发光显示装置及感测其劣化的方法

文档序号:1955127 发布日期:2021-12-10 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 发光显示装置及感测其劣化的方法 (Light emitting display device and method of sensing deterioration thereof ) 是由 金河中 于 2021-06-08 设计创作,主要内容包括:公开了一种发光显示装置及感测其劣化的方法。所述发光显示装置包括:显示面板,所述显示面板包括高电位电源电压线、低电位电源电压线和多个像素,每个像素包括驱动晶体管和有机发光二极管;时序控制器,在感测模式中配置为:根据通过对于每个像素累积图像数据而获得的累积图像数据的大小产生N个感测图像,并且将N个感测图像中的至少一个感测图像显示在所述显示面板上并获得有机发光二极管的劣化量,其中N是自然数;和劣化感测单元,配置为:通过在显示面板上显示至少一个感测图像的状态下按每个面板或按面板中的每个区域感测电学物理量来估测有机发光二极管的劣化量,并且将有机发光二极管的劣化量提供至时序控制器。(A light emitting display device and a method of sensing degradation thereof are disclosed. The light emitting display device includes: a display panel including a high potential power voltage line, a low potential power voltage line, and a plurality of pixels, each pixel including a driving transistor and an organic light emitting diode; a timing controller configured to, in a sensing mode: generating N sensing images according to a size of accumulated image data obtained by accumulating image data for each pixel, and displaying at least one of the N sensing images on the display panel and obtaining a deterioration amount of the organic light emitting diode, where N is a natural number; and a degradation sensing unit configured to: the method includes estimating a degradation amount of the organic light emitting diode by sensing an electrical physical quantity per panel or per region in the panel in a state where at least one sensed image is displayed on the display panel, and providing the degradation amount of the organic light emitting diode to the timing controller.)

发光显示装置及感测其劣化的方法

本申请要求享有于2020年6月10日提交的韩国专利申请No.10-2020-0070377的权益,通过引用将该专利申请并入本文,如同在本文完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种能够通过感测由于工艺偏差而导致的每个发光显示面板或区域的劣化率(deterioration rate)来执行劣化补偿的发光显示装置及感测发光显示装置的劣化的方法。

背景技术

在信息社会中,在用于将视觉信息显示为图像的显示装置领域中已开发了大量技术。在显示装置之中,有机发光显示装置使用诸如有机发光二极管之类的自发光器件来显示图像。

有机发光显示装置因使用通过电子和空穴的重组在发光层中发光的自发光器件而具有快速响应速度,同时具有高亮度和低驱动电压且可以是超薄的,并且可以实现为自由形状,因此作为下一代显示器引起了关注。

有机发光显示装置包括:显示面板,显示面板包括数据线、扫描线和形成在数据线与扫描线之间的交叉部分的多个子像素;用于向扫描线提供扫描信号的栅极驱动器;和用于向数据线提供数据电压的数据驱动器。

每个子像素包括有机发光二极管和用于独立驱动有机发光二极管的像素电路。像素电路包括:驱动晶体管,驱动晶体管用于根据栅极电极的电压调节提供至有机发光二极管的电流量;和扫描晶体管,扫描晶体管用于响应于扫描线的扫描信号将数据线的数据电压提供至驱动晶体管的栅极电极。

由于在有机发光显示装置的制造期间的工艺偏差或由于长期驱动而导致的驱动晶体管的劣化,驱动晶体管的阈值电压对于每个像素来说不同。就是说,当对像素施加相同的数据电压时,提供至每个有机发光二极管的电流需要是恒定的,但即使对像素施加相同的数据电压,由于像素之间驱动晶体管的阈值电压的差异,提供至有机发光二极管的电流对于每个像素来说也可发生变化。有机发光二极管也会由于长期驱动而劣化,在这种情况下,有机发光二极管的亮度对于每个像素来说也会发生变化。因而,即使对像素施加相同的数据电压,从有机发光二极管发射的光的亮度对于每个像素来说也会发生变化。为了克服此问题,提供了用于补偿驱动晶体管的阈值电压和有机发光二极管的劣化的补偿方法。

使用外部补偿方法来补偿驱动晶体管的阈值电压和有机发光二极管的劣化。外部补偿方法是这样一种方法,即,对像素施加预设数据电压,根据预设数据电压,通过预设感测线感测驱动晶体管的源极电压,使用模数转换器将感测的电压转换为作为数字数据的感测数据,并且根据感测数据补偿要提供至像素的数字视频数据。

这种常规的补偿方法是在假设每个显示面板或在一个显示面板内发生相同劣化的前提下补偿每个有机发光二极管。

然而,由于有机发光二极管的工艺偏差,对于每个显示面板来说或对于一个显示面板内的每个区域来说,劣化率不同,因此当基于相同的标准劣化模型计算并补偿劣化量时,存在发生补偿误差以及发生图像残留(image sticking)的问题。

发明内容

因此,本发明的一个目的是提供一种发光显示装置及感测其劣化的方法,其通过按每个显示面板或按单个面板中的每个区域感测电学物理量而估测劣化水平,并且按每个面板或按单个面板中的每个区域补偿这些值,从而克服由于工艺偏差导致的补偿误差。

在一个方面中,本发明提供了一种发光显示装置,包括:显示面板、时序控制器和劣化感测单元。所述显示面板包括高电位电源电压线、低电位电源电压线和多个像素,每个像素包括驱动晶体管和有机发光二极管。所述时序控制器可在感测模式中配置为:根据通过对于每个像素累积图像数据而获得的累积图像数据的大小产生N(N是自然数)个感测图像,将所述N个感测图像中的至少一个感测图像显示在所述显示面板上并获得有机发光二极管的劣化量。所述劣化感测单元可配置为:通过在所述显示面板上显示所述至少一个感测图像的状态下按每个面板或按面板中的每个区域感测电学物理量来估测有机发光二极管的劣化量,并且将所述有机发光二极管的劣化量提供至所述时序控制器。

所述图像数据可以是从主机系统提供的源图像数据或者通过基于每个像素的驱动晶体管的阈值电压或每个像素的驱动晶体管的电子迁移率补偿所述源图像数据而获得的补偿图像数据。

所述时序控制器可包括:累积计算器,所述累积计算器配置为接收来自主机系统的源图像数据或所述补偿图像数据,并且对于每个像素累积地计算图像数据;排列单元,所述排列单元配置为比较由所述累积计算器计算的累积图像数据并且按照所述累积图像数据的大小的顺序排列像素;和产生单元,所述产生单元配置为:通过在由所述排列单元排列的像素之中基于所述累积图像数据的大小选择从第一至第n(n是自然数)的像素来产生第一感测图像;通过在由所述排列单元排列的像素之中基于所述累积图像数据的大小选择从第(n+1)至第2n的像素来产生第二感测图像;并且以相同的方式通过在由所述排列单元排列的像素之中基于所述累积图像数据的大小选择从第((N-1)n+1)至第Nn的像素来产生第N感测图像。

为了产生每个感测图像,所述产生单元可将高灰度值设为选定像素中的数据值并且可将黑色值设为未选定像素中的数据值。

所述时序控制器可进一步包括:存储单元,所述存储单元配置为存储由所述产生单元产生的N个感测图像;和输出单元,所述输出单元配置为根据所述时序控制器的控制读取存储在所述存储单元中的N个感测图像中的至少一个并将读取的感测图像提供至数据驱动器。

所述劣化感测单元可包括:第一开关装置,所述第一开关装置配置为在显示模式中根据第一控制信号向所述显示面板的高电位电源电压线提供高电位电源电压;电压/电流转换器,所述电压/电流转换器配置为将所述高电位电源电压转换为电流;第二开关装置,所述第二开关装置配置为在所述感测模式中根据第二控制信号向所述高电位电源电压线提供由所述电压/电流转换器转换的电流;和模数转换器,所述模数转换器配置为在所述感测模式中将所述显示面板的高电位电源电压线的电压转换为数字信号并将转换后的数字信号提供至所述时序控制器。

在另一个方面中,本发明提供了一种感测发光显示装置的劣化的方法,包括:对于每个像素累积图像数据;通过按照累积图像数据的大小的顺序排列像素并且选择预定数量的像素作为一个图像来产生N(N是自然数)个感测图像;将所述N个感测图像中的至少一个感测图像显示在显示面板上;和通过在所述显示面板上显示所述至少一个感测图像的状态下按每个面板或按面板中的每个区域感测电学物理量来估测有机发光二极管的劣化量。

产生所述N个感测图像可包括:通过在排列的像素之中基于所述累积图像数据的大小选择从第一至第n(n是自然数)的像素来产生第一感测图像;通过在排列的像素之中基于所述累积图像数据的大小选择从第(n+1)至第2n的像素来产生第二感测图像;以相同的方式通过在排列的像素之中基于所述累积图像数据的大小选择从第((N-1)n+1)至第Nn的像素来产生第N感测图像;将高灰度值设为选定像素中的数据值;以及将黑色值设为未选定像素中的数据值。

估测所述有机发光二极管的劣化量包括:通过向所述显示面板的高电位电源电压线提供高电位电源电压来显示感测图像;和向所述显示面板的高电位电源电压线提供电流并且感测所述显示面板的高电位电源电压线的电压。

附图说明

被包括用来对本发明提供进一步理解且被并入并构成本申请的一部分的附图图解了本发明的实施方式,并且与说明书一起用来解释本发明的原理。

在附图中:

图1是示出根据本发明实施方式的发光显示装置的构造的示意性框图;

图2是根据本发明实施方式的有机发光显示装置的平面图;

图3是示出根据本发明实施方式的像素、源极驱动器IC、基准电压产生单元和模数转换器的电路图;

图4是示出根据本发明,在第一感测模式中提供至像素的扫描信号、感测信号、第一开关控制信号、第二开关控制信号、栅极电压和源极电压的波形图;

图5是图3的电路图,其图解了在图4的第一时段中的驱动状态;

图6是图3的电路图,其图解了在图4的第二时段中的驱动状态;

图7是示出每个有机发光二极管根据时间的亮度变化的曲线图,用于解释根据本发明的有机发光显示装置中的第二感测模式;

图8是示出根据本发明的用于获得有机发光二极管OLED的劣化程度的时序控制器(T-con)的详细构造的示图;

图9是解释根据本发明的选择感测图像的方法的图表;

图10是解释根据本发明的产生感测图像数据的方法的示图;

图11是根据本发明的发光显示装置的劣化感测单元的电路图;

图12是示出根据本发明的发光显示装置中的显示模式和第二感测模式,施加至劣化感测单元的第一控制信号和第二控制信号、驱动晶体管的驱动区域、以及显示面板的高电位电源电压线的驱动状态的图表;

图13是使用根据比较例的劣化感测方法的劣化感测值的分布的示图;

图14是使用根据本发明的劣化感测方法的劣化感测值的分布的示图。

具体实施方式

为了获得对本发明、其优点、以及通过实施本发明而实现的目的的充分理解,将参照用于图解本发明示例性实施方式的附图进行描述。然而,本发明可以以诸多不同的形式实施,不应解释为限于在此阐述的实施方式,而是,提供这些实施方式是为了使本发明全面和完整,并将本发明的构思完全传达给所属领域普通技术人员。

为了描述本发明的各实施方式而在附图中公开的形状、尺寸、比率、角度、数量等仅仅是示例性的,本发明不限于此。在整个申请中相似的参考标记表示相似的元件。在本发明的以下描述中,当确定对已知相关技术的详细描述会不必要地使本发明的主题模糊不清时,将省略其详细描述。

如在此使用的,术语“包括”、“具有”、“包含”等是表明可添加其他部分,除非使用了术语“仅”。

即使没有明确表述,本发明各实施方式中的要素也应当解释为包括误差裕度。

在描述位置关系时,当一元件被称为在一元件“上”、“上方”、“下方”和“旁边”时,可在这些元件之间设置另一元件,除非明确使用了术语“紧接”或“直接”。

在描述时间关系时,当一要素被称为在一要素“之后”、“随后”和“之前”时,这些事件可不是连续的,除非明确使用了术语“紧接”或“直接”。

将理解到,尽管可在此使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各种元件,但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如,在不背离本发明的教导的情况下,第一元件可被称为第二元件,第二元件可被称为第一元件。

“x轴方向”、“y轴方向”和“z轴方向”不应当仅解释为其间的关系是严格垂直的几何关系,而是意味着这些术语在根据本发明的构造能够在功能上操作的范围内具有更宽的方向。

术语“至少一个”应当理解为包括一个或多个相关项目的所有组合。例如,“第一项目、第二项目和第三项目中的至少一个”的含义可指选自第一项目、第二项目和第三项目中的两个或更多个项目的所有组合、以及第一项目、第二项目和第三项目的每一个。

关于本发明的以下描述,本发明各示例性实施方式的特征可部分地或整体地组合。如所属领域技术人员将清楚理解的,各种相互作用和操作在技术上是可能的。各示例性实施方式可独立地或组合地实施。

下文中,将参照附图详细描述本发明的实施方式。

图1是示出根据本发明实施方式的发光显示装置的构造的框图。图2是根据本发明实施方式的有机发光显示装置的平面图。图3是示出根据本发明实施方式的像素、源极驱动器IC、基准电压产生单元和模数转换器的电路图。

如图1和图2中所示,根据本发明实施方式的有机发光显示装置可包括显示面板10、数据驱动器20、栅极驱动器40、源极印刷电路板(S-PCB)50、时序控制器(T-con)60、劣化感测单元65、外部补偿电路(或数字数据补偿单元)70、基准电压发生器(或电压供应单元)80和控制印刷电路板(CPCB)90。

显示面板10可包括显示区域DA和非显示区域NDA。显示区域DA可以是形成有像素P以显示图像的区域。非显示区域NDA可以是设置在显示区域DA周围的区域。显示面板10可包括数据线D1至Dm(m是等于或大于2的正整数)、基准电压线R1至Rp(p是等于或大于2的正整数)、扫描线S1至Sn(n是等于或大于2的正整数)、和感测信号线SE1至SEn。数据线D1至Dm和基准电压线R1至Rp可分别与扫描线S1至Sn和感测信号线SE1至SEn交叉。数据线D1至Dm和基准电压线R1至Rp可彼此平行布置。扫描线S1至Sn和感测信号线SE1至SEn可彼此平行布置。

每个像素P可连接至数据线D1至Dm的任一条、基准电压线R1至Rp的任一条、扫描线S1至Sn的任一条和感测信号线SE1至SEn的任一条。像素P可设置在显示面板10的下基板11上。每个像素P可包括有机发光二极管(OLED)和用于向有机发光二极管(OLED)提供电流的多个晶体管。

数据驱动器20可包括多个源极驱动器IC(SDIC)21。多个源极驱动器IC 21的每一个可从时序控制器(T-con)60接收补偿数字视频数据CDATA、感测图像数据SDATA和数据时序控制信号DCS。多个源极驱动器IC(SDIC)21可连接到数据线D1至Dm并且可向数据线D1至Dm提供数据电压。多个源极驱动器IC(SDIC)21可分别安装在柔性膜22上。

每个柔性膜22可以是载带封装或膜上芯片。柔性膜22可弯曲或弯折。每个柔性膜22可附接至下基板11和源极印刷电路板(S-PCB)50。每个柔性膜22可使用利用各向异性导电膜的带式自动焊接(TAB)方法附接至下基板11,因而多个源极驱动器IC(SDIC)21可连接到数据线D1至Dm。源极印刷电路板(S-PCB)50可通过柔性电缆91连接至控制印刷电路板(CPCB)90。

数据驱动器20可连接至基准电压线R1至Rp并且可感测每个像素P的驱动晶体管的阈值电压或驱动晶体管的电子迁移率。数据驱动器20可使用感测的电压产生感测数据SD并且可将感测数据SD提供至外部补偿电路70。

栅极驱动器40可包括扫描信号输出单元41和感测信号输出单元42。

扫描信号输出单元41可连接至扫描线S1至Sn。扫描信号输出单元41可根据从时序控制器60输入的扫描时序控制信号SCS向扫描线S1至Sn提供扫描信号。

感测信号输出单元42可连接至感测信号线SE1至SEn。感测信号输出单元42可根据从时序控制器60输入的感测时序控制信号SENS给感测信号线SE1至SEn提供感测信号。

扫描信号输出单元41和感测信号输出单元42可包括多个晶体管并且可使用面板内栅极驱动器(GIP)方法直接形成在显示面板10的非显示区域NDA上。可选地,扫描信号输出单元41和感测信号输出单元42可形成为驱动芯片的形式并且可安装在与显示面板10连接的柔性膜上。

时序控制器60可从主机系统接收源图像数据和时序信号。时序信号可包括垂直同步信号、水平同步信号、数据使能信号和点时钟。主机系统可以是计算机系统、TV系统、机顶盒、以及诸如平板或蜂窝电话之类的便携式终端中任意一种。

时序控制器60可通过累积源图像数据执行用于修正图像质量和补偿发光器件的劣化的各种图像处理。

时序控制器60可通过累积补偿后的图像数据执行用于修正图像质量和补偿发光器件的劣化的各种图像处理。

为了按显示面板10的整个区域或按每个区域估测劣化程度,时序控制器60可根据源图像数据或补偿图像数据累积显示面板的每个像素的数据,可按照每个像素的累积数据的大小的顺序排列累积数据,可产生由从最大的累积数据起具有预定数量n(n是自然数)的像素块构成的N个感测图像数据(N是自然数)或者可选择预定数量n(n是自然数)的像素作为一个图像来产生N个感测图像,并且可将N个感测图像数据存储在存储器(未示出,参照图8的存储单元74)中。

为了按显示面板10的整个区域或按每个区域获得劣化程度,时序控制器60可将存储在存储器中的N个感测图像数据提供至数据驱动器20,可在显示面板10上显示N个感测图像数据的每一个,并且可在每次显示N个感测图像数据的每一个时获得劣化程度。在下面将详细描述在每次显示N个感测图像数据的每一个时获得劣化程度的方法。

时序控制器60可产生用于控制数据驱动器20、扫描信号输出单元41和感测信号输出单元42的操作时序的时序控制信号。时序控制信号可包括:用于控制数据驱动器20的操作时序的数据时序控制信号DCS、用于控制扫描信号输出单元41的操作时序的扫描时序控制信号SCS、以及用于控制感测信号输出单元42的操作时序的感测时序控制信号SENS。

时序控制器60可将来自外部补偿电路70的补偿数字视频数据CDATA、从累积数据产生的感测图像数据、以及数据时序控制信号DCS输出至数据驱动器20。时序控制器60可将扫描时序控制信号SCS输出至扫描信号输出单元41。时序控制器60可将感测时序控制信号SENS输出至感测信号输出单元42。时序控制器60可输出用于控制数据驱动器20的开关SW1和SW2的开关控制信号SCS1和SCS2。

时序控制器60可以以显示模式、用于感测驱动晶体管的阈值电压或驱动晶体管的电子迁移率的第一感测模式、以及用于感测有机发光二极管(OLED)的劣化的第二感测模式中的任意一种模式控制根据本发明的有机发光显示装置。

显示模式可以是通过向像素P施加基于补偿图像数据CDATA的数据电压而使像素P发光的模式。

在第一感测模式中,可分别通过与像素P连接的基准电压线R1至Rp感测每个像素P的驱动晶体管的阈值电压或驱动晶体管的电子迁移率。

在第二感测模式中,基于从累积数据产生的N个感测图像数据SDATA的数据电压可通过数据驱动器20提供并显示在像素P上,并且可通过感测电学物理量(ELVDD电流/电压)并将其转换为数字信号来按面板或按面板中的每个区域估测OLED的劣化程度,即,劣化水平。可通过应用按每个面板或按面板中的每个区域估测的劣化值来克服由于OLED的工艺偏差而导致的补偿误差。根据本发明,仅描述基于N条感测图像数据SDATA估测(感测)劣化程度的方法。

第一感测模式和第二感测模式可在有机发光显示装置断电之前执行,可在有机发光显示装置一通电就执行,或者可在有机发光显示装置通电的状态下以预定周期执行。

外部补偿电路70可通过基于通过感测驱动晶体管的阈值电压或驱动晶体管的电子迁移率而获得的感测数据SD补偿源图像数据,由此产生补偿图像数据。外部补偿电路70可将补偿数字视频数据CDATA输出至时序控制器60。

外部补偿电路70可包括用于存储感测数据SD的存储器。外部补偿电路70的存储器可以是非易失性存储器,比如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。外部补偿电路70可安装在时序控制器60中。

基准电压发生器80可产生基准电压并且可将基准电压提供至数据驱动器20或数据驱动器20中包括的多个源极驱动器IC(SDIC)21。基准电压发生器80可在感测模式中产生用于设定感测电压范围的低电压或高电压。除了基准电压之外,基准电压发生器80还可产生用于驱动根据本发明的有机发光显示装置所需的驱动电压并且可将产生的电压提供至需要这些电压的部件。

劣化感测单元65可通过将由时序控制器60产生的N个感测图像数据SDATA中的至少一个提供至数据驱动器20,并且在显示面板上显示感测图像的状态下按每个面板或按面板中的每个区域感测电学物理量(ELVDD电流/电压)并将感测的数据转换为数字信号,来估测(感测)劣化量。

在下面将描述劣化感测单元65的详细构造。

时序控制器60、外部补偿电路70和基准电压发生器80可安装在控制印刷电路板(CPCB)90上。控制印刷电路板(CPCB)90可通过柔性电缆91连接至源极印刷电路板(S-PCB)50。

根据本发明实施方式的有机发光显示装置可使用通过在第一感测模式中感测驱动晶体管的阈值电压或驱动晶体管的电子迁移率而获得的感测数据SD将源图像视频数据DATA转换为补偿数字视频数据CDATA。结果,根据本发明,可补偿每个像素P的驱动晶体管的阈值电压和每个像素P的驱动晶体管的电子迁移率。

图3是示出根据本发明实施方式的像素P、SDIC 21、基准电压发生器80和模数转换器(ADC)140的电路图。

为了便于描述,图3仅示出了与第j条(j是满足1≤j≤m的正整数)数据线Dj、第j条基准电压线Rj、第k条(k是满足1≤k≤n的正整数)扫描线Sk和第k条感测信号线SEk连接的像素、SDIC 21、基准电压发生器80、ADC 140、第一开关SW1和第二开关SW2。

参照图3,像素P可包括有机发光二极管OLED、驱动晶体管DT、第一开关晶体管ST1、第二开关晶体管ST2和存储电容器Cst。

有机发光二极管OLED可根据通过驱动晶体管DT提供的电流发光。有机发光二极管OLED可包括阳极、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和阴极。在有机发光二极管OLED中,当电压施加至阳极和阴极时,空穴和电子可分别通过空穴传输层和电子传输层移动至有机发光层,并且可在有机发光层中彼此结合以发光。有机发光二极管OLED的阳极可连接至驱动晶体管DT的源极电极,并且阴极可接收比高电位电源电压ELVDD低的低电位电源电压ELVSS。

驱动晶体管DT可根据其栅极电极与源极电极之间的差电压调节从高电位电源电压ELVDD的线流到有机发光二极管OLED的电流。驱动晶体管DT的栅极电极可连接至第一开关晶体管ST1的第一电极,驱动晶体管DT的源极电极可连接至有机发光二极管OLED的阳极,并且驱动晶体管DT的漏极电极可连接至高电位电源电压线ELVDD。

第一开关晶体管ST1可根据第k条扫描线Sk的第k个扫描信号导通,以将第j条数据线Dj连接至驱动晶体管DT的栅极电极。第一开关晶体管ST1的栅极电极可连接至第k条扫描线Sk,第一开关晶体管ST1的第一电极可连接至驱动晶体管DT的栅极电极,并且第一开关晶体管ST1的第二电极可连接至第j条数据线Dj。

第二开关晶体管ST2可根据第k条感测信号线SEk的感测信号导通,以将第j条基准电压线Rj连接至驱动晶体管DT的源极电极。第二开关晶体管ST2的栅极电极可连接至第k条感测信号线SEk,第二开关晶体管ST2的第一电极可连接至第j条基准电压线Rj,并且第二开关晶体管ST2的第二电极可连接至驱动晶体管DT的源极电极。

第一开关晶体管ST1和第二开关晶体管ST2的每一个的第一电极可以是源极电极,并且第一开关晶体管ST1和第二开关晶体管ST2的每一个的第二电极可以是漏极电极,但是应当注意本发明不限于此。就是说,第一开关晶体管ST1和第二开关晶体管ST2的每一个的第一电极可以是漏极电极,并且第一开关晶体管ST1和第二开关晶体管ST2的每一个的第二电极可以是源极电极。

存储电容器Cst可形成在驱动晶体管DT的栅极电极与源极电极之间。存储电容器Cst可存储驱动晶体管DT的栅极电压与源极电压之间的差电压。

驱动晶体管DT、第一开关晶体管ST1和第二开关晶体管ST2的每一个可形成为薄膜晶体管。图3图解了驱动晶体管DT、第一开关晶体管ST1和第二开关晶体管ST2采取N型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的形式,但是应当注意本发明不限于此。驱动晶体管DT、第一开关晶体管ST1和第二开关晶体管ST2的每一个可以是P型MOSFET。

SDIC 21可在显示模式中根据数据时序控制信号DCS将补偿图像数据(或补偿数字视频数据)CDATA转换为数据电压并且可将数据电压提供至数据线Dj。显示模式可以是像素P发光以显示图像的模式。数据电压可以是用于在像素P的有机发光二极管OLED中发射具有预定亮度的光的电压。

SDIC 21可在感测模式中根据数据时序控制信号DCS将感测图像数据SDATA转换为感测数据电压并且可将感测数据电压提供至数据线Dj。

第一感测模式可以是阈值电压补偿模式和迁移率补偿模式中的任一个模式,阈值电压补偿模式用于感测驱动晶体管DT的源极电压,以便补偿每个像素P的驱动晶体管的阈值电压;迁移率补偿模式用于感测驱动晶体管DT的源极电压,以便补偿每个像素P的驱动晶体管的电子迁移率。

ADC 140可在第一感测模式中将从基准电压线Rj感测的电压转换为感测数据SD,即数字数据,并且可将感测数据SD输出至外部补偿电路70。

第一开关SW1可连接在基准电压线Rj与基准电压发生器80之间并且可切换基准电压线Rj与基准电压发生器80之间的连接。第一开关SW1可根据从时序控制器60输出的第一开关控制信号SCS1导通和关断。当第一开关SW1根据第一开关控制信号SCS1导通时,基准电压线Rj可连接至基准电压发生器80,因而由基准电压发生器80产生的基准低压可提供至基准电压线Rj。

第二开关SW2可连接在基准电压线Rj与ADC 140之间,并且可切换基准电压线Rj与ADC 140之间的连接。第二开关SW2可根据从时序控制器60输出的第二开关控制信号SCS2导通和关断。当第二开关SW2根据第二开关控制信号SCS2导通时,基准电压线Rj可连接至ADC140,因而可通过每条基准电压线Rj感测每个像素P的驱动晶体管的阈值电压。

图4是示出在第一感测模式中提供至像素P的扫描信号SCANk、感测信号SENSk、第一开关控制信号SCS1、第二开关控制信号SCS2、栅极电压Vg和源极电压Vs的波形图。

在第一感测模式中,一个帧周期可包括第一时段t1和第二时段t2。第一时段t1可以是将驱动晶体管DT的源极电极初始化为基准电压VREF花费的时间。第二时段t2可以是向驱动晶体管DT的栅极电极施加感测数据电压SVdata并且感测驱动晶体管DT的源极电压所花费的时间。

第k条扫描线Sk的第k个扫描信号SCANk可在第二时段t2期间作为栅极导通电压Von提供。尽管描述了第k条扫描线Sk的第k个扫描信号SCANk在第一时段t1期间作为栅极截止电压Voff提供的示例,但第k个扫描信号SCANk也可作为栅极导通电压Von提供。第k条感测信号线SEk的第k个感测信号SENSk可在第一时段t1和第二时段t2期间作为栅极导通电压Von提供。像素P的第一开关晶体管ST1和第二开关晶体管ST2可根据栅极导通电压Vcon导通并且可根据栅极截止电压Voff截止。

第一开关控制信号SCS1可在第一时段t1期间作为第一逻辑电平电压V1提供并且可在第二时段t2期间作为第二逻辑电平电压V2提供。第二开关控制信号SCS2可在第一时段t1期间作为第二逻辑电平电压V2提供并且可在第二时段t2期间作为第一逻辑电平电压V1提供。第一开关SW1和第二开关SW2的每一个可根据第一逻辑电平电压导通并且可根据第二逻辑电平电压关断。

图5是图3的电路图,其图解了在图4的第一时段中的驱动状态。

第一开关晶体管ST1可在第一时段t1期间根据提供至第k条扫描线Sk的栅极截止电压Voff的第k个扫描信号SCANk截止。第二开关晶体管ST2可根据提供至第k条感测信号线SEk的栅极导通电压Von的第k个感测信号SENSk导通。第一开关SW1可在第一时段t1期间根据第一逻辑电平电压V1的第一开关控制信号SCS1导通。第二开关SW2可根据第二逻辑电平电压V2的第二开关控制信号SCS2关断。

因为第一开关SW1在第一时段t1期间导通,所以基准电压VREF可从基准电压发生器80提供至第j条基准电压线Rj。因为第二开关晶体管ST2在第一时段t1期间导通,所以第j条基准电压线Rj的基准电压VREF可提供至驱动晶体管DT的源极电极。就是说,驱动晶体管DT的源极电极可被初始化至基准电压VREF。

图6是图3的电路图,其图解了在图4的第二时段中的驱动状态。

在第二时段t2期间,第一开关晶体管ST1可根据提供至第k条扫描线Sk的栅极导通电压Von的第k个扫描信号SCANk导通。第二开关晶体管ST2可根据提供至第k条感测信号线SEk的栅极导通电压Von的第k个感测信号SENSk导通。在第二时段t2期间,第一开关SW1可根据第二逻辑电平电压V2的第一开关控制信号SCS1关断。第二开关SW2可根据第一逻辑电平电压V1的第二开关控制信号SCS2导通。

因为第一开关SW1在第二时段t2期间关断,所以基准电压VREF可不提供至第j条基准电压线Rj。因为第二开关SW2在第二时段t2期间导通,所以第j条基准电压线Rj可连接至ADC 140。因为第一开关晶体管ST1在第二时段t2期间导通,所以感测数据电压SVdata可提供至驱动晶体管DT的栅极电极。因为第二开关晶体管ST2在第二时段t2期间导通,所以驱动晶体管DT的源极电极可通过第j条基准电压线Rj可连接至ADC 140。

因为在第二时段t2期间驱动晶体管DT的栅极电极与源极电极之间的电压差Vgs(Vgs=SVdata-VREF)大于驱动晶体管DT的阈值电压Vth,所以驱动晶体管DT可允许电流流动。

驱动晶体管DT的源极电压可升高至“VREF+α”。α可根据驱动晶体管DT的阈值电压和驱动晶体管DT的电子迁移率而变化。因而,可在第二时段t2期间在驱动晶体管DT的源极电极中感测通过反映驱动晶体管DT的阈值电压或驱动晶体管DT的电子迁移率而获得的电压。

图7是示出每个有机发光二极管根据时间的亮度变化的曲线图,用于解释根据本发明的有机发光显示装置中的第二感测模式。

在图7中,举例说明第一有机发光二极管OLED1和第二有机发光二极管OLED2。

如在有机发光二极管以标准劣化率(即,在标准OLED劣化模型中预测的劣化率)劣化的情况下,第一有机发光二极管OLED1的亮度随时间降低。

第二有机发光二极管OLED2的亮度以比标准劣化率(即,在标准OLED劣化模型中预测的劣化率)更高的速度随时间降低。

第二有机发光二极管OLED2可以是这样的有机发光二极管OLED,其设置在由于其设计或内部有机发光层的缺陷而容易劣化的区域、或者与显示面板10上的其他区域相比以高亮度使用的区域、或者在相对较长时间中保持开启状态并且快速劣化的区域中。在流逝了第一驱动时间T1之后,与初始亮度LV_INI相比,第二有机发光二极管OLED2因其劣化而导致的亮度减小量ΔL'可大于第一有机发光二极管OLED1因其劣化而导致的亮度减小量ΔL。

通常,由于有机发光二极管OLED的工艺偏差,有机发光二极管的劣化率对于每个显示面板10来说可能是不同的,并且对于单个显示面板10中的每个区域来说也可能是不同的。因而,当通过使用由一个标准劣化率表示的劣化率模型估测多个显示面板10或单个显示面板10中的多个区域的劣化程度来执行劣化补偿时,在劣化模型中估测的劣化量会与显示面板10的实际劣化程度不同。当劣化程度存在差别时,会出现劣化补偿误差并且在补偿劣化之后也会发生图像残留。

因此,下面将描述通过在第二感测模式中根据从累积数据产生的N条感测图像数据SDATA向数据驱动器20提供数据电压以显示感测图像、并且通过按每个面板或按面板中的每个区域将LED的劣化水平感测为电学物理量(ELVDD电流/电压),来估测有机发光二极管OLED的劣化程度的方法。

图8是示出根据本发明的用于获得有机发光二极管OLED的劣化程度的时序控制器60的详细构造的示图。图9是解释根据本发明的选择感测图像的方法的图表。图10是解释根据本发明的产生感测图像数据的方法的示图。

如图8中所示,时序控制器60可包括:累积计算器71,累积计算器71接收来自主机系统的源图像数据并且对于每个像素累积地计算源图像数据;排列单元72,排列单元72按照每个像素的累积图像数据的大小的顺序排列由累积计算器71计算的累积图像数据;产生单元73,产生单元73使用自基于排列单元72的排列顺序具有最大尺寸的累积图像数据起的预定量n的(n是自然数)的像素作为一个块,产生N(N是自然数)个感测图像(或感测图像数据);存储单元74,存储单元74存储由产生单元73产生的N个感测图像数据;和输出单元75,输出单元75将存储在存储单元74中的N个感测图像SDATA顺序地输出至数据驱动器20。

在此,下面将更详细地描述排列单元72和产生单元73的操作。

就是说,如图9中所示,排列单元72可基于累积图像数据的大小按照从最大到最小的顺序排列每个像素的累积图像数据。产生单元73可选择基于累积图像数据的大小从第一至第n的累积图像数据作为第一感测图像。产生单元73可选择基于累积图像数据的大小从第(n+1)至第2n的累积图像数据作为第二感测图像。以相同的方式,产生单元73可选择基于累积图像数据的大小从第((N-1)n+1)至第Nn的累积图像数据作为第N感测图像。

如图10中所示,在每个选定的感测图像中,可通过将高灰度G255值设为选定像素中的数据值并且将黑色G0值设为未选定像素中的数据值来产生N个感测图像数据。

图11是根据本发明的发光显示装置的劣化感测单元的电路图。图12是示出根据本发明的发光显示装置中的显示模式和第二感测模式,施加至劣化感测单元的第一控制信号EL1和第二控制信号EL2、驱动晶体管的驱动区域、以及显示面板的高电位电源电压线的驱动状态的图表。

劣化感测单元65可通过在显示面板上显示感测图像的状态下按每个面板或按面板中的每个区域感测电学物理量(ELVDD电流/电压)并将其转换为数字信号来估测(感测)劣化程度。

因此,如图11中所示,劣化感测单元65可包括:第一开关装置SW1,第一开关装置SW1在显示模式中根据第一控制信号EL1向显示面板10的高电位电源电压线提供高电位电源电压ELVDD;电压/电流转换器62,电压/电流转换器62将高电位电源电压ELVDD转换为电流i_ELVDD;第二开关装置SW2,第二开关装置SW2在第二感测模式中根据第二控制信号EL2向显示面板10的高电位电源电压线提供高电位电流i_ELVDD;和模数转换器(ADC)61,模数转换器61在第二感测模式中将显示面板10的高电位电源电压线的电压转换为数字信号并将其提供至时序控制器60。在图11中,第一有机发光二极管至第k有机发光二极管OLED1至OLEDk的阳极分别连接至第一驱动晶体管至第k驱动晶体管DT1至DTk。作为一个实例,本发明可在显示面板上依次地显示N个感测图像,并且可通过在显示每个感测图像的状态下按每个面板或面板中的每个区域感测电学物理量来估测N个有机发光二极管的劣化量。

如图12中所示,在显示模式中,根据第一控制信号EL1控制的第一开关装置SW1可导通,根据第二控制信号EL2控制的第二开关装置SW2可关断。

在感测模式中,根据第一控制信号EL1控制的第一开关装置SW1可关断,根据第二控制信号EL2控制的第二开关装置SW2可导通。

在显示模式中,每个像素P的驱动晶体管DT可根据通过第一开关装置SW1施加至显示面板10的高电位电源电压线的高电位电源电压ELVDD而在饱和区域中进行驱动。

在感测模式中,通过第二开关装置SW2提供至显示面板10的高电位电源电压线的电流i_ELVDD足够小,因而显示面板10的每个像素P的驱动晶体管DT可在线性区域中进行驱动。

关于面板ELVDD输入端的驱动,在显示模式中,显示面板可根据高电位电源电压ELVDD进行电压驱动;在感测模式中,显示面板可根据电流i_ELVDD进行电流驱动。

在感测模式中,显示面板10显示感测图像,因而仅被选择用来产生感测图像的选定像素(驱动晶体管)可开启,其余未选定像素可关闭。

在下面将更详细地描述如上所述的产生N个感测图像数据并且感测OLED的劣化量的方法(感测模式)。

时序控制器60的累积计算器71可接收来自主机系统的源图像数据并且可对于每个像素累积地计算源图像数据。

根据另一实施方式,代替来自主机系统的源图像数据,累积计算器71可接收由外部补偿电路70基于驱动晶体管的阈值电压或驱动晶体管的电子迁移率补偿源图像而获得的补偿图像数据,并且可对于每个像素累积地计算补偿图像数据。

排列单元72可比较由累积计算器71计算的累积补偿图像数据并且可按照累积补偿图像数据的大小的顺序排列像素。就是说,如参照图9所述的,可基于累积图像数据的大小从最大到最小排列像素。

产生单元73可在由排列单元72排列的像素之中选择基于累积图像数据的大小从第一至第n的像素并且可产生第一感测图像。产生单元73可在由排列单元72排列的像素之中选择基于累积图像数据的大小从第(n+1)至第2n的像素并且可产生第二感测图像。以相同的方式,产生单元73可在由排列单元72排列的像素之中基于累积图像数据的大小选择从第((N-1)n+1)至第Nn的像素并且可产生第N感测图像。

如图10中所示,在每个产生的感测图像中,可通过将高灰度G255值设为选定像素中的数据值并且将黑色G0值设为未选定像素中的数据值来产生N个感测图像数据。

产生的N个感测图像数据可存储在存储单元74中。

时序控制器60可在用于感测有机发光二极管OLED的劣化的第二感测模式中控制输出单元75。

输出单元75可读取存储在存储单元74中的N个感测图像数据中的至少一个并可将其提供至数据驱动器20。

数据驱动器20可将从输出单元75输出的感测图像数据显示在显示面板10上。

就是说,时序控制器60可根据第一控制信号EL1导通劣化感测单元65的第一开关装置SW1,以向显示面板10的高电位电源电压线提供高电位电源电压ELVDD,并且时序控制器60可控制数据驱动器20,以将感测图像数据提供至显示面板10的数据线并且显示相应感测图像。

不用说,如图1中所示,当显示感测图像时,栅极驱动器40的扫描信号输出单元41和感测信号输出单元42可根据时序控制器60的控制向扫描线S1至Sn提供扫描信号并且可向感测信号线SE1至SEn提供感测信号。

如上所述,可在显示面板10上显示感测图像,时序控制器60可根据第一控制信号EL1关断劣化感测单元65的第一开关装置SW1并且可根据第二控制信号EL2导通劣化感测单元65的第二开关装置SW2。

因而,因为电流i_ELVDD通过第二开关装置SW2提供至显示面板10的高电位电源电压线并且足够小,所以显示面板10的每个像素P的驱动晶体管DT可在线性驱动中进行驱动。

在这种情况下,ADC 61可将显示面板10的高电位电源电压线的电压转换为数字信号并且可将转换后的数字信号作为OLED的劣化量提供至时序控制器60。

在这个过程中,输出单元75可将存储在存储单元74中的N个感测图像数据依次地提供至数据驱动器20并且可在显示每个感测图像的同时感测对于每个感测图像的OLED的劣化量。

在如上所述的根据本发明的发光显示装置及感测其劣化的方法中,感测图像之间的感测值分布可增加并且感测图像之间的感测值差异较高,因而与比较例相比可减少劣化感测误差。

图13是使用根据比较例的劣化感测方法的劣化感测值的分布(出现频率)的示图。图14是使用根据本发明的劣化感测方法的劣化感测值的分布(出现频率)的示图。

如图13和图14中所示,根据比较例和本发明的劣化感测方法中的所有感测值可对应于与感测图像中包括的像素对应的OLED中的平均劣化水平。然而,在与感测图像中包括的像素对应的OLED的劣化一致性方面,根据比较例和本发明的劣化感测方法不同。

当使用根据比较例的劣化感测方法对感测图像的劣化进行感测时,在每个感测图像中高度劣化的像素和较少劣化的像素共存,感测的值对应于这些像素的劣化水平的平均值,无法在感测图像之间区分。就是说,如图13中所示,感测图像之间的感测值分布范围不大。

相比之下,因为使用根据本发明的劣化感测方法的每个感测图像是通过仅选择与整个面板的劣化水平分布中的恒定劣化水平对应的像素而形成的图像,所以可在累积数据的值中从最大开始依次对感测图像的较大感测值进行感测,感测图像之间的感测值分布可增大,并且感测图像之间的感测值差异可较高,因此与根据比较例的劣化感测方法相比,使用这些值的劣化补偿算法可减少误差。

具有前述特征的根据本发明实施方式的发光显示装置及感测其劣化的方法可具有以下效果。

根据本发明,因为每个感测图像是通过仅选择与整个面板的劣化水平分布中的恒定劣化水平对应的像素而形成的图像,所以可在累积数据的值中从最大开始依次对感测图像的较大感测值进行感测,感测图像之间的感测值分布可增大,并且感测图像之间的感测值差异可较高,因此使用这些值的劣化补偿算法可减少误差。

对于所属领域技术人员来说将显而易见的是,在不背离本发明的精神或范围的情况下可在本发明中进行各种修改和变化。因此,本发明旨在涵盖落入所附权利要求书范围及其等同范围内的对本发明的修改和变化。

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