CN118015997A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种驱动电路和使用该驱动电路的显示装置。公开了一种使用可变刷新率VRR模式的电致发光显示装置。本公开的目的在于减少在刷新率变化的时间点的亮度差异的出现，从而避免观看者感知到刷新率的变化。

Description

显示装置
本申请是原案申请号为202110912520.X的发明专利申请(申请日：2021年8月10日，发明名称：驱动电路和使用该驱动电路的显示装置)的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种使用可变刷新率(variable refresh rate，VRR)模式的电致发光(electroluminescent)显示装置，其被设计为减少在刷新率改变时亮度差异的出现。
背景技术
可以通过各种驱动频率来驱动使用诸如有机发光二极管的电致发光器件的电致发光显示装置。
近来，作为显示装置所需的各种功能之一，还需要可变刷新率(VRR)。VRR是一种以恒定频率驱动显示装置并在需要高速驱动时通过提高刷新率来激活像素，并且当必须降低功耗或需要低速驱动时通过降低刷新率来驱动像素的技术。
当根据VRR更新数据电压的刷新率改变时，观看者可能不自然地感知到刷新率的改变。因此，需要避免观看者感知到刷新率的改变。
发明内容
本公开涉及一种使用可变刷新率(VRR)模式的电致发光显示装置，本公开的目的在于减少在刷新率变化的时间点的亮度差异的出现，从而避免观看者感知到刷新率的改变。
本公开提供了解决上述问题的手段，具有以下实施方式。
一个实施方式是一种显示装置，该显示装置包括：像素，像素包括电致发光器件，电致发光器件包括像素电极和阴极电极，并且像素还包括被配置为驱动电致发光器件的像素电路；以及驱动器，驱动器被配置为生成用于驱动像素电路的信号。通过刷新帧时段和保持帧时段来驱动像素。像素电路包括：驱动晶体管，驱动晶体管具有源极、漏极和栅极，并且向电致发光器件提供驱动电流；补偿晶体管，补偿晶体管被配置为根据从驱动器提供的第一扫描信号连接驱动晶体管的漏极和栅极；第一偏置晶体管，第一偏置晶体管被配置为根据从驱动器提供的第二扫描信号向驱动晶体管的漏极施加第一偏置电压；以及第二偏置晶体管，第二偏置晶体管被配置为根据从驱动器提供的第二扫描信号向电致发光器件的像素电极施加第二偏置电压。第一偏置电压具有第一电压和高于第一电压的第二电压。当补偿晶体管执行截止操作时，第二电压被施加到驱动晶体管的漏极，并且第一偏置晶体管和第二偏置晶体管执行导通操作。在从第一刷新率切换到刷新率低于第一刷新率的第二刷新率之前和之后，动态地控制第一偏置电压的第二电压或第二偏置电压。
另一实施方式是一种显示装置，该显示装置包括：电致发光器件；驱动晶体管，驱动晶体管被配置为向电致发光器件提供驱动电流；以及驱动驱动器，驱动驱动器在从第一刷新率切换到第二刷新率之前和之后动态地控制第一偏置电压和第二偏置电压。第一偏置电压被施加到驱动晶体管，并且第二偏置电压被施加到电致发光器件。
此外，又一实施方式是用于驱动连接到包括像素电极和阴极电极的电致发光器件的像素电路的显示驱动驱动器。显示驱动驱动器被配置为以能够在第一刷新率和低于第一刷新率的第二刷新率之间切换的方式生成用于驱动像素电路的信号。通过刷新帧时段和保持帧时段驱动像素。像素电路包括：驱动晶体管，驱动晶体管具有源极、漏极和栅极，并且向电致发光器件提供驱动电流；补偿晶体管，补偿晶体管被配置为根据从驱动器提供的第一扫描信号连接驱动晶体管的漏极和栅极；第一偏置晶体管，第一偏置晶体管被配置为根据从驱动器提供的第二扫描信号向驱动晶体管的漏极施加第一偏置电压；以及第二偏置晶体管，第二偏置晶体管被配置为根据从驱动器提供的第二扫描信号向电致发光器件的像素电极施加第二偏置电压。在导通偏置应力阶段，第一偏置电压具有第一电压和高于第一电压的第二电压。在导通偏置应力阶段，补偿晶体管执行截止操作，并且第一偏置晶体管和第二偏置晶体管执行导通操作。在从第一刷新率切换到第二刷新率之前和之后，动态地控制第一偏置电压的第二电压或第二偏置电压。
又一实施方式是一种显示驱动驱动器。一个帧被分为其中写入数据电压的刷新区间和其中保持在刷新区间中写入的数据电压的保持区间。在从第一刷新率切换到第二刷新率之前和之后，帧动态地控制第一偏置电压和第二偏置电压。第一偏置电压被施加到驱动晶体管的漏极。第二偏置电压被施加到电致发光器件的像素电极。
在切换到第二刷新率之后的第一刷新帧时段中，第一偏置电压的第二电压被控制为升高了第一电平的电压。
在切换到第二刷新率之后的第一刷新帧时段之后的刷新帧时段中，第一偏置电压的第二电压被控制为升高了第二电平的电压，第二电平比第一电平低。
在切换到第二刷新率之后的第一刷新帧时段中，第二偏置电压被控制为降低了第一电平的电压。
在切换到第二刷新率之后的保持帧时段中，第一偏置电压的第二电压被控制为降低了第一电平的电压。
在切换到第二刷新率之后的保持帧时段中，第二偏置电压被控制为升高了第一电平的电压。
在紧接在切换到第二刷新率之前的保持帧时段中，第二偏置电压被控制为升高了第一电平的电压。
在切换到第二刷新率之后，第一偏置电压的第二电压在刷新帧时段中被控制为升高了第一电平的电压，并且在保持帧时段中被控制为降低了第一电平的电压。
在紧接在切换到第二刷新率之前的保持帧时段中，第一偏置电压的第二电压被控制为升高了第一电平的电压。
附图说明
包括附图是为了提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是示意性示出根据本发明的实施方式的电致发光显示装置的框图；
图2A至图2C是根据本发明的实施方式的电致发光显示装置的像素电路的电路图；
图3A至图3K是用于描述图2A至图2C所示的显示装置的像素电路中的刷新帧和电致发光器件的驱动的图；
图4A至图4C是用于描述图2A至图2C所示的显示装置的像素电路中的保持帧的像素电路和电致发光器件的驱动的图；
图5是用于描述在使用VRR模式时在将刷新率从60Hz切换到1Hz时出现亮度差异的问题的图；
图6是用于描述亮度偏差补偿驱动的第一方法的图；
图7是用于描述亮度偏差补偿驱动的第二方法的图；
图8是用于描述亮度偏差补偿驱动的第三方法的图；以及
图9是用于描述亮度偏差补偿驱动的第四方法的图。
具体实施方式
通过参考以下描述的详细实施方式以及附图，用于实现本发明的特征、优点和方法将更加明显。然而，本发明不限于以下将公开的实施方式，而是以不同和各种形式实现。实施方式实现对本发明的完整公开并且仅被提供用于使本领域技术人员充分理解本发明的范围。本发明仅由所附权利要求的范围限定。贯穿本公开，相同附图标记对应于相同的元件。
一个组件被称为“连接到”或“联接到”另一组件的情况包括一个组件直接连接或联接到另一组件的情况和又一组件插置在它们之间的情况。此外，一个组件被称为“直接连接到”或“直接联接到”另一组件的情况表示在它们之间没有插置另外的一组件。术语“和/或”包括每个提及的项及其一个或更多个所有组合。
本说明书中使用的术语仅用于描述本发明的特定实施方式，并不旨在进行限制。在本说明书中，如果没有特别说明，单数形式的表达包括其复数形式的表达。说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”旨在指明说明书中提到的特征、数量、步骤、操作、组件、部件或其任意组合，并且不旨在排除存在或添加至少一个特征、数量、步骤、操作、组件、部件或其任意组合。
尽管诸如第一和第二等的术语可以用于描述各种组件，但组件不限于上述术语。这些术语仅用于区分一个组件和其它组件。
因此，在本发明精神内，下面描述的第一组件可以是第二组件。除非另有定义，否则本文所用的包括技术和科学术语的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。此外，只要在本申请中没有明确和具体地定义，就不应理想地或过度地解释字典中定义的常用术语。
本说明书中使用的术语“模块”或“部件”可以意指软件组件或诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)的硬件组件。“部件”或“模块”执行特定功能。然而，“部件”或“模块”并不意味着限于软件或硬件。“部件”或“模块”可以被配置为放置在可寻址储存介质中或恢复一个或更多个处理器。因此，例如，“部件”或“模块”可以包括诸如软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件的组件，并且可以包括进程、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动器、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。设置在“部件”或“模块”中的组件和功能可以以更少数量的组件和“部件”或“模块”组合，或者可以被进一步划分为另外的组件和“部件”或“模块”。
相对于本公开的一些实施方式所描述的方法或算法步骤可以直接由处理器执行的软件模块和硬件来实现，或者可以通过它们的组合直接实现。软件模块可以存在于RAM、闪存存储器、ROM、EPROM、EEPROM、电阻器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域技术人员已知的任何其它类型的记录介质上。示例性记录介质联接到处理器并且处理器可以从记录介质读取信息并且可以将信息记录在储存介质中。在另一方式中，记录介质可以与处理器一体形成。处理器和记录介质可以存在于专用集成电路(ASIC)内。ASIC可以存在于用户的终端内。
图1是示意性示出根据本发明的实施方式的电致发光显示装置的框图。
参照图1，电致发光显示装置100包括包含多个像素的显示面板110、向多个像素中的每一个提供选通信号的选通驱动器130、向多个像素中的每一个提供数据信号的数据驱动器140、向多个像素中的每一个提供发光信号的发光信号发生器150以及定时控制器120。
定时控制器120针对显示面板110的尺寸和分辨率适当地处理从外部输入的图像数据RGB，并将其提供给数据驱动器140。定时控制器120通过使用从外部输入的同步信号SYNC(例如，点时钟信号CLK、数据使能信号DE、水平同步信号Hsync和垂直同步信号Vsync)生成多个选通控制信号GCS、多个数据控制信号DCS和多个发光控制信号ECS。通过将所生成的多个选通控制信号GCS、数据控制信号DCS和发光控制信号ECS分别提供给选通驱动器130、数据驱动器140和发光信号发生器150，定时控制器120控制选通驱动器130、数据驱动器140和发光信号发生器150。
根据所安装的装置，定时控制器120可以联接到各种处理器(例如，微处理器、移动处理器、应用处理器等)。
定时控制器120生成信号以使得像素可以以各种刷新率被驱动。也就是说，定时控制器120生成与驱动相关的信号，以使得像素以可变刷新率VRR模式被驱动或被驱动为可在第一刷新率和第二刷新率之间切换。例如，定时控制器120简单地改变时钟信号的速度，生成同步信号以生成水平消隐(blank)或垂直消隐，或以掩蔽方法(mask method)驱动选通驱动器130，从而以各种刷新率驱动像素。
此外，定时控制器120生成用于以第一刷新率驱动像素驱动电路的各种信号。特别地，当以第一刷新率驱动像素驱动电路时，定时控制器120生成发光控制信号ECS以使发光信号发生器150生成具有第一占空比(duty ratio)的发光信号EM。然后，定时控制器120进行操作以以第二刷新率驱动像素驱动电路，并且为此生成用于以第二刷新率驱动的各种信号。特别地，当以第二刷新率驱动像素驱动电路时，发光信号发生器150生成发光控制信号ECS以使发光信号发生器150生成具有不同于第一占空比的第二占空比的发光信号EM。
选通驱动器130根据从定时控制器120提供的选通控制信号GCS向选通线GL提供扫描信号SC。在图1中，选通驱动器130被示为与显示面板110的一侧分开布置。然而，选通驱动器130的数量和布置位置不限于此。也就是说，选通驱动器130可以以面板内栅极(GIP)方法设置在显示面板110的一侧或两侧。
数据驱动器140根据从定时控制器120提供的数据控制信号DCS将图像数据RGB转换为数据电压Vdata，并且通过数据线DL将经转换的数据电压Vdata提供给像素。
在显示面板110中，多条选通线GL、多条发光线EL和多条数据线DL彼此交叉，并且多个像素中的每一个连接到选通线GL、发光线EL和数据线DL。具体地，一个像素通过选通线GL从选通驱动器130接收选通信号，通过数据线DL从数据驱动器140接收数据信号，并且通过发光线EL接收发光信号EM，并且通过电源线接收各种电力。这里，选通线GL提供扫描信号SC，发光线EL提供发光信号EM，并且数据线DL提供数据电压Vdata。然而，根据各种实施方式，选通线GL可以包括多条扫描信号线，并且数据线DL还可以包括多条电源线VL。此外，发光线EL还可以包括多条发光信号线。此外，一个像素接收高电位电压ELVDD和低电位电压ELVSS。此外，一个像素可以通过多条电源线VL接收第一偏置电压V1和第二偏置电压V2。
此外，每个像素包括电致发光器件和控制电致发光器件的驱动的像素驱动电路。这里，电致发光器件包括阳极、阴极和阳极与阴极之间的有机发光层。像素驱动电路包括多个开关元件、驱动开关元件和电容器。这里，开关元件可以由TFT构成。在像素驱动电路中，驱动TFT根据参考电压和充入电容器的数据电压之间的差来控制提供给电致发光器件的电流量，并且控制电致发光器件的发光量。此外，多个开关TFT接收通过选通线GL提供的扫描信号SC和通过发光线EL提供的发光信号EM，并且将数据电压Vdata充入电容器中。
根据本发明的实施方式的电致发光显示装置100包括用于驱动包括多个像素的显示面板110的选通驱动器130、数据驱动器140和发光信号发生器150，以及用于控制它们的定时控制器120。这里，发光信号发生器150被配置为能够控制发光信号EM的占空比。例如，发光信号发生器150可以包括用于控制发光信号EM的占空比的移位寄存器、锁存器等。发光信号发生器150可以被配置为根据由定时控制器120生成的发光控制信号ECS，当以第一刷新率驱动像素驱动电路时，生成具有第一占空比的发光信号并将其提供给像素驱动电路，并且可以被配置为当以第二刷新率驱动像素驱动电路时，生成具有不同于第一占空比的第二占空比的发光信号并将其提供给像素驱动电路。
图2A至图2C是根据本发明的实施方式的电致发光显示装置的像素电路的电路图。
图2A至图2C说明性地示出了像素驱动电路以进行描述，并且只要像素驱动电路具有被提供有发光信号EM并且能够控制电致发光器件ELD的发光的结构就没有限制。例如，像素驱动电路可以包括附加扫描信号、连接到扫描信号的开关TFT和被施加有附加初始化电压的开关TFT。此外，开关元件之间的连接关系或电容器的连接位置可以被不同地布置。也就是说，由于根据发光信号EM的占空比的改变来控制电致发光器件ELD的发光，所以只要能够根据刷新率控制发光，可以使用具有各种结构的像素驱动电路。例如，可以使用诸如3T1C、4T1C、6T1C、7T1C和7T2C的各种像素驱动电路等。在下文中，为了便于说明，对具有图2A至图2C的7T1C的像素驱动电路的电致发光显示装置进行描述。
参照图2A，多个像素P中的每一个可以包括具有驱动晶体管DT的像素电路PC，以及连接到像素电路PC的电致发光器件ELD。
像素电路PC可以通过控制流过电致发光器件ELD的驱动电流Id来驱动电致发光器件ELD。像素电路PC可以包括驱动晶体管DT、第一晶体管T1至第六晶体管T6以及储存电容器Cst。晶体管DT和T1至T6中的每一个可以包括第一电极、第二电极和栅极。第一电极和第二电极中的一个可以是源极，并且第一电极和第二电极中的另一个可以是漏极。
晶体管DT和T1至T6中的每一个可以是PMOS晶体管或NMOS晶体管。在图2A和图2B的实施方式中，第一晶体管T1为NMOS晶体管，并且其它晶体管DT和T2至T6为PMOS晶体管。此外，在图2C的实施方式中，第一晶体管T1也由PMOS晶体管构成。
在下文中，以第一晶体管Tl为NMOS晶体管，并且其它晶体管DT、T2至T6为PMOS晶体管的情况为例进行描述。因此，第一晶体管T1通过施加有高电压而导通，并且其它晶体管DT和T2至T6通过施加有低电压而导通。
根据一个示例，构成像素电路PC的第一晶体管T1可以用作补偿晶体管，第二晶体管T2可以用作数据提供晶体管，第三晶体管T3和第四晶体管T4可以用作发光控制晶体管，并且第五晶体管T5和第六晶体管T6可以用作偏置晶体管。
电致发光器件ELD可以包括像素电极(或阳极电极)和阴极电极。电致发光器件ELD的像素电极可以连接到第五节点N5，并且阴极电极可以连接到第二电源电压ELVSS。
驱动晶体管DT可以包括连接到第二节点N2的第一电极、连接到第三节点N3的第二电极和连接到第一节点N1的栅极。驱动晶体管DT可以基于第一节点N1的电压(或存储在稍后描述的电容器Cst中的数据电压)向电致发光器件ELD提供驱动电流Id。
第一晶体管T1可以包括连接到第一节点N1的第一电极、连接到第三节点N3的第二电极和接收第一扫描信号SC1的栅极。第一晶体管T1可以响应于第一扫描信号SC1而导通并且可以将数据信号Vdata发送到第一节点N1。第一晶体管T1二极管连接(diode-connect)在第一节点N1和第三节点N3之间，从而对驱动晶体管DT的阈值电压Vth进行采样。第一晶体管T1可以是补偿晶体管。
电容器Cst可以连接或形成在第一节点N1和第四节点N4之间。电容器Cst可以存储或保持所提供的数据信号Vdata。
第二晶体管T2可以包括连接到数据线DL(或接收数据信号Vdata)的第一电极、连接到第二节点N2的第二电极以及接收第三扫描信号SC3的栅极。第二晶体管T2可以响应于第三扫描信号SC3而导通并且可以将数据信号Vdata发送到第二节点N2。第二晶体管T2可以是数据提供晶体管。
第三晶体管T3和第四晶体管T4(或第一发光控制晶体管和第二发光控制晶体管)可以连接在第一电源电压ELVDD和电致发光器件ELD之间，并且可以形成由驱动晶体管DT生成的驱动电流Id移动通过的电流移动路径。
第三晶体管T3可以包括连接到第四节点N4并接收第一电源电压ELVDD的第一电极、连接到第二节点N2的第二电极以及接收发光信号EM的栅极。
类似地，第四晶体管T4可以包括连接到第三节点N3的第一电极、连接到第五节点N5(或电致发光器件ELD的像素电极)的第二电极以及接收发光信号EM的栅极。
第三晶体管T3和第四晶体管T4响应于发光信号EM而导通。在这种情况下，驱动电流Id被提供给电致发光器件ELD，并且电致发光器件ELD可以发出具有与驱动电流Id相对应的亮度的光。
第五晶体管T5包括连接到第三节点N3的第一电极、接收第一偏置电压V1的第二电极和接收第二扫描信号SC2的栅极。
第六晶体管T6可以包括连接到第五节点N5的第一电极、接收第二偏置电压V2的第二电极和接收第二扫描信号SC2的栅极。在图2A中，第五晶体管T5和第六晶体管T6的栅极被配置为共同接收第二扫描信号SC2。然而，本发明不必限制于此，如图2B和图2C所示，第五晶体管T5和第六晶体管T6的栅极可以被配置为分别接收单独的扫描信号并且被独立地控制。
第六晶体管T6可以包括连接到第五节点N5的第一电极、连接到第二偏置电压V2的第二电极和接收第二扫描信号SC2的栅极。在电致发光器件ELD发光之前(或在电致发光器件ELD发光之后)，第六晶体管T6可以响应于第二扫描信号SC2而导通并且可以通过使用第二偏置电压V2来初始化电致发光器件ELD的像素电极(或阳极电极)。电致发光器件ELD可以具有形成在像素电极和阴极电极之间的寄生电容器。此外，当电致发光器件ELD发光时，寄生电容器被充电，以使得电致发光器件ELD的像素电极可以具有特定电压。因此，通过经由第六晶体管T6向电致发光器件ELD的像素电极施加第二偏置电压V2，可以初始化电致发光器件ELD中累积的电荷量。
本公开涉及使用可变刷新率(VRR)模式的电致发光显示装置。VRR是一种以恒定频率驱动显示装置并且当需要高速驱动时通过增大更新数据电压Vdata的刷新率来激活像素，并且当必须降低功耗或需要低速驱动时通过减小刷新率来驱动像素的技术。
可以在一秒内通过刷新帧和保持帧的组合来驱动多个像素P中的每一个。在本说明书中，一个集(one set)被定义为其中更新数据电压Vdata的刷新帧进行重复。此外，一个集时段(one set period)是其中更新数据电压Vdata的刷新帧进行重复的周期。
当以120Hz的刷新率驱动显示装置时，显示装置可以仅由刷新帧驱动。也就是说，刷新帧可以在一秒内被驱动120次。一个刷新帧时段为1/120＝8.33ms，并且一个集时段也是8.33ms。
当以60Hz的刷新率驱动显示装置时，可以交替地驱动刷新帧和保持帧。也就是说，刷新帧和保持帧可以在一秒内被交替驱动60次。一个刷新帧时段和一个保持帧时段分别为0.5/60＝8.33ms，并且一个集时段为16.66ms。
当以1Hz的刷新率驱动显示装置时，一秒可以以一个刷新帧并且以该一个刷新帧之后的119个保持帧进行驱动。一个刷新帧时段和一个保持帧时段分别为1/120＝8.33ms，并且一个集时段为1s。
图3A至图3K是用于描述在图2A至图2C所示的显示装置的像素电路中刷新帧的像素电路和电致发光器件的驱动的图。
图4A至图4C是用于描述在图2A至图2C所示的显示装置的像素电路中保持帧的像素电路和电致发光器件的驱动的图。
此外，在刷新帧中，新的数据信号Vdata被充电并且被施加到驱动晶体管DT的栅极，在保持帧中，先前帧的数据信号Vdata被保持和使用。此外，因为省略了将新的数据信号Vdata施加到驱动晶体管DT的栅极的过程，所以保持帧也被称为跳过帧。
在刷新时段期间，多个像素P中的每一个可以初始化被充电或保留在像素电路PC中的电压。具体地，多个像素P中的每一个可以在刷新帧中去除在先前帧中存储的驱动电压VDD和数据电压Vdata的影响。因此，多个像素P中的每一个可以在保持时段中显示与新数据电压Vdata相对应的图像。
在保持帧时段期间，多个像素P中的每一个可以通过向电致发光器件ELD提供与数据电压Vdata相对应的驱动电流Id来显示图像，并且可以保持电致发光器件ELD的导通状态。
首先，将参照图3A至图3K描述刷新帧的像素电路和电致发光器件的驱动。刷新帧可以包括至少一个偏置区间、初始化区间、采样区间和发光区间。然而，这只是一个实施方式，并且不一定限于这个顺序。
图3A至3C示出了第一偏置区间。
在图3A中，示出了第一偏置电压V1从第一电压变为第二电压的区间。发光信号EM的状态为高电压，并且第三晶体管T3和第四晶体管T4截止。第一电压被表示为V1_L，并且第二电压被表示为V1_H。V1_H高于V1_L，并且优选地，V1_H高于数据电压Vdata。第一扫描信号SC1为低电压并且第一晶体管T1截止。第二扫描信号SC2和第三扫描信号SC3为高电压，并且第二晶体管T2、第五晶体管T5和第六晶体管T6截止。驱动晶体管DT的连接到第一节点N1的栅极的电压为Vdata(n-1)-|Vth|，即，先前帧n-1的数据电压Vdata(n-1)与驱动晶体管DT的阈值电压Vth之间的差。
在图3B中，第二扫描信号SC2的状态为低电压，并且第五晶体管T5和第六晶体管T6导通。由于第五晶体管T5导通，第一偏置电压V1(V1_H)被施加到驱动晶体管DT的连接到第二节点N2的第一电极。驱动晶体管DT的连接到第二节点N2的第一电极的电压增大到电压V1_H。驱动晶体管DT可以是PMOS晶体管，并且在这种情况下，第一电极可以是源极。这里，驱动晶体管DT的栅极和源极之间的电压Vgs为
Vgs＝Vdata(n-1)-|Vth|-V1_H。
这里，第一偏置电压V1＝V1_H被提供给第三节点N3(即，驱动晶体管DT的漏极)，以使得可以在发光区间中减少作为电致发光器件ELD的阳极电极的第五节点N5的电压的充电时间或充电延迟。驱动晶体管DT保持更强的饱和。例如，由于第一偏置电压V1＝V1_H增大，作为驱动晶体管DT的漏极的第三节点N3的电压可以增大并且驱动晶体管DT的栅源电压或漏源电压可以减小。因此，优选地，第一偏置电压V1_H至少比数据电压Vdata高。这里，可以减小通过驱动晶体管DT的漏源电流Id的大小，并且在正偏置应力的情况下减小驱动晶体管DT的应力，从而消除第三节点N3的电压的充电延迟。换句话说，在驱动晶体管DT的阈值电压Vth被采样之前，驱动晶体管DT的Vgs被偏置到Vdata，从而可以减小驱动晶体管DT的滞后(hysteresis)。因此，导通偏置应力(on-bias stress)可以被定义为在非发光期间直接向驱动晶体管DT施加合适的偏置电压(例如，V1＝V1_H)的操作。
此外，由于第六晶体管T6在第一偏置区间中导通，电致发光器件ELD的连接到第五节点N5的像素电极(或阳极电极)被初始化为第二偏置电压V2。然而，第五晶体管T5和第六晶体管T6的栅极可以被配置为分别接收单独的扫描信号并且被独立地控制。也就是说，不一定需要在第一偏置区间中同时向驱动晶体管DT的源极和电致发光器件ELD的像素电极施加偏置电压。
在图3C中，输入高的第二扫描信号SC2，并且第一偏置电压V1从V1_H变为V1_L。由于输入高的第二扫描信号SC2，第五晶体管T5和第六晶体管T6截止。
图3D示出了初始化区间。在初始化区间，驱动晶体管DT的栅极的电压被初始化。
在图3D中，第一扫描信号SC1呈现高电压，并且第一晶体管T1导通。第二扫描信号SC2呈现低电压，并且第五晶体管T5和第六晶体管T6导通。由于第一晶体管T1和第五晶体管T5导通，驱动晶体管DT的连接到第一节点N1的栅极的电压被初始化为电压V1_L。此外，由于第六晶体管T6导通，电致发光器件ELD的像素电极(或阳极电极)被初始化为第二偏置电压V2。然而，如上所述，第五六晶体管T5和第六晶体管T6的栅极可以被配置为分别接收单独的扫描信号并且被独立地控制。也就是说，不一定需要在初始化区间中同时向驱动晶体管DT的栅极和电致发光器件ELD的像素电极施加偏置电压。
图3E至图3G示出了采样区间。在采样区间中，驱动晶体管DT的数据电压和阈值电压Vth被采样并存储在第一节点N1中。
在图3E中，输入高的第二扫描信号SC2，并且第五晶体管T5和第六晶体管T6截止。第一晶体管T1保持导通状态。
在图3F中，输入低的第三扫描信号SC3，并且第二晶体管T2导通。由于第二晶体管T2导通，当前帧n的电压Vdata(n)被施加到驱动晶体管DT的连接到第二节点N2的源极。此外，第一晶体管T1保持导通状态。由于在第一晶体管T1导通的状态下驱动晶体管DT二极管连接，所以驱动晶体管DT的连接到第一节点N1的栅极的电压为Vdata(n)-|Vth|。也就是说，第一晶体管T1二极管连接在第一节点N1和第三节点N3之间，从而对驱动晶体管DT的阈值电压Vth进行采样。
图3G中，输入高的第三扫描信号SC3，并且第二晶体管T2截止。
图3H至图3J示出了第二偏置区间。
由于第二偏置区间中的驱动波形与第一偏置区间中的驱动波形相同，因此将省略其详细描述。
在图3H中，第一偏置电压V1从V1_L变为V1_H。
在图3I中，由于第五晶体管T5导通，驱动晶体管DT的连接到第二节点N2的第一电极的电压增大到电压V1_H。这里，驱动晶体管DT的栅极和源极之间的电压Vgs为Vgs＝Vdata(n)-|Vth|-V1_H。也就是说，驱动晶体管DT保持更强的饱和。此外，由于第六晶体管T6导通，电致发光器件ELD的像素电极(或阳极电极)被初始化为第二偏置电压V2。驱动晶体管DT的连接到第一节点N1的栅极的电压维持Vdata(n)-|Vth|。
在图3J中，输入高的第二扫描信号SC2，并且第一偏置电压V1从V1_H变为V1_L。由于输入高的第二扫描信号SC2，第五晶体管T5和第六晶体管T6截止。驱动晶体管DT的连接到第一节点N1的栅极的电压维持Vdata(n)-|Vth|。
图3K示出了发光区间。在发光区间中，所采样的阈值电压Vth被抵消，并且使得电致发光器件ELD利用与所采样的数据电压相对应的驱动电流发光。
在图3K中，发光信号EM的状态为低电压，并且第三晶体管T3和第四晶体管T4导通。
由于第三晶体管T3导通，连接到第四节点N4的第一电源电压ELVDD通过第三晶体管T3施加到驱动晶体管DT的连接到第二节点N2的源极。由驱动晶体管DT经由第四晶体管T4提供给电致发光器件ELD的驱动电流Id变为与驱动晶体管DT的阈值电压Vth的值无关，以使得驱动晶体管DT的阈值电压Vth被补偿。
接下来，将参照图4A至图4C描述保持帧的像素电路和电致发光器件的驱动。保持帧可以包括至少一个偏置区间和发光区间。
如上所述，刷新帧和保持帧的不同之处在于，在刷新帧中，新的数据信号Vdata被充入并且被施加到驱动晶体管DT的栅极，而在保持帧中，保持并使用先前帧的数据信号Vdata。
图4A和图4B示出了第一偏置区间和第二偏置区间，并且图4C示出了发光区间。
在保持帧的操作中，甚至一个偏置时段可能就足够了。然而，在该实施方式中，为了驱动电路的方便，第二扫描信号SC2的驱动方式与刷新帧的第二扫描信号SC2的驱动方式相同，因此存在两个偏置区间。
参照图3A至图3K描述的刷新帧中的驱动信号和图4A至图4C中的保持帧中的驱动信号由于第一扫描信号SC1和第三扫描信号SC3而不同。保持帧中不需要初始化区间和采样区间。因此，不同于刷新帧，第一扫描信号SC1总是处于低状态，并且第三扫描信号SC3总是处于高状态。也就是说，第一晶体管T1和第二晶体管T2始终截止。
图5是用于描述在使用VRR模式时在将刷新率从60Hz切换到1Hz时出现亮度差异的问题的图。
图5的(a)部分示出了刷新率为60Hz的情况，并且图5的(b)部分示出了刷新率为1Hz的情况。每种情况的刷新帧时段和保持帧时段分别为1/120秒(＝8.33ms)。当以60Hz的刷新率驱动显示装置时，一个集时段为1/60秒(＝16.66ms)，并且当以1Hz的刷新率驱动显示装置时，一个集时段为1秒(＝1s)。
如图5的部分(a)所示，当以60Hz的刷新率驱动像素时，可以交替驱动刷新帧和保持帧。因此，在保持帧中施加的偏置电压可以通过刷新帧的初始化区间被重置而不被累积。
然而，如图5的部分(b)所示，当以1Hz的刷新率驱动显示装置时，刷新帧连续地由保持帧跟随。因此，在保持帧中施加的偏置电压被累积为驱动晶体管DT的应力电压。随着偏置电压施加到驱动晶体管DT的次数增加，驱动晶体管DT的电荷增加，并且于是驱动晶体管DT饱和。也就是说，当以60Hz和1Hz驱动像素时，驱动晶体管DT的特性改变，导致亮度差异。
驱动晶体管DT在以60Hz驱动和以1Hz驱动之间的特性差异是由一个集内的偏置应力的量的差异引起的。也就是说，当以60Hz刷新率驱动显示装置时，一个集中存在一个保持帧，因此偏置应力为一倍，当以1Hz刷新率驱动显示装置时，一个集中存在119个保持帧，因此偏置应力为119倍。因此，出现偏应力的量的差异。结果，驱动晶体管DT的特性改变并且出现亮度差异。换句话说，当通过将刷新率从高刷新率(例如，60Hz)改变为低刷新率(例如，1Hz)来驱动显示装置时，驱动晶体管DT的偏置应力的量出现差异，并且这会导致驱动晶体管DT的特性的改变，从而减小驱动电流Id的大小。结果，当通过将刷新率从高刷新率改变为低刷新率来驱动显示装置时，电致发光器件ELD的亮度由于驱动电流Id的减小而减小。在刷新率改变的时间点，这将被观看者感知为闪烁。
在本公开提供的显示装置中，可以以第一刷新率驱动像素电路。并且可以通过从第一刷新率切换到刷新率低于第一刷新率的第二刷新率来驱动像素电路。
在下文中，描述了通过在刷新率改变之前和之后控制第一偏置电压的第二电压V1_H或第二偏置电压V2来防止亮度差异的方法。
<第一实施方式>
图6是用于描述亮度偏差补偿驱动的第一方法的图。
例如，第一刷新率RR1可以是60Hz，并且第二刷新率RR2可以是1Hz。在第一刷新率RR1区间中，第一刷新率RR1的标志值可以具有值1，并且第二刷新率RR2的标志值可以具有值0。此外，在第二刷新率RR2区间中，第一刷新率RR1的标志值可以具有值0，并且第二刷新率RR2的标志值可以具有值1。
在切换到第二刷新率RR2之后的第一刷新帧时段(1SET的帧R0)中，第一偏置电压V1的第二电压V1_H可以被调整为比参考电压Ref高出第一电平的电压。例如，第一电平可以是参考电压Ref的5％的值，并且不限于此。
在切换到第二刷新率RR2之后的第一刷新帧时段(1SET的帧R0)中调整第一偏置电压V1的第二电压V1_H是为了补偿该区间中的亮度变化。当第一偏置电压V1的第二电压V1_H增加时，驱动晶体管DT的沟道电压变为高于栅极的电压，从而增大驱动电流Id。结果，由于电致发光器件ELD的亮度被增大和补偿，当通过将刷新率从高刷新率改变为低刷新率来驱动像素时，可以解决在刷新率改变的时间点出现闪烁的问题。
在切换到第二刷新率RR2之后的第一刷新帧时段之后的刷新帧时段(2SET的帧R0)中，第一偏置电压V1的第二电压V1_H可以被调整为比参考电压Ref高出第二电平的电压。例如，第二电平可以是参考电压Ref的3％的值，并且不限于此。驱动晶体管DT在紧接在切换到第二刷新率RR2之后的特性改变最大，并且驱动电流Id的减少量也最大。因此，在第一刷新帧时段之后的刷新帧时段中，需要使电致发光器件ELD的亮度补偿更小。因此，优选地，第二电平低于第一电平。
在切换到第二刷新率RR2之后的第一刷新帧时段中，第二偏置电压V2可以被调整为降低了第一电平的电压。例如，第一电平可以是参考电压Ref的5％的值，并且不限于此。第二偏置电压V2初始化电致发光器件ELD的像素电极。由于通过减小初始化电压来减小电致发光器件ELD的最终亮度，所以可以防止刷新帧和保持帧之间的亮度偏差。
<第二实施方式>
图7是用于描述亮度偏差补偿驱动的第二方法的图。
上面已经描述了在以第一刷新率驱动和以第二刷新率驱动之间出现驱动晶体管DT的特性差异。驱动晶体管DT的特性差异是由一个集内的偏置应力的量的差异引起的。第二实施方式提供了一种用于去除作为驱动晶体管DT特性差异的原因的偏置应力的量的偏差的方法。
为了减小以第二刷新率驱动时的偏置应力的量，需要在保持帧时段期间减小第一偏置电压V1的第二电压V1_H。具体地，在切换到第二刷新率RR2后的整个保持帧时段内，将第一偏置电压V1的第二电压V1_H调整为降低了第一电平的电压，从而可以去除偏应力的量的偏差。例如，第一电平可以是参考电压Ref的5％的值，并且不限于此。
此外，由于第一偏置电压V1的第二电压V1_H在保持帧时段中被减小，所以在刷新帧和保持帧之间可能出现亮度偏差。因此，为了去除刷新帧和保持帧之间的亮度偏差，需要在保持帧时段期间通过升高第二偏置电压V2来校正亮度。具体地，在切换到第二刷新率RR2之后的整个保持帧时段中，第二偏置电压V2被调整为升高了第一电平的电压。此外，在紧接在切换到第二刷新率RR2之前的保持帧时段H1中，第二偏置电压V2被调整为升高了第一电平的电压。例如，第一电平可以是参考电压Ref的5％的值，并且不限于此。
<第三实施方式>
图8是用于描述亮度偏差补偿驱动的第三方法的图。
不同于第一实施方式和第二实施方式，第三实施方式的特征在于不调整第二偏置电压V2，并且仅调整和驱动第一偏置电压V1的第二电压V1_H。
首先，为了减小以第二刷新率驱动时的偏置应力的量，在保持帧时段中减小第一偏置电压V1的第二电压V1_H。具体地，在切换到第二刷新率RR2之后的刷新帧时段中，第一偏置电压V1的第二电压V1_H被调整为升高了第一电平的电压。
此外，为了去除刷新帧和保持帧之间的亮度偏差，通过在保持帧时段中降低第一偏置电压V1的第二电压V1_H来校正亮度。具体地，在保持帧时段中将电压调整为降低了第一电平的电压。例如，第一电平可以是参考电压Ref的5％的值，并且不限于此。
第三实施方式的特征在于第一偏置电压V1的第二电压V1_H具有三个电压电平，即，参考电压Ref、增大了第一电平的第一改变电压以及减小了第一电平的第二改变电压。
<第四实施方式>
图9是用于描述亮度偏差补偿驱动的第四方法的图。
与第三实施方式不同，第四实施方式的特征在于第一偏置电压V1的第二电压V1_H具有两个电压电平，即，参考电压Ref和增大了第一电平的改变的电压。
上面已经描述了在以第一刷新率驱动和以第二刷新率驱动之间出现驱动晶体管DT的特性差异。驱动晶体管DT的特性差异是由一个集内的偏置应力的量的差异引起的。第四实施方式提供了一种用于去除作为驱动晶体管DT特性差异的原因的偏置应力的量的偏差的方法。通过在紧接在切换到第二刷新率RR2之前的保持帧时段中升高第一偏置电压V1的第二电压V1_H来去除偏置应力的量的偏差。
具体地，在紧接在切换到第二刷新率RR2之前的保持帧时段中，第一偏置电压V1的第二电压V1_H被调整为升高了第一电平的电压。例如，第一电平可以是参考电压Ref的5％的值，并且不限于此。
根据亮度偏差补偿驱动的第一方法至第四方法，可以消除当通过将刷新率从高刷新率(例如，60Hz)变为低刷新率(例如，1Hz)来驱动像素时出现的亮度偏差。
如上所述，本公开涉及一种使用可变刷新率(VRR)模式的电致发光显示装置。根据亮度偏差补偿驱动的第一方法至第四方法，可以消除当通过将刷新率从高刷新率(例如，60Hz)改变为低刷新率(例如，1Hz)来驱动像素时出现的驱动晶体管DT的偏置应力的量的偏差。结果，减少了当刷新率改变时亮度差异的出现，并且观看者不能感知到刷新率改变。
虽然已经参照附图中所示的实施方式描述了本公开，但这只是示例，本领域技术人员将理解可以实现其各种修改方式和等效方式。因此，本发明的真正技术范围应通过所附权利要求的精神确定。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年8月18日提交的韩国专利申请第10-2020-0103392号、于2021年7月19日提交的美国专利申请第17/379,876号和于2022年9月14日提交的美国专利申请第17/944,930号的权益，其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的，如同在本文中完整阐述一样。

Claims (20)

1.一种显示装置，该显示装置包括：
显示面板，所述显示面板包括多个像素；
扫描驱动器，所述扫描驱动器设置在所述显示面板的一侧或两侧；以及
发光信号驱动器，所述发光信号驱动器设置在所述显示面板的另一侧，
其中，所述多个像素中的每一个包括：
电致发光器件和能操作以将所述电致发光器件的刷新率改变为第一刷新率和低于所述第一刷新率的第二刷新率的像素电路，
其中，当以所述第二刷新率驱动时，所述像素电路在包括至少一个刷新帧时段和至少一个保持帧时段的情况下被驱动，并且
其中，所述刷新帧时段和所述保持帧时段各自包括偏置时段。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素电路包括：
驱动晶体管，所述驱动晶体管具有源极、漏极和栅极并向所述电致发光器件供应驱动电流；以及
电连接到所述驱动晶体管与所述电致发光器件中的至少一者的至少一个开关晶体管。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述像素电路还包括：
连接在第一电源电压和所述电致发光器件之间并被配置为形成驱动电流流过的电流路径的至少一个发光控制晶体管。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述至少一个发光控制晶体管包括：
连接在所述第一电源电压和所述驱动晶体管的所述源极之间的第一发光控制晶体管；以及
连接在所述驱动晶体管的所述漏极和所述电致发光器件之间的第二发光控制晶体管。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述第一发光控制晶体管的栅极和所述第二发光控制晶体管的栅极接收从所述发光信号驱动器供应的发光信号。
6.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述像素电路还包括：
被配置为根据从所述扫描驱动器供应的扫描信号向所述驱动晶体管的所述漏极施加第一偏置电压的第一偏置晶体管。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述像素电路还包括：
被配置为根据从所述扫描驱动器供应的所述扫描信号向所述电致发光器件的像素电极施加第二偏置电压的第二偏置晶体管。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素电路包括：
至少一个电容器。
9.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述像素电路还包括：
被配置为根据从所述扫描驱动器供应的所述扫描信号来连接所述驱动晶体管的所述漏极和所述驱动晶体管的所述栅极的补偿晶体管；以及
被配置为根据从所述扫描驱动器供应的所述扫描信号来连接所述驱动晶体管的所述源极和数据线的数据供应晶体管。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其中，所述扫描信号包括：
施加到所述补偿晶体管的栅极的第一扫描信号；
施加到所述第一偏置晶体管的栅极和所述第二偏置晶体管的栅极的第二扫描信号；以及
施加到所述数据供应晶体管的栅极的第三扫描信号。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述发光信号驱动器根据所述刷新率来改变发光信号的占空比。
12.根据权利要求1所述的显示装置，
在所述偏置时段中，第一偏置电压和第二偏置电压通过多条电源线被供应到所述像素电路。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述第一偏置电压和所述第二偏置电压具有不同或相同的电压电平。
14.根据权利要求12所述的显示装置，
其中，所述第一偏置电压具有第一电压和高于所述第一电压的第二电压，并且
其中，在从所述第一刷新率切换到所述第二刷新率之前和之后，所述第一偏置电压的所述第一电压和所述第二电压被动态地控制。
15.根据权利要求14所述的显示装置，
其中，在切换到所述第二刷新率后的第一刷新帧时段中，所述第一电压被控制为高第一电平的电压。
16.根据权利要求14所述的显示装置，
其中，在切换到所述第二刷新率后的保持帧时段中，所述第二电压被控制为低第一电平的电压。
17.根据权利要求14所述的显示装置，
其中，在切换到所述第二刷新率后，在刷新帧时段中所述第一电压被控制为高第一电平的电压，并且在保持帧时段中所述第二电压被控制为低所述第一电平的电压。
18.根据权利要求14所述的显示装置，
其中，在紧接在切换到所述第二刷新率之前的保持帧时段中，所述第一电压被控制为高第一电平的电压。
19.根据权利要求12所述的显示装置，
其中，在切换到所述第二刷新率后的第一刷新帧时段中，所述第二偏置电压被控制为低第一电平的电压。
20.根据权利要求12所述的显示装置，
其中，在切换到第二刷新率后的所述保持帧时段中，所述第二偏置电压被控制为高第一电平的电压。
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