CN107615085B - 用于amoled显示器的像素电路 - Google Patents

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Abstract

一种用于驱动显示器的***，所述显示器包括阵列安排的多个像素电路，所述像素电路中的每个像素电路包括发光器件以及用于传送驱动电流通过所述发光器件的驱动晶体管。测量共享监测线的像素的电路元件的特性的方法包括：控制偏置以便选择性地断开电路元件或使这些电路元件的响应已知，同时测量其他感兴趣的电路元件。

Description

用于AMOLED显示器的像素电路
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年6月19日提交的加拿大申请号2,894,717的优先权，所述加拿大申请通过引用以其全部内容结合在此。
技术领域
本公开总体上涉及供显示器中使用的电路、以及对显示器(特别是如有源矩阵有机发光二极管显示器等显示器)进行驱动、校准和编程的方法。
背景技术
显示器可以由发光器件的阵列形成，每个发光器件都由具有晶体管的单独电路(即，像素电路)控制，所述晶体管用于选择性地控制所述电路以便被编程有显示信息并且以便根据所述显示信息来发射光。在基板上制作的薄膜晶体管(“TFT”)可以结合到这种显示器中。随着显示器老化，TFT往往在显示面板上且随着时间的推移而展现出不均匀行为。补偿技术可以应用于这种显示器以便在显示器上实现图像均匀性并且以便解决随着显示器老化而发生的显示器退化。
用于为显示器提供补偿以解决显示面板上且随着时间的推移而产生的变化的一些方案利用监测***来测量与像素电路的老化(即，退化)相关联的时间相关参数。测得的信息然后可以用于通知对像素电路的随后编程，从而确保任何测得的退化都通过对编程作出的调整来解决。这种被监测的像素电路可能需要使用附加晶体管和/或线路来将像素电路选择性地耦合至监测***并且提供读出信息。对附加晶体管和/或线路的结合可能大大减小像素间距(即，“像素密度”)。
发明内容
根据一个方面，提供了一种确定在显示器中的像素阵列中的至少一个所选像素的至少一个电路元件的特性的方法，在所述像素阵列中，每个像素包括用于向所述像素的光电子器件供应电流的驱动晶体管，所述方法包括：控制对所述至少一个所选像素中的所选像素的偏置，所述偏置包括对耦合至所述所选像素的监测线的偏置；控制对第一像素的第一驱动晶体管的偏置，使得所述第一像素的第一光电子器件被偏置为使得所述第一光电子器件断开，所述第一像素与所述所选像素共享所述监测线；以及使用所述监测线来测量所述所选像素的所述至少一个电路元件的至少一个特性。
在一些实施例中，所述第一驱动晶体管的源极端子和漏极端子中的一个端子耦合至所述第一光电子器件，并且所述第一驱动晶体管的所述源极端子和所述漏极端子中的另一个端子耦合至第一电源电压，并且其中，所述监测线经由第一源开关耦合至所述第一像素的第一节点，所述第一节点处于所述光电子器件与所述第一驱动晶体管的源极端子和漏极端子中的所述一个端子之间，并且控制对所述第一像素的所述第一驱动晶体管的偏置包括至少调整所述第一电源电压的电压以及所述第一驱动晶体管的栅极端子以便确保所述第一光电子器件断开。
根据另一个方面，提供了一种确定在显示器中的像素阵列中的至少一个所选像素的电路元件的特性的方法，在所述像素阵列中，每个像素包括用于向所述像素的光电子器件供应电流的驱动晶体管，所述方法包括：控制对所述至少一个所选像素中的所选像素的偏置，所述偏置包括对耦合至所述所选像素的监测线的偏置；控制对经由第一源开关的源极端子和漏极端子耦合至所述监测线的第一像素的偏置，使得利用跨所述第一源开关的所述源极端子与所述漏极端子的零电压和固定已知电压中的至少一者来偏置所述第一源开关，从而导致零电流和固定已知电流中的相应一者通过所述第一源开关，所述监测线被与所述所选像素共享；以及使用所述监测线来测量所述所选像素的至少一个电路元件的至少一个特性。
在一些实施例中，测量所述所选像素的至少一个电路元件的至少一个特性包括：通过测量所述监测线上的电流来测量所述所选光电子器件的所述电流。在一些实施例中，测量所述所选像素的至少一个电路元件的至少一个特性进一步包括：从在所述监测线上测得的所述电流中减去所述固定已知电流的值。
在一些实施例中，所述第一驱动晶体管的源极端子和漏极端子中的一个端子耦合至所述第一光电子器件并且所述第一驱动晶体管的所述源极端子和所述漏极端子中的另一个端子耦合至第一电源电压，并且其中，所述第一源开关的所述源极端子和所述漏极端子中的一个端子耦合至所述第一像素的处于所述光电子器件与所述第一驱动晶体管的源极端子和漏极端子中的所述一个端子之间的第一节点，并且所述第一源开关的所述源极端子和所述漏极端子中的另一个端子耦合至所述监测线，其中，控制对所述第一像素的偏置包括偏置所述第一驱动晶体管的栅极以便接通所述第一驱动晶体管、以及将对所述监测线的偏置调整为与所述电源电压的电压相等的电压以及与所述电源电压的电压相差所述固定已知电压的电压之一，并且其中，对所述所选像素的偏置包括偏置所述所选驱动晶体管的栅极以便断开所述所选驱动晶体管。
根据进一步方面，提供了一种确定共享监测线的至少一个所选像素的至少一个电路元件的特性的方法，所述所选像素位于显示器中的像素阵列中，在所述像素阵列中，每个像素包括用于向所述像素的光电子器件供应电流的驱动晶体管，所述方法包括：控制对所述至少一个所选像素中的第一数量的所选像素的偏置，每个所选像素包括所述至少一个电路元件中的第二数量的电路元件，所述偏置包括对耦合至所述第一数量的所选像素的监测线的偏置，所述控制对所述第一数量的所选像素的所述偏置具有总数大于或等于所述第一数量与所述第二数量的乘积的偏置自由度；以及使用所述监测线来测量所述第一数量的所选像素的所述第二数量的电路元件的至少一个特性，同时控制对第一数量的所选像素的偏置，至少进行与所述第一数量和所述第二数量的乘积相等数量的测量。
根据另一个进一步方面，提供了一种确定在显示器中的像素阵列中的至少一个所选像素的电路元件的特性的方法，在所述像素阵列中，每个像素包括用于向所述像素的光电子器件供应电流的驱动晶体管，所述方法包括：控制对所述至少一个所选像素中的所选像素的偏置，所述偏置包括调整对所述所选像素的所选驱动晶体管的栅极的偏置，直到特定电流通过将所述所选像素耦合至监测线的所选源开关；控制对经由第一源开关的源极端子和漏极端子耦合至所述监测线的第一像素的偏置，使得利用跨所述第一源开关的所述源极端子与所述漏极端子的零电压和固定已知电压中的至少一者来偏置所述第一源开关，从而导致零电流和固定已知电流中的相应一者通过所述第一源开关，所述监测线被与所述所选像素共享；以及使用所述监测线来测量所述所选像素的至少一个电路元件的至少一个特性。
在一些实施例中，所述控制对所述所选像素的所述偏置包括：调整被施加到所述所选驱动晶体管的所述栅极上的电压，直到在所述监测线上测量到通过所述所选像素的所述所选源开关的预定电流，所述方法进一步包括：使用被施加到所述所选驱动晶体管的所述栅极上的所述电压的值来确定所述至少一个所选像素的所选光电子器件的特性变化。
本发明的前述和附加方面和实施例鉴于各实施例和/或方面的详细说明对本领域普通技术人员而言是显而易见的，所述详细说明参考附图作出，下面提供了对附图的简要说明。
附图说明
在阅读以下详细描述之后并且在参照附图之后，本发明的前述及其他优点将变得明显。
图1是用于驱动OLED显示器同时监测单独像素的退化并且为其提供补偿的***的示例性配置的框图。
图2A是示例性像素电路配置的电路图。
图2B是图2A中所示出的像素的第一示例性操作周期的时序图。
图2C是图2A中所示出的像素的第二示例性操作周期的时序图。
图3是另一个示例性像素电路配置的电路图。
图4是用于使用共享读出电路来驱动OLED显示器同时监测单独像素的退化并且为其提供补偿的***的修改配置的框图。
图5是具有驱动晶体管、光电子器件和测量线的像素电路的示意性图示。
图6是具有共享监测线的一对像素电路的电路图。
图7是具有分段VDD以便节省电力的显示器的图解图示。
图8是用于在片段层面调整电力供应的电路的示意图。
图9A是用于调整从Vdd源到像素的电力供应的电路的示意图。
图9B是用于调整从Vss源到像素的电力供应的电路的示意图。
图10是用于在像素层面调整电力供应的像素安排的示意图。
图11是处于待机模式(其中，显示器展示活动内容)下的***的框图。
图12是具有用于在待机期间支持活动内容的多个帧缓冲器的显示模块的框图。
图13是具有用于在待机期间支持活动内容的帧缓冲器和内容生成模块的显示模块的框图。
图14是根据另一个实施例的具有共享监测线的一对像素电路的电路图。
虽然本发明容易受到各种修改和替代形式的影响，但在附图中已经通过示例的方式示出了具体实施例并且将在此对其加以详细描述。然而，应理解的是，本发明并不旨在受限于所公开的特定形式。相反，本发明将覆盖落在如通过所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的所有修改形式、等效形式和替代形式。
具体实施方式
图1是示例性显示***50的图示。显示***50包括地址驱动器8、数据驱动器4、控制器2、存储器存储设备6以及显示面板20。显示面板20包括以行和列安排的像素10的阵列。像素10中的每个像素可单独编程用于发射具有可单独编程的亮度值的光。控制器2接收指示将在显示面板20上显示的信息的数字数据。控制器2将信号32发送至数据驱动器4并且将调度信号34发送至地址驱动器8，以便驱动显示面板20中的像素10显示所指示的信息。与显示面板20相关联的所述多个像素10因此包括被适配用于根据由控制器2接收到的输入数字数据而动态地显示信息的显示阵列(“显示屏”)。显示屏可以显示例如来自由控制器2接收到的视频数据流的视频信息。电源电压14可以提供恒定电源电压或者可以是由来自控制器2的信号所控制的可调整电压供应。显示***50还可以结合电流源或电流宿(未示出)的特征以便向显示面板20中的像素10提供偏置电流，由此减少像素10的编程时间。
出于说明性目的，图1中的显示***50被展示为在显示面板20中仅具有四个像素10。要理解的是，显示***50可以使用包括相似像素(比如，像素10)阵列的显示屏来实现，并且显示屏不限于特定数量行和列的像素。例如，显示***50可以使用具有通常在用于移动设备、基于监测器的设备和/或投影设备的显示器中可用的多行和多列像素的显示屏来实现。
像素10由驱动电路(“像素电路”)进行操作，所述驱动电路通常包括驱动晶体管和发光器件。在下文中，像素10可以指代像素电路。虽然发光器件可以可选地为有机发光二极管，但是本公开的实施方式适用于具有其他电致发光器件(包括电流驱动的发光器件)的像素电路。虽然像素10中的驱动晶体管可以可选地为n型或p型非晶硅薄膜晶体管，但是本公开的实施例并不限于具有特定极性的晶体管的像素电路或不仅受限于具有薄膜晶体管的像素电路。像素电路10还可以包括用于存储编程信息并且允许像素电路10驱动发光器件(在被寻址后)的存储电容器。因此，显示面板20可以是有源矩阵显示阵列。
如图1中所展示的，被展示位在显示面板20中的左上方像素的像素10耦合至选择线24i、供电线26i、数据线22j以及监测线28j。还可以包括用于控制到监测线的连接的读取线。在一种实施方式中，电源电压14还可以向像素10提供第二供电线。例如，每个像素可以耦合至使用Vdd来充电的第一供电线26以及与Vss耦合的第二供电线27，并且像素电路10可以位于第一供电线与第二供电线之间，以便在像素电路的发射阶段期间促进这两条供电线之间的驱动电流。显示面板20中的左上方像素10可以对应于显示面板20中处于显示面板的第“i”行和第“j”列中的像素。类似地，显示面板20中的右上方像素10表示第“j”行和第“m”列；左下方像素10表示第“n”行和第“j”列；并且右下方像素10表示第“n”行和第“m”列。像素10中的每个像素都耦合至合适的选择线(例如，选择线24i和24n)、供电线(例如，供电线26i和26n)、数据线(例如，数据线22j和22m)以及监测线(例如，监测线28j和28m)。应注意的是，本公开的方面适用于具有附加连接(例如，至附加选择线的连接)的像素，并且适用于具有较少连接的像素，比如，缺少至监测线的连接的像素。
参考在显示面板20中示出的左上方像素10，选择线24i由地址驱动器8提供，并且可用于通过激活开关或晶体管以便允许数据线22j对像素10进行编程来实现例如对像素10的编程操作。数据线22j将来自数据驱动器4的编程信息传送至像素10。例如，数据线22j可用于将编程电压或编程电流施加到像素10上，以便对将像素10编程用于发射期望量的亮度。由数据驱动器4经由数据线22j供应的编程电压(或编程电流)是适合于使像素10根据由控制器2接收到的数字数据而发射具有期望量的亮度的光的电压(或电流)。可以在对像素10的编程操作期间将编程电压(或编程电流)施加到像素10上，以便对像素10内的存储设备(例如，存储电容器)进行充电，从而使像素10能够在编程操作之后的发射操作期间发射具有期望量的亮度的光。例如，可以在编程操作期间对像素10中的存储设备进行充电以便在发射操作期间将电压施加到驱动晶体管的栅极端子或源极端子中的一者或多者上，由此使驱动晶体管能够根据存储在存储设备上的电压将驱动电流传送通过发光器件。
一般而言，在像素10中，在像素10的发射操作期间由驱动晶体管传送通过发光器件的驱动电流是由第一供电线26i供应并且排到第二供电线27i上的电流。第一供电线26i和第二供电线27i耦合至电压供应14。第一供电线26i可以提供正电源电压(例如，在电路设计中通常被称为“Vdd”的电压)并且第二供电线27i可以提供负电源电压(例如，在电路设计中通常被称为“Vss”的电压)。在供电线中的一条或另一条(即，供电线27i)被固定处于地电压或另一个参考电压的情况下，可以实现本公开的实施方式。
显示***50还包括监测***12。再次参考显示面板20中的左上方像素10，监测线28j将像素10连接至监测***12。监测***12可以与数据驱动器4集成或可以是分离的独立***。具体地，监测***12可以可选地通过在对像素10的监测操作期间监测数据线22j的电流和/或电压来实现，并且监测线28j可以完全被省略。另外地，可以在没有监测***12或监测线28j的情况下实现显示***50。监测线28j允许监测***12测量与像素10相关联的电流或电压，并且由此提取指示像素10的退化的信息。例如，监测***12可以经由监测线28j提取流过像素10内的驱动晶体管的电流，并且由此基于测得的电流并基于在测量期间施加到驱动晶体管上的电压确定驱动晶体管的阈值电压或其偏移。
监测***12还可以提取发光器件的工作电压(例如，当发光器件运行以发射光时在发光器件两端的电压降)。监测***12然后可以将信号32传达至控制器2和/或存储器6，以便允许显示***50将所提取的退化信息存储到存储器6中。在像素10的随后编程和/或发射操作期间，由控制器2经由存储器信号36从存储器6中检索退化信息，并且然后控制器2在像素10的随后编程和/或发射操作中补偿所提取到的退化信息。例如，一旦提取到了退化信息，就可以在对像素10的随后编程操作期间对经由数据线22j传送至像素10的编程信息进行适当调整，使得像素10发射不受像素10的退化影响的具有期望量的亮度的光。在示例中，可以通过适当增大施加到像素10上的编程电压来对像素10内的驱动晶体管的阈值电压的增大进行补偿。
图2A是像素110的示例性驱动电路的电路图。图2A中示出的驱动电路用于对像素110进行校准、编程和驱动，并且包括用于传送驱动电流通过有机发光二极管(“OLED”)114的驱动晶体管112。OLED 114根据通过OLED 114的电流发射光并且可以被任何电流驱动的发光器件所替代。OLED 114具有固有电容COLED。像素110可用于结合图1而描述的显示***50的显示面板20中。
像素110的驱动电路还包括存储电容器116和开关晶体管118。像素110耦合至选择线SEL、电压供应线Vdd、数据线V数据以及监测线MON。驱动晶体管112根据驱动晶体管112的栅极端子与源极端子之间的栅极-源极电压(Vgs)从电压供应线Vdd处汲取电流。例如，在驱动晶体管112的饱和模式下，通过驱动晶体管112的电流可以由Ids＝β(Vgs-Vt)2给出，其中，β是取决于驱动晶体管112的器件特性的参数，Ids是从驱动晶体管112的漏极端子到源极端子的电流，并且Vt是驱动晶体管112的阈值电压。
在像素110中，存储电容器116耦合在驱动晶体管112的栅极端子与源极端子之间。存储电容器116具有第一端子(为了方便被称为栅极侧端子)和第二端子(为了方便被称为源极侧端子)。存储电容器116的栅极侧端子电耦合至驱动晶体管112的栅极端子。存储电容器116的源极侧端子电耦合至驱动晶体管112的源极端子116s。因此，驱动晶体管112的栅极-源极电压Vgs还是在存储电容器116上充电的电压。如下文将要进一步解释的，存储电容器116可以由此在像素110的发射阶段期间保持驱动晶体管112两端的驱动电压。
驱动晶体管112的漏极端子连接至电压供应线Vdd，并且驱动晶体管112的源极端子连接至(1)OLED 114的阳极端子并且经由读取晶体管119连接至(2)监测线MON。OLED 114的阴极端子可以连接至地或者可以可选地连接至第二电压供应线，比如图1中示出的供电线Vss。因此，OLED 114与驱动晶体管112的电流通路串联连接。一旦OLED的阳极端子与阴极端子之间的电压降达到OLED 114的工作电压(VOLED)，OLED114就根据通过OLED 114的电流的大小发射光。也就是说，当阳极端子上的电压与阴极端子上的电压之差大于工作电压VOLED时，OLED 114接通并且发射光。当阳极-阴极电压小于VOLED时，电流不通过OLED 114。
开关晶体管118根据选择线SEL进行操作(例如，当选择线SEL上的电压处于高电平时，开关晶体管118接通，并且当电压SEL处于低电平时，开关晶体管断开)。当被接通时，开关晶体管118将节点A(驱动晶体管112的栅极端子和存储电容器116的栅极侧端子)电耦合至数据线V数据。
读取晶体管119根据读取线RD进行操作(例如，当读取线RD上的电压处于高电平时，读取晶体管119接通，并且当电压RD处于低电平时，读取晶体管119断开)。当被接通时，读取晶体管119将节点B(驱动晶体管112的源极端子、存储电容器116的源极侧端子以及OLED 114的阳极)电耦合至监测线MON。
图2B是图2A中所示出的像素110的示例性操作周期的时序图。在第一周期150期间，SEL线和RD线两者都为高，所以相应晶体管118和119接通。开关晶体管118将来自数据线V数据的处于足以接通驱动晶体管112的电平的电压Vd1施加到节点A上。读取晶体管119将来自监测线MON的处于断开OLED 114的电平的电压Vb施加到节点B上。因此，栅极-源极电压Vgs不受VOLED(Vd1-Vb-Vds3，其中，Vds3是读取晶体管119两端的电压降)的影响。SEL线和RD线在周期150结束时走低，从而断开晶体管118和119。
在第二周期154期间，SEL线为低以断开开关晶体管118，并且驱动晶体管112由电容器116上在节点A处的电荷接通。读取线RD上的电压走高以接通读取晶体管119并且由此允许在OLED 114断开时经由监测线MON取得驱动晶体管电流的第一样本。监测线MON上的电压是V参考，所述电压可以与前一周期中的电压Vb处于相同的电平。
在第三周期158期间，选择线SEL上的电压为高以接通开关晶体管118，并且读取线RD上的电压为低以断开读取晶体管119。因此，驱动晶体管112的栅极被充电至数据线V数据的电压Vd2，并且驱动晶体管112的源极由OLED 114设置为VOLED。因此，驱动晶体管112的栅极-源极电压Vgs是VOLED的函数(Vgs＝Vd2-VOLED)。
在第四周期162期间，选择线SEL上的电压为低以断开开关晶体管，并且通过电容器116上在节点A处的电荷接通驱动晶体管112。读取线RD上的电压为高以接通读取晶体管119，并且经由监测线MON取得驱动晶体管112的电流的第二样本。
如果驱动电流的第一样本和第二样本不相同，则调整V数据线上的电压Vd2；改变编程电压Vd2；并且重复采样和调整操作，直到驱动电流的第二样本与第一样本相同。当驱动电流的两个样本相同时，这两个栅极-源极电压也应该相同，这意味着：
VOLED＝Vd2-Vgs
＝Vd2-(Vd1-Vb-Vds3)
＝Vd2-Vd1+Vb+Vds3。
在某个操作时间(t)后，在时间0与时间t之间的VOLED变化为ΔVOLED＝VOLED(t)–VOLED(0)＝Vd2(t)-Vd2(0)。因此，这两个编程电压Vd2(t)与Vd2(0)之差可用于提取OLED电压。
图2C是图2A中所示出的像素110的用于仅取得驱动电流的单个读数并且将所述值与已知参考值进行比较的另一组示例性操作周期的修改后示意性时序图。例如，参考值可以是由控制器推导出的用于对随着驱动晶体管112老化而引起的驱动晶体管退化进行补偿的驱动电流的期望值。当像素在两种方法(受VOLED的影响和不受VOLED的影响)中都被编程有固定电压时，可以通过测量像素电流之差来提取OLED电压VOLED。这种差以及像素的电流-电压特性然后可用于提取VOLED。
在图2C的示例性时序图的第一周期200期间，选择线SEL为高以接通开关晶体管118，并且读取线RD为低以断开读取晶体管118。数据线V数据经由开关晶体管118向节点A供应电压Vd2。在第二周期201期间，SEL为低以断开开关晶体管118，并且RD为高以接通读取晶体管119。监测线MON经由读取晶体管119向节点B供应电压V参考，同时经由读取晶体管118和监测线MON取得驱动电流值的读数。将驱动电流的此读取值与已知参考值进行比较，如果驱动电流的读取值与参考值不同，则使用电压Vd2的经调整值来重复周期200和201。重复此过程，直到驱动电流的读取值与参考值基本上相同，并且然后Vd2的经调整值可用于确定VOLED。
图3是两个像素110a和110b(例如，图2A中所示出的像素)的电路图，但所述像素被修改为共享监测线MON，同时仍允许分别针对每个像素独立地测量驱动电流和OLED电压。这两个像素110a和110b处于同一行中但处于不同列中，并且这两列共享同一监测线MON。仅被选择用于测量的像素编程有有效电压，而另一个像素被编程为在测量周期期间断开驱动晶体管12。因此，一个像素的驱动晶体管将不会影响另一个像素中的电流测量。
图4展示了利用读出电路300的经修改驱动***，所述读出电路由多列像素共享同时仍允许针对单独像素10中的每个像素对驱动电流和OLED电压进行独立测量。尽管在图4中仅展示了四个列，但是将理解的是，典型的显示器包含数量大得多的列，并且所述列全都可以使用同一读出电路。替代性地，可以利用多个读出电路，其中，每个读出电路仍共享多个列，从而使得读出电路的数量显著小于列的数量。仅被选择用于在任何给定时间进行测量的像素编程有有效电压，而共享相同栅极信号的所有其他像素被编程有使对应驱动晶体管断开的电压。因此，所述其他像素的驱动晶体管将不会影响对所选像素进行的电流测量。而且，当所选像素中的驱动电流用于测量OLED电压时，对OLED电压的测量也不受其他像素的驱动晶体管影响。
图5展示了包括像素阵列的固态器件中的像素电路之一。在说明性像素电路中，驱动晶体管500与负载(比如，光电子器件501)串联连接。像素电路的其余部件502耦合至测量线503，所述测量线允许提取驱动部分和/或被驱动负载的特性以便进一步校正固态器件的性能。在本示例中，光电子器件为OLED，但是可以使用任何其他器件。
与多个列共享测量(监测)线可以减小顶部区域(overhead area)。然而，共享监测线影响OLED测量。在大多数情况下，来自使用共享监测线的相邻列中的一个列的OLED将干扰对相邻列中的另一个列中的所选OLED的测量。
在本发明的一方面，通过测量OLED电压或电流对另一个像素元件的影响来间接测量OLED特性。
在本发明的另一个方面，迫使具有共享监测线的相邻像素的OLED处于已知阶段。所选OLED特性在不同阶段被测量，并且所选OLED特性从测量数据中提取出来。
在本发明的又另一方面，驱动晶体管用于迫使OLED样本处于已知状态。在此，驱动晶体管被编程为完全接通状态。此外，供电线可以被修改成使OLED状态不受驱动TFT特性影响。例如，在具有n型晶体管以及处于驱动晶体管的源极处的OLED的像素电路的情况下，可以迫使驱动晶体管(例如，电源)的漏极电压小于(或接近)驱动TFT的完全接通电压。在这种情况下，驱动晶体管将充当迫使OLED电压与驱动TFT的漏极电压相似的开关。
在本发明的进一步方面，所选OLED的状态由测量线控制。因此，测量线可以将所选OLED的特性引导至测量电路，而不会产生来自连接至测量线的另一个OLED的任何显著影响。
在本发明的仍进一步方面，连接至共享监测线的所有OLED样本的状态被强制为已知状态。特性被测量，并且然后所选OLED被设置为由测量线自由控制。然后，所选OLED样本的特性被测量。两个测量结果之差用于消除来自不想要的OLED样本的任何可能污染。
在本发明的又另一方面，不想要的OLED样本的电压被强制为与测量线的电压相似。因此，任何电流都无法从OLED线流到测量线。
图6展示了共享相邻像素电路的公共监测线602的一对像素电路，所述相邻像素电路具有驱动相应光电子器件601a、601b的对应驱动晶体管600a、600b。相邻像素电路还具有对应写入晶体管603a、603b，读取晶体管604a、604b，存储电容器605a、605b以及数据线606a、606b。以上和以下描述的方法可以被应用于不同像素电路，并且这仅仅是示例。
在第一阶段期间，电压Vdd被设置为监测线的电压，并且驱动晶体管600a、600b被编程为处于完全接通阶段。当读取晶体管604a、604b接通时，测量通过这些晶体管和监测线602的电流。此电流包括到监测线的所有泄露电流以及其他非理想状况。如果泄漏电流(和非理想状况)是可忽略的，则可以省略此阶段。而且，如果驱动晶体管非常强，则不需要改变驱动电压Vdd。
在第二阶段期间，所选OLED的驱动晶体管被设置为断开阶段。因此，相应光电子器件由监测线602控制。再次测量监测线602的电流。
对于监测线上的固定电压，测量可以突出第一光电子器件的电流变化。可以针对不同OLED电压而重复测量以便完全表征OLED器件。
虽然器件进入待机状态，但是显示器可以示出一些基本信息。例如，在一些可穿戴设备(例如，智能手表或健身带)中，显示器总是展示某些内容。在这种情况下的主要挑战在于与显示器相关联的电力消耗。这种电力包括源自背光和/或像素中的发射器件的静态电力和与刷新显示器相关联的动态电力两者。
为了减少静态电力，可以降低显示器的亮度，或仅显示器的一部分可以接通而其余部分断开(或处于较低亮度)。因为仅显示器的一小部分需要编程，所以这也可以有助于动态电力消耗。
图7展示了具有分段电力供应Vdd1至Vdd5以便节省电力的显示器。在此，显示器的五个不同的水平片段中的每个片段都提供有不同的电压，从而使得可以单独控制每个片段的电压。每个片段可以分配给不同的电压或者可以与任何电压电平断开连接。例如，在待机模式期间，如图7中所描绘的，仅第3片段可以接通。因此，仅第3片段的内容需要转移到显示器，并且因此动态和静态电力消耗两者都将降低80％。显示器可以或者垂直地或者水平地或在两个方向上被分段，其中每个片段接收单独的电力供应。在一个示例中，可以在同一方向(水平或垂直)上调整VDD和VSS。在另一个示例中，可以在不同方向上调整VDD和VSS(一个在水平方向上，而另一个在垂直方向上)。还可能在其他方向(比如对角线)上进行分段。在此，电力线可以通过开关连接至不同的电压电平或者可以与所有电压断开连接。
电力调整的一种情况使用多路复用器来将不同的电压电平连接至不同的片段。在另一种情况下，可以在像素层面调整电力供应。在这种情况下，可以在垂直或水平片段处或这两种情况的组合处调整电力供应。在一个示例中，可以在同一方向(水平或垂直或如对角线等其他方向)上调整VDD和VSS。在另一个示例中，可以在不同方向上调整VDD和VSS(例如，一个在水平方向上，而另一个在垂直方向上，或者在如对角线等其他方向上)。
图8是用于在片段层面调整电力供应的电路的示意图。在此，片段(i)可以通过一对可控开关EM1(i)和EM2(i)连接至一对不同的电压Vdd1和Vdd2，或者可以与所述电压两者都断开连接。在像素层面进行的电力供应修改的一种情况使用发射开关来将单独像素或像素组连接至不同的电源。可以使用针对每个片段的通用信号来控制发射开关。在这种情况下，可以在垂直或水平片段处或两者的组合处调整电力供应。在一个示例中，可以在同一方向(水平、垂直、对角线等)上调整VDD和VSS。在另一个示例中，可以在不同方向上调整VDD和VSS(例如，一个在水平方向上，另一个在垂直方向上)。
图9(a)和图9(b)是用于在像素层面调整电力供应的电路的示意图。在此，来自Vdd1和Vdd2或Vss1和Vss2的电力线可以通过对应可控开关EM1和EM2连接至不同的像素，或者任何像素都可以与全部电压断开连接。
图10是用于在像素层面调整电力供应的像素安排的示意图。对于动态电力消耗，可以降低显示器的刷新速率(帧速率)。然而，如果显示器的内容(例如，表盘)随时间而变化，则需要产生此内容并将其转移至显示器。因此，主***的一部分将接通，并且将存在与将数据从主***转移至显示器相关联的电力消耗。图11展示了处于待机模式下(其中，显示器展示活动内容)的***。
为了消除与在待机模式期间将在主***与显示器之间转移数据相关联的额外电力消耗，一些基本功能可以被添加至显示器驱动器以产生递归的内容变化。比如，驱动器可以具有多个帧缓冲器，所述帧缓冲器可由主***提前(例如，在进入待机模式之前或在引导或上电期间)预填充，并且根据不同的条件，所述帧缓冲器中之一可用于对显示器进行编程。例如，计时器可用于在帧缓冲器之间翻转(见图9)。在这种情况下的主要问题在于：对于一些应用(比如，表盘)，存在许多不同组合，所述组合将需要相当大的存储器来将其存储为全帧缓冲器。
图12展示了具有用于在待机期间支持活动内容的多个帧缓冲器的显示模块。驱动器可以具有多个全帧缓冲器，并且其他部分帧缓冲器基于某些条件而仅存储应用于全帧缓冲器中之一的变化。例如，表盘中的手位置可以作为表盘的变化而存储在部分帧缓冲器中，而表盘本身被存储在全帧缓冲器中。在图13中展示了具有全帧缓冲器和部分帧缓冲器的显示器的示例性框图，所述图展示了具有用于在待机期间支持活动内容的帧缓冲器和内容生成模块的显示模块。在此，内容生成器模块基于某些条件选择全帧缓冲器和部分帧缓冲器，并且内容生成器模块基于在部分帧缓冲器中的信息修改存储在全帧缓冲器中的图像。而且，可以使用多个全帧缓冲器和部分帧缓冲器来创建新的内容。
可替代性地，驱动器可以执行一些基本的计算，比如按照轨迹移动对象。在这种情况下，对于不同条件，全帧缓冲器中的图像的某个部分基于轨迹移动，或者存储在部分帧缓冲器中的对象被新计算的对象移动并且主帧缓冲器被新计算的对象修改。
参考图14，现在将描述涉及测量共享监测线(监视器)的像素1402a、1402b的光电子器件1401a、1401b以及驱动晶体管1400a、1400b的特性的进一步实施例。虽然传统上这可以带来挑战，但共享监测线和/或数据线和/或选择线提供了更简单的像素并且实现了较高的收益(每英寸更多像素)以及较高的填充因子。
第一像素1402a包括第一驱动晶体管1400a，所述第一驱动晶体管使源极端子和漏极端子中的一者耦合至电源电压VDD，并且使其源极端子和其漏极端子中的另一者耦合至第一光电子器件1401a，所述第一光电子器件进而耦合至地或(替代性地)VSS。第二像素1402b包括第二驱动晶体管1400b，所述第二驱动晶体管使其源极端子和漏极端子中的一者耦合至电源电压VDD，并且使其源极端子和漏极端子中的另一者耦合至第二光电子器件1401b，所述第二光电子器件进而耦合至地或(替代性地)VSS。在第一驱动晶体管1400a与第一光电子器件1401a之间的第一节点B1(1)通过第一源开关1404a耦合至监测线，而在第二驱动晶体管1400b与第二光电子器件1401b之间第二节点B1(2)通过第二源开关1404b耦合至监测线。第一光电子器件1401a和第二光电子器件1401b可以是OLED并且由驱动晶体管1400a、1400b驱动。为了实施例操作原理的清楚起见，未在图14中示出的有用于存储像素编程数据的存储元件以及可以或者可以不存在的其他元件。源开关1404a、1404b提供与图3和图6的读取晶体管相似的功能，从而允许对第一像素电路1402a和第二像素电路1402b的元件进行监测和偏置。在一些实施例中，源开关1404a、1404b还提供与图3和图6的开关晶体管118、603a和603b相似的选择和写入功能。一般而言，应该理解的是，关于图14而描述的实施例的方法适用于不同像素电路。
一方面，驱动晶体管1400a、1400b用于将相关联光电子器件1401a、1401b推入断开状态。换言之，可以改变不被测量的像素的偏置条件，从而迫使所述像素1402a、1402b的光电子器件1401a、1401b断开。例如，在对包括光电子器件1401a的第一像素1402a进行测量时，在第二像素1402b中，偏置条件(比如，对驱动晶体管1400b的状态的控制)为使得光电子器件1401b断开。控制第二驱动晶体管1400b的偏置条件包括VDD以及施加到第二驱动晶体管1400b的栅极上的电压。因此，仅预期器件(即，被测量器件)(在此示例中为光电子器件1401a)由监测线偏置条件控制，并且所以可以测量由预期器件产生的电压或电流或电荷。
另一方面，驱动晶体管1400a、1400b迫使通过相关联源开关1404a、1404b的电流为零或固定已知电流。在这种情况下，驱动晶体管1400a、1400b使连接至不旨在用于测量的器件的源开关1404a、1404b两端的电压为零或已知引起固定已知电流的固定值。下面进一步描述本实施例的详细示例实施方式。
另一方面，用于对预期像素的光电子器件1404a、1404b进行测量的所述预期像素在几个不同的偏置点处被偏置。这可以通过使像素编程有不同偏置电平来完成，和/或可以修改监测线偏置电平。根据不同的偏置电平和测量值，可以提取光电子器件的特性。例如，对于第一像素1402a和第二像素1402b两者，可以同时执行这一点，涉及各种偏置输入的变化并且进行足够的测量以求出被表征器件(包括多达驱动晶体管1400a、1400b两者以及光电子器件1401a、1401b两者中的全部)的未知项。在示例实施例中，四种偏置条件——VDD；施加到第一驱动晶体管1400a上的栅极电压；施加到第二驱动晶体管1400b上的栅极电压；施加到源开关1404a、1404b的栅极上的信号；以及在控制线上提供的偏置电平是五种可能的输入，并且这四个器件(即，第一驱动晶体管1400a和第二驱动晶体管1400b以及第一光电子器件1401a和第二光电子器件1401b)中的每个器件的电流都是被求解的这四个未知项。
可以使用对电压或电流的直接测量、以基于比较器的方式或者通过调整一种或多种偏置条件来执行前述情况下的测量以便逐步确定像素中一个或多个器件中的偏置条件。
现在将把迫使通过不被测量的像素的源开关1404a、1404b的电流为零或固定已知电流的一种示例测量方法描述为用于对所选兴趣像素的第一光电子器件1401a进行测量。在此方法中，相关联的第一驱动晶体管1400a断开并且共享监测线但不被测量的像素(比如，第二像素1402b)的其他驱动晶体管(比如，第二驱动晶体管1400b)完全接通并且充当开关。因此，在不被测量的像素中的节点B1(2)处的电压被设置为等于VDD的电压。通过将电压VDD安排为与监测线处的电压相同，通过第二源开关1404b的电流将非常小。在节点B1(2)处的VDD与在监测线处的电压不相同的情况下，可以首先测量能够通过具有电压差的第二源开关1404b的电流，并且然后可以从兴趣像素的测量结果中减去所述测得的固定已知电流。在响应于第二源开关1404b两端的电压差而进行的电流测量期间，在第二源开关1404b两端施加相同的电压差，以便产生随后从测量结果中减去的小电流，但是电压(VDD以及监测线上的电压)被选择为使得光电子器件1404a、1404b断开。驱动晶体管1400a、1400b的栅极电压以及VDD可以***纵以隔离小电流。例如，在两个驱动晶体管1400a、1400b完全接通并且光电子器件1401a、1401b借助于VDD(以及因此B1(1)和B1(2)处的电压)足够低而断开的情况下，监测线的电压可以被设置为与VDD相同的电平。然后，在光电子器件1401a、1401b保持断开的同时，第一驱动晶体管1400a可以被设置为完全断开，并且VDD可以改变为与监测线具有期望电压差(其不影响B1(1)，因为第一驱动晶体管1400a断开)以产生通过第二源开关1404b的德尔塔电流。这是响应于电压差而通过第二源开关1404b的固定已知电流。
以此方式，一旦已经针对B1(2)与监测线之间的已知电压差而隔离并测量了通过第二源开关1404b的各种小电流，兴趣第一光电子器件1401a就以足够高的电压(监测线)而接通，同时如上所述的，第一驱动晶体管1400a断开并且第二驱动晶体管1400b接通。通过第一源开关的电流与第一光电子器件1401a的电流相关并且可以通过从测量结果中减去通过第二源开关1404b的固定已知电流(由于节点B1(2)与监测线之间的已知电压差)来加以隔离。
如关于上述其他实施例中所述的，可以通过调整兴趣像素1402a、1402b的驱动晶体管1400a、1400b的栅极上的偏置来进行间接测量，直到通过相关联源开关1404a、1404b的电流为固定的(所述电流可以为零或非零值)。在这种情况下，响应于偏置而通过兴趣像素的驱动晶体管1400a、1400b的电流将必须已经首先被测量，即，在相关联光电子器件1401a、1401b断开的同时被独立地表征。(根据所施加的电压的变化)了解驱动晶体管1400a、1400b的电流的变化(其导致通过相关联源开关1404a、1404b的零电流或某个固定已知电流)给出了通过相关联光电子器件1401a、1401b的电流的间接变化。
应该理解的是，图14示出了具有共享监测线的示例像素结构。在不背离所描述的广泛的方法的前提下，可以改变光电子器件的位置或者晶体管的类型。尽管图14描绘了在某个行中的两个像素之间共享的监测线，但是应该理解的是，所述监测线可以在超过两个像素之间被共享。此外，共享可以在像素层面或在阵列边缘处实现。
虽然已经展示并描述了本发明的具体实施例和应用，但是应理解的是，本发明不限制于在此公开的精确的构造和构成，并且在不背离如所附权利要求书中所限定的本发明的精神和范围的情况下，各种修改、变化和更改可以从前述说明中变得显而易见。

Claims (15)

1.一种确定共享监测线的至少一个所选像素的至少一个电路元件的特性的方法，所述所选像素位于显示器中的像素阵列中，在所述像素阵列中，每个像素包括用于向所述像素的光电子器件供应电流的驱动晶体管，所述方法包括：
控制对所述至少一个所选像素中的第一数量的所选像素的偏置，每个所选像素包括所述至少一个电路元件中的第二数量的电路元件，所述偏置包括对耦合至所述第一数量的所选像素的监测线的偏置，对所述第一数量的所选像素的所述偏置的所述控制具有总数大于或等于所述第一数量与所述第二数量的乘积的偏置自由度；以及
使用所述监测线来测量所述第一数量的所选像素的所述第二数量的电路元件的至少一个特性，同时控制对第一数量的所选像素的偏置，至少进行与所述第一数量和所述第二数量的乘积相等数量的测量。
2.如权利要求1所述的方法，其中，各电路元件的所述至少一个特性包括所述电路元件的电压、电流和电荷中的至少一者。
3.如权利要求1所述的方法，其中，各至少一个所选像素的所述至少一个电路元件包括各至少一个所选像素的所述驱动晶体管和所述光电子器件。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个所选像素包括共享所述监测线的两个像素。
5.如权利要求4所述的方法，其中，控制对所述第一数量的所选像素的所述偏置进一步包括：控制供应至所述所选像素的VDD，控制所述所选像素的所述驱动晶体管的栅极电压，以及控制施加至源开关的栅极的信号，所述源开关将所述监测线与所述所选像素耦合。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述光电子器件是OLED。
7.一种确定在显示器中的像素阵列中的至少一个所选像素的电路元件的特性的方法，在所述像素阵列中，每个像素包括用于向所述像素的光电子器件供应电流的驱动晶体管，所述方法包括：
控制对所述至少一个所选像素中的所选像素的偏置，所述偏置包括调整对所述所选像素的所选驱动晶体管的栅极的偏置，直到特定电流通过将所述所选像素耦合至监测线的所选源开关；
控制对经由第一源开关的源极端子和漏极端子耦合至所述监测线的第一像素的偏置，使得利用跨所述第一源开关的所述源极端子与所述漏极端子的零电压和固定已知电压中的至少一者来偏置所述第一源开关，从而导致零电流和固定已知电流中的相应一者通过所述第一源开关，所述监测线被与所述所选像素共享；以及
使用所述监测线来测量所述所选像素的至少一个电路元件的至少一个特性。
8.如权利要求7所述的方法，其中，对所述所选像素的所述偏置的所述控制包括：调整被施加到所述所选驱动晶体管的所述栅极上的电压，直到在所述监测线上测量到通过所述所选像素的所述所选源开关的预定电流，所述方法进一步包括：使用被施加到所述所选驱动晶体管的所述栅极上的所述电压的值来确定所述至少一个所选像素的所选光电子器件的特性变化。
9.如权利要求7所述的方法，进一步包括：在控制对所述至少一个所选像素中的所述所选像素的所述偏置之前并且在控制对所述第一像素的所述偏置之前，确定流过所述第一源开关的所述固定已知电流，所述固定已知电流是由跨所述第一源开关的所述源极端子和所述漏极端子的相应的所述固定已知电压导致的。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述确定包括：在所述监测线上测量响应于跨所述第一源开关的所述源极端子和所述漏极端子施加所述固定已知电压而流过所述第一源开关的所述已知电流，同时所述第一像素的所述光电子器件是断开的。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述确定进一步包括：进行所述测量，同时所述所选像素的所述所选驱动晶体管和所述光电子器件是断开的。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述确定进一步包括：在所述测量之前，接通所述第一像素的所述驱动晶体管以将位于所述第一像素的所述驱动晶体管与所述第一源开关之间的节点偏置至第二固定已知电压。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述第二固定已知电压是VDD。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述确定进一步包括：在所述测量之前，将相对于VDD具有电压差的所述监测线上的偏置电压设定成等于跨所述第一源开关的所述源极端子与所述漏极端子的所述已知固定电压。
15.如权利要求7所述的方法，其中，所述光电子器件是OLED。
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