TW201721622A - 電流積分器及有機發光顯示器 - Google Patents

電流積分器及有機發光顯示器 Download PDF

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Abstract

提供一種電流積分器和有機發光顯示器。該有機發光顯示器包括：顯示面板，包含連接到像素的感測線；電流積分器，通過連接到第一輸入端的感測線接收來自像素的電流，並通過連接到第二輸入端的參考電壓線接收參考電壓，且電流積分器將供通過第一輸入端施加的電流流動的路徑與供給通過第二輸入端施加的參考電壓的路徑交換；取樣部，包含用於對電流積分器的第一輸出電壓進行取樣的第一取樣保持電路和用於在第一輸出電壓之後對電流積分器的第二輸出電壓進行取樣的第二取樣保持電路，並通過單個輸出通道同時輸出由第一和第二取樣保持電路取樣的電壓；及類比至數位轉換器，將從取樣部的單個輸出通道接收的電壓轉換為數位感測值，並輸出數位感測值。

Description

電流積分器及有機發光顯示器
本發明涉及一電流積分器和一種包括該電流積分器的有機發光顯示器。
一主動式矩陣有機發光顯示器包括自發光有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)(以下稱為「OLED」)，其具有響應時間快、發光效率高、亮度高、以及視角寬等優點。
作為自發光元件的OLED包括：一陽極；一陰極；以及形成在陽極與陰極之間的有機化合物層HIL、HTL、EML、ETL和EIL。有機化合物層包括：一電洞注入層HIL；一電洞傳輸層HTL；一發光層EML；一電子傳輸層ETL；以及一電子注入層EIL。當對陽極和陰極施加操作電壓時，穿過電洞傳輸層HTL的電洞和穿過電子傳輸層ETL的電子移動到發光層EML，以形成激子。因此，發光層EML產生可見光。
有機發光顯示器具有佈置為矩陣的像素，並且根據視頻資料的灰度調整像素的亮度，每個像素包括OLED。每個像素包括一驅動元件，(即，驅動薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT))，該驅動TFT根據施加在其閘極與源極之間的電壓Vgs控制流過OLED的驅動電流。驅動TFT的電性(例如，臨界電壓、遷移率等)隨著操作時間的流逝而惡化並且像素與像素之間會有差異。驅動TFT電性上的這種變化引起了像素之間亮度上的差異，從而使得難以實現期望的影像。
作為補償驅動TFT電性變化用的方法，內部補償和外部補償是熟知的。在內部補償中，在像素電路內自動補償驅動TFT之間的臨界 電壓的變化。對於內部補償，不論驅動TFT的臨界電壓，都應當確定流過OLED的驅動電流，這使得像素電路的配置相當複雜。此外，內部補償不適合於補償驅動TFT之間的遷移率的變化。
在外部補償中，測量與驅動TFT的電性(臨界電壓和遷移率)匹配的感測電壓和電流，並且連接到顯示面板的外部電路基於這些感測的電壓調制視頻資料，從而補償電性的變化。現在，有很多關於這種外部補償方法的研究。
在傳統外部補償方法中，一資料驅動器電路通過感測線直接從每個像素接收感測的電壓，將該感測的電壓轉換為數位感測值，然後將其饋送到一時序控制器。該時序控制器藉由基於數位感測值調制數位視頻資料來補償驅動TFT電性的變化。
驅動TFT是電流元件，因此它們的電性由響應一特定的閘極-源極電壓Vgs在汲極與源極之間流動的電流Ids的量來計算。
用於外部補償方法的資料驅動器電路包括：一感測部，其感測驅動TFT的電性。該感測部包括由一放大器AMP、一積分電容器Cfb以及一開關SW所組成的一積分器。在該積分器中，放大器AMP包括：一反相輸入端(-)，其接收驅動TFT的源極-汲極電流Ids；一非反相輸入端(+)，其接收參考電壓Vref；以及一輸出端，其產生積分，積分電容器Cfb連接在放大器AMP的非反相輸入端(-)與輸出端之間，並且開關SW連接到積分電容器Cfb的兩端。
對應於複數條感測線的複數個放大器AMP中的每一個皆具有一偏移電壓，並且放大器AMP的偏移電壓包括在從放大器AMP的輸出端產生的積分中。如第1圖所示，每個放大器AMP具有不同的偏移電壓。在第1圖中，橫軸表示分別電性連接到複數個放大器AMP的多條感測線的數量，而縱軸表示輸出給每條感測線的偏移電壓。
由於每個放大器AMP具有不同的偏移電壓，即使輸入到每個放大器AMP的輸入端的電流基本上相同，從它們的輸出端產生的積分也隨偏移電壓而變化。由於放大器AMP之間的偏移電壓的差異，積分具有很大的離散程度。參考第2圖，積分值的較大離散程度使得難以獲得精確的感測值。在第2圖中，橫軸表示基於積分感測的每條感測線的輸出電壓， 縱軸表示頻率。
感測電壓值在-50和50附近具有很大的離散程度。當藉由使用感測的電壓值補償像素電性的變化時，在像素補償的情況下可能存在補償特性的問題。
本發明提供一種有機發光顯示器，其包括：一顯示面板，包含連接到複數個像素的複數條感測線；一電流積分器，其通過連接到一第一輸入端的該等感測線接收來自該等像素的電流，並通過連接到一第二輸入端的一參考電壓線接收一參考電壓，並且該電流積分器將供通過該第一輸入端施加的電流流動的路徑與供給通過該第二輸入端施加的該參考電壓的路徑交換；一取樣部，其包括用於對該電流積分器的一第一輸出電壓進行取樣的一第一取樣保持電路、以及用於在該第一輸出電壓之後對該電流積分器的一第二輸出電壓進行取樣的一第二取樣保持電路，並且該取樣部同時通過一單個輸出通道輸出由該第一取樣保持電路和該第二取樣保持電路取樣的電壓；以及一類比至數位轉換器，其將從該取樣部的該單個輸出通道接收的電壓轉換為數位感測值，並輸出該等數位感測值。
在另一方面，本發明提供一種電流積分器，其包括：一放大器，其包含一第一輸入端、一第二輸入端以及用於輸出一輸出電壓的一輸出端；一積分電容器，其連接在該放大器的該第一輸入端與該輸出端之間；以及一重置開關，其連接到該積分電容器的兩端，其中該放大器包括一交換部，其通過該第一輸入端接收來自複數個像素的電流並通過該第二輸入端接收一參考電壓，並且將供通過該第一輸入端施加的電流流動的路徑與供給通過該第二輸入端施加的參考電壓的路徑交換。
本發明允許藉由補償電流積分器之間的偏移電壓的變化來獲得更準確的感測值，並且使用精確的感測值來實現面板補償，從而提高感測和補償的可靠性。
此外，本發明藉由通過使用電流積分器的電流感測方法實現低電流和快速感測驅動元件電性的變化，可以大大減少了感測時間。
10‧‧‧顯示面板
11‧‧‧時序控制器
12‧‧‧資料驅動器電路
12a‧‧‧感測塊
12a1‧‧‧電流積分器
12a2‧‧‧交換部
12b‧‧‧取樣部
12c‧‧‧類比至數位轉換器
13‧‧‧閘極驅動器電路
14A‧‧‧資料線/資料電壓供給線
14B‧‧‧感測線
15‧‧‧閘極線
A‧‧‧重置週期
AMP‧‧‧放大器
B‧‧‧感測取樣週期
C‧‧‧待機週期
C1~Cn‧‧‧第一至第n個平均電容器
Cfb‧‧‧積分電容器
CH1~CHn‧‧‧感測通道
CI‧‧‧電流積分器
Cst‧‧‧儲存電容器
ADC‧‧‧類比至數位轉換器
DAC‧‧‧數位至類比轉換器
DCLK‧‧‧點時脈信號
DDC‧‧‧資料控制信號
DE‧‧‧資料致能信號
DT‧‧‧驅動薄膜電晶體
EVDD‧‧‧高位準驅動電壓
EVSS‧‧‧低位準驅動電壓
GDC‧‧‧閘極控制信號
GND‧‧‧接地電壓
Hsync‧‧‧水平同步信號
Ids‧‧‧源極-汲極電流
IP1‧‧‧第一輸入端
IP2‧‧‧第二輸入端
IP11‧‧‧第一外部輸入端
IP12‧‧‧第一內部輸入端
IP21‧‧‧第二外部輸入端
IP22‧‧‧第二內部輸入端
N1‧‧‧第一節點
N2‧‧‧第二節點
P‧‧‧像素
Q11~Q1n‧‧‧第一至第n個取樣開關
Q21~Q2n‧‧‧第一至第n個保持開關
RGB‧‧‧數位視頻資料
S1‧‧‧第一交換開關組
S11‧‧‧第一交換開關
S12‧‧‧第二交換開關
S2‧‧‧第二交換開關組
S21‧‧‧第三交換開關
S22‧‧‧第四交換開關
SB‧‧‧感測塊
SCAN‧‧‧閘極脈衝
SD‧‧‧數位感測值
SDIC‧‧‧資料驅動器積體電路
SH‧‧‧取樣部
SH1~SHn‧‧‧第一至第n個取樣保持電路
ST1‧‧‧第一開關薄膜電晶體
ST2‧‧‧第二開關薄膜電晶體
SW1‧‧‧重置開關
Vdata‧‧‧資料電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Vsync‧‧‧垂直同步信號
所附圖式被包括以提供對本發明的進一步理解，並且被併入並構成本說明書的一部分，所附圖式顯示了本發明的實施例，並且與說明書一起用於解釋本發明的原理。在所附圖式中：第1圖是顯示根據相關技術從不同電流積分器輸出的各種偏移電壓的圖式；第2圖是顯示根據現有技術分別包括從電流積分器輸出的偏移電壓的較大離散程度的輸出電壓的圖式；第3圖是顯示根據本發明用於實現電流感測的主要組件的方塊圖。
第4圖是顯示根據本發明示例性實施例的有機發光顯示器；第5圖是顯示形成在第4圖的顯示面板上的像素陣列以及用於實現電流感測方法的資料驅動器積體電路(Integrated Circuit,IC)的配置；第6圖是顯示在用於實現電流感測方法的資料驅動器IC中嵌入在感測塊和取樣部中的放大器AMP；第7a圖是顯示應用本發明的電流感測方法的像素配置以及順序連接到像素的電流積分器和取樣部的詳細配置；第7b圖是顯示根據本發明之放大器的詳細結構的圖式；第8圖是顯示為了電流感測而施加到第7a圖的驅動信號的波形以及由電流感測產生的輸出電壓；第9圖是顯示在第一狀態模式下操作的交換部以及所得到的輸出電壓；第10圖是顯示在第二狀態模式下操作的交換部以及所得到的輸出電壓；第11圖是顯示根據本發明從電流積分器輸出的偏移電壓的圖式；以及第12圖是顯示根據本發明包括從電流積分器輸出的偏移電壓的平均輸出電壓的圖式。
現在將詳細參考本發明的實施例，其示例在所附圖式中顯示。在下文中，將參照第3圖至第10圖描述本發明的示例性實施例。
第3圖是顯示根據本發明用於實現電流感測的主要組件的 方塊圖。
參考第3圖，在本發明中，資料驅動器積體電路(Integrated Circuit,IC)(SDIC)12包括一感測塊(SB)12a、一取樣部(SH)12b以及一類比至數位轉換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)(以下稱為「ADC」)，並且電流資料是由顯示面板10的像素所感測。
感測塊(SB)12a包括複數個電流積分器(CI)12a1和設置在該等電流積分器(CI)12a1內的複數個放大器AMP，並且感測塊(SB)12a對從顯示面板10輸入的電流資料進行積分。一交換部12a2設置在每個放大器AMP內，在通過交換部12a2從感測塊(SB)12a輸出的一第一輸出電壓中包括一第一偏移電壓，並且在一第二輸出電壓中包括一第二偏移電壓。取樣部(SH)12b對包括該第一偏移電壓或該第二偏移電壓的該第一輸出電壓和該第二輸出電壓進行取樣，並且取樣部(SH)12b通過一單個輸出通道將取樣的電壓同時傳送到ADC 12c。ADC 12c將從取樣部(SH)12b的單個輸出通道接收的電壓轉換為數位感測值，然後將其饋送到一時序控制器11。該時序控制器11基於數位感測值導出用於補償臨界電壓變化和遷移率變化的補償資料、使用該補償資料調制用於影像顯示的影像資料、然後將其饋送到資料驅動器IC(SDIC)12。該調制的影像資料被資料驅動器IC(SDIC)12轉換成用於影像顯示的資料電壓，然後施加到顯示面板。
在本發明中，為了補償感測塊(SB)12a的該等電流積分器(CI)12a1之間的偏移電壓的變化，交換部12a2嵌入在設置於資料驅動器IC(SDIC)12內的每個放大器AMP中，並且交換部12a2將包括第一偏移電壓的第一輸出電壓和包括第二偏移電壓的第二輸出電壓交換，以交替地輸出它們。
電流積分器(CI)12a1將供通過第一輸入端施加的電流流動的路徑與供給通過第二輸入端施加的參考電壓的路徑交換。電流積分器(CI)12a1的輸出端輸出包括第一偏移電壓的第一輸出電壓和包括第二偏移電壓的第二輸出電壓。取樣部(SH)12b順序地儲存第一輸出電壓和第二輸出電壓。
本發明藉由通過使用電流積分器(CI)12a1的電流感測方法實現低電流和快速感測，可以大大減少了感測時間。此外，本發明可以 大大提高補償的精準度，因為該等電流積分器(CI)12a1之間的偏移電壓的變化可以藉由嵌入在感測塊和取樣部(SH)12b中的放大器AMP來補償。現在，將通過實施例具體地描述本發明的技術思想。
第4圖顯示根據本發明示例性實施例的有機發光顯示器。第5圖顯示形成在第4圖的顯示面板上的像素陣列以及用於實現電流感測方法的資料驅動器IC的配置。第6圖顯示在用於實現電流感測方法的資料驅動器IC中嵌入在感測塊(SB)12a和取樣部12b中的放大器AMP。
參考第4圖至第6圖，根據本發明示例性實施例的有機發光顯示器包括顯示面板10、時序控制器11、資料驅動器電路12以及閘極驅動器電路13。
複數條資料線14A和感測線14B以及複數條閘極線15在顯示面板10上彼此交叉，並且像素P在每個交叉處被佈置為矩陣。
每個像素P連接到一條資料線14A、一條感測線14B以及一條閘極線15。響應通過閘極線15輸入的閘極脈衝，每個像素P電性連接到資料電壓供應線14A並從資料電壓供應線14A接收資料電壓，並且每個像素P通過感測線14B輸出感測信號。
每個像素P從電源產生器(未顯示)接收一高位準驅動電壓EVDD和一低位準驅動電壓EVSS。對於外部補償，本發明的每個像素P可以包括：一OLED；一驅動TFT；一第一開關TFT；一第二開關TFT；以及一儲存電容器。各個像素P的TFT可以實施為p型或n型。各個像素P的TFT的一半導體層可以包括非晶矽、多晶矽或氧化物。
各個像素P可以在用於顯示影像的正常操作中和用於獲得感測值的感測操作中不同地操作。在正常操作之前或者在正常操作期間的垂直空白間隙中，可以以一預定時間長度執行該感測操作。
正常操作可以在時序控制器11的控制下通過資料驅動器電路12和閘極驅動器電路13的驅動操作來實現。感測操作可以在時序控制器11的控制下通過資料驅動器電路12和閘極驅動器電路13的感測操作來實現。時序控制器11執行基於感測結果來導出用於變化補償的補償資料的操作和使用補償資料來調制數位視頻資料的操作。
資料驅動器電路12包括至少一個資料驅動器IC SDIC。該 資料驅動器IC(SDIC)包括：複數個數位至類比轉換器(以下稱為「DAC」)，其連接到各個資料線14A；一感測塊(SB)12a，其通過感測通道CH1至CHn連接到感測線14B；一取樣部(SH)12b，該取樣部(SH)12b包括用於對電流積分器的輸出電壓進行取樣的複數個取樣保持電路，並且該取樣部(SH)12b通過單個輸出通道同時輸出由取樣保持電路取樣的電壓；以及一ADC 12c，其連接到取樣部(SH)12b。資料驅動器IC(SDIC)包括嵌入在感測塊(SB)12a中的交換部12a2。
在正常操作中，資料驅動器IC(SDIC)的DAC將數位視頻資料RGB轉換成用於影像顯示的資料電壓，並將其提供給資料線14A，以響應從時序控制器11施加的資料時序控制信號DDC。在感測操作中，資料驅動器IC(SDIC)的DAC產生用於感測的資料電壓並將其提供給資料線14A，以響應從時序控制器11施加的資料時序控制信號DDC。
資料驅動器IC(SDIC)的感測塊(SB)12a包括一電流放大器，該電流放大器通過連接到第一輸入端的像素的感測線接收來自像素的電流，並通過連接到第二輸入端的參考電壓線接收參考電壓，並且該電流放大器將供通過第一輸入端施加的電流流動的路徑和供給通過第二輸入端施加的參考電壓的路徑交換。資料驅動器IC(SDIC)的ADC 12c順序地並且數位地處理來自感測塊12a的輸出電壓，並將它們饋送到序控制器11。取樣部12b包括：一第一取樣保持電路SH1，其設置在感測塊(SB)12a與ADC 12c之間以對電流積分器(CI)12a1的第一輸出電壓進行取樣；以及一第二取樣保持電路SH2，其設置在感測塊(SB)12a與ADC 12c之間以在第一輸出電壓之後對電流積分器(CI)12a1的第二輸出電壓進行取樣。取樣部12b通過單個輸出通道同時輸出由第一取樣保持電路和第二取樣保持電路SH1和SH2取樣的電壓。
資料驅動器IC(SDIC)包括一放大器AMP。設置在放大器AMP內的交換部12a2包括用於補償該等電流積分器(CI)12a1之間的偏移電壓的變化的交換開關組S1和S2。取樣部12b包括第一取樣保持電路SH1和第二取樣保持電路SH2。取樣保持電路分別包括：取樣開關Q11至Q1n；平均電容器C1至Cn；以及保持開關Q21至Q2n。
交換部12a2包括複數個交換開關組S1和S2。該等交換開 關組S1和S2包括：一第一交換開關組S1，其被開啟以允許電流積分器(CI)12a1輸出包括第一偏移電壓的第一輸出電壓；以及一第二交換開關組S2，其開啟以允許電流積分器(CI)12a1輸出包括具有與第一偏移電壓相反極性的第二偏移電壓的第二輸出電壓。
取樣部12b包括：取樣開關Q11至Q1n，其執行控制，以使得來自電流積分器(CI)12a1的第一輸出電壓和第二輸出電壓順序地儲存在平均電容器C1至Cn中；平均電容器C1至Cn，其順序儲存第一輸出電壓和第二輸出電壓；以及保持開關Q21至Q2n，其執行控制，以使得儲存在平均電容器C1至Cn中的第一輸出電壓和第二輸出電壓通過單個輸出通道同時輸出。
在正常操作中，閘極驅動器電路13基於閘極控制信號GDC產生用於影像顯示的閘極脈衝，然後以線順序方式L#1，L#2，...將其順序地提供給閘極線15。在感測操作中，閘極驅動器電路13基於閘極控制信號GDC產生用於感測的閘極脈衝，然後以線順序方式L#1，L#2，...將其順序地提供給閘極線15。用於感測的閘極脈衝比用於影像顯示的閘極脈衝具有更寬的開啟脈衝週期。用於感測的閘極脈衝的開啟脈衝週期對應於每線感測開啟(per-line sensing ON)時間。在此，每線感測開啟時間是在同時感測1線像素L#1，L#1......所花費的掃描時間量。
根據例如垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、點時脈信號DCLK、資料致能信號DE等時序信號，時序控制器11產生用於控制資料驅動器電路12的操作時序的資料控制信號DDC和用於控制閘極驅動器電路13的操作時序的閘極控制信號GDC。時序控制器11基於預定的參考信號(驅動功率致能信號、垂直同步信號、資料致能信號等)偵測正常操作和感測操作，並且根據操作類型產生資料控制信號DDC和閘極控制信號GDC。此外，時序控制器11可以產生感測操作所需的額外控制信號(用於控制交換部12a2的信號，包括RST、SAM、HOLD等)。
在感測操作中，時序控制器11可以向資料驅動器電路12饋送與用於感測的資料電壓匹配的數位資料。時序控制器11將從資料驅動器電路12饋送的數位感測值SD施加至一儲存的補償演算法、導出臨界電壓變化△Vth和遷移率變化△K、然後將用於變化補償的補償資料儲存在記 憶體(未顯示)中。
在正常操作中，時序控制器11基於儲存在記憶體(未顯示)中的補償資料調制用於影像顯示的數位視頻資料RGB，然後將其饋送到資料驅動器電路12。
第7a圖顯示應用本發明的電流感測方法的像素配置以及順序連接到像素的電流積分器和取樣部的詳細配置。第8圖顯示為了電流感測施加到第7a圖的驅動信號的波形以及由電流感測產生的輸出電壓。第9圖顯示在第一狀態模式下操作的交換部。第10圖顯示在第二狀態模式下操作的交換部。
第7a圖至第10圖僅僅是幫助理解電流感測如何操作的示例。能够以各種方式修改應用了本發明的電流感測方法的像素結構及其操作時序，因此本發明的技術精神不限於示例性實施例。
參考第7a圖和第7b圖，本發明的像素PIX包括：一OLED；一驅動TFT DT；一儲存電容器Cst；一第一開關TFT ST1；以及一第二開關TFT ST2。
OLED包括：一陽極，其連接到第二節點N2；一陰極，其連接到低位準驅動電壓EVSS的輸入端；以及一有機化合物層，其位於陽極與陰極之間。驅動TFT DT控制輸入到OLED中的電流量，以響應閘極-源極電壓Vgs。驅動TFT DT包括：一閘極電極，其連接到第一節點N1；一汲極電極，其連接到高位準驅動電壓EVDD的輸入端；以及一源極電極，其連接到第二節點N2。儲存電容器Cst連接在第一節點N1與第二節點N2之間。第一開關TFT ST1將資料電壓供給線14A上的資料電壓Vdata施加到第一節點N1以響應閘極脈衝SCAN。第一開關TFT ST1包括一閘極電極，其連接到閘極線15；一汲極電極，其連接到資料電壓供給線14A；以及一源極電極，其連接到第一節點N1。第二開關TFT ST2開啟第二節點N2與感測線14B之間的電流，以響應閘極脈衝SCAN。第二開關TFT ST2包括一閘極電極，其連接到閘極線15；一汲極電極，其連接到感測線14B；以及一源極電極，其連接到第二節點N2。
本發明的放大器AMP包括一交換部12a2。該放大器AMP包括一第一輸入端IP1、一第二輸入端IP2以及一輸出端，該輸出端輸出第 一輸出電壓或第二輸出電壓。第一輸入端IP1包括連接到感測線14B的一第一外部輸入端IP11和連接到第一外部輸入端IP11的一第一內部輸入端IP12。第二輸入端IP2包括連接到參考電壓線Vref的一第二外部輸入端IP21和連接到第二外部輸入端IP21的一第二內部輸入端IP22。
交換部12a2設置在第一外部輸入端IP11與第一內部輸入端IP12之間以及在第二外部輸入端IP21與第二內部輸入端IP22之間，並且交換部12a2交換電流路徑和參考電壓路徑。交換部12a2包括：一第一交換開關組S1，其操作以使電流積分器(CI)12a1輸出包括第一偏移電壓的第一輸出電壓；以及一第二交換開關組S2，其操作以使電流積分器(CI)12a1輸出包括第二偏移電壓的第二輸出電壓。第一交換開關組S1包括：一第一交換開關S11，其一端電性連接到第一外部輸入端IP11，另一端電性連接到第一內部輸入端IP12；以及一第二交換開關S12，其一端電性連接到第二外部輸入端IP21，而另一端電性連接到第二內部輸入端IP22。第二交換開關組S2包括：一第三交換開關S21，其一端共同地電性連接到第二外部輸入端IP21和第二交換開關S12的一端，而另一端電性連接到第一交換開關S11的另一端和第一內部輸入端IP12；以及一第四交換開關S22，其一端共同地電性連接到第一外部輸入端IP11和第一交換開關S11的一端，而另一端電性連接到第二交換開關S12的另一端和第二內部輸入端子IP22。
包括以上配置的放大器AMP的電流積分器(CI)12a1包括：一積分電容器Cfb，其連接在第一輸入端IP1與放大器AMP的輸出端之間；以及一重置開關SW1，其連接到積分電容器Cfb的兩端。
本發明的取樣部(SH)12b包括：一第一取樣保持電路SH1，其設置在感測塊(SB)12a與ADC 12c之間，以對電流積分器(CI)12a1的第一輸出電壓進行取樣；以及一第二取樣保持電路SH2，其設置在感測塊(SB)12a與ADC 12c之間，以在第一輸出電壓之後對電流積分器(CI)12a1的第二輸出電壓進行取樣。
取樣保持電路分別包括：取樣開關Q11至Q1n；平均電容器C1至Cn；以及保持開關Q21至Q2n。
第一至第n個取樣保持電路SH1至SHn並聯設置。取樣開關Q11至Q1n包括第一至第n個取樣開關Q11至Q1n(n是大於或等於2 的自然數)，平均電容器C1至Cn包括第一至第n個平均電容器C1至Cn(n是大於或等於2的自然數)，以及保持開關Q21至Q2n包括第一至第n個保持開關Q21至Q2n(n是大於或等於2的自然數)。
第一取樣開關Q11的一端電性連接到電流積分器CI的輸出端，而另一端共同地電性連接到第一平均電容器C1的一端和第一保持開關Q21的一端。第一平均電容器C1的另一端電性連接到接地電壓GND。第一保持開關Q21的另一端電性連接到ADC 12c。第二取樣開關Q12的一端共同地電性連接到電流積分器CI的輸出端和第一取樣開關Q11的一端，而另一端共同地電性連接到第二平均電容器C2的一端和第二保持開關Q22的一端。第二平均電容器C2的另一端電性連接到接地電壓GND。第二保持開關Q22的另一端共同地電性連接到ADC 12c和第一保持開關Q21的另一端。第三取樣開關Q13的一端共同地電性連接到電流積分器C1的輸出端、第一取樣開關Q11的一端以及第二取樣開關Q12的一端，而第三取樣開關Q13的另一端共同地電性連接到第三平均電容器C3的一端和第三保持開關Q23的一端。第三平均電容器C3的另一端電性連接到接地電壓GND。第三保持開關Q23的另一端共同地電性連接到ADC 12c、第一保持開關Q21的另一端以及第二保持開關Q22的另一端。第四取樣開關Q14的一端共同地電性連接到電流積分器CI的輸出端、第一取樣開關Q11的一端、第二取樣開關Q12的一端以及第三取樣開關Q13的一端，而第四取樣開關Q14的另一端共同地電性連接到第四平均電容器C4的一端和第四保持開關Q24的一端。第四平均電容器C4的另一端電性連接到接地電壓GND。第四保持開關Q24的另一端電性連接到ADC 12c、第一保持開關Q21的另一端、第二保持開關Q22的另一端以及第三保持開關Q23的另一端。
儘管上述內容顯示了第一取樣開關Q11至第四取樣開關至Q14都連接到電流積分器CI的輸出端，但是本發明不限於此，並且第一取樣開關Q11至第四取樣開關Q14可以分別連接到複數個電流積分器CI的輸出端。雖然上述內容顯示了設置複數個保持開關，但是本發明不侷限於此，並且一個保持開關Q21通常電性連接到第一平均電容器C1至第四平均電容器C4的另一端。
參考第8圖，感測操作包括一感測取樣週期B以及一待機 週期C。
在一重置週期A中，放大器AMP通過重置開關SW1的開啟操作為增益為1的增益緩衝單元。在重置週期A中，第一輸入端IP1和第二輸入端IP2、放大器AMP的輸出端、感測線14B以及第二節點N2都被重置到參考電壓Vref。
在重置週期A中，用於感測的資料電壓Vdata-SEN通過資料驅動器IC(SDIC)的DAC施加到第一節點N1。因此，由於對應於第一節點N1與第二節點N2之間的電位差{(Vdata-SEN)-Vref}的源極-汲極電流Ids流過驅動TFT DT，該驅動TFT DT變得穩定。然而，放大器AMP在重置週期A期間繼續操作為增益緩衝器單元，因此輸出端的電壓位準保持在參考電壓Vref。
在感測取樣週期B中，放大器AMP通過關閉重置開關SW1操作為電流積分器(CI)12a1，並且放大器AMP對流過驅動TFT DT的源極-汲極電流Ids進行積分。感測取樣週期B可以被劃分為第一狀態模式和第二狀態模式。該第一狀態模式被定義為其中交換開關組S1和S2被控制以在感測取樣週期B期間輸出包括第一偏移電壓的第一輸出電壓的一週期。該第二狀態模式被定義為其中交換開關組S1和S2被控制以在感測取樣週期B期間輸出包括第二偏移電壓的第二輸出電壓的一週期。
參考第8圖以及第9圖(a)，在第一狀態模式的感測取樣週期中，隨著感測時間的流逝(即，累積更多的電流)，由於電流Ids通過第一交換開關S11流入放大器AMP的第一外部輸入端IP11，跨越積分電容器Cfb電位差增加。就放大器AMP特性方面，理想的是第一輸入端IP1和第二輸入端IP2短路至一虛擬接地，以在它們之間具有零電位差；然而，非零的第一偏移電壓被產生。第一偏移電壓為正。如第9圖(b)所示，在感測取樣週期B中，第一輸入端IP1處的電位保持在第一輸出電壓，其是參考電壓Vref和第一偏移電壓的和，而與跨越積分電容器Cfb的電位差的增加無關。相反地，在放大器AMP的輸出端處的電位對應於積分電容器Cfb的兩端的電位差而減小。
基於這個原理，在感測取樣週期B中，流過感測線14B的電流Ids通過積分電容器Cfb產生為第一輸出電壓。第一輸出電壓是通過將 第一偏移電壓相加而產生的積分。電流積分器(CI)12a1的第一輸出電壓Vout的下降斜率隨著更多的電流Ids流過感測線14B而增加。因此，電流Ids的量越大，積分Vsen的值就越低。在感測取樣週期B中，第一取樣開關Q11與第一交換開關組S1同步地開啟，並且第一保持開關Q21關閉。因此，第一輸出電壓通過第一取樣開關Q11儲存在第一平均電容器C1中。
參考第8圖和第10圖(a)，在第二狀態模式的感測取樣週期中，隨著感測時間的流逝(即，累積更多的電流)，由於電流Ids通過第三交換開關S21流入放大器AMP的第二外部輸入端IP21，積分電容器Cfb的兩端間的電位差增加。就該放大器AMP的特性方面，理想的是第一輸入端IP1和第二輸入端IP2短路到一虛擬接地，在它們之間留有零電位差；然而，產生非零的第二偏移電壓。第二偏移電壓為負。參照第10圖(b)，在感測取樣週期B中，在第一輸入端IP1處的電位保持在第二輸出電壓，其是參考電壓Vref和第二偏移電壓的和，而與跨越積分電容器Cfb電位差的增加無關。相反地，在放大器AMP的輸出端處的電位對應於積分電容器Cfb的兩端間的電位差而減小。
基於該原理，在感測取樣週期B中，流過感測線14B的電流Ids通過積分電容器Cfb產生為第二輸出電壓。第二輸出電壓是通過將第二偏移電壓相加而產生的積分。電流積分器(CI)12a1的第二輸出電壓Vout的下降斜率隨著更多的電流Ids流過感測線14B而增加。因此，電流Ids的量越大，積分Vsen的值越低。在感測取樣週期B中，第二取樣開關Q12與第二交換開關組S2同步地開啟，並且第二保持開關Q22關閉。因此，第二輸出電壓通過第二取樣開關Q12儲存在第二平均電容器C2中。
在感測取樣週期B中，第一取樣開關Q11至第四取樣開關Q14中的一個與第一交換開關組S1或第二交換開關組S2同步地開啟。例如，當第一交換開關組S1開啟時，通過放大器AMP的第一輸入端IP1施加的電流被供給至於第一外部輸入端IP11與第一內部輸入端IP12之間所形成的電流路徑，並且通過第二輸入端IP2所施加的參考電壓被供給至於第二外部輸入端IP21與第二內部輸入端IP22之間所形成的參考電壓路徑。因此，電流通過第一外部輸入端IP11和第一內部輸入端IP12被供給至放大器AMP，並且參考電壓通過第二外部輸入端IP21和第二內部輸入端IP22被施 加至放大器AMP。第一輸出電壓(包括第一偏移電壓)通過積分電容器Cfb和放大器AMP的輸出端輸出，並且第一輸出電壓通過第一取樣開關Q11儲存在第一平均電容器C1中，第一取樣開關Q11與第一交換開關組S1同步地開啟。
另一方面，當第二交換開關組S2開啟時，通過放大器AMP的第一輸入端IP1所施加的電流被供給至於第一外部輸入端IP11與第二內部輸入端IP22之間所形成的電流路徑，並且通過第二輸入端IP2所施加的參考電壓被施加至於第二外部輸入端IP21與第一內部輸入端IP12之間所形成的參考電壓路徑。因此，電流通過第一外部輸入端IP11和第二內部輸入端IP22被供給至放大器AMP，並且參考電壓通過第二外部輸入端IP21和第一內部輸入端IP12被施加至放大器AMP。第二輸出電壓(包括第二偏移電壓)通過積分電容器Cfb和放大器AMP的輸出端輸出，並且第二輸出電壓通過第二取樣開關Q12儲存在第二平均電容器C2中，第二取樣開關Q12與第二交換開關組S2同步地開啟。
以這種方式，當第一交換開關組S1和第二交換開關組S2以交替方式順序操作時，第一輸出電壓和第二輸出電壓被順序地輸出並且順序地儲存在第三平均電容器C3和第四平均電容器C4中。
儘管上面的描述顯示了第一取樣開關Q11至第四取樣開關Q14順序地開啟，但是本發明不侷限於此。該等第一取樣開關Q11至第四取樣開關Q14可以以隨機順序開啟。當第一取樣開關Q11至第四取樣開關Q14操作時，第一保持開關Q21至第四保持開關Q24保持在關閉狀態。
如上所述，一旦(包括第一偏移電壓的)第一輸出電壓或(包括第二偏移電壓的)第二輸出電壓儲存在第一平均電容器C1至第四平均電容器C4中，在時序控制器11的控制下第一取樣開關Q11至第四取樣開關Q14全部開啟，並且第一保持開關Q21至第四保持開關Q24同時開啟。
一旦第一保持開關Q21至第四保持開關Q24同時開啟，平均電容器C1至Cn通過單個輸出通道同時產生輸出。由於平均電容器C1至Cn通過單個輸出通道同時產生輸出，儲存在平均電容器C1至Cn中的第一輸出電壓和第二輸出電壓可以被平均為固定電壓並被分配。因此，儲存在平均電容器C1至Cn中的第一輸出電壓或第二輸出電壓可以被取樣並且 輸出作為平均輸出電壓。取樣的平均輸出電壓通過保持開關Q21至Q2n和單個輸出通道輸入到ADC。
取樣的平均輸出電壓在ADC中被轉換為數位感測值SD，然後被饋送到時序控制器11。數位感測值SD被使用於時序控制器11以導出驅動TFT之間的臨界電壓變化△Vth和遷移率變化△K。時序控制器11以數位編碼將積分電容器Cfb的電容、參考電壓Vref以及感測值Tsen預先儲存。因此，時序控制器11可以基於數位感測值SD計算流過驅動TFTDT的源極-汲極電流Ids=Cfb*△V/△t(其中△V=Vref-Vsen和△t=Tsen)，數位感測值SD是用於取樣的輸出電壓的數位編碼。時序控制器11將流過驅動TFT DT的源極-汲極電流Ids施加至一補償演算法，以導出變化(臨界電壓變化△Vth和遷移率變化△K)。該補償演算法可以被實現為查找表或計算邏輯。
ADC 12c數位地處理來自取樣部12b的取樣平均輸出電壓、產生用於補償偏移電壓變化的數位感測值、並將它們饋送到時序控制器11。時序控制器11可以基於用於補償偏移電壓變化的數位感測值計算該等電流積分器(CI)12a1之間的偏移電壓變化，並且補償這些計算的變化。
待機時間C是從感測取樣週期B的結束直到重置週期A的開始的時間段。
此外，包括在本發明的電流積分器(CI)12a1中的積分電容器Cfb的電容比存在於感測線中的寄生電容器的電容低幾百倍。因此，與傳統的電壓感測方法相比，本發明的電流感測方法可以顯著地減少接收電流Ids直到其達到能够進行感測的積分Vsen所花費的時間。
此外，在傳統的電壓感測方法中，當感測臨界電壓時，驅動TFT的源極電壓在其達到飽和之後被取樣為感測電壓，這導致較長的感測時間；而在本發明的電流感測方法中，當感測臨界電壓和遷移率時，可以通過電流感測在短時間內對驅動TFT的源極-汲極電流進行積分，並且可以對積分進行取樣，這導致感測時間的顯著減少。
此外，由於藉由利用嵌入在放大器AMP中的交換部12a2和取樣部12b補償該等電流積分器C1之間的偏移電壓的變化，產生固定的取樣輸出電壓，本發明允許獲得更精確的感測值。
如上所述，本發明的電流感測方法提供優於習知電壓感測方法的優點在於其允許低電流感測和快速感測。利用這個優點，本發明的電流感測方法使得可以在每線感測開啟時間內對每個像素執行多次感測，以增強感測性能。
儘管已經給出了其中使用類比濾波來補償電流積分器C1之間的偏移電壓變化並輸出固定取樣輸出電壓的示例的前述描述，但是本發明不侷限於該示例，也可以使用數位濾波。
在數位濾波(數位平均濾波器)中，從ADC輸出的數位感測值的總和可以除以n，從而計算數位感測值的平均值。通過數位濾波器輸出的數位感測值的平均值被饋送到時序控制器11。時序控制器11可以基於用於補償偏移電壓變化的數位感測值計算該等電流積分器(CI)12a1之間的偏移電壓變化，並且補償這些計算的變化。第11圖是顯示根據本發明從複數個電流積分器(CI)12a1分別輸出的偏移電壓的圖式。第12圖根據本發明顯示包括從複數個電流積分器(CI)12a1輸出的偏移電壓的離散輸出電壓。
參考第11圖和第12圖，通過習知電流積分器(CI)12a1輸出的(包括偏移電壓之)輸出電壓的範圍是從40mV的最大輸出電壓到-40mV的最小輸出電壓，這在最大輸出電壓與最小輸出電壓之間產生80mV的差異。由於來自習知電流積分器(CI)12a1的輸出電壓具有不同的偏移電壓，即使輸入到習知電流積分器(CI)12a1的輸入端的電流量基本相同，來自輸出端的輸出電壓也可能變化。亦即，由於放大器AMP之間的偏移電壓的差異，輸出電壓具有較大的離散程度，導致很大的誤差範圍。
另一方面，在本發明中，借助於嵌入在放大器AMP中的交換部12a2和取樣部12b補償電流積分器C1之間的偏移電壓變化來產生固定的取樣輸出電壓，並且取樣輸出電壓範圍是從10mV的最大輸出電壓到-10mV的最小輸出電壓，其在最大輸出電壓與最小輸出電壓之間產生20mV的差異。
因此，由於補償放大器AMP之間的偏移電壓的差異，輸出電壓具有很小的離散程度，這導致很小的誤差範圍。因此，通過借助於嵌入放大器AMP中的交換部12a2和取樣部12b補償電流積分器C1之間的偏 移電壓變化，產生固定的取樣輸出電壓。結果，與傳統技術相比，本發明允許獲得更精確的感測值，並且使用精確的感測值來實現面板補償，從而提高感測和補償的可靠性。
雖然已經參考複數說明性實施例描述了實施例，但是應當理解，本領域技術人員可以設計出在本發明主旨範圍內的許多其它修改和實施例。更具體而言，在本發明，附圖以及申請專利範圍內，可以對主題組合佈置的組成部分及/或佈置進行各種變化和修改。除了組成部件及/或佈置中的變化和修改之外，替代用途對於本領域技術人員也是顯而易見的。
本申請主張於2015年12月1日提交的韓國專利申請第10-2015-0170200號的權益，其全部內容通過引用併入本文用於所有目的，如同在本文中完全闡述一樣。
10‧‧‧顯示面板
11‧‧‧時序控制器
12‧‧‧資料驅動器電路
12a‧‧‧感測塊
12a1‧‧‧電流積分器
12a2‧‧‧交換部
12b‧‧‧取樣部
12c‧‧‧類比至數位轉換器
AMP‧‧‧放大器
ADC‧‧‧類比至數位轉換器
DAC‧‧‧數位至類比轉換器

Claims (12)

  1. 一種有機發光顯示器，包括：一顯示面板，其包含連接到複數個像素的複數條感測線；一電流積分器，其通過連接到一第一輸入端的該等感測線接收來自該等像素的電流以及通過連接到一第二輸入端的一參考電壓線接收一參考電壓，並且該電流積分器將供通過該第一輸入端施加的電流流動的路徑與供給通過該第二輸入端施加的該參考電壓的路徑交換；一取樣部，其包括用於對該電流積分器的一第一輸出電壓進行取樣的一第一取樣保持電路和用於在該第一輸出電壓之後對該電流積分器的一第二輸出電壓進行取樣的一第二取樣保持電路，並且通過該取樣部的一單個輸出通道同時輸出由該第一取樣保持電路和該第二取樣保持電路取樣的電壓；以及一類比至數位轉換器，其將從該單個輸出通道接收的電壓轉換為數位感測值，並輸出該等數位感測值。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光顯示器，其中，該電流積分器包括：一放大器，其包括一第一輸入端、一第二輸入端以及用於輸出該第一輸出電壓或該第二輸出電壓的一輸出端；一積分電容器，其連接在該放大器的該第一輸入端與該輸出端之間；以及一重置開關，其連接到該積分電容器的兩端。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述的有機發光顯示器，其中，該第一輸入端包括：一第一外部輸入端，其連接到該等感測線；以及一第一內部輸入端，其連接到該第一外部輸入端，以及該第二輸入端包括：一第二外部輸入端，其連接到該參考電壓線；以及一第二內部輸入端，其連接到該第二外部輸入端，以及 其中，一交換部設置在該第一外部輸入端與該第一內部輸入端之間以及在該第二外部輸入端與該第二內部輸入端之間，並且該交換部將該電流路徑與該參考電壓路徑交換。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述的有機發光顯示器，其中，該交換部包括：一第一交換開關組，其被開啟以輸出包括一第一偏移電壓的一第一輸出電壓；以及一第二交換開關組，其被開啟以輸出一第二輸出電壓，該第二輸出電壓包括具有與該第一偏移電壓相反極性的一第二偏移電壓。
  5. 依據申請專利範圍第3項所述的有機發光顯示器，其中，該第一交換開關組包括：一第一交換開關，其連接到該第一外部輸入端和該第一內部輸入端；以及一第二交換開關，其連接到該第二外部輸入端和該第二內部輸入端，以及該第二交換開關組包括：一第三交換開關，其連接到該第二外部輸入端和該第一內部輸入端；以及一第四交換開關，其連接到該第一外部輸入端和該第二內部輸入端，以及其中，該第一交換開關的一端與該第四交換開關的一端共同地連接，並且該第二交換開關的一端和該第三交換開關的一端共同地連接。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的有機發光顯示器，其中，該第一取樣保持電路包括：一第一平均電容器，其儲存從該電流積分器輸出的該第一輸出電壓；一第一取樣開關，其連接在該電流積分器與該第一平均電容器之間，並且執行控制，以使該第一輸出電壓儲存在該第一平均電容器中；以及 一第一保持開關，連接在該第一平均電容器與該類比至數位轉換器之間，並且執行控制，以使儲存在該第一平均電容器中的該第一輸出電壓通過該單個輸出通道輸出；以及該第二取樣保持電路包括：一第二平均電容器，其儲存從該電流積分器輸出的該第二輸出電壓；一第二取樣開關，其連接在該電流積分器和該第二平均電容器之間，並且執行控制，以使該第二輸出電壓儲存在該第二平均電容器中；以及一第二保持開關，其連接在該第二平均電容器與該類比至數位轉換器之間，並且執行控制，以使儲存在該第二平均電容器中的該第二輸出電壓通過該單個輸出通道輸出。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述的有機發光顯示器，其中，該第一取樣開關與該第一交換開關組同步地將從該電流積分器輸出的該第一輸出電壓儲存在該第一平均電容器中，並且該第二取樣開關與該第二交換開關組同步地將從該電流積分器輸出的該第二輸出電壓儲存在該第二平均電容器中。
  8. 依據申請專利範圍第6項所述的有機發光顯示器，其中，該第一保持開關和該第二保持開關同時開啟，並且通過該單個輸出通道同時輸出該第一輸出電壓和該第二輸出電壓。
  9. 一種電流積分器，包括：一放大器，其包括一第一輸入端，一第二輸入端以及用於輸出一輸出電壓的一輸出端；一積分電容器，其連接在該放大器的該第一輸入端與該輸出端之間；以及一重置開關，其連接到該積分電容器的兩端，其中，該放大器包括一交換部，該交換部通過該第一輸入端從複數個像素接收電流，並通過該第二輸入端接收一參考電壓，並且該交換部將供通過該第一輸入端施加的電流流動的路徑與供給通過該第二輸入端施加的該參考電壓的路徑交換。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述的電流積分器，其中，該第一輸入端包括： 一第一外部輸入端，其連接到連接至該等像素的複數個感測線；以及一第一內部輸入端，其連接到該第一外部輸入端，以及該第二輸入端包括：一第二外部輸入端，其連接到用於施加該參考電壓的一參考電壓線；以及一第二內部輸入端，其連接到該第二外部輸入端，以及其中，一交換部設置在該第一外部輸入端與該第一內部輸入端之間以及在該第二外部輸入端與該第二內部輸入端之間，並且交換該電流路徑和該參考電壓路徑。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述的電流積分器，其中，該交換部包括：一第一交換開關組，其被開啟以輸出包括一第一偏移電壓的一第一輸出電壓；以及一第二交換開關組，其被開啟以輸出一第二輸出電壓，該第二輸出電壓包括具有與該第一偏移電壓相反極性的一第二偏移電壓。
  12. 依據申請專利範圍第10項所述的電流積分器，其中，該第一交換開關組包括：一第一交換開關，其連接到該第一外部輸入端和該第一內部輸入端；以及一第二交換開關，其連接到該第二外部輸入端和該第二內部輸入端，以及該第二交換開關組包括：一第三交換開關，其連接到該第二外部輸入端和該第一內部輸入端；以及一第四交換開關，其連接到該第一外部輸入端和該第二內部輸入端，以及其中，該第一交換開關的一端與該第四交換開關的一端共同地連接，並且該第二交換開關的一端與該第三交換開關的一端共同地連接。
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