显示装置及其驱动方法

文档序号:1958008 发布日期:2021-12-10 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 显示装置及其驱动方法 (Display device and driving method thereof ) 是由 黄英秀 吉村英雄 于 2020-06-12 设计创作,主要内容包括:一种显示装置包括:像素,连接到扫描线、控制线、数据线和感测线;扫描驱动单元,将扫描信号供应到扫描线,并且将控制信号供应到控制线;数据驱动单元,将图像数据信号和感测数据信号中的一者供应到数据线;感测单元,在感测时段期间基于通过感测线供应的感测电流来感测特性;以及电源单元,将第一电力的电压供应到像素。感测时段包括:第一感测时段,在第一感测时段期间,基于与第一灰度对应的第一感测数据信号提取第一感测电流;以及第二感测时段,在第二感测时段期间,基于与第二灰度对应的第二感测数据信号提取第二感测电流,其中,在第一感测时段期间供应的第一电力的电压与在第二感测时段期间供应的第一电力的电压不同。(A display device includes: pixels connected to the scan lines, the control lines, the data lines, and the sensing lines; a scan driving unit supplying a scan signal to the scan lines and a control signal to the control lines; a data driving unit supplying one of an image data signal and a sensing data signal to the data lines; a sensing unit sensing a characteristic based on a sensing current supplied through a sensing line during a sensing period; and a power supply unit supplying a voltage of the first power to the pixel. The sensing period includes: a first sensing period during which a first sensing current is extracted based on a first sensing data signal corresponding to a first gray scale; and a second sensing period during which a second sensing current is extracted based on a second sensing data signal corresponding to a second gray scale, wherein a voltage of the first power supplied during the first sensing period is different from a voltage of the first power supplied during the second sensing period.)

显示装置及其驱动方法

技术领域

本公开的各种实施例总体上涉及一种显示装置和驱动该显示装置的方法,并且更具体地涉及一种应用外部补偿方案的显示装置和驱动该显示装置的方法。

背景技术

一种自发射显示装置使用连接到多条扫描线和数据线的像素来显示图像。为此,每个像素具有发光元件和驱动晶体管。

驱动晶体管响应于从对应的数据线供应的数据信号来控制供应到发光元件的电流量。发光元件根据从驱动晶体管供应的电流量产生具有预定亮度的光。

为了使显示装置显示具有均匀图像质量的图像,包括在各个像素中的驱动晶体管应当根据数据信号将基本上相同的电流供应到发光元件。然而,包括在各个像素中的驱动晶体管具有其中可能存在偏差的其固有特性值。

在示例中,驱动晶体管的阈值电压和迁移率可能在各个像素中不同地设定,或者可能由于其使用引起的劣化而改变,因此可能发生图像之间的亮度差异。

发明内容

技术问题

本公开的目的是提供一种显示装置,该显示装置在感测时段期间取决于数据信号的灰度来改变将供应到像素的第一电力的电压。

本公开的另一目的是提供一种驱动显示装置的方法。

然而,本公开的目的不限于前述目的,并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以以各种形式扩展。

技术方案

为了实现本公开的目的,根据本公开的实施例的显示装置可以被驱动为使得显示装置的时段被划分为显示时段和感测时段,在显示时段期间显示图像,在感测时段期间感测包括在每个像素中的驱动晶体管的特性。显示装置可以包括:像素,连接到扫描线、控制线、数据线和感测线;扫描驱动器,被配置为将扫描信号供应到扫描线,并且将控制信号供应到控制线;数据驱动器,被配置为将图像数据信号和感测数据信号中的一者供应到数据线;感测电路,被配置为在感测时段期间基于通过感测线供应的感测电流来感测特性;以及电源,被配置为将第一电力的电压供应到像素。感测时段可以包括第一感测时段和第二感测时段,在第一感测时段期间,基于与第一灰度对应的第一感测数据信号提取第一感测电流,在第二感测时段期间,基于与第二灰度对应的第二感测数据信号提取第二感测电流,并且在第一感测时段期间供应的第一电力的电压可以与在第二感测时段期间供应的第一电力的电压不同。

根据实施例,第一感测时段和第二感测时段可以依次进行。

根据实施例,电源可以被配置为在第一感测时段期间输出具有根据第一灰度的第一感测电压的第一电力。

根据实施例,电源可以被配置为在第二感测时段期间输出具有根据第二灰度的第二感测电压的第一电力,第二感测电压与第一电力的电压不同。

根据实施例,电源可以被配置为在显示时段期间输出具有用于图像显示的显示电压的第一电力。

根据实施例,显示电压可以等于第一感测电压和第二感测电压中的一者。

根据实施例,第一感测电压与第二感测电压之间的差可以是通过反映取决于第一灰度与第二灰度之间的差异的驱动晶体管的沟道长度调制效应之间的差异而获得的结果。

根据实施例,第一感测电压与第二感测电压之间的差可以与驱动晶体管的取决于第一感测数据信号的栅极-源极电压和驱动晶体管的取决于第二感测数据信号的栅极-源极电压之间的差成比例。

根据实施例,数据驱动器可以被配置为在第一感测时段期间将第一感测数据信号供应到像素,并且在第二感测时段期间将第二感测数据信号供应到像素。

根据实施例,感测电路可以被配置为基于第一感测时段和第二感测时段同时计算驱动晶体管的迁移率特性和阈值电压特性。

根据实施例,感测电路可以包括:模数转换器,被配置为将第一感测电流和第二感测电流转换为均具有数字格式的第一感测数据和第二感测数据;以及补偿器,被配置为通过对第一感测数据和第二感测数据执行运算来计算驱动晶体管的迁移率特性和阈值电压特性,并且被配置为基于迁移率特性和阈值电压特性来确定用于图像数据的补偿值。

根据实施例,感测电路还可以包括:存储器,被配置为存储第一感测数据和第二感测数据中的至少一者。

根据实施例,在像素之中,位于第i水平线(其中,i是自然数)上的像素可以包括:发光元件;第一晶体管,被配置为根据第一节点的电压来控制从第一电力流入第二节点的电流,第一晶体管与驱动晶体管对应;第二晶体管,连接在第一节点与数据线中的一条之间,第二晶体管包括连接到第i扫描线的栅电极;第三晶体管,连接在第二节点与第j感测线之间,第三晶体管包括连接到第i控制线的栅电极;以及存储电容器,连接在第一节点与第二节点之间。

根据实施例,在第一感测时段和第二感测时段中的每者期间供应的控制信号可以具有比在显示时段期间供应的控制信号的长度大的长度。

根据实施例,在第一感测时段和第二感测时段中的每者期间,供应到第i控制线的控制信号的一部分可以与供应到第i扫描线的扫描信号重叠,供应控制信号的时间比供应扫描信号的时间长。

根据实施例,当第二晶体管和第三晶体管导通时,参考电压可以通过第j感测线供应到第二节点,并且当在第三晶体管的导通状态下第二晶体管截止时,第一感测电流和第二感测电流中的一者可以通过第j感测线供应到感测电路。

为了实现本公开的目的,根据本公开的实施例的驱动显示装置的方法可以包括:在第一感测时段期间将与第一灰度对应的第一感测数据信号、具有第一感测电压的第一电力以及参考电压供应到像素;在第一感测时段期间从像素感测基于第一感测电压产生的第一感测电流;在第二感测时段期间将与第二灰度对应的第二感测数据信号、具有第二感测电压的第一电力以及参考电压供应到像素;在第二感测时段期间从像素感测基于第二感测电压产生的第二感测电流;以及使用第一感测电流和第二感测电流计算像素的驱动晶体管的特性。第一感测数据信号和第二感测数据信号可以彼此不同,并且第一感测电压和第二感测电压可以彼此不同。

根据实施例,可以基于第一感测时段和第二感测时段同时计算驱动晶体管的迁移率特性和阈值电压特性。

根据实施例,第一感测数据信号可以比第二感测数据信号大,并且第一感测电压可以比第二感测电压大。

根据实施例,所述方法还可以包括基于驱动晶体管的被计算出的特性来补偿输入图像数据。

有益效果

根据本公开的实施例的显示装置和驱动显示装置的方法可以在外部补偿驱动期间基于用于电流感测的灰度值来改变供应到驱动晶体管的漏电极的第一电力的电压电平。因此,驱动晶体管的沟道长度调制效应反映在图像数据补偿中,使得可以极大地减小补偿误差,并且可以改善图像质量。

然而,本公开的优点不限于前述优点,并且可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下以各种形式扩展。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的显示装置的框图。

图2是示出图1的显示装置中包括的像素和感测电路的示例的图。

图3是示出图1的显示装置的操作的示例的时序图。

图4是示出图1的显示装置在感测时段期间的操作的示例的时序图。

图5是用于解释包括在图2的像素中的第一晶体管中发生的沟道长度调制效应的图。

图6是用于解释其中通过反映沟道长度调制效应来调整第一电力的电压的示例的图。

图7是示出图1的显示装置的感测电路中包括的补偿器的示例的框图。

图8a是示意性地示出基于常规的2点电流感测的外部补偿的误差率的曲线图,并且图8b是示意性地示出根据本公开的实施例的外部补偿方案的误差率的曲线图。

图9是示出根据本公开的实施例的驱动显示装置的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中,将参照附图详细地描述本公开的实施例。贯穿附图,相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件,并且将省略其重复描述。

图1是示出根据本公开的实施例的显示装置的框图。

参照图1,显示装置1000可以包括像素部100、扫描驱动器200、数据驱动器300、感测电路400、电源500和时序控制器600。

显示装置1000可以是平板显示装置、柔性显示装置、弯曲显示装置、可折叠显示装置或可弯曲显示装置。此外,显示装置可以应用于透明显示装置、头戴式显示装置、可穿戴显示装置等。此外,显示装置1000可以应用于各种电子装置,诸如智能电话、平板电脑、智能平板电脑、电视(TV)和监视器。

另外,显示装置1000可以实现为有机发光显示装置、液晶显示装置等。然而,该构造仅是示例,显示装置1000的构造不限于此。例如,显示装置1000可以是包括无机发光元件的自发射显示装置。

在实施例中,显示装置1000可以被驱动,而显示装置1000的时段被划分为显示时段和感测时段,在显示时段期间显示图像,在感测时段期间感测各个像素PX中包括的驱动晶体管的特性。

像素部100可以包括被设置为结合到数据线DL1至DLm(其中,m是自然数)、扫描线SL1至SLn(其中,n是自然数)、控制线CL1至CLn和感测线SSL1至SSLm的像素PX。第一电力VDD和第二电力VSS的电压可以从外部供应到像素PX。

另外,尽管在图1中示出了n条扫描线SL1至SLn,但是本公开不限于此。例如,根据每个像素PX的电路结构,可以在像素部100中另外形成一条或更多条控制线、扫描线、发射控制线、感测线等。

在实施例中,包括在每个像素PX中的晶体管可以是N型氧化物薄膜晶体管(TFT)。例如,这种氧化物TFT可以是低温多晶氧化物(LTPO)TFT。然而,这仅是示例,N型晶体管不限于此。例如,每个晶体管中包括的有源图案(半导体层)可以包括无机半导体(例如,非晶硅或多晶硅)、有机半导体等。此外,显示装置1000中包括的晶体管中的至少一个可以用P型晶体管代替。

时序控制器600可以响应于外部供应的同步信号而产生数据驱动控制信号DCS、扫描驱动控制信号SCS和电力驱动控制信号PCS。由时序控制器600产生的数据驱动控制信号DCS可以供应到数据驱动器300,扫描驱动控制信号SCS可以供应到扫描驱动器200,并且电力驱动控制信号PCS可以供应到电源500。

此外,时序控制器600可以基于外部供应的输入图像数据IDATA将补偿图像数据CDATA供应到数据驱动器300。

数据驱动控制信号DCS可以包括源起始信号和时钟信号。源起始信号可以控制数据的采样开始的时间点。时钟信号可以用于控制采样操作。

扫描驱动控制信号SCS可以包括扫描起始信号、控制起始信号和时钟信号。扫描起始信号可以控制扫描信号的时序。控制起始信号可以控制控制信号的时序。时钟信号可以用于使扫描起始信号和/或控制起始信号偏移。

电力驱动控制信号PCS可以控制第一电力VDD和第二电力VSS的电压的供应以及电压的电平。

时序控制器600还可以控制感测电路400的操作。例如,时序控制器600可以控制参考电压通过感测线SSL1至SSLm供应到像素PX的时序和/或通过感测线SSL1至SSLm感测像素PX中产生的电流的时序。

扫描驱动器200可以从时序控制器600接收扫描驱动控制信号SCS。已经接收到扫描驱动控制信号SCS的扫描驱动器200可以将扫描信号供应到扫描线SL1至SLn,并且可以将控制信号供应到控制线CL1至CLn。

例如,扫描驱动器200可以将扫描信号顺序地供应到扫描线SL1至SLn。当扫描信号顺序地供应到扫描线SL1至扫描线SLn时,像素PX可以以水平线为基础被选择。为此,可以将每个扫描信号设定为栅极导通电压(例如,逻辑高电平),使得包括在对应的像素PX中的晶体管导通。

类似地,扫描驱动器200可以顺序地将控制信号供应到控制线CL1至CLn。控制信号可以用于感测(或提取)流过像素的驱动电流(即,流过驱动晶体管的电流)。供应扫描信号和控制信号的时序和波形可以取决于显示时段和感测时段不同地设定。

另外,尽管在图1中,单个扫描驱动器200被示出为输出扫描信号和控制信号两者,但是本公开不限于此。例如,扫描驱动器200可以包括将扫描信号供应到像素部100的第一扫描驱动器和将控制信号供应到像素部100的第二扫描驱动器。

数据驱动器300可以从时序控制器600接收数据驱动控制信号DCS。数据驱动器300可以在感测时段期间将用于检测像素特性的数据信号(例如,感测数据信号)供应到像素部100。数据驱动器300可以在显示时段期间基于补偿图像数据CDATA将用于显示图像的数据信号供应到像素部100。

感测电路400可以基于从感测线SSL1至SSLm提供的感测值(即,感测电流)来产生用于补偿像素PX的特性值的补偿值。例如,感测电路400可以检测并补偿每个像素PX中包括的驱动晶体管的阈值电压的变化、驱动晶体管的迁移率的变化以及发光元件的特性的变化。

在实施例中,感测电路400可以在第一感测时段期间检测与第一灰度对应的第一感测电流IS1,并且可以在第二感测时段期间检测与第二灰度对应的第二感测电流IS2。这里,第一灰度可以是用于电流感测的第一测试灰度,并且第二灰度可以是与第一灰度不同的第二测试灰度。

感测电路400可以使用对第一感测电流IS1和第二感测电流IS2的运算来同时计算每个像素PX的阈值电压特性和迁移率特性,并且可以基于计算出的特性来补偿对应的像素PX的图像数据。根据本公开的实施例的使用与两个灰度对应的感测电流对像素PX执行外部补偿的补偿方案可以被定义为2点电流感测方案。

在实施例中,感测电路400可以通过感测线SSL1至SSLm将预定参考电压供应到像素PX,并且在感测时段期间接收从像素PX提取的电流或电压。所提取的电流或电压可以与感测值对应,并且感测电路400可以基于感测值来检测驱动晶体管的特性的变化。感测电路400可以基于检测到的特性变化来计算用于补偿输入图像数据IDATA的补偿值。可以将补偿值提供到时序控制器600或数据驱动器300。

在显示时段期间,感测电路400可以通过感测线SSL1至SSLm将用于显示图像的预定参考电压供应到像素部100。

尽管在图1中,感测电路400被示出为与时序控制器600分离的组件,但是感测电路400的组件中的至少一些可以包括在时序控制器600中。例如,感测电路400和时序控制器600可以形成在单个驱动器集成电路(IC)中。此外,数据驱动器300也可以包括在时序控制器600中。因此,感测电路400、数据驱动器300和时序控制器600中的至少一些可以形成在单个驱动器IC中。

电源500可以响应于电力驱动控制信号PCS将第一电力VDD的电压和第二电力VSS的电压供应到像素部100。在实施例中,第一电力VDD可以用于确定驱动晶体管的漏极电压,并且第二电力VSS可以用于确定发光元件的阴极电压。

在实施例中,电源500可以改变在感测时段期间供应到像素PX的第一电力VDD的电压。例如,电源500可以改变第一电力VDD的电压,使得驱动晶体管的沟道长度调制效应反映在感测驱动晶体管的特性的操作和用于驱动晶体管的补偿操作中。

下面,将详细地描述其中反映沟道长度调制效应的补偿方案。

图2是示出图1的显示装置中包括的像素和感测电路的示例的图。

在图2中,为了便于描述,示出了位于第i水平线上并连接到第j数据线DLj的像素。

参照图2,像素PXij可以包括发光元件LD、第一晶体管T1(即,驱动晶体管)、第二晶体管T2、第三晶体管T3和存储电容器Cst。

发光元件LD的第一电极(阳极电极或阴极电极)连接到第二节点N2,发光元件LD的第二电极(阴极电极或阳极电极)连接到第二电力VSS的源。发光元件LD可以根据从第一晶体管T1供应的电流量产生具有预定亮度的光。

第一晶体管T1的第一电极可以连接到第一电力VDD的源,并且其第二电极可以连接到发光元件LD的第一电极。第一晶体管T1的栅电极可以连接到第一节点N1。第一晶体管T1根据第一节点N1的电压控制流入发光元件LD的电流量。

第二晶体管T2的第一电极可以连接到数据线DLj,并且其第二电极可以连接到第一节点N1。第二晶体管T2的栅电极可以连接到扫描线SLi。当通过扫描线SLi供应扫描信号时,第二晶体管T2可以导通,然后可以将数据信号从数据线DLj传输到第一节点N1。

第三晶体管T3可以连接在感测线SSLj与第一晶体管T1的第二电极(即,第二节点N2)之间。第三晶体管T3的栅电极可以连接到控制线CLi。当通过控制线CLi供应控制信号时,第三晶体管T3可以导通,然后可以将感测线SSLj和第二节点N2(即,第一晶体管T1的第二电极)彼此电结合。

在实施例中,当第三晶体管T3导通时,参考电压可以供应到第二节点N2。在另一实施例中,当第三晶体管T3导通时,在第一晶体管T1中产生的电流可以供应到感测电路400。

存储电容器Cst可以连接在第一节点N1与第二节点N2之间。存储电容器Cst可以存储与第一节点N1和第二节点N2之间的电压差对应的电压。

另外,在本公开的实施例中,像素PXij的电路结构不受图2限制。例如,发光元件LD可以置于第一电力VDD的源与第一晶体管T1的第一电极之间。

此外,寄生电容器Cpara可以形成在第一晶体管T1的栅电极(即,第一节点N1)与漏电极之间。

在实施例中,连接到感测线SSLi的感测电路400可以包括第一开关SW1、第二开关SW2、模数转换器(ADC)420、补偿器440和存储器460。

第一开关SW1和第二开关SW2可以交替地接通。当第一开关SW1接通时,参考电压Vref可以供应到第二节点。因此,第二节点N2的电压(即,第一晶体管T1的源极电压)可以被初始化为参考电压Vref。

当第二开关SW2接通时,像素PXij的感测电流可以流入感测电路400。

模数转换器(ADC)420可以从感测线SSLi的感测电流感测电压,将感测电压的值转换为数字值,并且输出数字值作为感测数据。在实施例中,输出的感测数据可以存储在存储器460中。例如,第一感测时段中的第一感测电流IS1可以转换为第一感测数据,并且第二感测时段中的第二感测电流IS2可以转换为第二感测数据。

补偿器440可以对第一感测数据和第二感测数据执行运算,然后可以同时计算第一晶体管T1的迁移率特性和阈值电压特性。补偿器440可以基于迁移率特性和阈值电压特性来确定用于输入图像数据IDATA的补偿值COMV。

存储器460可以存储第一感测数据和第二感测数据中的至少一者。在实施例中,存储器460还可以包括图像数据补偿所需的查找表等。

另外,尽管在图2中,晶体管T1至T3示出为NMOS晶体管,但是本公开不限于此。例如,晶体管T1至T3中的至少一个可以实现为PMOS晶体管。

图3是示出图1的显示装置的操作的示例的时序图。

参照图1至图3,显示装置1000可以被驱动为使得显示装置1000的时段被划分为显示时段DP和感测时段SP,在显示时段DP期间显示图像,在感测时段SP期间感测每个像素PX中包括的第一晶体管T1的特性。

在实施例中,在感测时段SP期间,可以基于感测到的特性信息来补偿图像数据。

在显示时段DP期间,第一开关SW1可以接通,并且第二开关SW2可以设定为关断状态。因此,可以将作为恒定电压的参考电压Vref供应到感测线SSL1至SSLm。

在显示时段DP期间,扫描驱动器200可以顺序地将扫描信号供应到扫描线SL1至SLn。此外,在显示时段DP期间,扫描驱动器200可以顺序地将控制信号供应到控制线CL1至CLn。

对于第i水平线,可以基本上同时供应扫描信号和控制信号。因此,第二晶体管T2和第三晶体管T3可以同时导通或截止。

当第二晶体管T2导通时,与图像数据对应的数据信号DS可以供应到第一节点N1。当第三晶体管T3导通时,参考电压Vref可以供应到第二节点N2。因此,存储电容器Cst可以存储与数据信号DS和参考电压Vref之间的电压差对应的电压。

这里,由于参考电压Vref设定为恒定电压,所以存储在存储电容器Cst中的电压可以由数据信号DS稳定地确定。

当停止将扫描信号和控制信号供应到第i扫描线SLi和第i控制线CLi时,第二晶体管T2和第三晶体管T3可以截止。

此后,第一晶体管T1可以根据存储在存储电容器Cst中的电压来控制供应到发光元件LD的电流(驱动电流)量。因此,发光元件LD可以发射具有与第一晶体管T1的驱动电流对应的亮度的光。

在实施例中,在显示时段DP期间,电源500可以输出具有显示电压DIS_V的第一电力VDD。在显示时段DP期间可以以恒定电压的形式输出第一电力VDD。显示电压DIS_V可以具有将被施加用于图像显示的典型电压电平。此外,显示电压DIS_V可以具有恒定的电压电平,而与图像的灰度和数据信号的大小(电压电平)无关。

在实施例中,在感测时段SP期间,扫描驱动器200可以将扫描信号顺序地供应到扫描线SL1至SLn。此外,在显示时段DP期间,扫描驱动器200可以将控制信号顺序地供应到控制线CL1至CLn。

在实施例中,在感测时段SP期间供应的控制信号的长度可以比在显示时段DP期间供应的控制信号的长度长。此外,在感测时段SP期间,供应到第i控制线CLi的控制信号的一部分可以与供应到第i扫描线SLi的扫描信号重叠。控制信号的长度可以比扫描信号的长度大。例如,供应到第i控制线CLi的控制信号开始与供应到第i扫描线SLi的扫描信号同时供应,并且可以供应比扫描信号供应的时间长的时间。

当同时供应扫描信号和控制信号时,第二晶体管T2和第三晶体管T3导通。这里,第一开关SW1处于接通状态。当第二晶体管T2导通时,用于感测的感测数据信号SGV(或数据电压)可以供应到第一节点N1。在供应感测数据信号的同时,参考电压Vref可以通过第三晶体管T3的导通操作供应到第二节点N2。因此,存储电容器Cst可以存储与感测数据信号SGV和参考电压Vref之间的电压差对应的电压。

此后,当停止供应扫描信号时,第二晶体管T2可以截止。当第二晶体管T2截止时,第一节点N1可以浮置。因此,第二节点N2的电压增大,并且通过第一晶体管T1产生感测电流。当电压增大时,感测电流流过感测线SSLj,并且感测电容器Cse可以充电。电压增大的速度可以随着第一晶体管T1的电流能力(即,其迁移率)而改变。

此外,由于寄生电容器Cpara,在存储电容器Cst与寄生电容器Cpara之间发生电压分布,并且第一晶体管T1的栅极-源极电压会被无意地改变。因此,在补偿操作期间,还可以执行对可归因于寄生电容器Cpara的电压降的补偿。

在电压已经增大预设时间之后,第二开关SW2可以接通,并且因此感测线SSLj可以连接到感测电路400的模数转换器420。因此,模数转换器420可以产生与在感测电容器Cse中充电的电压(即,与感测电流对应的电压)对应的数字码。

在实施例中,在感测时段SP期间,电源500可以输出具有感测电压SEN_V的第一电力VDD,以计算特性。

在应用2点电流感测方案的显示装置1000中,发生取决于第一晶体管T1的栅极电压的大小的沟道长度调制,因此实际感测电流的值会具有取决于灰度的不同误差率。因此,发生感测数据的误差,并且尤其在低灰度区域中会出现较大的劣化补偿误差。为了克服这种补偿误差,可以在感测时段SP期间改变第一电力VDD的电压电平,使得在补偿操作中反映沟道长度调制效应。

因此,可以极大地减小在外部补偿方案中发生的补偿误差,可以最大化补偿效率,并且可以改善图像质量。

根据实施例,可以在将显示装置1000发货之前执行感测时段SP至少一次。在这种情况下,可以在将显示装置1000发货之前存储第一晶体管T1的初始特性信息,并且可以使用特性信息补偿输入图像数据IDATA,因此像素部100可以显示具有均匀的图像质量的图像。

此外,即使在实际使用显示装置1000时,也可以以预定时段的间隔执行感测时段SP。例如,可以在显示装置1000打开和/或关闭期间的时间的一部分中布置感测时段SP。那么,即使像素PX中的每个中的第一晶体管T1的特性根据显示装置的使用而改变,也可以实时更新特性信息,然后可以将其反映在数据信号的产生中。然而,这仅是示例,感测时段SP可以插入在预定的显示时段DP之间。因此,像素部100可以连续地显示具有均匀的图像质量的图像。

图4是示出图1的显示装置在感测时段期间的操作的示例的时序图。

参照图2至图4,感测时段SP可以包括第一感测时段SP1和第二感测时段SP2。

第一感测时段SP1和第二感测时段SP2中的电流感测方案可以基本上彼此相同。

在第一感测时段SP1期间,与第一灰度对应的第一感测数据信号GV1可以供应到数据线DLj。这里,电源500可以将作为与第一灰度对应的第一感测电压V1的第一电力VDD供应到像素部100。

可以基于第一感测数据信号GV1和第一感测电压V1来产生并提取第一感测电流IS1。

在第二感测时段SP2期间,与第二灰度对应的第二感测数据信号GV2可以供应到数据线DLj。这里,电源500可以将作为与第二灰度对应的第二感测电压V2的第一电力VDD供应到像素部100。

可以基于第二感测数据信号GV2和第二感测电压V2来产生并提取第二感测电流IS2。

另外,第一灰度和第二灰度可以是实验设定的值。即,第一灰度和第二灰度可以设定为可以使迁移率特性和阈值电压特性的误差最小化的灰度值。例如,当像素PX在从0至255变化的灰度值的范围内发射时,第一灰度可以是灰度值224,并且第二灰度可以是灰度值128。然而,这些值仅是示例,第一灰度和第二灰度不限于此。

在实施例中,第一感测电压V1与第二感测电压V2之间的差dVDD可以是通过反映由第一灰度与第二灰度之间的差异引起的第一晶体管T1的沟道长度调制效应而获得的结果。例如,差dVDD可以与第一晶体管的取决于第一感测数据信号GV1的栅极-源极电压和第一晶体管T1的取决于第二感测数据信号GV2的栅极-源极电压之间的差成比例。

例如,当第一感测数据信号GV1比第二感测数据信号GV2大时,第一感测电压V1可以比第二感测电压V2大。

因此,可以消除或最小化由沟道长度调制效应引起的感测误差,并且因此可以去除劣化补偿误差。

图5是用于解释包括在图2的像素中的第一晶体管中发生的沟道长度调制效应的图,并且图6是用于解释其中考虑到沟道长度调制效应来调整第一电力的电压的示例的图。

参照图2、图4、图5和图6,当第一晶体管T1的漏极-源极电压Vds变为等于第一晶体管T1的栅极-源极电压Vgs与阈值电压Vth之间的差(即,Vds=Vgs-Vth)时,第一晶体管T1可以在饱和状态下操作。

另外,如图6中所示,通常假设驱动电流Id是恒定的,而与饱和状态下的漏极-源极电压Vds无关。

因此,可以将饱和状态下的驱动电流Id(或漏极电流)确定为取决于第一晶体管T1的栅极电压Vg的大小而不同的值。例如,当与第一灰度GR1对应的第一感测数据信号GV1供应到第一晶体管T1的栅电极时,理论上第一驱动电流I1在饱和状态下流动。当与第二灰度GR2对应的第二感测数据信号GV2供应到第一晶体管T1的栅电极时,理论上第二驱动电流I2在饱和状态下流动。

然而,实际上,第一晶体管T1的有效沟道长度L可以如同其取决于漏极电压Vd(即,漏极-源极电压Vds)调制(改变)那样而操作。即,当漏极-源极电压Vds增大时,耗尽区增大,结果是有效沟道长度L减小。当缩短有效沟道长度L时,载流子的移动距离缩短,因此驱动电流Id增大。这被称为沟道长度调制效应。

这种沟道长度调制效应影响驱动电流Id,如下面的[等式1]中所示。

[等式1]

Id=1/2β(Vgs-Vth)2(1+λVds)

这里,Id表示驱动电流,β表示包括迁移率特性的变量,Vgs表示栅极-源极电压,Vth表示阈值电压,λVds表示有效沟道长度变化Lx与有效沟道长度L的比(即,Lx/L)。

因此,当将第一电力VDD的电压供应为作为足够高的电压的显示电压DIS_V时,如图6中所示,第一驱动电流I1和第二驱动电流I2可以从理论值增大。

此外,由于饱和的漏极-源极电压Vds取决于栅极电压Vg的大小而改变,所以取决于栅极电压Vg的有效沟道长度变化Lx对于相同的漏极-源极电压Vds改变。因此,当供应第一电力VDD的显示电压DIS_V作为漏极电压Vd时,第一驱动电流I1对于理论值的误差(例如,第一误差E1)会与第二驱动电流I2对于理论值的误差(例如,第二误差E2)不同。例如,其中更多地反映沟道长度调制效应的第一误差E1可以比第二误差E2大。

因此,在其中沟道长度调制效应未反映在像素PX的外部补偿中的2点电流感测方案中,不可避免地发生补偿误差。

根据本公开的实施例的显示装置1000反映电流感测中的第一误差E1和第二误差E2。即,为了抵消其中驱动电流Id上升的沟道长度调制效应,可以取决于用于感测的第一灰度GR1和第二灰度GR2来不同地设定作为漏极电压Vd的第一电力VDD的电压。

可以调整漏极电压Vd,使得第一驱动电流I1和第二驱动电流I2被输出为与取决于栅极电压Vg的饱和状态曲线SC对应的值。即,用于检测第一驱动电流I1的第一电力VDD的电压可以被确定为第一感测电压V1,并且用于检测第二驱动电流I2的第一电力VDD的电压可以被确定为第二感测电压V2。例如,如图6中所示,可以基于与饱和状态曲线SC对应的第一点PT1和第二点PT2来确定第一感测电压V1和第二感测电压V2。

这里,因为仅需要去除第一误差E1与第二误差E2之间的差异,所以可以基于饱和状态下的栅极电压Vg来确定第一感测电压V1与第二感测电压V2之间的电压差dVDD。即,第一感测电压V1与第二感测电压V2之间的差dVDD可以是通过反映取决于第一灰度GR1与第二灰度GR2之间的差异的第一晶体管T1的沟道长度调制效应之间的差异而获得的结果。在实施例中,第一感测电压V1与第二感测电压V2之间的关系可以由下面的[等式2]表示:

[等式2]

V2=V1-(Vgs1-Vgs2)

这里,Vgs1可以是与第一灰度GR1对应的栅极-源极电压Vgs,并且Vgs2可以是与第二灰度GR2对应的栅极-源极电压Vgs。因为源极电压Vs是恒定电压,所以可以取决于栅极电压Vg的变化来确定第一感测电压V1与第二感测电压V2之间的电压差dVDD。即,第一感测电压V1与第二感测电压V2之间的差dVDD可以与第一晶体管T1的与第一感测数据信号GV1对应的栅极-源极电压Vgs1和第一晶体管T1的与第二感测数据信号GV2对应的栅极-源极电压Vgs2之间的差成比例。

例如,当第一感测数据信号GV1是与灰度值196对应的3V,第二感测数据信号GV2是与灰度值128对应的2.5V并且第一感测电压V1是10V时,第二感测电压V2可以设定为9.5V。然而,这仅是示例,第一感测电压V1可以等于显示电压DIS_V。这里,第二感测电压V2可以比第一感测电压V1小。

如上所述,当执行外部补偿驱动时,可以在第一感测时段SP1期间供应具有第一感测电压V1的第一电力VDD,并且可以在第二感测时段SP2期间供应具有第二感测电压V2的第一电力VDD。因此,沟道长度调制效应反映在图像数据补偿中,使得可以极大地减小补偿误差,并且可以改善图像质量。

图7是示出图1的显示装置的感测电路中包括的补偿器的示例的框图。

参照图1至图7,补偿器440可以包括查找表442、第一计算器444和第二计算器446。

补偿器440可以对第一感测数据ID1和第二感测数据ID2执行运算,然后可以计算第一晶体管T1的迁移率特性和阈值电压特性。补偿器440可以基于计算出的迁移率特性和阈值电压特性来确定用于图像数据IDATA的补偿值COMV。

在图像显示和感测期间,源极电压Vs固定在参考电压Vref,因此可以通过针对预定灰度调整第一晶体管T1的栅极电压来补偿第一晶体管T1的劣化。

即,补偿值COMV可以是用于调整与预定灰度对应的数据信号(即,供应到第一晶体管T1的栅电极的电压)的值。

查找表442可以输出与输入图像数据IDATA对应的第一栅极-源极电压Vgs_dis。例如,查找表442可以包括数模转换器(DAC)。此外,每当补偿图像数据时,可以利用新的输入图像数据IDATA与第一栅极-源极电压Vgs_dis之间的关系来更新查找表。

第一计算器444可以基于第一感测数据ID1和第二感测数据ID2来计算用于补偿第一栅极-源极电压Vgs_dis的增益G和偏移OS。第一感测数据ID1可以与第一感测电流IS1对应,并且第二感测数据ID2可以与第二感测电流IS2对应。

第一计算器444可以基于上述[等式1]来计算包括迁移率特性的增益G和包括阈值电压特性的偏移OS。在[等式1]中,驱动电流Id可以是第一感测电流IS1或第二感测电流IS2,栅极-源极电压Vgs可以是取决于第一感测数据信号GV1或第二感测数据信号GV2的常数,(1+λVds)可以是由第一电力VDD的电压电平补偿的值,并且β和Vth可以是变量。因此,第一计算器444可以基于第一感测电流IS1和第二感测电流IS2通过两个联立方程的计算来计算β和Vth。增益G可以包括迁移率特性β,并且可以乘以第一栅极-源极电压Vgs_dis。偏移OS可以包括阈值电压(Vth)特性,并且可以与第一栅极-源极电压Vgs_dis相加。即,第一计算器444可以使用第一感测数据ID1和第二感测数据ID2同时计算第一晶体管T1的迁移率特性β和阈值电压(Vth)特性。

第二计算器446可以计算用于补偿第一栅极-源极电压Vgs_dis的补偿值COMV。在实施例中,第二计算器446可以将增益G乘以第一栅极-源极电压Vgs_dis,并且可以将偏移OS与结果值相加。因此,可以计算用于与一个像素PX对应的一条输入图像数据IDATA的补偿值COMV。补偿值COMV可以与通过新更新第一栅极-源极电压Vgs_dis而获得的电压对应。可以基于补偿值COMV来补偿输入图像数据IDATA以与新更新的数据信号的电压对应。

以这种方式,可以基于使用2点电流感测方案感测到的第一感测数据ID1和第二感测数据ID2来同时计算第一晶体管T1的迁移率特性β和阈值电压(Vth)特性,然后可以补偿图像数据。

图8a是示意性地示出基于常规的2点电流感测的外部补偿的误差率的曲线图,并且图8b是示意性地示出根据本公开的实施例的外部补偿方案的误差率的曲线图。

参照图8a和图8b,基于针对第一灰度和第二灰度的驱动电流感测的外部补偿方案的误差率会随着第一灰度的值和第二灰度的值而改变。

图8a和图8b示出了在其中第一晶体管T1的源极电压被初始化为1.5V的状态下显示灰度值的误差率。G255、G224或G192的符号可以指示针对2点电流感测设定的第一灰度和第二灰度。

如图8a中所示,基于常规的2点电流感测的外部补偿的误差率可以在远离测量灰度(即,第一灰度和第二灰度)的方向上增大。例如,当第一灰度和第二灰度可以具有灰度值255(G255)和灰度值128(G128)时,误差率在更远离第一灰度和第二灰度的低灰度区域中的值比在高灰度区域中的值大。因此,低灰度区域中的补偿能力会劣化,并且会感知到诸如污点的亮度偏差。其原因在于,针对各个灰度发生的驱动电流之间由于沟道长度调制效应的差异(误差)没有反映在补偿中。

根据本公开的实施例的显示装置1000可以反映可归因于2点电流感测中的沟道长度调制效应的误差。即,在其中执行针对第一灰度的电流感测的第一感测时段期间,第一电力(例如,图1的VDD)可以具有第一感测电压,并且在执行其中针对第二灰度的电流感测的第二感测时段期间,第一电力(例如,图1的VDD)可以具有第二感测电压。在第一感测时段期间和第二感测时段期间,不同的电压供应到第一晶体管(例如,图2的T1)的漏电极,因此可以去除或最小化可归因于沟道长度调制效应的误差。

因此,如图8b中所示,可以极大地改善基于2点电流感测的外部补偿的误差率。因此,可以改善像素和显示装置的劣化补偿效率和图像质量。

图9是示出根据本公开的实施例的驱动显示装置的方法的流程图。

参照图9,驱动显示装置的方法可以包括:步骤S100,在第一感测时段期间将与第一灰度(或第一测试灰度)对应的第一感测数据信号、具有第一感测电压的第一电力以及参考电压供应到每个像素;步骤S200,在第一感测时段期间从像素感测基于第一感测电压产生的第一感测电流;步骤S300,在第二感测时段期间将与第二灰度(或第二测试灰度)对应的第二感测数据信号、具有第二感测电压的第一电力以及参考电压供应到像素;以及步骤S400,从像素感测基于第二感测电压产生的第二感测电流。此外,驱动显示装置的方法还可以包括:步骤S500,使用第一感测电流和第二感测电流计算像素的驱动晶体管(例如,图2的第一晶体管T1)的特性。

在实施例中,第一灰度和第二灰度可以是不同的灰度,因此第一感测数据信号和第二感测数据信号可以具有不同的电压电平。例如,当第一感测数据信号比第二感测数据信号大时,第一感测电压可以设定为比第二感测电压大的值。因此,第一感测电流和第二感测电流可以具有从其去除可归因于驱动晶体管的沟道长度调制效应的误差的感测值。

另外,可以在第一感测时段和第二感测时段期间同时计算驱动晶体管的迁移率特性和阈值电压特性。与其中感测迁移率特性的操作和感测阈值电压特性的操作彼此不同的常规的外部补偿感测方案不同,根据本公开的驱动显示装置的方法可以使用在第一感测时段和第二感测时段期间感测的两个感测电流来同时计算迁移率特性和阈值电压特性。因此,可以缩短感测时间,并且可以改善实时感测的准确性。

在实施例中,驱动显示装置的方法还可以包括:步骤S600,基于驱动晶体管的被计算出的特性来补偿输入图像数据。

因为以上已经参照图1至图8b详细地描述了驱动显示装置的方法,所以将省略其重复描述。

如上所述,根据本公开的实施例的显示装置和驱动显示装置的方法可以在外部补偿驱动期间根据用于电流感测的灰度值来改变供应到驱动晶体管的漏电极的第一电力的电压电平。因此,驱动晶体管的沟道长度调制效应反映在图像数据补偿中,使得可以极大地减小补偿误差,并且可以改善图像质量。

尽管已经描述了本公开的实施例,但是本领域技术人员将理解的是,在不脱离所附权利要求中要求保护的本公开的精神和范围的情况下,可以以各种形式修改和改变本公开。

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