CN117441202A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种显示装置。该显示装置包括显示模块。显示模块中的每一个包括:显示面板,包括以行线布置的无机发光器件和分别对应于无机发光器件的子像素电路;以及驱动单元,其基于从定时控制器提供的开始信号按照行线的顺序驱动子像素电路,其中定时控制器向第一显示模块的驱动单元提供第一开始信号,以控制无机发光器件从第一行线到最后一行线顺序地发光,并且向第二显示模块的驱动单元提供第二开始信号,以控制无机发光器件在第一显示模块的最后一行线中包括的无机发光器件的发光顺序之后顺序地发光。
Description
技术领域
本公开涉及一种显示装置,并且更具体地,涉及一种包括像素阵列的显示装置,该像素阵列包括自发光元件。
背景技术
诸如红色发光二极管(LED)、绿色LED和蓝色LED(下文中,LED是指无机发光元件)的无机发光元件可以作为子像素被驱动,并且子像素的灰度可以通过脉冲幅值调制(PAM)驱动方法来控制。
在PAM驱动方法中,发射光的波长和亮度(即,灰度)二者可以基于驱动电流的幅度而改变,导致图像的颜色再现性降低。图1示出了根据流经蓝色LED、绿色LED和红色LED的驱动电流的幅度的波长变化。
因此,需要一种驱动具有改进的颜色再现的自发光显示面板的方法。此时,需要考虑功耗问题、亮度均匀性问题等。
当通过组合多个显示模块来配置一个模块化显示面板时,应该考虑在上显示模块和下显示模块的边界处可能发生的图像失真。
发明内容
技术问题
一个或多个实施例提供了一种显示装置及其驱动方法,该显示装置能够防止从无机发光元件发射的光的波长根据灰度改变的现象。
一个或多个实施例提供了一种显示装置及其驱动方法,该显示装置能够补偿由于驱动晶体管之间的阈值电压差而可能出现在图像中的污点,并且校正颜色。
一个或多个实施例提供了一种包括显示模块的显示装置或包括由多个显示模块组成的模块化显示面板的显示装置及其驱动方法,该显示装置能够补偿由于驱动晶体管之间的阈值电压差而可能出现在图像中的污点,并且校正颜色。
一个或多个实施例提供了一种能够降低驱动显示面板时消耗的功耗的显示装置及其驱动方法。
一个或多个实施例提供了一种显示装置和用于驱动该显示装置的方法,该显示装置能够补偿针对显示面板的每个位置不同地生成的驱动电压降对设置数据电压的过程的影响。
一个或多个实施例提供了一种具有优化的驱动电路的显示装置及其驱动方法,该显示装置能够稳定且有效地驱动无机发光元件。
一个或多个实施例提供了一种显示装置及其驱动方法,当通过组合多个显示模块形成模块化显示面板时,该显示装置能够消除在上显示模块和下显示模块的边界处可能发生的图像失真。
技术方案
根据本公开的一方面,一种显示装置包括:模块化显示面板,包括以矩阵形式设置的多个显示模块;以及定时控制器。多个显示模块中的每一个包括:显示面板,包括像素以多条行线布置的像素阵列和子像素电路,每个像素由多个无机发光元件组成,所述子像素电路分别对应于所述像素阵列的无机发光元件;以及驱动器,被配置为基于从定时控制器提供的开始信号按照多条行线的顺序驱动子像素电路。定时控制器还被配置为:向多个显示模块中的第一显示模块的驱动器提供第一开始信号,以控制第一显示模块的无机发光元件从第一行线到最后一行线顺序地发光,以及向与第一显示模块的底部相邻设置的第二显示模块的驱动器提供第二开始信号,以控制第二显示模块的无机发光元件在第一显示模块的最后一行线中包括的无机发光元件的发射顺序之后顺序地发光。
驱动器还可以被配置为:基于开始信号,按照多条行线的顺序向子像素电路提供栅极信号,以按照多条行线的顺序驱动子像素电路,并且栅极信号可以包括被配置为向子像素电路提供图像数据电压的扫描信号和被配置为基于图像数据电压控制像素阵列的无机发光元件发光的发射信号。
相对于一个图像帧,针对多条行线中的每条行线,可以按照数据设置区段和多个发射区段的顺序来驱动子像素电路,并且驱动器还可以被配置为:在对应行线的数据设置区段期间向对应行线的子像素电路提供扫描信号,并且在对应行线的多个发射区段中的每一个期间向对应行线的子像素电路施加发射信号。
多个发射区段中的第一发射区段可以在时间上与数据设置区段相邻,并且多个发射区段可以彼此具有预设的时间间隔。
图像数据电压可以包括恒定电流发生器数据电压和脉宽调制(PWM)数据电压。子像素电路中的每一个可以包括:恒定电流发生器电路,包括第一驱动晶体管,并且被配置为基于恒定电流发生器数据电压向对应的无机发光元件提供恒定电流;以及PWM电路,包括第二驱动晶体管,并且被配置为基于所述PWM数据电压来控制向所述对应的无机发光元件提供所述恒定电流的时间。
恒定电流发生器电路还可以被配置为在多个发射区段的每一个中,基于施加到第一驱动晶体管的栅极端子的第一电压来向对应的无机发光元件提供恒定电流,并且第一电压可以基于恒定电流发生器数据电压和第一驱动晶体管的阈值电压。
恒定电流发生器电路可以包括:第一晶体管,包括施加有所述恒定电流发生器数据电压的源极端子和连接到所述第一驱动晶体管的源极端子的漏极端子;以及第二晶体管,包括连接到第一驱动晶体管的漏极端子的源极端子和连接到第一驱动晶体管的栅极端子的漏极端子。恒定电流发生器电路还可以被配置为:在数据设置区段中,基于在第一驱动晶体管导通的同时第一晶体管和第二晶体管导通,向第一驱动晶体管的栅极端子施加电压,该电压是恒定电流发生器数据电压和第一驱动晶体管的阈值电压之和。
PWM电路可以被配置为在多个发射区段的每一个中,基于施加到第二驱动晶体管的栅极端子的第二电压,控制向对应的无机发光元件提供恒定电流的时间,并且第二电压可以基于第二驱动晶体管的阈值电压、PWM数据电压和在两个电压之间扫描的扫描电压。
PWM电路可以包括第一电容器,该第一电容器具有连接到第二驱动晶体管的源极端子的第一端和连接到第二驱动晶体管的栅极端子的第二端,当恒定电流发生器数据电压被施加到第二驱动晶体管的漏极端子时,第二驱动晶体管可以作为源极跟随器操作,以及第二驱动晶体管的阈值电压可以在第二驱动晶体管作为源极跟随器操作时在第二驱动晶体管的源极端子处获得,且可以通过第一电容器耦合到第二驱动晶体管的栅极端子。
PWM电路可以包括第二电容器,第二电容器具有连接到第二驱动晶体管的栅极端子的第一端和施加有PWM数据电压和扫描电压的第二端。PWM数据电压可以在数据设置区段中被施加到第二电容器的第二端,并且基于在多个发射区段的每一个中扫描电压被施加到第二电容器的第二端,PWM数据电压可以通过第二电容器与扫描电压一起耦合到第二驱动晶体管的栅极端子。
第二驱动晶体管的漏极端子可以连接到第一驱动晶体管的源极端子,恒定电流发生器电路可以被配置为在多个发射区段中的每一个中,在驱动电压被施加到第一驱动晶体管的源极端子时,向对应的无机发光元件提供恒定电流,该PWM电路可以被配置为在多个发射区段中的每一个中,在第二电压根据扫描电压的变化而变化的同时第二驱动晶体管导通的时间段期间,将驱动电压施加到第一驱动晶体管的源极端子,并且第二驱动晶体管导通的时间段可以基于PWM数据电压的幅度。
扫描电压可以是输入扫描信号的基于发射信号选择的一部分,输入扫描信号可以具有从第一电压到第二电压线性且重复变化的电压,并且输入扫描信号可以被共同施加到显示面板的子像素电路中的每一个。
在多个发射区段的每一个中,扫描电压可以扫描第一电压与第二电压之间的电压一次,并且扫描电压开始扫描的起始电压可以根据行线而变化。
PWM电路可以被配置为在多个发射区段的每一个中,基于施加到第二驱动晶体管的栅极端子的第三电压,控制向对对应的无机发光元件提供恒定电流的时间,并且第三电压可以基于补偿了第二驱动晶体管的阈值电压的PWM数据电压和在两个电压之间扫描的扫描电压。
多个子像素电路可以在多个发射区段的每一个中由第一驱动电压驱动,并且可以在数据设置区段中由与第一驱动电压分开的第二驱动电压驱动。
子像素电路在多个发射区段的每一个中由第一驱动电压驱动,并且在数据设置区段中由与第一驱动电压分开的第二驱动电压驱动。
发明效果
根据各个实施例,通过以AM矩阵方式通过PWM驱动来驱动无机发光元件,可以防止从无机发光元件发射的光的波长根据灰度改变的现象。
此外,可以补偿由于驱动晶体管的阈值电压的变化而可能出现在图像中的污点。此外,促进颜色校正。
此外,包括一个显示模块的显示装置或包括模块化显示面板的显示装置,可以促进显示面板的污点补偿或颜色校正,该模块化显示面板包括多个显示模块。
此外,通过驱动显示面板使得无机发光元件按照行线的顺序循序地发光,可以降低瞬时峰值功耗。
此外,可以补偿针对显示面板的每个位置不同地生成的驱动电压降对设置数据电压的过程的影响。
可以设计优化的驱动电路,并且可以稳定且有效地驱动无机发光元件。
此外,当通过组合多个显示模块来配置模块化显示面板时,可以消除在上显示模块和下显示模块的边界处可能发生的图像失真。
附图说明
根据结合附图的以下描述,本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征以及优点将更清楚,在附图中:
图1是示出了根据流经蓝色发光二极管(LED)、绿色LED和红色LED的驱动电流的幅度的波长变化的曲线图;
图2示出了根据实施例的显示面板的像素结构;
图3a是示出了现有技术显示面板的驱动方法的概念图;
图3b是示出了根据实施例的显示面板的驱动方法的概念图;
图3c是示出了根据实施例的显示面板的驱动方法的概念图;
图4是示出了根据实施例的显示模块的框图;
图5a是根据实施例的显示面板的截面图;
图5b是根据实施例的显示面板的截面图;
图5c是根据实施例的TFT层的平面图;
图6a是示出了根据实施例的显示面板的渐进驱动方法的图;
图6b是示出了根据实施例的显示面板的渐进驱动方法的图;
图7是根据实施例的显示模块的详细框图;
图8是根据实施例的子像素电路的示意框图;
图9a是根据实施例的子像素电路的详细电路图;
图9b是根据实施例的在图像帧时间和消隐间隔期间用于驱动包括图9a的子像素电路的显示面板的各种信号的定时图;
图10a示出了根据实施例的根据扫描信号中的Vini(n)和VST(n)的子像素电路的操作;
图10b是示出了根据实施例的根据扫描信号中的SP(n)的子像素电路的操作的图;
图10c是示出了根据实施例的根据扫描信号中的Vcomp(n)的子像素电路的操作的图;
图10d是示出了根据实施例的根据发射信号Emi(n)的子像素电路的操作的图;
图11a是示出了根据实施例的具有图9a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图;
图11b是示出了根据实施例的具有图9a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图;
图11c是示出了根据实施例的具有图9a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图;
图12a是根据另一实施例的子像素电路的详细电路图;
图12b是根据实施例的在图像帧时间和消隐间隔期间用于驱动包括图12a的子像素电路的显示面板的各种信号的定时图;
图13a是示出了根据实施例的根据扫描信号中的Vini(n)和VST(n)的子像素电路的操作的图;
图13b示出了根据实施例的根据扫描信号中的SCCG(n)和Vini2(n)的子像素电路的操作;
图13c是示出了根据实施例的根据扫描信号中的Vcomp(n)的子像素电路的操作的图;
图13d是示出了根据实施例的根据扫描信号中的SPWM(n)的子像素电路的操作的图;
图13e示出了根据实施例的根据发射信号Emi(n)的子像素电路的操作;
图14a是示出了根据实施例的具有图12a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图;
图14b是示出了根据实施例的具有图12a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图;
图14c是示出了根据实施例的具有图12a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图;
图15a是根据另一实施例的子像素电路的详细电路图;
图15b是根据实施例的在图像帧时间和消隐间隔期间用于驱动包括图15a的子像素电路的显示面板的各种信号的定时图;
图16a示出了根据实施例的根据扫描信号中的Vini(n)和VST(n)的子像素电路的操作;
图16b是用于说明根据实施例的根据扫描信号中的SP(n)的子像素电路的操作的图;
图16c是示出了根据实施例的根据发射信号Emi(n)的子像素电路的操作的图;
图17a是示出了根据实施例的具有图15a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图;
图17b是示出了根据实施例的具有图15a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图;
图17c是示出了根据实施例的具有图15a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图;
图18是根据实施例的显示装置的配置的示意图;
图19a示出了根据实施例的当以同时扫描方式驱动模块化显示面板时,数据设置区段和发射区段进行的方式;
图19b示出了根据实施例的当以高速连续扫描模式驱动模块化显示面板时,数据设置区段和发射区段进行的方式;
图20是根据实施例的显示装置的框图;
图21a是示出了根据实施例的驱动栅极驱动器的方法的框图;以及
图21b示出了根据实施例的设置在图18的多个显示模块的第一列线中的显示模块。
具体实施方式
在下文中将参考附图更全面地描述各种实施例。在附图中,相似的附图标记始终表示相似的元件。如本文中所使用的,术语“第一”或“第一个”和“第二”或“第二个”可以使用对应的组件,而与重要性或顺序无关,并且被用于在不限制组件的情况下将一个组件与另一组件区分开来。诸如“…中的至少一个”之类的表述当在元件列表之前时修饰整个元件列表,而不是修饰列表中的单独元件。例如,表述“a、b和c中的至少一个”应该被理解为仅包括a、仅包括b、仅包括c、包括a和b两者、包括a和c两者、包括b和c两者或包括全部a、b和c。
本公开中使用的术语用于描述实施例,并且不旨在将本公开约束和/或限制于所描述的实施例。此外,本公开中使用的任何配置的单数表示包括多个表示,除了单数表示仅指单数值的情况。
应当理解,诸如“包括”、“包含”或“含有”之类的术语例如可以用于指示特征、数量、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在,而不排除存在或添加一个或多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、组件或其组合的可能性。
如果描述了某个元件(例如,第一元件)“连接”到另一元件(例如,第二元件),应该理解,第一元件可以直接连接到第二元件,或者可以通过又一元件(例如,第三元件)连接到第二元件。
另一方面,如果描述了某个元件(例如,第一元件)“直接连接到”另一元件(例如,第二元件),则可以理解在第一元件与第二元件之间不存在元件(例如,第三元件)。
除非另外定义,否则本文使用的术语可以以本领域普通技术人员公知的含义来解释。
图1示出了根据流经蓝色LED、绿色LED和红色LED的驱动电流的幅度的波长变化。
图2示出了根据实施例的显示面板的像素结构。
参考图2,显示面板100包括以矩阵形式设置或布置的多个像素10,其可以被称为像素阵列。
像素阵列包括多条行线或多条列线。行线也可以被称为水平线、扫描线或栅极线,而列线也可以被称为竖直线或数据线。
根据示例,诸如行线、列线、水平线和竖直线的术语可以用作指代由像素阵列上的像素形成的线的词,并且术语扫描线、栅极线和数据线可以用作指代显示面板100上数据或信号被传输到的实际布线的词。
像素阵列的每个像素10可以包括三种类型的子像素,包括红色(R)子像素20-1、绿色(G)子像素20-2和蓝色(B)子像素20-3。
每个像素10可以包括分别构成多个子像素20-1、20-2和20-3的多个无机发光元件。
例如,每个像素10可以包括三种类型的无机发光元件,诸如构成R子像素20-1的R无机发光元件、构成G子像素20-2的G无机发光元件和构成B子像素20-3的B无机发光元件。
每个像素10可以包括三个蓝色无机发光元件。在该示例中,可以在每个无机发光元件上设置用于实现R、G或B颜色的滤色器。滤色器可以是量子点(QD)滤色器,但是实施例不限于此。
可以在显示面板100上为每个无机发光元件设置用于驱动无机发光元件的子像素电路。
每个子像素电路可以基于从外部供应的图像数据电压向对应的无机发光元件提供驱动电流。
详细地,图像数据电压包括恒定电流发生器(CCG)数据电压和脉宽调制(PWM)数据电压。通过在对应于PWM数据电压的时间内向无机发光元件提供对应于恒定电流发生器数据电压的幅度的驱动电流,每个子像素电路可以表示图像的灰度。稍后将描述详细描述。
在显示面板100的每条行线中包括的子像素电路可以按照“设置(或编程)图像数据电压”和“基于设置的图像数据电压提供驱动电流”的顺序进行驱动。
根据实施例,在显示面板100的每条行线中包括的子像素电路可以按照行线的顺序循序地驱动。
例如,在一条行线(例如,第一行线)中包括的子像素电路的图像数据电压设置操作和在下一条行线(例如,第二行线)中包括的子像素电路的图像数据电压设置操作可以按照行线的顺序循序地执行。此外,在一条行线(例如,第一行线)中包括的子像素电路的驱动电流提供操作和在下一条行线(例如,第二行线)中包括的子像素电路的驱动电流提供操作也可以按照行线的顺序循序地执行。
参考图2,一个像素区域中的子像素20-1至20-3以倒L形布置。然而,实施例不限于此,并且R、G和B子像素20-1至20-3可以在像素区域内部布置成行,并且可以根据实施例布置成各种形状。
参考图2,作为示例,三种类型的子像素可以形成一个像素。然而,根据实施例,像素可以包括其他数量的子像素。例如,一个像素可以包括诸如R、G、B和白色(W)的四种子像素、任何其他数量的子像素。
图3a是示出了现有技术显示面板的驱动方法的概念图;以及图3b和图3c是示出了根据实施例的显示面板的驱动方法的概念图。
图3a至图3c示出了在一个图像帧时间内驱动显示面板的方法。参考图3a至图3c,竖直轴表示显示面板100的行线,并且水平轴表示时间。数据设置区段可以表示显示面板100的驱动时段,其中对每条行线中包括的子像素电路设置图像数据电压,并且发射区段可以表示显示面板100的驱动时段,其中在每条行线中包括的子像素电路基于在数据设置区段中设置的图像数据电压向无机发光元件提供驱动电流。无机发光元件在发射区段中根据驱动电流发光。
参考图3a,在现有技术中,在按照行线的顺序完成显示面板的所有行线的图像数据电压的设置之后,所有行线的发射区段同时共同地进行。
在该示例中,显示面板的全部行线在发射区段期间同时发光,从而需要高峰值电流,因此,存在产品所需的峰值功耗增加的问题。当峰值功耗增加时,安装在产品中的诸如开关模式电源(SMPS)的电源设备的容量增加,导致成本和尺寸增加,这导致设计限制。
相反,根据实施例,行线的数据设置区段和发射区段(具体地,多个发射区段)可以按照行线的顺序循序地进行。
图3b和图3c示出了两个实施例,其中数据设置区段和发射区段按照行线的顺序循序地进行。
参考图3b,全部行线的数据设置区段可以在一帧时间内进行。参考图3c,可以在比一帧时间短得多的时间内进行全部行线的数据设置区段。在两个实施例中,数据设置区段和发射区段两者都按照行线的顺序循序地进行。
在下文中,如图3b和图3c所示,其中按照行线的顺序循序地执行数据设置区段和发射区段的驱动方法被称为“渐进驱动方法”,以区别于图3a的批量驱动方法。
在渐进驱动方法的情况下,因为与现有技术相比,同时发光的行线的数量减少,所以可以降低所需的峰值电流量,并且因此可以降低峰值功耗。
如上所述,根据实施例,显示面板100可以由有源矩阵(AM)方法驱动,并且每个子像素可以在PWM方案中表示图像的灰度。因此,不同于在PAM方法中表示灰度的现有技术,可以防止从无机发光元件发射的光的波长根据灰度改变的问题。此外,通过驱动显示面板100使得子像素按照行线的顺序循序地发光,可以降低瞬时峰值功耗。
图4是示出了根据实施例的显示模块的框图。参考图4,显示模块1000包括显示面板100和驱动器500。
驱动器500驱动显示面板100。驱动器500可以向显示面板100提供各种控制信号、数据信号、驱动电压等,以驱动显示面板100。
如上所述,根据实施例,显示面板100可以按照行线的顺序被驱动。为此,驱动器500可以包括用于基于行线驱动像素阵列上的像素的栅极驱动器。栅极驱动器可以通过为每条行线提供扫描信号(例如,VST(n)、SP(n)、SCCG(n)、SPWM(n)、Vcomp(n)、Vini(n)、Vini2(n))和发射信号(例如,Emi(n))来按行线驱动像素。此时,提供扫描信号的栅极驱动器可以被称为扫描驱动器,区别于提供发射信号的被称为发射驱动器的栅极驱动器。
驱动器500还可以包括用于向显示面板100的每个像素(或每个子像素)提供PWM数据电压(例如,VPWM_R/G/B)的数据驱动器(或源驱动器)。
驱动器500可以包括解复用器电路,用于选择一个像素10中包括的多个子像素20-1至20-3中的每一个。
驱动器500可以包括功率集成电路(IC)(或DC电压提供电路),用于向显示面板100中包括的每个子像素电路提供各种DC电压(例如,第一驱动电压(VDD_PAM)、第二驱动电压(VDD_PWM)、接地电压(VSS)、参考电压(Vref)等)或恒定电流发生器数据电压(例如,VCCG_R/G/B)。
驱动器500可以包括电平移位器,用于将由定时控制器(TCON)提供的各种信号的电平移位到驱动器(例如,栅极驱动器或数据驱动器)中使用的电平或者显示面板100使用的电平。
电平移位器可以移位从TCON提供的起始信号VST或各种时钟信号的电平,以提供给栅极驱动器。应当注意,起始信号VST不同于作为上述扫描信号之一的VST(n)。VST(n)是从栅极驱动器施加到子像素电路的一种扫描信号,而VST是通过电平移位器从TCON提供给栅极驱动器的控制信号。下面将分别描述VST(n)和VST的细节。
电平移位器可以移位TCON中生成的扫描信号(扫描)或测试信号(测试)的电平,并且将经移位的信号提供给显示面板100的子像素电路。将在后面描述测试信号或扫描信号的详细描述。
根据实施例,上述驱动器500的各种元件中的至少一些可以安装在与显示面板100分离的印刷电路板(PCB)上,并且可以通过玻璃上薄膜(FOG)布线连接到形成在显示面板100的薄膜晶体管(TFT)层上的子像素电路。
上述各种元件中的至少一些可以布置在形成在薄膜上的膜上芯片(COF)上,并且可以通过FOG布线连接到形成在TFT层上的子像素电路,该TFT层形成在显示面板100上。
上述各种元件中的至少一些可以布置在COG形式上(即,布置在显示面板100的玻璃基板(下面描述)的后表面(其上形成TFT层的表面相对于玻璃基板的相反侧)上),并且可以通过连接布线连接到形成在显示面板100的TFT层上的子像素电路。
上述各种元件中的至少一些可以与形成在显示面板100中的TFT层中的子像素电路一起形成在TFT层中,并且可以连接到子像素电路。
例如,在上述各种元件中,栅极驱动器电路和解复用器电路可以形成在显示面板100的TFT层中,数据驱动器可以布置在显示面板100的玻璃基板的后表面上,并且电平移位器可以以COF格式布置在薄膜上,并且电源IC和定时控制器(TCON)可以布置在单独的外部PCB上,但是实施例不限于此。
驱动器500可以以渐进驱动方式驱动显示面板100。在数据设置区段期间,驱动器500可以对显示面板100的子像素电路按照行线的顺序设置图像数据电压,并且在发射区段期间,可以驱动子像素电路,使得像素阵列的像素基于设置的图像数据电压按照行线的顺序发光。
显示面板100可以包括如图2所示的像素阵列,并且可以显示对应于施加的图像数据电压的图像。
在显示面板100中包括的每个子像素电路可以向对应的无机发光元件提供驱动电流,其中基于图像数据电压控制驱动电流的幅度和驱动时间(或脉冲宽度)。
构成像素阵列的无机发光元件可以根据从对应的子像素电路提供的驱动电流发光,因此可以在显示面板100上显示图像。
图5a是根据实施例的显示面板100的截面图。参考图5a,为了方便起见,仅示出了显示面板100中包括的一个像素。
参考图5a,显示面板100可以包括玻璃基板80、TFT层70和无机发光元件R 120-1、G120-2和B 120-3。在该示例中,子像素电路110可以实现为薄膜晶体管(TFT),并且可以包括在玻璃基板80上的TFT层70中。
无机发光元件R 120-1、G 120-2和B 120-3中的每一个可以安装在TFT层70上,以便电连接到对应的子像素电路110,以形成上述子像素。
对于每个无机发光元件120-1、120-2和120-3,可以存在用于向无机发光元件120-1、120-2和120-3提供驱动电流的子像素电路110,并且无机发光元件120-1、120-2和120-3中的每一个可以安装或布置在TFT层70上以电连接到对应的子像素电路110。
参考图5a,无机发光元件R 120-1、G 120-2和B 120-3是倒装芯片型微型LED。然而,实施例不限于此,并且根据实施例,无机发光元件R 120-1、G 120-2和B 120-3可以是横向型或竖直型微型LED。
图5b是根据实施例的显示面板100的截面图。
参考图5b,显示面板100可以包括形成在玻璃基板80的一个表面上的TFT层70、安装在TFT层70上的无机发光元件R 120-1、G120-2、B 120-3、驱动器500和用于电连接子像素电路110和形成在TFT层70上的驱动器500的连接布线90。
如上所述,根据实施例,可以包括在驱动器500中的各种组件中的至少一些可以设置在玻璃基板80的后表面上,并且可以通过连接布线90连接到形成在TFT层70中的子像素电路110。
参考图5b,在TFT层70中包括的子像素电路110通过形成在TFT面板(下文中,TFT层70和玻璃基板80的组合将被称为TFT面板)的边缘(或侧面)处的连接布线90电连接到驱动器500(具体地,上述各种组件中的至少一些)。
子像素电路110和驱动单元500通过形成在显示面板100的边缘区域中的连接布线90连接的原因是,当通过形成穿透玻璃基板80的孔来连接子像素电路110和驱动器500时,由于制造TFT面板70和80的过程和用导电材料填充孔的过程之间的温度差,在玻璃基板80中可能出现诸如裂缝的问题。
如上所述,根据另一实施例,可以包括在驱动器500中的各种组件中的至少一些可以与子像素电路一起形成在TFT层上以连接到子像素电路。图5c示出了这样的实施例。
图5c是根据实施例的TFT层70的平面图。参考图5c,在TFT层70中存在除了由一个像素10占据的区域之外的其余区域11(存在对应于该区域中的像素10中包括的R子像素、G子像素和B子像素中的每一个的子像素电路110),并且上述各种组件中的一些可以形成在其余区域11中。
图5c示出了在TFT层70的其余区域11中实现图5c的栅极驱动器的示例。如上所述,栅极驱动器形成在TFT层70中的结构可以被称为面板中栅极(GIP)结构,但是该名称不限于此。此外,形成在TFT层70上的栅极驱动器的位置不限于图5c中所示的位置。
图5c仅是示例,并且可以包括在TFT层70的其余区域11中的组件不限于栅极驱动器。根据实施例,TFT层70还可以包括用于选择R子像素、G子像素和B子像素的解复用电路、以及用于保护子像素电路110免受静电影响的静电放电(ESD)保护电路等。
已经描述了其上形成TFT层70的基板是玻璃基板80,但是实施例不限于此。例如,TFT层70可以形成在合成树脂基板上。在该示例中,TFT层70的子像素电路100和驱动器500可以通过穿过合成树脂基板的孔连接。
作为示例,描述了在TFT层70中实现子像素电路110。然而,实施例不限于此。也就是说,根据另一实施例,子像素电路110可以实现为超小型微型IC形式的像素电路芯片,而不使用TFT层70。在这种情况下,子像素电路110可以以子像素或像素为单位来实现。像素电路芯片可以安装在基板上。在该示例中,安装子像素电路芯片的位置可以是例如对应的无机发光元件120的外围,但是实施例不限于此。
已经描述了栅极驱动器形成在TFT层70中,但是实施例不限于此。根据另一实施例,栅极驱动器可以实现为超小型微型IC形式的栅极驱动器芯片,并且可以安装在TFT层70上。
在各种实施例中,构成TFT层(或TFT面板)的TFT不限于特定的结构或类型。在本公开的各种示例中列举的TFT可以实现为低温多晶硅(LTPS)TFT、氧化物TFT、多晶硅或单晶硅TFT、有机TFT、石墨烯TFT等,并且可以在Si晶片CMOS工艺中仅应用P型(或N型)MOSFET。
图6a和图6b是示出了根据各种实施例的显示面板100的渐进驱动方法的图。图6a对应于图3b,而图6b对应于图3c。
图6a概念性地示出了用于三个连续图像帧的显示面板100的驱动方法。参考图6a,竖直轴表示显示面板100的行线,而水平轴表示时间。
参考图6a,显示面板100包括312条行线,并且基于在数据设置区段61中设置的图像数据电压来执行四个发射区段62-1至62-4。然而,行线的数量或发射区段的数量不限于此。
更具体地,参考图6a,对于一个图像帧,可以对每条行线执行一个数据设置区段61和多个发射区段62-1至62-4。
在数据设置区段61期间,可以对行线中包括的子像素电路设置图像帧的图像数据电压。在发射区段62-1至62-4的每一个中,可以基于在数据设置区段61期间设置的图像数据电压向对应的无机发光元件提供驱动电流。
在数据设置区段61期间,驱动器500可以向每条行线的子像素电路施加用于设置图像数据电压的控制信号(在下文中,称为扫描信号,例如,可以包括VST(n)、SP(n)、SCCG(n)、SPWM(n)、Vcomp(n)、Vini(n)和Vini2(n),其将在下文中描述)。
在发射区段62-1至62-4的每一个期间,驱动器500可以将用于控制驱动电流提供操作的控制信号(在下文中,称为发射信号,例如,包括下面描述的Emi(n))施加到每条行线的子像素电路。
参考图6a,对于显示面板100的整个行线,数据设置区段61以及发射区段62-1至62-4中的每一个可以按照行线的顺序循序地执行。
为此目的,驱动器500可以按照行线的顺序从显示面板100的第一行线到最后一行线向子像素电路施加扫描信号。驱动器500可以按照行线的顺序从显示面板100的第一行线到最后一行线向子像素电路施加发射信号。
根据实施例,如图6a所示,每条行线的第一发射区段62-1可以与数据设置区段61在时间上连续,并且多个发射区段62-1至62-4可以彼此具有预定的时间间隔。
可以基于显示面板100的尺寸、帧速率和/或相机的快门速度来设置在一个图像帧的每条行线中执行的发射区段的数量和发射区段之间的预定时间间隔。然而,实施例不限于此。
通常,因为相机的快门速度比一个图像帧时间快若干倍,所以当显示面板100被驱动为使得在一个图像帧时间期间按照行线的顺序执行从第一行线到最后一行线的一个发射区段时,由相机捕获的显示面板100上显示的图像可能失真。
因此,根据实施例,可以驱动显示面板100,使得在一个图像帧时间期间以预定的时间间隔执行多个发射区段,并且可以基于相机的速度来设置预定的时间间隔,从而即使在任何时刻捕获显示面板100,由相机捕获的显示面板100上显示的图像也不会失真。
一个图像帧时间与下一个图像帧时间之间可以存在消隐间隔。消隐间隔可以是连续图像帧时间之间的时间段。
根据实施例,消隐间隔可以包括显示面板100的所有无机发光元件都不发光的非发射区段。因为在非发射区段中没有电流流入显示面板100,所以可以执行诸如显示面板100的故障检测的操作。
例如,显示面板100的故障可以基于在非发射区段期间电流是否流向显示面板100来确定。因为显示面板100的子像素在非发射区段不发光,所以没有电流流入显示面板100。然而,当在子像素电路中发生短路时,在非发射区段期间,电流可以流向显示面板100。因此,当在非发射区段期间电流在显示面板100中流动时,处理器或定时控制器可以确定显示面板100发生故障。
根据实施例,可以在消隐间隔期间执行用于释放无机发光元件中剩余的电荷的操作。稍后将描述其详细描述。
图6b与图6a的不同之处在于,在比一帧时间短得多的时间内执行总共312条行线的数据设置区段61,但是对图6a的描述可以原样应用于图6b,因此将省略重复的描述。下面描述两个实施例之间的差异。
图7是示出了根据实施例的显示模块1000的详细框图。在描述图7时,将省略与前述重复的描述。
参考图7,显示模块1000包括显示面板100和驱动器500,该显示面板包括子像素电路110和无机发光元件120。
显示面板100可以具有子像素电路110形成在玻璃基板上并且无机发光元件120安装在子像素电路110上的结构,但是实施例不限于此。参考图7,为了方便起见,仅示出了显示面板100中包括的一个子像素相关结构,但是为每个子像素提供了子像素电路110和无机发光元件120。
无机发光元件120可以安装在子像素电路110上,以便电连接到子像素电路110,并且可以基于从子像素电路110提供的驱动电流发光。
无机发光元件120可以构成显示面板100的子像素,并且取决于发射光的颜色可以有多种类型。例如,无机发光元件120可以是发射红色光的R无机发光元件、发射绿色光的G无机发光元件或发射蓝色光的B无机发光元件中的一种。
上述子像素的类型可以根据无机发光元件120的类型来确定。R无机发光元件可以构成R子像素20-1,G无机发光元件可以构成G子像素20-2,并且B无机发光元件可以构成B子像素20-3。
无机发光元件120可以指使用无机材料制造的发光元件,其不同于使用有机材料制造的有机发光二极管(OLED)。
根据实施例,无机发光元件120可以是尺寸小于或等于100微米(μm)的微型发光二极管(微型LED或μLED)。
其中每个子像素用微型LED实现的显示面板可以被称为微型LED显示面板。微型LED显示面板可以是平板显示面板,并且可以包括多个无机发光二极管,每个无机发光二极管小于或等于100微米。与需要背光的液晶显示(LCD)面板相比,微型LED显示面板可以提供更好的对比度、响应时间和能量效率。有机发光二极管(OLED)和微型LED具有良好的能量效率,但是在亮度、发光效率和操作寿命方面,微型LED可以提供比OLED更好的性能。
取决于从子像素电路110提供的驱动电流的幅度或脉冲宽度,无机发光元件120可以表示各种灰度。驱动电流的脉冲宽度可以被称为驱动电流的占空比或驱动电流的持续时间。
例如,随着驱动电流的幅度增加,无机发光元件120可以表现出更亮的灰度。随着驱动电流的脉冲宽度增加(即,驱动电流的占空比增加或者驱动电流的持续时间增加),无机发光元件120可以表现出更亮的灰度。
子像素电路110可以向无机发光元件120提供驱动电流。
子像素电路110可以基于图像数据电压(例如,恒定电流发生器数据电压、PWM数据电压)、驱动电压(例如,第一驱动电压、第二驱动电压、接地电压)、各种控制信号(例如,扫描信号、发射信号、测试信号)、各种输入信号(例如,扫频信号、参考电压)等,向无机发光元件120提供具有受控幅度和受控驱动时间的驱动电流。
子像素电路110可以通过脉冲幅度调制(PAM)方法和/或脉冲宽度调制(PWM)方法驱动无机发光元件120。
子像素电路110可以包括用于向无机发光元件120提供基于恒定电流发生器数据电压的幅度的恒定电流的恒定电流发生器电路111、以及用于基于PWM数据电压控制向无机发光元件120提供恒定电流的时间的PWM电路112。这里,提供给无机发光元件120的恒定电流成为前述驱动电流。
根据实施例,相同的恒定电流发生器数据电压可以被施加到恒定电流发生器电路111中的每一个。因此,因为相同幅度的驱动电流(即,恒定电流)被提供给显示面板100的所有无机发光元件120,所以可以解决根据驱动电流的幅度变化的LED波长变化问题。
根据实施例,针对每种子像素,显示面板100的恒定电流发生器电路111可以被施加有相同的恒定电流发生器数据电压。因为根据无机发光元件120的类型,特性可以不同,所以具有不同幅度的恒定电流发生器数据电压可以被施加到不同类型的子像素电路。即使在该示例中,相同的恒定电流发生器数据电压可以被施加到相同类型的子像素电路。
对应于每个子像素的灰度值的PWM数据电压可以被施加到显示面板100的每个PWM电路112。因此,提供给每个子像素的无机发光元件120的驱动电流(即,恒定电流)的驱动时间可以由PWM电路112控制。因此,可以表示图像的灰度。
根据实施例,显示模块1000可以在单个单元中应用于可穿戴设备、便携式设备、手持设备以及需要显示器的各种电子产品或电子部件。
此外,根据另一实施例,可以通过组合或组装多个显示模块来配置一个显示面板。如上所述,其中组合了多个显示模块的一个显示面板可以被称为“模块化显示面板”。然而,该名称不限于此。在该示例中,每个显示模块1000成为构成模块化显示面板的组件。模块化显示面板可以应用于诸如监视器和电视的小型显示产品,或者诸如数字标牌和电子显示器的大型显示产品。
在模块化显示面板中,相同的恒定电流发生器数据电压被施加到在一个显示模块1000中包括的子像素电路,但是不同幅度的恒定电流发生器数据电压可以被施加到在另一显示模块1000中包括的子像素电路。因此,当多个显示模块被组合以形成一个显示面板时,可以通过调节恒定电流发生器数据电压来补偿显示模块之间可能生成的亮度偏差或颜色偏差。
图8是根据实施例的子像素电路110的示意框图。参考图8,子像素电路110包括恒定电流发生器电路111和PWM电路112。
恒定电流发生器电路111可以包括第一驱动晶体管,并且可以基于从驱动器500施加的恒定电流发生器数据电压向无机发光元件120提供恒定电流。
详细地,当在发射区段中通过PWM电路112的第二驱动晶体管施加驱动电压时,恒定电流发生器电路111可以通过第一驱动晶体管向无机发光元件120施加驱动电压。因此,恒定电流可以流过无机发光元件120。
恒定电流的幅度可以根据施加到恒定电流发生器电路111的恒定电流发生器数据电压的幅度而变化。恒定电流发生器电路111可以具有执行无机发光元件120的PAM驱动的能力。因此,恒定电流发生器数据电压可以被称为PAM数据电压,并且恒定电流发生器电路111可以被称为PAM电路。
如上所述,根据实施例,相同幅度的恒定电流发生器数据电压可以被施加到显示面板100的所有恒定电流发生器电路111,并且在该示例中,恒定电流发生器电路111可以向显示面板100的所有无机发光元件120提供恒定幅度(或相同幅度)的恒定电流。
“恒定电流发生器电路”和“恒定电流发生器数据电压”的名称可以表示当相同的PAM数据电压被施加到显示面板100的所有PAM电路时,PAM电路作为恒定电流发生器操作,但是该能力不受该名称的限制。
在显示面板100的子像素电路中包括的第一驱动晶体管的阈值电压Vth之间可以存在偏差。理论上,第一驱动晶体管的阈值电压Vth应该彼此相同,但是实际上,由于诸如工艺偏差或随时间变化的各种因素,可以出现偏差。这种偏差导致图像质量下降,因此需要进行补偿。
更具体地,如果第一驱动晶体管的阈值电压没有被补偿,则即使当相同的恒定电流发生器数据电压被施加到每个子像素的恒定电流发生器电路111时,由于阈值电压的偏差,向无机发光元件120提供不同幅度的驱动电流,并且这表现为图像的污点等。
为了补偿第一驱动晶体管之间的阈值电压偏差,根据实施例,当在数据设置区段期间施加恒定电流发生器数据电压时,恒定电流发生器电路111可以将恒定电流发生器数据电压和第一驱动晶体管的阈值电压组合的电压施加到第一驱动晶体管的栅极端子(C节点)。
在发射区段中,恒定电流发生器111可以向无机发光元件120提供基于与通过从第一驱动晶体管的栅极端子与源极端子之间的电压减去第一驱动晶体管的阈值电压而获得的电压的平方相对应的值的幅度的恒定电流,即,基于(|Vgs|-|Vth|)2的幅度的恒定电流。
在数据设置区段期间,组合了恒定电流发生器数据电压(例如,VCCG)和阈值电压(例如,Vth)的电压(VCCG+Vth)被施加到第一驱动晶体管的栅极端子,因此可以看出,当从第一驱动晶体管的栅极端子与源极端子之间的电压减去第一驱动晶体管的阈值电压时,第一驱动晶体管的阈值电压被擦除。
更具体地,第一驱动晶体管可以是PMOS TFT,所以(|Vgs|-|Vth|)2=(Vsg+Vth)2。此时,Vsg=Vs-(VCCG+Vth),所以Vsg+Vth=Vs-(VCCG+Vth)+Vth,并且Vth被删除。
因此,由恒定电流发生器电路111提供的恒定电流的幅度与第一驱动晶体管的阈值电压无关,因此可以补偿第一驱动晶体管之间的阈值电压偏差。
PWM电路112包括第二驱动晶体管,并且可以基于从驱动器500施加的PWM数据电压和扫描信号来控制向无机发光元件120提供恒定电流的时间。
详细地,PWM电路112可以通过仅在发射区段中第二驱动晶体管导通的时间段期间向恒定电流发生器电路111(具体地,第一驱动晶体管的源极端子)施加驱动电压来控制恒定电流流向无机发光元件120的时间。
如上所述,恒定电流发生器电路111可以通过将通过PWM电路112的第二驱动晶体管施加的驱动电压施加到无机发光元件120来向无机发光元件120提供恒定电流。
此时,仅当第二驱动晶体管在发射区段中导通时,驱动电压才从PWM电路112提供给恒定电流发生器电路111。此外,如下所述,基于PWM数据电压和扫描电压来确定在发射区段中第二驱动晶体管导通的时间段。
PWM电路112可以基于PWM数据电压和扫描信号来控制向无机发光元件120提供恒定电流的时间。
由于上述第一驱动晶体管的阈值电压的偏差而导致的问题可能类似地针对第二驱动晶体管发生。也就是说,如果第二驱动晶体管的阈值电压没有被补偿,则即使相同的PWM数据电压被施加到每个子像素的PWM电路112,恒定电流也通过阈值电压之间的差在不同的时间内被提供给无机发光元件120,这导致图像的污点等。
为了补偿第二驱动晶体管的阈值电压的偏差,根据实施例,当第二驱动晶体管在数据设置区段中作为源极跟随器操作时,PWM电路112可以获得第二驱动晶体管的阈值电压。
如此获得的阈值电压可以被施加到第二驱动晶体管的栅极端子,并且第二驱动晶体管的阈值电压可以通过其被补偿。
更具体地,在发射区段期间,第二驱动晶体管的栅极端子的电压可以从PWM数据电压分量(例如,-VPWM)和第二驱动晶体管的阈值电压分量(例如,+Vth)相加的电压(-VPWM+Vth)根据扫描电压改变。(实际上,参考电压分量+Vref也存在,如下所述,但是为了描述方便而被省略。)
这里,扫描电压是在两个不同电压之间扫描一次的电压信号。此外,在电压从第一电压到第二电压重复且线性地改变的扫描信号中,可以基于发射信号Emi(n)来选择扫描电压,将在后面描述该发射信号Emi(n)。扫描信号是施加到显示面板100的所有子像素电路110的全局信号,并且扫描电压根据时间的变化率是恒定的。
当栅极端子的电压低于对应于源极端子的电压和阈值电压之和的电压时,第二驱动晶体管导通。如下所述,因为在发射区段中驱动电压(例如,VDD_PAM)被施加到第二驱动晶体管的源极端子,所以当栅极端子的电压变得低于驱动电压VDD_PAM和阈值电压Vth之和(VDD_PAM+Vth)时,第二驱动晶体管导通。
因此,在发射区段中,第二驱动晶体管的栅极端子的电压根据扫描电压从-VPWM+Vth改变,并且当栅极端子的电压变成VDD_PAM+Vth时,第二驱动晶体管导通,使得第二驱动晶体管的阈值电压值(即,Vth值)不影响第二驱动晶体管导通的时间。确定第二驱动晶体管在发射区段中导通的时间,而与第二驱动晶体管的阈值电压值(Vth值)无关。
这样,可以补偿第二驱动晶体管之间的阈值电压偏差。
图9a是根据实施例的子像素电路的详细电路图。
参考图9a,子像素电路110包括恒定电流发生器电路111、PWM电路112和晶体管T16。如上所述,分别地,恒定电流发生器电路111包括第一驱动晶体管T14,并且PWM电路112包括第二驱动晶体管T13。
晶体管T16连接在无机发光元件120的阳极端子与阴极端子之间。在无机发光元件120安装在TFT层上并且电连接到子像素电路110之前和之后,晶体管可以用于不同的目的。
例如,在无机发光元件120和子像素电路110彼此电连接之前,晶体管T16可以根据测试(TEST)信号导通,以检查子像素电路110是否异常。在无机发光元件120和子像素电路110彼此连接之后,晶体管T16可以根据测试信号导通,以释放无机发光元件120的结电容中剩余的电荷。
测试信号是从TCON通过电平移位器提供的控制信号,以控制晶体管T16的导通/截止,并且是同等地施加到显示面板110的所有子像素电路110的全局信号。
VDD_PAM是指第一驱动电压(例如,+12[V]),VDD_PWM是指第二驱动电压(例如,+12[V]),并且VSS是指接地电压(例如0[V])。Vref表示参考电压(例如,+5[V])。Vref可以用于获得第二驱动晶体管T13的阈值电压,如稍后将描述的。VDD_PAM、VDD_PWM、VSS和Vref可以从前述电源IC提供,但不限于此。
Vini(n)表示施加到子像素电路110的扫描信号,以在数据设置区段中将参考电压Vref施加到B节点和D节点,并且将第二驱动电压VDD_PWM施加到F节点。施加到B节点和D节点的Vref电压用于获得第二驱动晶体管T13的阈值电压,并且当设置恒定电流发生器数据电压时,施加到F节点的第二驱动电压VDD_PWM可以是参考电位。
VST(n)表示在数据设置区段中施加到子像素电路110的扫描信号,以便初始化C节点的电压。当根据VST(n)信号初始化C节点的电压时,第一驱动晶体管T14处于导通状态。
SP(n)是指在数据设置区段中施加到子像素电路110的扫描信号,以便将恒定电流发生器数据电压(VCCG_R/G/B)施加到C节点,并且将PWM数据电压(VPWM_R/G/B)施加到A节点。
Vcomp(n)表示在数据设置区段中施加到子像素电路110的扫描信号,以便将第二驱动晶体管的阈值电压施加到B节点。
Emi(n)是指在发射区段中施加到子像素电路110的发射信号,以便将第一驱动电压VDD_PAM施加到E节点和F节点,将扫描电压施加到A节点,并且导通晶体管T15。
在上述栅极信号(扫描信号和发射信号)中,n表示第n行线。如上所述,驱动器500可以针对每条行线(或扫描线或栅极线)驱动显示面板110,并且Vini(n)、VST(n)、SP(n)、Vcomp(n)和Emi(n)中的每一个可以被同等地施加到在第n行线中包括的子像素电路110。
扫描(Sweep)表示扫描信号。扫描信号可以在TCON中生成,并且通过电平移位器同等地施加到显示面板100的所有子像素电路110。相同的扫描信号可以被施加到显示面板100的所有子像素电路110。此时,扫描信号可以是连续重复从第一电压线性变化到第二电压的电压的形式。
如上所述,扫描信号或发射信号可以从栅极驱动器单独施加到每条行线,以行线为单位驱动像素阵列的像素。以这种方式,针对每条行线单独施加的信号可以被称为局部信号。相反,因为扫描信号被同等地施加到显示面板的所有行线,所以扫描信号可以被称为与局部信号分开的全局信号。
当晶体管T1根据发射信号Emi(n)导通时,扫描信号的一部分被施加到A节点。如上所述,选择性地施加到A节点的扫描信号的一部分可以是如上所述的扫描电压。
此时,因为显示面板100的晶体管T1根据发射信号按照行线的顺序导通,所以除了扫描信号是同等地施加到所有行线的全局信号之外,施加到子像素电路110的A节点的扫描电压的波形可以取决于行线而变化。稍后将给出详细描述。
VPWM_R/G/B表示施加到子像素电路110的PWM数据电压。PWM数据电压可以从数据驱动器施加。根据实施例,构成一个像素的R子像素、G子像素和B子像素中的每一个的PWM数据电压可以被时分复用并且从数据驱动器施加。以这种方式,时分复用的PWM数据电压可以通过解复用器电路分别施加到对应的子像素。
图9a中所示的子像素电路110示出了对应于R子像素、G子像素和B子像素中的一个(例如,R子像素)的子像素电路110。因此,在图9a的子像素电路110中,时分复用的PWM数据电压中仅R子像素的PWM数据电压(例如,VPWM_R)可以通过解复用器电路进行选择和施加。
VCCG_R/G/B可以指施加到子像素电路110的恒定电流发生器数据电压。
如上所述,根据实施例,对于每种类型的子像素,具有相同幅度的恒定电流发生器数据电压可以被施加到显示面板100。此时,因为不管列线还是行线,相同的恒定电流发生器数据电压可以被施加到相同类型的子像素,所以DC电压可以被用作恒定电流发生器数据电压。因此,例如,对应于R子像素、G子像素和B子像素中的每一个的三种类型的DC电压(例如,+3.1[V]、+2.8[V]、+3.0[V])可以从电源IC直接施加到显示面板100的R子像素电路、G子像素电路和B子像素电路中的每一个。
在该示例中,为了将恒定电流发生器数据电压施加到子像素电路110,不需要单独的数据驱动器或解复用器电路。
根据另一实施例,相同的恒定电流发生器数据电压可以从电源IC施加到显示面板100的所有子像素电路110,而不管子像素的类型。
根据又一实施例,可以从数据驱动器施加恒定电流发生器数据电压。
在显示面板100中存在电阻分量。因此,当驱动电流在发射区段中流动时,发生IR降,这导致驱动电压的电压降。如下所述,因为即使当设置恒定电流发生器数据电压时驱动电压也是参考,所以驱动电压降干扰恒定电流发生器数据电压的精确设置。
在各种实施例中,如上所述,因为数据设置区段和发射区段按照行线的顺序进行,所以当显示面板100的一些行线的子像素电路在发射区段中操作时,其他行线的子像素电路在数据设置区段中操作。
因此,当不管行线在哪一区段中被驱动,通过一条布线施加的相同驱动电压被施加到显示面板100的恒定电流发生器电路111时,由于在发射区段中操作的子像素电路引起的驱动电压降影响在数据设置区段中操作的子像素电路的恒定电流发生器数据电压设置操作。
为了解决上述问题,根据各种实施例,通过单独布线施加的单独驱动电压被分别施加到数据设置区段和发射区段中的恒定电流发生器电路。
在图9a的示例中,在数据设置区段中根据Vini(n)信号,第二驱动电压VDD_PWM被施加到恒定电流发生器电路111,并且在发射区段中根据Emi(n)信号,第一驱动电压VDD_PAM被施加到恒定电流发生器电路111。
因此,即使由于在发射区段中操作的子像素电路而在第一驱动电压VDD_PAM中出现电压降,不管驱动电流如何,单独的第二驱动电压VDD_PWM也被施加到在数据设置区段中操作的子像素电路,从而设置稳定的恒定电流发生器数据电压可用。
图9b是在图像帧时间和消隐间隔期间用于驱动包括图9a的子像素电路110的显示面板100的各种信号的定时图。例如,在图9b中,显示面板100包括312条行线。
如上所述,根据实施例,一个图像帧,每条行线可以包括一个数据设置区段和多个发射区段。为此目的,参考图9b,在图像帧时间期间,用于数据设置操作的扫描信号VST、SP、Vcomp和Vini对于每条行线被施加一次,并且用于发光操作的发射信号Emi可以相对于每条行线被施加多次。
换句话说,施加低电平VST、SP、Vcomp、Vini信号的时间间隔成为对应行线的数据设置区段,并且施加低电平Emi信号的时间间隔成为对应行线的发射区段。
如上所述,根据实施例,数据设置区段和发射区段可以按照行线的顺序进行。为此目的,参考图9b,栅极信号VST、SP、Vcomp、Vini、Emi中的每一个可以按照行线的顺序被循序地施加。也就是说,例如,以1H时间差(在图9b的示例中为1.4μs)施加低电平VST(n)信号和低电平VST(n+1)信号。这对于其余的栅极信号SP信号(SP(n)和SP(n+1))、Vcomp信号(Vcomp(n)和Vcomp(n+1))、Vini信号(Vini(n)和Vini(n+1))以及Emi信号(Emi(n)和Emi(n+1))是相同的。
参考图9b,在消隐间隔中施加低电平的测试信号(测试)。因为测试信号是全局信号,所以该信号被同等地施加到显示面板100的所有子像素电路110,因此,显示面板100的所有无机发光元件120上剩余的电荷可以被释放。
参考图10a至图10d,将描述子像素电路110的具体操作。
图10a示出了根据扫描信号中的Vini(n)和VST(n)的子像素电路110的操作。
当数据设置区段开始时,驱动器500可以将参考电压Vref(例如,+5[V])施加到电容器C3的一端(D节点)和第二驱动晶体管T13的栅极端子(B节点),并且可以将第二驱动电压VDD_PWM(例如,+12[V])施加到电容器C2的一端(F节点)。
为此,驱动器500可以施加Vini(n)信号,如图10a所示。参考图10a,可以通过根据Vini(n)信号导通的晶体管T3和晶体管T5将Vref施加到B节点和D节点。此时,因为第一驱动电压VDD_PAM(例如,+12[V])在E节点(即,第二驱动晶体管T13的源极端子)中根据前一图像帧的发射区段的进展而浮动,所以如果假设第二驱动晶体管T13的阈值电压是-2.2[V],则当Vref(+5[V])被施加到B节点时,第二驱动晶体管T13导通。
参考图10a,可以通过根据Vini(n)信号导通的晶体管T4将第二驱动电压VDD_PWM施加到F节点。此时,当对C节点设置恒定电流发生器数据电压时,施加到F节点的第二驱动电压VDD_PWM是参考电位。
当通过Vini(n)信号将第二驱动电压VDD_PWM施加到F节点时,驱动器500可以初始化第一驱动晶体管T14的栅极端子C节点的电压。
为此,如图10a所示,驱动器500可以通过VST(n)信号将低电压(例如,-5[V])施加到子像素电路110。当C节点的电压被初始化为低电压(例如,-5[V])时,第一驱动晶体管T14可以处于导通状态(例如,形成通道的状态)。
图10b是示出了根据扫描信号中的SP(n)的子像素电路的操作的图。
SP(n)信号是用于将图像数据电压施加到子像素电路110的扫描信号。在数据设置区段中,当通过SP(n)信号线将低电压(例如,-5[V])施加到子像素电路110时,晶体管T2、晶体管T10和晶体管T11导通。
当晶体管T2导通时,可以通过导通的晶体管T2将PWM数据电压(VPWM_R/G/B)施加到电容器C1的一端(A节点)。
当晶体管T10和晶体管T11导通时,可以通过导通的晶体管T10、基于VST(n)信号导通的第一驱动晶体管T14和导通的晶体管T11将恒定电流发生器数据电压(VCCG_R/G/B)施加到C节点。
此时,在C节点中,不按原样施加(或设置)恒定电流发生器数据电压(VCCG_R/G/B)。相反,施加其中补偿了第一驱动晶体管T14的阈值电压Vth的恒定电流发生器电压(即,通过将第一驱动晶体管T14的阈值电压和恒定电流发生器数据电压相加而获得的电压(VCCG_R/G/B+Vth))。
当晶体管T10和晶体管T11根据SP(n)信号导通,而第一驱动晶体管T14根据VST(n)信号导通时,恒定电流发生器数据电压通过晶体管T10、第一驱动晶体管T14和晶体管T11输入到C节点。即,C节点的电压开始从低电压(例如,-5[V])上升。
然而,C节点的电压可以不上升到恒定电流发生器数据电压(例如,+3[V]),而是可以上升到通过将恒定电流发生器数据电压(+3[V])和第一驱动晶体管T14的阈值电压(例如,-2.2[V])求和获得的电压(即,+0.8[V])。
这是因为,当第一驱动晶体管T14的栅极端子与源极端子之间的电压差随着C节点的电压增加而减小并且变成第一驱动晶体管T14的阈值电压时,第一驱动晶体管T14截止并且电流停止流动。
也就是说,因为恒定电流发生器数据电压通过导通的晶体管T10被施加到第一驱动晶体管T14的源极端子,所以C节点的电压仅增加到电压(VCCG_R/G/B+Vth)。
当恒定电流发生器数据电压被施加到第一驱动晶体管T14的源极端子,同时晶体管T10根据SP(n)信号导通时,第二驱动晶体管T13可以作为源极跟随器操作。
源极跟随器也被称为共漏极放大器,因为DC电压被施加到漏极端子,并且栅极端子可以用作输入端,并且源极端子可以用作输出端。当输入电压被施加到栅极端子时,源极跟随器具有DC特性,其中对应于输入电压和源极跟随器的阈值电压之间的差的电压从源极端子输出,并且由于这个原因,源极跟随器也被称为电平移位器。
参考图10b,因为第一驱动晶体管T14的源极端子直接连接到第二驱动晶体管T13的漏极端子,所以当作为DC电压的恒定电流发生器数据电压被施加到第一驱动晶体管T14的源极端子(即,第二驱动晶体管T13的漏极端子)时,第二驱动晶体管T13作为源极跟随器操作。
此时,因为参考电压Vref被施加到第二驱动晶体管T13的栅极端子,所以对应于参考电压Vref与第二驱动晶体管的阈值电压Vth之间的差的电压Vref-Vth可以从第二驱动晶体管T13的源极端子(即,电容器C3的另一端(E节点))输出。
更具体地,在第二驱动晶体管T13中,当DC电压被施加到漏极端子而参考电压Vref被施加到栅极端子并且该第二驱动晶体管导通时,源极端子的电压可以随着电流流动而改变,直到第二驱动晶体管T13截止。当对应于参考电压Vref与第二驱动晶体管的阈值电压Vth之间的差的电压Vref-Vth被施加到源极端子时,第二驱动晶体管T13截止,从而在源极端子处输出Vref-Vth。
根据实施例,当第二驱动晶体管T13作为源极跟随器操作时,可以在第二驱动晶体管T13的源极端子处获得第二驱动晶体管T13的阈值电压。第二驱动晶体管T13的阈值电压然后可以通过电容器C3耦合并且被施加到B节点。
当第二驱动晶体管T13的源极端子的电压变成Vref-Vth时,Vref被施加到电容器C3的一端(D节点),使得电容器C3两端之间的电压差(即,E节点与D节点之间的电压差)变成-Vth。图10b中所示的+|Vth|是-Vth的另一种表示。因为PMOS TFT的阈值电压为负值,+|Vth|等于-Vth。
图10c是示出了根据扫描信号中的Vcomp(n)的子像素电路110的操作的图。
Vcomp(n)信号是用于将在第二驱动晶体管T13的源极端子(E节点)处获得的第二驱动晶体管T14的阈值电压施加到第二驱动晶体管T14的栅极端子(B节点)的扫描信号。
如图10c所示,当通过Vcomp(n)信号线施加低电压(例如,-5[V])时,晶体管T6和晶体管T9导通。因此,施加到E节点的第二驱动晶体管的阈值电压可以通过电容器C3耦合到B节点。
详细地,当晶体管T6导通,同时Vref-Vth被施加到E节点并且Vref被施加到D节点时,E节点的电压变成Vref。因此,E节点的电压变化(即,+Vth)通过电容器C3耦合到D节点,并且D节点的电压变成Vref+Vth。此时,因为晶体管T9根据Vcomp(n)信号导通,所以D节点的电压Vref+Vth通过导通的晶体管T9原样施加到B节点。如图10c所示,-|Vth|是+Vth的另一种表示。因为PMOS晶体管TFT的阈值电压具有负值,所以-|Vth|和+Vth变成相同的值。
图10d是示出了根据发射信号Emi(n)的子像素电路110的操作的图。
如图10d所示,当通过Emi(n)信号线施加低电压(例如,-5[V])时,晶体管T12、晶体管T15、晶体管T8和晶体管T1导通。
当第二驱动晶体管T13和第一驱动晶体管T14导通同时晶体管T12和晶体管T15导通时,第一驱动电压VDD_PAM被施加到无机发光元件120的阳极端子。因此,在无机发光元件120的两端处生成超过正向电压Vf的电位差,并且驱动电流(即,恒定电流)流过无机发光元件120以使无机发光元件120发光。
当第二驱动晶体管T13导通时,第一驱动晶体管T14一起导通。
具体地,当晶体管T12和晶体管T15根据Emi(n)信号导通时,通过将恒定电流发生器数据电压(例如,+3[V])和第一驱动晶体管T14的阈值电压(例如,-2.2[V])求和而获得的电压(例如,+0.8[V])被施加到C节点,如以上在图10b中所述。因此,当第二驱动晶体管T13导通,第一驱动电压VDD_PAM(例如,+12[V])被施加到第一驱动晶体管T14的源极端子时,第一驱动晶体管T14也被导通。
因此,第一驱动电压VDD_PAM是否将被施加到无机发光元件120的阳极端子可以根据第二驱动晶体管T13的导通/截止操作来确定。
因为第二驱动晶体管T13是PMOS TFT,所以当在栅极端子与源极端子之间施加小于阈值电压Vth的电压时,第二驱动晶体管T13导通。也就是说,当栅极端子的电压小于源极端子的电压和阈值电压之和时,第二驱动晶体管T13导通。例如,当施加到源极端子的第一驱动电压VDD_PAM是+12[V]并且第二驱动晶体管的阈值电压Vth是-2.2[V]时,当小于+9.8[V]的电压被施加到栅极端子时,第二驱动晶体管T13可以导通。
在这方面,如图10d所示,在发射区段期间,Vsweep-VPWM_R/G/B+Vref-|Vth|被施加到第二驱动晶体管T13的栅极端子(B节点)。
参考图10d,当晶体管T1根据Emi(n)信号导通时,扫描信号(扫描)的一部分在晶体管T1导通的同时被施加到A节点。此时,施加到A节点的扫描信号的该部分变成扫描电压(Vsweep)。当扫描电压(Vsweep)被施加到节点A时,PWM数据电压(VPWM_R/G/B)与扫描电压(Vsweep)一起经由电容器C1耦合到B节点。具体地,在如上所述的数据设置区段期间,VPWM_R/G/B被施加到A节点,并且Vref-|Vth|被施加到B节点。在这种状态下,当扫描电压Vsweep被施加到A节点时,A节点的电压从VPWM_R/G/B变成Vsweep。因为电容器C1两端的电压差必须保持恒定,所以B节点的电压也通过A节点的电压变化(即,Vsweep-VPWM_R/G/B)而改变。因此,B节点的电压变成Vsweep-VPWM_R/G/B+Vref-|Vth|。
此时,PWM数据电压(VPWM_R/G/B)、参考电压(Vref)和第二驱动晶体管的阈值电压(Vth)具有固定值,而扫描电压(Vsweep)具有在+15[V]和+10[V]之间线性变化的值。
因此,在发射区段期间,B节点的电压根据扫描电压(Vsweep)的变化而变化,并且在B节点(即,栅极端子)的电压(Vsweep-VPWM_R/G/B+Vref-|Vth|)低于对应于源极端子的电压VDD_PAM和阈值电压Vth之和的电压(VDD_PAM+Vth)的时间段中,第二驱动晶体管T13导通。
这里,-|Vth|和+Vth是相同的值,并且第二驱动晶体管T13导通的时间段被确定,而与Vth值无关。
如上所述,因为扫描电压根据时间的变化率是恒定的,所以在发射区段中第二驱动晶体管T13导通的时间段根据发射区段开始时B节点的电压而变化。此时,在发射区段开始的时间点处B节点的电压根据VPWM_R/G/B值(即,PWM数据电压值)而变化,从而图像的灰度可以通过PWM数据电压来表示。
将参考图11a至图11c更详细地描述上述子像素电路110的PWM操作。
在发射区段中,施加到恒定电流发生器电路111的驱动电压从第二驱动电压VDD_PWM改变到第一驱动电压VDD_PAM。
如上所述,在数据设置区段中,基于Vini(n)信号将第二驱动电压VDD_PWM施加到F节点。然而,参考图10d,第一驱动电压VDD_PAM通过根据Emi(n)信号导通的晶体管T12和晶体管T8被施加到电容器C2的一端(F节点)。
在发射区段中,由于在驱动电流流向无机发光元件120时生成的IR降,在第一驱动电压VDD_PAM中可能出现电压降。
然而,即使在第一驱动电压VDD_PAM中出现电压降,电容器C2的两端(F节点和C节点)之间的电压差也保持为在数据设置区段中所设置的,因此,图像质量不受影响。
根据实施例,在数据设置区段中,与第一驱动电压VDD_PAM分开,通过基于没有电压降的第二驱动电压VDD_PWM将恒定电流发生器数据电压施加到C节点,可以对恒定电流发生器电路111设置恒定电流发生器数据电压,而不管第一驱动电压VDD_PAM的电压降。
在发射区段中,使用可以具有电压降的第一驱动电压(VDD_PAM),但是恒定电流发生器电路111可以根据在数据设置区段中设置的电压精确地操作,因为如上所述,不管第一驱动电压VDD_PAM的电压降如何,都保持电容器C2两端之间的电压差。
图11a至图11c是示出了具有图9a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的视图。参考图11a至图11c,对应于低灰度的PWM数据电压是+4[V],对应于中灰度的PWM数据电压是+7[V],并且对应于高灰度的PWM数据电压是+14[V],但是对应于每个灰度的PWM数据电压不限于此。
图11a至图11c示出了当PWM数据电压分别被施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110时,A节点处的电压变化、B节点处的电压变化以及驱动电流Id的变化。
如图11a至图11c所示,第二驱动晶体管Vth的阈值电压是-2.2[V],参考电压Vref是+5[V],并且第一驱动电压VDD_PAM是+12[V]。此外,具有电压每100μs从+15[V]到+10[V]线性变化的形状的扫描信号(扫描(全局))被连续重复用作示例。这里,(全局)是表示扫描信号是被共同施加到所有行线的全局信号的表达。
图11a示出了将对应于低灰度的PWM数据电压(例如,+4[V])分别施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110的示例。
将描述在第n行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n)信号将+4[V](即,PWM数据电压)施加到在第n行线中包括的子像素电路110的A节点(n),并且根据Vcomp(n)信号将+2.8[V](即,Vref-|Vth|)施加到B节点(n)。
此后,当发射区段开始时,扫描电压(即,从+15[V]到+10[V]线性变化的电压)被施加到A节点(n),如图所示。
因为根据扫描电压的A节点(n)的电压变化通过电容器C1耦合到B节点(n),所以在A节点(n)的电压从+15[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n)的电压从+13.8[V]变化到+8.8[V]。
如上所述,第二驱动晶体管T13在栅极端子(B节点)的电压低于源极端子的电压VDD_PAM与阈值电压Vth之和VDD_PAM+Vth的时间段中导通。
在B节点(n)的电压低于+9.8[V]的时间期间(即,B节点(n)的电压从+9.8[V]变化到+8.8[V]的时间段期间),第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n)示出了驱动电流的变化。
将描述在第n+36行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n+36)信号将+4[V](即,PWM数据电压)施加到在第(n+36)行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36),并且根据Vcomp(n+36)信号将+2.8[V](即,Vref-|Vth|)施加到B节点(n+36)。
此后,当发射时段开始时,根据Emi(n+36)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+12.5[V]线性变化到+10[V]以及从+15[V]线性变化到+12.5[V])施加到A节点(n+36)。
更具体地,如上所述,在各种实施例中,发射区段按照行线的顺序循序地执行,使得当发射区段以1H时间(例如,1.4μs)的间隔循序地执行时,Emi(n+36)信号具有与Emi(n)信号相同的波形,但延迟了50.4μs。
因此,施加到在第(n+36)行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36)的扫描电压可以具有从+12.5[V]线性变化到+10[V]、然后从+15[V]线性变化到+12.5[V]的波形。
换句话说,所有扫描电压在+15[V]与+10[V]之间扫描一次,但是开始扫描的起始电压根据行线是可变的。
因为根据扫描电压的A节点(n+36)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n+36),所以在A节点(n+36)的电压从+12.5[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n+36)的电压从+11.3[V]变化到+8.8[V],并且当A节点(n+36)的电压从+15[V]变化到+12.5[V]时,B节点(n+36)的电压从+13.8[V]变化到+11.3[V]。
在B节点(n+36)的电压低于+9.8[V]的时间期间,即,B节点(n+36)的电压从+9.8[V]变化到+8.8[V]的时间段期间,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n+36)示出了驱动电流的变化。
图11b示出了对应于中灰度的PWM数据电压(例如,+8[V])分别被施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110的情况。
将描述在第n行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n)信号将+7[V](即,PWM数据电压)施加到在第n行线中包括的子像素电路110的A节点(n),并且根据Vcomp(n)信号将+2.8[V](即,Vref-|Vth|)施加到B节点(n)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+15[V]线性变化到+10[V])施加到A节点(n)。
因为根据扫描电压的A节点(n)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n),所以在A节点(n)的电压从+15[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n)的电压从+10.8[V]变化到+5.8[V]。
如上所述,在B节点(n)的电压低于+9.8[V]的时间期间,即,B节点(n)的电压从+9.8[V]变化到+5.8[V]的时间段期间,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n)示出了上述内容。
将描述在第(n+36)行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n+36)信号将+7[V](即,PWM数据电压)施加到在第(n+36)行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36),并且根据Vcomp(n+36)信号将+2.8[V](即,Vref-|Vth|)施加到B节点(n+36)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n+36)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+12.5[V]线性变化到+10[V]以及从+15[V]线性变化到+12.5[V])施加到A节点(n+36)。
因为根据扫描电压的A节点(n+36)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n+36),所以在A节点(n+36)的电压从+12.5[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n+36)的电压从+8.3[V]变化到+5.8[V],并且当A节点(n+36)的电压从+15[V]变化到+12.5[V]时,B节点(n+36)的电压从+10.8[V]变化到+8.3[V]。
如上所述,在B节点(n+36)的电压低于+9.8[V]的时间期间,即,B节点(n+36)的电压从+8.3[V]变化到+5.8[V]以及从+9.8[V]变化到8.3[V]的时间段期间,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n+36)示出了上述内容。
参考图11b,对于相同的PWM数据电压(+7[V]),Id(n)和Id(n+36)的波形是不同的。然而,因为驱动电流的积分值,即,无机发光元件120的亮度是相同的,所以这没有问题。
图11c示出了对应于高灰度的PWM数据电压(例如,+14[V])分别被施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110的情况。
将描述在第n行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n)信号将+14[V](即,PWM数据电压)施加到在第n行线中包括的子像素电路110的A节点(n),并且根据Vcomp(n)信号将+2.8[V](即,Vref-|Vth|)施加到B节点(n)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+15[V]线性变化到+10[V])施加到A节点(n)。
因为根据扫描电压的A节点(n)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n),所以在A节点(n)的电压从+15[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n)的电压从+3.8[V]变化到-1.2[V]。
如上所述,在B节点(n)的电压低于+9.8[V]的时间期间,即,B节点(n)的电压从+3.8[V]变化到-1.2[V]的时间段期间,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n)示出了上述内容。
将描述在第n+36行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n+36)信号将+14[V](即,PWM数据电压)施加到在第n+36行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36),并且根据Vcomp(n+36)信号将+2.8[V](即,Vref-|Vth|)施加到B节点(n+36)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n+36)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+12.5[V]线性变化到+10[V]以及从+15[V]线性变化到+12.5[V])施加到A节点(n+36)。
因为根据扫描电压的A节点(n+36)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n+36),所以在A节点(n+36)的电压从+12.5[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n+36)的电压从+1.3[V]变化到-1.2[V],并且当A节点(n+36)的电压从+15[V]变化到+12.5[V]时,B节点(n+36)的电压从+3.8[V]变化到+1.3[V]。
如上所述,在B节点(n+36)的电压低于+9.8[V]的时间期间,即,B节点(n+36)的电压从+1.3[V]变化到-1.2[V]以及从+3.8[V]变化到+1.3[V]的时间段期间,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n+36)示出了上述内容。
参考图11c,对于相同的PWM数据电压(+14[V]),Id(n)和Id(n+36)的波形略有不同。然而,因为驱动电流的积分值,即,无机发光元件120的亮度是相同的,所以这没有问题。
在下文中,将参考图12a至图14c描述另一实施例。
图12a是根据另一实施例的子像素电路的详细电路图。
参考图12a,子像素电路110包括恒定电流发生器电路111、PWM电路112和晶体管T16。如上所述,分别地,恒定电流发生器电路111包括第一驱动晶体管T14,并且PWM电路112包括第二驱动晶体管T13。
因为晶体管T16具有与图9a的晶体管T16相同的连接结构和功能,所以省略了对其的重复描述。测试信号也是相同的,并且省略了对其的重复描述。
VDD_PAM、VDD_PWM、VSS和Vref的描述也与图9a的描述相同,并且将省略重复的描述。
Vini(n)是指在数据设置区段中施加到子像素电路110以将参考电压Vref施加到B节点和D节点,并且将第二驱动电压VDD_PWM施加到F节点的扫描信号。施加到B节点和D节点的Vref用于获得第二驱动晶体管T13的阈值电压,并且当设置恒定电流发生器数据电压时,施加到F节点的第二驱动电压VDD_PWM变成参考电位。
VST(n)表示在数据设置区段中施加到子像素电路110以初始化C节点的电压的扫描信号。当根据VST(n)信号初始化C节点的电压时,第一驱动晶体管T14导通。
Vini2(n)表示在数据设置区段中施加到子像素电路110以便将参考电压Vref施加到A节点的扫描信号。施加到A节点的Vref可以用于将第二驱动晶体管T13的阈值电压施加到B节点(即,第二驱动晶体管T13的栅极端子),如稍后将描述的。
SCCG(n)表示在数据设置区段中施加到子像素电路110以将恒定电流发生器数据电压(VCCG_R/G/B)施加到C节点的扫描信号。
SPWM(n)表示在数据设置区段中施加到子像素电路110以便将PWM数据电压(VPWM_R/G/B)施加到A节点的扫描信号。
Vcomp(n)表示在数据设置区段中施加到子像素电路110以便将第二驱动晶体管的阈值电压施加到B节点的扫描信号。
Emi(n)是指施加到子像素电路110,以在发射区段中将第一驱动电压VDD_PAM施加到E节点和F节点,将扫描电压施加到A节点,并且导通晶体管T15的发射信号。
在上述栅极信号(扫描信号和发射信号)中,n表示第n行线。如上所述,驱动器500可以针对每条行线(或扫描线或栅极线)驱动显示面板110,Vini(n)、Vini2(n)、VST(n)、SCCG(n)、SPWM(n)、Vcomp(n)和Emi(n)中的每一个可以被同等地施加到在第n行线中包括的子像素电路110。
扫描表示扫描信号。扫描信号是被同等地施加到显示面板100的所有子像素电路110的全局信号,并且可以具有连续地重复从第一电压线性变化到第二电压的电压的形式。当晶体管T1根据发射信号Emi(n)导通时,扫描信号的一部分可以被施加到A节点,并且选择性地施加到A节点的扫描信号的一部分可以是前述扫描电压。因为与扫描信号相关的内容与上面参考图9a描述的内容相同,所以将省略进一步的冗余描述。
VPWM_R/G/B表示施加到子像素电路110的PWM数据电压。PWM数据电压可以从数据驱动器施加。根据实施例,构成一个像素的R子像素、G子像素和B子像素中的每一个的PWM数据电压可以被时分复用并且从数据驱动器施加。这样,时分复用的PWM数据电压可以通过解复用器电路分别施加到相应的子像素。
图12a的子像素电路110示出了对应于R子像素、G子像素、B子像素中的任何一个的子像素(例如,R子像素)的子像素电路110。因此,在图12a的子像素电路110中,时分复用的PWM数据电压中仅R子像素的PWM数据电压(例如,VPWM_R)可以通过解复用器电路进行选择和施加。
VCCG_R/G/B表示施加到子像素电路110的恒定电流发生器数据电压。
如上所述,根据实施例,对于每种类型的子像素,具有相同幅度的恒定电流发生器数据电压可以被施加到显示面板100。此时,因为不管列线还是行线,相同的恒定电流发生器数据电压被施加到相同类型的子像素,所以DC电压可以被用作恒定电流发生器数据电压。例如,对应于R子像素、G子像素和B子像素中的每一个的三种类型的DC电压(例如,+3.1[V]、+2.8[V]、+3.0[V])可以从电源IC直接施加到显示面板100的R子像素电路、G子像素电路和B子像素电路中的每一个。
在该示例中,为了将恒定电流发生器数据电压施加到子像素电路110,不需要单独的数据驱动器或解复用器电路。
不管子像素的类型如何,相同的恒定电流发生器数据电压可以从电源IC施加到显示面板100的所有子像素电路110。
在另一实施例中,可以从数据驱动器施加恒定电流发生器数据电压。
在发射区段中生成的驱动电压的下降及其引起的问题与上面参考图9a描述的相同。
在各种实施例中,通过分别在数据设置区段和发射区段中将通过单独布线施加的单独驱动电压施加到恒定电流发生器电路111,将克服由驱动电压的下降引起的问题,这在图12a中所示的实施例中也是相同的。
在图12a的示例中,在数据设置区段中,根据Vini(n)信号将第二驱动电压VDD_PWM施加到恒定电流发生器电路111,并且在发射区段中,根据Emi(n)信号将第一驱动电压VDD_PAM施加到恒定电流发生器电路111。
因此,即使由于在发射区段中操作的子像素电路而在第一驱动电压VDD_PAM中出现电压降,单独的第二驱动电压VDD_PWM被施加到在数据设置区段中操作的子像素电路,因此,设置稳定的恒定电流发生器数据电压可用。
图12b是在图像帧时间和消隐间隔期间用于驱动包括图12a的子像素电路110的显示面板100的各种信号的定时图。参考图12b,描述了显示面板100包括312条行线的示例。
如上所述,根据实施例,对于一个图像帧,可以对每条行线执行一个数据设置区段和多个发射区段。参考图12b,在图像帧时间期间,用于数据设置操作的扫描信号VST、Vini、SCCG、Vini2、Vcomp和SPWM被施加到每条行线一次,并且用于发光操作的发射信号Emi被施加到每条行线多次。
换句话说,施加VST、Vini、SCCG、Vini2、Vcomp、SPWM信号的时间间隔成为对应行线的数据设置区段,并且施加低电平Emi信号的时间间隔成为对应行线的发射区段。
如上所述,根据实施例,数据设置区段和发射区段可以按照行线的顺序进行。参考图12b,栅极信号VST、Vini、SCCG、Vini2、Vcomp、SPWM和Emi中的每一个按照行线的顺序被循序地施加。也就是说,例如,以1H时间差(在图12b的示例中为1.4μs)施加低电平VST(n)信号和低电平VST(n+1)信号。这对于其余的栅极信号(Vini信号(Vini(n)和Vini(n+1))、SCCG信号(SCCG(n)和SCCG(n+1))、Vini2信号(Vini2(n)和Vini2(n+1))、Vcomp信号(Vcomp(n)和Vcomp(n+1))、SPWM信号(SPWM(n)和SPWM(n+1))以及Emi信号(Emi(n)和Emi(n+1))是相同的。
参考图12b,在消隐间隔中施加低电平测试信号。因为测试信号是全局信号,所以测试信号被同等地施加到显示面板100的所有子像素电路110,因此,显示面板100的所有无机发光元件120上剩余的电荷可以被释放。
参考图13a至图13e,将描述图12a的子像素电路110的具体操作。
图13a是示出了根据扫描信号中的Vini(n)和VST(n)的子像素电路110的操作的图。数据设置区段的图13a中所示的定时可以被称为初始化时段。
当数据设置区段开始时,驱动器500可以将参考电压Vref(例如,+5[V])施加到第二驱动晶体管T13的栅极端子(B节点)和电容器C3的一端(D节点),并且可以将第二驱动电压VDD_PWM(例如,+12[V])施加到电容器C2的一端(F节点)。
如图13a所示,驱动器500可以施加Vini(n)信号。
参考图13a,Vref可以通过根据Vini(n)信号导通的晶体管T3和T5分别被施加到B节点和D节点。此时,第一驱动电压VDD_PAM(例如,+12[V])根据前一图像帧的发射区段的进展在E节点(即,第二驱动晶体管T13的源极端子)上浮动,因此,如果假设第二驱动晶体管T13的阈值电压是-2.2[V],则当Vref(+5[V])被施加到B节点时,第二驱动晶体管T13导通。
此外,参考图13a,可以通过根据Vini(n)信号导通的晶体管T4将第二驱动电压VDD_PWM施加到F节点。此后,当对C节点设置恒定电流发生器数据电压时,施加到F节点的第二驱动电压VDD_PWM变成参考电位。
当数据设置区段开始时,驱动器500可以初始化第一驱动晶体管T14的栅极端子(C节点)的电压。
如图13a所示,驱动器500可以通过VST(n)信号将低电压(例如,-5[V])施加到子像素电路110。当C节点的电压被初始化为低电压(例如,-5[V])时,第一驱动晶体管T14可以处于导通状态(例如形成通道的状态)。
图13b示出了根据扫描信号中的SCCG(n)和Vini2(n)的子像素电路110的操作。
因为第二驱动晶体管T13的阈值电压分量在图13b所示的定时期间首先出现在子像素电路110中,所以数据设置区段的图13b中所示的定时可以被称为阈值电压感测时段。
SCCG(n)信号是用于将恒定电流发生器数据电压施加到子像素电路110的扫描信号。在数据设置区段中,当通过SCCG(n)信号线将低电压(例如,-5[V])施加到子像素电路110时,晶体管T10和晶体管T11导通。
当晶体管T10和晶体管T11导通时,恒定电流发生器数据电压VCG_R/G/B可以基于VST(n)信号通过导通的晶体管T10、第一驱动晶体管T14和导通的晶体管T11施加到C节点。
在C节点中,不按原样施加(或设置)恒定电流发生器数据电压(VCCG_R/G/B),而是施加其中补偿了第一驱动晶体管T14的阈值电压Vth的恒定电流发生器数据电压(即,作为第一驱动晶体管T14的阈值电压和恒定电流发生器数据电压之和的电压VCCG_R/G/B+Vth)。
具体地,当晶体管T10和晶体管T11根据SCCG(n)信号导通,同时第一驱动晶体管T14根据VST(n)信号导通时,恒定电流发生器数据电压开始通过晶体管T10、驱动晶体管T14和晶体管T11输入到C节点。即,C节点的电压开始从低电压(例如,-5[V])上升。
然而,C节点的电压不会上升到恒定电流发生器数据电压(例如,+3[V]),而是可以上升到作为第一驱动晶体管T14的阈值电压(例如,-2.2[V])与恒定电流发生器数据电压(+3[V])之和的电压(即,+0.8[V])。
这是因为,如果第一驱动晶体管T14的栅极端子与源极端子之间的电压差随着C节点的电压增加而减小,然后变成第一驱动晶体管T14的阈值电压,则第一驱动晶体管T14截止并且电流停止流动。
换句话说,因为恒定电流发生器数据电压通过导通的晶体管T10被施加到第一驱动晶体管T14的源极端子,所以C节点的电压仅上升到恒定电流发生器数据电压VCCG_R/G/B与第一驱动晶体管T14的阈值电压Vth之和VCCG_R/G/B+Vth。
图13b的C节点中表示的VCCG-|Vth,T14|是VCCG_R/G/B+Vth的相同值的另一种表示。分别地,VCCG表示施加到子像素电路110的恒定电流发生器数据电压,并且|Vth,T14|表示第一驱动晶体管T14的阈值电压的绝对值。因为第一驱动晶体管T14是PMOS TFT,并且PMOS TFT的阈值电压具有负值,所以VCCG-|Vth,T14|和VCCG_R/G/B+Vth具有相同的值。当恒定电流发生器数据电压被施加到第一驱动晶体管T14的源极端子,同时晶体管T10根据SCCG(n)信号导通时,第二驱动晶体管T13可以作为源极跟随器操作。
源极跟随器也被称为共漏极放大器,因为DC电压被施加到漏极端子,并且栅极端子可以用作输入端,并且源极端子可以用作输出端。当输入电压被施加到栅极端子时,源极跟随器具有DC特性,其中对应于输入电压和源极跟随器的阈值电压之间的差的电压从源极端子输出,并且由于这个原因,源极跟随器也被称为电平移位器。
参考图13b,因为第一驱动晶体管T14的源极端子直接连接到第二驱动晶体管T13的漏极端子,所以当作为DC电压的恒定电流发生器数据电压被施加到第一驱动晶体管T14的源极端子(即,第二驱动晶体管T13的漏极端子)时,第二驱动晶体管T13作为源极跟随器操作。
在该示例中,因为参考电压Vref被施加到第二驱动晶体管T13的栅极端子,所以对应于参考电压Vref与第二驱动晶体管的阈值电压Vth之间的差的电压Vref-Vth可以从第二驱动晶体管T13的源极端子(即,电容器C3的另一端(E节点))输出。
更具体地,在第二驱动晶体管T13中,当DC电压被施加到漏极端子而参考电压Vref被施加到栅极端子并且该第二驱动晶体管导通时,源极端子的电压可以随着电流流动而改变,直到第二驱动晶体管T13截止。当对应于参考电压Vref与第二驱动晶体管的阈值电压Vth之间的差的电压Vref-Vth被施加到源极端子时,第二驱动晶体管T13截止,从而在源极端子处输出Vref-Vth。
根据实施例,当第二驱动晶体管T13作为源极跟随器操作时,可以在第二驱动晶体管T13的源极端子处获得第二驱动晶体管T13的阈值电压。第二驱动晶体管T13的阈值电压然后可以通过电容器C3耦合并且被施加到B节点。
图13b的E节点中指示的Vref+|Vth,T13|仅是与前述Vref-Vth相同的值的不同表示。分别地,Vref表示参考电压,并且|Vth,T13|表示第二驱动晶体管T13的阈值电压。因为第二驱动晶体管T13是PMOS TFT,并且PMOS TFT的阈值电压具有负值,所以Vref+|Vth,T13|和Vref-Vth可以具有相同的值。
Vini2(n)信号是用于将参考电压Vref施加到A节点的扫描信号。在数据设置区段中,当通过Vini2(n)信号线将低电压(例如,-5[V])施加到子像素电路110时,晶体管T17导通,并且参考电压可以通过导通的晶体管T17被施加到A节点。
图13c是示出了根据扫描信号的Vcomp(n)的子像素电路110的操作的图。因为第二驱动晶体管T13的阈值电压分量在图13c所示的定时期间被施加到第二驱动晶体管T13的栅极端子,所以数据设置区段的图13c中所示的定时可以被称为阈值电压补偿时段。
Vcomp(n)信号是用于将在第二驱动晶体管T13的源极端子E节点处获得的第二驱动晶体管T13的阈值电压施加到第二驱动晶体管T13的栅极端子B节点的扫描信号。
如图13c所示,当通过Vcomp(n)信号线施加低电压(例如,-5[V])时,晶体管T6和晶体管T9导通。因此,施加到E节点的第二驱动晶体管的阈值电压Vth可以通过电容器C3耦合到B节点。具体地,如上所述,在施加低电平Vini(n)信号、低电平SCCG(n)信号和低电平Vini2(n)信号的状态下,B节点和D节点的电压为Vref,并且E节点处的电压变成Vref-Vth(即,Vref+|Vth,T13|),并且A节点处的电压变成Vref。
当在这种状态下低电平Vcomp(n)信号被施加到子像素电路110时,B节点和D节点通过导通的晶体管T9被短路,并且参考电压Vref通过导通的晶体管T6被施加到E节点。
当Vcomp(n)信号处于低电平时,Vini(n)信号变成高电平,并且Vini2(n)信号保持低电平。因此,A节点保持参考电压Vref,并且E节点的电压变化由电容器C3和电容器C1分配并耦合到B节点(或D节点)。
具体地,因为E节点的电压随着低电平Vcomp(n)信号的施加而从Vref-Vth变成Vref,所以E节点的电压变化量变成+Vth,并且B节点与+(C3/(C1+C3))×Vth的电压耦合,使得B节点处的电压变成Vref+(C3/(C1+C3))×Vth。
图13c中所示的Vref-(C3/(C1+C3))×|Vth,T13|仅仅是与前述Vref+(C3/(C1+C3))×Vth相同的值的另一种表示。Vref表示参考电压,并且|Vth,T13|表示第二驱动晶体管T13的阈值电压的绝对值。因为第二驱动晶体管T13是PMOS TFT,并且PMOS TFT的阈值电压具有负值,所以Vref-(C3/(C1+C3))×|Vth,T13|和Vref+(C3/(C1+C3))×Vth可以具有相同的值。
图13d是示出了根据扫描信号中的SPWM(n)的子像素电路110的操作的图。因为用于灰度表示的PWM数据电压在图13d中所示的定时期间被施加到子像素电路110,所以数据设置区段的图13d中所示的定时可以被称为编程时段。
SPWM(n)是用于将PWM数据电压(VPWM_R/G/B)施加到子像素电路110的扫描信号。在数据设置区段中,当低电压(例如,-5[V])通过SPWM(n)信号线被施加到子像素电路110时,晶体管T2导通,并且PWM数据电压(例如,VPWM)通过导通的晶体管T2被施加到A节点。
当SPWM(n)信号处于低电平时,Vini2(n)信号变成高电平,并且Vcomp(n)信号保持低电平。因此,E节点保持参考电压Vref,并且A节点的电压变化由电容器C3和电容器C1分配并耦合到B节点(或D节点)。
详细地,当施加低电平SPWM(n)信号时,A节点的电压从Vref变成VPWM,使得A节点的电压变化变成VPWM-Vref,并且多达(C1/(C1+C3))×(VPWM-Vref)的电压耦合到B节点。
如上面的图13c所述,在施加低电平SPWM(n)信号之前,B节点的电压是Vref+(C3/(C1+C3))×Vth。如图13c所述,B节点的电压变成Vref+(C3/(C1+C3))×Vth+(C1/(C1+C3))×(VPWM-Vref)。
如上所述,因为第二驱动晶体管的阈值电压+Vth等于-|Vth,T13|,所以图13d中所示的B节点的电压等于Vref+(C3/(C1+C3))×Vth+(C1/(C1+C3))×(VPWM-Vref)的值。
图13e是示出了根据发射信号Emi(n)的子像素电路110的操作的图。因为无机发光元件120在图13e中所示的定时期间发光,所以图13e中所示的定时可以被称为发射区段。
如图13e所示,当通过Emi(n)信号线施加低电压(例如,-5[V])时,晶体管T12、晶体管T15、晶体管T8、晶体管T1和晶体管T18导通。施加低电平Emi(n)信号的时间间隔成为发射区段。
当第二驱动晶体管T13和第一驱动晶体管T14导通同时晶体管T12和晶体管T15导通时,第一驱动电压VDD_PAM被施加到无机发光元件120的阳极端子。因此,在无机发光元件120的两端处生成超过正向电压Vf的电位差,并且驱动电流(即,恒定电流)流过无机发光元件120以使无机发光元件120发光。
当第二驱动晶体管T13导通时,第一驱动晶体管T14一起导通。
具体地,当晶体管T12和晶体管T15根据Emi(n)信号导通时,在C节点中,如图13b所示,施加作为恒定电流发生器数据电压(例如,+3[V])和阈值电压(例如,-2.2[V])之和的电压(例如,+0.8[V])。因此,当第一驱动电压VDD_PAM(例如,+12[V])随着第二驱动晶体管T13导通而施加到第一驱动晶体管T14的源极端子时,第一驱动晶体管T14也将导通。
第一驱动电压VDD_PAM是否被施加到无机发光元件120的阳极端子取决于第二驱动晶体管T13的导通/截止操作。
因为第二驱动晶体管T13是PMOS TFT,所以当在栅极端子与源极端子之间施加小于阈值电压Vth的电压时,第二驱动晶体管T13导通。当栅极端子的电压小于源极端子的电压和阈值电压之和时,第二驱动晶体管T13导通。例如,当施加到源极端子的第一驱动电压VDD_PAM是+12[V]并且第二驱动晶体管的阈值电压Vth是-2.2[V]时,当小于+9.8[V]的电压被施加到栅极端子时,第二驱动晶体管T13导通。
在这方面,如图13e所示,在发射区段期间,第二驱动晶体管T13的栅极端子(B节点)被施加Vsweep-(C3/(C1+C3))×(|Vth,T13|+VPWM-Vref)。
参考图13e,当晶体管T1根据Emi(n)信号导通时,扫描信号Sweep的一部分在晶体管T1导通的同时被施加到A节点。在该示例中,施加到A节点的扫描信号的一部分变成扫描电压Vsweep。当扫描电压Vsweep被施加到A节点时,PWM数据电压VPWM与扫描电压Vsweep一起通过电容器C1耦合到B节点。
如上所述,VPWM通过低电平SPWM(n)信号被施加到A节点,并且Vref+(C3/(C1+C3))×Vth+(C1/(C1+C3))×(VPWM-Vref)被施加到B节点。在这种状态下,当扫描电压Vsweep被施加到A节点时,A节点的电压从VPWM变成Vsweep。此时,因为电容器C1两端之间的电压差必须保持恒定,所以B节点的电压也与A节点的电压变化量(即,Vsweep-VPWM)一样多地改变。因此,B节点的电压变成Vsweep-VPWM+Vref+(C3/(C1+C3))×Vth+(C1/(C1+C3))×(VPWM-Vref)。综上所述,获得Vsweep+(C3/(C1+C3))×(Vth-VPWM+Vref),其与图13e中所示的Vsweep-(C3/(C1+C3))×(|Vth,T13|+VPWM-Vref)相同。
此时,如果C3的电容与C1的电容相比具有足够大的值,则C3/(C1+C3)具有接近1的值。假设C3/(C1+C3)为1,发射区段中B节点处的电压变成Vsweep-|Vth,T13|-VPWM+Vref,并且可以确定第二驱动晶体管T13导通的时间段,而与第二驱动晶体管的阈值电压值无关,如稍后将描述的。可以补偿第二驱动晶体管T13的阈值电压。
具体地,在Vsweep-|Vth,T13|-VPWM+Vref中,PWM数据电压VPWM、参考电压Vref以及第二驱动晶体管的阈值电压Vth,T13都具有固定值。另一方面,扫描电压Vsweep具有在例如+15[V]和+10[V]之间线性变化的值。
因此,在发射区段期间,B节点的电压根据扫描电压Vsweep的变化而变化,并且在变化的B节点(即,栅极端子)的电压(Vsweep+Vth-VPWM+Vref)低于源极端子的电压(VDD_PAM)和阈值电压Vth之和(VDD_PAM+Vth)的时间段中,第二驱动晶体管T13导通。
因为Vsweep+Vth-VPWM+Vref和VDD_PAM+Vth两者都包括Vth,所以确定第二驱动晶体管T13导通的时间段,而与Vth值无关。
如上所述,因为扫描电压随时间的变化率是恒定的,所以在发射区段中第二驱动晶体管T13导通的时间段根据B节点在发射区段开始的时间点处的电压而改变。因为B节点在发射区段开始的时间点处的电压根据VPWM值(即,PWM数据电压值)而变化,所以图像的灰度可以通过PWM数据电压来表示。
将参考图14a至图14c更详细地描述如上所述的子像素电路110的PWM操作。
在发射区段中,施加到恒定电流发生器电路111的驱动电压从第二驱动电压VDD_PWM改变到第一驱动电压VDD_PAM。
如上所述,在数据设置区段中,基于Vini(n)信号将第二驱动电压VDD_PWM施加到F节点。然而,参考图13e,第一驱动电压VDD_PAM通过根据Emi(n)信号导通的晶体管T12和晶体管T8被施加到电容器C2的一端(F节点)。
在发射区段中,由于驱动电流流到无机发光元件120引起的IR降,在第一驱动电压(VDD_PAM)处可能出现电压降。
然而,即使在第一驱动电压(VDD_PAM)处出现电压降,电容器C2的两端(F节点和C节点)之间的电压差也保持为在数据设置间隔中所设置的,图像质量不受影响。
根据实施例,与第一驱动电压VDD_PAM分开,通过基于没有电压降的第二驱动电压VDD_PWM将恒定电流发生器数据电压施加到C节点,可以对恒定电流发生器电路111设置恒定电流发生器数据电压,而不管第一驱动电压VDD_PAM的电压降。
恒定电流发生器电路111可以根据在数据设置区段中设置的恒定电流发生器数据电压精确地操作,因为在发射区段中使用可以具有电压降的第一驱动电压VDD_PAM,但是如上所述,不管第一驱动电压VDD_PAM的电压降如何,都保持电容器C2两端的电压差。
在发射区段中,晶体管T18根据低电平Emi(n)信号导通,并且参考电压Vref通过导通的晶体管T18施加到D节点。
如果在发射区段期间Vref没有被施加到D节点,则当在下一图像帧的初始化时段期间Vref被施加到D节点时,D节点的电压变化量被耦合到E节点,使得E节点的电压可以低于第一驱动电压VDD_PAM。在该示例中,即使当Vref被施加到B节点时,第二驱动晶体管T13也可以不导通,从而可以出现在阈值电压感测时段期间不可以获得第二驱动晶体管T13的阈值电压的问题。
因此,根据实施例,如图13e所示,在发射区段期间,Vref可以被施加到D节点。在该示例中,即使Vref在下一图像帧的初始化时段中被施加到D节点,因为D节点的电压没有改变,所以第一驱动电压VDD_PAM在E节点上浮动。因此,如以上参考图13a至图13d所述,对于下一图像帧,可以获得并补偿第二驱动晶体管T13的阈值电压。
图14a至图14c是示出了具有图13a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的图。
参考图14a至图14c,假设C3的电容值大幅度地大于C1的电容值。在该示例中,C3/(C1+C3)具有接近1的值,C1/(C1+C3)具有接近0的值,并且参考图14a至图14c,假设C3/(C1+C3)是1,并且C1/(C1+C3)是0。
参考图14a至图14c,当对应于低灰度的PWM数据电压是+4[V],对应于中灰度的PWM数据电压是+7[V],并且对应于高灰度的PWM数据电压是+14[V]时,对应于每个灰度的PWM数据电压不限于此。
图14a至图14c示出了当PWM数据电压分别被施加到在第N行线和第(N+36)行线中包括的子像素电路110时,A节点的电压变化、B节点的电压变化以及驱动电流Id。
在图14a至图14c所示的实施例中,第二驱动晶体管的阈值电压(Vth,T13)是-2.2[V],参考电压Vref是+5[V],并且第一驱动电压VDD_PAM是+12[V]。具有电压每100μs从+15[V]线性变化到+10[V]的形状的扫描信号(扫描(全局))被用作示例。这里,(全局)是表示扫描信号是被共同施加到所有行线的全局信号的表达。
图14a示出了将对应于低灰度的PWM数据电压(例如,+4[V])分别施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110的情况。
将描述在第n行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段的编程间隔期间,根据SPWM(n)信号将+4[V](即,PWM数据电压)施加到在第n行线中包括的子像素电路110的A节点(n),并且将+2.8[V](即,Vref-|Vth,T13|)施加到B节点(n)。在编程时段期间施加到B(n)节点的实际电压是Vref-(C3/(C1+C3))×|Vth,T13|+(C1/(C1+C3))×(VPWM-Vref),如图13d所示,但是C3/(C1+C3)是1,并且C1/(C1+C3)是0,所以Vref-(C3/(C1+C3))×|Vth,T13|+(C1/(C1+C3))×(VPWM-Vref)变成Vref-|Vth,T13|。
当发射区段开始时,根据Emi(n)信号的扫描信号(扫描(全局))中的一些(即扫描电压(即,从+15[V]线性变化到+10[V]的电压))被施加到A节点(n)。
因为根据扫描电压的A节点(n)处的电压变化量通过电容器C1直接耦合到B节点(n),所以当A节点(n)处的电压从+15[V]变化到+10[V]时,B节点(n)处的电压从+13.8[V]变化到+8.8[V]。
如上所述,第二驱动晶体管T13在栅极端子B节点的电压低于源极端子的电压VDD_PAM与源极端子的阈值电压Vth之和VDD_PAM+Vth的时间段中导通。
在B节点(n)的电压低于+9.8[V]的时间期间(即,B节点(n)的电压从+9.8[V]变化到+8.8[V]的时间段期间),第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n)示出了驱动电流的变化。
描述在第n+36行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段的编程间隔期间,根据SPWM(n+36)信号将+4[V](即,PWM数据电压)施加到在第n+36行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36),并且将+2.8[V](即,Vref-|Vth,T13|)施加到B节点(n+36)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n+36)信号将作为扫描信号(全局)的一部分的扫描电压(即,从+12.5[V]变化到+10[V]以及从+15[V]变化到+12.5[V]的线性变化的电压)施加到A节点(n+36)。
在各种实施例中,如上所述,发射区段可以按照行线的顺序循序地进行,使得当发射区段以1H时间(例如,1.4μs)的间隔循序地执行时,Emi(n+36)信号具有与Emi(n)信号相同的波形,但延迟了50.4μs。
因此,施加到在第(n+36)行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36)的扫描电压可以具有从+12.5[V]线性变化到+10[V]、然后从+15[V]线性变化到+12.5[V]的波形。
换句话说,所有扫描电压在+15[V]与+10[V]之间扫描一次,但是开始扫描的起始电压根据行线是可变的。
因为根据扫描电压的A节点(n+36)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n+36),所以在A节点(n+36)的电压从+12.5[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n+36)的电压从+11.3[V]变化到+8.8[V],并且当A节点(n+36)的电压从+15[V]变化到+12.5[V]时,B节点(n+36)的电压从+13.8[V]变化到+11.3[V]。
在该示例中,在B节点(n+36)的电压低于+9.8[V]的时间段中,即,B节点(n+36)的电压从+9.8[V]变化到+8.8[V]的时间段中,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n+36)示出了驱动电流的变化。
图14b示出了对应于中灰度的PWM数据电压(例如,+7[V])分别被施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110的情况。
将描述在第n行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SPWM(n)信号将+7[V](即,PWM数据电压)施加到在第n行线中包括的子像素电路110的A节点(n),并且将+2.8[V](即,Vref-|Vth,T13|)施加到B节点(n)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+15[V]线性变化到+10[V])施加到A节点(n)。
根据扫描电压的A节点(n)的电压变化通过电容器(C1)按原样耦合到B节点(n),因此A节点(n)的电压从+15[V]变化到+10[V],而B节点(n)的电压从+10.8[V]变化到+5.8[V]。
在该示例中,在B节点(n)的电压低于+9.8[V]的时间期间,即,B节点(n)的电压从+9.8[V]变化到+5.8[V]的时间段期间,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n)示出了上述内容。
将描述在第n+36行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段中的编程间隔期间,根据SPWM(n+36)信号将+7[V](即,PWM数据电压)施加到在第n+36行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36),并且将+2.8[V](即,Vref-|Vth|)施加到B节点(n+36)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n+36)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+12.5[V]线性变化到+10[V]以及从+15[V]线性变化到+12.5[V])施加到A节点(n+36)。
因为根据扫描电压的A节点(n+36)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n+36),所以在A节点(n)的电压从+12.5[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n+36)的电压从+8.3[V]变化到+5.8[V],并且当A节点(n+36)的电压从+15[V]变化到+12.5[V]时,B节点(n+36)的电压从+10.8[V]变化到+8.3[V]。
在该示例中,在B节点(n+36)的电压低于+9.8[V]的时间期间,即,B节点(n+36)的电压从+8.3[V]变化到+5.8[V]以及从+9.8[V]变化到8.3[V]的时间段期间,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n+36)示出了上述内容。
参考图14b,对于相同的PWM数据电压(+7[V]),Id(n)和Id(n+36)的波形是不同的。然而,因为驱动电流的积分值,即,无机发光元件120的亮度是相同的,所以这没有问题。
图14c示出了对应于高灰度的PWM数据电压(例如,+14[V])分别被施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110的情况。
将描述在第n行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段的编程间隔期间,根据SPWM(n)信号将+14[V](即,PWM数据电压)施加到在第n行线中包括的子像素电路110的A节点(n),并且将+2.8[V](即,Vref-|Vth|)施加到B节点(n)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+15[V]线性变化到+10[V])施加到A节点(n)。
因为根据扫描电压的A节点(n)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n),所以在A节点(n)的电压从+15[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n)的电压从+3.8[V]变化到-1.2[V]。
在该示例中,在B节点(n)的电压低于+9.8[V]的时间期间,即,B节点(n)的电压从+3.8[V]变化到-1.2[V]的时间段期间,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n)示出了上述内容。
将描述在第n+36行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段的编程间隔期间,根据SPWM(n+36)信号将+14[V](即,PWM数据电压)施加到在第n+36行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36),并且将+2.8[V](即,Vref-|Vth|)施加到B节点(n+36)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n+36)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+12.5[V]线性变化到+10[V]以及从+15[V]线性变化到+12.5[V])施加到A节点(n+36)。
因为根据扫描电压的A节点(n+36)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n+36),所以在A节点(n+36)的电压从+12.5[V]变化到+10[V]的同时,B节点(n+36)的电压从+1.3[V]变化到-1.2[V],并且当A节点(n+36)的电压从+15[V]变化到+12.5[V]时,B节点(n+36)的电压从+3.8[V]变化到+1.3[V]。
如上所述,在B节点(n+36)的电压低于+9.8[V]的时间期间,即,B节点(n+36)的电压从+1.3[V]变化到-1.2[V]以及从+3.8[V]变化到+1.3[V]的时间段期间,第二驱动晶体管T13导通,并且在第二驱动晶体管T13导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n+36)示出了上述内容。
参考图14c,对于相同的PWM数据电压(+14[V]),Id(n)和Id(n+36)的波形略有不同。然而,因为驱动电流的积分值,即,无机发光元件120的亮度是相同的,所以这没有问题。
在下文中,将参考图15a至图17c描述另一实施例。如以上参考图9a至图14c所描述的,当第二驱动晶体管作为源极跟随器操作时,可以获得第二驱动晶体管的阈值电压,并且获得的阈值电压被施加到第二驱动晶体管的栅极端子,使得第二驱动晶体管的阈值电压偏差得到补偿。
然而,用于补偿第二驱动晶体管的阈值电压偏差的方法不限于此。参考图15a至图17c,将描述校正PWM数据电压以补偿第二驱动晶体管的阈值电压偏差的实施例。
在参考图15a至图17c描述的实施例中,与上述实施例相比,构成子像素电路的晶体管的数量减少,因此该实施例可以应用于更高分辨率的显示面板。
在将参考图15a至图17c描述的实施例中,以与上面参考图9a至图14c描述的实施例相同的方式补偿第一驱动晶体管的阈值电压偏差。
图15a是根据另一实施例的子像素电路的详细电路图。参考图15a,子像素电路110包括恒定电流发生器电路111、PWM电路112和晶体管T1。分别地,恒定电流发生器电路111包括第一驱动晶体管T11,并且PWM电路112包括第二驱动晶体管T10。
因为晶体管T13具有与图9a的晶体管T16相同的连接结构和功能,所以省略了对其的重复描述。测试信号也是相同的,并且省略了对其的重复描述。
VDD_PAM、VDD_PWM和VSS的描述也与图9a的描述相同,并且将省略重复的描述。
与图9a的子像素电路110不同,参考电压Vref没有被施加到图15a的子像素电路110。在图15a的实施例中,当子像素电路110正在操作时,不需要获得第二驱动晶体管的阈值电压。
Vini(n)表示在数据设置区段中施加到子像素电路110以便将第二驱动电压VDD_PWM施加到B节点和D节点的扫描信号。施加到B节点的第二驱动电压VDD_PWM用于在数据设置区段期间将第二驱动晶体管T10保持在截止状态,并且当设置恒定电流发生器数据电压时,施加到D节点的第二驱动电压VDD PWM变成参考电位。
VST(n)表示在数据设置区段中施加到子像素电路110以便初始化C节点的电压的扫描信号。当根据VST(n)信号初始化C节点的电压时,第一驱动晶体管T11导通。
SP(n)表示施加到子像素电路110,以便在数据设置区段中将恒定电流发生器数据电压(VCCG_R/G/B)施加到C节点并且将PWM数据电压(VPWM_R/G/B)施加到A节点的扫描信号。此时,PWM数据电压VPWM_R/G/B可以是反映了根据第二驱动晶体管的阈值电压偏差的补偿值的电压。补偿值的内容将稍后在VPWM_R/G/B信号的描述中进行描述。
与图9a的子像素电路110不同,Vcomp(n)信号没有被施加到图15a的子像素电路110。在图15a的实施例中,在子像素电路110的操作期间,不需要将第二驱动晶体管的阈值电压施加到B节点。
Emi(n)是指施加到子像素电路110以在发射区段中将第一驱动电压VDD_PAM施加到E节点和D节点,将扫描电压施加到A节点并且导通晶体管T12的发射信号。
在上述栅极信号(扫描信号和发射信号)中,n表示第n行线。如上所述,驱动器500针对每条行线(或扫描线或栅极线)驱动显示面板110,并且Vini(n)、VST(n)、SP(n)和Emi(n)中的每一个可以被同等地施加到在第n行线中包括的子像素电路110。
扫描表示扫描信号。扫描信号的细节如参考图9a所述,并且将省略重复的描述。
VPWM_R/G/B表示施加到子像素电路110的PWM数据电压。PWM数据电压可以从数据驱动器施加。根据实施例,构成一个像素的R子像素、G子像素和B子像素中的每一个的PWM数据电压可以被时分复用以从数据驱动器施加。如上所述,时分复用的PWM数据电压可以通过解复用器电路施加到对应的子像素。
图15a中所示的子像素电路110示出了对应于R子像素、G子像素和B子像素中的一个(例如,R子像素)的子像素电路110。因此,在图15a的子像素电路110中,时分复用的PWM数据电压中仅R子像素的PWM数据电压可以通过解复用器电路进行选择和施加。
在参考图9a至图14c描述的实施例中,PWM数据电压可以是对应于子像素的灰度值的电压,而参考图15a至图17c描述的PWM数据电压可以是与反映对子像素的灰度值的补偿值的值相对应的电压。
补偿值是根据第二驱动晶体管的阈值电压偏差来补偿子像素的亮度偏差的值,并且可以在制造显示面板100时针对每个子像素计算并且存储在存储器中。因此,TCON可以读取存储在存储器中的补偿值,将补偿值反映到图像数据,并且将反映了补偿值的图像数据发送到数据驱动器,使得反映了补偿值的PWM数据电压可以被施加到子像素电路110。
更具体地,例如,在制造操作中,测试图像(例如,具有相同灰度值的图像)可以显示在显示面板100上,并且显示面板100可以由图像捕获装置捕获。当显示测试图像时,补偿值尚未被反映,并且在捕获图像中,由于第二驱动晶体管的阈值电压的偏差,针对每个像素可以存在污点或亮度差异。因此,可以通过计算反映到每个子像素的灰度值的值来计算每个子像素的补偿值,使得在捕获图像中感知不到污点或亮度偏差。
VCCG_R/G/B表示施加到子像素电路110的恒定电流发生器数据电压。因为恒定电流发生器数据电压的描述与上面在图9a中描述的相同,所以将省略重复的描述。此外,因为由于在驱动电流在发射区段中流动时出现的IR降而导致的问题和解决方案也与上面在图9a中描述的相同,所以将省略重复的描述。
图15b是在图像帧时间和消隐间隔期间用于驱动包括图15a的子像素电路110的显示面板100的各种信号的定时图。参考图15b,显示面板100包括312条行线。
如上所述,根据实施例,对于一个图像帧,每条行线可以进行一个数据设置区段和多个发射区段。为此,参考图15b,在图像帧时间期间,扫描信号VST、SP和Vini对于每条行线被施加一次,并且用于发光操作的发射信号Emi可以对于每条行线被施加多次。
施加VST、SP和Vini信号的低电平的时间间隔成为对应行线的数据设置区段,并且施加Emi信号的低电平的时间间隔成为对应行线的发射区段。
如上所述,根据实施例,数据设置区段和发射区段可以按照行线的顺序进行。参考图15b,栅极信号VST、SP、Vini和Emi中的每一个可以按照行线的顺序被循序地施加。例如,以1H时间差(在图15b的示例中为1.4μs)施加低电平VST(n)信号和低电平VST(n+1)信号。这对于其余的栅极信号SP信号(SP(n)和SP(n+1))、Vini信号(Vini(n)和Vini(n+1))、Emi信号(Emi(n)和Emi(n+1))是相同的。
参考图15b,在消隐间隔中施加低电平测试信号。因为测试信号是全局信号,所以该信号被同等地施加到显示面板100的所有子像素电路110,因此,显示面板100的所有无机发光元件120上剩余的电荷可以被释放。
在下文中,将参考图16a至图16c描述图15a的子像素电路110的详细操作。
图16a示出了根据扫描信号中的Vini(n)和VST(n)的子像素电路110的操作。
当数据设置区段开始时,驱动器500可以首先将第二驱动电压VDD_PWM(例如,+12[V])施加到第二驱动晶体管T10的栅极端子(B节点)和电容器C2的一端(D节点)。
如图16a所示,驱动器500可以施加Vini(n)信号。参考图16a,可以通过根据Vini(n)信号导通的晶体管T3和晶体管T4将VDD_PWM信号施加到B节点和D节点。此时,当对C节点设置恒定电流发生器数据电压时,施加到D节点的第二驱动电压VDD_PWM变成参考电位。
当通过Vini(n)信号将第二驱动电压VDD_PWM施加到D节点时,驱动器500可以初始化第一驱动晶体管T11的栅极端子C节点的电压。
如图16a所示,驱动器500可以通过VST(n)信号将低电压(例如,-5[V])施加到子像素电路110。当C节点的电压被初始化为低电压(例如,-5[V])时,第一驱动晶体管T11可以处于导通状态(例如,形成通道的状态)。
图16b是用于说明根据扫描信号中的SP(n)的子像素电路110的操作的图。
SP(n)信号是用于将图像数据电压施加到子像素电路110的扫描信号。在数据设置区段中,当通过SP(n)信号线将低电压(例如,-5[V])施加到子像素电路110时,晶体管T2、晶体管T17和晶体管T8导通。
当晶体管T2导通时,可以通过导通的晶体管T2将PWM数据电压(VPWM_R/G/B)施加到电容器C1的一端A节点。此时,PWM数据电压是反映补偿值的电压。
当晶体管T7和晶体管T8导通时,可以通过导通的晶体管T7、基于VST(n)信号导通的第一驱动晶体管T11和导通的晶体管T8将恒定电流发生器数据电压(VCCG_R/G/B)施加到C节点。
此时,在C节点中,不按原样施加(或设置)恒定电流发生器数据电压(VCCG_R/G/B),而是施加补偿了第一驱动晶体管T11的阈值电压Vth的恒定电流发生器数据电压(即,通过将第一驱动晶体管T11的阈值电压与恒定电流发生器数据电压相加而获得的电压(VCCG_R/G/B+Vth))。
将VCCG_R/G/B+Vth施加到C节点的详细操作与参考图10b描述的操作相同,因此将省略冗余的描述。
图16c是示出了根据发射信号Emi(n)的子像素电路110的操作的图。
如图16c所示,当通过Emi(n)信号线施加低电压(例如,-5[V])时,晶体管T6、晶体管T9、晶体管T12和晶体管T1导通。
当第二驱动晶体管T10和第一驱动晶体管T11导通,同时晶体管T9和晶体管T12导通时,第一驱动电压VDD_PAM被施加到无机发光元件120的阳极端子。因此,在无机发光元件120的两端处生成超过正向电压Vf的电位差,并且驱动电流(即,恒定电流)流过无机发光元件120以使无机发光元件120发光。
当第二驱动晶体管T10导通时,第一驱动晶体管T11一起导通。
当晶体管T9和晶体管T12根据Emi(n)信号导通时,通过将恒定电流发生器数据电压(例如,+3[V])和第一驱动晶体管T14的阈值电压(例如,-2.2[V])相加而获得的电压(例如,+0.8[V])被施加到C节点,如以上在图16b中所述。因此,随着第二驱动晶体管T10导通,当第一驱动电压VDD_PAM(例如,+12[V])被施加到第一驱动晶体管T11的源极端子时,第一驱动晶体管T11也被导通。
因此,第一驱动电压VDD_PAM是否将被施加到无机发光元件120的阳极端子可以根据第二驱动晶体管T10的导通/截止操作来确定。
因为第二驱动晶体管T10是PMOS TFT,所以当在栅极端子与源极端子之间施加小于阈值电压Vth的电压时,第二驱动晶体管T10导通。当栅极端子的电压小于源极端子E节点的电压和阈值电压Vth之和时,第二驱动晶体管T10导通。例如,当施加到源极端子(E节点)的第一驱动电压VDD_PAM是+12[V]并且第二驱动晶体管的阈值电压Vth是-2.2[V]时,当小于+9.8[V]的电压被施加到栅极端子(B节点)时,第二驱动晶体管T10可以导通。
在这方面,在发射区段期间,第二驱动晶体管T10的栅极端子(B节点)被施加Vsweep-VPWM_R/G/B+VDD_PWM。
参考图16c,当晶体管T1根据Emi(n)信号导通时,扫描信号(扫描)的一部分在晶体管T1导通的同时被施加到A节点。此时,施加到A节点的扫描信号中的一些变成扫描电压(Vsweep)。当扫描电压Vsweep被施加到节点A时,PWM数据电压VPWM_R/G/B与扫描电压Vsweep一起经由电容器C1被耦合到B节点。具体地,在如上所述的数据设置区段期间,VPWM_R/G/B被施加到A节点,并且VDD_PWM被施加到B节点。在这种状态下,当扫描电压Vsweep被施加到A节点时,A节点的电压从VPWM_R/G/B变成Vsweep。因为电容器C1两端的电压差必须保持恒定,所以B节点的电压也与A节点的电压变化(即,Vsweep-VPWM_R/G/B)一样多地改变。因此,B节点的电压变成Vsweep-VPWM_R/G/B+VDD_PWM。
此时,PWM数据电压VPWM_R/G/B和第二驱动电压VDD_PWM具有固定值,而扫描电压Vsweep具有在+5[V]和+0[V]之间线性变化的值。
因此,在发射区段期间,B节点的电压根据扫描电压Vsweep的变化而变化,并且在B节点(即,栅极端子)的电压Vsweep-VPWM_R/G/B+VDD_PWM低于作为源极端子(E节点)的电压VDD_PAM和阈值电压Vth之和的电压(VDD_PAM+Vth)的时间段中,第二驱动晶体管T10导通。
如上所述,因为扫描电压根据时间的变化率是恒定的,所以在发射区段中第二驱动晶体管T10导通的时间段根据发射区段开始时B节点的电压而变化。此时,在发射区段开始的时间点处B节点的电压根据VPWM_R/G/B值(即,PWM数据电压值)而变化,从而图像的灰度可以通过PWM数据电压来表示。
将参考图17a至图17c更详细地描述如上所述的子像素电路110的PWM操作。
在发射区段中,施加到恒定电流发生器电路111的驱动电压从第二驱动电压VDD_PWM改变到第一驱动电压VDD_PAM。
如上所述,在数据设置区段中,基于Vini(n)信号将第二驱动电压VDD_PWM施加到D节点。然而,参考图16c,第一驱动电压VDD_PAM通过根据Emi(n)信号导通的晶体管T9和晶体管T6被施加到电容器C2的一端(D节点)。
在发射区段中,由于在驱动电流流向无机发光元件120时生成的IR降,在第一驱动电压VDD_PAM中可能出现电压降。然而,即使在第一驱动电压VDD_PAM中出现电压降,电容器C2的两端(D节点和C节点)之间的电压差也保持为在数据设置区段中所设置的,因此,图像质量不受影响。
根据实施例,与第一驱动电压VDD_PAM分开,通过基于没有电压降的第二驱动电压VDD_PWM将恒定电流发生器数据电压施加到C节点,可以对恒定电流发生器电路111设置恒定电流发生器数据电压,而不管第一驱动电压VDD_PAM的电压降。
此外,在发射区段中,使用可以发生电压降的第一驱动电压VDD_PAM,但是如上所述,不管第一驱动电压VDD_PAM的电压降如何,都保持电容器C2两端的电压差,因此,恒定电流发生器电路111可以根据在数据设置区段中设置的电压精确地操作。
图17a至图17c是示出了具有图15a中所示的配置的子像素电路的PWM操作的视图。参考图17a至图17c,对应于低灰度的PWM数据电压是+3[V],对应于中灰度的PWM数据电压是+7[V],并且对应于高灰度的PWM数据电压是+13[V],但是对应于每个灰度的PWM数据电压不限于此。PWM数据电压值(+3[V],+7[V],+13[V])中的每一个是反映上述补偿值的值。
图17a至图17c示出了当PWM数据电压分别被施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110时,A节点的电压变化、B节点的电压、和驱动电流Id。
在图17a至图17c所示的实施例中,第二驱动晶体管的阈值电压Vth是-2.2[V],并且第一驱动电压VDD_PAM是+12[V]。此外,具有电压每100μs从+5[V]线性变化到+0[V]的形状的扫描信号(扫描(全局))被用作示例。这里,(全局)是表示扫描信号是被共同施加到所有行线的全局信号的表达。
图17a示出了将对应于低灰度的PWM数据电压(例如,+3[V])分别施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110的示例。
将描述在第n行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n)信号将+3[V](即,PWM数据电压)施加到在第n行线中包括的子像素电路110的A节点(n),并且根据Vini(n)信号将+12[V](即,第二驱动电压VDD_PWM)施加到B节点(n)。
在发射区段开始之后,扫描信号(扫描(全局),即扫描电压(即,从+5[V]线性变化到+0[V]的电压))的一部分被施加到A节点(n),如图所示。
因为根据扫描电压的A节点(n)的电压变化通过电容器C1耦合到B节点(n),所以在A节点(n)的电压从+5[V]变化到+0[V]的同时,B节点(n)的电压从+14[V]变化到+9[V]。
如上所述,第二驱动晶体管T10在栅极端子B节点的电压低于源极端子的电压VDD_PAM与阈值电压Vth之和VDD_PAM+Vth的时间段中导通。
在B节点(n)的电压低于+9.8[V]的时间中(即,B节点(n)的电压从+9.8[V]变化到+9[V]的时间段中),第二驱动晶体管T10导通,并且在第二驱动晶体管T10导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n)示出了驱动电流的变化。
将描述在第n+36行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n+36)信号将+3[V](即,PWM数据电压)施加到在第(n+36)行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36),并且根据Vini(n+36)信号将+12[V](即,第二驱动电压VDD_PWM)施加到B节点(n+36)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n+36)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+2.5[V]线性变化到+0[V]以及从+5[V]线性变化到+2.5[V])施加到A节点(n+36)。
更具体地,如上所述,在各种实施例中,发射区段按照行线的顺序循序地执行,使得当发射区段以1H时间(例如,1.4μs)的间隔循序地执行时,Emi(n+36)信号具有与Emi(n)信号相同的波形,但延迟了50.4μs。
因此,施加到在第(n+36)行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36)的扫描电压可以具有从+2.5[V]线性变化到+0[V]、然后从+5[V]线性变化到+2.5[V]的波形。
换句话说,所有扫描电压在+5[V]与+0[V]之间扫描一次,但是开始扫描的起始电压根据行线是可变的。
因为根据扫描电压的A节点(n+36)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n+36),所以在A节点(n+36)的电压从+2.5[V]变化到+0[V]的同时,B节点(n+36)的电压从+11.5[V]变化到+9[V],并且当A节点(n+36)的电压从+5[V]变化到+2.5[V]时,B节点(n+36)的电压从+14[V]变化到+11.5[V]。
如上所述,在B节点(n+36)的电压低于+9.8[V]的时间段中,即,B节点(n+36)的电压从+9.8[V]变化到+9[V]的时间段中,第二驱动晶体管T10导通,并且在第二驱动晶体管T10导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n+36)示出了驱动电流的变化。
图17b示出了对应于中灰度的PWM数据电压(例如,+7[V])分别被施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110的情况。
将描述在第n行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n)信号将+7[V](即,PWM数据电压)施加到在第n行线中包括的子像素电路110的A节点(n),并且根据Vini(n)信号将+12[V](即,第二驱动电压VDD_PWM)施加到B节点(n)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+5[V]线性变化到+0[V])施加到A节点(n)。
因为根据扫描电压的A节点(n)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n),所以在A节点(n)的电压从+5[V]变化到+0[V]的同时,B节点(n)的电压从+10[V]变化到+5[V]。
在该示例中,在B节点(n)的电压低于+9.8[V]的时间(即,B节点(n)的电压从+9.8[V]变化到+5[V]的时间段)中,第二驱动晶体管T10导通,并且在第二驱动晶体管T10导通的时间间隔中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n)示出了上述内容。
将描述在第n+36行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段期间,根据SP(n+36)信号将+7[V](即,PWM数据电压)施加到在第n+36行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36),并且根据Vini(n+36)信号将+12[V](即,第二驱动电压VDD_PWM)施加到B节点(n+36)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n+36)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+2.5[V]线性变化到+0[V]以及从+5[V]线性变化到+2.5[V])施加到A节点(n+36)。
因为根据扫描电压的A节点(n+36)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n+36),所以在A节点(n)的电压从+2.5[V]变化到+0[V]的同时,B节点(n+36)的电压从+7.5[V]变化到+5[V],并且当A节点(n+36)的电压从+5[V]变化到+2.5[V]时,B节点(n+36)的电压从+10[V]变化到+7.5[V]。
在该示例中,在B节点(n+36)的电压低于+9.8[V]的时间中,即,B节点(n+36)的电压从+7.5[V]变化到+5[V]以及从+9.8[V]变化到7.5[V]的时间段中,第二驱动晶体管T10导通,并且在第二驱动晶体管T10导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n+36)示出了上述内容。
参考图17b,对于相同的PWM数据电压(+7[V]),Id(n)和Id(n+36)的波形是不同的。然而,因为驱动电流的积分值,即,无机发光元件120的亮度是相同的,所以这没有问题。
图17c示出了对应于高灰度的PWM数据电压(例如,+13[V])分别被施加到在第n行线和第(n+36)行线中包括的子像素电路110的情况。
将描述在第n行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段的编程间隔期间,根据SP(n)信号将+13[V](即,PWM数据电压)施加到在第n行线中包括的子像素电路110的A节点(n),并且根据Vini(n)信号将+12[V](即,第二驱动电压VDD_PWM)施加到B节点(n)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+5[V]线性变化到+0[V])施加到A节点(n)。
因为根据扫描电压的A节点(n)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n),所以在A节点(n)的电压从+5[V]变化到0[V]的同时,B节点(n)的电压从+4[V]变化到-1[V]。
在该示例中,在B节点(n)的电压低于+9.8[V]的时间(即,B节点(n)的电压从+4[V]变化到-1[V]的时间段)中,第二驱动晶体管T10导通,并且在第二驱动晶体管T10导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n)示出了驱动电流的变化。
将描述在第n+36行线中包括的子像素电路110的操作。
在数据设置区段的编程间隔期间,根据SP(n+36)信号将+13[V](即,PWM数据电压)施加到在第n+36行线中包括的子像素电路110的A节点(n+36),并且根据Vini(n+36)信号将+12[V](即,第二驱动电压VDD_PWM)施加到B节点(n+36)。
此后,当发射区段开始时,根据Emi(n+36)信号将作为扫描信号(扫描(全局))的一部分的扫描电压(即,电压从+2.5[V]线性变化到+0[V]以及从+5[V]线性变化到+2.5[V])施加到A节点(n+36)。
因为根据扫描电压的A节点(n+36)的电压变化通过电容器C1按原样耦合到B节点(n+36),所以在A节点(n+36)的电压从+2.5[V]变化到0[V]的同时,B节点(n+36)的电压从+1.5[V]变化到-1[V],并且当A节点(n+36)的电压从+5[V]变化到+2.5[V]时,B节点(n+36)的电压从+4[V]变化到+1.5[V]。
如上所述,在B节点(n+36)的电压低于+9.8[V]的时间段中,即,B节点(n+36)的电压从+1.5[V]变化到-1[V]以及从+4[V]变化到+1.5[V]的时间段中,第二驱动晶体管T10导通,并且在第二驱动晶体管T10导通的时间段中,驱动电流流过无机发光元件120。Id(n+36)示出了驱动电流的变化。
参考图17c,对于相同的PWM数据电压(+13[V]),Id(n)和Id(n+36)的波形略有不同。然而,因为驱动电流的积分值,即,无机发光元件120的亮度是相同的,所以这没有问题。
在下文中,将描述根据实施例的用于驱动模块化显示面板的方法。
图18是示出了根据实施例的显示装置的配置的示意图。参考图18,显示装置10000可以包括九个显示模块1000-1至1000-9。显示装置10000还可以包括TCON。
如图所示,显示模块1000-1至1000-9可以以矩阵形式组装或布置,以构成一个模块化显示面板。尽管图18示出了显示装置10000包括九个显示模块,但是可以通过组合不同数量的显示模块来实现具有不同尺寸或不同分辨率的显示装置。
显示模块1000-1至1000-9中的每一个的配置和驱动方法可以对应于以上参考图4至图17c提供的描述。如上所述,显示模块1000-1至1000-9中的每一个可以以渐进驱动方式进行驱动。
例如,当在模块化显示面板上显示图像帧时,显示模块1000-1至1000-9中的每一个可以以如图6a所示的驱动方式进行驱动,并且可以如图6b所示地进行驱动。
在如图6a所示的显示模块驱动方法的情况下,因为在一个图像帧时间期间执行一个图像帧的数据设置区段,所以当在模块化显示面板上显示一个图像帧时,应该同时执行每个显示模块的数据设置区段。
如上所述,其中同时执行构成模块化显示面板的每个显示模块的数据设置区段的模块化显示面板驱动方法被称为“同时扫描方法”。
在如图6b所示的显示模块驱动方法的情况下,因为可以在比一个图像帧时间短得多的时间内进行一个图像帧的数据设置区段,所以当在模块化显示面板上显示一个图像帧时,每个显示模块的数据设置区段可以遵循相邻地设置在对应显示模块上方或下方的显示模块的数据设置区段的进展顺序连续地执行。
如上所述,其中构成模块化显示面板的每个显示模块的数据设置区段遵循相邻设置在对应显示模块上方或下方的显示模块的数据设置区段的进展顺序连续进行的模块化显示面板的驱动方法可以被称为“高速连续扫描方法”。这里,“高速”表示以比图6a所示的驱动方法的速度更高的速度执行数据设置区段。
图19a和图19b示出了当分别以同时扫描模式和高速连续扫描方法驱动模块化显示面板时,执行数据设置区段和发射区段的方法。
例如,在图19a和图19b中,在81个显示模块以9×9矩阵形式布置的模块化显示面板中,在相同列线中包括的九个显示模块被示为在四个图像帧时间期间显示三个连续的图像帧。在图19a和图19b中,对于一个图像帧,对每条行线执行一个数据设置区段和四个发射区段。在图19a和图19b中,构成模块化显示面板的每个显示模块的尺寸是12.7英寸,分辨率是550×312,并且扫描速率是240Hz。
由于每个显示模块的分辨率为550×312,所以每个显示模块包括312条行线。因此,9×9模块化显示面板包括2808条行线,并且图16a和图16b的竖直位置轴表示2808条行线。因为每个显示模块的扫描速率是240Hz,所以一个图像帧时间约为4.16ms。因此,参考图19a和图19b的时间轴,可以看出显示模块的驱动方案被示出为四个图像帧时间。
在同时扫描方法的情况下,如上所述,每个显示模块的数据设置区段同时进行。参考图19a,对于一个图像帧,用于九个显示模块中的每一个的第一行线的数据设置区段同时进行,并且用于九个显示模块中的每一个的第二行线的数据设置区段同时进行,并且以这种方式,数据设置区段同时进行直到九个显示模块中的每一个的第312行线。
如上所述,因为发射区段在数据设置区段之后以预定的方法进行(即,多个发射区段中的第一发射区段在时间上与数据设置区段连续,并且发射区段中的每一个以预定的时间间隔进行处理),所以每个显示模块的每个发射区段在同时扫描模式中也同时进行。
当模块化显示面板通过如上所述的同时扫描方法驱动时,对于相同的图像帧,发射区段在彼此相邻的上显示模块和下显示模块的边界处不连续地进行。
更具体地,参考图19a,当从设置在最上面的显示模块到设置在最下面的显示模块的显示模块被称为第一显示模块至第九显示模块时,例如,对于第313行线(第二显示模块的第一行线),在从0到4.16ms的时间期间,针对第一图像帧进行四个发射区段。然而,在第312行线(第一显示模块的最后一行线)的情况下,发射区段在相同时间期间可能甚至不进行一次。对于第312行线,在从4.16ms到8.33ms的时间期间,针对第一图像帧可以进行四个发射区段。然而,在相同时间期间,第313行线进行第二图像帧的四个发射区段。
因此,当移动对象(例如,向左或向右移动的竖直线)以同时扫描的方式显示在模块化显示面板上时,可以在相邻的上显示模块和下显示模块的边界部分处看到图像的失真。
在显示静止图像的情况下,因为重复相同的图像帧,所以在上模块和下模块的边界处看不到失真。在左显示模块和右显示模块彼此相邻(例如,9×9模块化显示面板中的同一行线中包括的9个显示模块)的情况下,每个显示模块的同一行线的发射区段可以同时进行,因此即使显示运动对象也不会产生前述失真现象。
在高速连续扫描方法的情况下,如上所述,可以在每个显示模块中在比一帧时间短得多的时间内执行数据设置区段。因此,根据实施例,可以驱动模块化显示面板,使得在一帧时间期间,通过使用高速连续扫描方法,数据设置区段从设置在最上面的显示模块的第一行线到设置在最下面的显示模块的最后一行线连续进行。
例如,当在9×9模块化显示面板的相同列线中包括的显示模块中从设置在最上面的显示模块到设置在最下面的显示模块的显示模块被称为第一显示模块至第九显示模块时,如图19b所示,数据设置区段可以在一帧时间内从第一行线(第一显示模块的第一行线)到第2808行线(第九显示模块的最后一行线)连续进行。
如上所述,因为发射区段在数据设置区段之后以预定的方法进行(即,多个发射区段中的第一发射区段在时间上与数据设置区段连续,并且发射区段中的每一个以预定的时间间隔进行),所以每个显示模块的每个发射区段也可以从第一行线到第2808行线连续进行。
在以如上所述的高速连续扫描方法驱动模块化显示面板的情况下,与同时扫描方法不同,发射区段甚至在彼此相邻的上显示模块和下显示模块之间的边界处可以连续进行。因此,即使当移动对象(例如,向左或向右移动的竖直线)显示在模块化显示面板上时,在彼此相邻的上显示模块和下显示模块之间的边界处也不会发生图像失真。
在下文中,将参考图20至图21b描述根据实施例的驱动模块化显示面板的方法。
图20是根据实施例的显示装置的框图。
参考图20,显示装置10000可以包括多个显示模块1000-1至1000-n和定时控制器2000。
如图18所示,多个显示模块1000-1至1000-n可以以矩阵形式耦合或组装,以构成一个模块化显示面板。
显示模块1000-1至1000-n中的每一个可以包括显示面板100。这里,显示面板100可以包括像素阵列和分别对应于像素阵列的无机发光元件的子像素电路,在该像素阵列中,由多个无机发光元件构成的像素以多条行线布置。
显示模块1000-1至1000-n中的每一个可以包括栅极驱动器,用于基于由TCON2000提供的各种信号(例如,时钟信号、开始信号(VST)等)按照行线的顺序驱动子像素电路,使得像素阵列的无机发光元件按照行线顺序发光。
图21a是示出了根据实施例的驱动栅极驱动器的方法的框图。参考图21a,栅极驱动器500’可以包括分别对应于行线的单元电路G1至Gn,并且单元电路G1至Gn中的每一个可以接收驱动电压、时钟信号、控制信号和开始信号VST,以输出对应于每条行线的栅极信号S1至Sn。
在该示例中,单元电路可以接收对应于前一行线的单元电路的输出信号作为开始信号。如图所示,G2可以接收G1的输出信号S1作为开始信号,并且G3可以接收G2的输出信号S2作为开始信号。这在Gn之前是相同的。因为对应于第一行线的单元电路G1不具有前一行线,所以可以从TCON 2000单独地向单元电路G1提供开始信号VST。
因此,栅极驱动器500’可以基于由TCON 2000提供的开始信号VST,按照行线的顺序循序地输出栅极信号S1至Sn。
栅极驱动器可以包括扫描驱动器,用于按照行线的顺序向子像素电路提供扫描信号,使得按照行线的顺序对子像素电路设置图像数据电压。如上所述,因为扫描信号包括VST(n)、SP(n)、Vcomp(n)、SCCG(n)、SPWM(n)、Vini(n)和Vini2(n),所以显示模块1000-1至1000-n中的每一个可以包括至少一个扫描驱动器,其用于提供每个扫描信号(VST(n)、SP(n)、Vcomp(n)、SCCG(n)、SPWM(n)、Vini(n)和Vini2(n))。
因此,例如,用于提供VST(n)信号的扫描驱动器可以基于由TCON 2000提供的开始信号按照行线的顺序提供扫描信号VST(n)。用于提供SP(n)信号的扫描驱动器可以基于由TCON 2000提供的开始信号按照行线的顺序提供扫描信号SP(n)。用于提供SCCG(n)信号的扫描驱动器可以基于由TCON 2000提供的开始信号按照行线的顺序提供扫描信号SCCG(n)。用于提供SPWM(n)信号的扫描驱动器可以基于由TCON 2000提供的开始信号按照行线的顺序提供扫描信号SPWM(n)。用于提供Vcomp(n)信号的扫描驱动器可以基于由TCON 2000提供的开始信号按照行线的顺序提供扫描信号Vcomp(n)。用于提供Vini(n)信号的扫描驱动器可以基于由TCON2000提供的开始信号按照行线的顺序提供扫描信号Vini(n)。用于提供Vini2(n)信号的扫描驱动器可以基于由TCON 2000提供的开始信号按照行线的顺序提供扫描信号Vini2(n)。
栅极驱动器可以包括发射驱动器,该发射驱动器按照行线的顺序向子像素电路提供发射信号,使得像素阵列的无机发光元件基于根据扫描信号设置的图像数据电压按照行线的顺序发光。如上所述,因为发射信号包括Emi(n),所以显示模块1000-1至1000-n中的每一个可以包括用于提供发射信号Emi(n)的发射驱动器。
用于提供Emi(n)信号的发射驱动器可以基于由TCON 2000提供的开始信号按照行线的顺序提供发射信号Emi(n)。
TCON 2000控制显示装置10000的整体操作。根据实施例,TCON 2000可以以高速连续扫描方式驱动模块化显示面板。在下文中,为了方便起见,图18中所示的3×3模块化显示面板将作为示例来描述。图21b示出了设置在多个显示模块1000-1至1000-9的第一列线中的显示模块1000-1、1000-4和1000-7。
TCON 2000可以控制显示模块1000-1、1000-4和1000-7中的每一个的驱动器500,使得以矩阵形式布置的多个显示模块1000-1至1000-9中的布置在第一列线中的显示模块1000-1、1000-4和1000-7的无机发光元件从显示模块1000-1的第一行线到显示模块1000-7的最后一行线循序地发光。
如上所述,因为每个显示模块的栅极驱动器500’基于由TCON 2000提供的开始信号VST按照行线的顺序输出栅极信号,所以TCON 2000可以控制提供开始信号的定时,以控制每个显示模块的驱动定时。
参考图21b,TCON 2000可以向第一显示模块1000-1的栅极驱动器500’-1提供第一开始信号VST1,使得布置在第一列线中的显示模块1000-1、1000-4和1000-7中的第一显示模块1000-1的无机发光元件从第一行线到最后一行线循序地发光。
当提供第一开始信号VST1时,第一显示模块1000-1的扫描驱动器和发射驱动器可以按照行线的顺序向在显示面板100-1中包括的子像素电路提供扫描信号和发射信号。
TCON 2000可以向第二显示模块1000-4的栅极驱动器500’-4提供第二开始信号VST2,使得与第一显示模块1000-1的下部相邻设置的第二显示模块1000-4的无机发光元件在第一显示模块1000-1的最后一行线中包括的无机发光元件的发光顺序之后按照行线顺序发光。
TCON 2000可以向第二显示模块1000-4的栅极驱动器500’-4提供第二开始信号VST2,使得在第二显示模块1000-4的第一行线中包括的子像素电路在第一显示模块1000-1的最后一行线中包括的子像素电路的驱动顺序之后被驱动。
当提供第二开始信号VST2时,第二显示模块1000-4的扫描驱动器和发射驱动器可以按照行线的顺序向显示面板100-4中包括的子像素电路按顺序地提供扫描信号和发射信号。
TCON 2000可以向第三显示模块1000-7的栅极驱动器500’-7提供第三开始信号VST3,使得与第二显示模块1000-4的下部相邻设置的第三显示模块1000-7的无机发光元件在第二显示模块1000-4的最后一行中包括的无机发光元件的发光顺序之后按照行线顺序发光。
TCON 2000可以向第三显示模块1000-7的栅极驱动器500’-7提供第三开始信号VST3,使得在第三显示模块1000-7的第一行线中包括的子像素电路在第二显示模块1000-4的最后一行线中包括的子像素电路的驱动顺序之后被驱动。
当提供第三开始信号VST3时,第三显示模块1000-7的扫描驱动器和发射驱动器可以按照行线的顺序向在显示面板100-7中包括的子像素电路提供扫描信号和发射信号。
尽管上面已经描述了设置在第一列线中的显示模块1000-1、1000-4和1000-7的操作,但是设置在第二列线中的显示模块1000-2、1000-5和1000-8或者设置在第三列线中的显示模块1000-3、1000-6和1000-9也是相同的。
如上所述,通过以高速连续扫描方法驱动模块化显示面板,可以从根本上消除在以同时扫描方法驱动面板时在上显示模块和下显示模块之间的边界处的可见图像失真。
虽然在图20中在显示装置10000中包括的多个显示模块1000-1至1000-n由一个定时控制器2000控制,但是实施例不限于此。根据实施例,显示装置10000可以包括用于控制多个显示模块1000-1至1000-n的至少一个定时控制器。
如上所述,根据各种实施例,通过使用有源矩阵(AM)方法以PWM模式驱动无机发光元件,可以防止无机发光元件发射的光的波长随灰度变化的现象发生。此外,可以明显消除由于驱动晶体管之间的阈值电压之间的差异而导致的污点。此外,可以促进颜色校正。在包括一个显示模块或包括多个显示模块的模块化显示面板的显示装置中,可以促进显示面板的污点补偿或颜色校正。通过驱动显示面板使得无机发光元件按照行线的顺序循序地发光,可以降低瞬时峰值功耗。针对显示面板的每个位置不同地生成的驱动电压降的影响可以通过设置数据电压的过程来补偿。当通过组合多个显示模块来配置模块化显示面板时,可以消除在上显示模块和下显示模块的边界处可以发生的图像失真。
本公开的描述仅仅是对本公开的技术思想的说明,并且本公开所属领域的技术人员将认识到在不脱离本公开的本质特性的情况下进行各种修改和变化。例如,尽管子像素电路被实现为PMOS TFT,但是本领域普通技术人员将理解,子像素电路可以使用NMOS TFT或CMOS TFT来实现。
尽管已经具体示出和描述了实施例的各方面,但是将理解,在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下,可以在其中进行形式和细节上的各种改变。
Claims (15)
1.一种显示装置,包括:
模块化显示面板,包括以矩阵形式设置的多个显示模块;以及
定时控制器,
其中,所述多个显示模块中的每一个包括:
显示面板,包括像素以多条行线布置的像素阵列和子像素电路,每个像素由多个无机发光元件组成,所述子像素电路分别对应于所述像素阵列的无机发光元件;以及
驱动器,被配置为基于从所述定时控制器提供的开始信号按照所述多条行线的顺序驱动所述子像素电路,以及
其中,所述定时控制器进一步被配置为:
向所述多个显示模块中的第一显示模块的驱动器提供第一开始信号,以控制所述第一显示模块的无机发光元件从第一行线到最后一行线顺序地发光,以及
向与所述第一显示模块的底部相邻设置的第二显示模块的驱动器提供第二开始信号,以控制所述第二显示模块的无机发光元件在所述第一显示模块的最后一行线中包括的无机发光元件的发射顺序之后顺序地发光。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述驱动器还被配置为:基于所述开始信号,按照所述多条行线的顺序向所述子像素电路提供栅极信号,以按照所述多条行线的顺序驱动所述子像素电路,以及
其中,所述栅极信号包括扫描信号和发射信号,所述扫描信号被配置为向所述子像素电路提供图像数据电压,所述发射信号被配置为基于所述图像数据电压控制所述像素阵列的无机发光元件发光。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其中,相对于一个图像帧,针对所述多条行线中的每条行线,按照数据设置区段和多个发射区段的顺序驱动所述子像素电路,以及
其中,所述驱动器还被配置为:在对应行线的数据设置区段期间向所述对应行线的子像素电路提供所述扫描信号,并且在所述对应行线的多个发射区段的每一个期间向所述对应行线的子像素电路施加所述发射信号。
4.根据权利要求3所述的显示装置,其中,所述多个发射区段中的第一发射区段在时间上与所述数据设置区段相邻,以及
其中,所述多个发射区段彼此具有预设的时间间隔。
5.根据权利要求3所述的显示装置,其中,所述图像数据电压包括恒定电流发生器数据电压和脉宽调制PWM数据电压,以及
其中,所述子像素电路中的每一个包括:
恒定电流发生器电路,包括第一驱动晶体管,并且被配置为基于所述恒定电流发生器数据电压向对应的无机发光元件提供恒定电流;以及
PWM电路,包括第二驱动晶体管,并且被配置为基于所述PWM数据电压来控制向所述对应的无机发光元件提供所述恒定电流的时间。
6.根据权利要求5所述的显示装置,其中,所述恒定电流发生器电路还被配置为:在所述多个发射区段中的每一个中,基于施加到所述第一驱动晶体管的栅极端子的第一电压,向所述对应的无机发光元件提供所述恒定电流,以及
其中,所述第一电压基于所述恒定电流发生器数据电压和所述第一驱动晶体管的阈值电压。
7.根据权利要求6所述的显示装置,其中,所述恒定电流发生器电路包括:
第一晶体管,包括施加有所述恒定电流发生器数据电压的源极端子和连接到所述第一驱动晶体管的源极端子的漏极端子;以及
第二晶体管,包括连接到所述第一驱动晶体管的漏极端子的源极端子和连接到所述第一驱动晶体管的栅极端子的漏极端子,
其中,所述恒定电流发生器电路还被配置为:在所述数据设置区段中,基于在所述第一驱动晶体管导通的同时所述第一晶体管和所述第二晶体管导通,向所述第一驱动晶体管的栅极端子施加电压,所述电压是所述恒定电流发生器数据电压和所述第一驱动晶体管的阈值电压之和。
8.根据权利要求5所述的显示装置,其中,所述PWM电路被配置为:在所述多个发射区段中的每一个中,基于施加到所述第二驱动晶体管的栅极端子的第二电压,控制向所述对应的无机发光元件提供所述恒定电流的时间,以及
其中,所述第二电压基于所述第二驱动晶体管的阈值电压、所述PWM数据电压和在两个电压之间扫描的扫描电压。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述PWM电路包括第一电容器,所述第一电容器具有连接到所述第二驱动晶体管的源极端子的第一端和连接到所述第二驱动晶体管的栅极端子的第二端,
其中,当所述恒定电流发生器数据电压被施加到所述第二驱动晶体管的漏极端子时,所述第二驱动晶体管作为源极跟随器操作,以及
其中,所述第二驱动晶体管的阈值电压是在所述第二驱动晶体管作为所述源极跟随器操作时在所述第二驱动晶体管的源极端子处获得,并且通过所述第一电容器耦合到所述第二驱动晶体管的栅极端子。
10.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述PWM电路包括第二电容器,所述第二电容器具有连接到所述第二驱动晶体管的栅极端子的第一端和施加有所述PWM数据电压和所述扫描电压的第二端,
其中,所述PWM数据电压在所述数据设置区段中被施加到所述第二电容器的第二端,并且基于在所述多个发射区段中的每一个中所述扫描电压被施加到所述第二电容器的第二端,所述PWM数据电压通过所述第二电容器与所述扫描电压一起耦合到所述第二驱动晶体管的栅极端子。
11.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述第二驱动晶体管的漏极端子连接到所述第一驱动晶体管的源极端子,
其中,所述恒定电流发生器电路被配置为:在所述多个发射区段中的每一个中,当驱动电压被施加到所述第一驱动晶体管的源极端子时,向所述对应的无机发光元件提供所述恒定电流,
其中,所述PWM电路被配置为:在所述多个发射区段中的每一个中,在所述第二电压根据所述扫描电压的变化而变化的同时所述第二驱动晶体管导通的时间段期间,将所述驱动电压施加到所述第一驱动晶体管的源极端子,以及
其中,所述第二驱动晶体管导通的所述时间段基于所述PWM数据电压的幅度。
12.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述扫描电压是输入扫描信号的基于所述发射信号选择的一部分,其中,所述输入扫描信号具有从第一电压到第二电压线性且重复变化的电压,以及
其中,所述输入扫描信号被共同施加到所述显示面板的所述子像素电路中的每一个。
13.根据权利要求12所述的显示装置,其中,在所述多个发射区段中的每一个中,所述扫描电压扫描所述第一电压与所述第二电压之间的电压一次,以及
其中,所述扫描电压开始扫描的起始电压根据行线而变化。
14.根据权利要求5所述的显示装置,其中,所述PWM电路被配置为:在所述多个发射区段中的每一个中,基于施加到所述第二驱动晶体管的栅极端子的第三电压,控制向所述对应的无机发光元件提供所述恒定电流的时间,以及
其中,所述第三电压基于补偿了所述第二驱动晶体管的阈值电压的所述PWM数据电压和在两个电压之间扫描的扫描电压。
15.根据权利要求3所述的显示装置,其中,所述子像素电路在所述多个发射区段中的每一个中由第一驱动电压驱动,并且在所述数据设置区段中由与所述第一驱动电压分开的第二驱动电压驱动。
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