CN114512090B - 显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了显示装置及其驱动方法。本发明提供了一种显示装置，其包括：用于显示图像的显示面板；用于向显示面板提供扫描信号的扫描驱动器；以及栅极补偿电路，该栅极补偿电路用于分别感测来自扫描驱动器的第一节点控制器和第二节点控制器的第一节点电压和第二节点电压，并且基于所感测到的第一节点电压和第二节点电压来改变第一节点控制器与第二节点控制器的导通占空比。

Description

显示装置及其驱动方法
本申请要求于2020年10月23日提交的韩国专利申请第10-2020-0138483号的权益，上述申请通过引用并入本文中，如同在本文中完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及显示装置及其驱动方法。
背景技术
随着信息技术的发展，作为用户与信息之间的连接媒介的显示装置的市场不断增长。因此，显示装置例如发光显示装置(LED)、量子点显示装置(QDD)和液晶显示装置(LCD)的使用日益增加。
前述显示装置包括具有子像素的显示面板、用于输出用于驱动显示面板的驱动信号的驱动器、用于产生要提供给显示面板或驱动器的电力的电源等。
当驱动信号例如扫描信号和数据信号被提供给形成在显示面板中的子像素时，前述显示装置可以通过选定的子像素根据光的透射或光的直接发射来显示图像。
发明内容
本发明的一个目的是减少由扫描驱动器中包括的下拉晶体管的延长操作引起的应力，并且满足下拉晶体管的导通电压条件以提高操作可靠性和操作稳定性，以及补偿下拉晶体管之间的特性偏差。
本发明可以提供一种显示装置，其包括：用于显示图像的显示面板；用于向显示面板提供扫描信号的扫描驱动器；以及栅极补偿电路，该栅极补偿电路用于分别感测来自扫描驱动器的第一节点控制器和第二节点控制器的第一节点电压和第二节点电压，并且基于所感测到的第一节点电压和第二节点电压来改变第一节点控制器与第二节点控制器的导通占空比。
栅极补偿电路可以基于所感测到的第一节点电压和第二节点电压改变施加于第一节点控制器的第一电压和施加于第二节点控制器的第二电压的电平。
栅极补偿电路可以根据由第一节点控制器和第二节点控制器的控制所控制的下拉晶体管的劣化程度来改变第一节点控制器与第二节点控制器的导通占空比以及第一电压和第二电压的电平改变率中至少之一。
栅极补偿电路可以包括模数转换器和电压控制器，该模数转换器用于将所感测到的第一节点电压和第二节点电压转换为数字形式并且输出数字形式的第一节点电压和第二节点电压作为节点电压感测值，该电压控制器用于基于节点电压感测值来确定下拉晶体管的劣化并且根据下拉晶体管的劣化程度来产生占空比改变信号和电平改变信号中至少之一。
栅极补偿电路还可以包括缩放器，其用于降低所感测到的第一节点电压和第二节点电压的电平，然后将第一节点电压和第二节点电压传输到模数转换器。
栅极补偿电路可以基于所感测到的第一节点电压和第二节点电压中的逻辑高时段的平均值来确定第一节点控制器和第二节点控制器中包括的下拉晶体管的劣化程度。
栅极补偿电路可以分别感测第一栅极高电压和第二栅极高电压以用于控制扫描驱动器中包括的第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的栅电极，并且可以根据第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的劣化程度来改变补偿率。
栅极补偿电路可以将占空比改变信号传输到扫描驱动器中包括的电平移位器，并且可以将电平改变信号传输到向电平移位器提供电压的电源。
在另一方面，本发明可以提供驱动显示装置的方法，其包括：将第一栅极高电压和第二栅极高电压交替地充载至扫描驱动器的第一节点控制器和第二节点控制器中；感测来自第一节点控制器的第一节点电压并且感测来自第二节点控制器的第二节点电压；基于所感测到的第一节点电压和第二节点电压来确定扫描驱动器中包括的第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的劣化程度；以及根据第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的劣化程度来改变第一节点控制器与第二节点控制器的导通占空比。
改变可以包括根据第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的劣化程度改变第一栅极高电压和第二栅极高电压的电平。
改变可以包括根据第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的劣化程度改变第一节点控制器与第二节点控制器的导通占空比以及第一栅极高电压和第二栅极高电压的电平改变率中的至少之一。
附图说明
图1是示意性示出根据本发明的第一实施方式的发光显示装置的框图。
图2是示意性地示出图1中所示出的子像素的配置图。
图3A和图3B是示出面板内栅极(gate in panel)型扫描驱动器的布置的示例的图。
图4和图5示出了与面板内栅极型扫描驱动器有关的装置的配置。
图6示出了移位寄存器的级的配置。
图7是用于描述根据本发明的第一实施方式的栅极高电压补偿电路的图。
图8是用于描述第一级的节点控制器和与其操作有关的信号输出的图。
图9是用于描述当输出逻辑低扫描信号时节点控制器的充电/放电特性的图。
图10是用于描述根据本发明的第一实施方式的栅极高电压补偿方法的图。
图11是用于描述根据本发明的第二实施方式的栅极高电压补偿电路的图。
图12是用于描述根据本发明的第二实施方式的栅极高电压补偿方法的图。
图13是用于描述根据本发明的第三实施方式的栅极高电压补偿电路的图。
图14是示意性地示出第一级的配置的图。
图15是示出通过图14中所示出的第一级实现的栅极高电压补偿电路的图。
图16是用于描述补偿电路的感测和劣化确定的图。
图17和图18是示出了根据本发明的第三实施方式的栅极高电压补偿方法的图。
图19至图21是用于描述根据本发明的实施方式的补偿效果的图。
具体实施方式
根据本发明的显示装置可以通过电视系统、视频播放器、个人计算机(PC)、家庭影院、车辆电气设备和智能电话来实现，但是本发明不限于此。根据本发明的显示装置可以通过发光显示装置(LED)、量子点显示装置(QDD)、液晶显示装置(LCD)等来实现。然而，为了便于描述，将基于无机发光二极管或有机发光二极管的直接发光的发光显示装置作为示例进行描述。
图1是示意性示出根据本发明的第一实施方式的发光显示装置的框图，以及图2是示意性地示出图1中所示出的子像素的配置图。
如图1和图2中所示出的，根据本发明的第一实施方式的发光显示装置可以包括图像提供器110、时序控制器120、扫描驱动器130、数据驱动器140、显示面板150和电源180。
图像提供器110(或主系统)可以输出各种驱动信号连同从外部提供的图像数据信号或存储在内部存储器中的图像数据信号。图像提供器110可以向时序控制器120提供数据信号和各种驱动信号。
时序控制器120可以输出用于控制扫描驱动器130的操作时序的栅极时序控制信号GDC、用于控制数据驱动器140的操作时序的数据时序控制信号DDC、以及各种同步信号(垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync)。时序控制器120可以将从图像提供器110提供的数据时序控制信号DDC和数据信号DATA提供给数据驱动器140。时序控制器120可以以集成电路(IC)的形式形成并且安装在印刷电路板上，但是本发明不限于此。
扫描驱动器130可以响应于从时序控制器120提供的栅极时序控制信号GDC输出扫描信号(或扫描电压)。扫描驱动器130可以通过扫描线GL1至GLm将扫描信号提供给显示面板150中包括的子像素。扫描驱动器130可以以IC的形式形成或者以面板内栅极结构直接形成在显示面板150上，但是本发明不限于此。
数据驱动器140可以响应于从时序控制器120提供的数据时序控制信号DDC对数据信号DATA进行采样和锁存，基于伽马基准电压将数字形式的数据信号转换为模拟形式的数据电压，并且输出该数据电压。数据驱动器140可以通过数据线DL1至DLn将数据电压提供给显示面板150中包括的子像素。数据驱动器140可以以IC的形式形成并且安装在显示面板150上或安装在印刷电路板上，但是本发明不限于此。
电源180可以基于从外部提供的外部输入电压产生处于高电压的第一电力和处于低电压的第二电力，并且通过第一电力线EVDD和第二电力线EVSS输出第一电力和第二电力。电源180可以产生和输出扫描驱动器130的操作所必需的电压(例如，包括栅极高电压和栅极低电压的栅极电压)或者数据驱动器140的操作所必需的电压(包括漏极电压和半漏极电压的漏极电压)以及第一电力和第二电力。
显示面板150可以响应于包括扫描信号和数据电压的驱动信号、第一电力和第二电力来显示图像。显示面板150的子像素直接发光。显示面板150可以基于刚性或柔性基板例如玻璃基板、硅基板或聚酰亚胺基板来制造。另外，发光的子像素可以包括红色、绿色和蓝色子像素或者红色、绿色、蓝色和白色子像素。
例如，单个子像素SP可以包括像素电路，该像素电路包括开关晶体管、驱动晶体管、存储电容器和有机LED。发光显示装置中使用的子像素SP由于其直接发光而具有复杂的电路配置。此外，存在用于对向有机LED以及发光的有机LED提供驱动电流的驱动晶体管的劣化进行补偿的各种补偿电路。因此，子像素SP被简单地以块的形式示出。
时序控制器120、扫描驱动器130和数据驱动器140在以上描述中被描述为单独的部件。然而，根据发光显示装置实现方法，时序控制器120、扫描驱动器130和数据驱动器140中的一个或更多个可以集成到单个IC中。
图3A和图3B是示出面板内栅极型扫描驱动器的布置的示例的图，图4和图5示出了与面板内栅极型扫描驱动器有关的装置的配置，以及图6示出了移位寄存器的级的配置。
如图3A和图3B中所示出的，面板内栅极型扫描驱动器130a和130b可以被设置在显示面板150的非显示区域NA中。扫描驱动器130a和130b可以被设置在显示面板150的左侧和右侧非显示区域NA中，如图3A中所示出的。此外，扫描驱动器130a和130b可以被设置在显示面板150的上方和下方非显示区域NA中，如图3B中所示出的。
尽管已经示出和描述了扫描驱动器130a和130b被设置在显示面板150的左侧和右侧非显示区域NA或者上方和下方非显示区域NA中的示例，但是可以在左侧、右侧、上方或下方非显示区域NA中设置仅一个扫描驱动器。
如图4中所示出的，面板内栅极型扫描驱动器130可以包括移位寄存器131和电平移位器135。电平移位器135可以基于从时序控制器120和电源180输出的信号和电压生成时钟信号Clk和起始信号Vst。时钟信号Clk可以以具有不同相位例如2相、4相或8相的K相(K是等于或大于2的整数)信号的形式来生成。
移位寄存器131基于从电平移位器135输出的信号Clk和Vst进行操作，并且可以输出扫描信号Scan[1]至Scan[m]以用于使形成在显示面板中的晶体管导通或截止。移位寄存器131可以以面板内栅极结构中的薄膜的形式形成在显示面板上。因此，形成在显示面板上的扫描驱动器130的部分可以是移位寄存器131。另外，图3A和图3B中的附图标记130a和130b可以对应于附图标记131。
如图4和图5中所示出的，电平移位器135可以不同于移位寄存器131以IC的形式独立地形成或者可以被包括在电源180中。然而，这仅仅是示例并且本发明不限于此。
如图6中所示出的，移位寄存器131可以包括输出扫描信号Scan[1]至Scan[m]的多个级STG[1]至STG[m]。级STG[1]至STG[m]可以连接至承载信号和电压的控制线CONS。尽管级STG[1]至STG[m]之间可以具有从属连接关系以便顺序地输出扫描信号Scan[1]至Scan[m]，但是本发明不限于此。
在级STG[1]至STG[m]的情况下，当级STG[1]至STG[m]长时间操作时操作以输出扫描信号Scan[1]至Scan[m]的晶体管的劣化可能导致驱动能力劣化(阈值电压变化、驱动偏差、可靠性劣化等)。因此，提出了以下补偿电路。
图7是用于描述根据本发明的第一实施方式的栅极高电压补偿电路的图，图8是用于描述第一级的节点控制器和与其操作相关的信号输出的图，图9是用于描述当输出逻辑低扫描信号时节点控制器的充电/放电特性的图，以及图10是用于描述根据本发明的第一实施方式的栅极高电压补偿方法的图。
如图7中所示出的，本发明的第一实施方式可以包括用于对移位寄存器131和电平移位器135中包括的下拉晶体管的劣化进行补偿的栅极高电压补偿电路160。
栅极高电压补偿电路160可以包括用于感测移位寄存器131的节点电压的节点电压传感器165和用于改变从电平移位器135输出的栅极高电压的占空比(duty)的电压控制器161。
节点电压传感器165可以感测来自移位寄存器131的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2。节点电压传感器165可以将模拟形式的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2转换为数字形式并且输出节点电压感测值Qbs。
电压控制器161可以基于从节点电压传感器165输出的节点电压感测值Qbs来确定移位寄存器131中包括的下拉晶体管是否已经劣化。在确定移位寄存器131中包括的下拉晶体管已经劣化的情况下，电压控制器161可以输出占空比改变信号Dcs以用于改变从电平移位器135输出的栅极高电压的占空比。
电平移位器135可以基于从电源180输出的电压对移位寄存器131的操作所必需的第一栅极高电压Vgh_o、第二栅极高电压Vgh_e和栅极低电压Gvss的电平进行移位并且输出电平移位的(level-shifted)电压。电平移位器135可以响应于从电压控制器161输出的占空比改变信号Dcs来改变第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的占空比。
移位寄存器131可以基于从电平移位器135输出的第一栅极高电压Vgh_o、第二栅极高电压Vgh_e和栅极低电压Gvss输出扫描信号Scan[1]至Scan[m]。在下文中，将基于单个第一级描述根据栅极高电压的占空比改变的补偿效果。
如图8中所示出的，第一级STG[1]可以包括由多个晶体管组成的Q节点控制器Q、第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2。Q节点控制器Q、第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2是控制第一级STG[1]的操作的电路。
当Q节点控制器Q被充电时，第一级STG[1]可以输出处于逻辑高电平H的第一扫描信号Scan[1]。另外，当第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2中的一个被充电时，第一级STG[1]可以输出处于逻辑低电平L的第一扫描信号Scan[1]。
第一级STG[1]输出处于逻辑低电平L的第一扫描信号Scan[1]比输出处于逻辑高电平H的第一扫描信号Scan[1]持续更长的时间，因此可能更容易遭受晶体管劣化。为了对此进行补偿，第一级STG[1]可以具有以下结构：提供一对节点控制器，例如第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2，并且这些节点控制器交替地操作。当第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2以这种方式交替地操作时，与长时间操作单个节点控制器的方法相比，可以减少晶体管劣化。
如图8和图9中所示出的，当从第一级STG[1]输出处于逻辑低电平L的第一扫描信号Scan[1]时，Q节点控制器Q可以响应于对应于逻辑低电平L的Q节点电压Qq而处于放电状态。
另外，当从第一级STG[1]输出处于逻辑低电平L的第一扫描信号Scan[1]时，第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2可以响应于在逻辑高电平H和逻辑低电平L之间交替的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2而交替地被充电和被放电。例如，当第一QB节点控制器QB1响应于第一QB节点电压Qb1被充电时，第二QB节点控制器QB2可以响应于第二QB节点电压Qb2而被放电。另一方面，当第二QB节点控制器QB2响应于第二QB节点电压Qb2被充电时，第一QB节点控制器QB1可以响应于第一QB节点电压Qb1而被放电。
Q节点电压Qq、第一QB节点电压Qb1、第二节点电压Qb2和第一扫描信号Scan[1]的逻辑低电平L可以由栅极低电压Gvss形成。另外，第一QB节点电压Qb1的逻辑高电平H可以由第一栅极高电压Vgh_o形成。此外，第二QB节点电压Qb2的逻辑高电平H可以由第二栅极高电压Vgh_e形成。
如从以上描述可以确定的，第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2不使用相同的栅极高电压，而可以使用单独的电压，例如第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e。以这种方式，考虑到下拉晶体管在节点控制器的控制下的操作特性，一对节点控制器使用单独的栅极高电压而不是相同的栅极高电压，这是因为上述操作特性可能是不同的。因此，第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的初始电压条件可以相同或不同，因此随着操作时间增加第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e之间可能会发生特性偏差。
同时，当下拉晶体管在第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2的控制下保持正常阈值电压(或初始阈值电压)而没有劣化时，下拉晶体管的导通占空比可以被设置为50％：50％，如由图10的(a)部分中所示出的Vd1和Vd2所指示的。
然而，如果根据栅极高电压补偿电路160的感测操作的判断结果，下拉晶体管在第一QB节点控制器QB1的控制下的劣化比在第二QB节点控制器QB2的控制下的劣化更严重(或QB1的劣化率高于QB2的劣化率)，则下拉晶体管的导通占空比可以改变为30％：70％，如由图10的(b)部分中所示出的Vd1和Vd2所指示的。
如通过图7至图10的描述可以确定的，可以基于本发明的第一实施方式中的栅极高电压补偿电路160来感测第一QB节点控制器QB1的节点电压Qb1和第二QB节点控制器QB2的节点电压Qb2。此外，可以确定在第一QB节点控制器QB1的控制下的下拉晶体管和在第二QB节点控制器QB2的控制下的下拉晶体管之间的进一步劣化的下拉晶体管。另外，可以改变占空比(使劣化的节点控制器的导通时间最小化)以便减少相对严重劣化的下拉晶体管的应力。
图11是用于描述根据本发明的第二实施方式的栅极高电压补偿电路的图，以及图12是用于描述根据本发明的第二实施方式的栅极高电压补偿方法的图。
如图11中所示出的，本发明的第二实施方式可以包括用于对移位寄存器131和电平移位器135中包括的下拉晶体管的劣化进行补偿的栅极高电压补偿电路160。由于根据第二实施方式的栅极高电压补偿电路160与根据第一实施方式的栅极高电压补偿电路160的区别在于前者可以控制电源180以及电平移位器135，描述将集中于该区别。
栅极高电压补偿电路160可以包括感测移位寄存器131的节点电压的节点电压传感器165和改变从电平移位器135输出的栅极高电压的占空比以及改变从电源180输出的栅极高电压的电平的电压控制器151。
节点电压传感器165可以感测来自移位寄存器131的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2。节点电压传感器165可以将模拟形式的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2转换为数字形式并且输出数字形式的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2作为节点电压感测值Qbs。
电压控制器161可以基于从节点电压传感器165输出的节点电压感测值Qbs来确定移位寄存器131中包括的下拉晶体管的劣化。在确定移位寄存器131中包括的下拉晶体管已经劣化时，电压控制器161可以输出用于改变从电平移位器135输出的栅极高电压的占空比的占空比改变信号Dcs。此外，在确定移位寄存器131中包括的下拉晶体管已经劣化时，电压控制器161可以输出用于改变从电源180输出的栅极高电压的电平的电平改变信号Vcs。
电源180可以输出第一栅极高电压Vgh_o、第二栅极高电压Vgh_e和栅极低电压Gvss。电源180可以响应于从电压控制器161输出的电平改变信号Vcs而改变第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的电平。
电平移位器135可以基于从电源180输出的电压对移位寄存器131的操作所必需的第一栅极高电压Vgh_o、第二栅极高电压Vgh_e和栅极低电压Gvss的电平进行移位并且输出电平移位的电压。电平移位器135可以响应于从电压控制器161输出的占空比改变信号Dcs来改变第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的占空比。
同时，当下拉晶体管在第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2的控制下保持正常阈值电压(或初始阈值电压)而没有劣化时，下拉晶体管的导通占空比可以被设置为50％：50％，如由图12的(a)部分中所示出的Vd1和Vd2所指示的。
然而，如果根据栅极高电压补偿电路160的感测操作的判断结果，下拉晶体管在第一QB节点控制器QB1的控制下的劣化比在第二QB节点控制器QB2的控制下的劣化更严重(或QB1的劣化率高于QB2的劣化率)，则下拉晶体管的导通占空比可以改变为30％：70％，如由图12的(b)部分中所示出的Vd1和Vd2所指示的。此外，第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的电平可以从10V提高到13V，如由图12的(b)部分中所示出的V11和V12所指示的。
如通过图11和图12的描述可以确定的，在本发明的第二实施方式中，可以改变节点控制器QB1和QB2的占空比(使劣化的节点控制器的导通时间最小化)以便减少严重劣化的下拉晶体管的应力。另外，可以根据下拉晶体管的劣化来改变第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的电平。
当第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的电平以这种方式提高时，可以满足下拉晶体管在第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2的控制下的导通电压条件(根据晶体管的阈值电压移位解决了导通电压不足的情况)。因此，当第一栅极高电压Vgh_o的电平和第二栅极高电压Vgh_e的电平两者都改变时，可以减少严重劣化的下拉晶体管的应力并且满足导通电压条件以提高操作可靠性和操作稳定性。以供参考，操作可靠性可能取决于一对下拉晶体管中的严重劣化的晶体管。
图13是用于描述根据本发明的第三实施方式的栅极高电压补偿电路的图，图14是示意性地示出第一级的配置的图，图15是示出通过图14中所示出的第一级实现的栅极高电压补偿电路的图，以及图16是用于描述补偿电路的感测和劣化确定的图。
如图13中所示出的，本发明的第三实施方式可以包括用于对移位寄存器131和电平移位器135中包括的下拉晶体管的劣化进行补偿的栅极高电压补偿电路160。由于根据第三实施方式的栅极高电压补偿电路160与根据第二实施方式的栅极高电压补偿电路160的区别在于控制电源180以及电平移位器135的详细配置，描述将集中于上述区别。
栅极高电压补偿电路160可以包括感测移位寄存器131的节点电压的节点电压传感器165和改变从电平移位器135输出的栅极高电压的占空比以及改变从电源180输出的栅极高电压的电平的电压控制器151。
节点电压传感器165可以感测来自移位寄存器131的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2。节点电压传感器165可以将模拟形式的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2转换为数字形式并且输出数字形式的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2作为节点电压感测值Qbs。
节点电压传感器165可以包括缩放器166和模数转换器167。缩放器166可以用来按比例缩小第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2以降低其电平。当从移位寄存器131感测的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2具有高电平时，第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2可能偏离位于移位寄存器131之后的模数转换器167的电压允许范围。鉴于此，缩放器166可以按比例缩小(例如，按1/5的比例缩小)第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2，使得第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2满足模数转换器167的电压允许范围。
模数转换器167可以用于将由缩放器166按比例缩小的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2转换为数字形式，并且输出数字形式的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2作为节点电压感测值Qbs。
电压控制器161可以包括在时序控制器120中。电压控制器161可以基于从节点电压传感器165输出的节点电压感测值Qbs来确定移位寄存器131中包括的下拉晶体管的劣化。电压控制器161可以包括查找表LUT，针对确定移位寄存器131中包括的下拉晶体管的劣化以及补偿这种劣化的方法通过实验来提供查找表LUT。
在根据基于节点电压感测值Qbs的分析结果和查找表LUT确定移位寄存器131中包括的下拉晶体管已经劣化时，电压控制器161可以产生用于改变栅极高电压的占空比的占空比改变信号Dcs和用于根据劣化程度改变栅极高电压的电平的电平改变信号Vcs。
时序控制器120可以通过驱动主控制器125将由电压控制器161产生的占空比改变信号Dcs和电平改变信号Vcs分别传输到电平移位器135和电源180。虽然时序控制器120可以基于另外的控制线或通信方法将占空比改变信号Dcs和电平改变信号Vcs分别传输到电平移位器135和电源180，但是本发明不限于此。
尽管在图13中示出和描述了单独地配置电平移位器135和电源180的示例，但是如在图5中所示出和描述的，电平移位器135和电源180可以集成到单个装置中。在这种情况下，从时序控制器120输出的占空比改变信号Dcs和电平改变信号Vcs可以被传输到电源180。
如图14中所示出的，第一级STG[1]可以包括第一与门AND1、反相器INV、第二与门AND2、节点控制器CIR、上拉晶体管TU、第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2。
第一与门AND1、反相器INV和第二与门AND2可以连接至承载信号和电压的控制线CONS。第一与门AND1、反相器INV和第二与门AND2可以通过控制线CONS将施加于其上的信号传输到节点控制器CIR的第一输入端子S和第二输入端子R。
节点控制器CIR可以基于施加于第一输入端子S和第二输入端子R的信号进行操作。节点控制器CIR可以包括连接到Q节点的Q节点输出端子Q、连接到QB1节点的QB1节点控制端子QB1，以及连接到QB2节点的QB2节点输出端子QB2。节点控制器CIR可以基于充载至Q节点输出端子Q、QB1节点输出端子QB1和QB2节点输出端子QB2中的电压分别控制Q节点、QB1节点和QB2节点。相应地，Q节点输出端子Q、QB1节点输出端子QB1和QB2节点输出端子QB2分别被称为Q节点控制器Q、第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2。Q节点控制器Q可以响应于Q节点电压来控制上拉晶体管TU的栅电极，第一QB节点控制器QB1可以响应于第一QB节点电压来控制第一下拉晶体管TD1的栅电极，以及第二QB节点控制器QB2可以响应于第二QB节点电压来控制第二下拉晶体管TD2的栅电极。
上拉晶体管TU、第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2可以被称为输出电路，因为他们用于通过第一级STG[1]的第一输出端子OUT[1]来输出第一扫描信号Scan[1]。虽然图14示出了其中第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2为N型下拉晶体管的示例，但是第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2可以被配置为P型下拉晶体管。
当上拉晶体管TU接通时，通过控制线CONS施加的时钟信号或栅极高电压可以通过第一级STG[1]的第一输出端子OUT[1]被输出。当上拉晶体管TU导通时，第一级STG[1]输出处于逻辑高电平H的第一扫描信号Scan[1]。
当第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2中的一个导通时，通过栅极低电压端子(或低电压端子)GVSS施加的栅极低电压可以通过第一级STG[1]的第一输出端子OUT[1]被输出。当第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2中的一个导通时，第一级STG[1]输出处于逻辑低电平L的第一扫描信号Scan[1]。
如图15中所示出的，缩放器(按比例缩小)166可以感测来自第一级STG[1]中包括的第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2的第一QB节点电压Qb1和第二QB节点电压Qb2。
第一下拉晶体管TD1可以基于充载至第一QB节点控制器QB1中的第一栅极高电压Vgh_o而导通，以及第二下拉晶体管TD2可以基于充载至第二QB节点控制器QB2中的第二栅极高电压Vgh_e而导通。
缩放器166可以仅感测充载至第一QB节点控制器QB1中的第一栅极高电压Vgh_o和充载至第二QB节点控制器QB2中的第二栅极高电压Vgh_e，然后按比例缩小所感测到的电压。模数转换器(ADC)167可以将由缩放器166按比例缩小的第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压转换为数字形式。
电压控制器161可以基于第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e来评估第一级STG[1]中包括的第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2的劣化程度。
如图15和图16中所示出的，电压控制器161可以基于所感测到的第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e来检查充载至第一QB节点控制器QB1和第二QB节点控制器QB2中的电压中的逻辑高H时段的平均值。
如果确定了逻辑高H时段的平均值，则可以确定或评估哪个下拉晶体管已经处于导致劣化的环境中以及下拉晶体管已经处于该环境中多长时间。电压控制器161可以基于所感测到的第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e处于逻辑高电平H的起始点(上升沿)和结束点(下降沿)来计算逻辑高H时段的平均值。为此，在感测操作中感测第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e。
除了用于改变第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的占空比的占空比改变信号Dcs之外，电压控制器(ASIC)161可以产生用于改变第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的电平的电平改变信号Vcs。
通过上述感测和补偿操作，第一级STG[1]可以基于改变后的第一栅极高电压Vgh_o'和第二栅极高电压Vgh_e'来补偿第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2的劣化。
同时，如果第一级STG[1]中包括的下拉晶体管被实现为如第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2那样的N型晶体管，则当这些下拉晶体管发生劣化时，阈值电压会沿负的方向偏移。因此，当感测到劣化的N型晶体管时，可以感测到比劣化前的电压更低的电压。在本发明中，已经描述了在认识到上述特性的状态下提高第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的电平的示例。
然而，如果第一级STG[1]中包括的下拉晶体管被实现为P型晶体管，则当这些下拉晶体管发生劣化时，阈值电压会沿正的方向偏移。因此，当第一级STG[1]中包括的下拉晶体管被实现为P型晶体管时，可以降低电压电平以便满足这些下拉晶体管的导通电压条件。
图17和图18是示出了根据本发明的第三实施方式的栅极高电压补偿方法的图。
参考图17和图18中的初始参考的到/>第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e可以都为6V，并且他们可以被缩放器166感测并按比例缩小成为1.2V。然后，第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e可以通过模数转换器167被转换为如由205/205所指示的数字形式，并且传输到电压控制器161。然后，电压控制器161可以保持6V的电压电平和50％/50％的占空比而没有补偿电压电平和占空比，这是因为从数字形式所感测到的电压值是相同的。
然而，参考在初始参考之后的100小时(Hrs)、200小时(Hrs)和1000小时(Hrs)的到/>第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e可以改变。另外，电压控制器161可以执行电压电平和占空比的补偿。
如通过图18中所示出的补偿数据可以确定的，图15中所示出的第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2可能具有初始特性偏差或者由于其间的操作时间增加而引起的特性偏差。为了补偿该特性偏差，电压控制器161可以改变电压电平改变率和占空比中的至少一个。即，补偿率可以根据图15中所示出的第一下拉晶体管TD1和第二下拉晶体管TD2的劣化程度而改变。
图19至图21是用于描述根据本发明的实施方式的补偿效果的图。
如图19中所示出的，本发明的实施方式可以应用于外部补偿型子像素SP。外部补偿型子像素SP可以包括开关晶体管SW、电容器CST、驱动晶体管DT、感测晶体管ST和有机发光二极管OLED。
开关晶体管SW可以用于将通过第一数据线DL1施加的数据电压传送到电容器CST，电容器CST可以用于存储数据电压，然后将数据电压施加于驱动晶体管DT，驱动晶体管DT可以用于产生驱动电流，有机发光二极管OLED可以用于响应于驱动电流而发光，以及感测晶体管ST可以用于感测用于补偿驱动晶体管DT或机发光二极管OLED的劣化的劣化值并且通过第一参考线VREF1将劣化值传送到外部补偿装置。
外部补偿型子像素SP可以补偿与外部补偿装置相关联的驱动晶体管DT和有机发光二极管OLED中的至少一个的劣化。在此，当应用本发明的实施方式时，基于栅极高电压补偿电路160对下拉晶体管TD1和TD2的补偿操作，也可以获得开关晶体管SW的间接补偿效果。这是因为可以从第一级STG[1]输出稳定的第一扫描信号Scan[1]，因此可以提高使开关晶体管SW截止的操作的稳定性和可靠性。
如图20的(a)部分和图21的(a)部分中所示出的，移位寄存器中包括的第一下拉晶体管和第二下拉晶体管可能随着操作时间增加而劣化。因此，随着操作时间增加，用于使第一下拉晶体管和第二下拉晶体管导通所需的第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e也从初始施加电压增加ΔV1或ΔV2。
如图20的(b)部分中所示出的，在传统结构中使用固定的第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e，因此即使当操作时间增加时也保持初始施加的电压电平。即，在传统结构中不能补偿第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e。此外，鉴于传统结构中的第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的劣化，需要将第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的初始施加电压条件设置为高电平。
然而，在实施方式中使用了可以基于感测而改变的第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e，如图21的(b)部分中所示出的，因此当操作时间增加时，第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e可以从初始施加的电压提高。即，根据实施方式中的第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的劣化，第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e可以被补偿并且改变为相同的电平或不同的电平。此外，第一栅极高电压Vgh_o和第二栅极高电压Vgh_e的初始施加的电压条件可以被设置为相对低的电平，因为电压可以根据第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的劣化而改变，因此在实施方式中可以使施加到晶体管的应力最小化。
本发明可以减少由扫描驱动器中包括的下拉晶体管的延长操作引起的应力，并且满足下拉晶体管的导通电压条件以提高操作可靠性和操作稳定性。另外，本发明可以根据扫描驱动器中包括的输出电路的占空比改变方法来补偿下拉晶体管之间的特性偏差。此外，本发明可以通过将初始施加电压条件设置为相对低的电平来使施加到下拉晶体管的应力最小化。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：
用于显示图像的显示面板；
用于向所述显示面板提供扫描信号的扫描驱动器；以及
栅极补偿电路，其被配置成分别感测来自所述扫描驱动器的第一节点控制器和第二节点控制器的第一节点电压和第二节点电压，并且基于所感测到的第一节点电压和第二节点电压来改变所述第一节点控制器与所述第二节点控制器的导通占空比，
其中，所述栅极补偿电路被配置成基于所感测到的第一节点电压和第二节点电压中的逻辑高时段的平均值来确定所述第一节点控制器和所述第二节点控制器所控制的下拉晶体管的劣化程度。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述栅极补偿电路被配置成基于所感测到的第一节点电压和第二节点电压来改变施加到所述第一节点控制器的第一电压和施加到所述第二节点控制器的第二电压的电平。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述栅极补偿电路被配置成根据所述下拉晶体管的劣化程度来改变所述第一节点控制器与所述第二节点控制器的导通占空比以及所述第一电压和所述第二电压的电平改变率中至少之一。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述栅极补偿电路包括模数转换器和电压控制器，所述模数转换器用于将所感测到的第一节点电压和第二节点电压转换为数字形式并且输出数字形式的第一节点电压和第二节点电压作为节点电压感测值，所述电压控制器用于基于所述节点电压感测值来确定所述下拉晶体管的劣化并且根据所述下拉晶体管的劣化程度来产生占空比改变信号和电平改变信号中至少之一。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述栅极补偿电路还包括缩放器，所述缩放器用于降低所感测到的第一节点电压和第二节点电压的电平，然后将所述第一节点电压和所述第二节点电压传输到所述模数转换器。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述栅极补偿电路被配置成分别感测第一栅极高电压和第二栅极高电压以用于控制所述第一节点控制器和所述第二节点控制器所分别控制的第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的栅电极，并且被配置成根据所述第一下拉晶体管和所述第二下拉晶体管的劣化程度来改变补偿率。
7.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述栅极补偿电路被配置成将所述占空比改变信号传输到所述扫描驱动器中包括的电平移位器，并且被配置成将所述电平改变信号传输到向所述电平移位器提供电压的电源。
8.一种驱动显示装置的方法，包括：
将第一栅极高电压和第二栅极高电压交替地充载于所述显示装置的扫描驱动器的第一节点控制器和第二节点控制器中；
感测来自所述第一节点控制器的第一节点电压并且感测来自所述第二节点控制器的第二节点电压；
基于所感测到的第一节点电压和第二节点电压中的逻辑高时段的平均值来确定所述扫描驱动器中包括的第一下拉晶体管和第二下拉晶体管的劣化程度；以及
根据所述第一下拉晶体管和所述第二下拉晶体管的劣化程度改变所述第一节点控制器与所述第二节点控制器的导通占空比。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括根据所述第一下拉晶体管和所述第二下拉晶体管的劣化程度改变所述第一栅极高电压和所述第二栅极高电压的电平。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述改变包括根据所述第一下拉晶体管和所述第二下拉晶体管的劣化程度来改变所述第一节点控制器与所述第二节点控制器的导通占空比以及所述第一栅极高电压和所述第二栅极高电压的电平改变率中至少之一。
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