CN118076991A - 在不同刷新速率下具有一致亮度的显示设备 - Google Patents

在不同刷新速率下具有一致亮度的显示设备 Download PDF

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Abstract

本公开中描述的主题包括具有LED和驱动晶体管的像素电路，该驱动晶体管具有连接到LED以向LED供应电力的阴极端子。像素电路还包括连接在LED和初始化电压线之间的第二晶体管，第二晶体管具有连接到扫描线的栅极端子。像素电路还包括与第二晶体管串联连接在LED和初始化电压线之间的第三晶体管，第三晶体管具有连接到复位线的栅极端子。像素电路被配置为使得以第一频率激活扫描线并且以第一频率的一半激活复位线使得每隔一次扫描线被激活时LED被初始化。

Description

在不同刷新速率下具有一致亮度的显示设备
本申请要求2021年10月29日提交的美国临时申请序列号63/273,427的优先权权益。
技术领域
本文档大体上涉及在不同刷新速率下具有一致亮度的显示设备。
背景技术
电子设备可以包括显示面板，在显示面板上示出视觉图像。电子设备可以改变向显示面板提供新图像数据的刷新速率。高刷新速率可以以相对于较低刷新速率的附加功耗为代价向用户提供更平滑的内容呈现。
发明内容
本文档描述了用于在不同刷新速率下向显示设备提供一致亮度的技术、方法、***和其他机制。在某些实例中，特定实施方案可以实现以下优点中的一个或多个。本公开中描述的技术使得显示器能够以比传统技术低的功耗以高刷新速率呈现内容。本公开中描述的技术使得显示器能够针对多个刷新速率(例如，三个或更多个刷新速率)使用单个亮度曲线。
作为下面描述的实施例的附加描述，本公开描述了以下实施例。
实施例1是一种像素电路，包括：LED，其具有阳极端子和阴极端子；驱动晶体管，其包括阴极端子，驱动晶体管的阴极端子被连接到LED的阳极端子以向LED供应电力；第二晶体管，其被连接在指定初始化电压的初始化电压线与LED的阳极端子之间，第二晶体管具有连接到扫描线的栅极端子；以及第三晶体管，其被与第二晶体管串联连接在初始化电压线和LED的阳极端子之间，第三晶体管具有连接到复位线的栅极端子，其中，像素电路被配置为使得以第一频率激活扫描线并且以为第一频率的一半的第二频率激活复位线使得像素电路每隔一次激活扫描线时基于初始化电压来初始化LED。
实施例2是根据实施例1的像素电路，包括连接在初始化电压线和驱动晶体管的栅极端子之间的第四晶体管，具有连接到不同于扫描线的第二扫描线的栅极。
实施例3是根据实施例1至2中任一项的像素电路，其中像素电路被配置为使得：以第一频率激活扫描线包括以第一频率周期性地接通第二晶体管；以第二频率激活复位线包括以第二频率周期性地接通第三晶体管；以及像素电路响应于像素电路同时接通第二晶体管和第三晶体管而初始化LED。
实施例4是根据实施例3的像素电路，其中像素电路被配置为使得：以第一频率激活扫描线包括周期性地接通第二晶体管达第一时间段；以第二频率激活复位线包括周期性地接通第三晶体管达第二时间段；第一时间段与第二时间段重叠；以及，第二时间段大于第一时间段。
实施方案5是根据实施方案1至4中任一项的像素电路，其中像素电路被配置为使得在具有第一帧时间的第一显示设备刷新频率下，像素电路在第一帧类型和第二帧类型之间交替，第一帧类型包括扫描线与复位线被激活的同时被激活，使得LED和驱动晶体管的栅极端子基于初始化电压被初始化，以及第二帧类型包括扫描线与复位线不被激活的同时被激活，使得LED在未被初始化的情况下被留下，并且驱动晶体管的栅极端子基于初始化电压被初始化。
实施例6是根据实施例5的像素电路，其中在第二帧类型期间，跨LED的电压基于到LED的电力被中断而下降到LED的阈值电压。
实施方案7是根据实施方案5至6中任一项的像素电路，其中像素电路被配置为使得，在为第一显示设备刷新频率的一半的第二显示设备刷新频率下，像素电路重复地呈现包括第一帧部分及第二帧部分的第三帧类型，第一帧部分包括扫描线与复位线被激活的同时被激活，使得LED基于初始化电压被初始化并且驱动晶体管的栅极端子基于初始化电压被初始化；以及第二帧部分包括扫描线在LED的电力被中断的同时未被激活，使得LED在未被初始化的情况下关断，并且驱动晶体管的栅极端子没有被初始化。
实施例8是根据实施例7的像素电路，其中：第一帧部分表示第三帧类型的前一半；以及第二帧部分表示第三帧类型的后一半
实施例9是根据实施例7至8中任一项的像素电路，其中第二帧部分，在扫描线在与LED的电力被中断的同时未被激活期间，使得跨LED的电压下降到LED的阈值电压，并且使得驱动晶体管的栅极端子维持先前编程的电压值。
实施例10是根据实施例7至9中任一项的像素电路，其中：第一显示设备刷新频率对应120Hz；第二显示设备刷新频率对应60Hz。
实施例11是一种以多个不同刷新速率驱动显示设备的方法，其包括：以第一刷新速率操作显示设备，其中新图像数据以第一刷新频率被编程到显示设备，包括通过在第一帧类型和第二帧类型之间交替，第一帧类型包括全像素刷新，通过基于初始化电压初始化显示设备的像素的LED并基于初始化电压初始化像素的驱动晶体管的栅极来执行，驱动晶体管被连接到LED以向LED提供电力，以及第二帧类型包括具有跳过的LED放电的全像素刷新，通过使LED不被初始化并基于初始化电压初始化驱动晶体管的栅极来执行；以第二刷新速率操作显示设备，其中新图像数据以第二刷新频率被编程到显示设备，第二刷新频率是第一刷新频率的一半，包括通过重复呈现第三帧类型，第三帧类型包括：全像素刷新，通过基于初始化电压对LED进行初始化并基于初始化电压对驱动晶体管的栅极进行初始化来执行；发射刷新，通过中断到LED的电力同时使LED不被初始化来执行。
实施例12是根据实施例11的方法，其中：像素包括第二晶体管，被连接在指定初始化电压的初始化电压线与LED的阳极端子之间，第二晶体管具有连接到扫描线的栅极端子；像素包括第三晶体管，第三晶体管被与第二晶体管串联连接在初始化电压线和LED的阳极端子之间，第三晶体管具有连接到复位线的栅极端子；以及在第一帧类型和第二帧类型之间交替显示设备包括以第一刷新频率激活扫描线以及以为第一刷新频率的一半的频率激活复位线。
实施例13是根据实施例11至12中任一项的方法，其中：执行全像素刷新包括除了初始化LED和初始化驱动晶体管的栅极之外，中断到LED的电力并用图像数据对驱动晶体管的栅极进行编程。
实施例14是根据实施例13的方法，其中：执行发射刷新包括除了在使LED未被初始化的同时中断到LED的电力之外，使驱动晶体管的栅极未被初始化并且不将图像数据编程到驱动晶体管的栅极。
实施例15是根据实施例14的方法，其中呈现第三帧类型包括在发射刷新之前执行全像素刷新。
实施例16是根据实施例14至15中任一项的方法，其中：在跳过LED放电的情况下执行全像素刷新包括：除了使LED未被初始化并且基于初始化电压来初始化驱动晶体管的栅极之外，中断到LED的电力。
实施例17是根据实施例11至16中任一项的方法，包括：以第三刷新速率操作显示设备，其中新图像数据以第二刷新频率的一半的第三刷新频率被编程到显示设备，包括通过重复呈现第三帧类型，第三帧类型包括：全像素刷新，通过基于初始化电压对对LED进行初始化并且基于初始化电压对驱动晶体管的栅极进行初始化来执行；发射刷新，通过中断到LED的电力同时使LED未被初始化来执行，以及自刷新，通过中断到LED的电力同时使驱动晶体管的栅极未被初始化来执行。
实施例18是实施例17的方法，其中执行自刷新包括使LED未被初始化。
实施方案19是根据实施方案17至18中任一项的方法，其中：第一刷新频率对应120Hz；第二刷新频率对应60Hz；以及第三刷新频率对应于30Hz。
在附图和下面的描述中阐述了一个或多个实施方式的细节。其他特征、目的和优点根据说明书和附图以及权利要求将是显而易见的。
附图说明
图1示出了电子设备的示例显示***的图。
图2A至图2B示出了显示设备的像素电路的图及对应时序图。
图3A至图3C示出了不同类型的刷新曲线的亮度曲线。
图4A至图4C示出了刷新像素的不同方式的时序图。
图5A至图5C示出了三种不同刷新速率的不一致亮度曲线。
图6A至图6C示出了三种不同刷新速率的一致亮度曲线。
图7A至图7B示出了像素电路的图和每隔一帧实施LED阳极跳过复位的对应时序图。
各个附图中相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
本文档大体上描述了在不同刷新速率下具有一致亮度的显示设备。
图1是计算设备190的示例显示***100的图。显示***100是包括发光像素的阵列112的OLED显示***。每个发光像素包括OLED。OLED显示器由包括SCAN/EM驱动器108和数据驱动器110的驱动器驱动。SCAN/EM驱动器108可以是集成的，即堆叠的行线驱动器。一般来说，SCAN/EM驱动器108选择显示器中的一行像素，且数据驱动器110将数据信号(例如，电压数据(VDATA))提供到所选择的行中的像素，以根据由电压数据指定的图像数据照亮所选择的行中的OLED。诸如扫描线、EM线和数据线的信号线可以用于控制像素以在显示器上显示图像。尽管图1图示了在显示器的单侧上具有SCAN/EM驱动器108的显示***100，但是SCAN/EM驱动器108可以被放置在显示器的左侧和右侧以改善驱动性能(例如，速度)。
像素阵列112包括多个发光像素，例如像素P11至P43。像素是可以基于供应给像素的图像数据改变颜色的显示器的小元件。每个像素包括OLED和用于寻址和驱动OLED的电路(例如，图2A和图7A所示的部件)。像素阵列112内的每个像素可以被单独寻址以产生各种颜色强度。每个像素在整个帧时间内维持大部分稳定的亮度，从而显示对应于所供应的图像数据的光。帧时间或帧时段是帧的开始与下一帧的开始之间的时间量。帧时间可以是显示***的帧速率的倒数。例如，60帧每秒(fps)的帧速率对应于1秒的六十分之一或0.0167秒的帧时间。
像素阵列112在平面中延伸且包括行和列。每行跨像素阵列112水平延伸。例如，像素阵列112的第一行120包括像素P11、P12和P13。每一列沿像素阵列112垂直向下延伸。例如，像素阵列112的第一列130包括像素P11、P21、P31和P41。为了简单起见，图1中仅示出了几个像素。实际上，像素阵列112中可能存在数千或数百万像素。增加保持相同尺寸的显示器中像素的数量导致更高的图像分辨率。
显示***100包括接收显示输入数据102的显示驱动器集成电路(DDIC)106。DDIC106可以是例如半导体集成电路或状态机。DDIC 106生成具有合适的电压、电流、定时和解复用的信号，以使显示器104根据显示器输入数据102示出图像。在一些示例中，DDIC可以是微控制器并且可以结合RAM、闪存、EEPROM、ROM等。
DDIC 106包括定时控制器134、时钟信号生成器136和数据信号生成器138。DDIC106生成时钟信号142。时钟信号142可以是例如控制由显示面板104呈现的每个帧的显示帧开始时间和显示帧停止时间的信号，其中帧表示由显示面板104呈现的图像序列中的单个图像。在由显示面板呈现的每个帧包括多个发射周期的示例中，图1中未示出的另一信号或时钟信号142可以控制显示面板104的每个发射周期的显示发射开始时间和显示发射停止时间。
显示***100包括SCAN/EM驱动器108和数据驱动器104。在一些示例中，SCAN/EM驱动器108、数据驱动器110或两者可以与DDIC 106集成。SCAN/EM驱动器将SCAN和EM信号供应到像素阵列112的行。例如，SCAN/EM驱动器108经由扫描线S1至S4向像素行供应扫描信号，并且经由EM线E1至E4向像素行供应EM信号。
数据驱动器110向像素阵列112的列供应信号。例如，基于来自DDIC 106的图像数据信号144，数据驱动器110经由数据线D1到D4将数据供应到像素的列，其中基于当前由扫描/EM信号选择哪一行一次将数据提供到单个行。例如，数据驱动器110根据图像数据信号144为当前选择的行中的每个像素指定数据电压。数据驱动器110将所选择的数据电压作为数据信号施加到数据线D1到D4。
时钟信号142可以用于驱动SCAN/EM驱动器108和数据驱动器110。因此，DDIC 106控制扫描信号、EM信号和数据信号的定时。
显示***100包括电力供应150。电力供应150提供第一供应电压ELVDD和第二供应电压ELVSS。在一些示例中，电力供应150可以与DDIC 106集成。
像素阵列112中的每个像素可以由水平扫描线和EM线以及垂直数据线寻址。例如，像素P11可由扫描线S1、EM线E1和数据线D1寻址。在另一示例中，像素P32可以由扫描线S3、EM线E3和数据线D2寻址。
SCAN/EM驱动器108和数据驱动器110向像素提供信号，使得像素能够在显示器上再现图像。SCAN/EM驱动器108和数据驱动器110经由扫描线、发射线和数据线向像素提供信号。为了向像素提供信号，SCAN/EM驱动器108选择扫描线并控制像素的发射操作。数据驱动器110将数据信号提供到可以由所选择的扫描线寻址的像素，以在由图像数据指定的强度下照亮所选择的OLED。
针对每个帧顺序地寻址扫描线。扫描方向确定扫描线被寻址的顺序。在显示***100中，扫描方向是从像素阵列112的顶部到底部。例如，首先寻址扫描线S1，然后寻址扫描线S2，然后寻址S3等。
虽然图1图示了每一行由单个扫描线及单个发射线寻址，但每一行可由如贯穿本发明所描述且在其它图中所描述的多个扫描线(例如，nSCAN及pSCAN)寻址。
虽然图1图示了OLED显示器的示例组件，但所描述的技术可以应用于包括像素阵列的其它平板显示器技术。例如，该技术可以应用于发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)和等离子体显示面板(PDP)。
图2A示出了显示设备的像素电路的图，该像素电路包括LED及用于像素电路的对应驱动电路。例如，图2A可以图示来自图1中所展示的像素阵列的单个像素的更详细视图。虽然本公开通常将图2A中所展示的组件称为“像素电路”，但本公开还可将此类组件称为“像素”。此外，图2A中所示的像素可以表示子像素。
像素电路可以是有源矩阵OLED(AMOLED)像素电路。像素电路接收发射信号EM、nSCAN信号、pSCAN信号和数据电压VDATA信号。像素电路200接收第一供应电压ELVDD、第二供应电压ELVSS和初始参考电压VINIT。
像素电路包括有机发光二极管(OLED)。OLED包括响应于电流IOLED而发射光的有机化合物层。有机层位于两个电极之间：阳极和阴极。OLED由驱动晶体管T1驱动，驱动晶体管T1接收供应电压ELVDD并用作驱动OLED发光的电流源。
像素还包括存储电容器C-ST和晶体管T2至T7。像素的操作由控制信号nSCAN、pSCAN、EM和VDATA的状态定义。OLED电流IOLED由存在于驱动晶体管T1的栅极端子处的电压设置，该电压被称为“G”节点。例如，驱动晶体管T1具有在驱动晶体管T1的栅极端子与驱动晶体管T1的源极端子之间的阈值电压VTH，并且栅极端子与源极端子之间的高于阈值电压VTH的任何电压使得驱动晶体管T1形成从源极端子到阴极端子的导电路径。
图2B示出了像素的控制信号的时序图。这些控制信号在操作期间在初始化阶段、编程阶段和发射阶段之间转变。
在初始化阶段期间，EM信号转变到关断状态(例如，通过从低状态改变到高状态)。此转变关断晶体管T5和T6，其中断从ELVDD提供到OLED的电流，且因此停止OLED的光发射。nSCAN(N-1)信号也接通，其接通晶体管T4并将G节点初始化为初始化电压VINIT。
在编程阶段期间，nSCAN信号接通(例如，通过变高)且pSCAN信号接通(例如，通过变低)，这接通晶体管T2、T3及T7。这使得电压数据VDATA线处的电压值通过晶体管T2、T1和T3到达G节点，将G节点设置为基于VDATA线的值(例如，VDATA处的电压减去T1两端的晶体管阈值电压的影响)。
在发射阶段期间，EM信号接通(例如，通过变低)，这接通晶体管T5和T6。电流从ELVDD通过晶体管T5、T1和T6流到OLED的阳极，电流电平由G节点处的电压确定。因此，在像素已经转变到帧的发射阶段之后，流过OLED的电流IOLED的电平基于在驱动晶体管的G节点处设置的电压(例如，其中G节点电压电平已经由电压数据VDATA线编程)。由OLED发射的光的强度或亮度直接与施加的电流IOLED的量相关，其中较高电流对应于比较低电流更大的光强度。存储电容器C-ST维持G节点处的电压，使得OLED在发光阶段的持续时间内继续以大致相同的电平发射光。
图3A至图3C示出了不同类型的刷新速率的亮度曲线。用曲线图说明每个亮度曲线，其中y轴示出像素亮度(例如，像素亮度)且x轴表示时间的流逝。在该示例中，所有亮度曲线表示以一致/重复的VDATA强度值编程的，相同像素在相同时间段内的光发射。主要/唯一差异在于刷新速率/曲线不同(例如，附图示出其中像素在相同时间段内被刷新的不同序列)。
图3A的亮度曲线图示了处于“全”刷新速率的像素，其中像素每一帧都被完全刷新。在该图示中，在像素的LED发射光的四个相应发射时段之前，像素被完全刷新四次。在每个发射时段之间，像素强度由于像素经过初始化和编程阶段而下降(关于图2B更详细地讨论)。
图3A示出了当像素根据图2B所示的时序图接收nSCAN、pSCAN和EM控制信号时图2A所示的像素的亮度曲线。
像素在每个发射时段开始时从“关断”(无亮度)到“接通”(高亮度)的转变在图3A中图示为弯曲的，以指示像素的强度在已经用新数据编程之后以相对慢的速率增加。这种从断开到接通的缓慢转变的原因是因为nSCAN和pCAN信号先前被接通，这将G节点和OLED阳极初始化为初始化电压VINT。初始化电压VINT是低值，在一些情况下是负电压。因此，如果G节点被编程为具有高电压以产生对应的高像素强度，则OLED从低“初始化”电压增加到较高“编程”电压需要相对慢的速率。
图3B亮度曲线图示了以“半”刷新速率操作的图2A的像素。EM控制信号继续以与图3A相同的速率脉冲，但是nSCAN和pSCAN信号以一半的速率脉冲。这导致在(1)脉冲EM、nSCAN和pSCAN控制信号和(2)仅脉冲EM控制信号之间重复交替的刷新曲线。在这种发射方案中，由于nSCAN和pSCAN信号的脉冲频率为通常的一半，因此像素(并且通过扩展整个像素阵列)被编程为通常的一半的图像数据的新帧。这导致图3B表示的帧时间是关于图3A所示的帧时间的两倍长。
如上所述，即使图3B中的帧时间是图3A中的帧时间的两倍长，刷新曲线仍然以与图3A相同的速率关断EM控制信号。因此，发射速率在图3A和3B之间保持相同。显示设备的发射速率被配置为当刷新速率减半时保持相同的原因是因为，如果像素亮度保持“高”直到帧的结束，则在图3A的刷新曲线和图3B的刷新曲线之间的用户感知强度将存在显著差异。在这样的实施方案中，如果显示器从全刷新速率切换到半刷新速率(例如，以节省能量，因为显示静态图片而非视频)，那么用户可注意到显示器变得更亮，因为像素开始以全强度发射一段时间的较大比例。这种全强度的发射还可能导致显示器以半刷新速率消耗更多功率，这至少部分地消除了首先从全刷新速率切换到半刷新速率的原因。
注意，EM控制信号在图3B的亮度曲线中的第二发射时段开始时从关断到接通的转变被示出为到全强度的突然转变。关断EM控制信号关断晶体管T5和T6，这中断了从ELVDD到OLED提供给OLED的电流。这停止了OLED的光发射并且使OLED和C-OLED两端的电压下降到OLED两端的阈值电压。G节点处的电压在OLED发射的此中断期间由电容器C-ST维持。因此，一旦EM控制信号接通T5和T6，驱动晶体管T1被编程为以与发射被关断之前相同的电流驱动电流。跨越OLED及C-OLED的电压已下降到转变电压，但此下降不如初始化阶段期间发生的初始化电压VINT的下降显著。因此，仅放电到阈值电压(且未完全初始化到较低初始化电压)的像素能够比完全初始化的OLED更快地上升到先前发射电平。这种快速上升在图3B中通过在图3B中的帧的中间从“关断”到“接通”的突然过渡图示。
图3C的亮度曲线图示了在完全刷新和自刷新之间交替的半刷新速率下的像素。当像素发射已经被关断时，通过仅脉冲pSCAN控制信号而不是脉冲nSCAN信号来执行自刷新。脉冲pSCAN信号接通晶体管T7并将OLED两端的电压初始化为初始化电压VINT，正如完全初始化一样。然而，G节点处的电压不放电到初始化电压VINT(如同完全刷新)，因为nSCAN控制信号不是脉冲的。参见图2A，利用nSCAN信号接通晶体管T3和T4将如何将G节点初始化为初始化电压VINT，以及如何在不对nSCAN信号进行脉冲的情况下对pSCAN自身进行脉冲能够在不对G节点进行初始化的情况下对OLED进行初始化。
由于OLED被初始化，但G节点未被初始化，一旦像素转变到发射阶段，驱动晶体管T1就尝试以先前编程的速率供应电流以先前强度驱动OLED。由于OLED已被初始化为低初始化电压VINT值，因此OLED的强度将由于OLED寄生电容C-OLED的存在而相对缓慢地上升到先前强度。这导致与完全刷新相同的“关断到接通”转变。因此，在完全刷新(例如，通过关断EM并接通nSCAN和pSCAN控制信号来实现)和自刷新(例如，通过关断EM并仅接通pSCAN控制信号来实现)之间交替的图3C的刷新曲线具有与图3A的刷新曲线相同的亮度曲线，其以两倍的刷新速率操作但没有任何自刷新。
图4A至图4C示出了关于图3A至图3C描述的三种不同类型的像素刷新的时序图：完全刷新、发射刷新和自刷新。每个图图示了刷新类型的名称(在每个相应图的左侧示出)、被循环以实现刷新的信号的列表(在每个相应图的中间示出)以及示出被循环以实现刷新的信号的进展的时序图(在每个相应图的右侧示出)。
图4A示出了用于完全刷新的时序图，其中(1)关断EM信号以停止LED发射，(2)循环nSCAN[N-1]线以初始化G节点，(3)循环nSCAN[N]和pSCAN[n]线以基于VDATA线提供的电压对像素的G节点进行编程，以及(4)循环pSCAN线以初始化OLED。这与图2B所示的时序图相同，并且图示了每次全像素刷新发生的操作(在图3A至图3C中示出了伴随有标记EM/nSCAN/pSCAN的每个刷新周期)。
图4B示出了发射刷新的时序图，其中EM信号被关断以停止LED发射，但是nSCAN和pSCAN信号未被接通。该操作关断晶体管T5和T6以停止电流流向OLED。如上所述，这使OLED和C-OLED两端的电压下降到OLED两端的阈值电压。由于此电压降并不像初始化电压VINT的降一样大，且G节点维持在其现有电压下，因此OLED强度在EM信号重新接通以恢复LED发射之后相对快速地爬升到其先前强度电平(至少关于在OLED初始化之后发生的强度电平的增加)。发射刷新在图3B中通过每个帧的中间的刷新图示。
图4C示出了自刷新的时序图，其中EM信号被关断以停止LED发射，并且仅pSCAN信号被循环。此操作接通晶体管T7，其将OLED初始化到初始化电压VINT而不对G节点进行初始化。结果，一旦发射信号EM重新接通，驱动晶体管T1的G节点保持编程为以先前强度驱动OLED。由于OLED完全放电，所以OLED以相对慢的速率从“关断”转变为“接通”。在图3C中通过在每一帧的中间的刷新来说明自刷新。
图5A至图5C示出了三种不同刷新速率的不一致亮度曲线：120Hz(图5A)、60Hz(图5B)和具有自刷新的30Hz(图5C)。因此，对于由图3C的30Hz刷新曲线(由标记EM、nSCAN和pSCAN指示)执行的每次完全刷新，60Hz刷新曲线(图5B)执行两次完全刷新，并且120Hz刷新曲线(图5A)执行四次完全刷新。换句话说，图5B示出了如图5C所示的帧时间的一半的帧时间，并且图5A示出了如图5C所示的帧时间的四分之一的帧时间。
为了限制不同亮度曲线的数量，并且因此限制光学调谐的数量(例如，伽马校正和校准表)，显示设备被配置为使得图3C亮度曲线在每个帧中的第三刷新周期期间采用自刷新(在图5C中由帧中间附近的EM/pSCAN标签示出)。该自刷新将OLED初始化为初始化电压VINT，如前所述，与仅关断EM信号的情况相比，初始化电压VINT使OLED从“关断”更缓慢地转变为“接通”(如同图5C的亮度曲线的第二和第四刷新周期)。
图5B至图5C示出具有不同刷新速率但相同的亮度曲线，其中每一曲线包含在逐渐关断到接通转变与快速关断到接通转变之间交替的刷新周期。相反，图5A中图示的120Hz亮度曲线包括每个刷新周期中的逐渐的关断到接通转变。120Hz亮度曲线不在不同类型的关断到接通转变之间交替，并且实际上不具有任何快速的关断到接通转变。因此，由于整体显示面板强度的阶跃增加，通过采用图5A至图5C所示的三刷新速率发射方案来操作显示面板的电子设备可能在从120Hz到60Hz的转变期间闪烁。类似地，由于整体显示面板强度的阶跃降低，从60Hz到120Hz的转变可能闪烁。
图6A至图6C示出了三种不同刷新速率的一致亮度曲线：具有周期性跳过的阳极放电的120Hz(图6A)、60Hz(图6B)和具有自刷新的30Hz(图6C)。除了120Hz刷新曲线在全刷新(由标记EM、nSCAN和pSCAN指示)和跳过阳极放电的全刷新(由标记EM、nSCAN、pSCAN和Skipped指示)之间交替之外，该三刷新速率发射方案与图5A至图5C所示的方案相同。
跳过阳极放电的能力可以通过在G节点被初始化为初始化电压VINT的同时间歇地防止OLED初始化为初始化电压VINT的电路来实现。防止仅OLED(而不是G节点)初始化的示例方式是在像素电路中包括晶体管T8，如图7A所示。晶体管T8与晶体管T7串联位于初始化电压VINT信号线与OLED的阳极之间。连接到该附加晶体管T8的栅极的RESET信号可以被关断，以便防止OLED被初始化到初始化电压VINT，即使pSCAN信号线已经接通晶体管T7。
在仅G节点(而非OLED)的此初始化之后，用新数据电压编程G节点，且接通像素发射。OLED电压从OLED电压已稳定到的OLED阈值电压上升，且电流以由G节点处的新编程电压界定的电平驱动通过OLED。OLED的强度相对快速地上升到编程电平，因为OLED电压仅下降到OLED阈值电压且尚未一直初始化到初始化电压。
因此，以120Hz刷新速率的一半速率在“关断”与“接通”状态之间转变RESET信号导致像素接通的转变的一半以对应于当发射信号循环“关断”然后“接通”(例如，)时发生的相对快速的速率发生(如图6B和6C中的“EM”所标记)。
图7B示出实施刷新模式的信号的时序图，其中每隔一帧跳过OLED阳极放电以产生图6A中所示出的亮度曲线。EM、nSCAN、pSCAN和DATA信号如它们传统上针对“完全刷新”刷新模式那样操作，但是RESET信号在每个显示帧时间从“关断”到“接通”交替一次，反之亦然，使得RESET信号具有EM信号的一半频率。因此，添加的晶体管T8每两个帧停止一次，从而阻止OLED每两个帧初始化一次。这导致对应于60Hz(图6B)和30Hz(图6C)亮度曲线的120Hz(图6A)亮度曲线。
被配置为在120Hz下对OLED的阳极周期性地放电的显示设备实现三刷新速率发射方案，其中电子设备可以以具有相同亮度曲线的三个不同刷新速率在显示设备上呈现内容。因此，对于所有三个刷新速率仅需要单个光学调谐(例如，伽马校正和校准表)。而且，像素在从一个刷新速率改变到另一刷新速率时以一致强度照明(例如，强度不存在阶跃改变)。
在接通和关断状态之间切换晶体管T8的复位线可以被提供给像素阵列中的每个像素，并且可以是发送到所有这样的像素的公共信号。复位信号至少在像素阵列以120Hz刷新速率操作时操作，但其也可在较低刷新速率下操作而不影响像素阵列的操作。
本公开集中于表示单个子像素或像素的单个OLED及其对应电路的描述，但是本文描述的技术可以跨整个像素阵列复制，使得所有像素可以以相同的亮度曲线操作。而且，本公开已论述以稳定强度水平编程的像素的操作。在显示设备的实际操作中，像素的强度水平将很可能随着动态内容(例如，电影)的呈现而逐帧改变。虽然已经关于120Hz、60Hz和30Hz刷新速率描述了三刷新速率发射方案，但是它可以应用于其中高刷新速率是中间刷新速率的两倍并且是低刷新速率的四倍的任何刷新速率集合。
在替代实施例中，晶体管T8不被包括在电路中且T7由pSCAN2线驱动，pSCAN2线在T2由pSCAN接通时将T7接通一半(例如，pSCAN2具有pSCAN的频率的一半)。pSCAN2将在pSCAN导通晶体管T2的同时导通晶体管T7。
尽管上面已经详细描述了一些实施方式，但是其他修改也是可能的。此外，可以使用用于执行本文中描述的***和方法的其他机制。另外，附图中描绘的逻辑流程不需要所示的特定顺序或顺序次序来实现期望的结果。可以提供其他步骤，或者可以从所描述的流程中消除步骤，并且可以向所描述的***添加或从所描述的***移除其他组件。因此，其它实施方案在所附权利要求书的范围内。

Claims (19)

1.一种像素电路，包括：
LED，所述LED具有阳极端子和阴极端子；
驱动晶体管，所述驱动晶体管包括漏极端子，所述驱动晶体管的漏极端子被连接到所述LED的所述阳极端子以向所述LED供应电力；
第二晶体管，所述第二晶体管被连接在指定初始化电压的初始化电压线与所述LED的所述阳极端子之间，所述第二晶体管具有连接到扫描线的栅极端子；以及
第三晶体管，所述第三晶体管与所述第二晶体管串联地连接在所述初始化电压线和所述LED的所述阳极端子之间，所述第三晶体管具有连接到复位线的栅极端子，
其中，所述像素电路被配置为使得以第一频率激活所述扫描线并且以为所述第一频率的一半的第二频率激活所述复位线致使所述像素电路每隔一次激活所述扫描线时基于所述初始化电压来初始化所述LED。
2.根据权利要求1所述的像素电路，包括：
第四晶体管，所述第四晶体管被连接在所述初始化电压线和所述驱动晶体管的栅极端子之间，所述第四晶体管具有连接到不同于所述扫描线的第二扫描线的栅极端子。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的像素电路，其中，所述像素电路被配置为使得：以所述第一频率激活所述扫描线包括以所述第一频率周期性地接通所述第二晶体管；
以所述第二频率激活所述复位线包括以所述第二频率周期性地接通所述第三晶体管；以及
所述像素电路响应于所述像素电路同时接通所述第二晶体管和所述第三晶体管而初始化所述LED。
4.根据权利要求3所述的像素电路，其中，所述像素电路被配置为使得：
以所述第一频率激活所述扫描线包括周期性地接通所述第二晶体管达第一时间段；
以所述第二频率激活所述复位线包括周期性地接通所述第三晶体管达第二时间段；
所述第一时间段与所述第二时间段重叠；以及
所述第二时间段大于所述第一时间段。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的像素电路，其中，所述像素电路被配置为使得在具有第一帧时间的第一显示设备刷新频率下，所述像素电路在第一帧类型和第二帧类型之间交替，
所述第一帧类型包括所述扫描线与所述复位线被激活的同时被激活，使得所述LED和所述驱动晶体管的所述栅极端子基于所述初始化电压被初始化，以及
所述第二帧类型包括所述扫描线与所述复位线不被激活的同时被激活，使得所述LED在未被初始化的情况下被留下，并且所述驱动晶体管的所述栅极端子基于所述初始化电压被初始化。
6.根据权利要求5所述的像素电路，其中，在所述第二帧类型期间，跨所述LED的电压基于到所述LED的电力被中断而下降到所述LED的阈值电压。
7.根据权利要求5至6中的任一项所述的像素电路，其中，所述像素电路被配置为使得：在为所述第一显示设备刷新频率的一半的第二显示设备刷新频率下，所述像素电路重复地呈现包括第一帧部分及第二帧部分的第三帧类型，
所述第一帧部分包括所述扫描线与所述复位线被激活的同时被激活，使得所述LED基于所述初始化电压被初始化并且所述驱动晶体管的所述栅极端子基于所述初始化电压被初始化；以及
所述第二帧部分包括所述扫描线在所述LED的电力被中断的同时未被激活，使得所述LED在未被初始化的情况下关断，并且所述驱动晶体管的所述栅极端子没有被初始化。
8.根据权利要求7所述的像素电路，其中：
所述第一帧部分表示所述第三帧类型的前一半；以及
所述第二帧部分表示所述第三帧类型的后一半。
9.根据权利要求7至8中的任一项所述的像素电路，其中，所述第二帧部分，在所述扫描线在与所述LED的电力被中断的同时未被激活期间，使得跨所述LED的电压下降到所述LED的阈值电压，并且使得所述驱动晶体管的所述栅极端子维持先前编程的电压值。
10.根据权利要求7-9中的任一项所述的像素电路，其中：
所述第一显示设备刷新频率对应于120Hz；
所述第二显示设备刷新频率对应于60Hz。
11.一种以多个不同刷新速率驱动显示设备的方法，包括：
以第一刷新速率操作所述显示设备，其中新图像数据以第一刷新频率被编程到所述显示设备，包括通过在第一帧类型和第二帧类型之间交替，
所述第一帧类型包括全像素刷新，通过基于初始化电压初始化所述显示设备的像素的LED并基于所述初始化电压初始化所述像素的驱动晶体管的栅极来执行，所述驱动晶体管被连接到所述LED以向所述LED提供电力，以及
所述第二帧类型包括具有跳过的LED放电的全像素刷新，通过使所述LED不被初始化并基于所述初始化电压初始化所述驱动晶体管的所述栅极来执行；
以第二刷新速率操作所述显示设备，其中新图像数据以第二刷新频率被编程到所述显示设备，所述第二刷新频率是所述第一刷新频率的一半，包括通过重复呈现第三帧类型，所述第三帧类型包括：
全像素刷新，通过基于所述初始化电压对LED进行初始化并基于所述初始化电压对所述驱动晶体管的所述栅极进行初始化来执行；以及
发射刷新，通过中断到所述LED的电力同时使所述LED不被初始化来执行。
12.根据权利要求11所述的方法，其中：
所述像素包括第二晶体管，被连接在指定所述初始化电压的所述初始化电压线与所述LED的阳极端子之间，所述第二晶体管具有连接到扫描线的栅极端子；
所述像素包括第三晶体管，所述第三晶体管与所述第二晶体管串联地连接在所述初始化电压线和所述LED的所述阳极端子之间，所述第三晶体管具有连接到复位线的栅极端子；以及
在所述第一帧类型和所述第二帧类型之间交替所述显示设备包括以所述第一刷新频率激活所述扫描线以及以为所述第一刷新频率的一半的频率激活所述复位线。
13.根据权利要求11-12中的任一项所述的方法，其中：
执行所述全像素刷新包括除了初始化所述LED和初始化所述驱动晶体管的所述栅极之外，还中断到所述LED的电力并用图像数据对所述驱动晶体管的所述栅极进行编程。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
执行所述发射刷新包括除了在使所述LED未被初始化的同时中断到所述LED的电力之外，还使所述驱动晶体管的所述栅极未被初始化并且不将图像数据编程到所述驱动晶体管的所述栅极。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，呈现所述第三帧类型包括在所述发射刷新之前执行所述全像素刷新。
16.根据权利要求14至15中的任一项所述的方法，其中：
在跳过LED放电的情况下执行所述全像素刷新包括：除了使所述LED未被初始化并且基于所述初始化电压来初始化所述驱动晶体管的所述栅极之外，还中断到所述LED的电力。
17.根据权利要求11至16中的任一项所述的方法，包括：
以第三刷新速率操作所述显示设备，其中新图像数据以所述第二刷新频率的一半的第三刷新频率被编程到所述显示设备，包括通过重复呈现第三帧类型，所述第三帧类型包括：
全像素刷新，通过基于所述初始化电压对对所述LED进行初始化并且基于所述初始化电压对驱动晶体管的栅极进行初始化来执行；
发射刷新，通过中断到所述LED的电力同时使所述LED未被初始化来执行，以及
自刷新，通过中断到所述LED的电力同时使所述驱动晶体管的所述栅极未被初始化来执行。
18.根据权利要求17所述的方法，其中：
执行所述自刷新包括使所述LED未被初始化。
19.根据权利要求17至18中的任一项所述的方法，其中：
所述第一刷新频率对应于120Hz；
所述第二刷新频率对应于60Hz；以及
所述第三刷新频率对应于30Hz。
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