DE102018217781A1 - Pixelschaltung, Anzeige und Verfahren - Google Patents

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Arash Moradi
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Junhu He
Hongxin Liu
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Abstract

Es ist eine Pixelschaltung für eine organische Leuchtdiode mit aktiver Matrix (AMOLED) und andere Anzeigen mit aktiver Matrix offenbart. Die Pixelschaltung wird durch die Spannung programmiert, die über eine Datenleitung zugeführt wird. Ein elektrischer Strom durch eine Leuchteinrichtung bei bekannter LED-Spannung und ein Pixelstrom für ein Pixel, der mit einem bekannten Datensignal programmiert wird, können durch eine Ausleseschaltung über die Datenleitung gemessen werden. Eine 7T1C-Implementierung ermöglicht das Vorladen des Ansteuertransistors auf eine Referenzspannung in jedem Ansteuerzyklus und das Voreinstellen der Leuchteinrichtung auf eine Referenzspannung vor der Lichtaussendung in jedem Zyklus.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nr. 62/573,373 , die am 17. Oktober 2017 eingereicht wurde und die hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein elektronische Anzeigen und zugehörige Komponenten, und betrifft insbesondere eine Pixelschaltung für eine Anzeige mit aktiver Matrix, ein Verfahren zum Betreiben der Pixelschaltung und eine Anzeigevorrichtung unter Anwendung der Pixelschaltungen.
  • HINTERGRUND
  • Eine organische Leuchtdioden-OLED-Anzeige, etwa eine OLED-Anzeige mit aktiver Matrix (AMOLED) ist im Allgemeinen aus einem Array aus organischen Leuchtdioden (OLEDs) aufgebaut, wovon jede durch einen zugeordneten Ansteuertransistor gesteuert wird. Vorteile von AMOLED-Anzeigen gegenüber konventionellen Flüssigkristallanzeigen (LCDs) schließen eine geringere Leistungsaufnahme, Flexibilität bei der Herstellung, eine schnellere Auffrischrate, größere Betrachtungswinkel, einen höheren Kontrast, ein geringeres Gewicht und die Möglichkeit für flexible Substrate mit ein. Es gibt keine Rückseitenbeleuchtung in einer AMOLED-Anzeige und somit hat jedes Pixel bzw. Bildelement unterschiedliche farbige OLEDs, die Licht unabhängig aussenden. Die OLEDs senden Licht auf der Grundlage eines elektrischen Stroms aus, der durch die Ansteuertransistoren zugeführt wird, die durch Programmierspannungen gesteuert sind. Die in jedem Pixel aufgenommene elektrische Leistung steht mit der Intensität des Lichtes im Zusammenhang, das von diesem Pixel erzeugt wird.
  • Die Lichtausgangsleistung eines OLED-basierten Pixels hängt von Eigenschaften der OLED selbst und von Eigenschaften des Ansteuertransistors ab, der typischerweise ein Dünnschichttransistor (TFT) ist, der aus Materialien hergestellt werden kann, etwa, ohne darauf einschränken zu wollen, aus amorphem Silizium Polysilizium oder Metalloxid. Eine AMOLED-Anzeige kann Leuchtstärkenungleichmäßigkeiten aufgrund von Schwankungen der elektrischen Eigenschaften der Ansteuertransistoren aufweisen, etwa der Schwellenspannung und der Beweglichkeit bei der Alterung der Pixel, und aufgrund einer unterschiedlichen Alterung der OLEDs. Um eine hohe Bildqualität beizubehalten, sollten zeitliche und räumliche Schwankungen der Pixelschaltungsparameter kompensiert werden, indem beispielsweise die Programmierspannung verstellt wird. Um dies zu ermöglichen, können relevante Schaltungsparameter aus der Pixelschaltung extrahiert werden. Es kann dann eine gemessene Information verwendet werden, um als Information für eine nachfolgende Programmierung der Pixelschaltungen zu dienen, so dass sichergestellt wird, dass jegliche gemessene Beeinträchtigung durch Einstellungen berücksichtigt ist, die an der Pixelprogrammierung vorgenommen werden.
  • ÜBERBLICK
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen eine Pixelschaltung zur Verwendung in Pixelpaneelen, eine Anzeigevorrichtung mit derartigen Schaltungen und ein Verfahren zur Ansteuerung einer Pixelschaltung eines Pixelarrays in der Anzeigevorrichtung und zur Ausführung von Messungen an der Pixelschaltung, um Parameter des Pixels zu ermitteln. Die Pixelschaltung kann eine Leuchteinrichtung (LED), etwa eine organische Leuchtdiode (OLED) aufweisen und kann ferner einen Ansteuertransistor aufweisen, etwa einen Dünnschichttransistor (TFT). Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren und einen Aufbau bereit, um einen Pixelstrom und einen LED-Strom zu messen. Das Verfahren kann das Zuführen von Spannung oder Strom zu der Pixelschaltung über eine Datenleitung und das Messen eines elektrischen Stroms in der Datenleitung umfassen. Das Verfahren kann ferner das Umwandeln des gemessenen elektrischen Stroms oder der Spannung für die weitere Verarbeitung beinhalten. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Anzeigevorrichtung einen Source-Treiber aufweisen, der mit den Pixelschaltungen der Anzeige über Datenleitungen verbunden ist. Der Source-Treiber erzeugt Pixelprogrammiersignale während des normalen Betriebs der Anzeige, und kann ferner eine Ausleseschaltung zur Messung des Stroms aufweisen, der von dem Source-Treiber der Pixelschaltung in einem Messmodus zugeführt wird. Der gemessene Strom kann in einen digitalen Code, etwa beispielsweise einen digitalen Code mit 10 bis 16 Bit, umgewandelt werden. Der digitale Code kann einem digitalen Prozessor für die weitere Verarbeitung und zum Kalibrieren der Pixelprogrammiersignale, etwa Datenspannungen, zugeführt werden.
  • Die vorhergehenden und weitere Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ergeben sich für den Durchschnittsfachmann bei Berücksichtigung der detaillierten Beschreibung diverser Ausführungsformen und/oder Aspekte, die mit Verweis auf die Zeichnungen angegeben ist, deren kurze Beschreibung als nächstes folgt.
  • Figurenliste
  • Es werden nun Ausführungsformen, die hierin offenbart sind, detaillierter mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die nicht maßstabsgetreu sind und in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen belegt sind, und wobei:
    • 1 eine schematische Blockansicht eines anschaulichen Anzeigesystems mit aktiver Matrix gemäß einer Ausführungsform ist;
    • 2 eine schematische Blockansicht einer Pixelschaltung mit einer schaltbaren Verbindung zu einer Referenzspannungsquelle ist;
    • 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Pixelschaltung der 2 im Ansteuermodus und in einem LED-Messmodus ist;
    • 4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Pixelschaltung der 2 in einem Pixel-Messmodus ist;
    • 5 ein schematisches Schaltbild einer anschaulichen „7T1C“-Pixelschaltung mit schaltbarer Verbindung zu einer Referenzspannungsquelle ist;
    • 6 ein anschauliches Zeitablaufdiagramm von Steuersignalen der 7T1C-Pixelschaltung der 3 im Ansteuermodus ist;
    • 7 ein anschauliches Zeitablaufdiagramm der Steuersignale der 7T1C-Pixelschaltung der 3 in einem LED-Messmodus ist;
    • 8 ein anschauliches Zeitablaufdiagramm der Steuersignale der 7T1C-Pixelschaltung der 3 in einem Pixel-Messmodus ist;
    • 9 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung der 5 in einer Vorladestufe des Ansteuermodus ist;
    • 10 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung der 5 in einer Programmierphase des Ansteuermodus ist;
    • 11 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung in einer OLED-Voreinstellungsphase des Ansteuermodus ist;
    • 12 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung der 5 in einer Emissionsphase des Ansteuermodus ist;
    • 13 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung der 5 im Ladephase des OLED-Messmodus ist;
    • 14 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung der 5 in einer OLED-Messphase des OLED-Messmodus ist;
    • 15 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung der 5 in einer OLED-Voreinstellungsphase des OLED-Messmodus ist;
    • 16 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung der 5 in einer Vorladephase des Pixel-Messmodus ist;
    • 17 eine schematische Blockansicht einer Ausführungsform einer 7T1C-Pixelschaltung der 5 in einer Programmierphase des Pixel-Messmodus ist;
    • 18 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung der 5 in einer Pixel-Messphase des Pixel-Messmodus ist;
    • 19 eine schematische Blockansicht der 7T1C-Pixelschaltung der 5 in einer OLED-Voreinstellungsphase des Pixel-Messmodus ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden Beschreibung sind zum Zwecke der Erläuterung und ohne einschränkend zu sein spezielle Details angegeben, etwa spezielle Schaltungen, Schaltungskomponenten, Techniken und dergleichen, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen Ausführungsformen umgesetzt werden kann, die sich von diesen speziellen Details unterscheiden. In anderen Fällen sind detaillierte Beschreibungen gut bekannter Verfahren, Bauelemente und Schaltungen weggelassen, um die Beschreibung der anschaulichen Ausführungsformen nicht zu überfrachten. Alle Angaben hierin, die Prinzipien, Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung nennen, sowie spezielle Beispiele davon, sollen sowohl strukturelle als auch funktionale Äquivalente mit einschließen. Des Weiteren ist beabsichtigt, dass derartige Äquivalente sowohl aktuell bekannte Äquivalente sowie Äquivalente mit einschließen, die künftig entwickelt werden, das heißt, jegliche entwickelten Elemente, die die gleiche Funktion unabhängig vom Aufbau ausführen. Somit erkennt beispielsweise der Fachmann, dass Blockdiagramme konzeptionelle Ansichten anschaulicher Schaltungen repräsentieren können, die Prinzipien der Technik verkörpern. Die Funktionen der diversen Elemente einschließlich von Funktionsblöcken, die als „Prozessoren“ oder „Steuerungen“ bezeichnet und beschrieben sind, können durch die Anwendung spezieller Hardware sowie durch Anwendung von Hardware bereitgestellt werden, die in der Lage ist, Software in Verbindung mit geeigneter Software auszuführen. Wenn die Funktionen durch einen Prozessor bereitgestellt werden, so können diese durch einen einzigen speziellen Prozessor, durch einem einzigen gemeinsam genutzten Prozessor oder durch mehrere einzelne Prozessoren bereitgestellt werden, wovon einige gemeinsam genutzt oder verteilt sein können. Ferner sollte die explizite Verwendung des Begriffs „Prozessor“ oder „Steuerung“ nicht so ausgelegt werden, dass sie ausschließlich Hardware betrifft, die in der Lage ist, Software ausführen und diese Begriffe können, ohne Einschränkung, die Hardware des digitalen Signalprozessors (DSP), von Nur-Lese-Speichern (ROM) zur Speicherung von Software, von Direktzugriffsspeichern (RAM) und von nichtflüchtigen Speichern mit einschließen.
  • Zu beachten ist, dass im hierin verwendeten Sinne die Begriffe „erster“, „zweiter“ usw. nicht dazu beabsichtigt sind, eine spezielle Reihenfolge zu bezeichnen, sondern sie sind lediglich dazu gedacht, ein Element von einem weiteren zu unterscheiden, sofern dies nicht explizit anders angegeben ist. In ähnlicher Weise impliziert eine Reihenfolge von Verfahrensschritten keine Reihenfolge ihrer Ausführung, sofern dies nicht anders explizit angegeben ist.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Pixelschaltung für eine elektronische Anzeige bereit, die ausgebildet ist, in einem Ansteuermodus oder in einem oder mehreren Messmodi zu arbeiten. Die Pixelschaltung umfasst eine lichtemittierende Einrichtung bzw. eine Leuchteinrichtung (LED), die ausgebildet ist, Licht in Reaktion auf einen elektrischen Ansteuerstrom, der durch die LED fließt, auszusenden, einen Ansteuertransistor mit einem ersten Anschluss, einem zweiten Anschluss und einem Gate-Anschluss, der ausgebildet ist, den elektrischen Ansteuerstrom in Reaktion auf eine Spannung an seinem Gate-Anschluss zu steuern, und einen Speicherkondensator, der mit dem Gate-Anschluss des Ansteuertransistors verbunden ist. Es kann ein zweiter Transistor vorgesehen sein, um den Gate-Anschluss des Ansteuertransistors schaltbar mit seinem zweiten Anschluss zu verbinden. Die Pixelschaltung kann ferner eine erste Umschaltschaltung, die den ersten Anschluss des Ansteuertransistors schaltbar mit einer Leistungsversorgungsleitung der elektronischen Anzeige oder einer Datenleitung der elektronischen Anzeige verbindet, und eine zweite Umschaltschaltung aufweisen, die den Gate-Anschlüsse des Ansteuertransistors oder der LED schaltbar mit einer Quelle einer Referenzspannung verbindet.
  • In anschaulichen Implementierungen kann die Leuchteinrichtung (LED) eine organische Leuchtdiode (OLED) sein, die einen Anodenanschluss und einen Kathodenanschluss hat. In anschaulichen Ausführungsformen, die nachfolgend beschrieben sind, kann der Anodenanschluss mit dem Ansteuertransistor verbunden sein, und der Kathodenanschluss kann mit einem negativen Leistungsversorgungsanschluss verbunden sein, der in einigen Ausführungsformen ein Masse- bzw. Erdungsanschluss ist.
  • In einigen Ausführungsformen weist die erste Umschaltschaltung einen dritten Transistor auf, der den ersten Anschluss des Ansteuertransistors schaltbar mit der Versorgungsleitung verbindet, und kann einen vierten Transistor aufweisen, der den ersten Anschluss des Ansteuertransistors mit der Datenleitung schaftbar verbindet.
  • In einigen Ausführungsformen kann die zweite Umschaltschaltung einen fünften Transistor aufweisen, der das Gate des Ansteuertransistors mit der Quelle der Referenzspannung schaltbar verbindet, um den Speicherkondensators vorzuladen, und wobei der Speicherkondensator zwischen dem Gate-Anschluss des Ansteuertransistors und der Leistungsleitung bzw. Versorgungsleitung angeschlossen ist.
  • In einigen Ausführungsformen weist die Pixelschaltung einen sechsten Transistor auf, der den zweiten Anschluss des Ansteuertransistors schaltbar mit der Leuchteinrichtung verbindet.
  • In einigen Ausführungsformen weist die zweite Umschaltschaltung ferner einen siebten Transistor auf, der die Leuchteinrichtung schaltbar mit der Quelle der Referenzspannung zur Voreinstellung der OLED verbindet.
  • In einigen Ausführungsformen umfassen der Ansteuertransistor, der zweite Transistor, die erste Umschaltschaltung und die zweite Umschaltschaltung jeweils einen p- Transistor, beispielsweise einen p-Dünnschichttransistor (TFT) auf.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Verfahren zum Betreiben eines Pixelarrays einer Anzeige mit mehreren Pixelschaltungen bereit, wobei jede Pixelschaltung eine LED, einen Ansteuertransistor mit einem Gate, einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss und einen Speicherkondensator, der mit dem Gate verbunden ist, aufweist. Das Verfahren umfasst das Betreiben einer Pixelschaltung des Pixelarrays in einem Ansteuermodus mit einer Programmierphase und einer Emissionsphase, und einem LED-Messmodus mit einer Vorladephase und einer Messphase. Die Programmierphase des Ansteuermodus umfasst das zeitliche bzw. temporäre Aktivieren elektrischer Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und dem Gate des Ansteuertransistors und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und einer Datenleitung der Anzeige derart, dass das Gate des Ansteuertransistors mit einer Datenleitungsspannung, die um eine Schwellenspannung des Ansteuertransistors verschoben ist, geladen wird. Die Emissionsphase des Ansteuermodus kann das zeitliche bzw. temporäre Aktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und einer Leistungsversorgungsleitung umfassen, während eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED so hergestellt wird, dass die LED mit einem elektrischen Ansteuerstrom, der auf die Datenleitungsspannung reagiert, angesteuert wird.
  • Die Vorladephase des LED-Messmodus kann das Anlegen einer Referenzspannung an das Gate des Ansteuertransistors umfassen, so dass der Ansteuertransistor in einen Triodenmodus verschoben wird, wobei der Ansteuertransistor als ein Schalter in einem EIN-Zustand agiert. Die Messphase des LED-Messmodus kann zumindest das zeitweilige Bereitstellen elektrischer Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Datenleitung umfassen, so dass ein elektrischer Strom zwischen der Datenleitung und der LED und Messen des elektrischen Stroms in der Datenleitung möglich sind.
  • Das Verfahren kann ferner das Betreiben des Pixelarrays in einem Pixel-Messmodus umfassen. Der Pixel-Messmodus kann umfassen: zeitliches bzw. temporäres Aktivieren der elektrischen Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und dem Gate des Ansteuertransistors und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Datenleitung derart, dass das Gate des Ansteuertransistors auf die Datenleitungsspannung, die um die Schwellenspannung des Ansteuertransistors verschoben ist, vorgeladen wird; Aktivieren der elektrischen Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Datenleitung, so dass ein elektrischer Strom zwischen dem Ansteuertransistor und der Datenleitung fließen kann; und Messen des elektrischen Stroms, der in der Datenleitung fließt, während der erste Anschluss des Ansteuertransistors mit einer vordefinierten Vorspannung über die Datenleitung vorgespannt wird.
  • Die Pixelschaltung kann ausgebildet sein, ein Pixel in einer i-ten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zu betreiben, wobei i eine ganze Zahl ist, und das Verfahren kann umfassen: a) Verwenden eines Abtastsignals S[i] der i-ten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren der elektrischen Verbindung zwischen der Datenleitung und dem Gate des Ansteuertransistors, b) Verwenden eines Programmiersignals SM[i] der i-ten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren der elektrischen Verbindung zwischen dem Gate des Ansteuertransistors und dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors, c) Verwenden eines Emissionssignals EM[i] der i-ten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren der elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED, d) Verwenden eines Emissionssignals EM[i+1] einer nächsten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und dem Leistungsversorgungsanschluss, e) Verwenden eines Abtastsignals S[i-1] einer vorhergehenden benachbarten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen dem Gate des Ansteuertransistors und einer Quelle einer Referenzspannung, und f) Verwenden eines Abtastsignals S[i+1] der nächsten benachbarten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen einem LED-Anschluss und der Quelle der Referenzspannung.
  • In einigen Implementierungen umfasst das Betreiben der Pixelschaltung in dem Ansteuermodus ferner ein zeitliches bzw. temporäres Aktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen dem Gate des Ansteuertransistors und der Quelle der Referenzspannung vor der Programmierphase zum Vorladen des Speicherkondensators.
  • In einigen Implementierungen umfasst das Verfahren ferner zumindest temporäres Aktivieren der elektrischen Verbindung zwischen der LED und der Quelle der Referenzspannung nach der Messphase.
  • In einigen Implementierungen umfasst das Verfahren ferner das Aktivieren der elektrischen Verbindung zwischen der LED und der Quelle der Referenzspannung am Ende des Pixel-Messmodus.
  • In einigen Implementierungen wird die Verbindung des ersten Anschlusses des Ansteuertransistors zu der Leistungsversorgungsleitung in der Programmierphase unterbrochen und es wird die Verbindung zu der Datenleitung in der Emissionsphase unterbrochen. Die Verbindung des ersten Anschlusses des Ansteuertransistors sowohl zu der Leistungsversorgungsleitung als auch zu der Datenleitung wird in der Vorladephase unterbrochen.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Anzeigevorrichtung bereit, die für Pixelmessungen ausgebildet ist, mit: ein Pixelarray mit mehreren Pixelschaltungen, wobei jede Pixelschaltung eine LED, einen Ansteuertransistor zur Zuleitung eines elektrischen Ansteuerstroms zu der LED und einen Speicherkondensator aufweist. Die Anzeigevorrichtung umfasst ferner eine Source-Treiberschaltung mit einem Source-Treiber und mehreren Datenleitungen, die den Source-Treiber mit den Pixelschaltungen verbinden. Der Source-Treiber umfasst eine Ausleseschaltung (ROC), die ausgebildet ist, einen elektrischen Strom in den Datenleitungen selektiv zu messen. Die Anzeigevorrichtung umfasst ferner eine Gate-Ansteuerschaltung mit einem Gate-Treiber und mehreren Steuerleitungen, die den Source-Treiber mit den Pixelschaltungen verbinden. Die Anzeigevorrichtung umfasst ferner eine Referenzspannungsschaltung mit einer Referenzspannungsquelle und mehreren Referenzspannungsleitungen zur Zuführung einer Referenzspannung zu der Pixelschaltung. Die Anzeigevorrichtung kann ferner eine Leistungsversorgungsschaltung mit einer Leistungsversorgungsquelle und mehreren Leistungsversorgungsleitungen zur Zuführung elektrischer Leistung zu den Pixelschaltungen; und eine Steuerung aufweisen, die funktionsmäßig mit dem Source-Treiber, dem Gate-Treiber und dem Referenzgenerator verbunden und ausgebildet ist, elektrische Signale, die von dem Gate-Treiber erzeugt werden, zu steuern.
  • Der Ansteuertransistor jeder Pixelschaltung umfasst einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss und ein Gate. Der Speicherkondensator ist zwischen dem Gate und einer der Leistungsversorgungsleitungen angeschlossen.
  • Jede Pixelschaltung umfasst ferner mehrere Schalttransistoren, wovon jeder durch ein Gate-Steuersignal aus dem Gate-Treiber gesteuert ist, um in steuerbarer Weise den ersten Anschluss des Ansteuertransistors mit der Leistungsversorgungsleitung oder einer der Datenleitungen zu verbinden, den zweiten Anschluss des Ansteuertransistors mit dem Gate des Ansteuertransistors oder der LED zu verbinden und eine der Referenzspannungsleitungen mit dem Gate des Ansteuertransistors oder der LED zu verbinden.
  • Die Steuerung ist ausgebildet, das Pixelarray in einem Ansteuermodus zu betreiben, wobei der Source-Treiber Datensignale den Pixelschaltungen synchron zu den Gate-Steuersignalen aus dem Gate-Treiber zuführt. Die Steuerung ist ferner ausgebildet, das Pixelarray in einem LED-Messmodus zu betreiben, der eine Vorladephase und eine Messphase aufweist, wobei in der Vorladephase die Referenzspannungsquelle eine Referenzspannung VREF dem Gate des Ansteuertransistor einer ausgewählten Pixelschaltung zuführt, so dass der Ansteuertransistor in den Triodenmodus verschoben wird, in welchem eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors hergestellt wird, und wobei in der Messphase des LED-Messmodus der zweite Anschluss des Ansteuertransistors mit der LED verbunden wird und der erste Anschluss des Ansteuertransistors mit der Datenleitung verbunden wird, so dass eine Vorspannung VB der LED aus der Datenleitung zugeführt wird, und ein elektrischer Strom zwischen der ROC und der LED durch die Datenleitung fließt, so dass der Strom durch die ROC gemessen wird.
  • Die Steuerung ist ausgebildet, das Pixelarray in einem Pixel-Messmodus zu betreiben, der eine Programmierphase und eine Messphase umfasst, wobei in der Programmierphase der Gate-Treiber für eine ausgewählte Pixelschaltung elektrische Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und das Gate des Ansteuertransistors und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und einer Datenleitung aktiviert, so dass das Gate mit der Datenleitungsspannung, die um eine Schwellenspannung des Ansteuertransistors verschoben ist, vorgeladen wird, und wobei in der Messphase der Gate-Treiber für die ausgewählte Pixelschaltung die elektrischen Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Datenleitung aktiviert, so dass ein elektrischer Strom zwischen der Datenleitung und der LED fließt, und wobei die ROC den elektrischen Strom, der in der Datenleitung fließt, misst, während der erste Anschluss des Ansteuertransistors mit einer vordefinierten Vorspannung über die Datenleitung vorgespannt wird.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst das Pixelarray mehrere Pixelreihen, und die mehreren Steuerleitungen umfassen: mehrere Abtastleitungen zum Zuführen von Abtastsignalen S[i] zu den Pixelschaltungen jeder Pixelreihe, mehrere Programmiersteuerleitungen zum Zuführen von Programmiersignalen SM[i] zu den Pixelschaltungen jeder Pixelreihe und mehrere Emissionssteuerleitungen zum Zuführen von Emissionssignalen EM[i] zu den Pixelschaltungen jeder Pixelreihe.
  • In einigen Ausführungsformen wird jede von mindestens einigen der Abtastleitungen mit drei benachbarten Pixelreihen verbunden. In einigen Ausführungsformen wird jede von mindestens einigen der Abtastleitungen mit drei benachbarten Pixelreihen verbunden.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung ausgebildet, die Quelle der Referenzspannung derart zu steuern, dass der Pixelschaltung eine erste Referenzspannung in dem Ansteuermodus und eine zweite Referenzspannung in dem LED-Messmodus zugeführt wird.
  • Einer oder mehrere Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen eine Anzeigevorrichtung mit einem Pixelarray, wobei einzelne Pixel eine organische Leuchtdiode (OLED) oder im Allgemeinen eine andere geeignete Leuchteinrichtung (LED) und einen Ansteuertransistor aufweisen zur Steuerung eines elektrischen Ansteuerstroms durch die LED oder OLED, um ihre Emission zu steuern. Somit hat jedes Pixel bzw. Bildelement der Anzeige eine dazu gehörige Pixelschaltung, die während des Betriebs über eine Datenleitung programmierbar ist, um während eine gewünschte Lichtmenge während jeder Blockperiode auszusenden. Pixel von Farbanzeigen können jeweils drei oder mehr Pixelschaltungen aufweisen, wovon jede eine zugehörige OLED einer entsprechenden Farbe hat; daher betreffen Eigenschaften und Prinzipien, die nachfolgend mit Verweis auf anschauliche Pixelschaltungen beschrieben sind, auch Pixelschaltungen, die einer LED oder einer OLED einer beliebigen Farbe in einer Anzeige mit aktiver Matrix zugeordnet sind, etwa beispielsweise einer AMOLED-Anzeige.
  • 1 ist eine Blockansicht eines elektronischen Anzeigesystems 100. Das Anzeigesystem 100, das auch als eine Anzeigevorrichtung bezeichnet werden kann, ist eine Ausführungsform einer elektronischen Anzeige, die einen Gate- (Adressen-) Treiber 102, einen Source- (Daten-) Treiber 105, eine digitale Steuerung 103, einen Referenzgenerator 108, eine Leistungsversorgungsquelle in Form eines Versorgungsspannungsblocks 101 und ein Anzeigepaneel 107 aufweist. Der Referenzgenerator 108 kann hierin auch als die Quelle einer Referenzspannung 108 bezeichnet werden. Das Anzeigesystem 100 kann einen Speicher 104 aufweisen, der mit der Steuerung 103 verbunden ist. Das Anzeigepaneel 107 enthält mehrere Pixelschaltungen 200, die in „N“ Reihen bzw. Reihen und in „M“ Spalten angeordnet sind, und die an Schnittpunkten von Steuerleitungen 144, die sich von dem Gate-Treiber 102 aus erstrecken, und Datenleitungen 114, die sich von dem Source-Treiber 105 aus erstrecken, angeordnet sein können. Der Source-Treiber 105, der auch als ein Datentreiber bezeichnet werden kann, kann eine Ausleseschaltung (ROC) 106 aufweisen. Leistungsversorgungsleitung 112, die von der Versorgungsspannungsquelle 101 ausgehen, führen den Pixelschaltungen 200 elektrische Leistung zu. Der Gate-Treiber 102, mit dem die mehreren Steuerleitungen 144 verbunden sind, kann im Weiteren auch als Gate-Ansteuerschaltung bzw. Gate-Treiberschaltung bezeichnet werden, wobei der Source-Treiber 105, der mit den mehreren Datenleitungen 114 verbunden ist, im Weiteren als die Source-Schaltung oder die Datenschaltung bezeichnet werden kann. Die Leistungsversorgungsquelle 101 zusammen mit den Leistungsversorgungsleitungen 112, die damit verbunden sind, werden im Weiteren als die Leistungsversorgungsschaltung bezeichnet. Die Steuerung 103 kann den Gate-Treiber 102 und den Source-Treiber 105 so steuern, dass sie entweder in einem Ansteuermodus oder in einem oder mehreren Messmodi arbeiten, wie dies nachfolgend beschrieben ist.
  • Jede Pixelschaltung 200 weist einen Ansteuertransistor, einen Speicherkondensator und eine Leuchteinrichtung (LED), etwa eine Leuchtdiode auf. Daher kann das Anzeigepaneel 107 als ein Anzeigearray mit aktiver Matrix bezeichnet werden. In hierin beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen ist die Leuchteinrichtung eine OLED, könnte jedoch eine andere Art von LED sein. In mindestens einigen Ausführungsformen weist jede Pixelschaltung 200 mehrere Transistoren, beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, Dünnschichttransistoren (TFTs) auf. In einer anschaulichen Ausführungsform, die nachfolgend beispielsweise mit Verweis auf 5 beschrieben ist, sind sieben Transistoren, beispielsweise sieben TFT-Transistoren, enthalten.
  • In mindestens einigen Ausführungsformen liefert der Referenzgenerator 108 eine konstante oder einstellbare Referenzspannung VREF für die Pixelschaltungen 200 des Anzeigepaneels 107 mittels mehrerer Referenzleitungen, die in 1 durch zwei Referenzleitungen 126i und 126n dargestellt sind, und die generell als Referenzleitungen 126 bezeichnet werden können. In einigen Ausführungsformen wird der Referenzgenerator 108, der auch als Referenzspannungsquelle 108 bezeichnet wird, durch Signale 124 aus der Steuerung 103 gesteuert. Durch die Verwendung dieser Signale kann die Steuerung 103 die Referenzspannung VREF beispielsweise in Abhängigkeit von einem Betriebsmodus oder einer Betriebsphase steuern, wie dies nachfolgend beschrieben ist. In einigen Ausführungsformen wird der gleiche Wert der Referenzspannung VREF jeder Pixelschaltung 200 zugeführt, die aktuell in einem gleichen Zustand arbeitet. Die Referenzspannungsquelle 108 und die damit verbundenen mehreren Referenzleitungen 126 können als die Referenzschaltung bezeichnet werden.
  • Jede Pixelschaltung 200 kann individuell mit Datensignalen programmiert werden, die von dem Source-Treiber 105 erzeugt werden, so dass Licht mit einer Leuchtstärke ausgesendet wird, die durch die Datensignale festgelegt ist. Während des Betriebs kann die Steuerung 103 digitale Videodaten, die die auf dem Anzeigepaneel 107 anzuzeigende Information enthalten, empfangen. Die Steuerung 103 kann dann Signale 120 mit digitalen Videodaten an den Source-Treiber 105 und Signale 118 an den Gate- (Adressen-) Treiber 102 senden um die Pixelschaltungen 200 in dem Anzeigepaneel 107 auf Basis einzelner Reihen auszuwählen und die Pixelschaltungen 200 so zu programmieren, dass sie die in den Videodaten enthaltene Videoinformation anzuzeigen. Ein Versorgungsspannungsblock 101 stellt gleichbleibende oder verstellbare elektrische Leistung für das Anzeigepaneel 107 bereit; in einigen Ausführungsformen wird er durch Signale 116 aus der Steuerung 103 gesteuert. Der Versorgungsspannungsblock 101, der hierin auch als die Leistungsversorgungsquelle bezeichnet werden kann, führt den Pixelschaltungen 200 über mehrere Leistungsversorgungsleitungen die Versorgungsspannung zu. Diese Leistungsversorgungsleitungen, die in 1 durch Leistungsversorgungsleitungen 112j und 112m dargestellt sind, können allgemein hierin als Leistungsversorgungsleitungen 112 bezeichnet werden. Die mehreren Leistungsversorgungsleitungen 112 zusammen mit dem Versorgungsspannungsblock 101 können als eine Leistungsversorgungsschaltung des Anzeigepaneels 107 bezeichnet werden.
  • Die mehreren Pixelschaltungen 200, die zu dem Anzeigepaneel 107 gehören, umfassen somit ein Pixelarray der Anzeige („Anzeigebildschirm“), das ausgebildet ist, Information entsprechend den Eingangs-Digitaldaten, die durch die Steuerung 103 empfangen werden, dynamisch anzuzeigen. Das Anzeigepaneel 107 kann beispielsweise Videoinformation aus einem Strom aus Videodaten, der durch die Steuerung 103 empfangen wird, anzeigen.
  • Der Klarheit halber ist das Anzeigesystem 100 in 1 lediglich mit vier Pixelschaltungen 200 in dem Anzeigepaneel 107 dargestellt, die an den entsprechenden Schnittpunkten der i-ten und n-ten Reihe und der j-ten und m-ten Spalte des Pixelarrays angeordnet sind. Das Anzeigesystem 100 kann jedoch mit einer Vielzahl an Pixelschaltungen eingerichtet werden, die gleich oder ähnlich zu den Pixelschaltungen 200 sind, und die Größe des Pixelarrays des Anzeigepaneels 107 ist nicht auf eine spezielle Anzahl an Reihen und Spalten aus Pixeln eingeschränkt. Beispielsweise kann das Anzeigesystem 100 mit einer Anzahl an Reihen und Spalten aus Pixeln eingerichtet werden, die in dem Anzeigepaneel 107 üblich sind, in Anzeigen für Mobilgeräte, Geräten auf Basis von Monitoren, in TV-Geräten und Projektionseinrichtungen verfügbar ist.
  • Wie in 1 beispielhaft dargestellt ist, repräsentiert die oberste linke Pixelschaltung 200 eine Pixelschaltung, die in der „i-ten“ Reihe und in der „j-ten“ Spalte des Pixelarrays des Anzeigepaneels 107 angeordnet ist, wobei dies als die [i,j]-Position in dem Pixelarray bezeichnet werden kann. Die oberste rechte Pixelschaltung 200 repräsentiert eine Pixelschaltung, die in der „i-ten“ Reihe und der „m-ten“ Spalte des Pixelarrays der Anzeige angeordnet ist, das heißt, an der [i,m]-Position in dem Pixelarray. Die unterste linke Pixelschaltung 200 repräsentiert eine Pixelschaltung, die in der „n-ten“ Reihe und der „j-ten“ Spalte des Pixelarrays der Anzeige angeordnet ist, das heißt, an der [n,j]-Position in dem Pixelarray. Die unterste rechte Pixelschaltung 200 repräsentiert eine Pixelschaltung, die in der „n-ten“ Reihe und der „m-ten“ Spalte des Pixelarrays der Anzeige angeordnet ist, das heißt, an der [n,m]-Position in dem Pixelarray. Zu beachten ist, dass i und j eine beliebige ganze Zahl von 1 bis n und von 1 bis m repräsentieren, und dass n und m eine beliebige ganze Anzahl von (i+1) bis N und von (j+1) bis M entsprechend repräsentieren.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Gate-Treiber 102 so programmiert sein, dass er Steuersignale, etwa Emissionssteuersignale EM[k], Abtastsignale S[k] und Programmiersteuersignale SM[k] erzeugt, wobei ein ganzzahliger Index k = 0, ..., N als Array-Reihenindex oder -zähler betrachtet werden kann; dabei bezeichnet N ≥ n die Anzahl an Reihen in dem Pixelarray. In einigen Ausführungsformen werden diese Steuersignale Reihe für Reihe den Pixelschaltungen zugeführt. Die Steuerleitungen 144 können mehrere Abtastleitungen zur Zuführung der Abtastsignale S[k], mehrere Emissionssteuerleitungen zur Zuführung des Emissionssteuersignals EM[k] und mehrere Programmiersteuerleitungen zur Zuführung der Programmiersteuersignale SM[k] aufweisen. Die Abtastleitungen sind in 1 durch eine Abtastleitung 128(i-1) der (i-1)-ten Reihe, eine Abtastleitung 128i der i-ten Reihe und eine Abtastleitung 128(i+1) der (i+1)-ten Reihe, eine Abtastleitung 128(n-1) der (n-1)-ten Reihe, eine Abtastleitung 128n der n-ten Reihe und eine Abtastleitung 128(n+1) der (n+1)-ten Reihe repräsentiert, und können allgemein hierin als die Abtastleitungen 128 bezeichnet werden. Die mehreren Emissionssteuerleitungen sind in 1 durch eine Emissionssteuerleitung 132i der i-ten Reihe, eine Emissionssteuerleitung 132(i+1) der (i+1)-ten Reihe, eine Emissionssteuerleitung 132n der n-ten Reihe und eine Emissionssteuerungsleitung 132(n+1) der (n+1)-ten Reihe repräsentiert und können generell hierin als Emissionssteuerleitungen 132 bezeichnet werden. Die mehreren Programmiersteuerleitungen sind in 1 durch eine Programmiersteuerleitung 130i der i-ten Reihe und eine Programmiersteuerleitung 130n der n-ten Reihe repräsentiert und können allgemein hierin als die Programmiersteuerleitungen 132 bezeichnet werden.
  • In einigen Ausführungsformen können zumindest einige der Abtastleitungen 128 jeweils mit jeweils drei benachbarten Pixelreihen verbunden sein, wie in 1 gezeigt ist. In einigen Ausführungsformen können mindestens einige der Emissionssteuerleitungen 132 jeweils mit zwei benachbarten Pixelreihen verbunden sein, wie in 1 gezeigt ist. Abtastleitungen 128 zur Zuführung von Abtastsignalen S[k] können auch als S[k]-Signalleitungen bezeichnet werden, Emissionssteuerleitungen 132 zur Zuführung des Emissionssteuersignals EM[k] können auch als EM[k]-Signalleitungen bezeichnet werden, und die Programmiersteuerleitungen 130 zum Zuführen der Programmiersteuersignale SM[k] können auch als SM[k]-Signalleitungen bezeichnet werden; dabei kann k eine beliebige ganze Zahl von 0 bis N sein; in 1 sind beispielsweise Pixelreihen mit k = i und k = n dargestellt.
  • Wie in 1 dargestellt, ist die oberste linke Pixelschaltung 200, die ein Pixel repräsentiert, das an der [i,j]-Position in dem Pixelarray des Anzeigepaneels 107 angeordnet ist, mit der EM[i]-Signalleitung 132i, der EM[i+1]-Signalleitung 132(i+1), der SM[i]-Signalleitung 130i, der S[i-1]-Signalleitung 128(i-1), der S[i]-Signalleitung 128i, der S[i+1]-Signalleitung 128(i+1), einer Versorgungsleitung (ELVDD[j]) 112j, einer Datenleitung (VDATA[j]) 114j und einer Referenzleitung (VREF[i]) 126i verbunden. Das oberste rechte Pixel 200, das an der (i,m)-Position in dem Pixelarray des Anzeigepaneels 107 angeordnet ist, ist mit der EM[i]-Signalleitung 132i, der EM[i+1]-Signalleitung 132(i+1), der SM[i]-Signalleitung 130i, der S[i-1]-Signalleitung 128(i-1), der S[i]-Signalleitung 128i, der S[i+1]-Signalleitung 128(i+1), einer Versorgungsleitung (ELVDD[m]) 112m, einer Datenleitung(VDATA[m]) 114m und einer Referenzleitung (VREF[i]) 126i verbunden . Das unterste linke Pixel 200 in dem Anzeigepaneel 107, das an der (n,j)-Position in dem Pixelarray des Anzeigepaneels 107 angeordnet ist, ist mit der EM[n]-Signalleitung 132n, der EM[n+1]-Signalleitung 132(n+1), der SM[n]-Signalleitung 130n, der S[n-1]-Signalleitung 128(n-1), der S[n]-Signalleitung 128n, der S[n+1]-Signalleitung 128(n+1), einer Versorgungsleitung (ELVDD[j]) 112j, einer Datenleitung (VDATA[j]) 114j und einer Referenzleitung (VREF[n]) 126n verbunden. Das unterste rechte Pixel 200, das an der (n,m)-Position in dem Pixelarray des Anzeigepaneels 107 angeordnet ist, ist mit der EM[n]-Signalleitung 132n, der EM[n+1]-Signalleitung 132(n+1), der SM[n]-Signalleitung 130n, der S[n-1]-Signalleitung 128(n-1), der S[n]-Signalleitung 128n, der S[n+1]-Signalleitung 128(n+1), einer Versorgungsleitung (ELVDD[m]) 112m, einer Datenleitung (VDATA[m]) 114m und einer Referenzleitung (VREF[n]) 126n verbunden.
  • Jede Pixelschaltung 200 kann einen oder mehrere Schalter aufweisen und kann in mehreren Zuständen betrieben werden, die jeweils durch die Zustände der internen Schalter definiert sind. In einigen Ausführungsformen liegen diese Schalter in der Form von Transistoren, etwa als TFT-Transistoren, vor und können zwischen einem EIN-Zustand, in welchem sie einen elektrischen Stromfluss ermöglichen, und einem AUS-Zustand umgeschaltet werden, in welchem sie im Wesentlichen den Strom sperren und eine elektrische Verbindung in der Schaltung unterbrechen. Ein Einschalten eines Transistors aktiviert effektiv eine elektrische Verbindung, die durch den Transistor verläuft. Das Einschalten kann bewerkstelligt werden, indem eine „EIN“-Spannung oder eine „AUS“-Spannung an ein Gate des schaltenden Transistors angelegt wird. In einigen Ausführungsformen werden die Schalter durch Strom gesteuert. Die Steuersignale S[ ], EM[ ] und SM[ ], die von dem Gate- (Adressen-) Treiber 102 erzeugt werden, transportieren die gewünschten EIN- oder AUS-Spannungen oder -Ströme zu den Gates der jeweiligen schaltenden Transistoren, wodurch der Zustand jeder Pixelschaltung 200 in dem Anzeigepaneel 107 gesteuert wird. In einigen Ausführungsformen ermöglichen diese Steuersignale die Verwendung der Datenleitungen 114 sowohl für die Programmierung der Pixelschaltungen 200 entsprechend dem Videosignal aus der Steuerung 103 während des normalen Betriebs der Anzeige als auch für das Messen der Pixel- oder OLED-Ströme in einem Messmodus oder mehreren Messmodi, wie das nachfolgend mit Verweis auf spezielle Ausführungsformen beschrieben ist.
  • Eine Datenleitung 114 trägt Programmierinformationen, etwa eine Programmierspannung VDATA oder einen Programmierstrom, von dem Source-Treiber 105 zu den Pixelschaltungen 200, die damit verbunden sind, um die Pixelschaltungen 200 so zu programmieren, dass sie eine gewünschte Lichtintensität entsprechend den digitalen Daten aussenden, die durch die Steuerung 103 empfangen werden. Eine Programmierspannung VDATA (oder ein Programmierstrom) können an eine Pixelschaltung 200 während eines Programmiervorgangs der Pixelschaltung 200 so angelegt werden, dass eine Speichervorrichtung in der Pixelschaltung 200, etwa ein Speicherkondensator, geladen wird, so dass die OLED in der Pixelschaltung 200 Licht mit der gewünschten Leuchtstärke während eines Emissionsvorgangs nach dem Programmiervorgang aussenden kann. Beispielsweise kann die Speichereinrichtung in der Pixelschaltung 200 während eines Programmiervorgangs geladen werden, um eine Spannung an einem Anschluss des Ansteuertransistors während des Emissionsvorgangs zuzuführen, wodurch der Ansteuertransistor veranlasst wird, einen Ansteuerstrom durch die Leuchteinrichtung entsprechend der in der Speichereinrichtung gespeicherten Ladung zu transportieren. Der Ansteuerstrom, der durch die Leuchteinrichtung mittels des Ansteuertransistors während des Emissionsvorgangs der Pixelschaltung 200 geführt wird, wird durch den Versorgungsspannungsblock 101 über eine Leistungsversorgungsleitung 112, etwa die Leistungsversorgungsleitungen 112j und 112m in 1 übertragen. Die Leistungsversorgungsleitungen 112 können beispielsweise eine positive Versorgungsspannung für jede Pixelschaltung 200 bereitstellen, etwa eine Spannung, die üblicherweise im Schaltungsentwurf als „ELVDD“ bezeichnet wird.
  • Das Anzeigesystem 100 kann ferner eine Ausleseschaltung (ROC) 106 aufweisen, die in einigen Ausführungsformen mit dem Source-Treiber 105 zusammengefasst ist. Die ROC 106 kann ausgebildet sein, Messungen an einer ausgewählten Pixelschaltung oder -schaltungen über eine Datenleitung 114 auszuführen, die damit verbunden ist. Es sei beispielsweise auf die oberste linke Pixelschaltung 200 des Anzeigepaneels 107, das in 1 gezeigt ist, verwiesen und diese kann über die Datenleitung 114j mit der ROC 106 verbunden werden. Die Datenleitung 114j ermöglicht der ROC 106 einen Strom, der der Pixelschaltung 200 zugeordnet ist und die mit der Datenleitung verbunden ist, zu messen, um damit Information zu extrahieren, die eine Degradation der Pixelschaltung 200 kennzeichnet. In einigen Ausführungsformen kann die ROC 106 den gemessenen Strom in eine entsprechende Spannung umwandeln. Dieser Strom oder diese Spannung kann dann in einen digitalen Code, beispielsweise einen digitalen Code mit 10 bis 16 Bits, umgewandelt werden, der dann für die weitere Verarbeitung an die digitale Steuerung 103 gesendet werden kann. Die Steuerung 103 kann ausgebildet sein, die Pixeldegradationsinformation, die in dem gemessenen Strom enthalten ist, zu verwenden, um diese Degradation während des normalen Betriebs der Anzeige, wenn beispielsweise ein Video angezeigt wird, zu kompensieren.
  • In 2 ist schematisch ein Schaltbild einer Pixelschaltung 200a gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Die Pixelschaltung 200a kann eine Ausführungsform der Pixelschaltung 200 des Anzeigesystems 100 sein. Die Pixelschaltung 200, die in 2 dargestellt ist, ist so ausgebildet, dass sie in einem Ansteuermodus und in einem oder mehreren Messmodi arbeiten kann. Sie beinhaltet einen Datenanschluss 203 zur Verbindung mit einer Datenleitung, etwa beispielsweise eine der Datenleitungen 114 des Anzeigesystems 100, einen Leistungsanschluss 201 zur Verbindung mit einer Leistungsversorgungsquelle, und ein Referenzspannungsanschluss 204 zur Verbindung mit einer Quelle für Referenzspannungen, beispielsweise eine Referenzspannungsleitung 126. Die Pixelschaltung 200a weist ferner eine Leuchteinrichtung 230 auf, die ausgebildet ist, in Reaktion auf einen elektrischen Ansteuerstrom, der durch sie hindurchfließt, Licht auszusenden. In anschaulichen Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, ist die Leuchteinrichtung 230 eine OLED, wobei der elektrische Ansteuerstrom I, der hindurchfließt, einfach als der Ansteuerstrom bezeichnet wird. Ein Ansteuertransistor 211 ist elektrisch zwischen dem Leistungsanschluss 201 und der OLED 230 angeschlossen. Der Ansteuertransistor 211 hat einen ersten Anschluss 211s, einen zweiten Anschluss 211d und einen Gate-Anschluss 211g und ist ausgebildet, den Ansteuerstrom I in Abhängigkeit von einer Spannung an dem Gate 211g zu steuern. Im Folgenden kann der erste Anschluss 211s des Ansteuertransistors auch als der Source-Anschluss bezeichnet werden, während der zweite Anschluss 211d auch als der Drain-Anschluss bezeichnet werden kann, obwohl die Zuweisungen „Source“ und „Drain“ in gewisser Weise willkürlich sein können und nicht die Bedeutung von Einschränkungen haben. Die Pixelschaltung 200a enthält ferner einen Speicherkondensator Cs 240, der mit dem Gate 211g des Ansteuertransistors verbunden ist, um das Gate 211g des Ansteuertransistors 211 auf eine gewünschte Spannung in der einer Pixelprogrammierphase aufzuladen, wie nachfolgend beschrieben ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Speicherkondensator 240 elektrisch zwischen dem Gate 211g des Ansteuertransistors und dem Leistungsanschluss 201 (ELVDD) angeschlossen.
  • Die OLED 230 hat einen ersten OLED-Anschluss oder Knoten 231 zur Aufnahme des elektrischen Ansteuerstroms I aus dem Ansteuertransistor 211 und hat einen zweiten OLED-Anschluss zur Verbindung mit einem zweiten Leistungsversorgungsanschluss 202, der als „ELVSS“ bezeichnet ist. In einigen Ausführungsformen entspricht ELVDD einer höheren, das heißt, positiveren Spannung als ELVSS, und der zweite Leistungsversorgungsanschluss 202 kann als der negative Leistungsversorgungsanschluss bezeichnet werden; in derartigen Ausführungsformen ist der erste OLED-Anschluss oder Knoten 231 ein Anodenanschluss der OLED 230, wobei der Kathodenanschluss der OLED 230 mit dem negativen Leistungsversorgungsanschluss 202 (ELVSS) verbunden ist. In einigen Ausführungsformen entspricht ELVSS der niedrigsten Spannung in der Pixelschaltung, und ELVDD entspricht der höchsten, das heißt, der positivsten Spannung in der Pixelschaltung. In einigen Ausführungsformen ist der negative Leistungsversorgungsanschluss 202 der Masseanschluss.
  • Die Pixelschaltung 200a weist ferner mehrere Schalter auf, die im Betrieb durch die Steuersignale, etwa die Steuersignale 144 des Anzeigesystems 100, so gesteuert werden, dass sie die Pixelschaltung 200a auf unterschiedliche Zustände umschaltet. In mindestens einigen Ausführungsformen liegen diese Schalter in der Form von Transistoren vor oder weisen diese auf, etwa, aber nicht ausschließlich, TFT-Transistoren. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet die Pixelschaltung 200a eine erste Umschaltschaltung 221, eine zweite Umschaltschaltung 222 und einen zweiten Transistor 212, der als ein Schalter arbeitet. In einigen Ausführungsformen kann die Pixelschaltung 200a ferner eine dritte Umschaltschaltung oder ein Schaltelement 223 aufweisen, das zwischen dem Drain 211d des Ansteuertransistors 211 und dem OLED-Anschluss oder Knoten 231 angeschlossen ist. Der zweite Transistorschalter 212 kann hierin auch als der zweite Transistor 212 oder einfach als Transistor 212 bezeichnet werden. Der zweite Transistor 212 ist durch ein Steuersignal 208 zwischen einem „EIN-“ und einem „AUS-“ Zustand umschaltbar. In dem „EIN-“ Zustand verbindet der Transistor 212 das Gate 211g elektrisch mit dem Drain 211d des Ansteuertransistors 211, und unterbricht die Verbindung des Gates 211g zu dem Drain 211d in dem „AUS-“ Zustand. Die erste Umschaltschaltung 221 ist ausgebildet, das Source 211s des Ansteuertransistors 211 mit dem Leistungsanschluss 201 oder dem Datenanschluss 203 schaltbar zu verbinden. Die zweite Umschaltschaltung 222 ist ausgebildet, den Referenzspannungsanschluss 204 schaltbar mit dem Gate 211g des Ansteuertransistors 211 zum Vorladen des Speicherkondensators 240 und des Gates 211g auf eine Referenzspannung zu verbinden. In einigen Ausführungsformen kann die zweite Umschaltschaltung 222 so ausgebildet sein, dass sie den Referenzspannungsanschluss 204 mit dem Gate 211g des Ansteuertransistors 211 zum Vorladen des Speicherkondensators 240, beispielsweise in einem OLED-Messmodus, der nachfolgend beschrieben ist, oder mit dem OLED-Anschluss oder Knoten 231 schaltbar verbindet, um beispielsweise die Spannung an dem OLED-Anschluss oder dem Knoten 231 voreinzustellen, wobei dies in einem Pixel-Messmodus und/ oder einem Ansteuermodus erfolgt.
  • Es sei nun auch auf 3 und 4 verwiesen; in einigen Ausführungsformen kann die Pixelschaltung 200a in einem Ansteuerungsmodus oder in einem Messmodus, etwa einem OLED-Messmodus oder einem Pixel-Messmodus, betrieben werden. Der Ansteuerbetriebsmodus kann eine Programmierphase 262 und eine Emissionsphase 264 aufweisen. Der OLED-Messmodus kann eine Vorladephase 271 und eine Messphase 272 umfassen. Der OLED-Messmodus kann ferner hierin als der LED-Messmodus bezeichnet werden.
  • Es sei zunächst auf 3 verwiesen; in dem Ansteuermodus wird die Pixelschaltung 200a so betrieben, dass sie Licht gemäß einem Datensignal aus der Steuerung der Anzeige aussendet; somit kann der Ansteuermodus als ein Teil eines normalen Betriebs der Anzeige zum Darstellen von Bildern betrachtet werden. Die Programmierphase 262 des Ansteuermodus kann ein temporäres Aktivieren von elektrischen Verbindungen zwischen dem Drain 211d und dem Gate 211g des Ansteuertransistors 211 durch beispielsweise Umschalten des Transistors 212 in seinen „EIN-“ Zustand und zwischen dem Source 211s des Ansteuertransistors 211 und dem Datenleitungsanschluss 203 beinhalten, wobei die erste Umschaltschaltung 221 verwendet wird. Dadurch können der Speicherkondensator 240 und das Gate 211g des Ansteuertransistors 211 auf eine Datenleitungsspannung VDATA, die um eine Schwellenspannung VTH des Ansteuertransistors 211 verschoben ist, aufladen werden, so dass ein Beitrag der Schwellenspannung VTH in dem Source-Drain-Strom des Ansteuertransistors 211 in der Emissionsphase 264 vorkompensiert wird. Die Emissionsphase 264 kann ein temporäres Aktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen dem Source 211s des Ansteuertransistors 211 und dem Leistungsanschluss 201, beispielsweise unter Anwendung der ersten Umschaltschaltung 221, beinhalten. Die elektrische Verbindung zwischen dem Gate 211g und dem Drain 211d des Ansteuertransistors 211 kann in der Emissionsphase 264 deaktiviert werden. In der Emissionsphase ist die OLED 230 über den Ansteuertransistor 211 elektrisch mit ELVDD verbunden, so dass ein Stromfluss zu der OLED 230 gemäß der Datenleitungsspannung VDATA möglich ist.
  • In dem OLED-Messmodus wird ein elektrischer Strom zu der OLED 230 in Abhängigkeit von der Spannung gemessen, um die Verschlechterung relevanter OLED-Eigenschaften zu ermitteln. Die Vorladephase 271 des OLED-Messmodus kann das Anlegen einer Referenzspannung VREF an das Gate 211g des Ansteuertransistors 211 beinhalten, um den Ansteuertransistor 211 in einen Triodenmodus zu verschieben, worin der Ansteuertransistor 211 als ein Schalter in einem EIN-Zustand arbeitet. Die OLED-Messphase 272 kann ein temporäres Aktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen dem Source211s des Ansteuertransistors 211 und der Datenleitung 114 beinhalten, um damit einen Stromfluss zwischen der Datenleitung 114 und der OLED 230 hervorzurufen. Die OLED-Messphase 272 kann ferner das Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Drain 211d des Ansteuertransistors 211 und der OLED 230 beinhalten, indem beispielsweise die Verbindung zu der dritten Umschaltschaltung oder dem Element 223 aktiviert wird. Sobald die elektrische Verbindung zwischen der Datenleitung 114 und der OLED 230 eingerichtet ist, wird eine bekannte Vorspannung VB über die Datenleitung 114 an der OLED angelegt, und der elektrische Strom, der zwischen der OLED 230 und dem Datenanschluss 203 und somit in der Datenleitung 114 in Reaktion auf diese Spannung fließt, kann durch die ROC 106 gemessen werden. In der OLED-Messphase 272 bleibt der Ansteuertransistor 211 in dem Triodenmodus. Im Triodenmodus ist der Source-Drain-Strom näherungsweise proportional zu der Source-Drain-Spannung. Ferner kann im Triodenmodus der Source-Drain-Widerstand des Ansteuertransistors 211 geeignet klein sein, so dass ein Spannungsabfall zwischen dem Datenanschluss 203 und dem OLED-Anschluss 231 entweder vernachlässigbar ist oder wegkalibriert werden kann. Beispielsweise entspricht in einigen Ausführungsformen der Drain-Source-Widerstand des Ansteuertransistors 211 im Triodenmodus einem Bruchteil eines Volts oder weniger.
  • Gemäß 4 kann die Pixelschaltung 200a auch in einem Pixel-Messmodus betrieben werden, der angewendet wird, um elektrischen Strom durch das Pixel hindurch zu messen, wenn der Ansteuertransistor mit einer bekannten Datenspannung VDATA programmiert wird, wodurch der Ansteuermodus nachgebildet wird. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Prozess der Pixelmessung eine Programmierphase 282, die generell ähnlich zu der Programmierphase 262 des Ansteuermodus ist, und enthält eine Strommessphase, die im Allgemeinen ähnlich zu der Messphase 272 des OLED-Messmodus ist, die zuvor mit Verweis auf 3 beschrieben ist. Die Programmierphase 282 des Pixel-Messmodus kann ein temporäres Aktivieren der elektrischen Verbindungen zwischen dem Drain 211d und dem Gate 211g des Ansteuertransistors 211 beinhalten, indem beispielsweise der schaltende Transistor 212 in seinen „EIN-“ Zustand geschaltet wird, und zwischen dem Source 211s des Ansteuertransistors 211 und dem Datenleitungsanschluss 203, wobei die erste Umschaltschaltung 221 verwendet wird. Dadurch kann das Gate 211g des Ansteuertransistors 211 mit einer Datenleitungsspannung geladen werden, beispielsweise VDATA, die um die Schwellenspannung VTH des Ansteuertransistors 211 verschoben ist, so dass der Anteil der Schwellenspannung VTH in dem Source-Drain-Strom des Ansteuertransistors 211 in der Messphase 283 vorkompensiert wird.
  • Die Messphase 283 kann ein temporäres Aktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen dem Source 211s des Ansteuertransistors 211 und der Datenleitung 114 beinhalten, um einen elektrischen Stromfluss zwischen der Datenleitung 114 und der OLED 230 durch den Ansteuertransistor zu ermöglichen. Die Messphase 283 kann ferner das Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Drain 211d des Ansteuertransistors 211 und der OLED 230 beinhalten, indem beispielsweise die Verbindung mit der dritten Umschaltschaltung und dem Element 223 aktiviert wird. Sobald die elektrische Verbindung zwischen der Datenleitung 114 und der OLED 230 eingerichtet ist, kann ein elektrischer Strom, der zwischen der OLED 230 und dem Datenanschluss 203, und damit in der Datenleitung 114, fließt, durch die ROC 106 gemessen werden.
  • Es sei nun auf 5 verwiesen. Dort ist eine Ausführungsform 200b der Pixelschaltung 200a aus 2 gezeigt. Die Pixelschaltung 200b kann anstelle der Pixelschaltungen 200 in der Anzeigevorrichtung 100 der 1 verwendet werden. Elemente, die in 5 gezeigt sind und die gleich oder ähnlich zu den entsprechenden Elementen sind, die in 2 gezeigt sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen belegt und werden hier nicht erneut beschrieben. Die Pixelschaltung 200b sieben Transistoren 211-217, einen Speicherkondensator 240 (Cs) und eine OLED 230. Jeder der Transistoren 211-217 ist beispielsweise als ein TFT ausgebildet. Somit ist die Pixelschaltung 200b aus sieben Transistoren und einem Kondensator aufgebaut und kann als eine „7T1C“-Schaltung bezeichnet werden. Der Transistor 211 ist der Ansteuertransistor, wie zuvor beschrieben ist, während die Transistoren 212-217 Schalttransistoren sind, wovon jeder durch eine Gate-Spannung zwischen einem EIN-Zustand, in welchem ein elektrischer Stromfluss durch den Transistor möglich ist, und einem AUS-Zustand umgeschaltet werden kann, in welchem der Transistor einen Stromfluss unterbindet, wodurch ein Stromkreis unterbrochen wird. Die Transistoren 213 und 214, die entsprechend als der dritte und der vierte Transistor bezeichnet werden können, verkörpern die erste Schaltschaltung 221 aus 2. Transistoren 215 und 217, die entsprechend als der fünfte und der siebte Transistor bezeichnet werden können, verkörpern die zweite Umschaltschaltung 222 der 2. Transistor 216, der auch als der sechste Transistor bezeichnet werden kann, agiert als ein Schaltungsunterbrecher zwischen der OLED 230 und dem Ansteuertransistor 211 und ist so ausgebildet, dass er den Anodenanschluss 231 der OLED 230 mit dem Source 211s des Ansteuertransistors oder diese unterbricht.
  • Bei Verwendung in einer Anzeigevorrichtung, etwa der Anzeigevorrichtung 100 der 1, können die sechs Schalttransistoren 212-217 durch ein Gate-Steuersignal gesteuert werden, das von einem Gate- (Adressen-) Treiber, etwa dem in 1 gezeigten Gate-Treiber 102, erzeugt wird. In dem Anzeigesystem 100 der 1 können sie durch die Steuersignale 144 S[ ], EM[ ] und SM[ ] gesteuert werden, wobei zumindest einige der Steuersignale S[ ] und EM[ ] zwischen benachbarten Pixeln oder Pixelreihen geteilt werden. Beispielsweise kann die in 5 gezeigte Pixelschaltung 200b ein Pixel in der Anzeigevorrichtung aus 1 repräsentieren, das in der i-ten Pixelreihe angeordnet ist. Die Steuersignale SM[i] 208, S[i] 206 und EM[i] 207 sind die Steuersignale 144 der i-ten Reihe und werden zur Steuerung entsprechend des zweiten (212), des vierten (214) und des siebten (217) Transistors verwendet. In einigen Ausführungsformen werden zumindest einige dieser Signale gemeinsam von benachbarten Pixeln oder Pixelreihen verwendet, um die Gesamtanzahl an Steuersignalen in der Anzeige für eine gegebene Anzahl an Schalttransistoren in jeder Pixelschaltung zu reduzieren. In der dargestellten Ausführungsform werden die Steuersignale S[i] 206 und EM[i] 207 in der i-ten Pixelreihe gemeinsam von benachbarten Pixelreihen verwendet. Das Steuersignal S[i-1] 209 ist das Abtaststeuersignal der (i-1)-ten Reihe, und EM[i+1] 205 und S[i+1] 210 sind das Emissionssteuersignal und das Programmiersteuersignal der (i+1) -ten Reihe, die von den Pixelschaltungen der i-ten Reihe in dem Pixelarray des Anzeigepaneels 107 gemeinsam benutzt werden. Alle diese Steuersignale können von dem Gate-Treiber 102 über die entsprechenden Steuerleitungen bereitgestellt werden, wie dies zuvor mit Verweis auf 1 beschrieben ist. In einigen Ausführungsformen kann die Referenzspannung VREF, die über eine Referenzleitung 126 und den Referenzanschluss 204 bereitgestellt wird, von allen Pixeln in der gleichen Reihe gemeinsam benutzt werden.
  • Ähnlich zu der Pixelschaltung 200a der 2 enthält die 7T1C-Pixelschaltung 200b einen Speicherkondensator Cs 240, der in dem Ansteuermodus die Datenspannung VDATA, die aus dem Source-Treiber 105 über eine Datenleitung 114 zugeführt wird, speichert, so dass die Pixelschaltung 200b die OLED 230 nach Adressierung mit dem Abtaststeuersignal S[i] angesteuert werden kann. In der in 5 dargestellten Ausführungsform können die Transistoren 211-217 p-Transistoren, etwa p-artige TFTs sein, aber Implementierungen der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf Pixelschaltungen mit spezieller Polarität der Transistoren beschränkt oder darauf beschränkt, dass die Pixelschaltungen Dünnschichttransistoren aufweisen.
  • Die 7T1C-Pixelschaltung 200b kann in einem Ansteuermodus, einem OLED-Messmodus und einem Pixel-Messmodus arbeiten, wie dies beispielsweise zuvor mit Verweis auf 3 und 4 beschrieben ist. Ferner können in einigen Ausführungsformen diese Betriebsarten weitere Phasen enthalten, etwa Phasen zur Voreinstellung, Nacheinstellung, Vorladung und/oder Nachladung, die die Funktion der Anzeige zunächst in einigen Aspekten verbessern können. Es werden nun mit Verweis auf die 6-19 Implementierungen dieser Betriebsarten beschrieben. 6, 7 und 8 zeigen beispielhafte Zeitablaufdiagramme der drei Betriebsarten entsprechend einigen Ausführungsformen. Diese Zeitablaufdiagramme zeigen, wie die Steuersignale 144 S[ ], EM[ ] und SM[ ], die die Zustände der Schalttransistoren 212-217 steuern, wie zuvor beschrieben ist, sich in unterschiedlichen Phasen des Ansteuermodus (6). des OLED-Messmodus (7) und des Pixel-Messmodus (8) gemäß einigen Ausführungsformen ändern. Jedes dieser Signale wechselt zwischen einem „TIEF“ und einem „HOCH“ Zustand, die einem „TIEFEN“ und „HOHEN“ Spannungspegel an dem Gate eines entsprechenden Schalttransistors entsprechen. In der hierin beschriebenen anschaulichen Ausführungsform sind die Schalttransistoren 212-217 vom p-Typ und werden durch einen „HOHEN“ Spannungspegel an ihren Gates ausgeschaltet und werden durch einen „TIEFEN“ Spannungspegel an ihren Gates eingeschaltet. Beispielsweise kann die TIEF-Spannung weniger als etwa 0,2 V entsprechen, und die „HOCH“ Spannung kann ungefähr 5 V oder mehr entsprechen, beispielsweise ungefähr 10 V, wobei jedoch diese Pegel von der Transistortechnik abhängen. Zu beachten ist, dass in anderen Ausführungsformen die Schalttransistoren eingeschaltet werden können, d.h., in ihren leitenden Zustand geschaltet werden können, wenn ein „HOHES“ Signal oder ein „HOHER“ Spannungspegel angelegt wird, und dass sie ausgeschaltet werden können durch ein „TIEFES“ Signal oder einen „TIEFEN“ Spannungspegel; in derartigen Ausführungsformen werden jeweils die Steuersignale in den Zeitablaufdiagrammen der 6-8 umgekehrt.
  • ANSTEUERMODUS
  • Es sei zunächst auf 6 verwiesen. Dort ist ein Zeitablaufdiagramm des Ansteuermodus gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Dieses Zeitablaufdiagramm zeigt, wie die Steuersignale S[i-1], S[i], S[i+1], EM[i], EM[i+1] und SM[i], die die Zustände der Schalttransistoren 212-217 einer Pixelschaltung 200b der i-ten Pixelreihe steuern, wie zuvor beschrieben ist, sich in unterschiedlichen Phasen des Ansteuermodus ändern; hier und im Folgenden kann der Reihenindex „i“ eine beliebige ganze Zahl zwischen 1 bis N sein, wobei N die Anzahl der Pixelreihen in der Anzeige ist. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Ansteuermodus vier Phasen 301-304, in denen die Pixelschaltung 200b zwischen vier unterschiedlichen Zuständen umgeschaltet wird. Diese vier Phasen 301-304, die einen Zyklus einer Programmierung eines Pixels während einer Blockperiode eines empfangenen Videosignals repräsentieren, beinhalten eine Phase 301 der Vorladung des Kondensators 240 auf eine Referenzspannung VREF, eine Phase 302 der Pixelprogrammierung mit einem Datensignal- und einer Pixel-internen Kompensation (IPC), eine Phase 303 der OLED-Voreinstellung und Phase 304 der Lichtemission. In der ersten Phase 301, die als die Vorladephase bezeichnet werden kann, wird der Speicherkondensator Cs 240 auf VREF vorgeladen, indem er mit einer Quelle einer Referenzspannung, etwa der Referenzleitung 126, verbunden wird. In der Programmierphase 302, die eine IPC enthalten kann, wird die Datenspannung VDATA, die über eine Datenleitung empfangen wird, in dem Speicherkondensator Cs 240 gespeichert. In einer OLED-Voreinstellungsphase 303 wird die OLED 230 auf eine Referenzspannung VREF voreingestellt. In der Emissionsphase 304 steuert der Ansteuertransistor 211 die OLED 230 mit dem Strom I an, der der Datenspannung VDATA entspricht.
  • Diese vier Phasen 301-304 des Ansteuermodus entsprechen vier Zuständen der Pixelschaltung 200b, die in 9-12 dargestellt sind. In diesen Figuren sowie in den 13-19 sind die Schalttransistoren 212-213 schematisch als Schalter in ihren entsprechenden „EIN“ (geschlossen) und „AUS“ (geöffnet) Zuständen gezeigt.
  • Der Zustand der Pixelschaltung 200b in der Vorladephase 301 ist in 9 dargestellt. In diesem Zustand wird das S[i-1]-Signal 209 auf TIEF gesetzt, beispielsweise S[i-1] = 0, wodurch der fünfte Transistor 215 eingeschaltet wird, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem Gate 211g des Ansteuertransistors 211 und einer Referenzleitung 126 bereitgestellt oder aktiviert wird, und das Gate 211g des Ansteuertransistors wird mit einer Referenzspannung VREF geladen. In dieser Phase können alle anderen Schalttransistoren 212-214, 216, 217 ausgeschaltet sein, wodurch die entsprechenden Stromkreise unterbrochen sind.
  • Der Zustand der Pixelschaltung 200b in der Programmierphase 302 ist in 10 gezeigt. In dieser Phase liegen das S[i]-Signal 206 und das SM[i]-Signal 208 auf „TIEF“, beispielsweise S[i] = 0 und SM[i] = 0. Diese Signale schalten den vierten Transistor 214 und den zweiten Transistor 212 ein, wodurch elektrische Verbindungen zwischen dem Source 211s des Ansteuertransistors 211 und der Datenleitung 114 und zwischen dem Gate 211g und dem Drain 211d des Ansteuertransistors 211 bereitgestellt bzw. aktiviert werden. Das Source 211s des Ansteuertransistors 211 wird auf VDATA aufgeladen, wobei die Datenspannung VDATA von dem Source-Treiber 105 gespeist wird. Der Ansteuertransistor 211 schaltet ein und der Gate-Anschlussknoten 211g wird auf (VDATA - VTH) entladen, wobei VTH die Schwellenspannung des Ansteuertransistors 211 ist. Am Ende dieses Zustands schaltet der Ansteuertransistor 211 aus und die Spannung Vc s , die in dem Speicherkondensator 240 gespeichert ist, ergibt sich aus der Gleichung (1): V C s = E L V D D − V D A T A − V T H
    Figure DE102018217781A1_0001
  • In einigen Ausführungsformen kann VREF so ausgewählt werden, dass sie gleich oder kleiner als (VDATA - VTH) ist. Beispielsweise liegt in einer Ausführungsform VREF in dem Bereich von 2 bis 4 V, ELVDD beträgt 10 V, VDATA liegt im Bereich von 4 V und 10 V, VTH beträgt ungefähr 1 V und VREF beträgt ungefähr 3 V.
  • Der Zustand der Pixelschaltung 200b in der dritten Phase, das heißt, der OLED-Voreinstellungsphase 303, ist in 11 gezeigt. In dieser Phase werden das S[i+1]-Signal 210 und das EM[i]-Signal 207 auf „TIEF“ gelegt, beispielsweise S[i+1] = 0 und EM[i] = 0. Das S[i+1]-Signal 210 schaltet den siebten Transistor 217 ein, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der OLED 230 und einer Referenzleitung 126 aktiviert wird. In diesem OLED-Voreinstellungszustand ist der OLED-Anodenanschluss oder Knoten 231 mit der Referenzleitung 126 verbunden und wird auf die Referenzspannung VREF gelegt. Die Referenzspannung VREF in der OLED-Voreinstellungsphase kann gleich VREF der Vorladephase des Ansteuermodus sein oder sie kann sich davon unterscheiden. In einigen Ausführungsformen wird VREF in der OLED-Voreinstellungsphase nahe an oder unmittelbar unter einer Schwellenspannung der OLED festgelegt, bei der die OLED mit der Emission von Licht beginnt.
  • Der Zustand der Pixelschaltung 200b in der vierten Phase, das heißt, der Emissionsphase 304, ist in 12 gezeigt. In dieser Phase liegen das EM[i]-Signal 207 und das EM[i+1]-Signal 205 auf „TIEF“, beispielsweise EM[i] = 0 und EM[i+1] = 0, wodurch die elektrischen Verbindungen des Source 211s des Ansteuertransistors 211 zu der Leistungsversorgungsspannung ELVDD und von dem Drain 211d des Ansteuertransistors 211 zu der OLED 230 hergestellt bzw. aktiviert werden. Der elektrische Strom Ipixel, der durch den Drain-26 Transistor zu der OLED 230 in dieser Phase fließt, wodurch die OLED Licht aussendet, kann aus Gleichung (2) ermittelt werden: I p i x e l = k ( V g s − V T H ) 2 = k ( E L V D D − ( V D A T A − V T H ) − V T H ) 2 I p i x e l = k ( E L V D D − V D A T A ) 2
    Figure DE102018217781A1_0002
  • Daher ist die Leuchtdichte der OLED 230 in dem Ansteuermodus durch den Strom Ipixel bestimmt, der von der Schwellenspannung VTH des Ansteuertransistors 211 abhängt, und generell durch die Spannung der Leistungszuführung ELVDD und die Datenleitungsspannung VDATA festgelegt ist. Dennoch kann sich die Leuchtdichte der OLED 230 für eine gegebene VDATA während der Lebensdauer der Anzeige aus anderen Gründen ändern, etwa aufgrund von Änderungen der Ladungsträgerbeweglichkeit in dem Ansteuertransistor, die den k-Koeffizienten in Gleichung (2) einschließt, oder aufgrund der Alterung der OLED.
  • OLED-MESSMODUS
  • In diesem Modus wird ein OLED-Strom IOLED bei einer oder mehreren bekannten Spannungen gemessen, um die I-V-Charakteristik der OLED 230 zu ermitteln und Änderungen darin zu erkennen; die Ergebnisse der Messung können dann verwendet werden, die OLED-Alterung zu kompensieren, wenn VDATA erzeugt wird. Das Zeitablaufdiagramm für die Steuersignale S[i], SM[i] und EM[i], S[i-1], S[i+1], EM[i+1] der T1C-Pixelschaltung 200b der i-ten Reihe in einer anschaulichen Implementierung des OLED-Messmodus ist in 7 gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der OLED-Messmodus eine Vorladephase 401, an die sich eine OLED-Messphase 402 anschließt. Dieser Modus kann auch eine OLED-Voreinstellungsphase 403 enthalten, die ähnlich zu der OLED-Voreinstellungsphase 305 des zuvor beschriebenen Ansteuermodus sein kann. Diese drei Phasen entsprechen drei Zuständen der Pixelschaltung 200b, die 13-15 gezeigt sind.
  • In der Vorladephase 401 des OLED-Messmodus werden der Gate-Anschluss oder Knoten 211g des Ansteuertransistors 211 und der Speicherkondensator 240 auf eine geeignete niedrige Spannung vorgeladen, um den Ansteuertransistor 211 in den EIN-Zustand zu schalten. Der Zustand der Pixelschaltung 200b in der ersten Phase, das heißt, der Vorladephase 401, des OLED-Messmodus ist in 13 gezeigt. In dieser Phase wird das S[i-1]-Signal 209 (5) auf „TIEF“ gesetzt, beispielsweise S[i-1] = 0, wodurch der fünfte Transistor 215 einschaltet wird. Dies stellt bereit oder aktiviert eine elektrische Verbindung zwischen dem Gate-Anschluss oder Knoten 211g des Ansteuertransistors 211 und der Referenzleitung 126, so dass das Gate 211g auf eine Referenzspannung VREF aufgeladen wird. Diese Phase kann im Wesentlichen gleich der Phase 271 des OLED-Messmodus des Verfahrens 260 sein, das zuvor mit Verweis auf 3 beschrieben ist. In dem OLED-Messmodus verhält sich der Ansteuertransistor 211 daher wie ein Schalter, wobei VREF geeignet niedrig ist, so dass die Gate-Source-Spannung Vgs des Ansteuertransistors 211 erhöht wird und dieser in das Triodengebiet der Transistorfunktion verschoben wird, wobei sich ein Transistor wie ein Schalter im EIN-Zustand verhält. In einigen Ausführungsformen kann die Referenzspannung VREF während der Voreinstellungsphase des OLED-Messmodus die niedrigste Spannung der Pixelschaltung sein.
  • Der Zustand der Pixelschaltung 200b in der zweiten Phase, das heißt der Messphase 402, ist in 14 gezeigt. In diesem Zustand liegen das S[i]-Signal 206 und das EM[i]-Signal 207 auf „TIEF“, beispielsweise S[i] = 0 und EM[i] = 0. Diese Signale schalten den vierten Transistor 214 und den sechsten Transistor 216 ein, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem OLED-Anschluss 231 und der Datenleitung 114 hergestellt wird. Die OLED 230 wird dadurch über den Ansteuertransistor 211, den vierten Transistor 214 und den sechsten Transistor 216 mit der Datenleitung 114 verbunden, wodurch ein elektrischer Stromfluss von der Datenleitung in die OLED ermöglicht wird. In dieser Phase des OLED-Messmodus ist die Datenleitung 114 mit der Ausleseschaltung (ROC) 106 verbunden, um den OLED-Strom IOLED 820 unter Anwendung einer geeigneten Strommessschaltung, wie sie beispielsweise durch 810 bezeichnet ist, zu messen. Die ROC 106 kann auch eine vordefinierte Vorspannung VB über die Datenleitung 114 der OLED zuführen, so dass der von der ROC 106 gemessene OLED-Strom IOLED einer bekannten Vorspannung entspricht. In einigen Ausführungsformen wird der OLED-Strom IOLED 820, der in dieser Phase gemessen wird, in eine Spannung umgewandelt, die dann in einer gewünschten Quantisierungs-Bit-Tiefe durch einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 801 quantisiert werden kann, beispielsweise wird sie in einen digitalen Code mit 10 bis 16 Bits umgewandelt.
  • In einigen Ausführungsformen schließt sich an die OLED-Messphase 402 des OLED-Messmodus die OLED-Voreinstellungsphase 403 an, die im Allgemeinen ähnlich zu der OLED-Voreinstellungsphase 305 des zuvor beschriebenen Ansteuermodus ist. Der Zustand der Pixelschaltung 200b in dieser Phase ist in 15 gezeigt. In diesem dritten Zustand 403 sind das S[i+1]-Signal 210 und das EM[i+1]-Signal 205 auf „TIEF“ gesetzt, beispielsweise S[i+1] = 0 und EM[i+1]. Das S[i+1]-Signal 210 schaltet den siebten Transistor 217 ein, wodurch der Anodenknoten 231 der OLED 230 mit der Referenzleitung 126 verbunden wird, wodurch diese auf eine Referenzspannung VREF aufgeladen wird.
  • PIXEL-MESSMODUS
  • In diesem Modus wird der Pixelstrom, der einer bekannten Spannung VDATA entspricht, gemessen. Dieser Modus ermöglicht die Bewertung von Eigenschaften des Ansteuertransistors 211 in seinem nominalen Betriebsmodus, das heißt, in dem Ansteuermodus. Das Zeitablaufdiagramm für die Steuersignale S[i], SM[i] und EM[i], S[i-1], S[i+1], EM[i+1] der 7T1C-Pixelschaltung 200b der i-ten Reihe in einer anschaulichen Implementierung des Pixel-Messmodus ist in 8 gezeigt. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Pixel-Messmodus eine Phase 501 zum Vorladen des Gate-Anschlusses oder Knotens 211g des Ansteuertransistors 211 und des Speicherkondensator 240 auf eine Referenzspannung VREF, eine Phase 502 zum Programmieren der Pixelschaltung mit der Datenspannung VDATA und eine Pixel-Messphase 503, in der der Pixelstrom Ip xel über eine Datenleitung gemessen wird. Dieser Modus kann auch eine OLED-Voreinstellungsphase 504 aufweisen, die ähnlich zu den OLED-Voreinstellungsphasen 403, 305 des Ansteuermodus bzw. des OLED-Messmodus sein kann, wie sie zuvor beschrieben sind. Diese vier Phasen entsprechen vier Zuständen der Pixelschaltung 200b, die in 16-19 dargestellt sind. Die Vorladephase 501 und die Programmierphase 502 des Pixel-Messmodus können ähnlich zu der Vorladephase 301 und der Programmierphase 302 des zuvor beschriebenen Ansteuermodus sein.
  • In der ersten Phase, das heißt, der Vorladephase 501, kann die Pixelschaltung 200b in dem in 16 gezeigten Zustand sein. In dieser Phase liegt das S[i-1]-Signal 209 (5) auf „TIEF“, beispielsweise S[i-1] = 0, wodurch der fünfte Transistor 215 eingeschaltet wird, um den Gate-Anschluss oder Knoten 211g des Ansteuertransistors mit der Referenzleitung 126 elektrisch zu verbinden, wodurch der Speicherkondensator 240 vorgeladen wird und eine Referenzspannung VREF an das Gate 211g des Ansteuertransistors 211 angelegt wird. In dieser Phase können alle anderen Schalttransistoren 212-214, 216, 217 ausgeschaltet sein.
  • In der zweiten Phase, das heißt, der Programmierphase 502, kann die Pixelschaltung 200b in einem Zustand sein, der in 17 gezeigt ist. In dieser Phase liegen das S[i]-Signal 206 und das SM[i]-Signal 208 auf „TIEF“, beispielsweise S[i] = 0 und SM[i] = 0. Diese Signale schalten den vierten Transistor 214 und den zweiten Transistor 212 ein, wodurch elektrische Verbindungen zwischen dem Source 211s des Ansteuertransistors 211 und der Datenleitung 114 einerseits und zwischen dem Gate 211g und dem Drain 211d des Ansteuertransistors 211 hergestellt bzw. aktiviert werden. Die Source 211s des Ansteuertransistors 211 ist mit der Datenleitung verbunden und wird auf VDATA aufgeladen, wobei die Datenspannung VDATA von dem Source-Treiber 105 zugeleitet wird. Der Ansteuertransistor 211 schaltet ein und der Gate-Anschluss oder Knoten 211g wird auf (VDATA - VTH) entladen, wobei VTH die Schwellenspannung des Ansteuertransistors 211 ist. Am Ende dieses Zustands schaltet der Ansteuertransistor 211 ab und die in dem Speicherkondensator 240 gespeicherte Spannung Vc s kann durch die zuvor angegebene Gleichung (1) ermittelt werden.
  • In der dritten Phase, das heißt, in der Pixel-Messphase 503, kann die Pixelschaltung 200b in einem Zustand sein, der in 18 gezeigt ist. Diese Phase und der entsprechende Zustand der Pixelschaltung können gleich oder ähnlich zu der Messphase 402 des OLED-Messmodus sein. In dieser Phase liegen das S[i]-Signal 206 und das EM[i]-Signal 207 auf „TIEF“, beispielsweise S[i] = 0 und EM[i] = 0. Diese Signale schalten den vierten Transistor 214 und den sechsten Transistor 216 ein, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem OLED-Anschluss 231 und der Datenleitung 114 hergestellt wird. Die OLED 230 ist dadurch mit der Datenleitung 114 über den Ansteuertransistor 211, den vierten Transistor 214 und den sechsten Transistor 216 verbunden, wodurch ein elektrischer Stromfluss von der Datenleitung in die OLED ermöglicht wird. In dem Pixel-Messmodus ist dieser Strom, der als Pixelstrom bezeichnet und als Ipixel benannt ist, durch die Datenspannung VDATA bestimmt, die in der Programmierphase 502 bereitgestellt wird, und durch eine Vorspannung VB bestimmt, die der Pixelschaltung über die Datenleitung 114 in der Messphase 503 zugeführt wird. Die Vorspannung VB kann ausreichend hoch, beispielsweise in der Nähe von ELVDD, in dem Pixel-Messmodus gewählt werden, so dass der Pixelstrom innerhalb seines normalen Arbeitsbereichs liegt. In der Messphase 503 des Pixel-Messmodus ist die Datenleitung 114 mit der ROC 106 verbunden, um den Pixelstrom Ipixel 830 unter Verwendung der Strommessschaltung 810 oder unter Verwendung einer beliebigen anderen geeigneten Strommessschaltung oder -einrichtung zu messen.
  • Die ROC 106 kann ferner die Vorspannung VB der OLED 230 über die Datenleitung 114 zuführen. In einigen Ausführungsformen wird der in dieser Phase gemessene Pixelstrom Ipixel 830 in eine Spannung umgewandelt, die dann in einer gewünschten Quantisierungs-Bit-Tiefe quantisiert werden kann. beispielsweise wird sie in einen digitalen Code mit 10 bis 16 Bits umgewandelt, wobei dies mittels eines Analog-Digital-Wandlers (ADC) 801 erfolgt.
  • Die Spannung der Datenleitung 114 ist während der Pixelstrommessung ungefähr VB, so dass die Gate-Source-Spannung Vgs des Ansteuertransistors 211 aus der Gleichung (3) abgeschätzt werden kann: V g s = V B − ( V D A T A − V T H ) ,
    Figure DE102018217781A1_0003
    und der Pixelstrom Ipixel 830 kann näherungsweise aus der folgenden Gleichung (4) ermitteln werden: I p i x e l = k ( V g s − V T H ) 2 = k ( V B − V D A T A ) 2
    Figure DE102018217781A1_0004
  • Daher ist der in dem Pixel-Messmodus gemessene Pixelstrom Ipixel 830 unabhängig von Schwankungen der Schwellenspannung des Ansteuertransistors 211. Die Abhängigkeit des Pixelstroms 830, der in diesem Modus gemessen wird, von der bekannten Vorspannung und der Datenspannung VB und VDATA kann ausgenutzt werden, um Änderungen der Eigenschaften des Ansteuertransistors, beispielsweise seiner Beweglichkeit, zu ermitteln, die das Schaltungsverhalten in dem Ansteuermodus beeinflussen. Die Ergebnisse der Messung können dann verwendet werden, die Transistoralterung zu kompensieren, wenn VDATA erzeugt wird.
  • In einigen Ausführungsformen schließt sich an die Messphase 503 des Pixel-Messmodus die OLED-Voreinstellungsphase 504 an, die im Allgemeinen ähnlich zu den OLED-Voreinstellungsphasen 305, 403 des Ansteuermodus und des OLED-Messmodus sein kann, die zuvor beschrieben sind. Der Zustand der Pixelschaltung 200b in dieser Phase ist in 19 dargestellt. In diesem Zustand liegen das S[i+1]-Signal 210 und das EM[i+1]-Signal 205 (5) auf „TIEF“, beispielsweise S[i+1] = 0 und EM[i+1]. Das S[i+1]-Signal 210 schaltet den siebten Transistor 217 ein, wodurch der Anodenanschluss oder Knoten 231 der OLED 230 mit der Referenzleitung 126 verbunden wird, so dass er auf eine Referenzspannung VREF aufgeladen wird.
  • Wie in 14 und 18 gezeigt ist, kann in einigen Ausführungsformen die ROC 106 einen Eingangsschalter 807 zum Verbinden der ROC 106 mit einer Datenleitung, eine Strommessschaltung 810, die als Integrator ausgebildet ist einen ADC 801 aufweisen. Der Integrator 810 kann einen Rücksetzschalter 808, einen Differenzverstärker 804 und einen integrierenden Kondensator C, aufweisen, der zwischen dem Ausgangsanschluss 803 und den negativen Eingangsanschluss 806 des Differenzverstärkers 804 vorgesehen ist, um eine negative Rückkopplung für den Differenzverstärker bereitzustellen. Eine Vorspannungsquelle 805, die ausgebildet ist, die Vorspannung VB zu erzeugen, ist mit dem positiven Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 804 verbunden. Der Integrator 810 integriert den aus der Pixelschaltung 200 (Ipixel 830 oder Ioled 820) kommenden Strom und wandelt ihn in eine entsprechende Spannung um. Die Spannung an dem Ausgangsanschluss 803 des Integrators 810 wird dem ADC 801 zugeführt, der diese Spannung in einen digitalen Code 802, beispielsweise mit einer Länge 10 bis 16 Bits, umwandelt, um den gemessenen Pixelstrom in einer Form darzustellen, die von einem digitalen Prozessor verwendet werden kann, etwa beispielsweise einen digitalen Prozessor oder Prozessoren, die die Steuerung 103 bilden.
  • Der Wert der Referenzspannung VREF, die einer speziellen Pixelreihe der Anzeige zu einem gegebenen Zeitpunkt während des Anzeigevorgangs zugeführt wird, kann in Abhängigkeit von einer speziellen Betriebsphase variieren. Beispielsweise kann in einigen Ausführungsformen im OLED-Messmodus die Referenzspannungsquelle 108 die Pixelschaltungen einer i-ten Reihe über die Referenzleitung 126i mit einer ersten Referenzspannung VREF1 versorgen, wenn Pixelschaltungen der i-ten Reihe in der Vorladephase 401 des LED-Messmodus sind und kann die gleichen Pixelschaltungen mit einem zweiten Referenzspannungswert VREF2 während der OLED-Voreinstellungsphase 303, 403, 504 versorgen. In einigen Ausführungsformen kann die Referenzspannungsquelle 108 die Pixelschaltungen der i-ten Reihe mit einer dritten Referenzspannung VREF3 versorgen, wenn sich die Pixelschaltungen der i-ten Reihe in den Vorladephasen 501 oder 301 des Pixel-Messmodus oder des Ansteuermodus sind, und kann die gleichen Pixelschaltungen mit dem zweiten Referenzspannungswerts VREF2 während der OLED-Voreinstellungsphasen 304 oder 504 versorgen. In einigen Ausführungsformen kann VREF2 gleich VREF3 und größer als VREF1 sein.
  • Es sei auf 1 verwiesen; in Ausführungsformen, in denen die Referenzspannung VREF, die einer Pixelschaltung 200 zugeführt wird, in Abhängigkeit von einer speziellen Betriebsphase variiert, kann die Referenzspannungsquelle 108 unterschiedliche Werte der Referenzspannung VREF unterschiedlichen Pixelreihen zuführen, so dass beispielsweise die Referenzleitungen 126i und 126n unterschiedliche Werte der Referenzspannung VREF zu einem speziellen Zeitpunkt haben. Es sei beispielsweise auf 7 verwiesen; wenn die Pixelschaltungen einer (i+1)-ten Reihe in der Vorladephase 401 des OLED-Messmodus sind und die erste Referenzspannung VREF1 erhalten, dann können die Pixelschaltungen der (i-1)-ten Reihe, die in der OLED-Voreinstellungsphase 403 sind, die zweite Referenzspannung VREF2 erhalten.
  • Somit ist in einigen Ausführungsformen die Referenzspannungsquelle 108 so ausgebildet, dass sie unterschiedliche Werte der Referenzspannung VREF zu benachbarten Pixelreihen zuführt, und die Referenzspannung, die jeder Pixelreihe zugeleitet wird, zwischen unterschiedlichen Pegeln synchron zu Änderungen der Steuersignale 144 abzuwechseln.
  • Die zuvor beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen sollen in jeder Hinsicht anschaulich sein, und sollen die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränken. Tatsächlich ergeben sich diverse andere Ausführungsformen und Modifizierungen für die vorliegende Offenbarung, zusätzlich zu den hierin beschrieben, für den Fachmann auf der Grundlage der vorhergehenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen.
  • Beispielsweise ist zu beachten, dass, obwohl das Betreiben von Pixelschaltungen, wie es zuvor beschrieben ist, mit Verweis auf das in 1 dargestellte Anzeigesystem 100 beschrieben ist, die Pixelschaltungen auch in Anzeigesystemen eingesetzt werden können, die sich in einem oder mehreren Aspekten von demjenigen unterscheidet, das in 1 dargestellt ist. Beispielsweise können die Gate-Steuersignale, die die Funktion des Gates der Schalttransistoren in der Pixelschaltung 200b der 5 steuern, anders eingeteilt sein, als dies zuvor beschrieben ist. Obwohl ferner die zuvor beschriebenen Pixelschaltungen die Messung der OLED- und Pixeleigenschaften ermöglichen, können sie auch andere Vorteile bieten, etwa die IPC, die OLED-Voreinstellung und das Vorladen des Ansteuertransistors, und sie können auch in Anzeigesystemen verwendet werden, die keine Pixelmessungen verwenden. Des Weiteren können die zuvor beschriebenen Ausführungsformen auch zur Verwendung in Verbindung mit Leuchteinrichtungen (LEDs), die keine OLEDs sind, eingesetzt werden, etwa beispielsweise in Verbindung mit Leuchtdioden, die aus nicht-organischen Materialien hergestellt sind.
  • Obwohl die vorhergehende Beschreibung mathematische Gleichungen aufweisen kann, um das Verständnis einiger Merkmale der anschaulichen Ausführungsformen zu vereinfachen, hängen die Prinzipien zum Betreiben und die wesentlichen Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen nicht notwendigerweise von der Genauigkeit oder der Gültigkeit der Gleichungen ab.
  • Ferner sind in der vorhergehenden Beschreibung zum Zwecke der Erläuterung und nicht zur Beschränkung spezielle Details angegeben, etwa spezielle Architekturen, Schnittstellen, Techniken und dergleichen, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. In einigen Fällen sind detaillierte Beschreibungen gut bekannter Bauelemente, Schaltungen und Verfahren weggelassen, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht mit unnötigen Details zu überfrachten. Somit erkennt der Fachmann, dass Blockdiagramme hierin konzeptionelle Ansichten anschaulicher Schaltung repräsentieren können, die die Prinzipien der Technik verkörpern. Alle Aussagen hierin, die Prinzipien, Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung nennen sowie spezielle Beispiele davon, sollen sowohl strukturelle als auch funktionelle Äquivalente mit einschließen. Des Weiteren ist beabsichtigt, dass derartige Äquivalente sowohl aktuell bekannte Äquivalente als auch Äquivalente mit einschließen, die künftig entwickeln werden, das heißt, Element, die entwickelt werden, so dass sie die gleiche Funktion, unabhängig von ihrem Aufbau ausführen. Ferner ist zu beachten, dass jede der zuvor beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen Merkmale aufweisen kann, die mit Bezug zu anderen anschaulichen Ausführungsformen beschrieben sind.
  • Obwohl somit die vorliegende Erfindung insbesondere mit Verweis auf anschauliche Ausführungsformen gezeigt und beschrieben ist, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, erkennt der Fachmann, dass diverse Änderungen am Detail vorgenommen werden können, ohne von dem Grundgedanken und dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie sie in den Ansprüchen festgelegt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62/573373 [0001]

Claims (20)

  1. Eine Pixelschaltung einer elektronischen Anzeige, die ausgebildet ist, in einem Ansteuermodus oder in einem oder mehreren Messmodi zu arbeiten, wobei die Pixelschaltung aufweist: eine Leuchteinrichtung (LED), die ausgebildet ist, in Reaktion auf einen elektrischen Ansteuerstrom Licht auszusenden; einen Ansteuertransistor mit einem ersten Anschluss, einem zweiten Anschluss und einem Gate-Anschluss, der ausgebildet ist, den elektrischen Ansteuerstrom abhängig von einer Spannung an seinem Gate-Anschluss zu steuern; einen Speicherkondensator, der mit dem Gate-Anschluss des Ansteuertransistors verbunden ist; einen zweiten Transistor, der den Gate-Anschluss des Ansteuertransistors schaltbar mit dessen zweiten Anschluss verbindet; eine erste Umschaltschaltung, die den ersten Anschluss des Ansteuertransistors mit einer Leistungsversorgungsleitung der elektronischen Anzeige oder einer Datenleitung der elektronischen Anzeige schaltbar verbindet; und eine zweite Umschaltschaltung, die den Gate-Anschluss des Ansteuertransistors oder die LED schaltbar mit einer Quelle einer Referenzspannung verbindet.
  2. Die Pixelschaltung nach Anspruch 1, wobei die LED eine organische Leuchtdiode (OLED) umfasst, wobei die OLED einen Anodenanschluss zur Verbindung mit dem Ansteuertransistor und einen Kathodenanschluss zur Verbindung mit einem negativen Leistungsversorgungsanschluss aufweist.
  3. Die Pixelschaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Umschaltschaltung einen dritten Transistor, der den ersten Anschluss des Ansteuertransistors mit der Leistungsversorgungsleitung schaltbar verbindet, und einen vierten Transistor aufweist, der den ersten Anschluss des Ansteuertransistors schaltbar mit der Datenleitung verbindet.
  4. Die Pixelschaltung nach Anspruch 3, wobei die zweite Umschaltschaltung einen fünften Transistor aufweist, der den Gate-Anschluss des Ansteuertransistors schaltbar mit der Quelle der Referenzspannung zum Vorladen des Speicherkondensators verbindet, und wobei der Speicherkondensator zwischen dem Gate-Anschluss des Ansteuertransistors und der Leistungsversorgungsleitung angeschlossen ist.
  5. Die Pixelschaltung nach Anspruch 4, die ferner einen sechsten Transistor aufweist, der den zweiten Anschluss des Ansteuertransistors schaltbar mit der LED verbindet.
  6. Die Pixelschaltung nach Anspruch 4, wobei die zweite Umschaltschaltung ferner einen siebten Transistor aufweist, der den OLED-Anschluss schaltbar mit der Quelle der Referenzspannung zur Voreinstellung der OLED verbindet.
  7. Die Pixelschaltung nach Anspruch 1, wobei der Ansteuertransistor, der zweite Transistor, die erste Umschaltschaltung und die zweite Umschaltschaltung jeweils einen p-Dünnschichttransistor aufweisen.
  8. Ein Verfahren zum Betreiben eines Pixelarrays einer Anzeige, die mehrere Pixelschaltungen aufweist, wobei jede Pixelschaltung eine Leuchteinrichtung (LED), einen Ansteuertransistor mit einem Gate, einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss und einen Speicherkondensator, der mit dem Gate verbunden ist, aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben einer Pixelschaltung des Pixelarrays in einem Ansteuermodus, der eine Programmierphase und eine Emissionsphase enthält, wobei die Programmierphase ein temporäres Aktivieren elektrischer Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und dem Gate des Ansteuertransistors und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und einer Datenleitung der Anzeige derart umfasst, dass das Gate des Ansteuertransistors mit einer Datenleitungsspannung, die um eine Schwellenspannung des Ansteuertransistors verschoben ist; aufgeladen wird; und wobei die Emissionsphase umfasst: temporäres Aktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und einer Leistungsversorgungsleitung, während eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED so hergestellt wird, dass die LED mit einem elektrischen Ansteuerstrom, der von der Datenleitungsspannung abhängig ist, angesteuert wird; und Betreiben der Pixelschaltung in einem LED-Messmodus, der eine Vorladephase und eine Messphase enthält, wobei die Vorladephase umfasst: Anlegen einer Referenzspannung an das Gate des Ansteuertransistors derart, dass der Ansteuertransistor in einen Triodenmodus verschoben wird, in welchem der Ansteuertransistor als ein Schalter in einem EIN-Zustand arbeitet; und wobei die Messphase umfasst: zumindest temporäres Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Datenleitung derart, dass ein elektrischer Stromfluss zwischen der Datenleitung und der LED hervorgerufen wird; und Messen des elektrischen Stroms in der Datenleitung.
  9. Das Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: Betreiben der Pixelschaltung in einem Pixel-Messmodus, der umfasst: temporäres Aktivieren der elektrischen Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und dem Gate des Ansteuertransistors und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Datenleitung derart, dass das Gate des Ansteuertransistors mit der Datenleitungsspannung, die um die Schwellenspannung des Ansteuertransistors verschoben ist, vorgeladen wird; Aktivieren der elektrischen Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Datenleitung derart, dass ein elektrischer Stromfluss zwischen dem Ansteuertransistor und der Datenleitung hervorgerufen wird; und Messen des in der Datenleitung fließenden elektrischen Stroms, während der erste Anschluss des Ansteuertransistors mit einer vordefinierten Vorspannung über die Datenleitung vorgespannt wird.
  10. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Pixelschaltung zum Betreiben eines Pixels in einer i-ten Reihe oder Spalte der Pixelarrays dient, wobei i eine ganze Zahl ist, wobei das Verfahren umfasst: Verwenden eines Abtastsignals S[i] der i-ten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren der elektrischen Verbindung zwischen der Datenleitung und dem Gate des Ansteuertransistors, Verwenden eines Programmiersignals SM[i] der i-ten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren der elektrischen Verbindung zwischen dem Gate des Ansteuertransistors und dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors, Verwenden eines Emissionssignals EM[i] der i-ten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren der elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED, Verwenden eines Emissionssignals EM[i+1] einer nächsten benachbarten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren der elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Leistungsversorgungsleitung, Verwenden eines Abtastsignals S[i-1] einer vorhergehenden benachbarten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen dem Gate des Ansteuertransistors und einer Quelle einer Referenzspannung, und Verwenden eines Abtastsignals S[i+1] der nächsten benachbarten Reihe oder Spalte des Pixelarrays zum Aktivieren oder Deaktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen einem LED-Anschluss und der Quelle der Referenzspannung.
  11. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei Betreiben der Pixelschaltung in dem Ansteuermodus ferner umfasst: temporäres Aktivieren einer elektrischen Verbindung zwischen dem Gate des Ansteuertransistors und der Quelle der Referenzspannung vor der Programmierphase zum Vorladen des Speicherkondensators.
  12. Das Verfahren nach Anspruch 8, das ferner umfasst: zumindest temporäres Aktivieren der elektrischen Verbindung zwischen der OLED und der Quelle der Referenzspannung nach der Messphase des OLED-Messmodus.
  13. Das Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst: Aktivieren der elektrischen Verbindung zwischen der OLED und der Quelle der Referenzspannung nach der Messphase des Pixel-Messmodus.
  14. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Verbindung des ersten Anschlusses des Ansteuertransistors mit der Leistungsversorgungsleitung in der Programmierphase unterbrochen wird und mit der Datenleitung in der Emissionsphase unterbrochen wird, und wobei die Verbindung des ersten Anschlusses des Ansteuertransistors sowohl mit der Leistungsversorgungsleitung als auch mit der Datenleitung in der Vorladephase unterbrochen wird.
  15. Eine Anzeigevorrichtung, die für Pixelmessungen ausgebildet ist, mit: einem Pixelarray mit mehreren Pixelschaltungen, wobei jede Pixelschaltung eine Leuchteinrichtung (LED), einen Ansteuertransistor zum Zuführen eines elektrischen Ansteuerstroms zu der LED und einen Speicherkondensator aufweist; einer Source-Ansteuerschaltung mit einem Source-Treiber und mehreren Datenleitungen, die den Source-Treiber mit den Pixelschaltungen verbinden, wobei der Source-Treiber eine Ausleseschaltung (ROC) aufweist, die ausgebildet ist, einen elektrischen Strom in den Datenleitungen zu messen; einer Gate-Ansteuerschaltung mit einem Gate-Treiber und mehreren Steuerleitungen, die den Source-Treiber mit den Pixelschaltungen verbinden; einer Referenzspannungsschaltung mit einer Referenzspannungsquelle und mehreren Referenzspannungsleitungen, die die Referenzspannungsquelle mit den Pixelschaltungen verbinden; einer Leistungsversorgungsschaltung mit einer Leistungsversorgungsquelle und mehreren Leistungsversorgungsleitungen zum Zuführen elektrischer Leistung zu den Pixelschaltungen; und einer Steuerung, die funktionsmäßig mit dem Source-Treiber, dem Gate-Treiber und der Referenzspannungsquelle verbunden und ausgebildet ist, elektrische Signale, die von dem Gate-Treiber erzeugt werden, zu steuern; wobei der Ansteuertransistor jeder Pixelschaltung einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss und einen Gate-Anschluss aufweist, und wobei der Speicherkondensator mit dem Gate-Anschluss und einer der Leistungsversorgungsleitungen verbunden ist; und wobei jede Pixelschaltung ferner mehrere Schalttransistoren aufweist, wovon jeder von einem Gate-Steuersignal aus dem Gate-Treiber so gesteuert ist, dass in steuerbarer Weise eine Verbindung hergestellt wird, zwischen: dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Leistungsversorgungsleitung oder einer der Datenleitungen, dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und dem Gate des Ansteuertransistors oder der LED, und einer der Referenzspannungsleitungen und dem Gate des Ansteuertransistors oder der LED.
  16. Die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Steuerung ausgebildet ist, das Pixelarray in einem Ansteuermodus zu betreiben, wobei der Source-Treiber Datensignale den Pixelschaltungen synchron zu den Gate-Steuersignalen aus dem Gate-Treiber zuführt, und wobei die Steuerung ferner ausgebildet ist, das Pixelarray in einem LED-Messmodus, der eine Vorladephase und eine Messphase enthält, zu betreiben, wobei in der Vorladephase die Referenzspannungsquelle dem Gate des Ansteuertransistors einer ausgewählten Pixelschaltung eine Referenzspannung zuführt derart, dass der Ansteuertransistor in einen Triodenmodus verschoben wird, in welchem eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors bereitgestellt wird, und wobei in der Messphase des LED-Messmodus der zweite Anschluss des Ansteuertransistors mit der LED verbunden ist und der erste Anschluss des Ansteuertransistors mit der Datenleitung verbunden ist derart, dass eine Vorspannung aus der Datenleitung der LED zugeführt wird, und dass ein elektrischer Strom zwischen der ROC und der LED durch die Datenleitung fließen kann, um von der ROC gemessen zu werden.
  17. Die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Steuerung ausgebildet ist, das Pixelarray in einem Pixel-Messmodus, der eine Programmierphase und eine Messphase enthält, zu betreiben, wobei: in der Programmierphase der Gate-Treiber für eine ausgewählte Pixelschaltung elektrische Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und dem Gate des Ansteuertransistors und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und einer Datenleitung derart aktiviert, dass das Gate mit einer Datenleitungsspannung vorgeladen wird, die um eine Schwellenspannung des Ansteuertransistors verschoben ist; und, in der Messphase der Gate-Treiber für die ausgewählte Pixelschaltung die elektrischen Verbindungen zwischen dem zweiten Anschluss des Ansteuertransistors und der LED und zwischen dem ersten Anschluss des Ansteuertransistors und der Datenleitung derart aktiviert, dass ein elektrischer Stromfluss zwischen der Datenleitung und der LED hervorgerufen wird, und die ROC den elektrischen Strom, der in der Datenleitung fließt, misst, während der erste Anschluss des Ansteuertransistors mit einer vordefinierten Vorspannung für die Datenleitung vorgespannt wird.
  18. Die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Pixelarray mehrere Pixelreihen aufweist und wobei die mehreren Steuerleitungen umfassen: mehrere Abtastleitungen zur Zuführung von Abtastsignalen S[i] zu den Pixelschaltungen jeder Pixelreihe, mehrere Programmiersteuerleitungen zur Zuführung von Programmiersignalen SM[i] zu den Pixelschaltungen jeder Pixelreihe, und mehrere Emissionssteuerleitungen zur Zuführung von Emissionssignalen EM[i] zu den Pixelschaltungen jeder Pixelreihe.
  19. Die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 18, wobei mindestens einige der Abtastleitungen jeweils mit drei benachbarten Pixelreihen verbunden sind, und wobei mindestens einige der Emissionssteuerleitungen jeweils mit zwei benachbarten Pixelreihen verbunden sind.
  20. Die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Steuerung ausgebildet ist, die Referenzspannungsquelle derart zu steuern, dass die Pixelschaltung mit einer ersten Referenzspannung in dem Ansteuermodus und mit einer zweiten Referenzspannung in dem LED-Messmodus versorgt wird.
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