CN105225638B - 用于amoled显示器的像素电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制显示器的系统，所述显示器中的每个像素电路均包括发光器件、驱动晶体管、存储电容器、参考电压源以及编程电压源。存储电容器存储电压，且所存储的电压等于参考电压和编程电压之间的差值，并且控制器提供作为用于已知目标电流的校准电压的编程电压，将流经驱动晶体管的电流读取至监测线，在改变校准电压以使通过驱动晶体管提供的电流大体上等于目标电流的同时关闭发光器件，改变校准电压以使通过驱动晶体管提供的电流大体上等于目标电流，并且基于驱动晶体管的预定电流‑电压特性来确定对应于所改变的校准电压的电流。

Description

用于AMOLED显示器的像素电路
相关申请的交叉引用
本申请包含于2014年8月6日向美国专利局提交的美国在先专利申请第14/298,333号的公开内容相关的主题，在这里将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明大体涉及在显示器中使用的电路以及用于对显示器(特别地，诸如有源矩阵有机发光二极管显示器之类的显示器)进行驱动、校准和编程的方法。
背景技术
显示器可以由均被单独的电路(即，像素电路)控制的发光器件的阵列构成，上述电路具有晶体管以用于选择性地控制电路以使这些电路编程有显示信息并且根据显示信息来发光。可以将在基板上制造的薄膜晶体管(TFT)结合到这种显示器中。随着显示器的老化，TFT往往在整个显示器面板中且随着时间表现出不均匀的特性。可以将补偿技术应用到这种显示器以实现显示器的图像均匀性并且消除显示器随着显示器老化的劣化。
在一些用于为显示器提供补偿以消除整个显示器面板中的随着时间的变化的方案中，利用监测系统来测量与像素电路的老化(即，劣化)相关的随时间变化的参数。然后，可以使用测量到的信息来通知像素电路的随后编程，以便确保通过调整编程来消除任何测量到的劣化。这种被监视的像素电路可能需要使用额外的晶体管和/或线路，以选择性地将像素电路连接到监测系统并为读取出信息做准备。额外的晶体管和/或线路的加入可能不期望地减少了像素间距(即，像素密度)。
发明内容
根据一个实施例，提供了一种用于控制显示器中的像素的阵列的系统，所述显示器中的每个所述像素包括像素电路，所述像素电路包括：发光器件；驱动晶体管，其用于在发光周期期间根据所述驱动晶体管两端的电压来驱动流经所述发光器件的电流，所述驱动晶体管具有栅极，源极和漏极；存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的栅极，并用于控制所述驱动电压；参考电压源，其连接到第一开关晶体管，所述第一开关晶体管用于控制所述参考电压源至所述存储电容器的连接；编程电压源，其连接到第二开关晶体管，所述第二开关晶体管用于控制所述编程电压源至所述驱动晶体管的栅极的连接，使得所述存储电容器存储如下电压，该电压等于参考电压和编程电压之间的差值；以及控制器，其被构造成用于(1)提供编程电压，所述编程电压是用于已知目标电流的校准电压；(2)将流经所述驱动晶体管的电流读取至监测线；(3)在改变所述校准电压以使通过所述驱动晶体管提供的电流大体上等于所述目标电流的同时关断所述发光器件；(4)改变所述校准电压以使通过所述驱动晶体管提供的电流大体上等于所述目标电流；以及(5)基于所述驱动晶体管的预定的电流-电压特性来确定与所改变的校准电压相对应的电流。
另一个实施例提供了一种用于控制显示器中的像素的阵列的系统，所述显示器中的每个所述像素包括像素电路，所述像素电路包括：发光器件；驱动晶体管，其用于在发光周期期间根据所述驱动晶体管两端的电压来驱动流经所述发光器件的电流，所述驱动晶体管具有栅极，源极和漏极；存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的栅极，并用于控制所述驱动电压；参考电压源，其连接到第一开关晶体管，所述第一开关晶体管用于控制所述参考电压源至所述存储电容器的连接；编程电压源，其连接到第二开关晶体管，所述第二开关晶体管用于控制所述编程电压源至所述驱动晶体管的栅极的连接，使得所述存储电容器存储如下电压，该电压等于参考电压和编程电压之间的差值；以及控制器，其被构造成用于(1)提供编程电压，所述编程电压是预定的固定电压；(2)将来自外部源的电流提供到所述发光器件；以及(3)读取所述驱动晶体管和所述发光器件之间的节点处的电压。
在又一个实施例中，提供了一种用于控制显示器中的像素的阵列的系统，所述显示器中的每个所述像素包括像素电路，所述像素电路包括：发光器件；驱动晶体管，其用于在发光周期期间根据所述驱动晶体管两端的电压来驱动流经所述发光器件的电流，所述驱动晶体管具有栅极，源极和漏极；存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的栅极，并用于控制所述驱动电压；参考电压源，其连接到第一开关晶体管，所述第一开关晶体管用于控制所述参考电压源至所述存储电容器的连接；编程电压源，其连接到第二开关晶体管，所述第二开关晶体管用于控制所述编程电压源至所述驱动晶体管的栅极的连接，使得所述存储电容器存储如下电压，该电压等于参考电压和编程电压之间的差值；以及控制器，其被构造成用于(1)提供编程电压，所述编程电压是关断电压，使得所述驱动晶体管不向发光器件提供任何电流；(2)将来自外部源的电流提供到所述驱动晶体管与所述发光器件之间的节点，所述外部源具有基于已知目标电流的预校准电压；(3)改变所述预校准电压以使所述电流与所述目标电流大体上相等；(4)读取对应于所改变的校准电压的电流，以及(5)基于所述OLED的预定电流-电压特性来确定对应于所改变的校准电压的电流。
再一实施例提供了一种用于控制显示器中的像素的阵列的系统，所述显示器中的每个所述像素包括像素电路，所述像素电路包括：发光器件；驱动晶体管，其用于在发光周期期间根据所述驱动晶体管两端的电压来驱动流经所述发光器件的电流，所述驱动晶体管具有栅极，源极和漏极；存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的栅极，并用于控制所述驱动电压；参考电压源，其连接到第一开关晶体管，所述第一开关晶体管用于控制所述参考电压源至所述存储电容器的连接；编程电压源，其连接到第二开关晶体管，所述第二开关晶体管用于控制所述编程电压源至所述驱动晶体管的栅极的连接，使得所述存储电容器存储如下电压，该电压等于参考电压和编程电压之间的差值；以及控制器，其被构造成用于(1)将来自外部源的电流提供到所述发光器件；以及(2)读取所述驱动晶体管和所述发光器件之间的节点处的电压，以作为所述驱动晶体管的用于对应电流的栅极电压。
另一实施例提供了一种用于控制显示器中的像素的阵列的系统，所述显示器中的每个所述像素包括像素电路，所述像素电路包括：发光器件；驱动晶体管，其用于在发光周期期间根据所述驱动晶体管两端的电压来驱动流经所述发光器件的电流，所述驱动晶体管具有栅极，源极和漏极；存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的栅极，并用于控制所述驱动电压；电压电源，其连接到第一开关晶体管，所述第一开关晶体管用于控制所述电压电源值所述存储电容器和所述驱动晶体管的连接；编程电压源，其连接到第二开关晶体管，所述第二开关晶体管用于控制所述编程电压源至所述驱动晶体管的栅极的连接，使得所述存储电容器存储如下电压，该电压等于参考电压和编程电压之间的差值；监测线，其连接到第三开关晶体管，所述第三开关晶体管用于所述控制监测线至所述驱动晶体管与所述发光器件之间的节点的连接；以及控制器，其用于(1)控制所述编程电压源以产生如下电压，该电压是与所述驱动晶体管中的已知目标电流相对应的校准电压；(2)控制所述监测线以读取流经所述监测线的电流，其中，监视电压足够低以防止所述发光器件开启；(3)控制所述编程电压源以改变所述校准电压，直至流经所述驱动晶体管的电流大体上等于所述目标电流；以及(4)在所述驱动晶体管的预定电流-电压特性中识别对应于所改变的校准电压的电流，其中，所识别的电流对应于驱动晶体管的当前阈值电压。
另一个实施例提供了一种用于控制显示器中的像素的阵列的系统，所述显示器中的每个所述像素包括像素电路，所述像素电路包括：发光器件；驱动晶体管，其用于在发光周期期间根据所述驱动晶体管两端的电压来驱动流经所述发光器件的电流，所述驱动晶体管具有栅极，源极和漏极；存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的栅极，并用于控制所述驱动电压；电压电源，其连接到第一开关晶体管，所述第一开关晶体管用于控制所述电压电源至所述存储电容器和所述驱动晶体管的连接；编程电压源，其连接到第二开关晶体管，所述第二开关晶体管用于控制所述编程电压源至所述驱动晶体管的栅极的连接，使得所述存储电容器存储如下电压，该电压等于参考电压和编程电压之间的差值；检测线，其连接到第三开关晶体管，所述第三开关晶体管用于控制所述监测线至所述发光器件和所述驱动晶体管之间的节点的连接；以及控制器，其用于(1)控制所述编程电压源以产生关断电压，所述关断电压用于防止所述驱动晶体管使电流流入所述发光器件；(2)控制所述监测线以将来自所述监测线的预校准电压提供到所述驱动晶体管和所述发光器件之间的节点，所述预校准电压使电流经由所述节点流向发光器件，并且所述预校准电压对应于流经所述驱动晶体管的预定目标电流；(3)改变所述预校准电压，直至经由所述节点流向所述发光器件的电流大体上等于所述目标电流；以及(4)在所述驱动晶体管的预定电流-电压特性中识别对应于所改变的校准电压的电流，所识别的电流对应于所述驱动晶体管的电压。
根据另一个实施例，提供了一种用于控制显示器中的像素的阵列的系统，所述显示器中的每个所述像素包括发光器件，所述像素电路包括：所述发光器件；驱动晶体管，其用于在发光周期期间根据所述驱动晶体管两端的电压来驱动流经所述发光器件的电流；存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的栅极，并用于控制所述驱动电压；参考电压源，其连接到第一开关晶体管，所述第一开关晶体管用于控制所述参考电压源至所述存储电容器的连接；编程电压源，其连接到第二开关晶体管，所述第二开关晶体管用于控制所述编程电压源至所述驱动晶体管的栅极的连接，使得所述存储电容器存储如下电压，该电压等于参考电压和编程电压之间的差值；以及监测线，其经由读取晶体管连接到所述驱动晶体管与所述发光器件之间的第一节点。控制器使所述第一节点充电至作为所述驱动晶体管的特性的函数的电压，并将所述存储电容器和所述驱动晶体管的栅极之间的第二节点充电至所述编程电压，并将流经所述驱动晶体管的实际电流读取至所述监测线。
对于本领域的普通技术人员来说，在阅读了本发明的各实施方式和/或各方面的详细说明之后，本发明的前述的和其它的方面及实施方式将变得更加清楚。上述详细说明是通过参照附图进行的，接下来将对这些附图进行简单说明。
附图说明
在阅读了下面的详细说明及参照了附图之后，本发明的上述优点及其它优点将变得更加明显。
图1示出了用于在监视单独像素的劣化并为此提供补偿的同时驱动OLED显示器的系统的示例性构造。
图2A是示例性像素电路构造的电路图。
图2B是图2A所示的像素的第一示例性操作周期的时序图。
图2C是图2A所示的像素的第二示例性操作周期的时序图。
图3A是示例性像素电路构造的电路图。
图3B是图3A所示的像素的第一示例性操作周期的时序图。
图3C是图3A所示的像素的第二示例性操作周期的时序图。
图4A是示例性像素电路构造的电路图。
图4B是针对显示器中的两个相同像素电路的变形构造的电路图。
图5A是示例性像素电路构造的电路图。
图5B是图5A所示的像素的第一示例性操作周期的时序图。
图5C是图5A所示的像素的第二示例性操作周期的时序图。
图5D是图5A所示的像素的第三示例性操作周期的时序图。
图5E是图5A所示的像素的第四示例性操作周期的时序图。
图5F是图5A所示的像素的第五示例性操作周期的时序图。
图6A是示例性像素电路构造的电路图。
图6B是图6A所示的像素的示例性操作周期的时序图。
图7A是示例性像素电路构造的电路图。
图7B是图7A所示的像素的示例性操作周期的时序图。
图8A是示例性像素电路构造的电路图。
图8B是图8A所示的像素的示例性操作周期的时序图。
图9A是示例性像素电路构造的电路图。
图9B是图9A所示的像素的第一示例性操作周期的时序图。
图9C是图9A所示的像素的第二示例性操作周期的时序图。
图10A是示例性像素电路构造的电路图。
图10B是在编程周期中图10A所示的像素的示例性操作周期的时序图。
图10C是在TFT读取周期中图10A所示的像素的示例性操作周期的时序图。
图10D是在OLED读取周期中图10A所示的像素的示例性操作周期的时序图。
图11A是具有IR压降补偿的像素电路的电路图。
图11B是图11A的电路的IR压降补偿操作的时序图。
图11C是读取图11A的电路中的驱动晶体管的参数的时序图。
图11D是读取图11A的电路中的发光器件的参数的时序图。
图12A是具有基于电荷的补偿的像素电路的电路图。
图12B是图12A的基于电荷的补偿操作的时序图。
图12C是直接读取图12A的电路中的发光器件的参数的时序图。
图12D是间接读取图12A的电路中的发光器件的参数的时序图。
图12E是直接读取图12A的电路中的驱动晶体管的参数的时序图。
图13是偏置像素电路的电路图。
图14A是连接到信号线的像素电路和电极的图。
图14B是像素电路和代替图14A所示的信号线的扩展电极的图。
图15是用于探测显示面板的垫布置的电路图。
图16是背板测试中使用的像素电路的电路图。
图17是用于全显示器测试的像素电路的电路图。
图18A是像素的示例性驱动电路的电路图，该像素包括经由被Rd(i)线控制的晶体管T4连接到节点B的监测线，其该驱动电路用于读取诸如驱动电流和OLED电压之类的操作参数的当前值。
图18B是图18A所示的像素电路的第一示例性编程操作的时序图。
图18C是图18A所示的像素电路的第二示例性编程操作的时序图。
图19A是其它的包括监测线的像素的示例性驱动电路的电路图。
图19B是图19A所示的像素电路的第一示例性编程操作的时序图。
图20是其它的包括监测线的像素的示例性驱动电路的电路图。
虽然本发明可以容易地做出各种变形和替代形式，但在附图中以示例的方式示出了具体实施例并且在本文中将会对这些具体实施例进行详细说明。然而，应当理解，本发明不限于所披露的特定形式。相反，本发明覆盖了落入所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有变形、等同物和替代形式。
具体实施方式
图1是示例性显示器系统50的示图。显示器系统50包括地址驱动器8、数据驱动器4、控制器2、存储器6和显示器面板20。显示器面板20包括布置成行和列的像素10的阵列。每个像素10可被单独地编程以发出具有可单独编程的亮度值的光。控制器2接收数字数据，该数字数据用于指示将要在显示器面板20上显示的信息。控制器2向数据驱动器4发送信号32并且向地址驱动器8发送调度信号34，以驱动显示器面板20中的像素10来显示所指示的信息。因而，与显示器面板20相关的多个像素10包括适于根据由控制器2接收的输入数字数据来动态地显示信息的显示器阵列(显示器屏幕)。显示器屏幕可以例如根据由控制器2接收的视频数据流来显示视频信息。电压电源14可提供恒定的电源电压或者可以是由来自控制器2的信号控制的可调节电压电源。显示器系统50也可以包含电流源或电流阱(currentsink)(未示出)的特征以向显示器面板20中的像素10提供偏置电流，从而减少像素10的编程时间。
出于示例性目的，图1中的显示器系统50通过显示器面板20中的仅四个像素10来进行图例说明。应当理解，显示器系统50可以被实施为具有包括诸如像素10之类的类似像素的阵列的显示器屏幕，且显示器屏幕不限于特定数量的行和列的像素。例如，显示器系统50可以被实施为具有在用于移动设备、监测类设备和/或投影设备的显示器中常用的多行和多列像素的显示器屏幕。
通过通常包括驱动晶体管和发光器件的驱动电路(像素电路)来操作像素10。在下文中，像素10可以是指像素电路。可选地，发光器件可以是有机发光二极管，但本发明的实施适用于具有其它电致发光器件(包括电流驱动型发光器件)的像素电路。可选地，像素10中的驱动晶体管可以是n型或p型的非晶硅薄膜晶体管，但是，本发明的实施不限于具有特定极性晶体管的像素电路或不仅仅限于具有薄膜晶体管的像素电路。像素电路10还可包括存储电容器，该存储电容器用于存储编程信息并允许像素电路10对已被寻址的发光器件进行驱动。因此，显示器面板20可以是有源矩阵型显示器阵列。
如图1所示，在显示器面板20中被图示为左上像素的像素10连接到选择线24i、电源线26i、DATA线22j以及监测线28j。在实施例中，电压电源14还可以向像素10提供第二电源线。例如，每个像素可连接到被充电有Vdd的第一电源线和被充电有Vss的第二电源线，并且像素电路10可以位于第一电源线与第二电源线之间以在像素电路的发光阶段期间促进这两个电源线间的驱动电流。显示器面板20中的左上像素10在显示器面板中可对应于显示器面板20中的第i行和第j列的像素。类似地，显示器面板20中的右上像素10表示第j行和第m列；左下像素10表示第n行和第j列；且右下像素10表示第n行和第m列。每个像素10连接到合适的选择线(例如选择线24i和24n)、电源线(例如电源线26i和26n)、DATA线(例如DATA线22j和22m)和监测线(例如监测线28j和28m)。注意，本发明的各个方面适用于具有诸如到其它选择线的连接等其它连接的像素，且适用于具有更少连接的像素，例如缺少到监测线的连接的像素。
参照显示器面板20中所示的左上像素10，选择线24i由地址驱动器8提供，且可用于例如通过激活开关或晶体管以使DATA线22j对像素10进行编程从而实现像素10的编程操作。DATA线22j将编程信息从数据驱动器4传输到像素10。例如，DATA线22j可用于向像素10施加编程电压或编程电流，以便对像素10进行编程从而使其发出期望量的亮度。数据驱动器4经由DATA线22j供应的编程电压(或编程电流)是如下电压(或电流)，该电压(或电流)适于使像素10根据控制器2所接收的数字数据发出具有期望量的亮度的光。可以在像素10的编程操作期间将编程电压(或编程电流)施加到像素10以对像素10内的诸如存储电容器之类的存储器件进行充电，由此能够使像素10在编程操作之后的发光操作期间发出具有期望量的亮度的光。例如，像素10中的存储器件可以在编程操作期间被充电，以在发光操作期间向驱动晶体管的栅极端子和源极端子中的一者或多者施加电压，由此使驱动晶体管根据存储器件中存储的电压来传输流经发光器件的驱动电流。
通常，在像素10中，在像素10的发光操作期间由驱动晶体管传输的流经发光器件的驱动电流是由第一电源线26i供应并流出到第二电源线(未示出)的电流。第一电源线26i和第二电源线连接到电压电源14。第一电源线26i可提供正的电源电压(例如在电路设计中通常被称作Vdd的电压)，而第二电源线可提供负的电源电压(例如在电路设计中通常被称作Vss的电压)。本发明的实施例可被实施成这样：电源线中的一者或另一者(例如电源线26i)被固定于接地电压或其它参考电压。
显示器系统50还包括监测系统12。再次参照显示器面板20中的左上像素10，监测线28j将像素10连接到监测系统12。监测系统12可与数据驱动器4集成在一起或者可以是分离的独立系统。特别地，可选地，监测系统12可以被实施为在像素10的监视操作期间监视DATA线22j的电流和/或电压，且监测线28j能够被完全省略掉。另外，显示器系统50可被实施成不具有监测系统12或监测线28j。监测线28j允许监测系统12测量与像素10相关的电流或电压，并由此提取用于指示像素10的劣化的信息。例如，监测系统12可经由监测线28j提取在像素10内的驱动晶体管中流过的电流，且由此基于所测量到的电流并基于在测量期间施加到驱动晶体管的电压来确定驱动晶体管的阈值电压或它的偏移。
监测系统12也可提取发光器件的操作电压(例如在发光器件正在进行发光操作时该发光器件两端的电压降)。然后，监测系统12可以将信号32传达到控制器2和/或存储器6，以使显示器系统50将所提取的劣化信息存储在存储器6中。在像素10的随后的编程和/或发光操作期间，控制器2经由存储器信号36从存储器6获取劣化信息，然后控制器12在像素10的随后的编程和/或发光操作中补偿所提取的劣化信息。例如，一旦提取了劣化信息，那么就可以在像素10的随后的编程操作期间对经由信号线22j被传输到像素10的编程信息进行适当的调节，使得像素10发出具有期望量的亮度且与像素10的劣化无关的光。在示例中，可通过适当地增加施加到像素10的编程电压来补偿像素10内的驱动晶体管的阈值电压的增加。
图2A是像素110的示例性驱动电路的电路图。图2A所示的驱动电路用于对像素110进行校准、编程和驱动，且包括用于传输流经有机发光二极管(OLED)114的驱动电流的驱动晶体管112。OLED 114根据流经OLED 114的电流发光，并可以被任何电流驱动型发光器件替代。OLED114具有固有电容量COLED。像素110可以在结合图1说明的显示器系统50的显示面板20中使用。
像素110的驱动电路还包括存储电容器116以及开关晶体管118。像素110连接到参考电压线144、选择线24i、电压电源线26i以及DATA线22j。驱动晶体管112根据驱动晶体管12的栅极端子和源极端子之间的栅-源电压(Vgs)从电压电源线26i抽取电流。例如，在驱动晶体管112的饱和模式下，流经驱动晶体管112的电流由Ids＝β(Vgs-Vt)2给出，其中β是取决于驱动晶体管112的器件特性的参数，Ids是从驱动晶体管112的漏极端子到驱动晶体管112的源极端子的电流，并且Vt是驱动晶体管112的阈值电压。
在像素110中，存储电容器116连接在驱动晶体管112的栅极端子与源极端子之间。存储电容器116具有第一端子116g和第二端子116s，为了方便起见，将第一端子称为栅极侧端子116g，并将第二端子称为源极侧端子116s。存储电容器116的栅极侧端子116g电连接到驱动晶体管112的栅极端子。存储电容器116的源极侧端子116s电连接到驱动晶体管112的源极端子。由此，驱动晶体管112的栅-源电压Vgs也是存储电容器116上所充电的电压。正如以下将进一步解释的那样，在像素110的发光阶段期间，存储电容器116能够由此维持驱动晶体管112两端的驱动电压。
驱动晶体管112的漏极端子通过发光晶体管122电连接到电压电源线26i，并且通过校准晶体管142电连接到参考电压线144。驱动晶体管112的源极端子电连接到OLED 114的阳极端子。OLED 114的阴极端子可以接地或可选地连接到第二电压电源线，例如电源线Vss(未示出)。由此，OLED 114与驱动晶体管112的电流路径串联连接。一旦OLED的阳极端子和阴极端子之间的电压降达到OLED 114的操作电压(VOLED)，OLED 114便根据流过OLED 114的电流的大小来发光。也就是说，当阳极端子上的电压与阴极端子上的电压的差值大于操作电压VOLED时，OLED 114开启并且发光。当阳极-阴极电压小于VOLED时，电流不流过OLED114。
根据选择线24i来操作开关晶体管118(例如，当选择线24i上的电压SEL位于高电平时，开关晶体管118开启，并且当选择线24i上的电压SEL位于低电平时，开关晶体管关断)。在开关晶体管118开启时，其将驱动晶体管的栅极端子(以及存储电容器116的栅极侧端子116g)电连接到DATA线22j。
驱动晶体管112的漏极端子经由发光晶体管122连接到VDD线26i，并且经由校准晶体管142连接到Vref线144。发光晶体管122由连接到晶体管122的栅极的EM线140上的电压控制，并且校准晶体管142由连接到晶体管142的栅极的CAL线140上的电压控制。正如以下将结合图2B进一步解释的那样，参考电压线144可以被维持于接地电压或其它固定参考电压(Vref)，并且可以可选地在像素110的编程阶段期间被调节，以便提供像素110的劣化的补偿。
图2B是图2A所示的像素110的示例性操作周期的示意时序图。像素110可以在校准周期tCAL、编程周期160以及驱动周期164中操作，其中校准周期tCAL具有被间隔156分离的两个阶段154和158。在校准周期的第一阶段154期间，SEL线和CAL线两者均为高电平，所以对应的晶体管118和142均开启。校准晶体管142向发光晶体管122的源极和驱动晶体管112的漏极之间的节点132施加具有使OLED 114关断的电平的电压Vref。开关晶体管118向驱动晶体管112的栅极施加处于偏置电压电平Vb的电压Vdata，以允许电压Vref从节点132转移到驱动晶体管112的源极和OLED 114的阳极之间的节点130。在第一阶段154结束时，CAL线上的电压变为低电平，而选择线上的电压保持高电平以使驱动晶体管112保持开启。
在校准周期tCAL的第二阶段158期间，EM线140上的电压变为高电平，以使发光晶体管122开启，这导致节点130处的电压增加。如果阶段158足够长，那么节点130处的电压达到值(Vb-Vt)，其中，Vt是驱动晶体管112的阈值电压。如果阶段158不够长而使得不能够达到该值，那么节点130处的电压是Vt和驱动晶体管112的迁移率的函数。这是存储在电容器116中的电压。
节点130处的电压被施加到OLED 114的阳极端子，但是该电压的值被选择成使得在OLED 114的阳极端子和阴极端子之间施加的电压小于OLED 114的操作电压VOLED，从而OLED 114不抽取电流。因此，在校准阶段158期间流经驱动晶体管112的电流不流过OLED114。
在编程周期160期间，EM线和CAL线两者上的电压均为低电平，所以发光晶体管122和校准晶体管142均关断。选择线保持高电平以开启开关晶体管118，并且DATA线22j被设定成编程电压Vp，由此将节点134(以及驱动晶体管112的栅极)充电至Vp。OLED 114和驱动晶体管112的源极之间的节点130保持校准周期期间产生的电压，这是因为OLED电容量大。在存储电容器116上被充电的电压是Vp和校准周期期间产生的电压之间的差值。因为在编程周期期间发光晶体管122是关断的，所以电容器116上的电荷不会受VDD线26i上的电压电平的变化影响。
在驱动周期164期间，EM线上的电压变成高电平，并由此开启发光晶体管122，同时开关晶体管118和校准晶体管142二者均保持关断。发光晶体管122的开启使驱动晶体管112根据存储电容器116上的驱动电压从VDD电源线26i抽取驱动电流。OLED 114开启，并且OLED的阳极处的电压调节成操作电压VOLED。由于存储在存储电容器116中的电压是阈值电压Vt和驱动晶体管112的迁移率的函数，因此流经OLED 114的电流保持稳定。
在驱动周期期间，选择线24i是低电平，因此开关晶体管118保持关断。存储电容器116维持驱动电压，并且驱动晶体管112根据电容器116上的驱动电压的值从电压电源线26i抽取驱动电流。驱动电流经由OLED114传输，OLED 114根据流过OLED 114的电流量发出期望量的光。存储电容器116通过自调节驱动晶体管112的源极端子和/或栅极端子的电压来维持驱动电压，从而消除一者或另一者上的变化。例如，如果在驱动周期164期间由于例如OLED 114的阳极端子保持在操作电压VOLED而使电容器116的源极侧端子上的电压发生变化，那么存储电容器116调节驱动晶体管112的栅极端子上的电压以维持驱动晶体管栅极端子和源极端子之间的驱动电压。
图2C是在校准周期tCAL的较长第一阶段174期间使用DATA线22j上的电压将节点130充电至Vref的变形时序图。这使得CAL信号与前一行像素的SEL信号相同，所以先前的SEL信号(SEL[n-1])可以用作第n行的CAL信号。
尽管通过可以是薄膜晶体管并且可以是由非晶硅制成的n型晶体管来图例说明图2A示出的驱动电路，但是图2A示出的驱动电路和图2B示出的操作周期可以扩展至互补电路，该互补电路具有一个或多个p型晶体管并且具有不同于薄膜晶体管的晶体管。
图3A是使用p型晶体管的图2A的驱动电路的变形例，其中，存储电容器116连接在驱动晶体管112的栅极端子和源极端子之间。从图3B中的时序图可以看出，发光晶体管122在编程周期154期间将图3A中的像素110从VDD线断开，以避免VDD变化对像素电流造成任何影响。校准晶体管142在编程周期154期间被CAL线120开启，校准晶体管142将电压Vref施加到电容器116的一侧上的节点132，同时开关晶体管118被选择线开启以将编程电压Vp施加到电容器的另一侧上的节点134。因此在图3A中的编程期间存储在存储电容器116中的电压将为(Vp-Vref)。由于存在小的电流在Vref线中流动，因此电压是稳定的。在驱动周期164期间，VDD线连接到像素，但是由于在驱动周期期间开关晶体管118关断，因此对存储在电容器116中的电压没有影响。
图3C是示出了如何在图3A的电路中获得TFT晶体管读取和OLED读取的时序图。对于TFT读取来说，在编程周期154期间DATA线22j上的电压Vcal应当是与所期望的电流相关的电压。对于OLED读取来说，在测量周期158期间，电压Vcal充分低以迫使驱动晶体管112充当开关，并且Vref线144和节点132上的电压Vb与OLED电压相关。因此，在不同周期期间，可以从DATA线22j和节点132中分别获得TFT读取和OLED读取。
图4A是电路图，并示出了如何将显示器的位于同一列j及相邻行i和i+1的图2A的两个像素连接到三条选择线SEL[i-1]、SEL[i]和SEL[i+1]、两条VDD线VDD[i]和VDD[i+1]、两条EM线EM[i]和EM[i+1]、两条VSS线VSS[i]和VSS[i+1]、公共Vref2/MON线24j以及公共DATA线22j。每列像素具有其单独的且被该列中所有像素共用的DATA线和Vref2/MON线。每行像素具有其自己的VDD线、VSS线、EM线以及选择线，且这些线被该行中所有像素共用。此外，每个像素的校准晶体管142的栅极连接到前一行的选择线(SEL[i-1])。这对于随着显示器老化而向OLED效率提供外部补偿来说是非常有效的布置，而像素内补偿则用于诸如VOLED、因温度产生的劣化、(例如，VDD线中的)IR压降以及迟滞性等之类的其它参数。
图4B是示出了如何通过共用公共校准晶体管120和发光晶体管140以及公共的Vref2/MON线和VDD线来简化图4A示出的两个像素的电路图。可以看出所需要的晶体管的数目显著减少。
图5A是像素210的示例性驱动电路的电路图，像素210包括经由被CAL线242控制的校准晶体管226连接到节点230的监测线28j，以读取诸如驱动电流和OLED电压之类的操作参数的当前值。图5A的电路还包括复位晶体管228以控制向驱动晶体管212的栅极施加复位电压Vrst的操作。驱动晶体管212、开关晶体管218以及OLED 214与上述图2A的电路中的相同。
图5B是图5A所示的像素210的示例性操作周期的示意时序图。在周期252开始时，RST线和CAL线同时变为高电平，由此在周期252期间开启晶体管228和226二者，从而将电压施加到监测线28j。驱动晶体管212开启，并且OLED 214关断。在下一个周期254期间，RST线保持高电平而CAL线变为低电平以关断晶体管226，使得驱动晶体管212对节点230进行充电直至驱动晶体管212例如被在周期254结束时变为低电平的RST线关断。此时，驱动晶体管212的栅-源电压Vgs是该晶体管的Vt。如需要，可以选择时序，使得驱动晶体管212在周期254期间不被关断，而是轻微地对节点230充电。该充电电压是晶体管212的迁移率、Vt以及其它参数的函数，并且因此可以补偿所有这些参数。
在编程周期258期间，选择线24i变为高电平以开启开关晶体管218。这将驱动晶体管212的栅极连接到DATA线，并且将晶体管212的栅极充电至Vp。然后，晶体管212的栅-源电压Vgs为Vp+Vt，并且因此流过该晶体管的电流与阈值电压Vt无关：
I＝(Vgs-Vt)2＝(Vp+Vt-Vt)2＝Vp2
图5C和5D中的时序图如同上述图5B中的时序图，但具有CAL和RST的相称信号，所以它们可以被共用，例如，可以将CAL[n]用作RST[n-1]。
图5E示出了在周期282期间当RST线为高电平以开启晶体管228并且驱动晶体管212被关断时允许测量OLED电压和/或流经监测线28j的电流的时序图。
图5F示出了提供类似于图5E的功能的时序图。但是，在图5F示出的时序中，给定行n中的每个像素可以使用来自前一行n-1的复位信号(RST[n-1])作为当前行n中的校准信号CAL[n]，由此减少所需要的信号的数量。
图6A是像素310的示例性驱动电路的电路图，像素310包括位于驱动晶体管312的漏极和MON/Vref2线28j之间的校准晶体管320，以用于控制向节点332(驱动晶体管312的漏极)施加电压Vref2的操作。图6A中的电路还包括位于驱动晶体管312的漏极和VDD线26i之间的发光晶体管322，以用于控制向节点332施加电压Vdd的操作。驱动晶体管312、开关晶体管318、复位晶体管321以及OLED 214与上述图5A的电路中的相同。
图6B是图6A所示的像素310的示例性操作周期的示意时序图。在周期352开始时，EM线变为低电平以关断发光晶体管322，使得电压Vdd不被施加到驱动晶体管312的漏极。在第二周期354期间，发光晶体管322保持关断，当CAL线变为高电平以开启校准晶体管320时，将MON/Vref2线28j连接到节点332。这将节点332充电至小于OLED的ON电压的电压。在周期354结束时，CAL线变为低电平以关断校准晶体管320。接着在下一个周期356期间，RST和EM先后变为高电平以分别开启晶体管321和322，以便：(1)将Vrst线连接到节点334，节点334是存储电容器316的栅极端子；以及(2)将VDD线26i连接到节点332。这使驱动晶体管312开启以将节点330充电至作为驱动晶体管312的Vt和其它参数的函数的电压。
在图6B所示的下一个周期358开始时，RST和EM线变为低电平以关断晶体管321和322，接着选择线变为高电平以开启开关晶体管318以将编程电压Vp提供至驱动晶体管312的栅极。驱动晶体管312的源极端子处的节点330大体上保持不变，这是因为OLED 314的电容量COLED大。因此，晶体管312的栅-源电压是驱动晶体管312的迁移率、Vt和其它参数的函数，并且由此可以补偿所有这些参数。
图7A是另一个示例性驱动电路的电路图，该驱动电路改变像素410的驱动晶体管412的栅-源电压Vgs以补偿由工艺变化、老化和/或温度变化引起的驱动晶体管参数变化。该电路包括经由被RD线420控制的读取晶体管422连接到节点430的监测线28j，以用于读取诸如驱动电流和VOLED之类的操作参数的当前值。驱动晶体管412、开关晶体管418、以及OLED414与上述图2A的电路中的相同。
图7B是图7A所示的像素410的示例性操作周期的示意时序图。在编程周期446的第一阶段442开始时，选择线和RD线均变为高电平以(1)开启开关晶体管418，以将驱动晶体管412的栅极充电至来自DATA线22j的编程电压Vp，以及(2)开启读取晶体管422，以将晶体管412的源极(节点430)充电至来自监测线28j的电压Vref。在编程周期446的第二阶段444期间，RD线变为低电平以关断读取晶体管422，使得节点430通过晶体管412被往回充电，节点430保持开启，这是因为选择线保持在高电平。因而，晶体管412的栅-源电压是驱动晶体管412的迁移率、Vt和其它参数的函数，并且由此可以补偿所有这些参数。
图8A是像素510的示例性驱动电路的电路图，其将发光晶体管522添加到图7A的像素电路，该发光晶体管位于存储电容器516的源极侧和驱动晶体管512的源极之间。驱动晶体管512、开关晶体管518、读取晶体管520以及OLED 514与上述图7A的电路中的相同。
图8B是图8A所示的像素510的示例性操作周期的示意时序图。如图8B所示，在整个编程周期554期间，EM线为低电平以关断发光晶体管522，从而产生黑帧(black frame)。在由RD线540控制的整个测量周期期间，发光晶体管也被关断以避免来自OLED 514的不希望的影响。可以不对像素510进行如图8B所示的像素内补偿的编程，或者可以与上述图2A的电路类似的方式编程。
图9A是像素610的例性驱动电路的电路图，除单个发光晶体管被代替为一对并联连接并由两条不同的EM线EMa和EMb控制的发光晶体管622a和622b之外，该电路与图8A的电路相同。如图9B和图9C中的两个时序图所示，这两个发光晶体管可以交替地用来管理发光晶体管的老化。在图9B的时序图中，在驱动周期660的第一阶段期间，EMa线是高电平并且EMb线是低电平，且接着在相同驱动周期的第二阶段期间，EMa线是低电平并且EMb线是高电平。在图9C的时序图中，在第一驱动周期672期间，EMa线是高电平并且EMb线是低电平，且接着在第二驱动周期676期间，EMa线是低电平并且EMb线是高电平。
图10A是像素710的示例性驱动电路的电路图，除了在图10A中的电路增加了监测线28j、EM线控制Vref晶体管742和发光晶体管722二者以及驱动晶体管712和发光晶体管722具有至VDD线的单独的连接之外，该电路与上述图3A的电路类似。驱动晶体管712、开关晶体管718、存储电容器716以及OLED 714与上述图3A的电路中的相同。
如图10B中的时序图所示，在编程周期期间EM线740变为高电平并保持高电平以关断p型发光晶体管722。这将存储电容器716的源极侧从VDD线26i断开以保护像素710在编程周期期间不受VDD电压的波动影响，由此避免了VDD变化对像素电流造成任何影响。高电平EM线还使n型参考晶体管742开启以将存储电容器716的源极侧连接到Vrst线744，从而电容器端子B被充电至Vrst。驱动晶体管712的栅极电压是高电平，从而驱动晶体管712关断。电容器716的栅极侧上的电压由连接到开关晶体管718的栅极的WR线745控制，并且如时序图所示，WR线745在编程周期的一部分期间变为低电平以开启p型晶体管718，由此将编程电压Vp施加至驱动晶体管712的栅极以及存储电容器716的栅极侧。
当EM线740在编程周期结束时变为低电平时，晶体管722开启以将电容器端子B连接到VDD线。这使得驱动晶体管712的栅极电压变为Vdd-Vp，并且驱动晶体管开启。电容器中的电压为Vrst-Vdd-Vp。由于在驱动周期期间电容器716连接到VDD线，因此Vdd的任何波动不会影响像素电流。
图10C是TFT读取操作的时序图，该操作发生在RD线和EM线二者均为低电平并且WR线为高电平时的间隔期间，所以发光晶体管722开启并且开关晶体管718关断。在RD线746为低电平以开启读取晶体管726的间隔期间，监测线28j连接到驱动晶体管712的源极，该间隔与在电流从驱动晶体管流向OLED 714时的间隔重叠，使得可以通过监测线28j对流经驱动晶体管712的该电流进行读取。
图10D是OLED读取操作的时序图，该操作发生在RD线为低电平并且EM线和WR线二者均为高电平的间隔期间，所以发光晶体管722和开关晶体管718均关断。在RD线为低电平以开启读取晶体管726时的间隔期间，监测线28j连接到驱动晶体管712的源极，使得可以通过监测线28j对OLED 714的阳极上的电压进行读取。
图11A是具有IR压降补偿的像素电路的示意电路图。虽然示出了在两条不同的线路上提供电压Vmonitor和Vdata，但是在该电路中的相同线路上可以提供这些电压，这是因为Vmonitor在编程期间无作用，并且Vdata在测量周期期间无作用。两个晶体管Ta和Tb可以在行和列之间被共用，以提供电压Vref和Vdd，并且控制信号EM可以在列之间被共用。
如图11B中的时序图所述，在图11A的电路的正常操作期间，控制信号WR使晶体管T2和Ta开启以将编程数据Vp和参考电压Vref提供至存储电容器Cs的两个相对侧，同时控制信号EM开启晶体管Tb。因此，存储在CS中的电压为Vref-Vp。在驱动周期期间，信号EM使晶体管Tb开启，并且信号WR使晶体管T2和Ta关断。因此，晶体管T1的栅-源电压变为Vref-Vp，并且与Vdd无关。
图11C是用于获得图11A的电路中的晶体管T1的参数的直接读取的时序图。在第一周期中，控制信号WR使晶体管T2开启，并且使用用于已知目标电流的校准电压Vdata对像素进行编程。在第二周期期间，控制信号RD使晶体管T3开启，并且通过晶体管T3和Vmonitor线读取像素电流。在第二周期期间，Vmonitor线上的电压足够低以防止OLED开启。接着，改变校准电压直至像素电流变得与目标电流相等。然后，最终改变的校准电压用作TFT电流-电压特性中的点，以用于通过晶体管T1提取对应电流。可替代地，可以在晶体管T2和Ta开启的同时经由Vmonitor线和晶体管T3提供电流，并且Vdata被设定为固定电压。此时，在Vmonitor线上产生的电压是晶体管T1的用于对应电流的栅极电压。
图11D是用于获得图11A的电路中的OLED电压的直接读取的时序图。在第一周期中，控制信号WR使晶体管T2开启，并且使用关断电压对像素进行编程，使得驱动晶体管T1不提供任何电流。在第二周期期间，控制信号RD使晶体管T3开启，因此可以通过Vmonitor线读取OLED电流。基于已知目标电流来预校准电压Vmonitor。接着，改变电压Vmonitor直至OLED电流变得与目标电流相等。然后，被改变的电压Vmonitor用作OLED电流-电压特性中的点，以用于提取OLED的诸如OLED开启电压之类的参数。
控制信号EM可以使晶体管Tb保持关断直至读取周期结束，同时控制信号WR使晶体管Ta保持开启。在这种情况下，用于读取OLED参数的其余像素操作与上述图11C中相同。
可替代地，可以通过Vmonitor线将电流提供至OLED，使得Vmonitor线上的电压是驱动晶体管T1的用于对应电流的栅极电压。
图12A是具有基于电荷的补偿的像素电路的示意电路图。虽然示出了在Vmonitor线和Vdata线上提供电压Vmonitor和Vdata，但是Vmonitor也可以是Vdata，在这种情况下，Vdata可以是固定电压Vref。两个晶体管Ta和Tb可以在相邻行之间被共用，以用于提供电压Vref和Vdd，并且Vmonitor线可以在相邻列之间被共用。
图12B中的时序图描述了图12A的电路的正常操作。控制信号WR使晶体管Ta和T2分别开启以将编程电压Vp从Vdata线施加至电容器Cs，并且控制信号RD使晶体管T3开启以通过Vmonitor线和晶体管T3将电压Vref施加至驱动晶体管T1和OLED之间的节点。Vref通常足够低，以防止OLED开启。如图12B中的时序图所示，在控制信号WR关断晶体管Ta和T2之前，控制信号RD使晶体管T3关断。在该间隙时间期间，驱动晶体管T1开始对OLED充电并且由此补偿晶体管T1参数的部分变化，这是因为所生成的电荷将是T1参数的函数。由于在编程周期期间驱动晶体管T1的源极与Vdd断开，因此该补偿与IR压降无关。
图12C中的时序图描述了图12A的电路中的驱动晶体管T1的参数的直接读取。在第一周期中，使用用于已知目标电流的校准电压对电路进行编程。在第二周期期间，控制信号RD使晶体管T3开启，以通过Vmonitor线读取像素电流。在第二周期期间，电压Vmonitor足够低以防止OLED开启。接着，改变校准电压直至像素电流变得与目标电流相等。校准电压的最终值用作驱动晶体管T1的电流-电压特性中的点，以用于提取该晶体管的参数。可替代地，可以经由Vmonitor线将电流提供到OLED，同时控制信号WR使晶体管T2开启，并且Vdata被设定为固定电压，使得Vmonitor线上的电压为驱动晶体管T1的用于对应电流的栅极电压。
图12D中的时序图描述了图12A的电路中的OLED的参数的直接读取。在第一周期中，使用关断电压对电路进行编程，使得驱动晶体管T1不提供任何电流。在第二周期期间，控制信号RD使晶体管T3开启，并且通过Vmonitor线读取OLED电流。基于已知目标电流，对第二周期期间的电压Vmonitor进行预校准。接着，改变电压Vmonitor直至OLED电流变得与目标电流相等。接着，电压Vmonitor的最终值用作OLED的电流-电压特性中的点，以用于提取OLED的参数。可以使EM保持关断直到读取周期的结束，并且使WR保持激活。用于读取OLED的其余像素操作与先前步骤相同。还可以通过Vmonitor线将电流施加到OLED。此时，Vmonitor线上的生成电压为TFT的用于对应电流的栅极电压。
图12E中的时序图描述了图12A的电路中的OLED的参数的间接读取。这里，像素电流的读取方式类似于上述图12C的时序图中的读取方式。唯一的区别在于，在编程期间，控制信号RD使晶体管T3关断，并且因此驱动晶体管T1的栅极电压被设定为OLED电压。因此，校准电压需要消除OLED电压和驱动晶体管T1的参数的影响，以使像素电流与目标电流相等。该校准电压和由直接T1读取提取的电压可以用于提取OLED电压。例如，在上述两个目标电流相同的情况下，则将在该过程中提取的校准电压从在TFT直接读取中提取的校准电压的相减对应于OLED的影响。
图13是具有基于电荷的补偿的偏置像素电路的示意电路图。两个晶体管Ta和Tb可以在相邻行和列之间被共用，以便提供电压Vdd和Vref1，两个晶体管Tc和Td可以在相邻行之间被共用，以便提供电压Vdata和Vref2，并且Vmonitor线可以在相邻列之间被共用。
在图13的电路的正常操作中，控制信号WR使晶体管Ta、Tc和T2开启，控制信号RD使晶体管T3开启，并且控制信号EM使晶体管Tb和Td开启。电压Vref2可以是Vdata。Vmonitor线连接到参考电流，并且Vdata线连接到来自源极驱动器的编程电压。驱动晶体管T1的栅极被充电至与来自Vmonitor线的参考电流相关的偏置电压，并且存储在电容器Cs中的电压为编程电压Vp和偏置电压的函数。在编程之后，控制信号WR和Rd使晶体管Ta、Tc、T2和T3关断，并且EM使晶体管Tb开启。因而，晶体管T1的栅-源电压为电压Vp和偏置电压的函数。由于偏置电压为晶体管T1的参数的函数，因此偏置电压变得对晶体管T1中的变化不敏感。在同样的操作中，电压Vref1和Vdata可以互换，并且电容器Cs可以连接到Vdd或Vref，因此不需要晶体管Tc和Td。
在另一个操作模式下，Vmonitor线连接到参考电压。在该操作的第一周期期间，控制信号WR使晶体管Ta、Tc和T2开启，控制信号RD使晶体管T3开启。Vdata连接到Vp。在该操作的第二周期期间，控制信号RD使晶体管T3关断，并且因此晶体管T1的漏极电压(OLED的阳极电压)开始增加，并且产生电压VB。该电压的变化是晶体管T1的参数的函数。在驱动周期期间，控制信号WR和RD使晶体管Ta、Tc、T2和T3关断。因此，晶体管T1的源-栅电压变为电压Vp和VB的函数。在该操作模式下，电压Vdata和Vref1可以互换，并且Cs可以直接连接到Vdd或参考电压，因此不需要晶体管Td和Tc。
对于驱动晶体管T1的参数的直接读取，使用前面提及的操作中的一者并使用校准电压对像素进行编程。接着，测量驱动晶体管T1的电流，或将该电流与参考电流比较。在这种情况下，可以调节校准电压直至流经驱动晶体管的电流大体上与参考电流相等。然后，使用校准电压来提取驱动晶体管的所期望的参数。
对于OLED电压的直接读取，使用上述操作中的一者并使用黑帧对像素进行编程。接着，校准电压被提供至Vmonitor线，并且测量被提供至OLED的电流，或将该电流与参考电流比较。可以调节校准电压直至OLED电流大体上与参考电流相等。然后，使用校准电压来提取OLED参数。
对于OLED电压的间接读取，像素电流的读取方式类似于上述驱动晶体管T1的参数的直接读取的操作。唯一的区别在于，在编程期间，控制信号RD使晶体管T3关断，并且驱动晶体管T1的栅极电压被设定为OLED电压。校准电压需要消除OLED电压和驱动晶体管参数的影响以使得像素电流与目标电流相等。该校准电压和由T1参数的直接读取提取的电压可以用于提取OLED电压。例如，在上述两个目标电流相同的情况下，那么将在该步骤中提取的校准电压从在驱动晶体管的直接读取中提取的校准电压的相减对应于OLED的影响。
图14A示出了具有连接到OLED和像素电路的信号线的像素电路，并且图14B示出了具有图案化为信号线的电极ITO的像素电路。
用于补偿像素电路的相同系统可以在制造的不同阶段用来分析整个显示面板，例如，在背板制造之后，在OLED制造之后以及在完成整个组装之后。在每个阶段，由分析提供的信息可以用于识别缺陷，并且使用诸如激光修补之类的不同技术来修复缺陷。为了能够测量面板，必须具有至每个像素的直接路径以用于测量像素电流，或者如图14B所示，部分电极图案可以用作测量路径。在后一种情况下，电极首先被图案化为与垂直线接触，并且在测量结束后，完成电极的其余部分。
图15示出了面板的典型布置以及它的在面板测试期间的信号，该面板包括用于探测面板的垫布置。通过具有将信号设成缺省值的缺省级的多路复用器，将信号每隔一个地连接到一个垫。可以通过多路复用器对每个信号进行选择，以对面板进行编程或者测量来自单独像素电路的电流、电压和/或电荷。
图16示出了在测试中使用的像素电路。以下是一些工厂测试，进行这些测试以识别像素电路中的缺陷。尽管针对图16示出的像素电路定义了下述测试，但是可以将类似的概念应用至不同的像素电路。
测试#1：
WR为高电平(Data＝高电平和Data＝低电平及Vdd＝高电平)。
这里，Ith_低电平为在Data＝低电平时的最低可接受电流，并且Ith_高电平为在Data＝高电平时的最高可接受电流。
测试#2：
静态：WR为高电平(Data＝高电平并且Data＝低电平)。
动态：WR变为高电平并且在编程之后其变为低电平(Data＝低电平至高电平并且Data＝高电平至低电平)。
I<sub>静态_高电平</sub>&lt;I<sub>th_高电平_静态</sub> I<sub>静态_高电平</sub>&gt;I<sub>th_高电平_静态</sub>
I<sub>动态_高电平</sub>&gt;I<sub>th_高电平_动态</sub> ？ T2：正常
I<sub>动态_高电平</sub>&lt;I<sub>th_高电平_动态</sub> T2：开路 T2：短路
Ith_高电平_动态为在动态编程的情况下高电平Data时的最高可接受电流。
Ith_高电平_静态为在静态编程的情况下高电平Data时的最高可接受电流。
也可以使用如下模式：
静态：WR为高电平(Data＝低电平并且Data＝高电平)。
动态：WR变为高电平并且在编程之后其变为低电平(Data＝高电平至低电平)。
图17示出了在全显示测试中使用的像素电路。以下是一些工厂试验，进行这些测试以识别像素电路中的缺陷。尽管针对图17示出的像素电路定义了下述测试，但是可以将类似的概念应用至不同的像素电路。
测试#3：
通过Monitor测量T1和OLED电流。
条件1：在背板测试中T1正常。
Itft_高电平为在具体Data值的情况下TFT电流的最高可能电流。
Itft_高电平为在具体Data值的情况下TFT电流的最低可能电流。
Ioled_高电平为在具体OLED电压的情况下OLED电流的最高可能电流。
Ioled_低电平为在具体OLED电压的情况下OLED电流的最低可能电流。
测试#4：
通过Monitor测量T1和OLED电流。
条件2：在背板测试中T1开路。
测试#5：
通过Monitor测量T1和OLED电流。
条件3：在背板测试中T1短路。
为了补偿比周围像素更黑暗的缺陷，可以使用周围像素来提供视频/图像所需的额外亮度。存在如下用于提供额外亮度的不同方法：
1.使用所有紧临的周围像素并在周围像素的每者之间分割额外亮度。该方法的挑战在于，在多数情况下，被分配给每个像素的部分不能由该像素准确地生成。由于由周围像素生成的误差将被添加至总误差，因此，误差将非常大，这降低了校正的有效性。
2.使用周围像素中的一个(或两个)像素来生成缺陷像素所需要的额外亮度。在这种情况下，可以切换补偿中的有源像素的位置，从而使局部伪像(localized artifact)最小化。
在显示器的寿命期间，一些软缺陷可以保持在(总是发光的)像素上，该保持使用户非常烦恼。面板的实时测量可以识别像素上新生成的保持。可以使用经由监测线的额外电压并损毁OLED以将其变为黑像素。另外，通过使用上述补偿方法，可以减少黑像素的视觉影响。
图18A是像素的示例性驱动电路的电路图，该像素包括通过由Rd(i)线控制的晶体管T4连接到节点B的监测线，以用于读取诸如驱动电流或OLED电压之类的操作参数的当前值。图18A的电路还包括晶体管T2以用于控制向节点A施加编程信号Vdata的操作，并且包括晶体管T3以用于控制向位于节点A处(驱动晶体管T1的栅极)施加电压Vb的操作。
图18B是图18A所示的像素电路的第一示例性编程操作的时序图。首先，使能信号Wr[i-1]和Rd[i]，以分别开启晶体管T3和T4。信号Wr[i-1]可以是在前一行的写入信号或不同信号，并且信号Rd[i]可以在信号Wr[i-1]被使能前被使能，以保证节点B恰当地复位。当两个信号Wr[i-1]和Rd[i]关断时(这两个信号之间存在间隙以降低动态影像)，节点B将在补偿时间(tcmp)期间开始充电。该充电是驱动晶体管T1的特性的函数。在该时间期间，Vdata输入被充电至像素所需要的编程电压。信号Wr[i]在短时间内被使能以将节点A充电至编程电压。
图18C是图18A所示的像素电路的第二示例性编程操作的时序图。首先，信号Rd[i]被使能足够长的时间以确保节点B恰当地复位。接着，信号Rd[i]关断，并且信号Wr[i]开启。信号Wr[i-1]可以是前一行的写入信号或不同信号。两个信号之间的重叠可以减少转换误差。接着，开始第一模式补偿，且经由驱动晶体管T1对节点B充电。该充电是晶体管T1的特性的函数。当信号Wr[i-1]关断时，节点B在第二补偿间隔tcmp期间继续充电。该充电依然是晶体管T1的特性的函数。如果在第二补偿间隔期间晶体管T1的栅-源电压被设定为其阈值电压，那么在第二补偿间隔期间没有明显变化。在该时间期间，Vdata输入被充电至像素所需要的编程电压。信号Wr[i]在短时间内被使能以将节点A充电至编程电压。
在编程操作之后，可以以与上述其它电路相同的方式通过晶体管T4对驱动晶体管和OLED进行测量。
图19A是包括监测线的另一个像素的示例性驱动电路的电路图。在这种情况下，监测线通过被Wr(i-1)线控制的晶体管T4连接到节点B，以用于读取诸如驱动电流和OLED电压之类的操作参数的当前值。图19A的电路还包括晶体管T2以用于控制向节点A施加编程信号Vdata的操作，并且包括晶体管T3以用于控制向位于节点A处的驱动晶体管T1的栅极施加复位电压Vb的操作。
图19B是图19A所示的像素电路的第一示例性编程操作的时序图。除省略了RD信号之外，该时序图与图18B示出的相同。
图20是包括监测线的另一个像素的示例性驱动电路的电路图。在这种情况下，监测线通过开关S4连接到节点B，以用于读取诸如驱动电流和OLED电压之类的操作参数的当前值。图20的电路图还包括：开关S1，其用于控制向节点C施加编程信号Vdata的操作；开关S2，其用于控制向节点C施加复位电压Vb的操作；以及开关S3，其用于将驱动晶体管T1的栅极连接到T1的漏极。
在图20示出的像素电路的示例性编程操作中，最初，开关S1和S3被使能(闭合)以将节点C充电至编程数据，并将节点A充电至Vdd。在第二阶段期间，开关S2被使能以将节点C充电至Vb，并且其它开关S1、S3和S4被失能(开路)，使得节点A处的电压是Vb和编程数据之间的差值。由于在第一阶段期间，Vdd被存储电容器Cs采样，因此像素电流与Vdd变化无关。电压Vb和Monitor线上的电压Vmonitor可以是相同的。在测量阶段中，开关S4可以用于通过闭合开关S4以将监测线连接到节点B来测量驱动电流和OLED电压。
虽然已图示和说明了本发明的具体实施方式和施加例，但应该理解，本发明不限于本文所披露的精确构造和组成，且在不偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下可以根据前述说明容易地做出各种变形、变化和修改。

Claims (1)

1.一种用于控制显示器中的像素的阵列的系统，所述显示器中的每个所述像素包括发光器件，所述系统包括：
每个所述像素中的像素电路，所述像素电路包括：
所述发光器件；
驱动晶体管，其用于在发光周期期间根据所述驱动晶体管两端的驱动电压来驱动流经所述发光器件的电流，所述驱动晶体管具有栅极、源极和漏极；
存储电容器，其连接到所述驱动晶体管的栅极，并用于至少在所述发光周期期间存储所述驱动电压；
参考电压源，其连接到第一开关晶体管，所述第一开关晶体管用于控制所述参考电压源至所述存储电容器的连接；和
编程电压源，其连接到第二开关晶体管，所述第二开关晶体管用于控制所述编程电压源至所述驱动晶体管的栅极的连接，使得在所述发光周期之前的时间，所述存储电容器存储如下电压，该电压等于所述参考电压与所述编程电压之间的差值，
监测线，其通过读取晶体管连接到所述驱动晶体管与所述发光器件之间的第一节点，以及
控制器，其被构造成用于：
使所述第一节点充电至第一电压，所述第一电压是所述驱动晶体管的特性的函数，
将所述存储电容器与所述驱动晶体管的栅极之间的第二节点充电至所述编程电压，并且
根据将所述第一节点充电至的至少所述第一电压，在所述监测线上读取流经所述驱动晶体管的实际电流。
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