CN109389940B - 显示装置、电子装置和体偏置电路 - Google Patents

显示装置、电子装置和体偏置电路 Download PDF

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Abstract

本文所公开的实施方式涉及显示装置、电子装置和体偏置电路,更具体地讲,涉及一种显示装置、电子装置和体偏置电路,其中,即使公共电压由于噪声而波动,也可通过将与公共电压对应的体电压施加到子像素中的驱动晶体管的基体的体偏置技术来防止由于公共电压的波动引起的图像质量下降。

Description

显示装置、电子装置和体偏置电路
技术领域
本公开涉及显示装置、电子装置和体偏置电路。
背景技术
随着社会发展到信息社会,对用于显示图像的显示装置的需求正以各种形式增加。近年来,已使用了诸如液晶显示装置、等离子体显示装置和有机发光二极管(OLED)显示装置的各种显示装置。
在显示装置中,各种驱动电压被施加到子像素。在这些各种电压当中,存在共同施加到所有子像素的公共电压。
该公共电压是具有恒定电压值的DC电压,但是电压值可能由于在生成期间产生的噪声而波动。
如上所述,由于噪声而引起的公共电压的波动可能不必要地改变用于子像素的图像显示的电特性(例如,电流、电容等),从而导致图像质量下降的问题。
然而,公共电压的波动是由电压生成期间产生的非预期噪声导致的,并且可能是无法防止或控制的现象。
因此,由于噪声而引起的公共电压的波动所导致的图像质量下降在显示领域中被认为是很难解决的严重问题。
发明内容
鉴于上文,本文所公开的实施方式的一方面在于提供一种显示装置、电子装置和体偏置电路,其中,即使当由于噪声而发生公共电压的波动时,也可防止由于公共电压的波动而引起的图像质量下降。
本文所公开的实施方式的另一方面在于提供一种显示装置、电子装置和体偏置电路,其中,即使当由于噪声而发生公共电压的波动时,也可防止由于公共电压的波动而引起的流向OLED的电流的变化宽度的增加。
本文所公开的实施方式的另一方面在于提供一种可应用于虚拟现实装置或增强现实装置并提供优异的图像质量的显示装置、电子装置和体偏置电路。
本文所公开的实施方式可提供一种显示装置,该显示装置包括:像素阵列,其包括由多条数据线和多条选通线限定的多个子像素;以及驱动电路,其被配置为驱动像素阵列。
驱动电路可包括被配置为驱动多条数据线的源极驱动电路以及被配置为驱动多条选通线的选通驱动电路。
驱动电路还可包括控制器,该控制器被配置为控制源极驱动电路和选通驱动电路。
在显示装置中,与共同施加到多个子像素的公共电压对应的体电压可被施加到多个子像素中的每一个中的驱动晶体管的基体。
体电压可具有与公共电压的波形对应的波形。
体电压可具有根据公共电压的幅度的变化而变化的幅度。
多个子像素中的每一个可包括由驱动晶体管驱动并具有阳极和阴极的OLED。
在这种情况下,公共电压可以是施加到OLED的阴极的基电压(阴极电压)。
根据本文所公开的实施方式的显示装置还可包括:电源电路,其被配置为输出公共电压;以及体偏置电路,其连接在驱动晶体管的基体与电源电路之间并被配置为将与公共电压对应的体电压施加到驱动晶体管的基体。
体偏置电路可包括:电压分配电路,其被配置为输出在施加到驱动晶体管的漏节点或源节点的驱动电压与公共电压之间的分配电压;以及输出电路,其被配置为将与分配电压对应的体电压或者通过将分配电压放大而获得的体电压输出到驱动晶体管的基体。
电源电路可包括DC-DC转换器。
此外,从电源电路输出的驱动电压(基电压)可直接施加到驱动晶体管的基体。
因此,电源电路可将公共电压供应给OLED的阴极,并且还可将与公共电压对应的体电压供应给驱动晶体管的基体。
像素阵列可设置在玻璃基板上。
另选地,像素阵列可设置在硅基板(硅半导体基板)上。在这种情况下,诸如源极驱动电路、选通驱动电路和控制器的电路以及像素阵列也可设置在硅基板上。
本文所公开的实施方式可提供一种电子装置,该电子装置包括:图像信号输入单元,图像信号被输入到该图像信号输入单元;第一显示单元,其被配置为基于图像信号显示第一图像;第二显示单元,其被配置为基于图像信号显示第二图像;以及壳体,其被配置为将图像信号输入单元、第一显示单元和第二显示单元容纳于其中。
第一显示单元和第二显示单元中的每一个可以是根据本文所公开的实施方式的显示装置或其一部分。
第一显示单元和第二显示单元中的每一个可包括:硅基板;像素阵列,其包括布置在硅基板上的多个子像素;以及驱动电路,其设置在硅基板上。
设置在硅基板上的驱动电路可围绕像素阵列设置。
在根据本文所公开的实施方式的电子装置中,与共同施加到多个子像素的公共电压对应的体电压可被施加到多个子像素中的每一个中的驱动晶体管的基体。
根据本文所公开的实施方式的电子装置还可包括:电源电路,其被配置为输出公共电压;以及体偏置电路,其连接在驱动晶体管的基体与电源电路之间并被配置为将与公共电压对应的体电压施加到驱动晶体管的基体。
体偏置电路可与第一显示单元和第二显示单元中的每一个对应存在。
另选地,体偏置电路可共同存在于第一显示单元和第二显示单元中。
体偏置电路可包括:电压分配电路,其被配置为输出在施加到驱动晶体管的漏节点或源节点的驱动电压与公共电压之间的分配电压;以及输出电路,其被配置为将与分配电压对应的体电压或者通过将分配电压放大而获得的体电压输出到驱动晶体管的基体。
像素阵列中的驱动晶体管可以是在半导体工艺中制造的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)类型。
根据本文所公开的实施方式的电子装置可以是虚拟现实(VR)装置或增强现实(AR)装置。
本文所公开的实施方式可提供一种体偏置电路,该体偏置电路包括:电压分配电路,其被配置为输出在用于驱动子像素的驱动电压与基电压之间的分配电压;以及输出电路,其被配置为将分配电压或者通过将分配电压放大而获得的电压输出到子像素中的驱动晶体管的基体。
电压分配电路可包括:电阻器串,其连接在驱动电压与基电压之间;以及开关电路,其被配置为将电阻器串中的多个点中的一个点连接到输出电路的输入节点。
根据本文所公开的实施方式,可提供一种显示装置、电子装置和体偏置电路,其中,即使当由于噪声而发生公共电压的波动时,也可防止由于公共电压的波动而引起的图像质量下降。
根据本文所公开的实施方式,可提供一种显示装置、电子装置和体偏置电路,其中,即使当由于噪声而发生公共电压的波动时,也可防止由于公共电压的波动而引起的流向OLED的电流的变化宽度的增加。
根据本文所公开的实施方式,可提供一种可应用于虚拟现实装置或增强现实装置并提供优异的图像质量的显示装置、电子装置和体偏置电路。
附图说明
本公开的以上和其它方面、特征和优点将从以下结合附图进行的详细描述而更显而易见,附图中:
图1是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置的系统配置的图;
图2是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置的子像素结构的图;
图3是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置的另一子像素结构的图;
图4是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置的另一子像素结构的图;
图5是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置中被配置为供应作为公共电压的基电压的电源电路以及基电压的噪声产生的图;
图6是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置中出现噪声的基电压以及有机发光二极管中根据基电压的噪声的电流变化的图;
图7是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置中防止由于噪声而引起的基电压的波动所导致的图像质量下降现象的体偏置技术的示图;
图8是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置中的简单体偏置技术的图;
图9是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置中用于自适应体偏置技术的体偏置电路的图;
图10是更详细地示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置中用于自适应体偏置技术的体偏置电路的图;
图11示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置中当应用用于自适应体偏置技术的体偏置电路时驱动晶体管的体电压的示例;
图12是示出根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置中产生噪声的基电压、应用体偏置技术的情况下的体电压以及OLED中的电流变化的图;
图13是示出使用根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置的电子装置的图;
图14是示出根据本文所公开的实施方式的电子装置的第一显示单元和第二显示单元中的每一个的实现方式的示例的图;
图15是示出根据本文所公开的实施方式的电子装置的第一显示单元和第二显示单元中的每一个中的驱动晶体管的体电压施加结构的图;以及
图16和图17分别是根据本文所公开的实施方式的电子装置的第一显示单元和第二显示单元中形成有MOSFET型驱动晶体管的区域的简单横截面图。
具体实施方式
以下,将参照附图详细描述本公开的一些实施方式。在通过标号指代附图的元件时,尽管示出于不同的图中,相同的元件将由相同的标号指代。此外,在本公开的以下描述中,本文中所包含的已知功能和配置的详细描述在可能使本公开的主题不清楚时将被省略。
另外,本文中在描述本公开的组件时可使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语。这些术语中的每一个并非用于限定对应组件的本质、次序或顺序,而仅用于将对应组件与其它组件相区分。在描述特定结构元件“连接到”另一结构元件、“联接到”另一结构元件或“与”另一结构元件“接触”的情况下,其应该被解释为另一结构元件可“连接到”所述结构元件、“联接到”所述结构元件或“与”所述结构元件“接触”,以及所述特定结构元件直接连接到另一结构元件或与另一结构元件直接接触。
实施方式公开了一种体偏置电路以及包括该体偏置电路的显示装置,其中,即使当由于噪声而发生公共电压的波动时,也可防止图像质量由于公共电压的波动而下降。
实施方式还公开了一种电子装置,该电子装置使用体偏置电路和显示装置来向用户提供逼真的虚拟现实或增强现实。
根据实施方式的显示装置可以是各种类型的显示器,例如液晶显示装置、等离子体显示装置和OLED显示装置。以下,将作为示例描述OLED显示装置。
图1是示出根据实施方式的OLED显示装置100的系统配置的图。
参照图1,根据本文所公开的实施方式的OLED显示装置100包括:像素阵列PXL,其中布置有多条数据线DL和多条选通线GL,该像素阵列PXL包括由多条数据线DL和多条选通线GL限定的多个子像素SP;源极驱动电路SDC,其被配置为驱动驱动线DL;选通驱动电路GDC,其被配置为驱动多条选通线GL;控制器(CONT),其被配置为控制SDC和GDC;等。
控制器CONT将各种控制信号DCS和GCS供应给源极驱动电路SDC和选通驱动电路GDC以控制源极驱动电路SDC和选通驱动电路GDC。
控制器CONT根据各个帧中实现的定时来开始扫描,将从外部输入的输入图像数据转换为适合于源极驱动电路SDC中所使用的数据信号形式,从而输出转换的图像数据Data,并且在适当的时间控制数据驱动以适合于扫描。
控制器CONT可以是典型显示技术中所使用的定时控制器或者另外执行其它控制功能(包括定时控制器功能)的控制装置。
控制器CONT可被实现为与源极驱动电路SDC分离的组件或者通过与源极驱动电路SDC集成而被实现为集成电路。
源极驱动电路SDC接收从控制器CONT输入的图像数据Data并将数据电压供应给多条数据线DL以驱动多条数据线DL。这里,源极驱动电路SDC也被称为源极驱动电路。
源极驱动电路SDC可通过包括至少一个源极驱动器集成电路(SDIC)来实现。
各个SDIC可包括移位寄存器、锁存电路、数模转换器(DAC)、输出缓冲器等。
在一些情况下,各个SDIC还可包括模数转换器(ADC)。
选通驱动电路GDC依次将扫描信号供应给多条选通线GL以依次驱动多条选通线GL。这里,选通驱动电路GDC也被称为扫描驱动电路。
选通驱动电路GDC可通过包括至少一个GDIC来实现。
各个GDIC可包括移位寄存器、电平移位器等。
选通驱动电路GDC在控制器CONT的控制下依次将导通电压或截止电压的扫描信号供应给多条选通线GL。
当通过选通驱动电路GDC接通特定选通线时,源极驱动电路SDC将从控制器CONT接收的图像数据Data转换为模拟数据电压并将模拟数据电压供应给多条数据线DL。
源极驱动电路SDC可仅位于像素阵列PXL的一侧(例如,上侧或下侧),在一些情况下,根据面板驱动方案、面板设计方案等,可位于像素阵列PXL的两侧(例如,上侧和下侧)。
选通驱动电路GDC可仅位于像素阵列PXL的一侧(例如,左侧或右侧),在一些情况下,根据面板驱动方案、面板设计方案等,可位于像素阵列PXL的两侧(例如,左侧和右侧)。
构成各个子像素SP的电路元件的类型和数量可根据所提供的功能、设计方案等来不同地确定。
另一方面,像素阵列PXL可存在于使用玻璃基板等的显示面板中,并且源极驱动电路SDC和选通驱动电路GDC可按照各种方式电连接到显示面板。
即,在OLED显示装置100中,晶体管、各种电极、各种信号线等形成在玻璃基板上以形成像素阵列PXL,并且与驱动电路对应的集成电路被安装在印刷电路上并通过印刷电路电连接到显示面板。这种现有结构适合于中型和大型显示装置。
此外,根据实施方式的OLED显示装置100可以是具有适合应用于诸如虚拟现实装置和增强现实装置的电子装置的结构或者具有优异显示性能的小型显示装置。
在这种情况下,例如,像素阵列PXL、源极驱动电路SDC、选通驱动电路GDC和控制器CONT可一起布置在硅基板(硅半导体基板)上。
在这种情况下,OLED显示装置100可按照非常小的尺寸制造,并且可用在诸如虚拟现实(VR)装置或增强现实(AR)装置的电子装置中。
图2示出根据实施方式的OLED显示装置100的子像素结构,图3是根据实施方式的OLED显示装置100的另一子像素结构。
参照图2,在根据实施方式的OLED显示装置100中,各个子像素SP可包括有机发光二极管(OLED)、被配置为驱动OLED的驱动晶体管DRT、电连接在数据线DL与驱动晶体管DRT的第一节点N1之间的第一晶体管T1以及电连接在驱动晶体管DRT的第一节点N1与第二节点N2之间的电容器Cst。
OLED可包括第一电极E1(例如,阳极或阴极)、有机发光层OEL、第二电极E2(例如,阴极或阳极)等。
OLED的第一电极E1可电连接到驱动晶体管DRT的第二节点N2。接地电压EVSS可被施加到OLED的第二电极E2。
这里,基电压EVSS可以是施加到所有子像素SP的公共电压Vcom。
驱动晶体管DRT通过将驱动电流Ioled供应给OLED来驱动OLED。
驱动晶体管DRT具有第一节点N1、第二节点N2和第三节点N3。
驱动晶体管DRT的第一节点N1是与栅节点对应的节点,并且可电连接到第一晶体管T1的源节点或漏节点。
驱动晶体管DRT的第二节点N2可电连接到OLED的第一电极,并且可以是源节点或漏节点。
驱动晶体管DRT的第三节点N3可以是施加有驱动电压EVDD的节点,并且可电连接到供应驱动电压EVDD的驱动电压线DVL。第三节点N3可以是漏节点或源节点。
这里,驱动电压EVDD可以是施加到所有子像素SP的公共电压Vcom。
第一晶体管T1可通过经由选通线以栅节点接收第一扫描信号SCAN1来经受开关控制。
第一晶体管T1可通过第一扫描信号SCAN1而导通以将从数据线DL供应的数据电压Vdata发送到驱动晶体管DRT的第一节点N1。
第一晶体管T1也被称为开关晶体管。
电容器Cst电连接在驱动晶体管DRT的第一节点N1与第二节点N2之间以在一帧时间内保持与图像信号电压对应的数据电压Vdata或与其对应的电压。
如上所述,图2所示的一个子像素SP可具有包括两个晶体管DRT和T1以及一个电容器Cst的2T1C结构以便驱动OLED。
图2所示的子像素结构(2T1C结构)仅是为了说明方便的示例,一个子像素SP还可包括一个或更多个晶体管,或者根据功能、面板结构等,还可包括一个或更多个电容器。
图3是作为示例示出一个子像素SP还包括电连接在驱动晶体管DRT的第二节点N2与基准电压线RVL之间的第二晶体管T2的3T1C结构的图。
参照图3,第二晶体管T2电连接在驱动晶体管DRT的第二节点N2与基准电压线RVL之间并且以栅节点接收第二扫描信号SCAN2,从而经受开关控制。
第二晶体管T2的漏节点或源节点可电连接到基准电压线RVL,并且第二晶体管T2的源节点或漏节点可电连接到驱动晶体管DRT的第二节点N2。
第二晶体管T2可在例如显示驱动时间周期期间导通,并且可在用于感测驱动晶体管DRT的特性值或OLED的特性值的感测驱动时间周期期间导通。
第二晶体管T2可根据对应驱动定时通过第二扫描信号SCAN2而导通,以将供应给基准电压线RVL的基准电压Vref传送到驱动晶体管DRT的第二节点N2。
第二晶体管T2可根据另一驱动定时通过第二扫描信号SCAN2而导通,以将驱动晶体管DRT的第二节点N2的电压传送到基准电压线RVL。
在这种情况下,可电连接到基准电压线RVL的感测单元(例如,模数转换器)能够通过基准电压线RVL测量驱动晶体管DRT的第二节点N2的电压。
换言之,第二晶体管T2可控制驱动晶体管DRT的第二节点N2的电压状态,或者可将驱动晶体管DRT的第二节点N2的电压传送到基准电压线RVL。
此外,电容器Cst不是寄生电容器(例如,Cgs或Cgd)(存在于驱动晶体管DRT的第一节点N1与第二节点N2之间的内部电容器),而是在驱动晶体管DRT外部有意设计的外部电容器。
驱动晶体管DRT、第一晶体管T1和第二晶体管T2中的每一个可以是n型晶体管或p型晶体管。
此外,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2可以是单独的选通信号。在这种情况下,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2可通过不同的选通线分别施加到第一晶体管T1的栅节点和第二晶体管T2的栅节点。
在一些情况下,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2可以是相同的选通信号。在这种情况下,第一扫描信号SCAN1和第二扫描信号SCAN2可通过同一选通线共同地施加到第一晶体管T1的栅节点和第二晶体管T2的栅节点。
图2和图3所示的各个子像素结构仅是示例,还可包括一个或更多个晶体管(或者在一些情况下,一个或更多个电容器)。
另选地,多个相应的子像素可具有相同的结构,并且多个子像素中的一些可具有不同的结构。
图4示出根据实施方式的OLED显示装置100的另一子像素结构。
图4的子像素结构是图3的3T1C结构的变型。
在图4的子像素结构的情况下,第一晶体管T1的栅节点和第二晶体管T2的栅节点连接到同一选通线GL以接收相同的扫描信号SCAN。
另外,接地电压GND作为基准电压Vref被施加到第二晶体管T2的漏节点或源节点。
在图4的子像素结构的情况下,向驱动晶体管DRT的基体Nb施加恒定电压类型的接地电压GND。
以下,将作为示例描述图4的子像素结构。然而,本公开不限于此。
图5是示出根据实施方式的OLED显示装置100中被配置为供应基电压EVSS(公共电压Vcom)的电源电路PSC以及基电压EVSS的噪声出现的图。图6是示出根据实施方式的OLED显示装置100中出现噪声的基电压EVSS以及根据基电压EVSS的噪声的OLED的电流变化的图。
参照图5,根据实施方式的OLED显示装置100还可包括电源电路PSC。
电源电路PSC可将与公共电压Vcom对应的基电压EVSS供应给像素阵列110。
这里,例如,在OLED显示装置100的情况下,公共电压Vcom可以是基电压EVSS。然而,在液晶显示器的情况下,公共电压Vcom可以是施加到与各个子像素中的像素电极形成电容的公共电极的公共电压。
电源电路PSC可输出驱动像素阵列PXL所需的电压、操作源极驱动电路SDC所需的电压、操作选通驱动电路GDC所需的电压、操作控制器CONT所需的电压等。
该电源电路PSC可包括一个或更多个功率相关电路。
此外,从电源电路PSC输出的基电压EVSS可为DC电压的形式。
从电源电路PSC供应的基电压EVSS是要施加到OLED的第二电极E2(例如,阴极)的电压并且对应于共同施加到所有子像素SP的公共电压Vcom。
此外,电源电路PSC可由DC-DC转换器构成。
这里,DC-DC转换器可以是将特定电压的DC功率转换为不同电压的DC功率的电子电路装置。
参照图5和图6,从DC-DC转换器输出的基电压EVSS应该是DC电压,但是可能由于产生电压波动而不对应于DC电压。
如上所述,基电压EVSS的电压波动可主要在DC-DC转换器中产生并且可被称为DC-DC转换器中产生的开关噪声(DC-DC开关噪声),或者可被简称为噪声。
参照图5和图6,当基电压EVSS不具有恒定电压值EVSS_ref,而是由于噪声而具有波动电压值时,流向OLED的OLED电流Ioled也不具有恒定电流值Ioled_ref,而是具有波动。
参照图6,随着基电压EVSS增加,OLED电流Ioled可减小。当基电压EVSS降低时,OLED电流Ioled可增加。
OLED电流的这种波动(变化)没有导致OLED发射具有期望亮度级别的光。这可导致总图像质量或部分图像质量下降。
因此,根据本发明的实施方式,可提供一种即使发生由于噪声引起的接地电压EVSS的波动也防止图像质量下降现象的方法。以下,将详细描述防止由于噪声引起的基电压EVSS的波动所导致的图像质量下降的方法。
图7是示出根据实施方式的OLED显示装置100中防止由于噪声引起的基电压EVSS的波动所导致的图像质量下降的体偏置技术的图。
在根据实施方式的OLED显示装置100中,与共同施加到多个子像素SP的公共电压Vcom对应的基电压EVSS所对应的体电压Vbody可被施加到驱动晶体管DRT的基体Nb以防止由于噪声引起的基电压EVSS的波动所导致的图像质量下降现象。
如上所述,将与基电压EVSS对应的体电压Vbody施加到驱动晶体管DRT的基体Nb的方法被称为体偏置。
根据该体偏置,施加到驱动晶体管DRT的基体Nb的体电压Vbody可具有与公共电压Vcom所对应的基电压EVSS的波形对应的波形。
因此,即使基电压EVSS由于噪声而波动,驱动晶体管DRT的体电压Vbody也波动,从而减小由于噪声引起的基电压EVSS的波动的影响。
当与由于噪声而波动的基电压EVSS对应的体电压Vbody被施加到驱动晶体管DRT的基体Nb时,即,当波动的体电压Vbody被施加到驱动晶体管DRT的基体Nb时,驱动晶体管DRT的阈值电压Vth可根据体电压Vbody的大小而增大或减小,如可从如下式1看出的。
式1
Figure BDA0001751855600000121
在式1中,Vsb是反向基板偏置电压。Vsb与体电压Vbody的波动(即,由于基电压EVSS的噪声分量引起的基电压EVSS的波动)关联。当体电压Vbody不存在波动时,Vsb变为0(零)。
在式1中,Vth是根据体电压Vbody的波动而波动的驱动晶体管DRT的阈值电压。Vtho是当体电压Vbody不存在波动时(即,当Vsb=0时)驱动晶体管DRT的阈值电压。
在式1中,γ是制作工艺参数,也被称为体效应参数。Φf是物理参数,也被称为基板的费米势。
通过经由上述体偏置增大或减小驱动晶体管DRT的阈值电压Vth,可减小或防止由于电源电路PSC的DC-DC转换器生成基电压EVSS时产生的噪声引起的基电压EVSS的波动可导致的电流波动。
图8是示出根据实施方式的OLED显示装置100中的简单体偏置技术的图。
参照图8,在根据实施方式的OLED显示装置100中,电源电路PSC中输出基电压EVSS的输出级可直接连接到驱动晶体管DRT的基体Nb。
在这种情况下,从电源电路PSC输出的基电压EVSS被施加到像素阵列110中的OLED的第二电极E2。另外,从电源电路PSC输出的基电压EVSS还作为体电压Vbody被施加到驱动晶体管DRT的基体Nb。
因此,电源电路PSC可将与公共电压Vcom对应的基电压EVSS供应给OLED的第二电极E2(例如,阴极),并且还可将与公共电压Vcom对应的体电压Vbody供应给驱动晶体管DRT的基体Nb。
据此,OLED显示装置100能够提供简单体偏置而无需在电源电路PSC中输出基电压EVSS的输出级与驱动晶体管DRT的基体Nb之间添加单独的电路。
图9是示出根据实施方式的有机发光二极管显示装置100中用于自适应体偏置技术的体偏置电路900的图。图10是更详细地示出根据实施方式的OLED显示装置100中用于自适应体偏置技术的体偏置电路900的图。图11示出当用于自适应体偏置技术的体偏置电路900被应用于根据实施方式的OLED显示装置100中时驱动晶体管DRT的体电压Vbody的示例。
参照图9,根据实施方式的OLED显示装置100还可包括连接在驱动晶体管DRT的基体Nb与电源电路PSC之间的体偏置电路900。
体偏置电路900可将与公共电压Vcom所对应的基电压EVSS对应的体电压Vbody施加到驱动晶体管DRT的基体Nb。
即,体偏置电路900可接收从电源电路PSC输出的基电压EVSS,可生成与基电压EVSS对应的体电压Vbody,并且可将所生成的体电压Vbody施加到像素阵列110中的各个驱动晶体管DRT的基体Nb。
通过使用上述体偏置电路900,可使用从电源电路PSC输出的基电压EVSS针对动态地产生基电压EVSS的波动的情况自适应地控制体电压Vbody,并且将体电压Vbody施加到驱动晶体管DRT的基体Nb。
参照图10,体偏置电路900可包括电压分配电路1010、输出电路1020等,以用于输出在用于驱动子像素SP的驱动电压与基电压EVSS之间的分配电压Vd。
电压分配电路1010可输出在施加到驱动晶体管DRT的第三节点N3的驱动电压EVDD与基电压EVSS之间的分配电压Vd。
输出电路1020可将与分配电压Vd对应的体电压Vbody或者通过将分配电压Vd放大而获得的体电压Vbody输出到驱动晶体管DRT的基体Nb。
这里,输出电路1020可包括放大器。
电压分配电路1010可包括:电阻器串RSTR,其包括连接在驱动电压与基电压EVSS之间的多个电阻器R1、R2、R3、R4和R5;以及开关电路(MUX),其被配置为在电阻器串RSTR中的多个点a、b、c和d当中选择任一个点并将所选择的点电连接到输出电路1020的输入节点。
开关电路MUX的开关操作可由控制器CONT或者由存在于体偏置电路900内部或外部的控制单元控制。
因此,可控制体电压Vbody的基准体电压值Vbody_ref、幅度等。
参照图11,例如,当开关电路MUX将电阻器串RSTR中的多个点a、b、c和d当中的点a连接到输出电路1020的输入节点(情况1)时,体电压Vbody_a具有第一基准体电压值Vbody_ref_a和第一体电压幅度AMPa。
在这种情况下,体电压Vbody_a由如下的式2表示。在式2中,K是输出电路1020中的电压放大增益。
式2
Figure BDA0001751855600000141
当开关电路MUX将电阻器串RSTR中的多个点a、b、c和d当中的点d连接到输出电路1020的输入节点(情况2)时,体电压Vbody_d具有第二基准体电压值Vbody_ref_d和第二体电压幅度AMPd。
在这种情况下,体电压Vbody_d由如下的式3表示。在式3中,K是输出电路1020中的电压放大增益。
式3
Figure BDA0001751855600000142
开关电路MUX将电阻器串RSTR中的点a连接到输出电路1020的输入节点的情况(情况1)下的体电压Vbody_a的第一体电压幅度AMPa可大于开关电路MUX将电阻器串RSTR中的点d连接到输出电路1020的输入节点的情况(情况2)下的体电压Vbody_d的第二体电压幅度AMPd。
开关电路MUX将电阻器串RSTR中的点a连接到输出电路1020的输入节点的情况(情况1)下的体电压Vbody_a的第一基准体电压值Vbody_ref_a可等于或不同于开关电路MUX将电阻器串RSTR中的点d连接到输出电路1020的输入节点的情况(情况2)下的体电压Vbody_d的第二体电压值Vbody_ref_b。
图12是根据实施方式的OLED显示装置100中产生噪声的基电压EVSS、应用体偏置技术时的体电压Vbody以及OLED的电流变化的图。
与公共电压Vcom对应的基电压EVSS不具有恒定基准基电压值EVSS_ref(从电源电路PDC输出的电压值),并且由于由DC-DC转换器的电压生成操作产生的噪声而波动。
与波动的基电压EVSS对应的体电压Vbody被施加到驱动晶体管DRT的基体Nb。
这里,体电压Vbody可具有基准体电压值Vbody_ref和体电压幅度。
与基准体电压值Vbody_ref对应的基电压EVSS可等于或不同于恒定基准基电压值EVSS_ref。
体电压幅度可等于或不同于基电压EVSS的幅度。
此外,体电压Vbody可具有与公共电压Vcom所对应的基电压EVSS的波形对应的波形。
此外,体电压Vbody可具有根据与公共电压Vcom对应的基电压EVSS的幅度的变化而变化的幅度。
如上所述,与由于噪声而变化的基电压EVSS对应的体电压Vbody被施加到驱动晶体管DRT的基体Nb,以使得发生驱动晶体管DRT的阈值电压的变化(参见式1),OLED中流动的电流Ioled的波动宽度可减小,如图12所示。
换言之,与如图6所示没有应用体偏置技术时电流的波动宽度相比,如图12所示应用体偏置技术时电流的波动可显著降低(例如,降低约1/2)。
上述有机发光显示装置100可以是像素阵列PXL存在于使用玻璃基板等的显示面板中并且源极驱动电路SDC、选通驱动电路GDC等按照各种方式电连接到显示面板的普通显示器。
另选地,OLED显示装置100可以是以非常小的尺寸制造并且用于诸如虚拟现实装置或增强现实装置的电子装置的微显示器。
以下,将在下面描述使用微显示器型OLED显示装置100的电子装置。
图13是示出使用根据实施方式的OLED显示装置100的电子装置1300的图。
参照图13,根据实施方式的电子装置1300是用于显示增强现实或虚拟现实图像的耳机型装置。
根据实施方式的电子装置1300可包括:图像信号输入单元1310,图像信号被输入到图像信号输入单元1310;第一显示单元1320L,其被配置为基于图像信号显示第一图像(例如,左眼图像);第二显示单元1320R,其被配置为基于图像信号显示第二图像(例如,右眼图像);以及壳体1330,其被配置为接纳图像信号输入单元1310、第一显示单元1320L和第二显示单元1320R(1330)等。
图像信号输入单元1310可包括连接到输出图像数据的终端(例如,智能电话)的有线线缆或无线通信模块。
第一显示单元1320L和第二显示单元1320R是位于与用户的左眼和右眼对应的位置处的显示构造。
第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个可包括OLED显示装置100的全部或部分。
图14是示出根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个的实现方式的示例的图。
参照图14,根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个可包括:硅基板1400;像素阵列PXL,其包括布置在硅基板1400的像素阵列区域上的多个子像素SP;以及驱动电路SDC、GDC、CONT等,其布置在硅基板1400的电路区域上。
根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R可通过半导体工艺由相同的硅晶圆或不同的硅晶圆制造。
根据实施方式的电子装置1300可执行体偏置。
根据实施方式的电子装置1300被配置为使得在第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个中,与施加到多个子像素SP的公共电压Vcom对应的基电压EVSS所对应的体电压Vbody可通过体偏置被施加到多个子像素SP中的每一个中的驱动晶体管DRT的基体Nb。
通过上述体偏置,即使当基电压EVSS由于在生成基电压EVSS期间产生的噪声而波动时,电子装置1300也能够防止由于基电压EVSS的波动引起的图像质量下降。
如上所述,根据实施方式的电子装置1300可以是增强现实装置或虚拟现实装置。
因此,通过使用根据实施方式的电子装置1300,用户可享受更逼真的增强现实或虚拟现实。
此外,根据实施方式的电子装置1300还可包括:电源电路PSC,其被配置为供应操作第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个所需的电压;以及体偏置电路900,其被配置为将体电压Vbody供应给第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个中的驱动晶体管DRT的基体Nb。
电源电路PSC可与第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个对应存在。另选地,第一显示单元1320L和第二显示单元1320R可共享电源电路PSC。
即,可存在一个或两个电源电路PSC。
电源电路PSC可被包括在第一显示单元1320L和/或第二显示单元1320R中。即,电源电路PSC可位于第一显示单元1320L的硅基板1400和/或第二显示单元1320R的硅基板1400上。
此外,电源电路PSC可包括一个或更多个功率相关电路。在这种情况下,电源电路PSC的一部分可存在于第一显示单元1320L和/或第二显示单元1320R外部。
体偏置电路900可与第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个对应存在。另选地,第一显示单元1320L和第二显示单元1320R可共享体偏置电路900。
即,可存在一个或两个体偏置电路900。
体偏置电路900可被包括在第一显示单元1320L和/或第二显示单元1320R中。即,体偏置电路900可位于第一显示单元1320L的硅基板1400和/或第二显示单元1320R的硅基板1400上。
此外,体偏置电路900的一些组件可存在于第一显示单元1320L和/或第二显示单元1320R外部。
体偏置电路900可连接在驱动晶体管DRT的基体Nb与电源电路PSC之间并且可将与公共电压Vcom对应的体电压Vbody施加到驱动晶体管DRT的基体Nb。
如上所述,体偏置电路900可包括:电压分配电路1010,其被配置为输出在施加到驱动晶体管DRT的第三节点N3的驱动电压EVDD与公共电压Vcom之间的分配电压Vd;输出电路1020,其被配置为将与分配电压Vd对应的体电压Vbody或者通过将分配电压Vd放大而获得的体电压Vbody输出到驱动晶体管DRT的基体Nb;等等。
图15是示出根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个中的驱动晶体管DRT的体电压施加结构的图。
可在根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个中执行体偏置。
施加有基电压EVSS的第二电极E2可设置在根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个中的像素阵列区域的正面。
电源电路PSC可包括被配置为生成并输出基电压EVSS的DC-DC转换器。
当DC-DC转换器生成基电压EVSS时可能出现噪声。
因此,从DC-DC转换器输出的基电压EVSS包括噪声分量,以使得电压值波动而非恒定。
基电压EVSS的波动导致OLED中流动的电流Ioled变化,这可能使图像质量下降。
为了防止该问题,根据实施方式的电子装置1300可包括体偏置结构。
在根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个中,可设置连接图案1500以将体偏置电路900与各个子像素中的驱动晶体管DRT的基体Nb彼此电连接。
从体偏置电路900输出的体电压Vbody通过连接图案1500被施加到各个驱动晶体管DRT的基体Nb。
此外,如图15所示,由于在根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个中像素阵列PXL和驱动电路(SDC、GDC、CONT等)设置在硅基板1400上,所以设置在像素阵列PXL中的驱动晶体管DRT可为可在半导体工艺中形成的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)类型,类似于驱动电路中的晶体管。这里,MOSFET类型可包括互补金属氧化物半导体(CMOS)。在一些情况下,设置在像素阵列PXL中的驱动晶体管DRT可以是各种TFT中的任一个,诸如非晶硅TFT或低温多晶硅(LTPS)的多晶硅TFT、氧化物TFT和有机TFT。
因此,在根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个中,不仅包括在驱动电路(SDC、GDC、CONT等)中的晶体管,而且像素阵列PXL中的晶体管(DRT、T1、T2等)也可在半导体工艺中一起形成在硅基板1400上。
图16和图17分别是根据实施方式的电子装置1300的第一显示单元1320L和第二显示单元1320R中的每一个中形成有MOSFET型驱动晶体管DRT的区域的简单横截面图。
参照图16的横截面图,作为N型MOSFET(N沟道MOSFET)的驱动晶体管DRT形成在硅基板1400的像素阵列区域中。
例如,硅基板10可以是P型基板(P基板)。
在硅基板1400中,在与驱动晶体管DRT的源极S和漏极D对应的位置处形成N+源区域和N+漏区域。可在N+源区域与N+漏区域之间形成N沟道。
在分别与源极S和漏极D对应的N+源区域与N+漏区域之间,栅极G可存在于N+源区域和N+漏区域所在的层上方或下方。这里,图16是从概念上简要示出的示图,并且还可存在绝缘层、平坦化层等。
另一方面,与MOSFET对应的驱动晶体管DRT可直接形成在硅基板1400上,但是可形成在一个或更多个阱中。根据硅基板140或MOSFET的类型(N型或P型),这种“阱”可以是P阱(P型阱)或N阱(N型阱)。
例如,如图16所示,可在作为P基板的硅基板1400上形成深N阱,并且可在深N阱中形成P阱。可在P阱中形成与源极S和漏极D对应的N+源区域和N+漏区域。
另一方面,驱动晶体管DRT的基体Nb(也称为“体电极”)可被设置在P+型的P阱中。
用于体偏置的体电压(Vbody)被施加到P+型基体Nb。
另一方面,一个驱动晶体管DRT可存在于一个P阱中,或者两个或更多个驱动晶体管DRT可存在于一个P阱中。
一个P阱可存在于一个深N阱中,可具有一个P阱,或者两个或更多个P阱可存在于一个深N阱中。
参照图17的横截面图,作为P型MOSFET(P沟道MOSFET)的驱动晶体管DRT形成在硅基板1400的像素阵列区域中。
例如,硅基板10可以是P型基板(P基板)。
在硅基板1400中,P+源区域和P+漏区域形成在与驱动晶体管DRT的源极S和漏极D对应的位置处。可在P+源区域与P+漏区域之间形成P沟道。
在分别与源极S和漏极D对应的P+源区域与P+漏区域之间,栅极G可存在于P+源区域和P+漏区域所在的层上方或下方。这里,图17是从概念上简要示出的示图,并且还可存在绝缘层、平坦化层等。
另一方面,与MOSFET对应的驱动晶体管DRT可直接形成在硅基板1400上,但是可形成在一个或更多个阱中。根据硅基板140或MOSFET的类型(N型或P型),这种“阱”可以是P阱(P型阱)或N阱(N型阱)。
例如,如图17所示,可在作为P基板的硅基板1400上形成N阱。可在N阱中形成分别与源极S和漏极D对应的P+源区域和P+漏区域。
另一方面,驱动晶体管DRT的基体Nb(也称为“体电极”)可被设置在N+型的N阱中。
用于体偏置的体电压Vbody被施加到N+型基体Nb。
另一方面,一个驱动晶体管DRT可存在于一个N阱中,或者两个或更多个驱动晶体管DRT可存在于一个N阱中。
根据本文所公开的实施方式,可提供显示装置100、电子装置1300和体偏置电路900,其中,即使当由于噪声而发生公共电压的波动时,也可防止由于公共电压的波动而引起的图像质量下降。
根据本文所公开的实施方式,可提供显示装置100、电子装置1300和体偏置电路900,其中,即使当由于噪声而发生公共电压的波动时,也可防止由于公共电压的波动而引起的OLED中流动的电流的变化宽度的增加。
根据本文所公开的实施方式,可提供可应用于虚拟现实装置或增强现实装置并提供优异的图像质量的显示装置100、电子装置1300和体偏置电路900。
以上描述和附图仅出于例示目的提供了本公开的技术构思的示例。本公开所属技术领域的普通技术人员将认识到,在不脱离本公开的基本特征的情况下,可进行形式上的各种修改和改变,例如配置的组合、分离、置换和改变。因此,本公开所公开的实施方式旨在示出本公开的技术构思的范围,并且本公开的范围不由实施方式限制。本公开的范围应该基于所附权利要求书来解释,使得包括在权利要求的等同范围内的所有技术构思属于本公开。
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年8月9日提交的韩国专利申请No.10-2017-0101323的优先权,其出于所有目的通过引用并入本文,如同在本文中充分阐述一样。

Claims (15)

1.一种显示装置,该显示装置包括:
像素阵列,该像素阵列包括由多条数据线和多条选通线限定的多个子像素;
源极驱动电路,该源极驱动电路被配置为驱动所述多条数据线;
选通驱动电路,该选通驱动电路被配置为驱动所述多条选通线;
控制器,该控制器被配置为控制所述源极驱动电路和所述选通驱动电路;以及
电源电路,该电源电路被配置为输出公共电压,所述公共电压共同地施加到所述多个子像素,
其中,与所述公共电压对应的体电压被施加到所述多个子像素中的每一个中的驱动晶体管的基体,并且
其中,所述显示装置还包括:体偏置电路,该体偏置电路连接在所述驱动晶体管的所述基体与所述电源电路之间,其中,所述体偏置电路被配置为接收所述公共电压以及提供给所述驱动晶体管的驱动电压。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述体电压具有与所述公共电压的波形对应的波形。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述体电压具有根据所述公共电压的幅度的变化而变化的幅度。
4.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述多个子像素中的每一个包括由所述驱动晶体管驱动并具有阳极和阴极的有机发光二极管,并且
所述公共电压是施加到所述阴极的基电压。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述体偏置电路包括:
电压分配电路,该电压分配电路被配置为输出在施加到所述驱动晶体管的漏节点或源节点的驱动电压与所述公共电压之间的分配电压;以及
输出电路,该输出电路被配置为将与所述分配电压对应的所述体电压或者通过将所述分配电压放大而获得的所述体电压输出到所述驱动晶体管的所述基体。
6.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述电源电路包括DC-DC转换器。
7.根据权利要求1所述的显示装置,该显示装置还包括:
电源电路,该电源电路被配置为供应所述公共电压并将与所述公共电压对应的所述体电压供应给所述驱动晶体管的所述基体。
8.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述像素阵列、所述源极驱动电路、所述选通驱动电路和所述控制器被设置在硅基板上。
9.一种电子装置,该电子装置包括:
图像信号输入单元,图像信号被输入到该图像信号输入单元;
第一显示单元,该第一显示单元被配置为基于所述图像信号显示第一图像;
第二显示单元,该第二显示单元被配置为基于所述图像信号显示第二图像;以及
壳体,该壳体被配置为将所述图像信号输入单元、所述第一显示单元和所述第二显示单元容纳在该壳体中,
其中,所述第一显示单元和所述第二显示单元中的每一个包括:
硅基板;
像素阵列,该像素阵列包括布置在所述硅基板上的多个子像素;
驱动电路,所述驱动电路被设置在所述硅基板上;以及
电源电路,该电源电路被配置为输出公共电压,所述公共电压共同地施加到所述多个子像素,
其中,所述驱动电路围绕所述像素阵列设置,并且与所述公共电压对应的体电压被施加到所述多个子像素中的每一个中的驱动晶体管的基体,并且
其中,所述电子装置还包括:体偏置电路,该体偏置电路连接在所述驱动晶体管的所述基体与所述电源电路之间,其中,所述体偏置电路被配置为接收所述公共电压以及提供给所述驱动晶体管的驱动电压。
10.根据权利要求9所述的电子装置,其中,所述体偏置电路包括:
电压分配电路,该电压分配电路被配置为输出在施加到所述驱动晶体管的漏节点或源节点的驱动电压与所述公共电压之间的分配电压;以及
输出电路,该输出电路被配置为将与所述分配电压对应的所述体电压或者通过将所述分配电压放大而获得的所述体电压输出到所述驱动晶体管的所述基体。
11.根据权利要求9所述的电子装置,其中,所述驱动晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET类型。
12.根据权利要求9所述的电子装置,其中,所述电子装置是虚拟现实VR装置或增强现实AR装置。
13.一种体偏置电路,该体偏置电路包括:
驱动晶体管,该驱动晶体管被配置为接收用于驱动子像素的发光元件的驱动电压;
电压分配电路,该电压分配电路被配置为:
接收所述驱动电压,
接收基电压,并且
输出在所述驱动电压与所述基电压之间的分配电压;以及
输出电路,该输出电路被配置为将所述分配电压或者通过将所述分配电压放大而获得的电压输出到所述子像素中的所述驱动晶体管的基体。
14.根据权利要求13所述的体偏置电路,其中,所述电压分配电路包括:
电阻器串,该电阻器串连接在所述驱动电压与所述基电压之间;以及
开关电路,该开关电路被配置为将所述电阻器串中的多个点中的一个点连接到所述输出电路的输入节点。
15.根据权利要求13所述的体偏置电路,其中,施加到所述驱动晶体管的所述基体的电压具有与所述基电压的波形对应的波形。
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