CN117275381A - 显示设备 - Google Patents
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Abstract
一种显示设备,包括:衬底上的像素电路;数据线,被配置为传输用于所述衬底上的像素电路的数据信号;电源线;以及与所述电源线和所述数据线不同的额外电压供应线;其中,所述像素电路包括:驱动晶体管,被配置为控制提供给发光元件的电流的量;存储电容器,被部署在驱动晶体管的栅极端子和电源线之间;第一开关晶体管,被部署在所述电源线和所述驱动晶体管之间;第二开关晶体管,被部署在所述驱动晶体管的源极端子和所述数据线之间;以及第三开关晶体管,被部署在所述驱动晶体管的源极端子和所述额外电压供应线之间。
Description
本申请是申请号为202010303623.1、申请日为2020年4月17日、发明名称为“显示设备以及控制该显示设备的方法”的申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种显示设备以及控制该显示设备的方法。
背景技术
诸如液晶显示(LCD)设备和有机发光二极管(OLED)显示设备之类的平面显示设备被使用于各种各样的领域中。例如,它们被用于计算机的监视器、家用电视机以及诸如智能电话和平板计算机之类的移动终端,此外,甚至被用于汽车和机床中。
平面显示设备应用领域的这种扩展将平面显示设备带入更严苛的环境中,诸如高温环境、高湿环境以及机械振动环境。由于这个原因,对平面显示设备的更高可靠性和容错率提出了越来越高的要求。
发明内容
上述的平面显示设备通常具有衬底上的像素电路阵列和用于向该像素电路阵列传输数据信号的数据线。该数据线通过玻璃上芯片(COG)或者玻璃上薄膜(FOG)技术电连接到数据驱动器。
数据信号是用于确定像素的亮度的信号。数据信号传输失败可能严重地影响显示质量。如上所述,平面显示设备用于各种环境中,这提高了数据信号传输失败的可能性。因此,需要一种提高对数据信号传输失败的容忍度的技术。
本公开的一个方面是一种显示设备,其包括:衬底上的像素电路;数据线,被配置为传输用于所述衬底上的像素电路的数据信号;电源线;以及与所述电源线和所述数据线不同的额外电压供应线;其中,所述像素电路包括:驱动晶体管,被配置为控制提供给发光元件的电流的量;存储电容器,被部署在驱动晶体管的栅极端子和电源线之间;第一开关晶体管,被部署在所述电源线和所述驱动晶体管之间;第二开关晶体管,被部署在所述驱动晶体管的源极端子和所述数据线之间;以及第三开关晶体管,被部署在所述驱动晶体管的源极端子和所述额外电压供应线之间,并且其中,所述第三开关晶体管从所述额外电压供应线向所述驱动晶体管提供与数据信号不同的信号电压。
本公开的一个方面提高了显示设备中对数据信号传输失败的容忍度。将能够理解,前面的综合描述和后续的具体描述都是示例性和解释性的,而非对本公开的限制。
附图说明
图1示意性地示出了OLED显示设备的配置例子;
图2示出了实施例1中用于监测和解决数据信号传输失败的电路配置的例子;
图3示出了用于监测数据信号传输和解决失败(如果有的话)的驱动器IC的内部控制的配置例子;
图4示出了多路复用器(DeMUX)的配置例子;
图5示意性地示出了实施例2中的配置例子的缩略图;
图6示意性地示出了实施例2中的OLED显示设备的背板的配置例子;
图7示出了具有监测功能的像素电路的配置例子;
图8是用于控制(驱动)图7中的像素电路的信号在一个帧周期中的时序图;
图9示出了由于驱动器IC与选择晶体管之间的数据线中的中断(错误)导致发生的数据信号传输失败的例子;
图10示出了在正常操作下选择线在一个帧周期中的信号波形和在检测到数据信号传输失败后选择线在一个帧周期中的信号波形;
图11示出了驱动器IC中的监测线控制电路的配置例子;
图12示出了监测周期的另一个例子;
图13A示出了当没有失败发生时(在正常操作下)监测线控制电路的操作;
图13B示出了与失败数据线相关联的监测线控制电路的操作以及与正常数据线相关联的监测线控制电路的操作;
图14示出了多路复用器(DeMUX)的配置例子;
图15示出了具有监测功能的像素电路的配置例子;
图16示出了具有监测功能的像素电路的另一个配置例子;
图17示出了具有监测功能的像素电路的又一个配置例子;
图18示出了具有监测功能的像素电路的又一个配置例子;
图19示出了具有监测功能的像素电路的又一个配置例子;
图20示出了具有监测功能的像素电路的又一个配置例子;
图21示出了具有监测功能的像素电路的又一个配置例子;
图22示出了具有监测功能的像素电路的又一个配置例子;
图23示出了具有监测功能的像素电路的又一个配置例子;
图24示出了多个监测线与一个监测垫片连接的配置例子;
图25示出了衬底上的多路复用器依序地选择与一个监测垫片连接的多个监测线的配置例子;以及
图26示出了驱动器IC中包含的多路复用器依序地选择各自连接到一个监测垫片的多个监测线的配置例子。
具体实施方式
下文中,参考附图具体描述了实施例。附图中共同的元件用相同的参考标记来指示,并且为了清楚地理解描述对附图中的某些元件在尺寸和形状上有所夸大。
在此公开了一种提高了诸如液晶显示(LCD)设备或有机发光二极管(OLED)显示设备之类的显示设备的可靠性和容错率的技术。本公开中的技术适合于被期望用于严苛操作环境中的显示设备,如车载显示设备。
用于高温、高湿和机械振动的严苛环境中的显示设备如车载显示设备出现了数据信号传输失败所引起的线缺陷。特别地,经常观察到COG-或FOG-安装部分中的连接失败所引起的线缺陷。COG数据驱动器的凸块节距较小,并且每个凸块的宽度较窄;因此,连接数据驱动器(驱动器IC)与衬底的凸块的老化有可能引起最初未被发现的断连。
特别地,在利用各种像素电路配置的OLED显示设备中,数据信号传输失败呈现为亮度缺陷,而非黑缺陷。此外,在利用特殊像素电路配置的OLED显示设备中,数据信号传输失败呈现为发射出较高亮度的光的亮度线缺陷。例如,存在已知的像素电路在检测到栅极阈值电压Vth前的周期中给驱动薄膜晶体管(TFT)的栅极施加重置电压。如果在驱动TFT的栅极的电压(其被标记为GND)被重置后没有给该像素提供正确的数据信号,则该像素电路在重置状态下进入发光周期。由于重置电压与提供给驱动晶体管的源极的供电电压之间的差即栅极电压Vgs非常大,因此发光元件发射高亮度的光。
下文描述的配置例子检测数据信号传输失败,并消除或减轻在显示设备的操作过程中由数据信号传输失败引起的显示缺陷。作为结果,提高了显示设备的容错率并且进一步地增强了用户便利性。
实施例1
图1示例性地示出了显示设备的OLED显示设备10的配置例子。OLED显示设备10包括在其上形成OLED元件(发光元件)的薄膜晶体管(TFT)衬底100,用于封装OLED元件的封装衬底200,以及用于将TFT衬底100与封装衬底200相接合的接合件(玻璃熔块密封件)300。TFT衬底100与封装衬底200之间的空间填充诸如干燥氮气之类的惰性气体并且以接合件300密封起来。
在相比TFT衬底100的显示区域125更靠外的阴极形成区域114的外围,提供扫描电路131和132,驱动器IC 134以及多路复用器136。驱动器IC 134经由柔性印制电路(FPC)135连接到外部设备。扫描电路131和132驱动TFT衬底100上的扫描线。
驱动器IC 134例如用各向异性导电膜(ACF)安装。驱动器IC 134为扫描电路131和132提供功率和时序信号(控制信号),此外,给多路复用器136提供数据信号。
多路复用器136连续地向d(d是大于1的整数)个数据线输出驱动器IC 134的一个引脚的输出。多路复用器136每扫描周期d次改变用于来自驱动器IC 134的数据信号的输出数据线,以d次驱动与驱动器IC 134的输出引脚一样多的数据线。
显示区域125包括多个OLED元件(像素)以及多个用于控制该多个像素的发光的像素电路。在彩色OLED显示设备的例子中,每个OLED元件发射红黄蓝中一种颜色的光。多个像素电路构成像素电路阵列。如后面将描述地,每个像素电路包括驱动TFT(驱动晶体管)。数据线传输的数据信号确定该驱动TFT的栅极电压(Vgs)。数据信号以模拟方式改变驱动TFT的电导,以给OLED元件提供对应于发光水平的前置偏压电流。
图2示出了在这一实施例中用于监测和解决数据信号传输失败的电路配置的例子。图2示出了TFT衬底100上的驱动器IC 134的凸块与数据垫片102之间的连接失败121的例子。TFT衬底100包括像素电路阵列150、数据线105、以及在其上形成的数据垫片102。数据线105向像素电路阵列150传输数据信号。数据垫102将数据线105与驱动器IC 134的凸块互连在一起。多个数据垫片102构成数据垫片集合。
TFT衬底100还包括监测线111和形成于其上的监测垫片101。监测垫片101将监测线111与驱动器IC 134的凸块互连在一起。多个监测垫片101构成监测垫片集合。每个监测线111被部署为不与数据垫片102重叠,并且在特定点(称为监测点)处与数据线105连接。在图2中,监测点位于数据线105上数据垫片102与像素电路阵列150之间的点处。
驱动器IC 134经由数据垫片102和数据线105向与数据线105连接的每个像素电路发送数据信号。驱动器IC 134包括用于生成和提供数据信号的数据信号提供电路(未示出)。驱动器IC 134利用与数据线105相关联的监测线111(以及监测垫片101)通过监测监测线111(以及监测垫片101)的电压来监测数据线105(以及数据垫片102)的数据信号(数据信号电压)。
驱动器IC 134可以检测来自监测线111的电压的数据信号传输失败。在检测到某数据线105上的数据信号传输失败时,驱动器IC 134通过与数据线105连接的监测线111向数据线105提供代替数据信号的校正信号(校正信号电压)。数据线105将该校正信号传输给像素电路。提供该校正信号避免了显示缺陷的发生。
例如,当数据垫片102A处发生连接失败时,相关联的数据线105A的电压与来自驱动器IC 134的数据信号不一致,但是变得恒定。驱动器IC 134利用监测线111A和监测垫片101A监测数据线105A的电压以检测数据垫片102A处的连接失败所引起的数据信号传输失败。驱动器IC 134经由监测线111A和监测垫片101A向数据线105A提供校正信号。该校正信号通过数据线105A提供给像素电路。
驱动器IC 134可以被配置为在检测到数据信号传输失败时通知未示出的控制电路。未示出的控制电路可以被配置为向用户发起视觉或听觉警告以请求部分替换。作为结果,可以避免进一步的失败。
图3示出了用于监测数据信号传输和解决失败(如果有的话)的驱动器IC的内部控制的配置例子。图3示出了用于一对数据线105和监测线111的监测线控制电路340。驱动器IC 134包括监测电路,其包括多个监测线控制电路340。在图3的配置例子中,每个监测线控制电路340与一对数据线105和监测线111相关联。监测线控制电路340包括DA转换器(DAC)341;缓存放大器342、345;第一开关343;第二开关344;比较器346;以及非(NOT)门347。
当比较器346的输入相等时,输出为0。当比较器346的输入不同时,输出/>为1。每个开关343和344当其输入控制信号为0时其为关(OFF),并且当输入控制信号为1时其为开(ON)。第一开关343的控制信号是比较器346的输出/>的反相信号。相反,第二开关344的控制信号是比较器346的输出/>
在正常操作下,DA转换器341将来自外部的数字视频数据转换为模拟数据信号。缓存放大器342接收来自DA转换器341的数据信号并将其输出给数据垫片102。该数据信号由与该数据垫片102连接的数据线105传输给像素电路。
在正常操作下,第一开关343为开,并且第二开关344为关。来自缓存放大器342的数据信号(电压)是到比较器346的输入。另外,由于第一开关为开,数据线105的数据信号(电压)是经由监测线111和监测垫片101到比较器346的输入。
由于比较器346的两个输入的值相等(或者数据信号电压),比较器346的输出为0。比较器346的输出/>由非门347反相并作为控制信号输入到第一开关343。另外,比较器346的输出/>作为控制信号输入到第二开关344。
接下来,描述在发生数据信号传输失败时的操作。当数据垫片102与驱动器IC 134之间发生连接失败(连接异常)时,比较器346的两个输入的值变得不同。到比较器346的一个输入是在数据垫片102之前的缓存放大器342的输出,而另一个输入是数据线105的电压。缓存放大器342的输出随视频数据而变化,而数据线105的电压是恒定的。
当比较器346的输入的值不同时,其输出为1。作为结果,第一开关343从开变为关,并且第二开关344从关变为开。来自DA转换器341的数据信号经由缓存放大器342和第二开关344进入到监测垫片101。监测线111将来自监测垫片101的数据信号传输给数据线105。
如上所述,监测线控制电路340利用监测线111监测数据线105的电压以检测数据信号传输失败。响应于检测到失败,监测线控制电路340使用来自DA转换器341的数据信号作为校正信号将其经由监测垫片101和监测线111提供给数据线105。该数据信号通过数据线105传输以被提供给像素电路。这一配置使得当在数据垫片102处发生连接失败时数据信号能够被作为校正信号提供给像素电路。
图4示出了多路复用器(DeMUX)136的配置例子。这一实施例中的驱动器IC 134除了用于输出数据信号的端子,还具有用于监测数据信号传输的端子。多路复用器136使得能够减少驱动器IC 134的端子的数量以及衬底上垫片的数量。
多路复用器136包括将由时钟信号CKA控制的开关晶体管361和将由时钟信号CKB控制的开关晶体管362。开关晶体管将被控制为开或关。时钟信号CKA和CKB由驱动器IC 134来提供。每个数据垫片102与一对开关晶体管361和362连接。
开关晶体管361与连接到像素电路阵列150的数据线105A连接。开关晶体管362与连接到像素电路阵列150的数据线105B连接。数据线105A和105B连接到不同的像素电路集合。数据线105C将开关晶体管361和362连接到数据垫片102。数据线105C传输将由数据线105A和105B二者传输的数据信号。
开关晶体管361和362根据时钟信号CKA和CKB在不同的周期中为开。当开关晶体管361为开时,来自数据垫片102的数据信号经由数据线105C、开关晶体管361以及数据线105A提供给像素电路集合。当开关晶体管362为ON时,来自数据垫片102的数据信号经由数据线105C、开关晶体管362以及数据线105B提供给另一像素电路集合。
图4的例子配置为使得一个数据垫片102连接到两个数据线以将数据信号传输给不同的像素电路集合;然而,一个数据垫片102可以连接到三个或者更多信号线以将数据信号传输给不同的像素电路集合。
实施例2
实施例1中的配置例子在设于像素电路阵列与数据垫片之间的监测点处监测数据线的电压,并响应于检测到电压错误经由该数据线向像素电路提供校正信号。下面描述的配置例子具有在像素阵列内部的监测点,利用在像素电路中延伸的监测线来监测该监测点处的电压,并经由该监测线来提供校正信号。
图5示例性地示出了这一实施例的配置例子的缩略图。这一配置例子包括具有监测功能的像素电路500以及在像素电路阵列150内部延伸的监测线111。将利用监测线111监测的电压监测点位于像素电路阵列150的内部。这一配置例子监测监测线111的电压以检测数据信号传输失败。在图5中,通过监测线111检测到在数据垫片102处的连接失败121所引起的数据信号传输失败。此外,这一配置例子响应于检测到失败经由用于检测失败的监测线111给像素电路500提供校正信号。
图6示例性地示出了这一实施例中的OLED显示设备的背板的配置例子。像素电路500部署在构成像素电路阵列150的矩阵中。每个像素电路500控制OLED元件的发光。在图6中,垂直地部署为一条线的一组像素电路500被称为像素电路列,水平地部署为一条线的一组像素电路500被称为像素电路行。
来自驱动器IC 134的多个数据线105和多个监测线111在像素电路阵列150内部延伸。数据线105和监测线111在列方向上延伸。每对数据线105和监测线111连接到一个像素电路列中的像素电路。
多个玻璃上薄膜(FOG)垫片104设于TFT衬底100上。与外部设备相连接的FPC(图6中未示出)连接到某些FOG垫片104。某些其他的FOG垫片104与驱动器IC 134的端子连接。图6中省略了从驱动器IC 134到扫描电路131和132的控制线。
另一FOG垫片104与阳极电源线PVDD连接。阳极电源线PVDD将来自未示出的外部设备的阳极电源电压提供给像素电路500。多个阳极电源线PVDD部署于像素电路阵列150内部并且它们全都连接。在图6的例子中,多个阳极电源线PVDD包括多个各自沿像素电路列延伸的阳极电源线PVDD。这些阳极电源线PVDD为OLED元件(发光元件)的阳极提供电源电压。
另一FPG垫片104与重置电源线Vrst连接。这些重置电源线Vrst将来自未示出的外部设备的重置电源电压提供给像素电路500。多个重置电源线Vrst部署于像素电路阵列150内部并且它们全都连接。
在图6的例子中,多个重置电源线Vrst包括多个各自沿像素电路行延伸的多个重置电源线Vrst。这些重置电源线Vrst为OLED元件(发光元件)的阳极以及驱动晶体管的栅极提供足够低的重置电压。
图7示出了具有监测功能的像素电路500的配置例子。具有监测功能的像素电路500包括7个晶体管(TFT)M1-M7。具有监测功能的像素电路500控制OLED元件501的发光,并且另外监测到具有监测功能的像素电路500的数据信号传输。在本例中晶体管M1-M7是p型。
晶体管M3是用于控制到OLED元件501的电流的量的驱动晶体管。驱动晶体管M3根据存储电容器Cst所保持的电压来控制将从阳极电源线PVDD提供给OLED元件501的电流的量。OLED元件501的阴极连接到阴极电源线VEE。存储电容器Cst保持晶体管M3的栅极和源极之间的电压(也简单地称为栅极电压)。
晶体管M1和M6控制OLED元件501是否发光。晶体管M1切换开/关(ON/OFF)从阳极电源线PVDD到驱动晶体管M3的电流提供。晶体管(第一开关晶体管)M6切换开/关(ON/OFF)从驱动晶体管M3到OLED元件501的电流提供。晶体管M6还作用以给驱动晶体管M3的栅极提供重置电压。晶体管M1和M6分别由从扫描电路131或132延伸来的发光控制线Em1和Em2控制。
晶体管M5控制是否向OLED元件501的阳极和驱动晶体管M3的栅极提供重置电压。当晶体管M5被从扫描电路131或132延伸来的选择线S1调至ON时,晶体管M5将来自重置电源线Vrst的重置电压提供给OLED 501的阳极,并经由晶体管M6和M4将重置电压提供给驱动晶体管M3的栅极。
晶体管M2是用于选择将要为其提供数据信号的像素电路500的选择晶体管。晶体管M2的栅极电压由从扫描电路131或132延伸来的选择线S2控制。当选择晶体管M2为ON时,选择晶体管M2将来自数据线105的数据信号提供给驱动晶体管M3的栅极(存储电容器Cst)。
在这一例子中,选择晶体管M2(其源极和漏极)连接在数据线105与驱动晶体管M3的源极之间。另外,晶体管M4(其源极和漏极)连接在驱动晶体管M3的漏极和栅极之间。
晶体管(第二开关晶体管)M4作用以补偿驱动晶体管M3的阈值电压的变化。当晶体管M4为开时,驱动晶体管M3变为二极管式连接晶体管。来自数据线105的数据信号经由为开的选择晶体管M2、驱动晶体管M3和晶体管M4提供给存储电容器Cst。存储电容器Cst保持通过将驱动晶体管M3的阈值电压Vth加至数据信号而得到的电压。晶体管M4还作用以给驱动晶体管M3的栅极提供重置电压。重置电压在晶体管M4、M5和M6为开的周期中被提供给驱动晶体管M3的栅极。
晶体管M7是用于监测数据信号传输的监测晶体管。监测晶体管M7的栅极电压由从扫描电路131或132延伸来的选择线S3控制。监测晶体管M7是由来自选择线S3的控制信号调整开/关的开关晶体管。监测晶体管M7的源极/漏极与在驱动晶体管M3和晶体管(第一开关晶体管)M6之间的监测点PB连接,并且剩下的源极/漏极与监测线111连接。驱动器IC 134利用监测晶体管M7和监测线111监测监测点PB处的电压。
图8是用于控制(驱动)图7所示像素电路500的信号在一个帧周期中的时序图。图8是用于选择第N行以及向像素电路500写入数据信号Vdata(N)的时序图。在从时间T2到时间T3的周期中,数据信号Vdata(N)被写入像素电路500的存储电容器Cst。
在时间T2之前的时间T1,发光控制线Em1从低(LOW)变为高(HIGH),并且选择线S1从高变为低。在时间T1,发光控制线Em2为低,并且选择线S2和S3为高。
根据上面描述的控制信号,在时间T1,晶体管M1为关,而晶体管M6为开。晶体管M4和M5为开。晶体管M2和M7为关。这些晶体管的状态在从时间T1到时间T2的周期中一直保持。
在从时间T1到时间T2的周期中,晶体管M4、M5和M6为开。重置电源线Vrst的重置电压经由晶体管M5提供给OLED元件501的阳极。重置电源线Vrst的重置电压还经由晶体管M5、M6和M4提供给驱动晶体管M3的栅极。
在时间T2,发光控制线Em2从低变为高,而选择线S2从高变为低。在时间T2,发光线Em1为高,选择线S1为低,并且选择线S3为高。根据这些控制信号,在时间T2晶体管M1和M6为关。晶体管M4和M5为开。选择晶体管M2为开。晶体管M7为关。这些晶体管的状态在从时间T2到时间T3的周期中一直保持。
在从时间T2到时间T3的周期中,晶体管M6为关;重置电压到驱动晶体管M3的栅极的提供为关。由于晶体管M4为开,所以驱动晶体管M3为二极管式连接。由于晶体管M2为开,所所以来自数据线105的数据信号Vdata(N)经由晶体管M2、M3和M4传输并被写入到存储电容器Cst。将被写入存储电容器Cst的电压是其中驱动晶体管M3的阈值电压Vth补偿的电压,或者阈值电压Vth与数据信号Vdata(N)的和。
在从时间T3到时间T4的周期中,所有的线都为高。在时间T4,选择线S3从高变为低。其他线保持为高。在从时间T4到时间T5的周期中,选择线S3为低,并且其他线为高。由于选择线S3为低,因此晶体管M7为开。
驱动晶体管M3的漏极一侧的监测点PB处的电压由驱动器IC 134通过晶体管M7和监测线111读取。从时间T4到时间T5的周期是监测到像素电路500的数据信号传输的监测周期(电压的测量周期)。当数据信号被正常传输时,驱动器IC 134读取对应于数据信号Vdata的电压。
在时间T5,选择线S3从低变为高。在从时间T5到时间T6的周期中,所有线为高。在时间T6,发光控制线Em1和EM2从高变为低,从而将晶体管M1和M6从关变为开。由于其他线为高,晶体管M2、M4、M5和M7均保持为关。驱动晶体管M3基于数据信号Vdata(N)控制将要提供给OLED元件501的驱动电流。
图9示出了由于驱动器IC 134与选择晶体管M2之间的数据线中的中断(错误)122导致发生的数据信号传输失败的例子。存储电容器Cst未被提供数据信号。驱动器IC 134在监测周期(从时间T4到时间T5)利用监测线111监测(测量)监测点PB处的电压。如果监测点PB处的电压与对应于所传输数据信号的电压不同,则驱动器IC 134经由监测线111、晶体管M7以及晶体管M4向存储电容器Cst提供校正信号。
校正信号可以是根据视频数据确定的值(电压)或者对应于黑电平的预定恒定值(恒定电压)。在向某像素电路提供黑电平电压时,驱动器IC 134还可以向用于与同一视频数据像素相关联的其他像素颜色的像素电路提供对应于黑电平的校正信号。矫正信号减少了由数据信号传输失败引起的显示质量降级。
图10示出了在正常操作下选择线S2和S3在一个帧周期中的信号波形以及在检测到数据信号传输失败后选择线S2和S3在一个帧周期中的信号波形。在正常操作下选择线S2和S3的信号波形结合图8来描述。
如上所述,当检测到数据信号传输失败时,代替经由数据线105提供的数据信号,经由监测线111和晶体管M7提供校正信号。在图10的例子中,用于控制晶体管M7的选择线S3的信号波形和结合图8描述的选择线S2的信号波形是相同的。也即,选择线S3在从时间T4到时间T5的周期中为低从而使晶体管M7为开。在从时间T4到T5的周期中,校正信号经由监测线111、晶体管M7和晶体管M4提供给存储电容器Cst。
在图10的例子中,晶体管M7与驱动晶体管M3和晶体管M6之间的节点连接。在提供校正信号的周期中晶体管M6为关。因此,来自晶体管M7的矫正信号可以被提供给存储电容器Cst(驱动晶体管M3的栅极),而不被提供给OLED元件501。通常,提供数据信号的周期短于选择线S2为低的从时间T2到T3的周期,例如在从时间T2到时间T3的周期的后半段的部分中。因此,选择线S3仅可以在从时间T2到T3的周期的一部分中为低。
图11示出了驱动器IC 134中监测线控制电路400的配置例子。每个监测垫片101设有一个监测线控制电路400;每个监测线控制电路通过相关联的监测垫片101监测电压并且另外输出校正信号。监测线控制电路400在监测模式下监测监测线111的电压,并且在检测到数据信号传输失败时,其进入校正模式。在校正模式下,监测线控制电路400向像素电路500的存储电容器Cst提供校正信号作为数据信号的替代。
在监测监测线111的电压的模式下,从失败确定电路408输出的标记(信号)FLG为0(低)。标记FLG和被非电路407反相的标记FLG分别输入到开关402和401。每个开关401和402由一对并联的p型晶体管和n型晶体管制成。
在监测模式下,开关401为开,而开关402为关。监测线111的电压经由开关401和缓存放大器(感测放大器)403输入到AD转换器(ADC)405。失败确定电路408基于ADC 405的输出确定是否发生数据信号传输失败。
在一个例子中,失败确定电路408基于来自ADC 405的输出是否改变来确定是否发生失败。如果数据信号传输失败发生,则监测点处的电压基本恒定。如果在预定数目的帧周期中电压变化在预定范围内则失败确定电路408确定发生数据信号传输失败。
在另一例子中,失败确定电路408基于输出到数据线105的数据信号和来自ADC405的输出来确定是否发生失败。在正常操作下,失败确定电路408获得关于所提供的数据信号以及在监测点处测量的电压的信息,并识别该数据信号与在监测点处监测的电压之间的联系。如果在监测点处测量的电压与使用上述联系从所提供的数据信号获得的值之间的差大于阈值,则失败确定电路408确定发生数据信号传输失败。
数据信号与所监测电压之间的联系可以被预置给驱动器IC 134。与数据信号相关地,随着显示器的标度值(亮度)增加所监测电压正向变化。当中断发生时,大量电流流动,以至于观察到电压正向且显著地偏离在正常操作下在最高标度值处监测到的电压。失败确定电路408检测到这一偏离。
在确定发生数据信号传输失败时,失败确定电路408将监测线控制电路400改变为校正模式。失败确定电路408将标记FLG反相。标记FLG从0(低)变为1(高)。开关401从开调至关,而开关402从关调至开。
数据校正电路409在结合图9和图10描述的正常操作下的数据信号写入周期中输出校正数据。DAC 406将校正数据转换为模拟校正信号并经由缓存放大器404将其输出给开关402。由于开关402为开,该校正信号被输出到监测线111。
数据校正电路409基于视频数据以及来自失败确定电路408的校正数据生成校正数据。如图9所示,校正信号在不经过驱动晶体管M3的情况下被提供给存储电容器Cst。因此,在提供校正信号时驱动晶体管M3的阈值电压Vth未被补偿。
失败确定电路408例如在监测周期中使用数据信号和所监测电压之间的联系来确定阈值电压,并将该值提供给数据校正电路409。数据校正电路409在输出前将该阈值电压加至由视频数据确定的数据信号上。在另一例子中,驱动器IC 134可以具有测量驱动晶体管M3的阈值电压的功能。数据校正电路409或失败确定电路408获得由这一功能在失败发生前测量的阈值电压。通过控制像素电路中的晶体管来测量驱动晶体管的阈值电压的方法是已知的,在此省略对此的解释。
不管视频数据如何,校正信号可以是恒定的。例如,校正信号将驱动晶体管M3调至关。这一简单控制消除亮度线缺陷。在提供校正信号以将某像素电路中驱动晶体管调至关时,驱动器IC 134还可以向用于对应于同一视频数据像素的其他像素颜色的像素电路提供校正信号。
上述例子在OLED元件501开始发光前测量监测点PB处的电压。图12示出了监测周期的另一例子。在这一例子中,在OLED元件501发光的周期中监测监测点PB处的电压。具体而言,选择线S3在时间T6到下一帧的时间T1之间的预定周期中为低,在其他周期中为高。当正常传输数据信号时,驱动器IC 134根据数据信号Vdata读取电压。
在检测到数据信号传输失败时,驱动器IC 134改变用于选择线S3的控制时序从而晶体管M7在正常操作下的数据写入周期中将为开。
选择线S3一起控制一行中的像素电路500中的晶体管M7。由于这一原因,在数据信号写入周期中将晶体管M7调至开以向一个像素电路500(失败的像素电路)提供校正信号导致同一行中其他像素电路500(正常的像素电路)中的所有晶体管M7也打开。因此,重要的是在失败发生时适当地控制用于正常像素电路(数据信号正常传输到该像素电路)的监测线控制电路。
图13A示出了当没有失败发生(正常操作下)时监测线控制电路400的操作。来自失败确定电路408的标记FLG为0。监测线111与感测放大器403连接。在数据信号写入周期(从时间T2到时间T3)时,选择线S2为低,而选择线S3为高。监测晶体管M7为关;因此,没有信号来自监测线111。
在利用监测线111的从时间T4到时间T5的电压监测周期(测量周期)中,选择线S2为高,而选择线S3为低。监测晶体管M7为开;因此,来自监测线111的监测信号进入感测放大器403。
图13B示出了与失败数据线相关联的监测线控制电路400的操作以及与正常数据线105相关联的监测线控制电路400的操作。图13B示出了向存储电容器Cst写入校正信号或数据信号的周期中的操作。在这一周期中,选择线S2和S3为低,而晶体管M2和M7为开。为失败的像素电路(第一像素电路)提供校正信号,且为正常的像素电路(第二像素电路)提供数据信号。
在用于失败数据线的监测线控制电路400中,标记FLG为1。监测线111与输出缓存放大器404连接;来自DAC 406的校正信号输出到监测线(第一监测线)111。校正信号经由晶体管M7和M4被提供给存储电容器Cst。
在用于正常数据线(正常像素电路)的监测线控制电路400中,标记FLG为0。监测线111与感测放大器403连接。数据信号通过数据线105被提供给正常像素电路。数据信号经由晶体管M2、M3和M4被提供给存储电容器Cst。在正常像素电路中,晶体管M7为开。因此,来自数据线105的数据信号经由晶体管M7输入到感测放大器403。
用于正常像素电路(第二像素电路)的监测线控制电路400停止向感测放大器403提供电源电压。这将监测线(第二监测线)111带入高阻抗状态,其减少了对将被提供给像素电路的数据信号的影响,并且另外还避免了感测放大器403被数据信号所损害。
图14示出了多路复用器(DeMUX)136的配置例子。描述了与实施例1中图4的配置例子的区别。与图4中的配置例子不同,监测线111通过多路复用器136延伸进入像素电路阵列150。如上所述,每个监测线111与像素电路500的晶体管M7连接。多路复用器136使得能够减少数据垫片102的数量。
实施例3
下文中,描述了具有监测功能的像素电路的一些配置例子。如下文中将描述地,本公开中监测数据信号传输以及校正数据信号传输失败的技术可适用于具有各种像素电路配置的显示设备。
图15示出了具有监测功能的像素电路500的配置例子。主要描述了与图7和图9所示配置例子的区别。监测晶体管M7的源极/漏极与数据线105连接。换言之,监测点PC位于数据线上。驱动器IC 134直接监测数据线的电压以检测数据信号传输失败。在一个例子中,驱动器IC 134在数据线105传输数据信号的周期中监测(测量)电压。
驱动器IC 134经由数据线105向像素电路提供校正信号,如同数据信号一样。由于校正信号经由驱动晶体管M3和晶体管(第二开关晶体管)M4被提供给存储电容器Cst(驱动晶体管M3的栅极),因此校正信号可以补偿阈值电压。
图16示出了具有监测功能的像素电路500的另一配置例子。主要描述了与图7和图9所示配置例子的区别。监测晶体管M7的源极/漏极与晶体管M4和存储电容器Cst之间的节点连接。换言之,监测点PC是驱动晶体管M3的栅极节点并位于晶体管M4和存储电容器Cst之间。驱动器IC 134监测驱动晶体管M3的栅极电压以检测数据信号传输失败。在一个例子中,驱动器IC 134在OLED元件501的发光周期中监测(测量)电压。
校正信号经由晶体管M7被提供给驱动晶体管M3的栅极节点(存储电容器Cst)。在一个例子中,驱动器IC134提供其中补偿基于监测电压确定的阈值电压Vth的校正信号或者黑电平的校正信号。
图17示出了具有监测功能的像素电路500的又一配置例子。主要描述了与图7和图9所示配置例子的区别。监测晶体管M7的源极/漏极与晶体管M1和驱动晶体管M3之间的节点连接。换言之,监测点PC位于晶体管M1和驱动晶体管M3之间。
驱动器IC 134监测驱动晶体管M3的源极/漏极处的电压以检测数据信号传输失败。在一个例子中,驱动器IC 134在OLED元件501的发光周期中监测(测量)电压。校正信号经由驱动晶体管M3和晶体管(第二开关晶体管)M4被提供给存储电容器Cst(驱动晶体管M3的栅极),如同数据信号一样。因此,校正信号补偿阈值电压。
图18示出了具有监测功能的像素电路500的又一配置例子。主要描述了与图7和图9所示配置例子的区别。增加了另一晶体管M8。晶体管M8的栅极与选择线S1连接;源极/漏极与重置电源线Vrst连接;并且剩下的源极/漏极与存储电容器Cst和晶体管M4之间的节点连接。晶体管M4和M5的栅极与选择线S2连接。使用监测晶体管M7的电压监测以及校正信号提供与实施例2中的那些内容相同。
图19示出了具有监测功能的像素电路500的又一配置例子。晶体管M2经由耦合电容器C1将来自数据线105的数据信号提供给驱动晶体管M3的栅极。晶体管M2由选择线S1调整开/关。驱动晶体管M3的栅极处的电压由两个电容器C1和C2、数据信号以及驱动晶体管M3的阈值电压Vth确定。电容器C1和C2构成存储电容器。
驱动晶体管M3与OLED元件501之间的晶体管M6控制OLED元件501的发光。晶体管M6由发光控制线Em调整开/关。晶体管M4作用已补偿驱动晶体管M3的阈值电压Vth。晶体管M4由选择线S2调整开/关。当晶体管M4为开时,驱动晶体管M3是二极管式连接。
监测晶体管M7由选择线S3调整开/关。监测晶体管M7的源极/漏极与监测线111连接,并且剩下的源极/漏极与驱动晶体管M3和晶体管M6之间的节点连接。监测点PB位于驱动晶体管M3与晶体管M6之间。在一个例子中,驱动器IC 134在发光周期中监测(测量)OLED元件501的阳极电压。
校正信号经由晶体管M7和晶体管M4被提供给驱动晶体管M3的栅极。由于阈值电压Vth未被自动补偿,驱动器IC 134中的监测线控制电路可以配置为生成其中阈值电压Vth被补偿的校正信号或者黑电平的校正信号,如实施例2中所描述的那样。
图20示出了具有监测功能的像素电路500的又一配置例子。这一电路中的晶体管(TFT)是n型的。晶体管M2将来自数据线105的数据信号提供给存储电容器Cst(驱动晶体管M3的栅极)。晶体管M2由选择线S1调整开/关。
晶体管M5连接OLED元件501的阳极和重置电源线Vrst。晶体管M5由选择线S2调整开/关。晶体管M5给OLED元件501的阳极提供重置电压以在OLED元件501发光之前重置阳极处的电压。
监测晶体管M7由选择线S3调整开/关。监测晶体管M7的源极/漏极与监测线111连接,并且剩下的源极/漏极与驱动晶体管M3的栅极连接。监测点PC是位于驱动晶体管M3的栅极与存储电容器Cst之间的驱动晶体管M的栅极节点。在一个例子中,驱动器IC 134在发光周期中监测(测量)驱动晶体管M3的栅极处的电压。校正信号经由晶体管M7被提供给驱动晶体管M3的栅极节点。
图21示出了具有监测功能的像素电路500的又一配置例子。与图20中的配置例子相比,监测晶体管M7的连接节点的位置不同。监测晶体管M7连接监测线111与数据线105。监测点PC位于数据线105上。驱动器IC 134在数据写入周期测量数据线105的电压以检测失败。校正信号经由监测线111和数据线105被提供给驱动晶体管M3的栅极。
图22示出了具有监测功能的像素电路500的又一配置例子。晶体管M1连接在阳极电源线PVDD与驱动晶体管M3之间以控制OLED元件501是否发光。晶体管M1由发光控制线Em调整开/关。晶体管M2经由晶体管M10将来自数据线105的数据信号提供给存储电容器Cst。晶体管M2由选择线S1调整开/关。
晶体管M9和M10操作以将驱动晶体管M3的阈值电压设置到存储电容器Cst。晶体管M9连接在参考电源线Vref与存储电容器Cst之间,并由选择线S1调整开/关。晶体管M10连接在存储电容器Cst与驱动晶体管M3的栅极之间,并由发光控制线Em调整开/关。存储电容器Cst与晶体管M9和M10之间的节点以及晶体管M1和驱动晶体管M3之间的节点连接。
监测晶体管M7连接监测线111和数据线105。监测点PC位于数据线105上。驱动器IC134在数据写入周期测量数据线105的电压以检测失败。校正信号经由监测线111和数据线105被提供给存储电容器Cst。
图23示出了具有监测功能的像素电路500的又一配置例子。与图22中的配置例子相比,增加了另一晶体管M5。晶体管M5连接OLED元件501的阳极与重置电源线Vrst。晶体管M5由选择线S1调整开/关。晶体管M5给OLED元件501的阳极提供重置电压以在OLED元件501发光之前重置阳极处的电压。
实施例4
下文中,描述用于减少监测垫片(驱动器IC 134的监测端子)以及驱动器IC 134中的监测线控制电路的配置例子。图24示出了多个监测线与一个监测垫片连接的配置例子。在图24的例子中,驱动器IC 134中的监测线控制电路326的数量与监测垫片101的数量相等;每个监测线控制电路326监测电压并且另外通过相关联的监测垫片101发送校正信号。
在图24的例子中,数据线105R、105G和105B与不同的数据垫片102连接。数据线105R、105G和105B传输用于显示视频数据中同一像素的数据信号。一个监测垫片101与三个监测线111R、111G和111B相连接。监测线111R、111G和111B是分别用于监测通过数据线105R、105G和105B的数据信号传输的监测线。
当监测线控制电路326检测到监测线111R、111G和111B中任一个的失败时,它通过所有的监测线111R、111G和111B提供黑电平的校正信号。这一配置生成黑线,不管将被显示的图像如何。这一配置例子将监测垫片101的数量和监测线控制电路326的数量减少到1/3。
图25示出了衬底上的多路复用器依序选择与一个监测垫片连接的多个监测线的配置例子。下文中主要描述与图24中的配置例子的区别。多路复用器137设于衬底100上的监测垫片101与像素电路阵列150(图25中未示出)之间。多路复用器137包括多个开关。每个开关接通/断开监测线与监测垫片之间的电连接。
驱动器IC 134包括选择控制电路327。选择控制电路327控制多路复用器137。选择控制电路327从与每一个监测垫片连接的多个监测线中依序选择监测线为开。在图25的例子中,选择控制电路327分别经由选择垫片103R、103G和103B与选择控制线116R、116G和116B连接。
选择控制线116R、116G和116B控制多路复用器137中用于与每个监测垫片连接的监测线111R、111G和111B的开关。在图25的例子中,选择控制线116R与用于监测线111R的所有开关连接;选择控制线116G与用于监测线111G的所有开关连接;并且选择控制线116B与用于监测线111B的所有开关连接。
选择控制电路327依次选择选择控制线116R、116G和116B并将用于接通相关联的开关的信号输出到所选择的选择控制线以依序地将每个监测垫片(所有监测垫片)101的监测线111R、111G和111B连接到他们的监测线控制电路326。每个监测线控制电路326分时控制三个监测线。
这一配置例子实现了监测垫片数量和监测控制电路数量的减少,并且另外还允许对监测线的单独控制。与一个监测垫片101连接的监测线111的数量可以是2个或者多于3个。
图26示出了驱动器IC 134中包括的多路复用器依序选择每个都与一个监测垫片连接的多个监测线的配置例子。与图25中的配置例子的区别在于用于选择监测线的多路复用器328集成在驱动器IC 134中。每个监测垫片101仅与一个监测线连接。去除了图25中示出的衬底100上的选择控制线和选择垫片。
多路复用器328改变监测线控制电路到监测垫片的连接。在这一例子中,每个监测线控制电路326与三个监测垫片101以及多路复用器328连接。多路复用器328的每个开关切换每一对监测垫片和监测线与监测线控制电路326的连接/断开。
选择控制电路327依序选择与所有监测线控制电路326中的每一个连接的三个监测垫片。这一配置例子实现了监测线控制电路数量的减少并且另外还允许对监测线的单独控制。与一个监测垫片101连接的监测线111的数量可以为2个或者多于3个。
如上所述,已经描述了本公开的实施例;然而,本公开不限于前述实施例。本领域普通技术人员可以在本公开的范围内容易地修改、增加或者转换前述实施例中的每个元件。一个实施例的配置的一部分可以被另一实施例的配置替换或者一个实施例的配置可以结合到另一实施例的配置当中。
Claims (4)
1.一种显示设备,包括:
衬底上的像素电路;
数据线,被配置为传输用于所述衬底上的像素电路的数据信号;
电源线;以及
与所述电源线和所述数据线不同的额外电压供应线;
其中,所述像素电路包括:
驱动晶体管,被配置为控制提供给发光元件的电流的量;
存储电容器,被部署在驱动晶体管的栅极端子和所述电源线之间;
第一开关晶体管,被部署在所述电源线和所述驱动晶体管之间;
第二开关晶体管,被部署在所述驱动晶体管的源极端子和所述数据线之间;以及
第三开关晶体管,被部署在所述驱动晶体管的源极端子和所述额外电压供应线之间,并且
其中,所述第三开关晶体管从所述额外电压供应线向所述驱动晶体管提供与所述数据信号不同的信号电压。
2.根据权利要求1所述的显示设备,
其中所述像素电路还包括被部署在所述驱动晶体管的栅极端子和所述驱动晶体管的漏极端子之间的第四开关晶体管,以及
其中所述第三开关晶体管经由驱动晶体管和所述第四开关晶体管提供信号电压。
3.根据权利要求1所述的显示设备,
其中所述像素电路还包括被部署在所述驱动晶体管的漏极端子和所述发光元件之间的第五开关晶体管。
4.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述像素电路还包括被部署在第二电源线与所述第五开关晶体管和所述发光元件之间的节点之间的第六开关晶体管。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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