CN110827766A - 进行感测操作的显示设备 - Google Patents

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吉村英雄
柳凤铉
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Abstract

本发明涉及进行感测操作的显示设备。一种显示设备包括:包括多个像素的显示面板、通过多条扫描线连接到多个像素的扫描驱动器、通过多条数据线连接到多个像素的数据驱动器、通过多条发射控制线连接到多个像素的发射驱动器、通过多条感测线连接到多个像素的感测电路、和被配置为控制扫描驱动器、数据驱动器、发射驱动器和感测电路的控制器,其中,在每个帧周期的有效周期中,扫描驱动器顺序地将感测脉冲和扫描脉冲施加到多条扫描线中的至少一条扫描线,并将扫描脉冲施加到多条扫描线的剩余扫描线。

Description

进行感测操作的显示设备
技术领域
本发明构思的一些示例实施例的方面涉及显示设备。
背景技术
在诸如有机发光显示设备的显示设备中,根据在先前帧周期中施加到驱动晶体管的栅极的数据电压或应力,各个像素中的驱动晶体管可能具有不同的滞后特性或者不同的电压-电流特性。
为了使驱动晶体管具有基本相同的滞后特性,每个像素可以包括将初始化电压施加到驱动晶体管的栅极的额外的初始化晶体管。然而,这种技术需要额外的初始化晶体管、初始化线和/或初始化电源,因此可能不适用于高分辨率显示设备。
在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解,并且因此它可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明构思的一些示例实施例的方面涉及显示设备,并且例如,涉及进行感测操作的显示设备。
一些示例实施例提供了一种在不需要额外的初始化晶体管、初始化线和/或初始化电源的情况下,能够补偿驱动晶体管的滞后特性的显示设备。
根据一些示例实施例,提供了一种显示设备,包括:包括多个像素的显示面板、通过多条扫描线连接到多个像素的扫描驱动器、通过多条数据线连接到多个像素的数据驱动器、通过多条发射控制线连接到多个像素的发射驱动器、通过多条感测线连接到多个像素的感测电路和被配置为控制扫描驱动器,数据驱动器,发射驱动器和感测电路的控制器。在每个帧周期的有效周期中,扫描驱动器顺序地将感测脉冲和扫描脉冲施加到多条扫描线中的至少一条扫描线,并将扫描脉冲施加到多条扫描线中的剩余扫描线。
在示例实施例中,感测脉冲的脉冲宽度可以宽于扫描脉冲的脉冲宽度。
在示例实施例中,在将扫描脉冲施加到直接地在多条扫描线中的至少一条扫描线之前的先前扫描线之后,并且在将扫描脉冲施加到至少一条扫描线之前,扫描驱动器可以将感测脉冲施加到至少一条扫描线。
在示例实施例中,控制器可以向扫描驱动器提供具有在不同时间周期处的时钟脉冲的第一时钟信号和第二时钟信号。当扫描驱动器将扫描脉冲施加到先前扫描线时,第一时钟信号和第二时钟信号中的第一个可以包括具有第一脉冲宽度的时钟脉冲。当扫描驱动器将感测脉冲施加到至少一条扫描线时,第一时钟信号和第二时钟信号中的第二个可具有时钟脉冲,该时钟脉冲具有比第一脉冲宽度宽的第二脉冲宽度。当扫描驱动器将扫描脉冲施加到至少一条扫描线时,第一时钟信号和第二时钟信号中的第二个可包括具有第一脉冲宽度的时钟脉冲。
在示例实施例中,扫描驱动器可以在多个帧周期中的不同帧周期中将感测脉冲施加到多条扫描线中的不同扫描线,使得在多个帧周期上进行对所有多个像素的感测操作。
在示例实施例中,数据驱动器可以在扫描驱动器输出扫描脉冲时将数据电压施加到多条数据线,并且在扫描驱动器输出感测脉冲时将感测电压施加到多条数据线。
在示例实施例中,感测电路可以通过基于感测电压测量流过连接到至少一条扫描线的多个像素的感测电流,来检测多个像素的驱动晶体管的滞后特性。
在示例实施例中,控制器可以基于由感测电路检测到的滞后特性来调整多个像素的数据电压。
在示例实施例中,扫描驱动器可以包括分别将扫描脉冲或感测脉冲作为扫描信号施加到多条扫描线的多个级。
在示例实施例中,多个级中的每一级可以包括:被配置为响应于第一时钟信号将先前扫描信号传送到第一节点的第一晶体管、被配置为响应于第二节点的电压将高栅极电压传送到第三节点的第二晶体管、被配置为响应于第二时钟信号将第三节点的电压传送到第一节点的第三晶体管、被配置为响应于第一节点的电压将第一时钟信号传送到第二节点的第四晶体管、被配置为响应于第一时钟信号将低栅极电压传送到第二节点的第五晶体管、被配置为响应于第二节点的电压将高栅极电压作为扫描信号输出到扫描输出节点的第六晶体管、被配置为响应于第一节点的电压将第二时钟信号作为扫描信号输出到扫描输出节点的第七晶体管、连接在高栅极电压的线和第二节点之间的第一电容器、和连接在第一节点和扫描输出节点之间的第二电容器。
在示例实施例中,多个像素中的每一个像素可以包括:扫描晶体管,具有连接到多条扫描线中的相应一条扫描线的栅极,连接到多条数据线中的相应一条数据线的源极、和漏极;存储电容器,具有连接到扫描晶体管的漏极的第一电极和连接到第一电源电压的线的第二电极;驱动晶体管,具有连接到扫描晶体管的漏极和存储电容器的第一电极的栅极、源极和漏极;发射控制晶体管,具有连接到多条发射控制线中相应的一条发射控制线的栅极、连接到第一电源电压的线的源极和连接到驱动晶体管的源极的漏极;有机发光二极管,具有连接到驱动晶体管的漏极的阳极和连接到第二电源电压的线的阴极;和感测晶体管,具有连接到多条扫描线中的相应一条扫描线的栅极、连接到驱动晶体管的漏极的源极和连接到多条感测线中的相应的一条感测线的漏极。
在示例实施例中,在施加感测脉冲时,扫描晶体管、感测晶体管和发射控制晶体管可以导通,驱动晶体管可以基于通过扫描晶体管传送的感测电压产生感测电流,并且感测晶体管可以将由驱动晶体管产生的感测电流传送到多条感测线中的相应一条感测线。
在示例实施例中,在施加扫描脉冲时,扫描晶体管和感测晶体管可以导通,发射控制晶体管可以截止,并且存储电容器可以存储通过扫描晶体管传送的数据电压。
在示例实施例中,在施加扫描脉冲后,扫描晶体管和感测晶体管可以截止,发射控制晶体管可以导通,驱动晶体管可以基于存储在存储电容器中的数据电压产生驱动电流,并且有机发光二极管可以基于由驱动晶体管产生的驱动电流发光。
在示例实施例中,在每个帧周期中,扫描驱动器可以将感测脉冲施加到多条扫描线中的每连续L条扫描线中的一条扫描线,其中L是大于1的整数。
在示例实施例中,扫描驱动器可以在不同的帧周期中将感测脉冲施加到L条扫描线中的不同扫描线,使得在L个帧周期上进行对多个像素中的所有像素的感测操作。
在示例实施例中,多条扫描线可以被分组为多个块,每个块包括连续的P条扫描线,其中P是大于1的整数,并且在每个帧周期中,扫描驱动器可以将感测脉冲施加到包括在多个块中的一个块中的P条扫描线。
在示例实施例中,扫描驱动器可以在多个帧周期中的不同帧周期中将感测脉冲施加到多个块中的不同块,使得在多个帧周期上执行对多个像素中的所有像素的感测操作。
在示例实施例中,扫描驱动器可以在与第一刷新速率对应的正常模式下将感测脉冲施加到至少一条扫描线,并且可以在与低于第一刷新率的第二刷新率对应于的低频模式下将感测脉冲施加到多条扫描线中的所有扫描线。
根据示例实施例,提供了一种显示设备,包括:包括多个像素的显示面板、通过多条扫描线连接到多个像素的扫描驱动器、通过多条数据线连接到多个像素的数据驱动器、通过多条发射控制线连接到多个像素的发射驱动器、通过多条感测线连接到多个像素的感测电路和被配置为控制扫描驱动器,数据驱动器,发射驱动器和感测电路的控制器。在每个帧周期中进行对连接到多条扫描线中的一部分扫描线的多个像素的感测操作,使得在多个帧周期上进行对多个像素中的所有像素的感测操作。
如上所述,在根据一些示例实施例的显示设备中,扫描驱动器可以在每个帧周期的有效周期内顺序地将感测脉冲和扫描脉冲施加到至少一条扫描线,从而可以在没有额外的初始化晶体管、初始化线和/或初始化电源的情况下感测和补偿驱动晶体管的滞后特性。
此外,在根据一些示例实施例的显示设备中,可以在多个帧周期上进行驱动晶体管的滞后特性的感测操作,从而即使在高分辨率显示设备中也可以实时进行感测操作。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中将更清楚地理解说明性、非限制性的示例实施例。
图1是示出根据一些示例实施例的显示设备的框图。
图2是示出根据一些示例实施例的显示设备中包括的像素的电路图。
图3是示出根据一些示例实施例的扫描驱动器的示例的框图。
图4是示出图3的扫描驱动器中包括的每一级的示例的电路图。
图5是用于描述根据一些示例实施例的显示设备的操作的时序图。
图6A是用于描述当施加感测脉冲时像素的操作的图,图6B是用于描述当施加扫描脉冲时像素的操作的图,并且图6C是用于描述当施加发射控制信号时像素的操作的图。
图7是用于描述根据一些示例实施例的其中数据电压被调整以补偿显示设备中的驱动晶体管的滞后特性的示例的图。
图8是用于描述根据一些示例实施例的显示设备的操作的时序图。
图9A至图9C是用于描述根据一些示例实施例的显示设备在多个帧周期中的操作的图。
图10是用于描述根据一些示例实施例的显示设备的操作的时序图。
图11A和图11B是用于描述根据一些示例实施例的显示设备在多个帧周期中的操作的图。
图12是用于描述根据一些示例实施例的显示设备的操作的时序图。
图13是示出根据一些示例实施例的包括显示设备的电子设备的框图。
具体实施方式
在下文中参考附图更充分地描述一些示例实施例的各个方面。相同或相似的附图标记始终指代相同或相似的元件。
图1是示出根据一些示例实施例的显示设备的框图,图2是示出根据一些示例实施例的显示设备中包括的像素的电路图,图3是示出根据一些示例实施例的扫描驱动器的示例的框图,并且图4是示出图3的扫描驱动器中包括的每一级的示例的电路图。
参考图1,显示设备100可以包括:包括多个像素PX的显示面板110,通过多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN连接到多个像素PX的扫描驱动器120,通过多条数据线DL1、DL2、…、DLM连接到多个像素PX的数据驱动器130,通过多条发射控制线EML1、EML2、…、EMLN连接到多个像素PX的发射驱动器140,通过多条感测线SENSEL1、SENSEL2、…、SENSELM连接到多个像素PX的感测电路150以及控制扫描驱动器120、数据驱动器130、发射驱动器140和感测电路150的控制器(例如,时序控制器(TCON))160。
显示面板110可包括多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN,多条数据线DL1、DL2、…、DLM,多条发射控制线EML1、EML2、…、EMLN,多条感测线SENSEL1、SENSEL2、…、SENSELM和与这些线连接的多个像素PX。在一些示例实施例中,显示面板110可以是其中每个像素PX包括有机发光二极管(OLED)的OLED显示面板,但不限于此。例如,显示面板110可以是液晶显示(LCD)面板等。
在一些示例实施例中,如图2所示,显示面板110的每个像素PX可以包括:响应于通过扫描线SCANL施加的扫描脉冲PSCAN或感测脉冲PSENSE而传送通过数据线DL施加的数据电压VD或感测电压VS的扫描晶体管TSCAN、存储由扫描晶体管TSCAN传送的数据电压VD或感测电压VS的存储电容器CST、基于存储在存储电容器CST中的数据电压VD或感测电压VS而产生驱动电流或感测电流的驱动晶体管TDR、控制驱动晶体管TDR与第一电源电压(例如,高电源电压)ELVDD的线之间的连接的发射控制晶体管TEM、基于由驱动晶体管TDR产生的驱动电流而发光的OLED EL、和将由驱动晶体管TDR产生的感测电流传送到感测线SENSEL的感测晶体管TSENSE。
例如,扫描晶体管TSCAN可以具有连接到扫描线SCANL的栅极、连接到数据线DL的源极、以及连接到存储电容器CST的第一电极和驱动晶体管TDR的栅极的漏极。存储电容器CST可以具有连接到扫描晶体管TSCAN的漏极的第一电极和连接到第一电源电压ELVDD的线的第二电极。驱动晶体管TDR可以具有连接到扫描晶体管TSCAN的漏极和存储电容器CST的第一电极的栅极、连接到发射控制晶体管TEM的漏极的源极、以及连接到OLED EL的阳极和感测晶体管TSENSE的源极的漏极。发射控制晶体管TEM可以具有连接到发射控制线EML的栅极、连接到第一电源电压ELVDD的线的源极、以及连接到驱动晶体管TDR的源极的漏极。OLEDEL可以具有连接到驱动晶体管TDR的漏极的阳极和连接到第二电源电压(例如,低电源电压)ELVSS的线的阴极。感测晶体管TSENSE可以具有连接到扫描线SCANL的栅极、连接到驱动晶体管TDR的漏极的源极、以及连接到感测线SENSEL的漏极。
扫描驱动器120可以基于从控制器160接收的控制信号SE、CLK1和CLK2,在逐行的基础上通过多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN顺序地将扫描脉冲PSCAN提供给多个像素PX。在一些示例实施例中,提供给扫描驱动器120的控制信号SE、CLK1和CLK2可以包括但不限于扫描使能信号SE以及具有在不同时间周期处的时钟脉冲的第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2,例如具有彼此相反相位的第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2。
在一些示例实施例中,如图3所示,扫描驱动器120可以包括响应于扫描使能信号SE(或先前扫描信号)、第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2而分别将扫描信号(例如,扫描脉冲PSCAN或感测脉冲PSENSE)施加到多条扫描线SCANL1、SCANL2、SCANL3和SCANL4的多个级122、124、126和128。
例如,如图4所示,每个级122a可以包括:响应于第一时钟信号CLK1(或在偶数级124和128的情况下的第二时钟信号CLK2)而将扫描使能信号SE或先前扫描信号PSS传送到第一节点N1的第一晶体管M1、响应于第二节点N2的电压而将高栅极电压VGH传送到第三节点N3的第二晶体管M2、响应于第二时钟信号CLK2(或在偶数级124和128的情况下的第一时钟信号CLK1)而将第三节点N3的电压传送到第一节点N1的第三晶体管M3、响应于第一节点N1的电压而将第一时钟信号CLK1(或在偶数级124和128的情况下的第二时钟信号CLK2)传送到第二节点N2的第四晶体管M4、响应于第一时钟信号CLK1(或在偶数级124和128的情况下的第二时钟信号CLK2)而将低栅极电压VGL传送到第二节点N2的第五晶体管M5、响应于第二节点N2的电压而将高栅极电压VGH作为扫描信号(例如,扫描脉冲PSCAN或感测脉冲PSENSE)输出到与扫描线SCANL连接的扫描输出节点NS的第六晶体管M6、响应于第一节点N1的电压而将第二时钟信号CLK2(或在偶数级124和128的情况下的第一时钟信号CLK1)作为扫描信号输出到扫描输出节点NS的第七晶体管M7、连接在高栅极电压VGH的线和第二节点N2之间的第一电容器C1、以及连接在第一节点N1和扫描输出节点NS之间的第二电容器C2。然而,根据一些示例实施例的扫描驱动器120的每级122、124、126和128的配置可以不限于图4的示例。
在将扫描脉冲PSCAN在逐行的基础上顺序地提供给多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN的每个帧周期的有效周期中,根据一些示例实施例的显示设备100的扫描驱动器120可以将感测脉冲PSENSE和扫描脉冲PSCAN顺序地施加到多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN中的一部分,并且可以仅将扫描脉冲PSCAN施加到多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN中的剩余扫描线。例如,在扫描脉冲PSCAN被施加到直接地在多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN中的至少一条扫描线(例如,SCANL2)之前的先前扫描线(例如,SCANL1)之后,并且在扫描脉冲PSCAN被施加到至少一条扫描线(例如,SCANL2)之前,扫描驱动器120可以将感测脉冲PSENSE施加到至少一条扫描线(例如,SCANL2)。
为了使扫描驱动器120可以将扫描脉冲PSCAN施加到先前扫描线(例如,SCANL1)并且然后可以将感测脉冲PSENSE和扫描脉冲PSCAN施加到至少一条扫描线(例如,SCANL2),控制器160可以向扫描驱动器120提供第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2,第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2中的一个(例如,CLK1)具有用于将具有第一脉冲宽度的扫描脉冲PSCAN提供给先前扫描线(例如,SCANL1)的、具有第一脉冲宽度的时钟脉冲,然后控制器160可以向扫描驱动器120提供第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2,第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2中的另一个(例如,CLK2)具有用于将具有比第一脉冲宽度宽的第二脉冲宽度的感测脉冲PSENSE提供给至少一条扫描线(例如,SCANL2)的、具有第二脉冲宽度的时钟脉冲,然后控制器160可以向扫描驱动器120提供第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2,第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2中的另一个(例如,CLK2)具有用于将具有第一脉冲宽度的扫描脉冲PSCAN提供给至少一条扫描线(例如,SCANL2)的、具有第一脉冲宽度的时钟脉冲。在一些示例实施例中,感测脉冲PSENSE的第二脉冲宽度可以宽于扫描脉冲PSCAN的第一脉冲宽度。例如,扫描脉冲PSCAN的第一脉冲宽度可以对应于1个水平时间(1H),并且感测脉冲PSENSE的第二脉冲宽度可以对应于,但不限于,几个H、几十个H或几百个H.
数据驱动器130可以基于从控制器160接收的控制信号和图像数据而将数据电压VD或感测电压VS提供给多个像素PX。在一些示例实施例中,提供给数据驱动器130的控制信号可以包括但不限于水平开始信号和负载信号。在一些示例实施例中,数据驱动器130可以在扫描驱动器120输出扫描脉冲PSCAN时将数据电压VD施加到多条数据线DL1、DL2、…、DLM,并且可以在扫描驱动器120输出感测脉冲PSENSE时将感测电压VS施加到多条数据线DL1、DL2、…、DLM。这里,数据电压VD可以是与从外部主机(例如,图形处理单元(GPU)或图形卡)提供给控制器160的图像数据对应的电压,并且感测电压VS可以是与灰度级对应的数据电压,在该灰度级下需要对多个像素PX的驱动晶体管TDR进行感测操作。
发射驱动器140可以基于从控制器160接收的控制信号将发射控制信号提供给多个像素PX。在一些示例实施例中,发射控制信号可以在逐行的基础上顺序地施加到多个像素PX。例如,直接在扫描脉冲PSCAN与水平同步信号同步地施加到扫描线(例如,SCANL1)之后,与扫描线(例如,SCANL1)对应的发射控制线(例如,EML1)的发射控制信号可以与下一个水平同步信号同步地施加到发射控制线(例如,EML1)。
当扫描驱动器120将感测脉冲PSENSE施加到至少一条扫描线时,感测电路150可以通过基于感测电压VS测量流过连接到至少一条扫描线的多个像素PX的感测电流、或者通过多条感测线SENSEL1、SENSEL2、…、SENSELM测量由连接到至少一条扫描线的多个像素PX的驱动晶体管TDR产生的感测电流,来检测多个像素PX的驱动晶体管TDR的滞后特性。例如,即使在当前帧周期中接收与相同灰度级对应的相同数据电压,在先前帧周期中连续接收与最高灰度级对应的数据电压或者白数据电压的第一像素PX的第一驱动晶体管TDR、和在先前帧周期中连续接收与最低灰度级对应的数据电压或者黑数据电压的第二像素PX的第二驱动晶体管TDR,也可以产生不同的驱动电流。也就是说,多个像素PX的驱动晶体管TDR可以根据先前帧周期中的应力的量而具有不同的电压-电流特性(或不同的滞后特性)。感测电路150可以通过测量在施加感测电压VS(例如,与相同灰度级对应的相同数据电压,在该相同灰度级下需要感测操作)时,由驱动晶体管TDR产生的感测电流(或响应于感测电压VS产生的驱动电流)来检测多个像素PX的驱动晶体管TDR的这些滞后特性。在一些示例实施例中,感测电路150可以包括但不限于将感测电流或与感测电流对应的模拟电压转换为数字值的模数转换器(ADC)。
控制器160可以从感测电路150接收关于多个像素PX的驱动晶体管TDR的滞后特性的信息,可以基于滞后特性调整图像数据,使得驱动晶体管TDR可以在相同的灰度级处产生基本相同的驱动电流,并且可以将被调整后的图像数据提供给数据驱动器130。基于被调整后的图像数据,数据驱动器130可以向多个像素PX提供被调整后的数据电压VD,使得驱动晶体管TDR可以在相同的灰度级处产生基本相同的驱动电流。例如,在第一像素PX响应于基本相同的感测电压VS产生相对低的感测电流并且第二像素PX响应于基本相同的感测电压VS产生相对高的感测电流的情况下,控制器160可以(在驱动晶体管TDR是PMOS晶体管的情况下)通过减小第一像素PX的数据电压VD并且通过增加第二像素PX的数据电压VD,来允许第一像素PX和第二像素PX的驱动晶体管TDR在相同的灰度级处产生基本相同的驱动电流。
在一些示例实施例中,扫描驱动器120可以在多个帧周期中的不同帧周期中将感测脉冲PSENSE施加到多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN中的不同扫描线,使得在多个帧周期上进行对多个像素PX中的所有像素的感测操作。例如,为了在10个帧周期上进行对多个像素PX中的所有像素的感测操作,扫描驱动器120可以在第一帧周期中将感测脉冲PSENSE施加到第一扫描线、第十一扫描线等,可以在第二帧周期中将感测脉冲PSENSE施加到第二扫描线、第十二扫描线等,并且类似地,可以在第三帧周期到第十帧周期中将感测脉冲PSENSE施加到不同的扫描线。因此,由于不是其中感测脉冲PSENSE施加到所有扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN的周期而是其中感测脉冲PSENSE仅施加到扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN的一部分的周期被***到每个帧周期的有效周期中,因而每个帧周期的时间可以不过度地增加,并且即使在高分辨率显示设备中对于要被***的周期也可以是足够的。
在相关技术的显示设备中,为了使多个像素PX的驱动晶体管TDR具有基本相同的滞后特性,每个像素PX可以包括将初始化电压施加到驱动晶体管TDR的栅极的额外的初始化晶体管。然而,这种技术需要额外的初始化晶体管、初始化线和/或初始化电源,因此可能不适合高分辨率显示设备。
然而,如上所述,在根据一些示例实施例的显示设备100中,扫描驱动器120可以在每个帧周期的有效周期内将感测脉冲PSENSE和扫描脉冲PSCAN顺序地施加到多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN中的至少一条扫描线,感测电路150可以通过多条感测线SENSEL1、SENSEL2、…、SENSELM测量响应于感测电压VS由连接到至少一条扫描线的多个像素PX产生的感测电流,并且控制器160可以基于由感测电路150测量的感测电流来调整多个像素PX的数据电压VD,使得多个像素PX的驱动晶体管TDR的滞后特性可以被补偿。因此,根据示例实施例的显示设备100可以在没有额外的初始化晶体管、初始化线和/或初始化电源的情况下,感测和补偿驱动晶体管TDR的滞后特性。此外,根据示例实施例的显示设备100可以在每个帧周期中仅进行对连接到多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLN中的一部分的像素PX的感测操作,使得在多个帧周期上进行对多个像素PX中的所有像素的感测操作,因此每个帧周期的时间可以不过度地增加。因此,即使显示设备100是高分辨率显示设备,每个帧周期的时间也不可能是不够的并且可以准确地感测和补偿滞后特性。
根据示例实施例,扫描驱动器120、数据驱动器130、发射驱动器140、感测电路150和控制器160可以用单独的集成电路(IC)实现,或者其至少一部分可以用单个IC实现。在示例中,扫描驱动器120和发射驱动器140可以直接集成在显示面板110上,并且数据驱动器130、感测电路150和控制器160可以实现为单个IC。然而,扫描驱动器120、数据驱动器130、发射驱动器140、感测电路150和控制器160的实现可以不限于该示例。
图5是用于描述根据示例实施例的显示设备的操作的时序图,图6A是用于描述当施加感测脉冲时像素的操作的图,图6B是用于描述当施加扫描脉冲时像素的操作的图,图6C是用于描述当施加发射控制信号时像素的操作的图,并且图7是用于描述根据示例实施例的其中调整数据电压以补偿显示设备中的驱动晶体管的滞后特性的示例的图。
参考图1和图5,显示设备100的每个帧周期可以包括其中刷新显示设备100的有效周期和相邻有效周期之间的空白周期。
在每个帧周期的有效周期中,控制器160可以向扫描驱动器120提供扫描使能信号SE、以及具有在不同时间周期处的时钟脉冲的第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2,并且扫描驱动器120可以基于扫描使能信号SE、以及第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2,与水平同步信号HSYNC同步地将扫描脉冲PSCAN输出到多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLk-1、SCANLk、…、SCANLN-1、SCANLN。
此外,在每个帧周期的有效周期中,扫描驱动器120可以进一步将感测脉冲PSENSE输出到至少一条扫描线SCANLk。例如,如图5所示,控制器160可以将具有第一脉冲宽度的时钟脉冲的第二时钟信号CLK2提供给扫描驱动器120,以将具有第一脉冲宽度的扫描脉冲PSCAN施加到第(k-1)条扫描线SCANLk-1,然后可以将具有比第一脉冲宽度宽的第二脉冲宽度的时钟脉冲的第一时钟信号CLK1提供给扫描驱动器120,以将具有第二脉冲宽度的感测脉冲PSENSE施加到第k条扫描线SCANLk,然后可以将具有第一脉冲宽度的时钟脉冲的第一时钟信号CLK1再次提供给扫描驱动器120,以将具有第一脉冲宽度的扫描脉冲PSCAN施加到第k条扫描线SCANLk。在将扫描脉冲PSCAN施加到第k条扫描线SCANLk之后,发射驱动器140可以将发射控制信号SEM施加到与第k条扫描线SCANLk对应的第k条发射控制线EMLK。在将感测脉冲PSENSE施加到第k条扫描线SCANLk的同时,可以进行对连接到第k条扫描线SCANLk的像素PX的感测操作,在扫描脉冲PSCAN被施加到第k条扫描线SCANLk的同时,可以将数据电压VD存储在连接到第k条扫描线SCANLk的像素PX中,并且,在将扫描脉冲PSCAN施加到第k条扫描线SCANLk之后、将发射控制信号SEM施加到第k条发射控制线EMLK的同时,连接到第k条扫描线SCANLk的像素PX可以发光。
例如,如图6A所示,在感测脉冲PSENSE被施加到像素PX时,扫描晶体管TSCAN和感测晶体管TSENSE可以响应于感测脉冲PSENSE而导通,并且发射控制晶体管TEM可以响应于发射控制信号SEM而导通。此外,数据驱动器130可以将感测电压VS施加到数据线DL,并且感测电压VS可以通过扫描晶体管TSCAN传送到驱动晶体管TDR。驱动晶体管TDR可以基于通过扫描晶体管TSCAN传送的感测电压VS产生感测电流ISENSE,感测晶体管TSENSE可以将由驱动晶体管TDR产生的感测电流ISENSE传送到感测线SENSEL,并且感测电路150可以通过感测线SENSEL测量感测电流ISENSE。
在一些示例实施例中,可以在多个帧周期上进行对所有像素PX的感测操作。一旦由所有像素PX的驱动晶体管TDR响应于感测电压VS产生的感测电流ISENSE被测量,或者所有像素PX的驱动晶体管TDR的滞后特性被检测,控制器160就可以调整所有像素PX的数据电压VD。
例如,如图7所示,在先前帧周期中连续接收与最高灰度级对应的数据电压VD或者白数据电压的第一像素PX的第一驱动晶体管TDR可能具有第一滞后特性或第一电压-电流特性VIC_W,并且在先前帧周期中连续接收与最低灰度级对应的数据电压VD或者黑数据电压的第二像素PX的第二驱动晶体管TDR可能具有第二滞后特性或第二电压-电流特性VIC_B。
因此,尽管与相同灰度级对应的相同感测电压VS被施加到第一像素PX和第二像素PX,第一像素PX的第一驱动晶体管TDR可能产生相对低的感测电流IDR_W,并且第二像素PX的第二驱动晶体管TDR可能产生相对高的感测电流IDR_B。控制器160可以从感测电路150接收关于第一像素PX的感测电流IDR_W和第二像素PX的感测电流IDR_B的信息,并且可以调整第一像素PX和第二像素PX的数据电压VD,使得第一像素PX和第二像素PX的驱动晶体管TDR可以在相同的灰度级处产生基本相同的电流(例如,与感测电流IDR_W和IDR_B之间的中间值对应的目标电流IDR_T)。例如,控制器160可以(在驱动晶体管TDR是PMOS晶体管的情况下)将产生相对低的感测电流IDR_W的第一像素PX的数据电压VD减小到与目标电流IDR_T对应的数据电压VD_W,并且可以将产生相对高的感测电流IDR_B的第二像素PX的数据电压VD增加到与目标电流IDR_T对应的数据电压VD_B。从而,不管驱动晶体管TDR的滞后特性VIC_W和VIC_B如何,显示设备100的所有像素PX可以在相同的灰度级处产生基本相同的驱动电流,并且可以发射具有基本相同亮度的光。
如图6B中所示,在扫描脉冲PSCAN被施加到像素PX时,扫描晶体管TSCAN和感测晶体管TSENSE可以导通,并且发射控制晶体管TEM可以截止。此外,数据驱动器130可以向数据线DL施加被调整后的数据电压VD,使得驱动晶体管TDR的滞后特性VIC_W和VIC_B可以被补偿。扫描晶体管TSCAN可以将数据线DL的数据电压VD传送到存储电容器CST,并且存储电容器CST可以存储通过扫描晶体管TSCAN传送的数据电压VD。
此外,如图6C所示,在将扫描脉冲PSCAN施加到像素PX之后施加发射控制信号SEM时,扫描晶体管TSCAN和感测晶体管TSENSE可以截止,并且发射控制晶体管TEM可以导通。驱动晶体管TDR可以基于存储在存储电容器CST中的数据电压VD或者被调整后的数据电压VD产生驱动电流IDR,使得驱动晶体管TDR的滞后特性VIC_W和VIC_B可以被补偿。OLED EL可以基于由驱动晶体管TDR产生的驱动电流IDR而发光。如上所述,由于每个像素PX基于被调整后的数据电压VD而发光,因而使得驱动晶体管TDR的滞后特性VIC_W和VIC_B可以被补偿,显示设备100的所有像素PX可以在相同的灰度级处发射具有基本相同亮度的光。
图8是用于描述根据示例实施例的显示设备的操作的时序图,并且图9A至图9C是用于描述根据一些示例实施例的显示设备在多个帧周期中的操作的图。
参考图1和图8,在每个帧周期的有效周期中,根据示例实施例的显示设备100的扫描驱动器120可以依次将感测脉冲PSENSE和扫描脉冲PSCAN施加到多条扫描线SCANL1、SCANL2、SCANL3、SCANL4、SCANL5、SCANL6中每连续L条扫描线(例如,SCANL1、SCANL2和SCANL3)中的一条扫描线(例如,SCANL1),其中L是大于1的整数。例如,如图8所示,在每个帧周期中,扫描驱动器120可以将感测脉冲PSENSE施加到每连续三条扫描线(例如,SCANL1、SCANL2和SCANL3)中的一条扫描线(例如,SCANL1)。如上所述,在根据示例实施例的显示设备100中,由于在每个帧周期的有效周期中,感测脉冲PSENSE不是施加到所有扫描线SCANL1、SCANL2、SCANL3、SCANL4、SCANL5和SCANL6,而是施加到扫描线SCANL1、SCANL2、SCANL3、SCANL4、SCANL5和SCANL6中的一部分SCANL1和SCANL4,因而即使显示设备100是高分辨率显示设备,每个帧周期的时间也不可能是不够的。
在一些示例实施例中,扫描驱动器120可以在不同帧周期中将感测脉冲PSENSE施加到L条扫描线中的不同扫描线,使得在L个帧周期内进行对所有像素PX的感测操作。例如,如图9A至图9C所示,扫描驱动器120可以在第一帧周期FRAME1中将感测脉冲PSENSE施加到显示面板110a的第一扫描线SCANL1、第四扫描线SCANL4等,可以在第二帧周期FRAME2中将感测脉冲PSENSE施加到显示面板110a的第二扫描线SCANL2、第五扫描线SCANL5等,并且可以在第三帧周期FRAME3中将感测脉冲PSENSE施加到显示面板110a的第三扫描线SCANL3、第六扫描线SCANL6等。因此,可以在三个帧周期FRAME1、FRAME2和FRAME3上进行对所有像素PX的感测操作。
图10是用于描述根据示例实施例的显示设备的操作的时序图,并且图11A和图11B是用于描述根据一些示例实施例的显示设备在多个帧周期中的操作的图。
参考图1、图10、图11A和图11B,在根据一些示例实施例的显示设备100中,多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLP、SCANLP+1、SCANLP+2、…和SCANL2P可以被分组为多个块BLOCK1和BLOCK2,每个块包括连续的P条扫描线(例如,SCANL1到SCANLP),其中P是大于1的整数。在每个帧周期的有效周期中,扫描驱动器120可以将感测脉冲PSENSE施加到多个块BLOCK1和BLOCK2中的一个块(例如,BLOCK1)中包括的P条扫描线(例如,SCANL1到SCANLP)。因此,在根据示例实施例的显示设备100中,由于感测脉冲PSENSE仅被施加到一个块(例如,BLOCK1)中包括的P扫描线(例如,SCANL1到SCANLP),因而即使显示设备100是高分辨率显示设备,每个帧周期的时间也不可能是不够的。
在一些示例实施例中,扫描驱动器120可以在多个帧周期中的不同帧周期中将感测脉冲PSENSE施加到多个块BLOCK1和BLOCK2中的不同块,使得可以在多个帧周期上进行对所有像素PX的感测操作。例如,如图11A和图11B所示,显示面板110b的多条扫描线SCANL1、SCANL2、…、SCANLP、SCANLP+1、SCANLP+2、…和SCANL2P可以被分组为多个块BLOCK1和BLOCK2,每个块包括连续的P条扫描线(例如,SCANL1至SCANLP),扫描驱动器120可以在第一帧周期FRAME1中将感测脉冲PSENSE施加到第一块BLOCK1中的P条扫描线SCANL1到SCANLP,并且可以在第二帧周期FRAME2中将感测脉冲PSENSE施加到与第一块BLOCK1不同的第二块BLOCK2中的P条扫描线SCANLP+1到SCANL2P。
图12是用于描述根据示例实施例的显示设备的操作的时序图,
参考图1、图8和图12,在根据示例实施例的显示设备100中,如图8所示在显示设备100以第一刷新率(例如,约60Hz)操作的正常模式下,扫描驱动器120可以将感测脉冲PSENSE施加到每L条扫描线(例如,SCANL1、SCANL2和SCANL3)中的一条扫描线(例如,SCANL1),并且在显示设备100以低于第一刷新率的第二刷新率(例如,约20Hz)操作的低频模式下,可以将感测脉冲PSENSE施加到所有扫描线SCANL1、SCANL2、SCANL3和SCANL4。如上所述,在根据示例实施例的显示设备100中,在每个帧周期具有足够时间的低频模式下,可以在每个帧周期中进行对显示面板110中包括的所有像素PX的感测操作。
图13是示出根据示例实施例的包括显示设备的电子设备的框图。
参考图13,电子设备1100可以包括处理器1110、存储器设备1120、存储设备1130、输入/输出(I/O)设备1140、电源1150和显示设备1160。电子设备1100可以进一步包括用于与视频卡、声卡、存储卡、通用串行总线(USB)设备、其它电子设备等通信的多个端口。
处理器1110可以进行各种计算功能或任务。处理器1110可以是应用处理器(AP)、微处理器、中央处理单元(CPU)等。处理器1110可以经由地址总线、控制总线、数据总线等耦接到其它组件。此外,在一些示例实施例中,处理器1110可以进一步耦接到扩展总线,例如***组件互连(PCI)总线。
存储器设备1120可以存储用于电子设备1100的操作的数据。例如,存储器设备1120可以包括诸如可擦除可编程只读存储器(EPROM)设备、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)设备、闪存设备、相变随机存取存储器(PRAM)设备、电阻随机存取存储器(RRAM)设备、纳米浮栅存储器(NFGM)设备、聚合物随机存取存储器(PoRAM)设备、磁随机存取存储器(MRAM)设备、铁电随机存取存储器(FRAM)设备等的至少一个非易失性存储器设备和/或诸如动态随机存取存储器(DRAM)设备、静态随机存取存储器(SRAM)设备、移动动态随机存取存储器(移动DRAM)设备等的至少一个易失性存储器设备。
存储设备1130可以是固态驱动器(SSD)设备、硬盘驱动器(HDD)设备、CD-ROM设备等。I/O设备1140可以是诸如键盘、小键盘、鼠标、触摸屏等的输入设备和诸如打印机、扬声器等的输出设备。电源1150可以为电子设备1100的操作供电。
在显示设备1160中,扫描驱动器可以在每个帧周期的有效周期中将感测脉冲和扫描脉冲顺序地施加到扫描线中的至少一条扫描线或一部分扫描线,并且因此可以在没有额外的初始化晶体管、初始化线路和/或初始化电源的情况下,精确地感测和补偿驱动晶体管的滞后特性。
在一些示例实施例中,电子设备1100是包括显示设备1160的任何电子设备,诸如蜂窝电话、智能电话、平板电脑、可穿戴设备、虚拟现实(VR)设备、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数码相机、音乐播放器、便携式游戏机、导航***、数字电视、3D电视、个人电脑(PC)、家用电器、笔记本电脑等。
可以使用任何合适的硬件、固件(例如,专用集成电路)、软件或软件、固件和硬件的组合来实现根据本文描述的本发明实施例的电子或电气设备和/或任何其它相关设备或组件。例如,这些设备的各种组件可以形成在一个集成电路(IC)芯片上或形成在分离的IC芯片上。此外,这些设备的各种组件可以在柔性印刷电路薄膜、覆晶薄膜(COF)、印刷电路板(PCB)上实现,或者形成在一个基板上。此外,这些设备的各种组件可以是在位于一个或多个计算设备中的一个或多个处理器上运行、执行计算机程序指令并且与其它***组件交互以进行本文描述的各种功能的进程或线程。计算机程序指令存储在存储器中,存储器可以在计算设备中使用诸如随机存取存储器(RAM)的标准存储器设备实现。计算机程序指令还可以存储在诸如例如CD-ROM、闪存驱动器等的其它非暂时性计算机可读介质中。此外,本领域技术人员应该认识到,在不脱离本发明的示例实施例的精神和范围的情况下,各种计算设备的功能可以组合或集成到单个计算设备中,或者特定计算设备的功能可以分布在一个或多个其它计算设备上。
前述是对一些示例实施例的说明,并且不应被解释为对示例实施例的限制。尽管已经描述了一些示例实施例,但是本领域技术人员将容易理解,在不实质上脱离本发明构思的新颖教导和优点的情况下,可以在示例实施例中进行许多修改。因此,旨在在如权利要求中限定的本发明构思的范围内包括所有这些修改。因此,应该理解,前述是对各种示例实施例的说明,并且不应被解释为限于所公开的特定示例实施例,并且对所公开的示例实施例及其它示例实施例的修改旨在包括在所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (15)

1.一种显示设备,包括:
包括多个像素的显示面板;
通过多条扫描线连接到所述多个像素的扫描驱动器;
通过多条数据线连接到所述多个像素的数据驱动器;
通过多条发射控制线连接到所述多个像素的发射驱动器;
通过多条感测线连接到所述多个像素的感测电路;和
被配置为控制所述扫描驱动器、所述数据驱动器、所述发射驱动器和所述感测电路的控制器,
其中,在每个帧周期的有效周期中,所述扫描驱动器顺序地将感测脉冲和扫描脉冲施加到所述多条扫描线中的至少一条扫描线,并将所述扫描脉冲施加到所述多条扫描线中的剩余扫描线。
2.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述感测脉冲的脉冲宽度宽于所述扫描脉冲的脉冲宽度。
3.根据权利要求1所述的显示设备,其中,在将所述扫描脉冲施加到直接在所述多条扫描线中的所述至少一条扫描线之前的先前扫描线之后,并且在将所述扫描脉冲施加到所述至少一条扫描线之前,所述扫描驱动器将所述感测脉冲施加到所述至少一条扫描线。
4.根据权利要求3所述的显示设备,其中所述控制器被配置为向所述扫描驱动器提供具有在不同时间周期处的时钟脉冲的第一时钟信号和第二时钟信号,
其中,当所述扫描驱动器被配置为将所述扫描脉冲施加到所述先前扫描线时,所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的第一个包括具有第一脉冲宽度的时钟脉冲,
其中,当所述扫描驱动器被配置为将所述感测脉冲施加到所述至少一条扫描线时,所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的第二个包括具有比所述第一脉冲宽度宽的第二脉冲宽度的时钟脉冲,并且
其中,当所述扫描驱动器被配置为将所述扫描脉冲施加到所述至少一条扫描线时,所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的所述第二个包括具有所述第一脉冲宽度的时钟脉冲。
5.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述扫描驱动器被配置为在多个帧周期中的不同帧周期中将所述感测脉冲施加到所述多条扫描线中的不同扫描线,使得在所述多个帧周期上进行对所述多个像素中的所有像素的感测操作。
6.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述数据驱动器被配置为在所述扫描驱动器输出所述扫描脉冲时将数据电压施加到所述多条数据线,并且在所述扫描驱动器输出所述感测脉冲时将感测电压施加到所述多条数据线。
7.根据权利要求6所述的显示设备,其中所述感测电路被配置为通过基于所述感测电压测量流过连接到所述至少一条扫描线的所述多个像素的感测电流,来检测所述多个像素的驱动晶体管的滞后特性。
8.根据权利要求7所述的显示设备,其中所述控制器被配置为基于由所述感测电路检测到的所述滞后特性,来调整所述多个像素的所述数据电压。
9.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述扫描驱动器包括分别将所述扫描脉冲或所述感测脉冲作为扫描信号施加到所述多条扫描线的多个级。
10.根据权利要求9所述的显示设备,其中所述多个级中的每一级包括:
第一晶体管,被配置为响应于第一时钟信号将先前扫描信号传送到第一节点;
第二晶体管,被配置为响应于第二节点的电压将高栅极电压传送到第三节点;
第三晶体管,被配置为响应于第二时钟信号将所述第三节点的电压传送到所述第一节点;
第四晶体管,被配置为响应于所述第一节点的电压将所述第一时钟信号传送到所述第二节点;
第五晶体管,被配置为响应于所述第一时钟信号将低栅极电压传送到所述第二节点;
第六晶体管,被配置为响应于所述第二节点的所述电压将所述高栅极电压作为所述扫描信号输出到扫描输出节点;
第七晶体管,被配置为响应于所述第一节点的所述电压将所述第二时钟信号作为所述扫描信号输出到所述扫描输出节点;
第一电容器,连接在所述高栅极电压的线和所述第二节点之间;和
第二电容器,连接在所述第一节点和所述扫描输出节点之间。
11.根据权利要求1所述的显示设备,其中所述多个像素中的每一个包括:
扫描晶体管,具有连接到所述多条扫描线中相应的一条扫描线的栅极、连接到所述多条数据线中相应的一条数据线的源极、和漏极;
存储电容器,具有连接到所述扫描晶体管的所述漏极的第一电极和连接到第一电源电压的线的第二电极;
驱动晶体管,具有连接到所述扫描晶体管的所述漏极和所述存储电容器的所述第一电极的栅极、源极和漏极;
发射控制晶体管,具有连接到所述多条发射控制线中相应的一条发射控制线的栅极、连接到所述第一电源电压的所述线的源极和连接到所述驱动晶体管的所述源极的漏极;
有机发光二极管,具有连接到所述驱动晶体管的所述漏极的阳极和连接到第二电源电压的线的阴极;和
感测晶体管,具有连接到所述多条扫描线中相应的一条扫描线的栅极、连接到所述驱动晶体管的所述漏极的源极和连接到所述多条感测线中相应的一条感测线的漏极。
12.根据权利要求11所述的显示设备,其中在施加所述感测脉冲时,所述扫描晶体管、所述感测晶体管和所述发射控制晶体管被配置为导通,所述驱动晶体管被配置为基于通过所述扫描晶体管传送的感测电压而产生感测电流,并且所述感测晶体管被配置为将由所述驱动晶体管产生的所述感测电流传送到所述多条感测线中的所述相应的一条感测线。
13.根据权利要求11所述的显示设备,其中在施加所述扫描脉冲时,所述扫描晶体管和所述感测晶体管被配置为导通,所述发射控制晶体管被配置为截止,并且所述存储电容器被配置为存储通过所述扫描晶体管传送的数据电压。
14.根据权利要求13所述的显示设备,其中在施加所述扫描脉冲后,所述扫描晶体管和所述感测晶体管被配置为截止,所述发射控制晶体管被配置为导通,所述驱动晶体管被配置为基于存储在所述存储电容器中的所述数据电压而产生驱动电流,并且所述有机发光二极管被配置为基于由所述驱动晶体管产生的所述驱动电流而发光。
15.根据权利要求11所述的显示设备,其中在每个帧周期中,所述扫描驱动器被配置为将所述感测脉冲施加到所述多条扫描线中每连续L条扫描线中的一条扫描线,其中L是大于1的整数。
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