与栅极之间并在一帧的时间内使驱动晶体管TFT-D保持开启状态而使得相应的有机发光二极管可在一帧的时间内保持发光状态。
在系统被通电(on)以在显示面板10上显示图像或处在阈值电压感测模式中之前，阈值电压感测控制器40按顺序向阈值电压补偿控制线CL1至CLn输出控制信号。因此，相应的水平线的阈值电压感测晶体管TFT-V按顺序开启(turn-on)。
当控制信号被提供之第一阈值电压补偿控制线CL1以开启阈值电压感测晶体管TFT-V时，源驱动器30分别通过缓冲器BUF1至BUFn向数据线DL1至DLn发射预充电电压。此时，预充电(Precharge)电压分别被提供至有机发光二极管OLED的阳极。
随后，当有机发光二极管的预充电电压被充分释放时，采样和保持电路SH1至SHn分别采样并保持(sample and hold)通过阈值电压感测晶体管TFT-V和相应的数据线DL感测的、有机发光二极管OLED的阈值电压Vth。这样被采样并保持(sample and hold)的模拟阈值电压Vth通过模数转换器(Analog to digital Converter，31)被转换为数字信号，并储存在存储器中。
随后，在下一条水平线上重复相同的操作。每当在下一条水平线上重复相同的操作时，相应有机发光二极管OLED的阈值电压都被转换为数字信号并储存在存储器中。
随后，在图像显示模式中，当数据信号被输出至有机发光二极管OLED时，可基于存储器中所储存的阈值电压尽可能地对该数字信号进行补偿并输出。因此，无论阈值电压怎么变化，有机发光二极管OLED都保持恒定的亮度。
然而，由于采样和保持电路SH1至SHn和模数转换器(Analog todigital Converter，31)进行数字逻辑电路操作，故采样和保持电路SH1至SHn和模数转换器31通常通过以低压(Low Voltage)驱动的晶体管来实施。因此，当阈值电压被感测并被发送至模数转换器(Analog todigital Converter，31)时，晶体管(例如，LV PMOS晶体管)的PN-结二极管(PN-junction Diode)在阈值电压高于保证模数转换器31内的晶体管稳定工作的限制电压(例如，VDD+Vth)的情况下可以被开启。因此，由于模数转换器31的可能出现因泄露电流(Leakage Current)导致的放电操作。
然而，传统阈值电压感测装置不包括将被采样和保持的阈值电压改变或限制为限制电压或更小的功能，该功能保证模数转换器内的晶体管稳定工作。因此，可能出现泄露电流导致的放电操作，并且从有机发光二极管感测的阈值电压的值无法正常地储存在存储器中。
发明内容
技术问题
因此，本发明致力于解决现有技术中出现的问题。并且，本发明的目的是提供一种有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其能够在阈值电压被采样和保持并随后被发送至模数转换器时通过充电-共享将从显示面板的有机发光二极管感测的阈值电压比例调节(scale)至预定范围内的、较低的阈值电压。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，包括有机发光二极管的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路可包括：采样电容器，对有机发光二极管的阈值电压进行采样；充电-共享电容器，对采样电容器中所采样的电压进行充电-共享(charge sharing)；以及比较器，将阈值电压的变化范围与参考值进行比较，其中当阈值电压的变化范围大于参考值时，阈值电压被储存在采样电容器和充电-共享电容器中以使阈值电压的变化范围变得小于参考值。
根据本发明的另一个方面，有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路可包括：采样电容器，对有机发光二极管的阈值电压进行采样；充电-共享电容器，对采样电容器中所采样的电压进行充电-共享(charge sharing)；放大部分，可变地放大从充电-共享电容器输出的阈值电压；以及比较器，将阈值电压的变化范围与参考值进行比较，其中当阈值电压的变化范围大于参考值时，阈值电压被储存在采样电容器和充电-共享电容器中以使阈值电压的变化范围变得小于参考值并随后被发送至放大部分。
根据本发明的另一个方面，有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路可包括：采样电容器，对有机发光二极管的阈值电压进行采样；至少一个充电-共享电容器，对采样电容器中所采样的电压进行充电-共享(charge sharing)；以及比较器，将阈值电压的变化范围与参考值进行比较，其中当阈值电压的变化范围大于参考值时，阈值电压被储存在采样电容器和充电-共享电容器中以使阈值电压的变化范围变得小于参考值。
有益效果
本发明通过在阈值电压被采样和保持并随后被发送至模数转换器时通过充电-共享将从显示面板的有机发光二极管感测的阈值电压比例调节(scale)至预定范围内的、较低的阈值电压，从而能够起到保护数模变换器内的低电压驱动元件的效果，更进一步地说，能够起到在驱动有机发光二极管时保持一定亮度的效果。
附图说明
图1是根据现有技术的有机发光二极管显示装置的阈值感测装置的框图；
图2是根据本发明的第一个实施方式的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路的整体框图；
图3至5是图2的各个单元的详细电路图；
图6和7是用于说明图4的第一采样与保持部分的操作的电路图；
图8是图4的第一采样与保持部分的时序图；
图9至12是用于说明图4的第一采样与保持部分的操作的图；
图13是图5的模数转换单元的AD转换时序图；
图14是根据本发明的第二实施方式的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路的整体框图；
图15至17是图14的各个单元的详细电路图；
图18至20是用于说明图16的第一采样与保持部分的操作的电路图；
图21的(a)至(c)是示出图18至20中所输入的感测电压范围和输入条件的图；
图22是示出本发明的第二个实施方式中感测并输入的阈值电压范围的图。
具体实施方式
在整个说明书中，当在元件之间使用如“电连接”、“连接”或“接触”等的措辞时，其表示直接连接或者是在将其属性保持至某一程度或更多的情况下通过中间媒介间接连接。此外，当对信号使用“被发送”或“被导出”等的措辞时，其表示该信号被直接发送或导出或者在将信号的属性保持至某一程度或更多的情况下通过中间媒介间接发送或导出。此外，当对电压或信号使用“施以”、“施加”或“输入”等的措辞时，其在整个说明书中也是表示直接或间接的含义。
此外，各元件的复数表达可以被省略。例如，虽然元件包括多个开关或多个信号线，但多个开关或信号线可以被表达为“多个开关”或“多个信号线”或者单数形式的“开关”或“信号线”。这是因为开关可根据情况互补地操作或独立地操作，并且当多个信号线具有相同属性时，例如，数据信号线被设置为一捆信号线，信号线不需要被划分为单数和复数形式。出于这种观点，这种记载是合理的。因此，在整个说明书中，单数表达可以以相同方式进行解释。
为了充分理解本发明的操作上的优点以及通过本发明的实施所能实现的目的，应同时参照用于描述本发明的示例性实施方式的以下内容以及附图中所记载的内容。
将参照以下描述和附图理解本发明的实施方式所完成的优点和目的。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。
图2是根据本发明的第一个实施方式的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路的整体框图。阈值电压感测电路包括数据信号与预充电电压输出单元100、采样与保持单元200、以及模数转换单元300。图3至5中示意性地公开了各个单元的详细电路图。
虽然数据信号与预充电电压输出单元100、采样和保持电路200、以及模数转换单元300的安装位置不受限制，但是优选地安装在用于驱动显示面板400的源极驱动器内。
将参照图2至5详细描述本发明的实施方式。
数据信号与预充电电压输出单元100包括第一至第三数模转换器(DAC)111至113，第一至第三开关部分121至123、第一至第三缓冲器131至133、输出信号控制部分141、以及阈值电压感测开关151。
在显示面板400的图像显示模式中，第一至第三数模转换器111至113分别输出红色数据信号DATA_R、绿色数据信号DATA_G、以及蓝色数据信号DATA_B。
第一至第三开关部分121至123分别包括多个开关SP_11、SR_11和SG_11、多个开关SP_12、SR_12和SG_12、以及多个开关SP_13、SR_13和SG_13。第一开关121在图像显示模式中通过第1-1红色开关SR_11选择并输出红色数据信号DATA_R或通过第1-1绿色开关SG_11选择并输出绿色数据信号DATA_G，并在阈值电压感测模式中通过第1-1输出开关SP_11选择并输出阈值电压检测预充电电压VPRE0。
第二开关122在图像显示模式中通过第1-2红色开关SR_12选择并输出红色数据信号DATA_R或通过第1-2蓝色开关SB_12选择并输出蓝色数据信号DATA_B，并在阈值电压感测模式中通过第1-2输出开关SP_12选择并输出阈值电压检测预充电电压VPRE0。
第三开关123在图像显示模式中通过第1-3绿色开关SG_13选择并输出绿色数据信号DATA_G或通过第1-3蓝色开关SB_13选择并输出蓝色数据信号DATA_B，并在阈值电压感测模式中通过第1-3输出开关SP_13选择并输出阈值电压检测预充电电压VPRE0。
第一至第三缓冲器131至133对第一至第三开关部分121至123的输出信号中的相应的输出信号进行缓冲并输出。
输出信号控制部分141包括控制从第一至第三缓冲器131至133输出至信号线DL1至DL3的信号的第一至第三输出信号控制开关P1_1至P1_3。
在阈值电压检测预充电电压VPRE0被提供至像素的有机发光二极管之后，阈值电压感测开关151选择性地输入从相应像素感测的阈值电压。对于该操作，阈值电压感测开关151包括阈值电压感测开关SVT_11、SVT_12和SVT_21、SVT_22。第1-1阈值电压感测开关SVT_11选择并输出从联接至数据线DL1的任意红色有机发光二极管或绿色有机发光二极管感测的阈值电压。第1-2阈值电压感测开关SVT_12和第2-1阈值电压感测开关SVT_21选择并输出从联接至数据线DL2的任意蓝色有机发光二极管或红色有机发光二极管感测的阈值电压。第2-2阈值电压感测开关SVT_22选择并输出从联接至数据线DL3的任意绿色有机发光二极管或蓝色有机发光二极管感测的阈值电压。
选择从布置在显示面板上的各水平线中的有机发光二极管感测的阈值电压并将所选择的阈值电压发送至采样与保持单元200的方法可以以各种方式实施，并且本发明并不对发送方式进行限定。在本发明的第一个实施方式中，通过第1-1至第2-2阈值电压感测开关SVT_11、SVT_12和SVT_21、SVT_22选择一对阈值电压并随后被发送至采样与保持单元200。
例如，当第1-1阈值电压感测开关SVT_11选择并输出从联接至数据线DL1的任意红色有机发光二极管感测的阈值电压时，第2-1阈值电压感测开关SVT_21选择并输出从联接至数据线DL2的任意红色有机发光二极管感测的阈值电压。
当第1-1阈值电压感测开关SVT_11选择并输出从联接至数据线DL1的任意绿色有机发光二极管感测的阈值电压时，第2-2阈值电压感测开关SVT_22选择并输出从联接至数据线DL3的任意绿色有机发光二极管感测的阈值电压。
当第1-2阈值电压感测开关SVT_12选择并输出从联接至数据线DL2的任意蓝色有机发光二极管感测的阈值电压时，第2-2阈值电压感测开关SVT_22选择并输出从联接至数据线DL3的任意蓝色有机发光二极管感测的阈值电压。
作为参考，在显示面板400上，用于红色的MOS晶体管M_R用于将从红色有机发光二极管感测的阈值电压发送至相应的数据线。用于绿色的MOS晶体管M_G和用于蓝色的MOS晶体管M_B也执行相同的操作。
采样与保持单元200包括与从数据信号与预充电电压输出单元100输入的一对阈值电压相对应的第一采样与保持部分210和第二采样与保持部分220。第二采样与保持部分220用于向采样与保持单元200提供差分输入，并具有与第一采样与保持部分210相同的构造。因此，为了便于描述，下面的描述将针对第一采样与保持部分210。
第一采样与保持部分210包括感测开关SVT_SEN、采样电容器CS、充电-共享开关SVT_CS、旁通开关SVT_BY、充电-共享电容器CCS、复位开关SVT_RST、MOS晶体管S_CA1、以及参考电压源VREF。
感测开关SVT_SEN联接在感测电压输入端子SVT_IN与采样电容器CS的一侧端子之间，并将从显示面板400上的相应有机发光二极管感测的阈值电压发送至采样电容器CS。采样电容器CS联接在感测开关SVT_SEN的另一侧端子与参考电压源VREF之间，并对通过感测开关SVT_SEN输入的阈值电压进行采样。
充电-共享开关SVT_CS联接在采样电容器CS的一侧端子与充电-共享电容器CCS的一侧端子之间，并将被采样的阈值电压发送至充电-共享电容器CCS。
旁通开关SVT_BY联接在感测电压输入端子SVT_IN与充电-共享电容器CCS的一侧端子之间，并将感测到的阈值电压发送至充电-共享电容器CCS。
充电-共享电容器CCS联接在参考电压源VREF与充电-共享开关SVT_CS和旁通开关SVT_BY的另一侧端子之间，并对储存在采样电容器CS中的阈值电压进行充电-共享或临时地储存(charge)通过旁通开关SVT_BY输入的阈值电压以对该阈值电压进行旁通。
复位开关SVT_RST并联联接在充电-共享电容器CCS的两端，并对储存在充电-共享电容器CCS中的电压进行复位。
MOS晶体管S_CA1联接在充电-共享电容器CCS的一侧端子与模数转换单元300之间，并将储存在充电-共享电容器CCS中的阈值电压发送至模数转换单元300。
参考电压源VREF联接在接地端子与采样电容器CS和充电-共享电容器CCS的另一侧端子之间，并向采样电容器CS和充电-共享电容器CCS的另一侧端子提供预定的参考电压。
当第一采样与保持部分210采样并保持(sample and hold)通过数据与预充电电压输出单元100输入的被感测的阈值电压并将被采样和保持的阈值电压输出至下一端的模数转换单元300，可通过充电-共享将阈值电压的比例调节(scale)至具有预定值以下的阈值电压并输出。
例如，当输入至第一采样与保持部分210的阈值电压的变化范围分别为Δ4V、Δ2.7V、Δ1.5V、和Δ1V时，第一采样与保持部分210使用0.375的比例因子分别调低(scaling down)Δ4V、Δ2.7V的阈值电压后输出为Δ1.5V、和Δ1V的范围，而对于Δ1.5V、和Δ1V则在不进行比例调节的情况下旁通并输出。这里，“Δ”表示电压的变化范围。例如，“Δ4V”可以表示相应电压具有4V的变化范围，并且在下面的描述中将被用作相同的意义。
第二采样与保持部分220向模数转换单元300提供差分输入，并执行与第一采样与保持部分210相同的操作。因此，其详细说明在此将被省略。因此，即使具有不同变化范围的阈值电压被输入，第一采样与保持部分210也可输出统一为Δ1.5V、Δ1V变化范围的阈值电压。这一处理过程将参照图6至图12进行描述。
首先，如图8所示，根据预充电信号PRE和感测信号SEN对布置在显示面板(图2的400)上的有机发光二极管执行预充电和感测操作。通道选择信号OES确定是否选择属于显示面板400上的奇数通道(奇通道)的单位像素或属于偶数通道(偶通道)的单位像素。在预充电信号PRE被激活期间，执行预充电操作。当预充电操作结束时，感测开关SVT_SEN、充电-共享开关SVT_CS、以及复位开关SVT_RST按顺序开启。第一开关信号CA_1至第345开关信号CA_345表示总共345个采样与保持操作按顺序被发送到模数转换单元300。
此时，当具有4V变化幅度(Δ4V)的阈值电压通过第1-1阈值电压感测开关SVT_11或第1-2阈值电压感测开关SVT_12从数据信号与预充电电压输出单元100的阈值电压感测开关151被发送至第一采样与保持部分210的感测电压输入端子SVT_IN时，因为Δ4V大于待期望从第一采样与保持部分210输出的阈值电压的变化范围Δ1.5V至Δ1.0V，因此通过控制器(未示出)设置成比例调节模式并执行如图9所示的比例调节操作。上述控制器包括比较器(未示出)，比较器被配置为比较阈值电压的变化范围与参考值。根据上述比较器的比较结果，控制器在阈值电压的变化范围大于参考值时执行比例调节模式，并在阈值电压的变化范围小于参考值时执行旁通模式。如本发明的实施方式中那样，参考值可被设定为1.2V至2.2V的范围。
在比例调节模式中，如图6所示，由于感测开关SVT_SEN被开启，故被发送至感测电压输入端子SVT_IN的Δ4V的阈值电压通过感测开关SVT_SEN被采样至采样电容器CS中。此时，在1.2V与1.7V之间变化的电压被提供至参考电压源VREF。在本实施方式中，1.5V电压被提供至参考电压源VREF的情况将作为示例进行描述。
在充电-共享电容器CCS的充电电压通过复位开关SVT_RST的开启操作被复位之后，充电-共享开关SVT_CS随后被开启。因此，在采样电容器CS中采样的阈值电压(Δ4V)通过充电-共享电容器CCS进行比例调节(分配)。此时，为了将采样电容器CS中采样的Δ4V的阈值电压改变为Δ1.5V的阈值电压，Δ4V的阈值电压需要通过0.375的比例因子调低。通过0.375的比例因子进行的比例调节通过适当地设定采样电容器CS和充电-共享电容器CCS的电容值来完成。
通过上述过程调低至Δ1.5V的阈值电压通过MOS晶体管S_CA1被输出至模数转换单元300。
如图10所示，当Δ2.7V的阈值电压被发送至感测电压输入端子SVT_IN时，因为Δ2.7V大于Δ1.5V至Δ1.0V的阈值电压，因此设定为比例调节模式并执行以下比例调节操作。
在比例调节模式中，由于感测开关SVT_SEN被开启，故被发送至感测电压输入端子SVT_IN的Δ2.7V的阈值电压通过感测开关SVT_SEN采样至采样电容器CS中。此时，处于Δ1.2V至Δ2.2V范围的阈值电压被提供至参考电压源VREF。在本实施方式中，2V的电压被提供至参考电压源VREF的情况将作为示例进行描述。
在充电-共享电容器CCS的充电电压通过复位开关SVT_RST的开启操作被复位之后，充电-共享开关SVT_CS随后被开启。因此，在上述采样电容器CS中采样的电压(Δ2.7V)通过充电-共享电容器CCS进行比例调节。此时，为了将采样电容器CS中采样的电压(Δ2.7V)改变为Δ1V，需要通过0.375的比例因子调低(scaling down)。通过0.375的比例因子进行的比例调节通过适当地设定采样电容器CS和充电-共享电容器CCS的电容值来完成。
通过上述过程调低至Δ1V的阈值电压通过MOS晶体管S_CA1被输出至模数转换单元300。
然而，当Δ1.5V的阈值电压被发送至感测电压输入端子SVT_IN时，因为Δ1.5V落入期望从第一采样与保持部分210输出的阈值电压的变化范围内，因此不需要比例调节操作。因此，设定为旁通模式(1:1模式)并执行以下操作。
在旁通模式中，充电-共享电容器CCS的充电电压通过复位开关SVT_RST的开启操作来复位。随后，如图7所示，旁通开关SVT_BY被开启以通过旁通开关SVT_BY将发送至感测电压输入端子SVT_IN的Δ1.5V的阈值电压旁通并储存至充电-共享电容器CCS。
此时，处于1.2V至1.7V范围的电压被提供至参考电压源VREF。在本实施方式中，1.7V的电压被提供至参考电压源VREF的情况将作为描述的示例。通过上述过程旁通的Δ1.5V的阈值电压通过上述MOS晶体管S_CA1被输出至模数转换单元300。
当Δ1V的阈值电压被发送至感测电压输入端子SVT_IN时，因为如图12所示的那样，Δ1V落入期望从第一采样与保持部分210输出的阈值电压的变化范围内，因此设定为旁通模式并执行以下操作。
在旁通模式中，充电-共享电容器CCS的充电电压通过复位开关SVT_RST的开启操作来复位。随后，旁通开关SVT_BY被开启以通过旁通开关SVT_BY将发送至感测电压输入端子SVT_IN的Δ1V的阈值电压旁通并储存至充电-共享电容器CCS。
此时，处于1.2V至2.2V范围的电压被提供至参考电压源VREF。在本发明中，2.2V的电压被提供至参考电压源VREF的情况将作为描述的示例。
通过上述过程旁通的Δ1V的阈值电压通过MOS晶体管S_CA1被输出至模数转换单元300。
模数转换单元300将调低或通过采样与保持单元200旁通的阈值电压转换为数字信号，并输出该数字信号。为了该操作，如图5所示，模数转换单元300包括放大部分310、模数转换器(ADC)320、锁存器330、以及数据驱动器340。
放大部分310包括输入通过第一采样与保持部分210和第二采样与保持部分220被采样和保持的阈值电压的输入开关P1_4至P1_6和输入开关P3_1和P3_2、电容器CCSP和MOS晶体管P2、放大输入的阈值电压的放大器311、调节放大器311的放大系数的电容器CS5至CS8、以及反馈开关P4_1和P4_2。此处，放大器311包括两个输入端子和两个输出端子，以便放大从第一采样与保持部分210和第二采样与保持部分220输出的阈值电压。
虽然放大部分310放大并输出从第一采样与保持部分210和第二采样与保持部分220输出的阈值电压，然而本文中将放大并输出从第一采样与保持部分210输出的阈值电压的情况作为描述的示例。
在比例调节模式或旁通模式中，当Δ1.5V的阈值电压被第一采样与保持部分210采样并保持时，第4-1反馈开关P4_1开启。因此，第一和第二电容器CS5和CS6彼此并联联接在放大器311的一侧处的输入端子与输出端子之间。因此，放大器311使用彼此并联联接的第一和第二电容器CS5和CS6以倍的放大系数对通过开关P3_1从第一采样与保持部分210输入的Δ1.5V的阈值电压进行放大，并将改变的Δ2V的阈值电压输出至模数转换器320(参见图9和图11)。
在比例调节模式或旁通模式中，当Δ1V的阈值电压被第一采样与保持部分210采样并保持时，第4-1反馈开关P4_1关闭。因此，仅第一电容器CS5联接在在放大器311的一侧处的输入端子与输出端子之间。因此，放大器311使用电容器CS5和CS6以2倍的放大系数对通过第3-1开关P3_1从第一采样与保持部分210输入的Δ1V的阈值电压进行放大，并将改变为Δ2V的阈值电压输出至模数转换器320(参见图10和12)。
假设放大器311中的用于1倍放大的电容器的电容量为CA，用于2倍放大的电容器的电容量为1/2 CA，并且用于4/3倍放大的电容器的电容量为1/4 CA。
从放大部分310输出的模拟的Δ2V的阈值电压通过模数转换器320被转换为预定位(例如，10位)的数字信号，并锁存在锁存器330中。
此外，锁存在锁存器330中的数字信号通过数字驱动器340输出。
因此，当Δ4V或Δ2,7V的阈值电压被输入至采样与保持单元200时，该阈值电压可如上所述被比例调节，并且当Δ1.5V或Δ1V的阈值电压被输入时，该阈值电压可如上所述被旁通。随后，该阈值电压可通过放大部分310进行放大。因此，如图9至12所示，即使当具有不同变化范围的四种阈值电压被输入时，具有2V变化范围的模拟阈值电压可被输入至模数转换器320。
图13是模数转换单元300的时序图。此处，开关信号CA_1至CA_K表示从预定数量(例如，240个)的采样与保持单元提供至模数转换器320的阈值电压的输出时序，P1表示放大器311的复位时序，P2表示提供至放大器311的参考电压的时序，可以看出参考电压与阈值电压的输出时序同步地提供。
另外，图14是根据本发明的第二个实施方式的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路的电路图。如图所示，阈值电压感测电路包括数据信号与预充电电压输出单元500、采样与保持单元600、以及模数转换单元700。数据信号与预充电电压输出单元500、采样与保持单元600、以及模数转换单元700的安装位置不受限制，但优选地安装在源极驱动器内。
数据信号与预充电电压输出单元500包括第一至第六数模转换器(DAC)511至516、第一至第六缓冲器521至526、第一至第六开关部分531至536、以及阈值电压感测开关部分541。
在显示面板的图像显示模式中，第一数模转换器511和第四数模转换器514输出红色数据信号DATA_R，第二数模转换器512和第五数模转换器515输出绿色数据信号DATA_G，第三数模转换器513和第六数模转换器516输出蓝色数据信号DATA_B。
第一至第六缓冲器521至526缓冲并输出从第一至第六数模转换器511至516中输出的红色、绿色和蓝色数据信号DATA_R、DATA_G和DATA_B之中的对应的数据信号。
第一至第六开关部分531至536分别包括开关SP_21和SR_21、开关SP_22和SG_21、以及开关SP_23和SB_21、开关SP_24和SR_22、开关SP_25和SG_22、开关SP_26和SB_22。第一开关部分531在图像显示模式中通过第2-1红色开关SR_21选择并输出红色数据信号DATA_R，并在阈值电压感测模式中通过第2-1输出开关SP_21选择并输出阈值电压检测预充电电压VPRE0。第二开关部分532在图像显示模式中通过第2-1绿色开关SG_21选择并输出绿色数据信号DATA_G，并在阈值电压感测模式中通过第2-2输出开关SP_22选择并输出阈值电压检测预充电电压VPRE0。第三开关部分533在图像显示模式中通过第2-1绿色开关SB_21选择并输出蓝色数据信号DATA_B，并在阈值电压感测模式中通过第2-3输出开关SP_23选择并输出阈值电压检测预充电电压VPRE0。第四开关部分534在图像显示模式中通过第2-2红色开关SR_22选择并输出红色数据信号DATA_R，并在阈值电压感测模式中通过第2-4输出开关SP_24选择并输出阈值电压检测预充电电压VPRE0。第五开关部分535在图像显示模式中通过第2-2绿色开关SG_22选择并输出绿色数据信号DATA_G，并在阈值电压感测模式中通过第2-5输出开关SP_25选择并输出阈值电压检测预充电电压VPRE0。第六开关部分536在图像显示模式中通过第2-2绿色开关SB_22选择并输出蓝色数据信号DATA_B，并在阈值电压感测模式中通过第2-6输出开关SP_26选择并输出阈值电压检测预充电电压VPRE0。
阈值电压感测开关部分541包括多个阈值电压感测开关SVT_31至SVT_33和SVT_41至SVT_43。第3-1阈值电压感测开关SVT_31选择并输出从联接至第一数据线DL1的任意红色有机发光二极管感测的阈值电压。第3-2阈值电压感测开关SVT_32选择并输出从联接至第二数据线DL2的任意绿色有机发光二极管感测的阈值电压。第三-第三阈值电压感测开关SVT_33选择并输出从联接至第三数据线DL3的任意蓝色有机发光二极管感测的阈值电压。第4-1阈值电压感测开关SVT_41选择并输出从联接至第四数据线DL4的任意红色有机发光二极管感测的阈值电压。第4-2阈值电压感测开关SVT_42选择并输出从联接至第五数据线DL5的任意绿色有机发光二极管感测的阈值电压。第4-3阈值电压感测开关SVT_43选择并输出从联接至第六数据线DL6的任意蓝色有机发光二极管感测的阈值电压。
对从显示面板的各水平线中布置的有机发光二极管感测的阈值电压进行选择并将所选阈值电压发送至采样与保持单元600的方法可以以各种方式实施，并且本发明不限于具体方法。在本发明的第二实施方式中，可以通过值电压感测开关SVT_31至SVT_33和SVT_41至SVT_43从用于红色、绿色和蓝色的阈值电压中选择一对阈值电压，并随后将其发送至采样与保持单元600。
例如，当第3-1阈值电压感测开关SVT_31选择并输出从联接至第一数据线DL1的任意红色有机发光二极管感测的阈值电压时，第4-1阈值电压感测开关SVT_41选择并输出从联接至第四数据线DL4的任意红色有机发光二极管感测的阈值电压。
采样与保持单元600包括具有相同构造的第一采样与保持部分610和第二采样与保持部分620，以响应于从数据信号与预充电电压输出单元500输入的一对阈值电压。在本实施方式中，将第一采样与保持部分610作为示例进行描述。
第一采样与保持部分610包括感测开关SMP、第二参考电压开关SVR2、采样电容器CS、第一充电-共享开关S_CS1、第一参考电压开关SVR1、第一充电-共享操作开关SCAP1、第一充电-共享电容器CCS1、第二充电-共享操作开关SCAP2、第二充电-共享电容器CCS2、复位开关RST1、第二充电-共享开关S_CS2、第二参考电压源VREF2、以及第一参考电压源VREF1。
感测开关SMP联接在感测电压输入端子SVT_IN与采样电容器CS的一侧端子之间，并将从显示面板的有机发光二极管感测的阈值电压发送至采样电容器CS。第二采样电压开关SVR2联接在第二参考电压源VREF2与采样电容器CS的另一侧端子之间，并将第二参考电压源VREF2的电压发送至采样电容器CS的另一侧端子。采样电容器CS联接在感测开关SMP与第二参考电压开关SVR2的另一侧端子之间，并对通过感测开关SMP输入的阈值电压进行采样。第一充电-共享开关S_CS1联接至采样电容器CS的一侧端子。第一参考电压开关SVR1联接在第二参考电压开关SVR2的另一侧端子与第一充电-共享电容器CCS1的另一侧端子之间，并将第二参考电压源VREF2的电压发送至第一和第二充电-共享电容器CCS1和CCS2。第一充电-共享操作开关S_CAP1联接在第一充电-共享开关S_CS1的另一侧端子与第一充电-共享电容器CCS1的一侧端子之间，并确定是否启用第一充电-共享电容器CCS1的充电-共享操作。第一充电-共享电容器CCS1联接在第一充电-共享操作开关S_CAP1的另一侧端子与第一参考电压开关SVR1的另一侧端子之间，并对采样电容器CS中所采样的阈值电压进行充电-共享。第二充电-共享操作开关S_CAP2联接在第一充电-共享开关S_CS1的另一侧端子与第二充电-共享电容器CCS2的一侧端子之间，并确定是否启用第二充电-共享电容器CCS2的充电-共享操作。第二充电-共享电容器CCS2联接在第二充电-共享操作开关S_CAP2的另一侧端子与第一参考电压开关SVR1的另一侧端子之间，并对采样电容器CS中所采样的阈值电压进行充电-共享。复位开关RST1联接在第一充电-共享开关S_CS1的另一侧端子与第一参考电压开关SVR1的另一侧端子之间，并对第一和第二充电-共享电容器CCS1和CCS2中储存的阈值电压进行复位。第二充电-共享开关S_CS2联接在第一充电-共享开关S_CS1的另一侧端子与模数转换单元700的输入端子之间，并将第一和第二充电-共享电容器CCS1和CCS2中储存的阈值电压发送至该输入端子。当第一采样与保持部分610对通过数据信号与预充电电压输出单元500从显示面板上的任意有机发光二极管感测和输入的阈值电压进行采样和保持并在下一阶段将被采样并保持的阈值电压输出至模数转换单元700时，第一采样与保持部分610可将具有参考电压(例如，2)或更大范围的阈值电压调低至具有预定值(例如，最小整数1)或更小范围的阈值电压。
例如，当具有3V变化范围(Δ3V)或2V变化范围(Δ2V)的阈值电压被输入至第一采样与保持部分610时，第一采样与保持部分610可通过充电-共享将该阈值电压调低至Δ1V范围的阈值电压。当Δ1V范围的阈值电压被输入时，第一采样与保持部分610可以不执行充电-共享操作，而是对该阈值电压进行旁通。这一过程将在下面参照图18至22进行描述。
首先，对显示面板上的有机发光二极管执行预充电和感测操作。
此时，当具有3V变化范围(Δ3V)的阈值电压，例如，如图21A所示，在2V与5V间变化的阈值电压、在3V与6V间变化的阈值电压、在4V与7V间变化的阈值电压、在5V与8V间变化的阈值电压中的一个，从数据信号与预充电输出单元500的阈值电压感测开关部分541中通过阈值电压感测开关SVT_31至SVT_33中的任何一个被发送至第一采样与保持部分610的感测电压输入端子SVT_IN时，该阈值电压可以通过控制器(未示出)使用以下过程被比例调节至Δ1V范围的阈值电压，即，在2V与3V间变化的阈值电压、在3V与4V间变化的阈值电压、在4V与5V间变化的阈值电压和在5V与6V间变化的阈值电压中的任一个，随后被输出。比例调节过程将参照图18进行描述。
首先，第一和第二充电-共享操作开关S_CAP1和S_CAP2和复位开关RST1被开启。因此，残留在第一和第二充电-共享电容器CCS1和CCS2中的电压通过复位开关RST1放电。此时，第二参考电压开关SVR2被开启以开始将第二参考电压源VREF2的电压通过第二参考电压开关SVR2提供至采样电容器CS的另一侧端子。
随后，感测开关SMP被开启以对通过感测电压输入端子SVT_IN输入的Δ3V范围的阈值电压采样至采样电容器CS中。因此，采样电容器CS中所采样的阈值电压的电势可以具有通过在如图22所示的第二参考电压源VREF2上增加Δ3V范围的阈值电压而获得的形态。
根据用户的请求，待感测的电压范围可以被设定为数据包，并且阈值电压可以通过上述过程感测。随后，适当地设定(例如，设定在2V与5V之间)第二参考电压源VREF2的电压以使得所感测的阈值电压落入目标阈值电压的范围内。
随后，第二参考电压开关SVR2和感测开关SMP被关闭，并且第一参考电压开关SVR1和第一充电-共享开关S_SC1被开启。因此，采样电容器CS和第一和第二充电-共享电容器CCS1和CCS2彼此并联联接。因此，采样电容器CS中的阈值电压通过第一和第二充电-共享电容器CCS1和CCS2进行充电-共享，并被降低至1/3。也就是说，Δ3V的阈值电压被调低至Δ1V的阈值电压。此时，为了将所感测的高电压(HighVoltage)水平转换为模数转换单元700的放大器711的低电压(LowVoltage)水平，第一参考电压源VREF1的电压被提供至采样电容器CS和第一和第二充电-共享电容器CCS1和CCS2。
如上所述降低至1/3水平的Δ1V的阈值电压在下一阶段通过第二充电-共享开关S_CS2发送至模数转换单元700。图18至20中所示的第二充电-共享开关S_CS2可以通过各种类型的开关元件实施，图16示出第二充电-共享开关S_CS2通过MOS晶体管实施的示例。
当Δ2V的阈值电压，例如，如图21B所示，在2V与4V间变化的阈值电压、在3V与5V间变化的阈值电压、在4V与6V间变化的阈值电压、在5V与7V间变化的阈值电压中的一个，被发送至第一采样与保持部分610的感测电压输入端子SVT_IN时，该阈值电压可以被调低至具有Δ1V范围的阈值电压，即，在2V与3V间变化的阈值电压、在3V与4V间变化的阈值电压、在4V与5V间变化的阈值电压和在5V与6V间变化的阈值电压中的任一个，随后被输出。比例调节过程将参照图19进行描述。
将Δ2V的阈值电压调低至Δ1V的阈值电压的过程与将Δ3V的阈值电压调低至Δ1V的阈值电压的过程相似。然而，将Δ2V的阈值电压调低至Δ1V的阈值电压的过程与将Δ2V的阈值电压调低至Δ1V的阈值电压的过程的不同之处在于，第二参考电压源VREF2的电压被设定在2V至6V的范围内，第一和第二充电-共享操作开关S_CAP1和S_CAP2之一，例如，第一充电-共享操作开关S_CAP1被开启，第二充电-共享操作开关S_CAP2被关闭，并且采样电容器CS中所采样的电压通过第一充电-共享操作开关S_CAP1被调低至1/2水平。
当具有1V变化范围(Δ1V)的阈值电压，例如，如图21C所示，在2V与3V间变化的阈值电压、在3V与4V间变化的阈值电压、在4V与5V间变化的阈值电压和在5V与6V间变化的阈值电压中的一个，被发送至第一采样与保持部分610的感测电压输入端子SVT_IN时，上述过程不被执行，该阈值电压被旁通。这一过程将参照图20进行描述。
旁通Δ1V的阈值电压与将将Δ3V的阈值电压调低至Δ1V的阈值电压的过程的最大不同之处在于，第一和第二充电-共享操作开关S_CAP1和S_CAP2均被关闭，且没有比例调节操作被执行。此外，第二参考电压源VREF2的电压被设定在2V至7V的范围内。
随后，模数转换单元700以与图2的模数转换单元300相同的方式处理通过采样与保持单元600按照上述过程进行比例调节或旁通并输入相应的数字信号Δ1V的阈值电压。
虽然已经出于示意性目的而描述了本发明的优选实施方式，但是本发明的权利范围并不限于此，而是能够以随附的权利要求书中所定义的本发明的概念为基础实现为更多种实施方式，并且这种实施方式也应属于本发明的权利范围内。

Claims (20)

1.一种包括有机发光二极管的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，包括：
采样电容器，对所述有机发光二极管的阈值电压进行采样；
充电-共享电容器，对所述采样电容器中所采样的电压进行充电-共享；以及
比较器，将所述阈值电压的变化范围与参考值进行比较，
其中，根据所述比较结果，当所述阈值电压的变化范围大于所述参考值时，被储存在所述采样电容器中的所述阈值电压在所述充电-共享电容器中进行充电-共享以使所述阈值电压的变化范围变得小于所述参考值。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，还包括：
一对电路，包括与所述采样电容器功能相同的另一个采样电容器以及与所述充电-共享电容器功能相同的另一个充电-共享电容器。
3.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，还包括：
控制器，当所述阈值电压的变化范围大于所述参考值时执行用于降低所述阈值电压的比例调节模式，并当所述阈值电压的变化范围小于所述参考值时执行用于将所述阈值电压按原样输出的旁通模式。
4.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，还包括：
参考电压源，向所述采样电容器和所述充电-共享电容器提供参考电压。
5.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，所述充电-共享电容器与所述采样电容器并联联接。
6.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，还包括：
感测开关，联接在所述采样电容器的一侧端子与供所述阈值电压输入的感测电压输入端子之间；
充电-共享开关，联接在所述采样电容器的一侧端子与所述充电-共享电容器的一侧端子之间；
旁通开关，联接在所述感测电压输入端子与所述充电-共享电容器的一侧端子之间；以及
复位开关，并联联接至所述充电-共享电容器并对所述充电-共享电容器中所储存的电压进行复位。
7.如权利要求6所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，所述旁通开关在被输入至所述感测电压输入端子的所述阈值电压被旁通至所述充电-共享电容器时开启。
8.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，还包括：MOS晶体管，将所述充电-共享电容器中储存的阈值电压发送至输出端。
9.如权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，根据所述比较结果，当所述阈值电压的变化范围小于所述参考值时，所述采样电容器被阻断，并且所述阈值电压被储存在所述充电-共享电容器中并按原样输出所述阈值电压。
10.一种包括有机发光二极管的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，包括：
采样电容器，对所述有机发光二极管的阈值电压进行采样；
充电-共享电容器，对所述采样电容器中所采样的电压进行充电-共享；
放大部分，可变地放大从所述充电-共享电容器输出的所述阈值电压；以及
比较器，将所述阈值电压的变化范围与参考值进行比较，
其中，根据所述比较结果，当所述阈值电压的变化范围大于所述参考值时，被储存在所述采样电容器中的所述阈值电压在所述充电-共享电容器中进行充电-共享以使所述阈值电压的变化范围变得小于所述参考值，并随后被发送至所述放大部分。
11.如权利要求10所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，所述放大部分包括：
放大器，对从所述充电-共享电容器输出的所述阈值电压进行放大；
第一电容器，联接在所述放大器的输入端子与输出端子之间；以及
第二电容器，选择性地并联联接至所述第一电容器以调整所述放大器的放大系数。
12.如权利要求11所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，还包括：
选择性地将所述第二电容器与所述第一电容器并联联接的开关。
13.如权利要求10所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，根据所述比较结果，当所述阈值电压的变化范围小于所述参考值时，所述采样电容器被阻断，并且所述阈值电压被储存在所述充电-共享电容器中并按原样发送至所述放大部分。
14.一种包括有机发光二极管的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，包括：
采样电容器，对所述有机发光二极管的阈值电压进行采样；
至少一个充电-共享电容器，对所述采样电容器中所采样的电压进行充电-共享；以及
比较器，将所述阈值电压的变化范围与参考值进行比较，
其中，当所述阈值电压的变化范围大于所述参考值时，被储存在所述采样电容器中的所述阈值电压在所述充电-共享电容器中进行充电-共享以使所述阈值电压的变化范围变得小于所述参考值。
15.如权利要求14所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，还包括：
一对电路，包括与所述采样电容器功能相同的另一个采样电容器以及与所述充电-共享电容器功能相同的另一个充电-共享电容器。
16.如权利要求14所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，当所述阈值电压的变化范围大于2V时，所述阈值电压的变化范围被比例调节至1V至1.5V的范围随后被输出，并且当所述阈值电压的变化范围为1V至1.5V时，所述阈值电压按原样被旁通。
17.如权利要求14所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，第二参考电压被提供至所述采样电容器，并且低于所述第二参考电压的第一参考电压被提供至所述至少一个充电-共享电容器。
18.如权利要求14所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，所述至少一个充电-共享电容器包括：
第一充电-共享电容器，并联联接至所述采样电容器；以及
第二充电-共享电容器，并联联接至所述第一充电-共享电容器。
19.如权利要求18所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，还包括：
感测开关，联接在所述采样电容器的一侧端子与供所述阈值电压输入的感测电压输入端子之间；
第二参考电压开关，联接在所述采样电容器的另一侧端子与用于提供第二参考电压的第二参考电压源的一侧端子之间；
第一充电-共享开关，其中所述第一充电-共享开关的一侧端子联接至所述采样电容器的一侧端子；
第一参考电压开关，其中所述第一参考电压开关的一侧端子联接至所述采样电容器的另一侧端子，所述第一参考电压开关的另一侧端子同时联接至用于提供第一参考电压的第一参考电压源和所述第一充电-共享电容器的另一侧端子；
第一充电-共享操作开关，其中所述第一充电-共享操作开关的一侧端子联接至所述第一充电-共享电容器的一侧端子，所述第一充电-共享操作开关的另一侧端子联接至所述第一充电-共享开关的另一侧端子；
第二充电-共享操作开关，其中所述第二充电-共享操作开关的一侧端子联接至所述第二充电-共享电容器的一侧端子，所述第二充电-共享操作开关的另一侧端子联接至所述第一充电-共享开关的另一侧端子；
复位开关，其中所述复位开关的一侧端子联接至所述第一充电-共享开关的另一侧端子，所述复位开关的另一侧端子联接至所述第一参考电压开关的另一侧端子；以及
第二充电-共享开关，联接至所述第一充电-共享开关的另一侧端子。
20.如权利要求14所述的有机发光二极管显示装置的阈值电压感测电路，其特征在于，根据所述比较结果，当所述阈值电压的变化范围小于所述参考值时，所述至少一个充电-共享电容器被阻断，并且所述阈值电压被储存在所述采样电容器中并按原样发送。
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