CN105210139B

CN105210139B - 提取有源矩阵有机发光器件显示器中的参数的系统和方法

Info

Publication number: CN105210139B
Application number: CN201480027893.7A
Authority: CN
Inventors: 戈尔拉玛瑞扎·恰吉; 里基·依克·黑·奈根; 尼诺·扎西洛维奇; 亚沙尔·阿齐兹
Original assignee: Ignis Innovation Inc
Current assignee: Ignis Innovation Inc
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2017-12-29
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: CN105210139A; DE112014001424T5; WO2014141156A1; CN107993614B; CN107993614A

Abstract

根据本发明的系统从像素电路中读取期望的电路参数，所述像素电路包括发光器件、用于向所述发光器件提供可编程驱动电流的驱动器件、编程输入端和用于存储编程信号的存储器件。提取系统的一个实施例使所述驱动器件关断且将来自外部源的预定电压提供到所述发光器件，使所述发光器件放电直到所述发光器件关断，并接着在所述发光器件关断的同时读取所述发光器件上的电压。可以在不同时间经由相同的外部线读取多个所述像素电路中的所述发光器件上的电压。

Description

提取有源矩阵有机发光器件显示器中的参数的系统和方法

技术领域

本发明一般地涉及有源矩阵有机发光器件(AMOLED)显示器，且特别地涉及对此显示器的驱动器中的像素电路和发光器件中的阈值和迁移率因子的参数的提取。

背景技术

目前，正引入有源矩阵有机发光器件(“AMOLED”)显示器的优点。这种显示器相对于传统液晶显示器优点包括低功耗、制造灵活以及刷新速率更快。与传统液晶显示器相比，AMOLED显示器无背光，因此各个像素由独立发光的不同颜色的OLED组成。OLED基于通过各个驱动晶体管提供的电流而发光，这些驱动晶体管由各个编程电压控制。各个像素的功耗与该像素中产生的光的大小有关。

基于OLED的像素中的输出质量受驱动晶体管及OLED本身的性能的影响，驱动晶体管通常由包括但不限于非晶硅、多晶硅或金属氧化物等的材料制成。尤其，随着像素的老化，驱动晶体管的阈值电压和迁移率均会变化。为了保持图像质量，必须通过调整编程电压来补偿这些参数的变化。为了实施该过程，必须从驱动电路中提取这些参数。为在简单驱动电路中提取这些参数而增加的元件需要在显示器基板上为该驱动电路占用更多的空间，因此减少了从OLED发光的孔径或面积的大小。

当偏置在饱和时，薄膜驱动晶体管的I-V特性取决于迁移率和阈值电压，该迁移率和阈值电压是用于制造晶体管的材料的函数。因此，受老化和迁移率和阈值电压的工艺偏差的影响，在整个显示器面板上设置的不同薄膜晶体管器件可呈现出不一致的行为。于是，对于恒定的电压，各个器件可具有不同的漏极电流。在极端示例中，一个器件可具有低阈值电压和低迁移率，相反地，第二个器件可具有高阈值电压和高迁移率。

因此，当仅使用很少的电子元件来保持所需的孔径时，对驱动TFT和OLED的非一致性参数(即，阈值电压V_th和迁移率μ)的提取变得具有挑战性。期望以尽可能少的元件提取OLED像素的驱动电路中的这类参数以使像素孔径最大化。

发明内容

在用于从像素电路中提取电路参数的另一个实施例中，编程像素电路，使驱动器件导通，并通过下列方式提取驱动器件的参数：(i)将预定电压施加至驱动器件的同时读取驱动器件中流过的电流，或者(ii)在使预定电流流过驱动器件的同时读取驱动器件上的电压。

在用于从像素电路中提取电路参数的又一个实施例中，使驱动器件导通，且在改变驱动晶体管的栅极与源极之间或栅极与漏极之间的电压以使驱动晶体管在第一时间间隔期间在线性区域中操作并在第二时间间隔期间在饱和区域中操作的同时，测量驱动晶体管的电流和电压，以及根据在上述两个区域中操作的驱动晶体管的所测量的电流和电压的关系，提取发光器件的参数。

在披露的一个用于从像素电路中读取期望的电路参数的实施例中，像素电路包括发光器件、用于向发光器件提供可编程驱动电流的驱动器件、编程输入端和用于存储编程信号的存储器件。提取方法包括：使驱动器件关断，并将来自外部源的预定电压提供到发光器件，使发光器件放电，直到发光器件关断，并接着在发光器件关断的同时，读取发光器件上的电压。在一个实施中，在不同时间经由相同的外部线读取多个像素电路中的发光器件上的电压。期望参数的读取可以通过下列操作来实现：使像素电路连接至电荷泵放大器，使电荷泵放大器与像素电路隔离，以提供与来自像素电路的电荷电平或积分电流成比例的电压输出，读取电荷泵放大器的电压输出，并根据电荷泵放大器的电压输出确定至少一个像素电路参数。

在用于从像素电路中提取电路参数的另一个实施例中，使驱动器件导通，使得发光器件的电压升高到比发光器件的导通电压高的电平，使所述驱动器件关断，使得发光器件上的电压通过发光器件放电，直到发光器件关断，并接着在发光器件关断的同时，读取发光器件上的电压。

披露的一个用于从像素电路中读取期望的电路参数的实施例中，像素电路包括发光器件、用于向发光器件提供可编程驱动电流的驱动器件、编程输入端和用于存储编程信号的存储器件。提取方法包括：使驱动器件关断且将来自外部源的预定电压提供到发光器件，使发光器件放电，直到发光器件关断，并接着在发光器件关断的同时，读取发光器件上的电压。在一个实施中，在不同的时间经由相同的外部线路读取多个像素电路中的发光器件上的所述电压。期望参数的读取可以通过下列操作实现：使像素电路连接至电荷泵放大器，使电荷泵放大器与像素电路隔离，以提供与来自像素电路的电荷电平或积分电流成比例的电压输出，读取电荷泵放大器的电压输出，并根据电荷泵放大器的电压输出确定至少一个像素电路参数。

在用于从像素电路中提取电路参数的另一个实施例中，使驱动器件导通，使得发光器件的电压升高到比发光器件的导通电压高的电平，使驱动器件关断，使得发光器件上的电压通过发光器件放电，直到发光器件关断，并接着在发光器件关断的同时，读取发光器件上的电压。

在用于从像素电路中提取电路参数的另一个实施例中，编程像素电路，使驱动器件导通，并通过下列方式提取驱动器件的参数：(i)在将预定电压施加到驱动器件的同时，读取驱动器件中流过的电流，或(ii)在使预定电流路过驱动器件的同时，读取驱动器件上的电压。

对本领域的普通技术人员而言，参照附图对各种实施例和/或方面进行的详细说明，本发明的上述及其它方面和实施例将是显而易见的。下面将对附图进行简要说明。

附图说明

通过阅读下面的详细说明并参照附图，本发明的上述和其它优点将会变得显而易见。

图1是具有补偿控制的AMOLED显示器的框图。

图2是用于图1中的AMOLED显示器中的二晶体管像素的数据提取电路的电路图。

图3A是施加至数据提取电路以提取图2中的n型驱动晶体管的阈值电压和迁移率的信号的信号时序图。

图3B是施加至数据提取电路以提取图2中的具有n型驱动晶体管的OLED的特征电压的信号的信号时序图。

图3C是施加至用于直接读取的数据提取电路以提取图2中的n型驱动晶体管的阈值电压的信号的信号时序图。

图4A是施加至数据提取电路以提取图2中的p型驱动晶体管的阈值电压和迁移率的信号的信号时序图。

图4B是施加至数据提取电路以利用p型驱动晶体管提取图2中的OLED的特征电压的信号的信号时序图。

图4C是施加至用于直接读取的数据提取电路以提取图2中的p型驱动晶体管的阈值电压的信号的信号时序图。

图4D是施加至数据提取电路以通过使用图2中的n型或p型驱动晶体管来直接读取OLED的导通电压的信号的信号时序图。

图5是图1中的AMOLED显示器中的一个像素的三晶体管驱动电路的用于提取参数的数据提取电路的电路图。

图6A是施加至数据提取电路以提取图5中的驱动晶体管的阈值电压和迁移率的信号的信号时序图。

图6B是施加至数据提取电路以提取图5中的OLED的特征电压的信号的信号时序图。

图6C是施加至用于直接读取的数据提取电路以提取图5中的驱动晶体管的阈值电压的信号的信号时序图。

图6D是施加至用于直接读取的数据提取电路以提取图5中的OLED的特征电压的信号的信号时序图。

图7是读取AMOLED显示器中像素电路的驱动晶体管和OLED的特征的提取周期的流程图。

图8是不同参数提取周期和最终应用的流程图。

图9是数据提取系统的部件的框图和图表。

图10是施加至数据提取电路以提取图5中的电路的变形例中的驱动晶体管的阈值电压和迁移率的信号的信号时序图。

图11是施加至数据提取电路以提取图5中的电路的变形例中的OLED的特性电压的信号的信号时序图。

图12是用于从图1中的AMOLED显示器中的像素的驱动电路中读取像素电荷的数据提取电路的电路图，其是具有电流测量能力的像素电路的示意图。

图13是施加至图12中的数据提取电路以通过从外部使节点初始化来读取像素状态的信号的信号时序图。

图14是通过从外部使节点初始化来读取图12中的电路的像素状态的流程图。

图15是施加至图12中的数据提取电路以通过从内部使节点初始化来读取像素状态的信号的信号时序图。

图16是通过从内部使节点初始化来读取图12中的电路的像素状态的流程图。

图17是一对与用于从图1中的AMOLED显示器中的两个不同像素中读取像素电荷的公共监测线一起使用且类似于图12中的电路的电路的电路图。

图18是在监测线被共用时施加至图17中的数据提取电路以读取像素电荷的信号的信号时序图。

图19是利用公共监测线读取一对类似于图17中的电路的电路的像素状态的流程图。

图20A是提供对内部节点的访问的变形像素电路的示意性电路图。

图20B是图示了14的操作的时序图，其是图20A中的具有基于电荷的补偿读出能力的OLED显示器像素电路的示意图。

图21是图示了图20A中的像素电路的用于实现驱动晶体管的参数的读出的操作的时序图。

图22是图示了图20A中的像素电路的用于实现OLED的参数的读出的操作的时序图。

图23是图示了图20A中的像素电路的用于实现OLED的参数的读出的变形操作的时序图。

图24是具有电流测量能力的像素电路的示意图。

图25是提供对内部节点的访问的像素电路的示意性电路图。

图26是具有电荷读出能力的OLED显示器像素电路的示意图。

尽管本发明可有多种变换和替代形式，但是已通过示例的形式在图中示出了一些具体实施例，并将在本文对这些具体实施例进行详细说明。然而，应理解，本发明并不限于所公开的特定形式。相反，本发明旨在涵盖所有落入所附权利要求限定的本发明精神和范围内的所有变换、等同物和替代物。

具体实施方式

图1是电子显示系统100，该系统100具有像素阵列102的有源矩阵区域，其中，像素104的n×m阵列按行和列的形式布置。为了便于说明，仅示出了两行与两列。像素阵列102的有源矩阵区域之外是外围区域106，用于驱动和控制像素阵列102的外围电路设置在外围区域106中。外围电路包括地址或栅极驱动电路108、数据或源极驱动电路110、控制器112以及可选的供给电压(例如Vdd)驱动器114。控制器112控制栅极、源极和供给电压驱动器108、110和114。栅极驱动器108在控制器112的控制下对地址或选择线SEL[i]、SEL[i+1]等进行操作，该地址或选择线与像素阵列102中各行像素104一一对应。在下面说明的像素共享配置中，栅极或地址驱动电路108也可选择性地对全局选择线GSEL[j]和/[GSEL[j]进行操作，所述全局选择线对像素阵列102的多行像素104(比如每两行像素104)进行操作。源极驱动电路110在控制器112的控制下对电压数据线Vdata[k]和Vdata[k+1]等进行操作，该电压数据线与像素阵列102中各列像素104一一对应。电压数据线将指示像素104中各个发光器件的亮度的电压编程信息传送至各个像素104。各个像素104中的储存元件(比如电容器)储存该电压编程信息，一直到发光或驱动周期使发光器件导通为止。可选的供给电压驱动器114在控制器112的控制下控制供给电压(EL_Vdd)线，该供给电压线与像素阵列102中各行或各列像素104一一对应。

显示系统100还包括电流供给和读出电路120，以用于读出来自数据输出线VD[k]和VD[k+1]等的输出数据，该数据输出线线与像素阵列102中的各列像素104一一对应。

众所周知，需要使用指示像素104中发光器件的亮度的信息对显示系统100中的各个像素104进行编程。帧界定了时间段，该时间段包括：(i)编程周期或阶段，在此阶段期间，使用指示亮度的编程电压对显示系统100中的每个像素进行编程，以及(ii)驱动或发光周期或阶段，在此阶段期间，使各个像素中的各个发光器件导通以发光，光的亮度与储存在储存元件中的编程电压相称。因此，帧是许多静止图像之一，这些静止图像组成在显示系统100上显示的一个完整运动画面。用于编程或驱动像素的方案至少有：逐行或逐帧。在逐行编程中，首先对一行像素进行编程再驱动，然后再对下一行像素进行编程和驱动。在逐帧编程中，首先对显示系统100中所有行的像素进行编程，然后再立即驱动所有行的像素。两种方案都可在各个帧开始或结束时采用短暂的垂直消隐时间，在垂直消隐时间期间，像素既没被编程也没被驱动。

位于像素阵列102外侧的部件可设置在像素阵列102周围的外围区域106中并与像素阵列102设置在同一物理基板上。这些部件包括栅极驱动器108、源极驱动器110、可选的供给电压驱动器114以及电流供给和读出电路120。或者，外围区域106中的一些部件可与像素阵列102设置在同一基板上，而另一些部件则设置在不同的基板上，或者外围区域中的所有部件都可设置在与设置像素阵列102的基板不同的基板上。栅极驱动器108、源极驱动器110和供给电压驱动器114一起构成显示驱动电路。在一些配置中，显示驱动电路可包括栅极驱动器108和源极驱动器110，但不包括供给电压控制114。

当偏置在饱和时，金属氧化物半导体(MOS)晶体管(本示例中为薄膜晶体管)的第一阶I-V特征被建模为：

其中，I_D为漏极电流，且V_GS为施加在晶体管的栅极和源极端子之间的电压差。由于老化和工艺偏差，在整个显示系统100上设置的薄膜晶体管装置在迁移率(μ)和阈值电压(V_th)方面呈现出不一致的行为。因此，对于施加在栅极和源极之间的恒定电压差V_GS，像素阵列102上的各个晶体管基于不确定的迁移率和阈值电压可具有不同的漏极电流：

I_D(i,j)＝f(μ_i,j,V_{th i,j})

其中，i和j为n×m像素阵列中的像素的坐标(行和列)，n×m像素阵列例如为图1中的像素阵列102。

图2图示了数据提取系统200，该系统包括二晶体管(2T)驱动电路202和读出电路204。在具有2T像素电路104的显示系统中，供给电压控制114是可选的。如图1所示，读出电路204是电流供给和读出电路120的一部分并从像素104的列中采集数据。读出电路204包括电荷泵电路206和开关盒电路208。电压源210通过开关盒电路208向驱动电路202提供电源电压。电荷泵电路206和开关盒电路208设置在阵列102的顶侧或底侧，比如设置在图1所示的电压驱动器114中以及电流供给和读出电路120中。这是通过在与像素阵列102相同的基板上进行直接制造或通过将微芯片结合在该基板上或电线(flex)上作为混合解决方案而实现的。

驱动电路202包括驱动晶体管220、有机发光器件222、漏极储存电容器224、源极储存电容器226和选择晶体管228。供给线212提供源极电压以及通往驱动电路(比如驱动电路202)的列的监测路径(用于读出电路204)。选择线输入端230连接至选择晶体管228的栅极。编程数据输入端232通过选择晶体管228连接至驱动晶体管220的栅极。驱动晶体管220的漏极连接至供给电压线212，驱动晶体管220的源极连接至OLED 222。选择晶体管228控制编程输入端230与驱动晶体管220的栅极的连接。源极储存电容器226连接在驱动晶体管220的栅极和源极之间。漏极储存电容器224连接在驱动晶体管220的栅极和漏极之间。OLED222具有被建模为电容器240的寄生电容。供给电压线212也具有被建模为电容器242的寄生电容。本示例中的驱动晶体管220是由非晶硅制成的薄膜晶体管。当然，也可使用其它比如多晶硅或金属氧化物等材料。节点244为电路节点，在该电路节点处，驱动晶体管220的源极和OLED222的阳极连接在一起。在本示例中，驱动晶体管220为n型晶体管。系统200也可用p型驱动晶体管来代替n型驱动晶体管220，这将在下面进行说明。

读出电路204包括电荷泵电路206和开关盒电路208。电荷泵电路206包括具有正输入端和负输入端的放大器250。放大器250的负输入端连接至与开关254并联的电容器252(C_int)，该开关254在负反馈回路中连接至放大器250的输出端。开关254(S4)用于使电容器252C_int在预充电阶段放电。放大器250的正输入端连接至共模电压输入端258(VCM)。放大器250的输出端256指示驱动晶体管220和OLED 222的多个提取出的参数，这将在下面进行解释。

开关盒电路208包括几个开关260、262和264(S 1、S2和S3)，所述几个开关用于将电流导入和导出像素驱动电路202。开关260(S 1)用于在重置阶段提供通往地面的放电路径。开关262(S2)用于在像素104的正常操作期间并且在读出的积分阶段期间提供电源连接。开关264(S3)用于使电荷泵电路206和供给线电压212(VD)隔开。

如图2所示，用于每个像素104的二晶体管像素驱动电路202的总体读出想法来自于以下事实：储存在由跨过OLED 222的电容器240表示的寄生电容中的电荷具有驱动晶体管220的阈值电压和迁移率以及OLED 222的导通电压的有用信息。提取这些参数可用于多种应用。例如，这些参数可用于修改像素104的编程数据以补偿像素偏差和保持图像质量。这些参数也可用于使像素阵列102预老化。这些参数还可用于评估制造像素阵列102的加工成品率。

假设电容器240(C_OLED)起初就被放电，则电容器240(C_OLED)就需要花费一定时间来充电至能使驱动晶体管220关断的电压电平。该电压电平是驱动晶体管220的阈值电压的函数。施加到编程数据输入端232(V_Data)的电压必须足够低，以使得OLED 222(V_OLED)的稳定电压(settled voltage)小于OLED 222本身的导通阈值电压。在这种条件下，V_Data-V_OLED为驱动晶体管220的阈值电压(V_th)的线性函数。为了提取如驱动晶体管220等薄膜晶体管装置的迁移率，就要考虑到该器件的瞬时稳定性，该瞬时稳定性为阈值电压和迁移率的函数。假设如驱动晶体管220等TFT器件之间的阈值电压偏差得到补偿，则在积分开始后以恒定时间间隔采样的节点244的电压仅是如驱动晶体管220等TFT器件的迁移率的函数。

图3A-3C为控制信号的信号时序图，这些控制信号施加至图2所示部件中以从驱动电路200中的驱动晶体管220中提取如电压阈值和迁移率等参数并提取OLED 222的导通电压，这里假设驱动晶体管220为n型晶体管。这些控制信号可由控制器112施加至图1中的源极驱动器110、栅极驱动器108以及电流供给和读出电路120。图3A示出了施加至提取电路200以从驱动晶体管220提取阈值电压和迁移率的信号的时序图。图3A包括用于图2中的选择输入端230的信号302、施加至开关260的信号304(φ₁)、用于开关262的信号306(φ₂)、用于开关264的信号308(φ₃)、用于开关254的信号310(φ₄)、用于图2中编程数据输入端232的编程电压信号312、图2中节点244的电压314以及用于图2中放大器250的输出256的输出电压信号316。

图3A示出了读出过程的四个阶段：重置阶段320、积分阶段322、预充电阶段324和读取阶段326。该过程通过将高选择信号302作用至选择输入端230而开始。选择信号302在如图3A所示的整个读出过程中都将保持为高。

在重置阶段320期间，施加至开关260的输入信号304(φ₁)保持高以提供至地面的放电路径。在该阶段中，施加至开关262、264和250的信号306、308和310(φ₂、φ₃、φ4)都保持为低。施加足够高的电平(V_{RST_TFT})至编程电压输入端232(V_Data)以使流过驱动晶体管220的电流最大化。因此，在图2中的节点244处的电压就被放电至地面，从而为下一周期做准备。

在积分阶段322期间，施加至开关262的信号304(φ₂)保持为高，其提供从电压源210通过开关262的充电路径。在该阶段中，施加至开关260、264和250的信号304、308和310(φ₁、φ₃、φ₄)都保持为低。编程电压输入端232(V_Data)设定为电平(V_{INT_TFT})，使得在电容器240(C_oled)完全充电时，节点244处的电压小于OLED 222的导通电压。这个条件在读取驱动晶体管220期间会使来自OLED 222的干扰最小化。在积分时间马上就要结束之前，施加至编程电压输入端232(V_Data)的信号312降低至V_OFF，以使电容器240(C_oled)上的电荷与其它电路隔离。

当积分时间足够长时，储存在电容器240(C_oled)中的电荷将是驱动晶体管220的阈值电压的函数。对于缩短的积分时间，节点244处的电压将经历不完全的稳定，并且电容器240(C_oled)中储存的电荷将是驱动晶体管220的阈值电压和迁移率的函数。因此，便可通过具有长短积分阶段的两个独立读取过程来提取这两个参数。

在预充电阶段324期间，施加至开关260和262的信号304和306(φ₁、φ₂)设定为低。一旦施加至开关254的输入信号310(φ₄)设定为高，则放大器250便被设定为单位反馈(unity feedback)。为了保护放大器250的输出级不受来自电压源210的短路电流的影响，当施加至开关262的信号306(φ₂)设定为低时，施加至开关264的信号308(φ₃)变为高。当开关264闭合时，供给线的寄生电容242就预充电至共模电压VCM。共模电压VCM为必须低于OLED 222的导通电压的电平。在预充电阶段马上就要结束时，施加至开关254的信号310(φ₄)设定为低，以使电荷泵放大器250为读取周期做准备。

在读取阶段336期间，施加至开关260、262和254的信号304、306和310(φ₁、φ₂、φ₄)设定为低。施加至开关264的信号308(φ₃)保持为高，以提供从驱动电路202至电荷泵放大器250的电荷传输路径。将足够高的电压312(V_{RD_TFT})施加至编程电压输入端232(V_Data)以使驱动晶体管220的沟道电阻最小化。如果积分周期足够长，则电容器252(C_int)上的积累电荷不再是积分时间的函数。因此，本示例中的电荷泵放大器250的输出电压等于：

对于缩短的积分时间，在电容器252(C_int)上积累的电荷由以下公式得出：

因此，电荷泵放大器250的输出电压256在读取周期结束时等于：

因此，可通过在读取阶段326的中间和结束时读取放大器250的输出电压256来提取驱动晶体管220的阈值电压和迁移率。

图3B为图2中的OLED 222的阈值导通电压参数的读取过程的时序图。OLED 222的读取过程也包括四个阶段：重置阶段340、积分阶段342、预充电阶段344和读取阶段346。与图3A中的驱动晶体管220的读取过程一样，OLED的读取过程通过使用高选择信号302作用于选择输入端230来开始。施加至开关260、262、264和254的信号304、306、308和310(φ₁、φ₂、φ₃、φ₄)与图3A中的驱动晶体管220的读取过程一样。编程输入端232的编程信号332、节点244的信号334和放大器250的输出的输出信号336与图3A中的信号有所不同。

在重置阶段340期间，施加足够高的电平332(V_{RST_OLED})至编程数据输入端232(V_Data)以使流过驱动晶体管220的电流最大化。最后，在图2中的节点244处的电压就通过开关260放电至地面以为下一周期做准备。

在积分阶段342期间，施加至开关262的信号306(φ₂)保持为高，其从电压源210通过开关262提供充电路径。编程电压输入端232(V_Data)设定为电平332(V_{INT_OLED})，使得在电容器240(C_oled)完全充电时，节点244处的电压比OLED 222的导通电压大。在这种情况下，到积分阶段342结束时，驱动晶体管220正在驱动恒定电流通过OLED 222。

在预充电阶段344期间，施加至编程输入端232的信号332使驱动晶体管220关断。电容器240(C_oled)可允许放电，直到其在预充电阶段344结束时达到OLED 222的导通电压为止。

在读取阶段346期间，施加足够高的电压332(V_{RD_OLED})至编程电压输入端232(V_Data)以使驱动晶体管220的沟道电阻最小化。如果预充电阶段足够长，则电容器252(C_int)上的稳定电压将不是预充电时间的函数。因此，电荷泵放大器250的输出电压256在读取阶段结束时由下式确定：

施加至开关264的信号308(φ₃)保持为高，以从驱动电路202至电荷泵放大器250提供电荷传输路径。因此，输出电压信号336可用于确定OLED 220的导通电压。

图3C是使用图2中的提取电路200直接读取驱动晶体管220的时序图。直接读取过程具有重置阶段350、预充电阶段352和积分/读取阶段354。读出过程通过使图2中的选择输入端230有效来启动。施加至选择输入端230的选择信号302在图3C所示的整个读出过程中都保持为高。用于开关260和262的信号364和366(φ₁、φ₂)在该读出过程中是无效的。

在重置阶段350期间，用于开关264和254的信号368和370(φ₃、φ₄)设定为高以提供放电路径至虚拟地。施加足够高的电压372(V_{RST_TFT})至编程输入端232(V_Data)以使流过驱动晶体管220的电流最大化。结果，节点244放电至共模电压374(VCM_RST)以为下一周期做准备。

在预充电阶段354期间，通过向图2中的编程输入端232施加关断电压372(V_OFF)使驱动晶体管220关断。施加至放大器250的正输入端的共模电压输入端258升高至VCM_RD以对线路电容进行预充电。在预充电阶段354结束时，施加至开关254的信号370(φ₄)关断以使电荷泵放大器250为下一周期做准备。

在读取/积分阶段356开始时，编程电压输入端232(V_Data)升高至V_{INT_TFT}372以导通驱动晶体管220。电容器240(C_OLED)开始积累电荷，一直到V_Data减去节点244处的电压等于驱动晶体管220的阈值电压为止。同时，成比例的电荷也积累在电容器252(C_INT)中。因此，在读取周期356结束时，在放大器250的输出256处的输出电压376是阈值电压的函数，这由下式得出：

如上式所示，在直接读取的情况下，输出电压具有正极性。因此，驱动晶体管220的阈值电压可由放大器250的输出电压确定。

如上所述，图2中的驱动晶体管220可为p型晶体管。图4A-4C是当驱动晶体管220为p型晶体管时信号的信号时序图，这些信号施加至图2中的部件，以从驱动晶体管220和OLED222提取电压阈值和迁移率。在驱动晶体管220为p型晶体管的示例中，驱动晶体管220的源极连接至供给线212(VD)，驱动晶体管220的漏极连接至OLED 222。图4A是表示当驱动晶体管220为p型晶体管时施加至提取电路200的信号的时序图，该提取电路200用于从驱动晶体管220提取阈值电压和迁移率。图4A示出了图2中的选择输入端232、开关260、262、264和254、编程数据输入端230、节点244处的电压以及输出电压256的电压信号402-416。数据提取分三个阶段：重置阶段420、积分/预充电阶段422和读取阶段424。

如图4A所示，选择信号402为低电平有效，且在整个读出阶段420、422和424中都保持为低。在读出过程中，施加至开关260和262的信号404和406(φ₁、φ₂)保持为低(无效)。在重置阶段期间，在开关264和254处的信号408和410(φ₃、φ₄)设定为高，以将节点244充电至重置共模电平VCM_rst。电荷泵输入端258(VCM_rst)上的公共电压输入端258应足够低以将OLED222保持关断。编程数据输入端232V_Data设定为足够低的值412(V_{RST_TFT})，以提供最大充电电流通过驱动晶体管220。

在积分/预充电阶段422期间，共模电压输入端258上的共模电压减小至VCM_int，且编程输入端232(V_Data)增加至电平412(V_{INT_TFT})，以使得驱动晶体管220在反向上导通。如果分配给该阶段的时间足够长，节点244处的电压将降低，直到驱动晶体管220的栅源电压达到驱动晶体管220的阈值电压为止。在该阶段结束之前，施加至开关254的信号410(φ₄)变低，以使电荷泵放大器250为读取阶段424作准备。

通过将编程输入端232(V_Data)处的信号412减小至V_{RD_TFT}而导通驱动晶体管220，从而启动读取阶段424。储存在电容器240(C_OLED)上的电荷现在传输至电容器254(C_INT)。在读取阶段424结束时，施加至开关264的信号408(φ₃)设定为低，以使电荷泵放大器250与驱动电路202隔开。来自放大器输出256的输出电压信号416V_out现在是驱动晶体管220的阈值电压的函数，其由下式得出：

图4B是假设驱动晶体管220为p型晶体管在像素内提取图2中OLED22的阈值电压的时序图。该提取过程与用于图3A中n型驱动晶体管的提取电路200的信号时序非常相似。图4B图示了图2中的选择输入端230、开关260、262、264和254、编程数据输入端232、节点244处的电压以及放大器输出256的电压信号432-446。提取过程包括重置阶段450、积分阶段452、预充电阶段454和读取阶段456。该读出周期与图4A中的读出周期相比较的主要差别在于施加至编程数据输入端232(V_Data)的信号442的电平，这些电平在各个读出阶段都施加至驱动晶体管210。对于可用于驱动晶体管220的p型薄膜晶体管，施加至选择输入端232的选择信号430为低电平有效。选择输入端232在整个如图4B所示的读出过程中都保持为低。

读出过程首先在重置阶段450中重置电容器240(C_OLED)。施加至开关260的信号434(φ₁)设定为高以提供放电路径至地面。施加至编程输入端232(V_Data)的信号442降低至V_{RST_OLED}以导通驱动晶体管220。

在积分阶段452中，施加至开关260和262的信号434和436(φ₁、φ₂)分别设定为关断和接通状态，以向OLED 222提供充电路径。电容器240(C_OLED)可允许充电，一直到节点244处的电压444超过使OLED 222导通的阈值电压为止。在积分阶段452结束前，施加至编程输入端232(V_Data)的电压信号442升高至V_OFF以关断驱动晶体管220。

在预充电阶段454期间，电容器240(C_OLED)上积累的电荷被放电至OLED 222中，直到节点244处的电压444达到OLED的阈值电压为止。而且，在预充电阶段454中，施加至开关260和262的信号434和436(φ₁、φ₂)关断，而施加至开关264和254的信号438和440(φ₃、φ₄)接通。这就提供了使放大器250将供给线212(VD)预充电至设置在放大器250的正输入端处的共模电压输入端258(VCM)的条件。在预充电阶段结束时，施加至开关254的信号430(φ₄)关断以使电荷泵放大器250为读取阶段456做准备。

当施加至编程输入端232(V_Data)的电压442降低至V_{RD_OLED}，读取阶段456就通过导通驱动晶体管229而启动。储存在电容器240(C_OLED)上的电荷现在传输至电容器254(C_INT)，电容器254(C_INT)在放大器250的输出256处创建输出电压446，该输出是OLED 220的阈值电压的函数。

图4C是当驱动晶体管220为p型晶体管时在图2所示提取系统200中直接提取驱动晶体管220的阈值电压的信号时序图。图4C示出了图2中的选择输入端230、开关260、262、264和254、编程数据输入端232、节点244处的电压以及输出电压256的电压信号462-476。提取过程包括预充电阶段480和积分阶段482。然而，在图4C的时序图中，示出了专门的最终读取阶段484，如果电荷泵放大器250的输出在积分阶段482结束时被采样，那么可去除该专门的读取阶段484。

提取过程通过同时对图2中的漏极储存电容器224、源极储存电容器226、电容器240(C_OLED)和电容器242预充电而启动。为此，如图4C所示，施加至选择线输入230和开关264和254的信号462、468和470变为有效。在整个读出过程中，施加至开关260和262的信号404和406(φ₁、φ₂)都保持为低。共模电压输入端258(VCM)的电平确定供给线212上的电压和节点244处的电压。共模电压(VCM)应足够低以使OLED 222不会导通。施加至编程输入端232(V_Data)的电压472设定为足够低的电平(V_{RST_TFT})以导通晶体管220。

在积分阶段482开始时，施加至开关254的信号470(φ₄)关断以允许电荷泵放大器250对通过驱动晶体管220的电流进行积分。电荷泵放大器250的输出电压256将以恒定速率倾斜变化，该速率是驱动晶体管220的阈值电压及其栅源电压的函数。在积分阶段482结束之前，施加至开关264的信号468(φ₃)关断以使电荷泵放大器250与驱动电路220隔开。因此，放大器250的输出电压256由下式得出：

其中，I_TFT为驱动晶体管220的漏极电流，该电流为迁移率和(V_CM-V_Data-|V_th|)的函数。T_int是积分时长。在可选的读取阶段484中，施加至开关264的信号468(φ₃)保持为低，以使电荷泵放大器250与驱动晶体管202隔开。输出电压256是驱动晶体管220的迁移率和阈值电压的函数，输出电压256在读取阶段484中任何时间都可被采样。

图4D是直接读取图2中OLED 222的时序图。当使用足够高的栅源电压导通驱动晶体管220时，驱动晶体管220可用作模拟开关以接通OLED 222的阳极端。在这种情况下，节点244处的电压基本上等于供给线212(VD)上的电压。因此，通过驱动晶体管220的驱动电流仅是OLED222的导通电压和设定在供给线212上的电压的函数。驱动电流可由电荷泵放大器250提供。当积分超过特定时长后，积分电路206的输出电压256就是OLED 222老化程度的量度。

图4D是示出了施加至提取电路200以通过直接读取而提取OLED222的导通电压的信号的时序图。图4D示出了读出过程的三个阶段：预充电阶段486、积分阶段487和读取阶段488。图4D包括：用于图2中选择输入端230的信号489n或489p、施加至开关260的信号490(φ₁)、用于开关262的信号491(φ₂)、用于开关264的信号492(φ₃)、用于开关254的信号493(φ₄)、用于图2中编程数据输入端232的编程电压信号494n或494p、图2中节点244的电压495以及图2中放大器250的输出256的输出电压信号496。

该过程通过使得与阵列102中所需的像素行相对应的选择信号有效而开始。如图4D所示，对于n型选择晶体管，选择信号489n为高电平有效，而对于p型选择晶体管，其为低电平有效。在n型驱动晶体管中，将高电平选择信号489n施加至选择输入端230。在驱动晶体管220为p型驱动晶体管时，将低电平信号489p施加至选择输入端230。

在预充电周期486和积分周期487期间，选择信号489n或489p将保持有效。在该读出方法中，φ₁和φ₂输入490和491无效。在预充电周期中，开关信号492φ₃和493φ₄设定为高电平以提供信号路径，以使得供给线(C_p)的寄生电容242和节点244处的电压被预充电至在放大器250的非反相端处所提供的共模电压(VCM_OLED)。足够高的驱动电压信号494n或494p(V_{ON_nTFT}或V_{ON_pTFT})施加至数据输入端232(V_Data)，以使驱动晶体管220作为模拟开关而操作。因此，供给电压212VD和节点244被预充电至共模电压(VCM_OLED)以为下一周期做准备。在积分阶段487开始时，开关输入493φ₄关断，以允许电荷泵模块206对OLED222的电流进行积分。电荷泵模块206的输出电压496将以恒定速率倾斜变化，该速率是OLED222的导通电压和设定在节点244处的电压495(即VCM_OLE)的函数。在积分阶段487结束之前，开关信号492φ₃关断以使电荷泵模块206与像素电路202隔开。此刻之后，输出电压保持恒定直到电荷泵放大器206为了另一次读取而重置。当经过一段时间的积分后，积分器的输出电压就由下式得出：

这是OLED的老化程度的度量。该等式中的T_int为开关信号493(φ₄)的下降缘与开关信号492(φ₃)的下降缘之间的时间间隔。

如图2中的二晶体管型驱动电路的相似提取过程可用于提取非一致性和老化的参数，例如提取作为图5所示的数据提取系统500的一部分的三晶体管型驱动电路的阈值电压和迁移率。数据提取系统500包括驱动电路502和读出电路504。读出电路504作为电流供给和读出电路120的一部分并从图1所示像素104的列中采集数据，读出电路504包括电荷泵电路506和开关盒电路508。电压源510向驱动电路502提供供电电压(VDD)。如同图1中的电压驱动器114和电流供给和读出电路120，电荷泵电路506和开关盒电路508设置在阵列102的顶侧或底侧。这是通过在与阵列102的基板相同的基板上进行直接制造或通过将微芯片结合在基板上或电线上作为混合解决方案而实现的。

驱动电路502包括驱动晶体管520、有机发光器件522、漏极储存电容器524、源极储存电容器526和选择晶体管528。选择线输入530连接至选择晶体管528的栅极。编程输入532通过选择晶体管528连接至驱动晶体管220的栅极。选择线输入530还连接至输出晶体管534的栅极。输出晶体管534连接至驱动晶体管520的源极和电压监测输出线536。驱动晶体管520的漏极连接至供给电压源510，驱动晶体管520的源极连接至OLED 522。源极储存电容器526连接在驱动晶体管520的栅极和源极之间。漏极储存电容器524连接在驱动晶体管520的栅极和漏极之间。OLED 522具有可建模为电容器540的寄生电容。监测输出电压线536也具有可以建模为电容器542的寄生电容。本示例中的驱动晶体管520为由非晶硅制造的薄膜晶体管。电压节点544为驱动晶体管520的源极端与OLED 522之间的点。在本示例中，驱动晶体管520为n型晶体管。系统500可用p型驱动晶体管代替驱动晶体管520而实施。

读出电路504包括电荷泵电路506和开关盒电路508。电荷泵电路506包括放大器550，该放大器550在负反馈回路中具有电容器552(C_int)。开关554(S4)用于在预充电阶段使电容器552C_int放电。放大器550具有与电容器552和开关554连接的负输入端和与共模电压输入558(VCM)连接的正输入端。放大器550的输出556可以指示驱动晶体管520和OLED222的多个提取出的因数，这将在下面进行解释。

开关盒电路508包括几个开关560、562和564，这几个开关用于将电流导入和导出驱动电路502。开关560用于在重置阶段提供放电路径至地面。开关562用于在像素104的正常操作期间和在读出过程的积分阶段期间提供电源连接。开关564用于使电荷泵电路506和供给线电压源510隔开。

在三晶体管驱动电路502中，读出通常通过监测线536进行。读出也可通过来自供给电压源510的电压供给线进行，这与图3A-3CA中的时序信号过程相似。施加至开关560、562、564和554的输入信号(φ₁-φ₄)、选择输入530以及编程电压输入532(V_Data)的准确时序用于控制读出电路500的性能。在读出过程的各个阶段中，向编程数据输入532(V_Data)和共模电压输入558(VCM)施加特定电平。

三晶体管驱动电路502可通过编程电压输入532和监测输出536而有区别地进行编程。因此，重置阶段和预充电阶段可合并在一起以形成重置/预充电阶段，之后进行积分阶段和读取阶段。

图6A是提取图5中驱动晶体管520的阈值电压和迁移率所涉及的信号的时序图。该时序图包括图5中的选择输入530、开关560、562、564和554、编程电压输入532、驱动晶体管520的栅极处的电压、节点544处的电压以及输出电压556的电压信号602-618。图6A中的读出过程具有预充电阶段620、积分阶段622和读取阶段624。读出过程通过同时对漏极电容器524、源极电容器526和寄生电容器540和542进行预充电而启动。为此，选择线电压602和施加至开关564和554的信号608和610(φ₃、φ₄)如图6A所示而变成有效。施加至开关560和562的信号604和606(φ₁、φ₂)在整个读出周期中保持为低。

共模输入558(VCM)的电平确定输出监测线536上的电压和节点544处的电压。施加至共模输出558(VCM_TFT)的电压应足够低以使OLED222不会导通。在预充电阶段620中，施加至编程电压输入532(V_Data)的电压信号612足够高(V_{RST_TFT})以导通驱动晶体管520，并且还足够低以使OLED 522总是保持关断。

在积分阶段622开始时，施加至选择输入530的电压602变成无效，以允许电荷被储存在电容器540(C_OLED)中。节点544处的电压开始升高，驱动晶体管520的栅极电压跟着升高，驱动晶体管520的栅极电压升高的速率为源极电容器526的电容与源极电容器526的电容加上漏极电容器524的电容之和的比值[C_S1/(C_S1+C_S2)]。一旦驱动晶体管520的栅极电压和节点544处的电压之间的差值等于驱动晶体管520的阈值电压，便结束充电。在积分阶段622结束之前，施加至开关554的信号610(φ₄)关断以使电荷泵放大器550为读取阶段624做准备。

为了进行读取阶段624，施加至选择输入530的信号602再次变成有效。编程输入532(V_{RD_TFT})上的电压信号612足够低，以使驱动晶体管520保持关断。储存在电容器240(C_OLED)上的电荷现在传输至电容器254(C_INT)并且创建了输出电压618，该输出电压618与驱动晶体管520的阈值电压成比例：

在读取阶段624结束之前，施加至开关564的信号608(φ₃)关断以使电荷泵电路506与驱动电路502隔开。

图6B是用于提取图5中OLED 522的导通电压的输入信号的时序图。图6B包括图5中的选择输入530、开关560、562、564和554、编程电压输入532、驱动晶体管520的栅极处的电压、节点544处的电压、共模电压输入558以及输出电压556的电压信号632-650。图6B中的读出过程具有预充电阶段652、积分阶段654和读取阶段656。与图6A中驱动晶体管220的读出相似，读出过程通过在预充电阶段652中同时对漏极电容器524、源极电容器526和寄生电容器540和542进行预充电而启动。为此，施加至选择输入530的信号632和施加至开关564和554的信号638和640(φ₃、φ₄)如图6B所示变成有效。信号634和636(φ₁、φ₂)在整个读出周期中都保持为低。施加至共模电压输入端258的输入电压648(VCM_Pre)应足够高以使OLED522导通。施加至编程输入532(V_Data)的电压642(V_{Pre_OLED})足够低以使驱动晶体管520保持关断。

在积分阶段654开始时，施加至选择输入530的信号632变成无效，以允许电荷储存在电容器540(C_OLED)中。节点544处的电压开始降低，驱动晶体管520的栅极电压跟着降低，驱动晶体管520的栅极电压降低的速率是源极电容器526的电容与源极电容器526的电容加上漏极电容器524的电容之和的比值[C_S1/(C_S1+C_S2)]。一旦节点544处的电压达到OLED 522的导通电压(V_OLED)，放电便完成。在积分阶段654结束之前，施加至开关554的信号640(φ₄)关断以使电荷泵电路506为读取阶段656做准备。

为了进行读取阶段656，施加至选择输入530的信号632再次变成有效。编程输入532(V_{RD_OLED})上的电压642应足够低以使驱动晶体管520保持关断。储存在电容器540(C_OLED)上的电荷接着传输至电容器552(C_INT)以在放大器输出556处创建输出电压650，该输出电压与OLED 522的导通电压成比例。

在读取阶段656结束之前，信号638(φ₃)关断以使电荷泵电路508与驱动晶体管502隔开。

如图所示，监测输出晶体管534为驱动晶体管520或OLED 522的电流的线性积分提供直接路径。读出可在预充电和积分周期进行。然而，图6C图示出了另外的最终读取阶段的输入信号的时序图，如果电荷泵电路508的输出在积分阶段中被采样，则可去除该另外的最终读取阶段。图6C包括图5中的选择输入530、开关560、562、564和554、编程电压输入532、节点544处的电压以及输出电压556的电压信号660-674。图6C中的读出过程因此而具有预充电阶段676、积分阶段678和可选的读取阶段680。

如图6C所示，图5中n型晶体管520的直接积分读出过程是通过同时对漏极电容器524、源极电容器526和寄生电容器540和542预充电而启动的。为此，施加至选择输入530的信号660和施加至开关564和554的信号666和668(φ₃、φ₄)就如图6C所示而变成有效。施加至开关560和562的信号662和664(φ₁、φ₂)在整个读出周期中保持为低。共模电压输入558(VCM)的电平确定监测输出线536上的电压和节点544处的电压。共模电压输出558的电压信号(VCM_TFT)足够低以使OLED 522不会导通。施加至编程输入532(V_Data)的信号670(V_{ON_TFT})足够高以使驱动晶体管520导通。

在积分阶段678开始时，施加至开关554的信号668(φ₄)关断以允许电荷泵放大器550对来自驱动晶体管520的电流进行积分。电荷泵放大器550的输出电压674以恒定速率降低，该速率是驱动晶体管520的阈值电压、迁移率和栅源电压的函数。在积分阶段结束之前，施加至开关564的信号666(φ₃)关断以使电荷泵电路508与驱动电路502隔开。因此，输出电压由下式得出：

其中，I_TFT为驱动晶体管520的漏极电流，该电流为迁移率和(V_Data-V_CM-V_th)的函数。T_int是积分时长。输出电压674是驱动晶体管520的迁移率和阈值电压的函数，其可在读取阶段680的任何时候被采样。

图6D示出了用于直接读取图5中OLED 522的导通(阈值)电压的输入信号的时序图。图6D包括图5中的选择输入530、开关560、562、564和554、编程电压输入532、节点544处的电压以及输出电压556的电压信号682-696。图6C中的读出过程具有预充电阶段697、积分阶段698和可选的读取阶段699。

如图6D中的读出过程是通过同时对漏极电容器524、源极电容器526和寄生电容器540和542预充电而启动的。为此，施加至选择输入530的信号682和施加至开关564和554的信号688和690(φ₃、φ₄)就如图6D所示而变成有效。信号684和686(φ₁、φ₂)在整个读出周期中都保持为低。共模电压输入558(VCM)的电平确定监测输出线536上的电压和节点544处的电压。共模电压输入558的电压信号(VCM_OLED)足够高以使OLED522导通。编程输入532(V_Data)的信号692(V_{OFF_TFT})足够低以使驱动晶体管520保持关断。

在积分阶段698开始时，施加至开关552的信号690(φ₄)关断以允许电荷泵放大器550对来自OLED 522的电流进行积分。电荷泵放大器550的输出电压696将以恒定速率倾斜变化，该速率是阈值电压和OLED 522上的电压的函数。

在积分阶段698结束之前，施加至开关564的信号668(φ₃)关断以使电荷泵电路508与驱动电路502隔开。因此，输出电压由下式得出：

其中，I_OLED为OLED电流，该电流是(V_CM-V_th)的函数，T_int为积分时长。输出电压是OLED 522的阈值电压的函数，其可在读取阶段699中的任何时候被采样。

计算机、软件和网络领域中的技术人员会理解，图1中的控制器112通常地可采用一个或多个根据本文描述和图示的教导进行编程的通用计算机系统、微处理器、数字信号处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程逻辑装置(FPLD)、现场可编程栅极阵列(FPGA)来实现。

此外，可用两个或多个计算系统或装置代替本文中描述的任何一个控制器。相应地，如冗余、重复等分布式处理的原理和优点也可根据需要实现，以增加本文所述控制器的鲁棒性和性能。控制器也可在计算机系统或使用任何适合的界面机制和通信技术延伸跨过任何网络环境的系统上实施，这些通信技术例如包括：任何适合形式的电信(例如，语音、调制解调器等)、公用交换电话网(PSTN)、分组数据网络(PDN)、因特网、内联网及其结合等。

下面将参照图7所示流程图对示例的数据提取过程的操作进行描述。图7中的流程图表示用于确定简单驱动电路的阈值电压和迁移率的示例的机器可读指令，该简单驱动电路可以实现图1中像素104的最大孔径。在本示例中，机器可读指令包括由以下元件执行的算法：(a)处理器、(b)控制器、和/或(c)一个或多个其它适合的处理装置。该算法可包含在储存于如闪存、CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字视频(通用)磁盘(DVD)或其它存储器等有形介质中的软件中。但是本领域中的普通技术人员将很容易理解整个算法和/或部分算法也可由除处理器之外的装置来执行，和/或通过熟知的方式嵌入固件或专用硬件中(例如，其可通过使用专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程逻辑装置(FPLD)、现场可编程栅极阵列(FPGA)、离散逻辑等来实现)。例如，提取序列中的任何或所有部件都可通过软件、硬件和/或固件来实现。同样，由图7的流程图所代表的机器可读指令中的一些或全部可手动实现。而且，尽管示例性算法是参照图7所示流程图而描述的，但本领域中的普通技术人员将很容易理解也可使用许多其它方法来实施示例的机器可读指令。例如，可改变模块的执行顺序和/或可改变、去除或组合所述的一些模块。

通过接通相应的选择和编程线对进行研究中的像素104进行选择(700)。一旦选择了像素104，便通过四个阶段执行读出。读出过程一开始是首先在重置阶段(702)对OLED上的寄生电容(C_oled)进行放电。接着，将驱动晶体管导通特定时长，这使得一些电荷积累在OLED的电容(C_oled)上(704)。在该积分阶段，选择晶体管关断以隔离OLED的电容C_oled上的电荷，接着线路寄生电容(C_P)被预充电至已知的电平(706)。最后，在读取阶段(708)，驱动晶体管再次导通，以允许OLED的电容C_oled上的电荷传输至电荷泵放大器输出。放大器的输出代表的数量是迁移率和阈值电压的函数。通过取消选择像素以完成读出过程，从而防止校准其它像素时带来的干扰。

图8是如图2中的二晶体管电路和图5中的三晶体管电路等像素电路的不同提取周期和参数应用的流程图。一个流程是与电荷传输相关的像素内积分(800)。与想要的参数有关的电荷累积在像素的内部电容中(802)。该电荷接着传输至外部读出电路(比如电荷泵电路或积分器)以创建成比例的电压(804)。另外一个流程是离像素积分或直接积分(810)。器件电流由外部读出电路(比如电荷泵电路或积分器)直接进行积分(812)。

在两个流程中，生成的电压都经过后处理以求出想要的参数，比如求出驱动晶体管的阈值电压或迁移率和OLED的导通电压(820)。提取出的参数接着可用于多种应用场合(822)。使用参数的示例包括：根据提取出的参数修改编程数据以补偿像素变化(824)。另一示例为对像素面板进行预老化(826)。另一示例为：在制造后估计像素面板的加工成品率。

图9是数据提取系统的部件的框图和图表，该数据提取系统包括像素电路900、开关盒902和可为电荷泵/积分器的读出电路904。像素电路900的组成部件(910)包括：如OLED等发光器件、如驱动晶体管等驱动装置、如电容器等储存装置以及如选择开关等接入开关。开关盒902的组成部件912包括：一组可由外部控制信号控制的电子开关。读出电路904的组成部件914包括：放大器、电容器和重置开关。

想要的参数可如方框920表示的那样储存。本示例中想要的参数可包括：驱动晶体管的阈值电压、驱动晶体管的迁移率以及OLED的导通电压。开关盒902的功能由方框922表示。这些功能可包括：将电流导入和导出像素电路900、在像素电路900和读出电路904的电荷泵之间提供放电路径、并且使读出电路904的电荷泵与像素电路900隔开。读出电路904的功能由方框924表示。其中一个功能包括：将电荷从像素电路900的内部电容传输至读出电路904的电容器，以生成与像素内积分情况下的电荷成比例的电压(如图8中的步骤800-804)。另一个功能包括：对像素电路900中的驱动晶体管或OLED的电流进行特定时间的积分，以生成与该电流成比例的电压(如图8中步骤810-814)。

图10是涉及图5中的电路的变形例中的驱动晶体管520的阈值电压和迁移率的提取的信号的时序图，其中在图5中的电路的变形例中，输出晶体管534的栅极连接至单独的控制信号线RD而不是SEL线。图10中的读出过程具有预充电阶段1001、积分阶段1002和读取阶段1003。在预充电阶段1001期间，驱动晶体管520的栅极和源极处的电压V_A和V_B通过使SEL信号和RD信号都变高而被重置为初始电压。

在积分阶段1002期间，信号RD变低，栅极电压V_A保持V_init，且源极(节点544)处的电压V_B被充电而返回到作为TFT特性(包括迁移率和阈值电压)的函数的电压，例如，(V_init–V_T)。如果积分阶段1002足够长，则电压V_B将仅是阈值电压(V_T)的函数。

在读取阶段1003期间，信号SEL为低，V_A下降到(V_init+Vb–Vt)且V_B下降到Vb。电荷从节点544处的总电容C_T传输至读出电路504中的积分电容器(C_int)552。能够使用模拟数字转换器(ADC)在电荷放大器550的输出处读取输出电压V_out。或者，能够使用比较器来比较所述输出电压与参考电压，并同时调节V_init直到这两个电压变得相同。可以通过在一个阶段期间对没有连接任何像素的线路进行采样且在另一个阶段内对像素电荷进行采样来创建参考电压。

图11是用于图5中的电路的变形例中的OLED 522的导通电压的提取的输入信号的时序图。

图12是通过从外部使节点初始化来读取像素状态的像素电路的电路图。驱动晶体管T1具有漏极、源极和栅极，漏极连接至供给电压Vdd，源极连接至OLED D1，且栅极经由开关晶体管T2连接至Vdata线。晶体管T2的栅极连接至写入线WR。存储电容器Cs连接在(位于驱动晶体管T1的栅极与晶体管T2之间的)节点A与(位于驱动晶体管T1的源极与OLED之间的)节点B之间。读取晶体管T3将节点B连接至监测线，且由读取线RD上的信号控制。

图13是图示了图12中的电路的用于从外部使节点初始化的操作的时序图。在第一阶段P1期间，利用关断电压V0编程驱动晶体管T1，且经由监测线从外部将OLED的电压设定成Vrst。在第二阶段P2期间，读取信号RD使晶体管T3关断，且因此通过OLED D1使OLED的电压放电，直到OLED关断(创建OLED导通电压阈值)。在第三阶段P3期间，经由监测线将OLED的关断电压传输至外部读出电路(例如，使用电荷放大器)。

图14是图示了通过从外部使节点初始化来读取像素状态的流程图。在第一个步骤中，重置内部节点，使得至少一个像素部件是导通的。第二个步骤提供内部/外部节点稳定到期望状态(例如，关断状态)的时间。第三个步骤读取内部节点的关断状态值。

图15是图示了图12中的电路的从内部使节点初始化的变形操作的时序图。在第一阶段P1期间，利用导通电压V1编程驱动晶体管T1。因此，OLED的电压升高到比它的导通电压阈值高的电压。在第二阶段P2期间，利用关断电压V0编程驱动晶体管T1，且因此通过OLEDD1使OLED的电压放电，直到OLED关断(创建OLED导通电压阈值)。在第三阶段P3期间，将OLED的导通阈值电压传输至外部读出电路(例如，使用电荷放大器)。

图16是图示了通过从内部使节点初始化来读取像素状态的流程图。第一个步骤使用于测量的选择像素导通，使得内部/外部节点稳定到导通状态。第二个步骤使选择像素关断，使得内部/外部节点稳定到关断状态。第三个步骤读取内部节点的关断状态值。

图17是图示了图12所示的像素电路之中的经由各个读取晶体管T3连接至公共监测线的两个像素电路的电路图，且图18是图示了利用公共监测线来读取像素电荷的组合电路的操作的时序图。在第一阶段P1期间，利用关断电压V01和V03编程像素，且将OLED的电压重置到VB0。在第二阶段P2期间，读取信号RD为关断，且利用导通电压V1来编程用于测量的像素，并且同时另一个像素停留在关断状态。因此，被选择用于测量的像素中的OLED的电压高于导通电压阈值，同时连接至监测线的另一个像素停留在重置状态。在第三阶段P3期间，利用关断电压V02对利用导通电压进行编程的像素进行编程以使其也关断。在这个阶段期间，选择像素中的OLED的电压放电至它的导通阈值电压。在第四阶段P4期间，读回OLED的电压。

图19是图示了利用公用监测线读取像素状态的流程图。第一个步骤使所有像素关断，且重置内部/外部节点。第二个步骤使用于测量的选择像素导通，从而将内部/外部节点设定成导通状态。第三个步骤使选择像素关断，从而内部/外部节点稳定到关断状态。第四个步骤读取内部节点的关断状态值。

图20A图示了经由开关晶体管T2将Vdata线连接至节点A且经由读出晶体管T3将Monitor/Vref线连接至节点B的像素电路。节点A连接至驱动晶体管T1的栅极及存储电容器Cs的一侧。图20B是图20A中的电路的使用基于电荷的补偿的操作的时序图。节点B连接至驱动晶体管T1的源极和电容器Cs的另一侧以及开关晶体管T4的漏极，其中开关晶体管T4的漏极连接在驱动晶体管的源极与供给电压源Vdd之间。这种情况下的操作如下：

1.在编程周期期间，利用经由晶体管T2从Vdata线提供到节点A的编程电压V_P来编程像素，且节点B经由晶体管T3连接至来自VMonitor/Vref线的参考电压Vref。

2.在放电周期期间，读取信号RD使晶体管T3关断，且因此调节节点B处的电压以部分地补偿驱动晶体管T1的变化(或老化)。

3.在驱动阶段期间，写入信号WR使晶体管T2关断，且在延迟(能够为0)之后，信号EM使晶体管T4导通，以将供给电压Vdd连接至驱动晶体管T1。因此，驱动晶体管T1的电流由存储于电容器C_S中的电压控制，且相同的电流流向OLED。

在另一构造中，经由开关晶体管T2将参考电压Vref从Vdata线提供到节点A，且经由读取晶体管T3将来自Monitor/Vdata线的编程电压Vp提供到节点B。这种情况下的操作如下：

1.在编程周期期间，使节点A充电至经由晶体管T2从Vdata线提供的参考电压Vref，且经由晶体管T3将来自Monitor/Vref线的编程电压Vp提供到节点B。

3.在驱动阶段期间，写入信号WR使晶体管T2关断，且在延迟(能够为0)之后，信号EM使晶体管T4导通，以使供给电压Vdd连接至驱动晶体管T1。因此，驱动晶体管T1的电流由存储于电容器C_S中的电压控制，且相同的电流流向OLED。

图21是图20A中的电路的用于读出驱动晶体管T1的电流和/或电压的操作的时序图。可以在具有或不具有放电时段的情况下对像素进行编程。如果存在着放电时段，该放电时段可以是短的时间，以使电容器C_S部分地放电，或者该放电周期可以足够长，以使电容器C_S放电直到驱动晶体管T1关断。在短的放电时间的情况下，能够通过在读出时间期间施加固定电压来读取驱动晶体管T1的电流，或通过经由读取晶体管T3施加来自Monitor/Vref线的固定电流来读取由充当放大器的驱动晶体管T1创建的电压。在长的放电时间的情况下，能够读回由于放电而在节点B处创建的电压。这个电压代表驱动晶体管T1的阈值电压。

图22是图20A中的电路的用于读出OLED的电压的操作的时序图。在图22中所描绘的情况下，(利用高的导通电压)对像素电路进行编程，使得驱动晶体管T1充当开关，且通过晶体管T1和T3测量OLED的电流或电压。在另一情况下，通过改变节点A和节点B处的电压来测量多个电流/电压点，且根据电流与电压之间的方程式，能够提取OLED的电压。例如，如果驱动晶体管T1在线性区域中操作，则OLED的电压更加影响这个晶体管的电流；因此，通过拥有驱动晶体管T1的线性操作区域和饱和操作区域中的电流点，能够根据晶体管T1的电压-电流关系来提取OLED的电压。

如果两个以上的像素共用相同的监测线，则对于没有被选择用于OLED测量的像素，通过将关断电压施加到它们的驱动晶体管T1来关断它们。

图23是图20A中电路的用于读出OLED的电压的变形操作的时序图，所述操作如下：

1.在重置阶段期间，利用导通电压来充电OLED。

2.在放电阶段期间，信号Vdata使驱动晶体管T1关断，且因此通过OLED使OLED的电压放电至关断电压。

3.在读出阶段期间，通过驱动晶体管T1和读取晶体管T3读回OLED的关断电压。

图24图示了使用外部补偿来从像素电路中提取寄生电容的电路。在用于OLED显示器的多数外部补偿系统中，像素中的内部节点在测量和驱动周期期间是不同的。因此，不会适当地提取寄生电容的作用。

下面是用于补偿寄生参数的程序：

1.利用一组的电压/电流(外部电压/电流或内部电压/电流)来测量状态1下的像素。

2.利用不同的一组的电压/电流(外部电压/电流或内部电压/电流)来测量状态2下的像素。

3.基于包括寄生参数的像素模型，从先前的两个测量中提取所述寄生参数(如果该模型需要更多的测量，则针对多个不同组的电压/电流重复步骤2)。

在另一种技术中通过实验提取寄生作用。例如，能够使这两组的测量值相减，且通过使用增益将差值添加到其它测量中。能够通过实验来提取该增益。例如，能够将经过缩放的差值添加到针对特定灰度级的面板作出的测量组。能够通过实验调节缩放因子，直到面板上的图像满足规格。之后，能够使用这个缩放因子作为用于所有其它面板的固定参数。

一种寄生参数的外部测量的方法为电流读出。在这种情况下，为了提取寄生参数，能够针对两组测量改变由测量电路设定的外部电压。图24示出了具有用于测量像素电流的读出线的像素。读出线的电压由测量单元偏置电压(V_B)控制。

图25图示了能够用于电流测量的像素电路。利用校准的编程电压V_cal对像素进行编程，且将监测线设定成参考电压V_ref。然后，通过利用控制信号RD使晶体管T3导通来测量驱动晶体管T1的电流。在驱动周期期间，节点B处的电压处于V_oled，且节点A处的电压从V_cal改变到V_cal+(V_oled-V_ref)C_S/(C_P+C_S)，其中V_cal是校准的编程电压，C_P是节点A处的总寄生电容，且V_ref是编程期间的监测电压)。驱动晶体管的栅极-源极电压V_GS在编程周期期间(V_P-V_ref)和驱动周期期间[(V_P-V_ref)C_S/(C_P+C_S)-V_oledC_P/(C_P+C_S)]是不同的。因此，由于将会影响补偿的寄生电容的原因，编程和测量期间的电流不同于驱动电流，尤其是在驱动晶体管T1中存在显著的迁移率变化的情况下。

为了在测量期间提取寄生效应，能够使监测线处的电压V_B在测量期间的电压不同于V_B在编程周期期间的电压(V_ref)。因此，测量期间的栅极-源极电压V_GS将是[(V_P-V_ref)C_S/(C_P+C_S)-V_BC_P/(C_P+C_S)]。能够使用两个不同的V_B(V_B1和V_B2)来提取寄生电容C_P的值。在一种情况下，电压V_P是相同的，但是两种情况下的电流将是不同的。能够使用像素电流方程式且根据这两个电流的差值来提取寄生电容C_P。在另一种情况下，能够调节其中一个V_P以得到与另一种情况相同的电流。在这种情形下，所述差值将是(V_B1-V_B2)C_P/(C_P+C_S)。因此，能够提取C_P，这是因为所有参数是已知的。

图26图示了具有电荷读出能力的像素。这里，对内部电容器充电并接着将电荷传输至电荷积分器，或者通过电荷读出电路来积分电流。在积分电流的情况下，能够使用上述方法来提取寄生电容。

当期望读取内部电容器中积分的电荷时，除了直接调节电压以外，还能够使用两个不同的积分时间来提取寄生电容。例如，在图25所示的像素电路中，能够使用OLED电容来从内部积分像素电流，并接着能够使用电荷泵放大器将积分值传输到外部。为了提取寄生参数，能够使用上述改变电压的方法。然而，由于电荷积分的本质的原因，当在OLED电容器中积分电流时，能够使用两个不同的积分时间。

随着节点B的电压增大，寄生参数对像素电流的影响也变大。因此，具有更长的积分时间的测量导致节点B处的更大电压，且因此该测量更加受寄生参数的影响。一种方法能够使用电荷值，且能够使用像素方程式来提取寄生参数。另一种方法通过调节编程电压来确保两种情况下的利用积分时间标准化的测量电荷是相同的。然后，如上所述地，能够使用这两个电压之间的差值提取寄生电容。

尽管已经对本发明的特定实施例和应用进行了图示和描述，但应理解，本发明不限于本文所公开的精确结构和组成，在不背离所附权利要求所定义的本发明的精神和范围的情况下，对上述描述做出多种修改、改变和变化将是显而易见的。

Claims

1.一种用于从像素电路中提取寄生电容的方法，所述像素电路包括发光器件、用于向所述发光器件提供可编程驱动电流的驱动器件、编程输入端和用于存储编程信号的存储器件，所述方法包括：

在具有第一组的操作电压和操作电流的第一状态时，测量所述像素电路的至少一个参数，

当具有不同于所述第一组的第二组的操作电压和操作电流的第二状态时，测量所述像素电路的至少一个参数，

在不同组的操作条件下将寄生电容对所测量的参数的影响建模，在所述第一状态和所述第二状态时测量所述像素电路的所述参数的步骤之前或之后进行创建模型的建模的步骤，和

通过使用所述模型并根据上述两个测量提取被选择的寄生电容的值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所测量的参数是所述像素电路中的电流。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所测量的参数是所述像素电路中的电荷。

4.一种用于从像素电路中提取寄生电容的方法，所述像素电路包括发光器件、用于向所述发光器件提供可编程驱动电流的驱动器件、编程输入端和用于存储编程信号的存储器件，所述方法包括：

当具有第一组的操作电压和操作电流的第一状态时，测量所述像素电路的至少一个参数，

确定上述两个测量之间的差值，和

当具有已知的一组的操作电压和操作电流的第三状态时，测量所述像素电路的至少一个参数，且基于所确定的差值，通过增益修改该测量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述像素电路是具有规定规格的显示器中的一部分，且所述增益被调节成使所述像素电路与所述规定规格相匹配。