CN113409734A - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示装置及其驱动方法。该显示装置包括：包括多个像素的显示单元以及被布置在显示单元外面的感测单元，其中，感测单元通过多条感测线感测多个像素中的每一个像素中的驱动晶体管的劣化信息，并且补偿驱动晶体管的劣化。感测单元在第一感测时段期间感测劣化信息，并且第一感测时段被包括在用于显示装置显示图像的电源不被供应的断电时段、显示装置被开启的通电时段和在所述显示装置被开启之后图像被连续地显示的图像显示时段中的每一个中。

Description

显示装置及其驱动方法
本申请要求2020年3月16日提交的韩国专利申请第10-2020-0031997号的优先权以及由此获取的所有权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种显示装置以及一种驱动该显示装置的方法。
背景技术
诸如传统的智能电话的显示装置可以包括至少一个显示区域。显示区域可以由数据输出部分限定，并且输入数据可以被显示在显示区域上。此外，显示区域可以被提供有触摸传感器，并且可以作为触摸屏操作。可以在显示装置的正面上采用这样的显示区域以显示各种信息。
近来，诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)或有机发光显示装置的平板显示装置被广泛地用作显示装置。
发明内容
在有机发光显示装置中，像素通常包括多个晶体管、存储电容器以及有机发光二极管(OLED)。像素之间的亮度差可能由于像素之间的偏差(例如，驱动晶体管的阈值电压的分布)而发生，并且亮度差可以被识别为污点。因此，对于各种污点补偿算法的研究正在进行以校正污点。
本公开的实施例提供了一种显示装置，在该显示装置中，最小化了用于感测并且补偿驱动晶体管的劣化的时段的长度。
本公开的另一实施例提供了一种显示装置以及驱动该显示装置的方法，即使在显示装置被开启或显示图像的时段中，驱动晶体管的劣化也被感测或被补偿。
根据本公开的显示装置的实施例包括：包括多个像素的显示单元以及被布置在显示单元外面的感测单元，其中，感测单元通过多条感测线感测多个像素中的每一个像素中的驱动晶体管的劣化信息，并且补偿驱动晶体管的劣化。在这样的实施例中，感测单元在第一感测时段期间感测劣化信息，并且第一感测时段被包括在用于显示装置显示图像的电源不被供应的断电时段、显示装置被开启的通电时段和在显示装置被开启之后图像被连续地显示的图像显示时段中的每一个中。
在实施例中，第一感测时段的长度可以在大约10微秒(μs)至大约100μs的范围内。
在实施例中，显示装置可以进一步包括：第一扫描驱动器，该第一扫描驱动器通过扫描线将扫描信号提供到多个像素中的每一个像素；第二扫描驱动器，该第二扫描驱动器通过感测扫描线将感测扫描信号提供到多个像素中的每一个像素；以及数据驱动器，该数据驱动器通过数据线将数据电压提供到多个像素中的每一个像素。
在实施例中，多个像素中的每一个像素可以包括：作为驱动晶体管的第一晶体管；第二晶体管，该第二晶体管连接在数据线和第一晶体管的栅电极之间；其中，第二晶体管可以基于扫描信号而被导通或被关断；以及第三晶体管，该第三晶体管连接在第一晶体管的一个电极和多条感测线中的对应一条感测线之间；其中，第三晶体管可以基于感测扫描信号而被导通或被关断，并且第二晶体管和第三晶体管可以在第一感测时段中被同时导通或被同时关断。
在实施例中，感测单元可以包括：多路复用器单元，该多路复用器单元包括多个多路复用器，多个多路复用器包括连接到多条感测线的输入端子；以及模数转换器，该模数转换器对从多条感测线接收的感测信号执行模数转换以产生作为数字信号的感测数据。
在实施例中，感测单元可以进一步包括运算放大器单元，该运算放大器单元包括连接在多路复用器单元和模数转换器之间的多个运算放大器。
在实施例中，包括在运算放大器单元中的多个运算放大器的数量可以等于或小于多条感测线的数量。
在实施例中，运算放大器单元可以包括：第一运算放大器和第二运算放大器，第一运算放大器和第二运算放大器中的每一个积分、采样和缩放流过多条感测线的电流，并且差分地放大在多个多路复用器中的每一个多路复用器的一个输出端子处的输出；以及第三运算放大器，该第三运算放大器包括：连接到多个多路复用器中的每一个多路复用器的另一输出端子的反相输入端子以及提供有初始化电压的非反相输入端子。
在实施例中，两条邻近的奇数编号感测线或两条邻近的偶数编号感测线的信号可以被输入到第一运算放大器和第二运算放大器，并且两条邻近的奇数编号感测线或两条邻近的偶数编号感测线之间的感测线的信号可以被输入到第三运算放大器。
在实施例中，显示装置可以在包括在断电时段中的第二感测时段期间感测驱动晶体管的劣化信息，并且第二感测时段的长度可以比第一感测时段的长度长。
在实施例中，第二感测时段的长度可以是大约30毫秒(ms)或更长。
在实施例中，第一补偿时段、第二补偿时段和第三补偿时段可以分别被包括在断电时段、通电时段和图像显示时段中，并且驱动晶体管的劣化可以在第一补偿时段、第二补偿时段和第三补偿时段期间，基于第二感测时段中感测的感测数据值而被补偿。
在实施例中，驱动晶体管的劣化可以基于包括在断电时段中的第一感测时段中感测的第一感测数据值和包括在通电时段中的第一感测时段中感测的第二感测数据值而在第四补偿时段期间被进一步补偿。
在实施例中，驱动晶体管的劣化可以基于包括在断电时段中的第一感测时段中感测的第一感测数据值和包括在图像显示时段中的第一感测时段中感测的第三感测数据值而在第五补偿时段期间被补偿。
在实施例中，第五补偿时段可以在图像显示时段中被包括多次，并且在多个第五补偿时段中的每一个第五补偿时段中，驱动晶体管的阈值电压可以被以步进方式补偿。
在实施例中，包括在图像显示时段中的第一感测时段可以被包括在图像显示被停止的垂直消隐时段中。
一种驱动显示装置的方法的实施例，该显示装置具有用于显示图像的电源不被供应的断电时段、显示装置被开启的通电时段和在显示装置被开启之后图像被连续地显示的图像显示时段，该方法包括：在包括在断电时段、通电时段和图像显示时段中的每一个中的第一感测时段期间，感测显示装置的像素中的驱动晶体管的劣化信息；以及基于包括在断电时段中的第一感测时段中感测的第一感测数据值和包括在通电时段中的第一感测时段中感测的第二感测数据值而补偿驱动晶体管的劣化。在这样的实施例中，第一感测时段的长度在大约10μs至大约100μs的范围内。
在实施例中，该方法可以进一步包括：在包括在断电时段中的第二感测时段期间感测驱动晶体管的劣化信息，其中，第二感测时段的长度比第一感测时段的长度长，并且第二感测时段可以是大约30ms或更长。
在实施例中，该方法可以进一步包括：基于在第二感测时段中感测的感测数据值而在断电时段、通电时段和图像显示时段中的每一个期间补偿驱动晶体管的劣化。
在实施例中，该方法可以进一步包括：基于包括在断电时段中的第一感测时段中感测的第一感测数据值和包括在图像显示时段中的第一感测时段中感测的第三感测数据值而补偿驱动晶体管的劣化。
根据本公开的实施例，显示装置可以最小化驱动晶体管的劣化被补偿的时段的长度。
在这样的实施例中，即使驱动晶体管的劣化在显示装置显示图像的时段中被感测并且被补偿，也可以最小化用户的识别。
附图说明
通过参照附图进一步详细描述本发明的实施例，本发明的以上和其他特征将变得更明显，其中：
图1是根据本公开的实施例的显示装置的框图；
图2是示出图1的像素、数据驱动器和感测单元之间的示意性连接关系的电路图；
图3是图示根据本公开的实施例的驱动显示装置的方法的时序图；
图4是示意性地图示根据本公开的实施例的感测单元的一部分的框图；
图5是图4的感测单元的电路图；
图6是图示在图5的电路图中在奇数编号感测线感测时段期间信号的示意流程的概念图；
图7是图示在图5的电路图中在偶数编号感测线感测时段期间信号的示意流程的概念图；
图8是示意性地图示根据本公开的实施例的像素电路中的驱动晶体管的阈值电压补偿值与第一感测时段中的时间的曲线图；
图9是根据本公开的实施例的与在第一感测时段中根据驱动晶体管的栅-源电压的感测数据值相关的曲线图；
图10是根据本公开的实施例的与补偿像素电路中的驱动晶体管的阈值电压的方法相关的概念图；
图11是图示根据本公开的实施例的在图像显示时段中驱动晶体管的阈值电压被补偿的曲线图；以及
图12是图示根据本公开的实施例的第一感测时段的构思的曲线图。
具体实施方式
现在，在下文中将参照其中示出各个实施例的附图更全面地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式体现，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将是透彻的和完整的，并且将向本领域技术人员全面地传达本发明的范围。贯穿全文，相同的附图标记指代相同的元件。
将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可以在本文被用于描述各个元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件、部件、区域、层或区段与另一元件、部件、区域、层或区段。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可以被称作第二元件、部件、区域、层或区段而不脱离本文的教导。
本文使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的并且不意在限制。如本文所使用的，“一”、“该”和“至少一个”不表示对数量的限制，并且意在包括单数和复数两者，除非上下文另外明确指示。例如，“一元件”具有与“至少一个元件”相同的含义，除非上下文另外明确指示。“至少一个”不被解释为限制为“一”。“或”意味着“和/或”。如本文所使用的，术语“和/或”包括关联的所列项的一个或多个的任意和全部组合。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”或者“包含”规定了所述特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、区域、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。
考虑到讨论中的测量以及与特定量的测量相关联的误差(即，测量系统的限制)，如本文所使用的“大约”或“近似”包括所述值并且意味着在如由本领域普通技术人员所确定的特定值的可接受偏差范围内。例如，“大约”可意味着在一个或多个标准偏差内或者在所述值的±30％、20％、10％或5％内。
除非另外限定，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。将进一步理解，诸如在常用词典中所定义的那些术语应被解释为具有与相关领域和本公开的上下文中它们的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度正式的意义解释，除非本文明确地如此限定。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。在附图中，相同或相似的附图标记被用于指示相同或相似的部件。
显示装置可以包括有机发光显示装置、量子点发光显示装置、微LED显示装置等。在下文中，为了便于描述，将详细描述其中显示装置是有机发光显示装置的实施例。然而，本公开不限于此，并且本公开的精神可以被应用于其他显示装置，只要不改变本公开的精神。
图1是根据本公开的实施例的显示装置的框图。图2是示出图1的像素、数据驱动器和感测单元之间的示意性连接关系的电路图。
参照图1和图2，显示装置100的实施例包括显示单元110、时序控制器120、数据驱动器131、感测单元133、第一扫描驱动器141、第二扫描驱动器143、初始化电压确定单元150以及电压发生器160。
显示单元110包括多个像素PX、多条扫描线SL1、SL2、…、SLN、多条感测扫描线SSL1、SSL2、…、SSLn、多条数据线DL1、DL2、…、DLM以及多条感测线SDL1、SDL2、…、SDLm(这里，n、N、m和M是自然数)。
像素PX可以以包括多个像素行和多个像素列的矩阵形式排列。像素行可以与相对于显示单元110的水平方向相对应，并且像素列可以与垂直方向相对应。
每个像素PX包括像素电路，并且像素电路包括多个晶体管和由多个晶体管驱动的有机发光二极管。
在一个实施例中，例如，像素电路包括数据线DLj、感测线SDLj、扫描线SLi、感测扫描线SSLi、第一晶体管T1、发光元件LD、第二晶体管T2、存储电容器Cst以及第三晶体管T3(这里，j是等于或大于1并且等于或小于m和M的自然数，并且i是等于或大于1并且等于或小于n和N的自然数)。
数据线DLj被连接到数据驱动器131的输出端子，并且将数据电压Vdata或数据信号DATA[m]传输到像素电路。
感测线SDLj被连接到感测单元133。感测线SDLj可以在图像显示时段中将初始化电压VINT传输到像素电路，并且在感测时段中将像素电路中产生的感测信号传输到感测单元133。线电容器CLINE可以被连接在接地端子和感测线SDLj之间。
扫描线SL1、SL2、…、SLN被连接到第一扫描驱动器141的输出端子，并且将由第一扫描驱动器141产生的扫描信号SCAN[n]传输到像素电路。扫描信号SCAN[n]包括用于导通第二晶体管T2的时段。
感测扫描线SSL1、SSL2、…、SSLn可以被连接到第二扫描驱动器143的输出端子，并且将由第二扫描驱动器143产生的感测扫描信号SENSE[n]传输到像素电路。感测扫描信号SENSE[n]包括用于导通第三晶体管T3的时段。
第一晶体管T1包括连接到存储电容器Cst的栅电极、接收第一电源电压ELVDD的第一电极以及连接到发光元件LED的阳极的第二电极。第一晶体管T1可以被称为驱动晶体管。
发光元件LD包括连接到第一晶体管T1的第二电极的阳极以及接收第二电源电压ELVSS的阴极。
第二晶体管T2包括连接到扫描线SLi的栅电极、连接到数据线DLj的第一电极以及连接到第一晶体管T1的栅电极的第二电极。第二晶体管T2可以在扫描信号SCAN[n]的控制下将数据电压Vdata提供到第一晶体管T1的栅电极。在这样的实施例中，第二晶体管T2可以被布置在数据线DLj和第一晶体管T1的栅电极之间，并且可以响应于扫描信号SCAN[n]而被导通或被关断。
存储电容器Cst包括连接到第一晶体管T1的栅电极的第一电极以及连接到发光元件LD的阳极(第一晶体管T1的第二电极)的第二电极。
第三晶体管T3包括连接到感测扫描线SSLi的栅电极、连接到第一晶体管T1的第二电极的第一电极以及连接到感测线SDLj的第二电极。第三晶体管T3可以响应于感测扫描信号SENSE[n]而通过感测线SDLj将关于流过驱动晶体管的电流的信息或关于阳极的电压的信息提供到感测单元133。第三晶体管T3可以被连接在驱动晶体管的第二电极和感测线SDLj之间，并且可以响应于感测扫描信号SENSE[n]而被导通或被关断。
时序控制器120从外面(例如，外部图形装置)接收控制信号CONT和图像数据DATA。时序控制器120基于控制信号CONT而产生多个控制信号。
多个控制信号可以包括：控制数据驱动器131的第一控制信号CONT1、控制第一扫描驱动器141的第二控制信号CONT2、控制第二扫描驱动器143的第三控制信号CONT3以及控制初始化电压确定单元150的第四控制信号CONT4。
数据驱动器131基于第一控制信号CONT1而对从时序控制器120提供的校正后的图像数据DATAc执行数模转换以产生数据电压Vdata，并且将数据电压Vdata输出到多条数据线DL1、DL2、…、DLM。
数据驱动器131可以包括放大器AMP。数据驱动器131可以通过放大器将数据电压Vdata输出到数据线DL1、DL2、…、DLM。
在实施例中，数据驱动器131可以将用于感测对应的像素PX中的第一晶体管T1的阈值电压的数据电压Vdata输出到数据线DL1、DL2、…、DLM。
感测单元133对从多条感测线SDL1、SDL2、…、SDLm接收的感测信号执行模数转换以产生作为数字信号的感测数据SD。感测单元133可以将感测数据SD提供到时序控制器120。
在实施例中，感测单元133可以位于显示单元110外面。在一个实施例中，例如，感测单元133可以以驱动器集成电路(IC)的形式与数据驱动器131一起被提供在显示装置100中。
感测单元133可以包括运算放大器单元220，运算放大器单元220包括接收感测信号的第一输入端子和接收初始化电压VINT的第二输入端子，并且将模拟信号输出到输出端子。
运算放大器单元220可以包括连接在第一输入端子和输出端子之间的初始化电容器CINT。输出电容器CO可以连接在接地端子和运算放大器单元220的输出端子之间。
感测单元133可以包括模数转换器(也被称为ADC)240，模数转换器240通过模数转换而转换感测信号，并且将感测数据输出到输出端子ADC_OUT。感测单元133可以包括连接在运算放大器单元220的输出端子和模数转换器240之间的开关构件230(稍后将描述的开关矩阵)。从感测线SDLj接收的感测信号可以作为顺序地穿过运算放大器单元220、开关矩阵230和模数转换器240的感测数据而输出。
尽管附图中未示出，但是感测单元133可以进一步包括多路复用器，稍后将参照图4等详细描述多路复用器。
根据实施例，时序控制器120基于感测数据而计算校正值(例如，驱动晶体管的阈值电压补偿值)以补偿像素电路的劣化，并且基于校正值而产生校正后的图像数据DATAc。
根据实施例，时序控制器120可以控制初始化电压确定单元150以基于校正值而校正初始化电压VINT的电平。
第一扫描驱动器141可以基于第二控制信号CONT2而产生多个扫描信号SCAN[n]，并且可以将多个扫描信号SCAN[n]顺序地输出到多条扫描线SL1、SL2、…、SLN。
第二扫描驱动器143可以基于第三控制信号CONT3而产生多个感测扫描信号SENSE[n]，并且可以将多个感测扫描信号SENSE[n]顺序地输出到多条感测扫描线SSL1、SSL2、…、SSLn。
在实施例中，第一扫描驱动器141和第二扫描驱动器143可以是分离的单元。在可替代的实施例中，扫描驱动器可以以包括执行第一扫描驱动器141和第二扫描驱动器143中的每一个的功能的子扫描驱动器的单个扫描驱动器的形式而被提供在显示装置中。
根据实施例，第三晶体管T3由施加到像素电路的感测扫描信号SENSE[n]导通的时段可以与第二晶体管T2由扫描信号SCAN[n]导通的时段重叠。
初始化电压确定单元150将帧的图像数据DATA划分成多个块，并且计算与多个块相对应的多个块亮度值。
初始化电压确定单元150提取多个块亮度值之中的最大亮度值和最小亮度值，并且计算最大亮度值和最小亮度值之间的亮度差值。初始化电压确定单元150基于亮度差值而确定用于每个帧的初始化电压VINT的电平。
电压发生器160使用外部电源电压产生用于驱动显示单元110的多个驱动电压。多个驱动电压可以包括第一电源电压ELVDD、第二电源电压ELVSS以及多个初始化电压VINT。
根据实施例，电压发生器160产生与由初始化电压确定单元150确定的初始化电压VINT的电平相对应的用于每个帧的初始化电压VINT。电压发生器160可以将用于每个帧的初始化电压VINT输出到感测单元133。
图3是图示根据本公开的实施例的驱动显示装置的方法的时序图。
同时参照图3，在驱动显示装置的方法的实施例中，显示装置可以具有用于显示图像的电源不被供应的断电时段、显示装置100被用户开启的通电时段和在显示装置100被开启之后图像被连续地显示的图像显示时段。图3示出感测时段被包括在上述时段之中的通电时段中的实施例。
在实施例中，显示装置100可以在从断电时段、通电时段和图像显示时段中选择的至少一个中包括第一感测时段SSP1。在实施例中，一个或多个第一感测时段SSP1可以被包括在从断电时段、通电时段和图像显示时段中选择的至少一个中的每一个中。在实施例中，第一感测时段SSP1可以在通电时段和/或图像显示时段中被包括多次。
在实施例中，在第一感测时段SSP1中，数据驱动器131可以通过放大器将发光元件LD的阳极的电势维持在恒定电压处，并且第一扫描驱动器141和第二扫描驱动器143可以将栅导通电平的扫描信号SCAN[n]和感测扫描信号SENSE[n]分别供应到像素电路，以同时导通第二晶体管T2和第三晶体管T3。此时，感测单元133可以通过恒定电流驱动而感测电流。这里，第一感测时段SSP1可以被定义为用于感测像素电路中的驱动晶体管的劣化信息的时段。
因为第一感测时段SSP1具有相对短的时间，所以即使第一感测时段SSP1被包括在通电时段和图像显示时段中的至少某个时段中，驱动晶体管的阈值电压也可以通过感测的电流而被确定。第一感测时段SSP1可以被称为快速电流感测(快速U感测(FUSEN))时段。
在实施例中，在第一感测时段SSP1中，扫描信号和感测信号可以被控制为彼此相同。因此，与传统的扫描驱动器相比，第一扫描驱动器141和第二扫描驱动器143的电路配置可以被简化，并且因此，在诸如尺寸和可靠性的各个方面都是可期望的。在这样的实施例中，因为感测单元133包括运算放大器，所以与在传统的断电时段中执行的感测时间(第二感测时段)的长度相比，第一感测时段SSP1的长度可以被缩短。在实施例中，第一感测时段SSP1的长度可以在大约10微秒(μs)至大约100μs的范围内。因此，在驱动显示装置100的方法的实施例中，显示装置100可以在通电时段或图像显示时段以及断电时段中感测第一晶体管的劣化。
根据实施例，通过在第一感测时段SSP1中确定的驱动晶体管的阈值电压，阈值电压特性可以通过改变在断电时段中的初始化电压VINT的电平而改进。在通电时段或图像显示时段中，被用户识别的图像的显示质量可以通过基于用于每个帧的图像的亮度特性而改变初始化电压的电平来通过阈值电压特性改进(劣化补偿)而改进。驱动晶体管的阈值电压可以由提供到驱动晶体管的初始化电压的特性改进，并且这样的操作被执行的时段可以被定义为补偿时段。在实施例中，补偿时段可以是基本上等于第一感测时段SSP1(或第二感测时段)的时段，但是不限于此。在可替代的实施例中，补偿时段可以是在第一感测时段SSP1(或第二感测时段)之后的时段。稍后将参照图10更详细描述补偿时段。
根据实施例，显示装置100可以在断电时段中包括第二感测时段。第二感测时段与电流通过使得驱动晶体管为源跟随形式而被感测的时段相对应。在一个实施例中，例如，在第二感测时段以及第二感测时段之后的补偿时段中，可以执行将黑色数据电压输入到像素PX、初始化、感测以及随后再次输入黑色数据电压的过程。在第二感测时段中，驱动晶体管的劣化信息可以类似于第一感测时段SSP1而被感测。第二感测时段可以具有比第一感测时段的长度长的长度。在实施例中，当考虑饱和时间时，第二感测时段可以具有每个像素大约30毫秒(ms)或更长的长度。在一个实施例中，例如，在显示装置100具有超高清(UHD)分辨率的情况下，用于确定所有像素PX的驱动晶体管的阈值电压的第二感测时段的总长度可以在大约5分钟至大约10分钟的范围内。
在下文中，将描述用于快速电流感测的感测单元133的实施例的配置。
图4是示意性地图示根据本公开的实施例的感测单元的一部分的框图。图5是图4的感测单元的电路图。图6是图示在图5的电路图中在奇数编号感测线感测时段期间信号的示意流程的概念图。图7是图示在图5的电路图中在偶数编号感测线感测时段期间信号的示意流程的概念图。
图4至图7示出感测单元133的一部分，感测单元133的该部分图示与邻近布置的四条感测线SDL[2n-1]、SDL[2n]、SDL[2n+1]和SDL[2n+2]直接相关的元件。此外，图6和图7示出用于描述在第一感测时段SSP1中执行的信号的构思的流程。
参照图4至图7，感测单元133的实施例可以包括多路复用器单元210、运算放大器单元220、开关矩阵230以及模数转换器240。
根据实施例，感测单元133可以包括：电连接到施加有接地电势GND的接地端子207的输入端子、电连接到施加有初始化电压VINT的初始化端子206的输入端子以及电连接到供应任意电压VCAL_EXT以测量感测线的外部端子205的输入端子。感测单元133可以进一步包括多个开关SW_VCAL、SW_PANEL_DISP、SW_PANEL、SW_VINT和SW_GND，以控制电压(例如，接地电势GND、初始化电压VINT和任意电压VCAL_EXT)到感测单元133的施加。
多路复用器单元210可以包括多个多路复用器211和212。多个多路复用器211和212中的每一个的输入端子被连接到至少一条感测线。多路复用器211和212中的每一个的输出端子可以被连接到运算放大器(也被称为OP-AMP)221、222和223中的一个输入端子。
在实施例中，多路复用器211和212中的每一个的输入端子可以被连接到邻近的奇数编号感测线SDL[2n-1]和SDL[2n+1]以及偶数编号感测线SDL[2n]和SDL[2n+2]。在第一感测时段SSP1中，感测操作可以通过将第一感测时段SSP1划分成第一时段(奇数编号感测线感测时段)和第二时段(偶数编号感测线感测时段)而执行，以差分地放大感测线的感测值。为了便于描述，图5至图7图示连接到第一感测线至第四感测线SDL1、SDL2、SDL3和SDL4的多路复用器211和212。在一个实施例中，例如，第一多路复用器211的输入端子201和202可以被连接到作为一条奇数编号感测线(例如，SDL[2n-1])的第一感测线SDL1和作为一条偶数编号感测线(例如，SDL[2n])的第二感测线SDL2。第二多路复用器212的输入端子203和204可以被连接到作为另一奇数编号感测线(例如，SDL[2n+1])的第三感测线SDL3和作为另一偶数编号感测线(例如，SDL[2n+2])的第四感测线SDL4。
在实施例中，多路复用器211和212中的每一个可以具有2选1多路复用器(2:1MUX)结构。多路复用器211和212中的每一个可以包括多个开关元件SW_CH_EVEN、SW_CH_ODD、SW_PANEL_DISP和SW_CH_DUM。多个开关元件SW_CH_EVEN、SW_CH_ODD、SW_PANEL_DISP和SW_CH_DUM可以包括：导通以在第一时段中感测奇数编号感测线SDL[2n-1]和SDL[2n+1]的开关元件SW_CH_ODD、导通以在第二时段中感测偶数编号感测线SDL[2n]和SDL[2n+2]的开关元件SW_CH_EVEN以及虚设开关元件SW_CH_DUM。根据可替代的实施例，虚设开关元件SW_CH_DUM可以被省略。
在实施例中，多路复用器单元210可以将每两条感测线(例如SDL1和SDL2以及SDL3和SDL4)作为一个单元实现虚拟开关矩阵，以连接感测线SDL1、SDL2、SDL3和SDL4与运算放大器单元220并且以实现2:1MUX结构。
运算放大器单元220可以包括第一运算放大器221和第二运算放大器222，第一运算放大器221和第二运算放大器222积分、采样和缩放流过感测线SDL1、SDL2、SDL3和SDL4的电流，并且差分地放大多路复用器221和212的一个输出端子的输出。运算放大器单元220可以进一步包括第三运算放大器223，多路复用器211和212的另一输出端子的输出通过第三运算放大器223被输入。第一运算放大器至第三运算放大器221、222和223中的每一个可以包括放大器、开关SW_ITG_SIG、SW_ITG_RST或SW_ITG_REF以及电容器CF，如图5中所示。
第三运算放大器223可以积分、采样、缩放并且差分放大流过参考感测线的电流。这里，参考感测线可以在用于感测奇数编号感测线SDL[2n-1]和SDL[2n+1]的第一时段中被确定为偶数编号感测线SDL[2n]和SDL[2n+2]，并且可以在用于感测偶数编号感测线SDL[2n]和SDL[2n+2]的第二时段中被确定为奇数编号感测线SDL[2n-1]和SDL[2n+1]。在一个实施例中，例如，在第一时段期间的参考感测线可以被设定为第二感测线SDL2，并且在第二时段期间的参考感测线可以被设定为第三感测线SDL3。
第三运算放大器223可以是差分放大器。差分放大器的反相输入端子可以通过开关元件被连接到多路复用器的另一输出端子，并且初始化电压VINT*可以被提供到非反相输入端子。
第三运算放大器223可以从参考感测线接收信号。第三运算放大器223可以被与第一运算放大器221和第二运算放大器222等同地或类似地配置，并且因此，第三运算放大器223可以产生与在第一运算放大器221和第二运算放大器222中产生的噪声相等的参考信号REF。在实施例中，虚拟接地电压电平的信号可以被提供到参考感测线。从第三运算放大器223产生的参考信号REF可以被传输到开关矩阵230以抵消包括在第一运算放大器221的输出端子和第二运算放大器222的输出端子中的噪声。
在实施例中，差分信号可以被发送到参考感测线以及与参考感测线邻近的偶数编号感测线SDL[2n]和SDL[2n+2]或者奇数编号感测线SDL[2n-1]和SDL[2n+1]中的每一条。差分信号可以是通过诸如双倍数据速率三同步动态随机存取存储器(DRAM)(DDR3)、低功率双倍数据速率同步DRAM(LPDDR2)、低电压差分信号(LVDS)、串行高级技术配置(S-ATA)和移动工业处理器接口(MiPi)的发送模式发送的信号。
在实施例中，包括在运算放大器单元220中的运算放大器221、222和223的数量可以等于或小于感测线SDL1、SDL2、SDL3和SDL4的数量。显示装置100可以通过在多个运算放大器221、222和223与多条感测线SDL1、SDL2、SDL3和SDL4之间布置多路复用器单元210而包括比感测线SDL1、SDL2、SDL3和SDL4的数量小的数量的运算放大器221、222和223。
开关矩阵230可以通过开关SW_AFE_SPL和电容器Cs将从运算放大器单元220输出的信号SIG作为电压ADC+和ADC-选择性地提供到模数转换器240。
在第一时段中(参见图6中133a)，流过驱动晶体管的源电极的电流可以通过将感测数据电压Vdata施加到连接到奇数编号感测线SDL[2n-1]和SDL[2n+1]的像素而通过奇数编号感测线SDL[2n-1]和SDL[2n+1]被检测。流过驱动晶体管的源电极的电流可以通过将用于关断驱动晶体管的感测数据电压Vdata施加到连接到偶数编号感测线SDL[2n]和SDL[2n+2]的像素而通过偶数编号感测线SDL[2n]和SDL[2n+2]被检测。如上所述检测的值可以被差分地放大并且可以被转换成数字感测值。
在第二时段中(参见图8中133b)，流过驱动晶体管的源电极的电流可以通过将感测数据电压Vdata施加到连接到偶数编号感测线SDL[2n]和SDL[2n+2]的像素而通过偶数编号感测线SDL[2n]和SDL[2n+2]被检测。流过驱动晶体管的源电极的电流可以通过将用于关断驱动晶体管的感测数据电压Vdata施加到连接到奇数编号感测线SDL[2n-1]和SDL[2n+1]的像素而通过奇数编号感测线SDL[2n-1]和SDL[2n+1]被检测。如上所述检测的值可以被差分地放大并且可以被转换成数字感测值。
在实施例中，模数转换器240可以包括单个模数转换器和电容器CnS，如图5中所示。然而，本公开不限于图5中所示的模数转换器的数量。在实施例中，在从多条感测线SDL1、SDL2、…、SDLm接收的感测信号由运算放大器单元220和开关矩阵230提供的情况下，模数转换器240可以对感测信号执行模数转换，以产生作为数字信号的感测信息数据。感测单元133可以将通过模数转换器240的输出端子241和242输出的感测信息数据提供到时序控制器120。在一个实施例中，例如，通过模数转换器240的输出端子241和242输出的感测信息数据可以具有相反的位VON和VOP。时序控制器120可以基于感测信息数据而提取感测数据SD。
图8是示意性地图示根据本公开的实施例的像素电路中的驱动晶体管的阈值电压补偿值与第一感测时段中的时间的曲线图。
在图8中，因为X轴线是第一感测时段SSP1和补偿时段基本上彼此相同的时段，所以X轴线被表示为第一感测时段SSP1内的时间。在图8中，驱动晶体管的阈值电压被表示为VTH。
参照图8，根据实施例，当驱动晶体管的阈值电压(例如，在VTH补偿之后)被补偿时，与阈值电压(例如，在VTH补偿之前)或者错误补偿被执行的驱动晶体管的阈值电压(例如，VTH错误补偿)相比，补偿可以被相对精确地执行。
当感测数据(例如，参见图9的感测数据)在相同感测条件(相同外部条件、相同感测电压以及相同感测时间)下获得时，所获得的感测数据可以与当驱动晶体管的阈值电压不改变时相同。当感测条件的变化发生时，这是由于阈值电压的变化引起的，并且因此，可以对要补偿的阈值电压进行逆运算。在相同感测条件被维持的状态下，要补偿的阈值电压可以通过比较在不同时间点处感测的感测数据而被计算，并且驱动晶体管的阈值电压可以基于所计算的值而被补偿。
例如，当无法反映根据显示装置100的通电状态的持续时间的驱动晶体管的劣化量并且补偿基于在显示装置100的断电时段中测量的感测数据而被执行时，错误补偿可能发生。可替代地，例如，当基于在断电状态下测量的感测数据而执行补偿时，在显示装置100继续断电状态数个时段的情况下，可能无法反映阈值电压特性根据时间自行恢复而没有外部补偿的事实，并且因此，错误补偿可能发生。
图9是根据本公开的实施例的与在第一感测时段中根据驱动晶体管的栅-源电压的感测数据值相关的曲线图。图10是根据本公开的实施例的与补偿像素电路中的驱动晶体管的阈值电压的方法相关的概念图。
参照图9，第一感测数据值FU1是在断电状态下在第一感测时段SSP1中测量的值，第二感测数据值FU2(1)是在断电状态继续之后在第一感测时段SSP1中测量的值，并且第三感测数据值FU2(2)与在图像显示时段中某一时间过去之后在第一感测时段SSP1中测量的值相对应。
在图示了断电状态下的第一感测数据值FU1的曲线图中，因为完成了驱动晶体管的阈值电压补偿，所以驱动晶体管的栅-源电压可以超过0伏(V)。在继续断电状态之后，在图示了第二感测数据值FU2(1)的曲线图中，偏移的阈值电压的值可以由于恢复等而减小为小于阈值电压补偿值。因此，驱动晶体管的栅-源电压可以在负方向(在图9中的-Shift)上偏移超过0V。在图示了在图像显示时段中某一时间过去之后第三感测数据值FU2(2)的曲线图中，由额外劣化进程偏移的阈值电压的值变得大于阈值电压补偿值，并且因此，驱动晶体管的栅-源电压可以在正方向(图9中的+Shift)上偏移超过0V。
当恒定参考电压Vref在第一感测时段SSP1中被施加到驱动晶体管并且电流被感测时，因为驱动晶体管的阈值电压根据显示装置100的环境变化而变化，所以所测量的感测值可能被改变。在实施例中，当阈值电压补偿值通过利用另一第一感测时段SSP1的感测值计算阈值电压的变化量而被应用时，显示装置100可以实时地响应于阈值电压的细微变化以补偿所测量的感测值中的这样的变化。因此，显示装置100可以补偿驱动晶体管的阈值电压。
参照图10，在实施例中，断电时段可以包括第二感测时段、用于基于感测值VSEN1而补偿驱动晶体管的阈值电压的第一补偿时段以及第一感测时段SSP1。根据实施例，断电时段的第一感测时段SSP1可以在断电状态下和/或当断电状态继续时被包括。第一感测数据值FU1可以在断电时段中在第一感测时段SSP1中被感测。
根据实施例，通电时段可以包括第二补偿时段，该第二补偿时段用于基于断电时段的第二感测时段中的感测数据值VSEN1而在通电时段中补偿驱动晶体管的阈值电压。此外，通电时段可以进一步包括用于测量第二感测数据值FU2(1)的第一感测时段SSP1。如上所述，通电时段可以不包括第二感测时段。
根据实施例，图像显示时段可以包括第三补偿时段，该第三补偿时段用于基于断电时段的第二感测时段中的感测数据值VSEN1而在图像显示时段中补偿驱动晶体管的阈值电压。如上所述，图像显示时段可以不包括第二感测时段。
在实施例中，通电时段可以包括第四补偿时段，该第四补偿时段用于计算补偿值并且补偿阈值电压以根据恢复和/或环境变化补偿阈值电压的变化。在第四补偿时段中，补偿值可以基于第一感测数据值FU1和第二感测数据值FU2(1)而被计算。根据实施例，通电时段可以包括至少一个第四补偿时段。
在实施例中，图像显示时段可以包括第五补偿时段，该第五补偿时段用于计算补偿值并且补偿阈值电压以根据劣化补偿阈值电压的变化。在第五补偿时段中，补偿值可以通过第一感测数据值FU1和第三感测数据值FU2(2)而被计算。根据实施例，图像显示时段可以包括至少一个第五补偿时段。
在实施例中，第一感测数据值FU1可以基于以下等式1而被计算。在这样的实施例中，第二感测数据值FU2(1)和第三感测数据值FU2(2)可以基于以下等式2而被计算。
[等式1]
FU1＝k*a*(Vref-Vth)gamma
[等式2]
FU2＝k*a*(Vref-Vth+b)gamma
在[等式1]和[等式2]中，k表示反映显示装置100的特性的常数，a表示迁移率分量，Vref表示在第一感测时段SSP1中驱动晶体管的栅-源电压，Vth表示驱动晶体管的阈值电压，gamma表示电压-电流转换关系，并且b表示阈值电压的额外变化量。[等式2]中描述的FU2表示第二感测数据值FU2(1)和第三感测数据值FU2(2)中的任意一个。在一个实施例中，例如，k、a和gamma可以在像素PX之间具有相同值。在FU1的情况下，因为在第二感测时段之后断电时段的第一感测时段SSP1被执行，所以Vth可以是0V。
第四补偿时段和第五补偿时段中阈值电压的变化值可以如以下[等式3]中所示通过[等式1]和[等式2]而被计算。
[等式3]
Figure BDA0002977958920000151
FU1和FU2可以使用第一感测数据值FU1、第二感测数据值FU2和第三感测数据值FU2(2)而获得，并且gamma可以使用驱动晶体管的I-V曲线而获得。因此，b可以是常数，并且b与如上所述偏移的阈值电压的值相对应。
当某一时间过去时，基于在断电时段的第二感测时段中所感测的感测数据值而计算的补偿值可以以过补偿或未补偿的形式而被补偿。然而，通过实时地感测的第二感测数据值FU2(1)与第三感测数据值FU2(2)而偏移的阈值电压的值可以被计算，并且阈值电压的值可以被添加到阈值电压补偿值。因此，显示装置100可以变成显示装置100可以被实时地补偿的结构。
在实施例中，实时电流变化量可以通过感测单元133的运算放大器单元220在图像显示时段的中间在第一感测时段SSP1中被感测。在这样的实施例中，偏移的阈值电压的值可以被计算以实时地补偿驱动晶体管的阈值电压。
图11是图示根据本公开的实施例的在图像显示时段中驱动晶体管的阈值电压被补偿的曲线图。
参照图11，图像显示时段可以包括多个第一感测时段SSP1。根据偏移的阈值电压的值‘b’的阈值电压补偿值可以以步进单位或者以步进方式被施加。也就是说，图像显示时段可以包括多个第一感测时段SSP1和根据第一感测时段SSP1中的每一个的第五补偿时段，以以步进单位补偿阈值电压。
当阈值电压以步进单位被补偿时，可以改进补偿性能使得在图像显示时段中在第五补偿时段中所执行的补偿是自然的。也就是说，即使在第五补偿时段中驱动晶体管的阈值电压被补偿，也可以最小化用户的识别。
在一个实施例中，例如，当阈值电压补偿值根据图像显示时段中预定的第一感测时段SSP1偏移的阈值电压的值‘b’而被设定为B(目标)时，预定的第一时段CASE1可以具有多个第五补偿时段，使得阈值电压以步进单位达到B(目标)。当阈值电压补偿值根据在预定的第一时段CASE1之后在预定的第二时段CASE2期间预定的第一感测时段SSP1偏移的阈值电压的值‘b’而被设定为B’(新的)时，预定的第二时段CASE2可以具有多个第五补偿时段，使得阈值电压以步进单位达到B’(新的)。
图12是图示根据本公开的实施例的第一感测时段的构思的曲线图。
参照图12，在实施例中，因为第一感测时段是相对短的时间，所以显示装置100可以在第一感测时段中同时感测连接到多条感测线的像素PX。图像显示时段中的第一感测时段可以被包括在实际图像显示被停止的垂直消隐时段中。
在一个实施例中，例如，当显示装置100的感测单元133如图12中所示同时感测连接到三条感测线的像素PX时，通过在三个连续帧之上感测连接到同一感测线的像素PX获得的感测数据可以被获得。显示装置100的感测单元133可以相对于连接到同一感测线的像素PX获得与包括第一感测时段SSP1的帧的数量相对应的感测数据。在一个实施例中，例如，当感测数据在三个连续帧之上被获得时，所获得的感测数据的数量是三个。
在实施例中，显示装置100可以基于对于连接到同一感测线的像素PX中的每一个获得的感测数据的平均值而补偿阈值电压。因此，可以最小化根据像素PX外面的噪声和突然的环境变化的错误补偿。
图12中所示的曲线图仅是示例性的，并且在一个垂直消隐时段中感测的感测线的数量和对于每个帧重复感测的次数可以根据显示装置100的环境对于每个显示装置100被选择性地预设或修改。这样的设定值可以被存储在显示装置100中的存储器(未示出)中。
本发明不应被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将是透彻的和完整的，并且将向本领域技术人员全面地传达本发明的构思。
虽然已经参照本发明的实施例具体地示出以及描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，可以在形式和细节上对本发明做出各种改变而不脱离如由所附权利要求限定的本发明的精神或范围。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：
包括多个像素的显示单元；以及
被布置在所述显示单元外面的感测单元，其中，所述感测单元通过多条感测线感测所述多个像素中的每一个像素中的驱动晶体管的劣化信息，并且补偿所述驱动晶体管的劣化，
其中，所述感测单元在第一感测时段期间感测所述劣化信息，并且
所述第一感测时段被包括在用于所述显示装置显示图像的电源不被供应的断电时段、所述显示装置被开启的通电时段和在所述显示装置被开启之后所述图像被连续地显示的图像显示时段中的每一个中。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一感测时段的长度在10μs至100μs的范围内。
3.根据权利要求1所述的显示装置，进一步包括：
第一扫描驱动器，所述第一扫描驱动器通过扫描线将扫描信号提供到所述多个像素中的每一个像素；
第二扫描驱动器，所述第二扫描驱动器通过感测扫描线将感测扫描信号提供到所述多个像素中的每一个像素；以及
数据驱动器，所述数据驱动器通过数据线将数据电压提供到所述多个像素中的每一个像素。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述多个像素中的每一个像素包括：
作为所述驱动晶体管的第一晶体管；
第二晶体管，所述第二晶体管连接在所述数据线和所述第一晶体管的栅电极之间，其中，所述第二晶体管基于所述扫描信号而被导通或被关断；以及
第三晶体管，所述第三晶体管连接在所述第一晶体管的一个电极和所述多条感测线中的对应一条感测线之间，其中，所述第三晶体管基于所述感测扫描信号而被导通或被关断，并且
所述第二晶体管和所述第三晶体管在所述第一感测时段中被同时导通或被同时关断。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述感测单元包括：
多路复用器单元，所述多路复用器单元包括多个多路复用器，所述多个多路复用器包括连接到所述多条感测线的输入端子；以及
模数转换器，所述模数转换器对从所述多条感测线接收的感测信号执行模数转换以产生作为数字信号的感测数据。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述感测单元进一步包括运算放大器单元，所述运算放大器单元包括连接在所述多路复用器单元和所述模数转换器之间的多个运算放大器。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，包括在所述运算放大器单元中的所述多个运算放大器的数量等于或小于所述多条感测线的数量。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述运算放大器单元包括：
第一运算放大器和第二运算放大器，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器中的每一个积分、采样和缩放流过所述多条感测线的电流，并且差分地放大在所述多个多路复用器中的每一个多路复用器的一个输出端子处的输出；以及
第三运算放大器，所述第三运算放大器包括：连接到所述多个多路复用器中的每一个多路复用器的另一输出端子的反相输入端子以及提供有初始化电压的非反相输入端子。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，
两条邻近的奇数编号感测线或两条邻近的偶数编号感测线的信号被输入到所述第一运算放大器和所述第二运算放大器，并且
所述两条邻近的奇数编号感测线或所述两条邻近的偶数编号感测线之间的感测线的信号被输入到所述第三运算放大器。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
所述显示装置在包括在所述断电时段中的第二感测时段期间感测所述驱动晶体管的所述劣化信息，并且
所述第二感测时段的长度比所述第一感测时段的长度长。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述第二感测时段的所述长度是30ms或更长。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其中，
第一补偿时段、第二补偿时段和第三补偿时段分别被包括在所述断电时段、所述通电时段和所述图像显示时段中，并且
所述驱动晶体管的所述劣化在所述第一补偿时段、所述第二补偿时段和所述第三补偿时段期间，基于在所述第二感测时段中感测的感测数据值而被补偿。
13.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述驱动晶体管的所述劣化基于包括在所述断电时段中的所述第一感测时段中感测的第一感测数据值和包括在所述通电时段中的所述第一感测时段中感测的第二感测数据值而在第四补偿时段期间被补偿。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中，所述驱动晶体管的所述劣化基于包括在所述断电时段中的所述第一感测时段中感测的所述第一感测数据值和包括在所述图像显示时段中的所述第一感测时段中感测的第三感测数据值而在第五补偿时段期间被补偿。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，
所述第五补偿时段在所述图像显示时段中被包括多次，并且
在多个第五补偿时段中的每一个第五补偿时段中，所述驱动晶体管的阈值电压被以步进方式补偿。
16.根据权利要求1所述的显示装置，其中，包括在所述图像显示时段中的所述第一感测时段被包括在图像显示被停止的垂直消隐时段中。
17.一种驱动显示装置的方法，所述显示装置具有用于显示图像的电源不被供应的断电时段、所述显示装置被开启的通电时段和在所述显示装置被开启之后所述图像被连续地显示的图像显示时段，所述方法包括：
在包括在所述断电时段、所述通电时段和所述图像显示时段中的每一个中的第一感测时段期间，感测所述显示装置的像素中的驱动晶体管的劣化信息；以及
基于包括在所述断电时段中的所述第一感测时段中感测的第一感测数据值和包括在所述通电时段中的所述第一感测时段中感测的第二感测数据值而补偿所述驱动晶体管的劣化，
其中，所述第一感测时段的长度在10μs至100μs的范围内。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：
在包括在所述断电时段中的第二感测时段期间感测所述驱动晶体管的所述劣化信息，
其中，所述第二感测时段的长度比所述第一感测时段的长度长，并且
其中，所述第二感测时段的所述长度是30ms或更长。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：
基于在所述第二感测时段中感测的感测数据值而在所述断电时段、所述通电时段和所述图像显示时段中的每一个期间补偿所述驱动晶体管的所述劣化。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：
基于包括在所述断电时段中的所述第一感测时段中感测的所述第一感测数据值和包括在所述图像显示时段中的所述第一感测时段中感测的第三感测数据值而补偿所述驱动晶体管的所述劣化。
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