專利名稱：用于發(fā)射型顯示器的低功率電路和驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光顯示器，更特別地涉及用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光顯示器的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電致發(fā)光顯示器已被發(fā)展用于諸如蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)之類的廣泛的各種設(shè)備。這樣的顯示器包括液晶顯示器(LCD)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)、等離子體顯示面板(PDP)、發(fā)光顯示器(LED)等等。特別地，具有非晶硅(a-Si)、多晶硅、有機(jī)物或其它驅(qū)動(dòng)背板的有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)顯示器由于諸如可行的柔性顯示器、其低成本制造、高分辨率和寬的視角之類的優(yōu)點(diǎn)而已經(jīng)變得更加引人注意。用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)射型顯示器的一種方法是利用電流直接對(duì)像素進(jìn)行編程(例如，電流驅(qū)動(dòng)的OLED器件)。但是，伴隨著大的寄生電容的OLED所需的小的電流增大了 AMOLED顯示器的編程的建立時(shí)間。此外，難以設(shè)計(jì)用于提供精確且恒定的驅(qū)動(dòng)電流的外部驅(qū)動(dòng)器。存在對(duì)確保高的顯示質(zhì)量的具有高的開(kāi)口率(aperture ratio)或填充因子(fill factor) (被定義為發(fā)光顯示器面積與總的像素面積之比)的高分辨率顯示器的需求。還存在對(duì)降低具有顯示器的設(shè)備的大小和功耗的需求。存在提供一種能夠改善顯示器的壽命、圖像均勻性、穩(wěn)定性和/或產(chǎn)量并且能夠提供高分辨率的、穩(wěn)定的低功率顯示器的顯示器系統(tǒng)及其操作方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種消除或減輕現(xiàn)有系統(tǒng)的至少一個(gè)缺點(diǎn)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一方面，提供一種用于驅(qū)動(dòng)顯示器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器，其包括 用于向顯示器系統(tǒng)提供電流的雙向電流源，該雙向電流源包括與時(shí)變電壓耦接的轉(zhuǎn)換器， 該轉(zhuǎn)換器用于將該時(shí)變電壓轉(zhuǎn)換為該電流；以及控制器，用于控制該時(shí)變電壓的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一方面，提供一種像素電路，其包括晶體管，用于向發(fā)光器件提供像素電流；以及與該晶體管電耦接的存儲(chǔ)電容器，該電容器在用于基于時(shí)變電壓提供電流的預(yù)定定時(shí)中與該時(shí)變電壓耦接。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的又一方面，提供一種操作像素電路的方法，其包括在編程操作中的第一周期中，將提供給像素電路中的存儲(chǔ)電容器的時(shí)變電壓從參考電壓改變?yōu)榫幊屉妷?，該存?chǔ)電容器與用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)晶體管電耦接；以及在該編程操作中的第二周期中，將該時(shí)變電壓維持在該編程電壓。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的又一方面，提供一種操作像素電路的方法，其包括在編程操作中，從數(shù)據(jù)線向像素電路提供編程數(shù)據(jù)，該像素電路包括與該數(shù)據(jù)線耦接的晶體管以及存儲(chǔ)電容器；以及在驅(qū)動(dòng)操作中，經(jīng)由電源線向該像素電路中的存儲(chǔ)電容器提供用于使發(fā)光器件導(dǎo)通的時(shí)變電壓。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的又一方面，提供一種像素電路，其包括有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件，具有電極和OLED層；以及用于操作該OLED的具有多個(gè)層的交指型(inter-digitated)電容器，該OLED器件被布置在該多個(gè)層上，該交指型電容器的多個(gè)層中的一個(gè)層與該OLED的電極互連。


通過(guò)下面參考附圖的描述，本發(fā)明的這些及其它特征將變得更清楚，在附圖中圖1例示了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的雙向電流源；圖2例示了具有圖1的雙向電流源的顯示器系統(tǒng)的示例；圖3例示了具有圖1的雙向電流源的顯示器系統(tǒng)的又一個(gè)示例；圖4例示了具有圖1的雙向電流源的顯示器系統(tǒng)的又一個(gè)示例；圖5例示了具有圖1的雙向電流源的顯示器系統(tǒng)的又一個(gè)示例；圖6A例示了適用于圖5的顯示器系統(tǒng)的電流偏置的電壓編程的像素電路的示例；圖6B例示了圖6A的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖7A例示了圖6A的像素電路的模擬結(jié)果；圖7B例示了圖6A的像素電路的另外的模擬結(jié)果；圖8A例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個(gè)示例；圖8B例示了圖8A的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖8C例示了圖8A的像素電路的時(shí)序圖的另一個(gè)示例；圖9A例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個(gè)示例；圖9B例示了圖9A的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖9C例示了圖9A的像素電路的時(shí)序圖的另一個(gè)示例；圖IOA例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個(gè)示例；圖IOB例示了圖IOA的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖IlA例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個(gè)示例；圖IlB例示了圖IlA的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖12A例示了具有電流偏置的電壓編程的像素電路的顯示器的示例；圖12B例示了圖12A的顯示器的時(shí)序圖的示例；圖13A例示了具有電流偏置的電壓編程的像素電路的顯示器的示例；圖13B例示了圖13A的顯示器的時(shí)序圖的示例；圖14A例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個(gè)示例；圖14B例示了圖14A的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖15A例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個(gè)示例；圖15B例示了圖15A的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖16例示了具有電流偏置的電壓編程的像素電路的顯示器系統(tǒng)的又一個(gè)示例；圖17A例示了電壓偏置的電流編程的像素電路的示例；圖17B例示了圖17A的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖18A例示了電壓偏置的電流編程的像素電路的又一個(gè)示例；圖18B例示了圖18A的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖19例示了具有電壓偏置的電流編程的像素電路的顯示器系統(tǒng)的示例；
圖20A例示了應(yīng)用雙向電流源的像素電路的示例；圖20B例示了應(yīng)用雙向電流源的像素電路的另一個(gè)示例；圖21A例示了圖20A-20B的像素電路的時(shí)序圖的示例；圖21B例示了圖20A-20B的像素電路的時(shí)序圖的另一個(gè)示例；圖22例示了示出圖20A-20B的像素電路在一個(gè)子幀中對(duì)于不同的編程電壓的模擬結(jié)果(0LED電流)的圖；圖23例示了示出圖20A-20B的像素電路的模擬結(jié)果(平均電流)的圖；圖M例示了示出2. 2英寸QVGA面板的功耗和用于OLED的功耗的圖；圖25例示了用于驅(qū)動(dòng)底部發(fā)射顯示器的電容器的實(shí)現(xiàn)方式的示例；圖沈例示了底部發(fā)射像素的布局的示例；圖27例示了用于驅(qū)動(dòng)頂部發(fā)射顯示器的電容器的實(shí)現(xiàn)方式的示例；圖觀例示了基于電容驅(qū)動(dòng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的示例；圖四例示了圖28的DAC的時(shí)序圖的示例；圖30例示了基于電容驅(qū)動(dòng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的另一個(gè)示例；和圖31例示了圖30的DAC的時(shí)序圖的示例。
具體實(shí)施例方式已通過(guò)舉例方式描述了一個(gè)或多個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解， 在不脫離在權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行許多變化和修改。使用可以使用不同的制造技術(shù)制造的顯示器系統(tǒng)來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述制造技術(shù)包括但不限于，例如，非晶硅、多晶硅、金屬氧化物、傳統(tǒng)的CMOS、有機(jī)物、納米/微米晶體半導(dǎo)體或它們的組合。顯示器系統(tǒng)包括可以具有晶體管、電容器和發(fā)光器件的像素。晶體管可以用各種材料系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，所述材料系統(tǒng)技術(shù)包括非晶硅、微米/納米晶體硅、多晶硅、有機(jī)物/聚合物材料和有關(guān)的納米復(fù)合物、半導(dǎo)電氧化物或它們的組合。電容器可以具有不同的結(jié)構(gòu)，包括金屬-絕緣體-金屬和金屬-絕緣體-半導(dǎo)體。發(fā)光器件可以是例如0LED，但是不限于此。顯示器系統(tǒng)可以是AMOLED顯示器系統(tǒng)，但是不限于此。在說(shuō)明書(shū)中，“像素電路”和“像素”可以可互換地使用。每個(gè)晶體管可以具有柵極端子和兩個(gè)其它端子(第一端子和第二端子)。在說(shuō)明書(shū)中，晶體管的端子之一或“第一端子”(另一端子或“第二端子”)可以與漏極端子(源極端子)或源極端子(漏極端子)對(duì)應(yīng)，但是不限于此。為了降低制造成本，用在顯示器背板中的大部分制造技術(shù)僅僅提供一種類型的晶體管。由于每一種晶體管固有地對(duì)于單向電流源有益，因此像素電路和/或外圍驅(qū)動(dòng)器電路變得復(fù)雜，導(dǎo)致降低了產(chǎn)量、分辨率和開(kāi)口率。另一方面，電容在所有技術(shù)中是可用的。描述使用用于將時(shí)變電壓轉(zhuǎn)換為電流的微分器/轉(zhuǎn)換器的電流驅(qū)動(dòng)技術(shù)。在說(shuō)明書(shū)中，使用電容器來(lái)將斜坡電壓(ramp voltage)轉(zhuǎn)換為電流(例如，DC電流)。參考圖1， 示出了基于電容發(fā)展的電流源。圖1的電流源10是可以提供正電流和負(fù)電流的雙向電流源。電流源10包括用于產(chǎn)生時(shí)變電壓的電壓發(fā)生器12和驅(qū)動(dòng)電容器14。電壓發(fā)生器12 與驅(qū)動(dòng)電容器14的一個(gè)端子16耦接。節(jié)點(diǎn)“l(fā)out”與驅(qū)動(dòng)電容器14的另一個(gè)端子18耦接。在此示例中，由電壓發(fā)生器12產(chǎn)生斜坡電壓。在實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“電容性電流源”、“電容性電流源驅(qū)動(dòng)器”、“電容性驅(qū)動(dòng)器”和“電流源”可以可互換地使用。在實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ) “電壓發(fā)生器”和“斜坡電壓發(fā)生器”可以可互換地使用。在圖1中，電流源10包括斜坡電壓發(fā)生器12，但是電流源10可以由接收斜坡電壓的驅(qū)動(dòng)電容器14形成。假定節(jié)點(diǎn)“l(fā)out”是虛擬地。將斜坡電壓施加于驅(qū)動(dòng)電容器14的端子16，導(dǎo)致固定的電流經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電容器14并且流到lout。i(t) = CdVR(t)/dt(C 電容，VR(t)斜坡電壓)。斜坡的斜率的幅度和符號(hào)是可控制的(可改變的)，其可以改變輸出電流的值和方向。此外，驅(qū)動(dòng)電容器14的量可以改變電流值。結(jié)果，可以使用基于電容性電流源10的數(shù)字化的電容來(lái)發(fā)展簡(jiǎn)單且有效的電流模式的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，產(chǎn)生小且低功率的驅(qū)動(dòng)器。 此外，它提供了可以與制造技術(shù)無(wú)關(guān)地、容易地集成在面板上的簡(jiǎn)單的源極驅(qū)動(dòng)器，結(jié)果改善了顯示器的產(chǎn)量和簡(jiǎn)單性并且顯著降低了系統(tǒng)成本。在一個(gè)示例中，電容性電流源10可以用于向電流編程的像素(例如，OLED像素) 提供編程電流。在另一個(gè)示例中，電容性電流源10可以用于提供用于加速像素(例如，圖 8-16中的電流偏置的電壓編程的像素和圖17-19中的電壓偏置的電流編程的像素)的編程的偏置電流。在又一個(gè)示例中，電容性電流源10可以用于驅(qū)動(dòng)像素。利用電容性電流源 10的電容性的驅(qū)動(dòng)技術(shù)改善了編程/驅(qū)動(dòng)的建立時(shí)間，其適合于較大且較高分辨率的顯示器，因而可以利用電容性電流源10實(shí)現(xiàn)低功率高分辨率的發(fā)射型顯示器，如下所述。利用電容性電流源10的電容性的驅(qū)動(dòng)技術(shù)補(bǔ)償TFT老化(例如，閾值電壓變化)，因而可以改善顯示器的均勻性和壽命，如下所述。在又一個(gè)示例中，可以與例如電流模式的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) —起地使用電容性電流源10來(lái)向?qū)⑤斎腚娏鬓D(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電流模式ADC提供參考電流。在又一個(gè)示例中， 電容性的驅(qū)動(dòng)可以用于基于斜坡電壓和電容器產(chǎn)生電流的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。參考圖2，示出了具有電容性驅(qū)動(dòng)器10的集成顯示器系統(tǒng)的示例。圖2的集成顯示器系統(tǒng)20包括具有以列和行方式排列的多個(gè)像素Ma-24d的像素陣列22、用于選擇像素的柵極驅(qū)動(dòng)器觀、和用于向選擇的像素提供編程電流的源極驅(qū)動(dòng)器27。像素Ma-24d是電流編程的像素電路。每個(gè)像素包括例如存儲(chǔ)電容器、驅(qū)動(dòng)晶體管、開(kāi)關(guān)晶體管(或者驅(qū)動(dòng)且切換的晶體管)和發(fā)光器件。在圖2中，示出了四個(gè)像素；但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，像素陣列22中的像素的數(shù)目不限于四個(gè)并且可以變化。像素陣列22可以包括基于電流和電壓來(lái)操作像素的電流偏置的電壓編程(CBVP)的像素(例如，圖8-16)或電壓偏置的電壓編程(VBCP)的像素(例如，圖17-19)。CBVP驅(qū)動(dòng)技術(shù)和 VBCP驅(qū)動(dòng)技術(shù)適合于用在AMOLED顯示器中，在其中它們改善了像素的建立時(shí)間。每個(gè)像素與地址線30和數(shù)據(jù)線32耦接。每個(gè)地址線30在一行中的像素之間共用。每個(gè)數(shù)據(jù)線32在一列中的像素之間共用。柵極驅(qū)動(dòng)器觀經(jīng)由地址線30驅(qū)動(dòng)像素中的開(kāi)關(guān)晶體管的柵極端子。源極驅(qū)動(dòng)器27對(duì)于每一列包括電容性的驅(qū)動(dòng)器10。電容性的驅(qū)動(dòng)器10與相應(yīng)的列中的數(shù)據(jù)線32耦接。電容性的驅(qū)動(dòng)器10驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)線32。設(shè)置控制器四以控制和調(diào)度顯示陣列22的編程、校準(zhǔn)、驅(qū)動(dòng)及其它操作?？刂破魉目刂圃礃O驅(qū)動(dòng)器27和柵極驅(qū)動(dòng)器洲的操作?？梢孕?zhǔn)每個(gè)斜坡電壓發(fā)生器12。在顯示器系統(tǒng)20中，驅(qū)動(dòng)電容器14例如被實(shí)現(xiàn)在顯示器的邊緣上。在提供斜坡電壓之初，電容(驅(qū)動(dòng)電容器14)充當(dāng)電壓源并且調(diào)整數(shù)據(jù)線32的電壓。在數(shù)據(jù)線32的電壓達(dá)到某一適當(dāng)?shù)碾妷褐螅瑪?shù)據(jù)線32充當(dāng)虛擬地(圖1的“l(fā)out”)。因而，在此點(diǎn)后，電容將充當(dāng)用于提供恒定電流的電流源。此二重性(duality)導(dǎo)致快速的
建立編程。在圖2中，分開(kāi)地分配像素的存儲(chǔ)電容器和驅(qū)動(dòng)電容器14。但是，驅(qū)動(dòng)電容器14 可以與像素的存儲(chǔ)電容器共用，如圖3所示。參考圖3，示出了具有圖1的電容性的驅(qū)動(dòng)器10的集成顯示器系統(tǒng)的另一個(gè)示例。 圖3的集成顯示器系統(tǒng)40包括具有以列和行方式排列的多個(gè)像素44a-44d的像素陣列42。 像素44a-44d是電流編程的像素電路，并且可以與圖2的像素Ma-Md相同。在圖3中，示出了四個(gè)像素；但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，像素陣列42中的像素的數(shù)目不限于四個(gè)并且可以變化。每個(gè)像素包括例如存儲(chǔ)電容器、驅(qū)動(dòng)晶體管、開(kāi)關(guān)晶體管(或者驅(qū)動(dòng)且切換的晶體管)和發(fā)光器件。例如，像素陣列42可以包括基于編程電壓和電流偏置來(lái)操作像素的圖6A的像素。每個(gè)像素與地址線50和數(shù)據(jù)線52耦接。每個(gè)地址線50在一行中的像素之間共用。柵極驅(qū)動(dòng)器48經(jīng)由地址線50驅(qū)動(dòng)像素中的開(kāi)關(guān)晶體管的柵極端子。每個(gè)數(shù)據(jù)線52 在一列中的像素之間共用，并且與該列中的每個(gè)像素中的電容器46耦接。列中的每個(gè)像素中的電容器46經(jīng)由數(shù)據(jù)線52與斜坡電壓發(fā)生器12耦接。源極驅(qū)動(dòng)器47包括斜坡電壓發(fā)生器12。將斜坡電壓發(fā)生器12分配給每列。設(shè)置控制器49以控制和調(diào)度顯示陣列42的編程、校準(zhǔn)、驅(qū)動(dòng)及其它操作。控制器49控制柵極驅(qū)動(dòng)器48和具有斜坡電壓發(fā)生器12的源極驅(qū)動(dòng)器47。在顯示器系統(tǒng)40中，像素中的電容器46充當(dāng)該像素的存儲(chǔ)電容器并且還充當(dāng)驅(qū)動(dòng)電容(圖1的電容器14)。參考圖4，示出了具有圖1的電容性的驅(qū)動(dòng)器10的集成顯示器系統(tǒng)的又一個(gè)示例。 圖4的集成顯示器系統(tǒng)60包括具有以列和行方式排列的多個(gè)像素64a-64d的像素陣列62。 在圖4中，示出了四個(gè)像素；但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，像素陣列62中的像素的數(shù)目不限于四個(gè)并且可以變化。像素64a-64d是CBVP像素電路，像素64a-64d中的每個(gè)像素與地址線70、數(shù)據(jù)線72和電流偏置線74耦接。像素陣列62可以包括圖8_16的CBVP像素。每個(gè)地址線70在一行中的像素之間共用。柵極驅(qū)動(dòng)器68經(jīng)由地址線70驅(qū)動(dòng)像素中的開(kāi)關(guān)晶體管的柵極端子。每個(gè)數(shù)據(jù)線72在一列中的像素之間共用，并且與用于提供編程數(shù)據(jù)的源極驅(qū)動(dòng)器67耦接。源極驅(qū)動(dòng)器67還可以提供偏置電壓(例如，圖6的Vdd)。 每個(gè)偏置線74在一列中的像素之間共用。驅(qū)動(dòng)電容器14被分配給每一列并且與偏置線 74和斜坡電壓發(fā)生器12耦接。斜坡電壓發(fā)生器12由多于一列共用。設(shè)置控制器69以控制和調(diào)度顯示陣列62的編程、校準(zhǔn)、驅(qū)動(dòng)及其它操作。控制器69控制源極驅(qū)動(dòng)器67、柵極驅(qū)動(dòng)器68和斜坡電壓發(fā)生器12。在顯示器系統(tǒng)60中，容易將電容性電流源放在面板的外圍上，結(jié)果降低了實(shí)現(xiàn)成本。在圖4中，斜坡電壓發(fā)生器12與源極驅(qū)動(dòng)器67分開(kāi)示出。但是，源極驅(qū)動(dòng)器67可以提供斜坡電壓。具有CBVP像素電路的顯示器系統(tǒng)使用電壓來(lái)提供不同的灰度級(jí)(電壓編程)，并且使用偏置來(lái)加速編程和補(bǔ)償像素的時(shí)間相關(guān)的參數(shù)，諸如閾值電壓漂移和OLED電壓漂移。用于驅(qū)動(dòng)具有CBVP像素電路的顯示陣列的驅(qū)動(dòng)器將像素亮度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓。根據(jù) CBVP驅(qū)動(dòng)方案，過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓被產(chǎn)生并提供給驅(qū)動(dòng)晶體管，其與它的閾值電壓和OLED電壓無(wú)關(guān)。通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器中的電壓并且將它施加于驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極來(lái)補(bǔ)償像素元件的特性的漂移(例如，在長(zhǎng)時(shí)間的顯示操作下發(fā)光器件的退化和驅(qū)動(dòng)晶體管的閾值電壓漂移)。因而，像素電路可以提供通過(guò)發(fā)光器件的穩(wěn)定的電流而沒(méi)有任何漂移效應(yīng)，這改善了顯示器工作壽命。此外，由于電路簡(jiǎn)單，因此它確保了比傳統(tǒng)的像素電路更高的產(chǎn)品產(chǎn)量、 更低的制造成本和更高的分辨率。由于像素電路的建立時(shí)間比傳統(tǒng)的像素電路小得多，因此它適合于諸如高清晰度電視之類的大面積顯示器，但是它也不排除較小的顯示器面積。 電容性的驅(qū)動(dòng)技術(shù)可應(yīng)用于CBVP顯示器以進(jìn)一步改善適于較大和較高分辨率的顯示器的建立時(shí)間。電容性的驅(qū)動(dòng)技術(shù)提供在CBVP顯示器中共用電流偏置線和電壓數(shù)據(jù)線的獨(dú)特的機(jī)會(huì)。參考圖5，示出了具有圖1的電容性的驅(qū)動(dòng)器10的集成顯示器系統(tǒng)的又一個(gè)示例。 圖5的集成顯示器系統(tǒng)80包括具有以列和行方式排列的多個(gè)像素84a-84d的像素陣列82。 像素84a-84d是CBVP像素電路，并且可以與圖4的像素64a_64d相同。在圖5中，示出了四個(gè)像素；但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，像素陣列82中的像素的數(shù)目不限于四個(gè)并且可以變化。每個(gè)像素與地址線90和電壓數(shù)據(jù)/電流偏置線92耦接。每個(gè)地址線90在一行中的像素之間共用。柵極驅(qū)動(dòng)器88經(jīng)由地址線90驅(qū)動(dòng)像素中的開(kāi)關(guān)晶體管的柵極端子。每個(gè)電壓數(shù)據(jù)/電流偏置線92在一列中的像素之間共用，并且與該列中的每個(gè)像素中的電容器86耦接。列中的每個(gè)像素中的電容器86經(jīng)由電壓數(shù)據(jù) /電流偏置線92與斜坡電壓發(fā)生器12耦接。源極驅(qū)動(dòng)器87具有斜坡電壓發(fā)生器12。將斜坡電壓發(fā)生器12分配給每列。設(shè)置控制器89以控制和調(diào)度顯示陣列82的編程、校準(zhǔn)、 驅(qū)動(dòng)及其它操作?？刂破?9控制柵極驅(qū)動(dòng)器88和具有斜坡電壓發(fā)生器12的源極驅(qū)動(dòng)器 87。通過(guò)電壓數(shù)據(jù)/電流偏置線92攜帶數(shù)據(jù)電壓和偏置電流。在顯示器系統(tǒng)80中，像素中的電容器86充當(dāng)該像素的存儲(chǔ)電容器并且還充當(dāng)驅(qū)動(dòng)電容(圖1的電容器14)。參考圖6A，示出了可應(yīng)用于圖5的像素的CBVP像素電路的示例。圖6的像素電路 CBVPOl包括驅(qū)動(dòng)晶體管102、開(kāi)關(guān)晶體管104、發(fā)光器件106和電容器108。在圖6A中，晶體管102和104是ρ型晶體管；但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，具有η型晶體管的CBVP像素也可用作圖5的像素。驅(qū)動(dòng)晶體管102的柵極端子在BOl處與電容器108耦接。驅(qū)動(dòng)晶體管102的第一端子和第二端子中的一個(gè)端子與電源(Vdd) 110耦接，而另一個(gè)端子在節(jié)點(diǎn)AOl處與發(fā)光器件106耦接。發(fā)光器件106與電源(Vss) 112耦接。開(kāi)關(guān)晶體管104的柵極端子與地址線 SEL耦接。開(kāi)關(guān)晶體管104的第一端子和第二端子中的一個(gè)端子與驅(qū)動(dòng)晶體管102的柵極耦接，而另一個(gè)端子在節(jié)點(diǎn)AOl處與發(fā)光器件106和驅(qū)動(dòng)晶體管102耦接。電容器108耦接在數(shù)據(jù)線Vdata和驅(qū)動(dòng)晶體管102的柵極端子之間。電容器108充當(dāng)存儲(chǔ)電容器以及作為驅(qū)動(dòng)器元件的電容性電流源(圖1的14)。電容器108與圖5的電容器86對(duì)應(yīng)。地址線SEL與圖5的地址線90對(duì)應(yīng)。數(shù)據(jù)線Vdata與圖5的電壓數(shù)據(jù)/電流偏置線92對(duì)應(yīng)，并且與斜坡電壓發(fā)生器(圖1的12)耦接。圖5的源極驅(qū)動(dòng)器87對(duì)數(shù)據(jù)線Vdata操作以向像素提供偏置信號(hào)和編程數(shù)據(jù)(Vp)。在圖6Α中，斜坡電壓用來(lái)傳送偏置電流，而斜坡的初始電壓(Vrefl-Vp)用來(lái)向像素電路CBVPOl發(fā)送編程電壓，如圖6Β所示。參考圖6Α和圖6Β，像素電路CBVPOl的操作周期包括編程周期120和驅(qū)動(dòng)周期 126。與驅(qū)動(dòng)晶體管102耦接的電源Vdd在編程周期120期間為低。在編程周期120的初始階段122中，向數(shù)據(jù)線Vdata提供斜坡電壓。Vdata的電壓從(Vrefl-Vp)變?yōu)閂p，其中Vp是用于對(duì)像素進(jìn)行編程的編程電壓，Vrefl是參考電壓。在初始階段122期間，地址線SEL 被設(shè)置為低電壓以使得開(kāi)關(guān)晶體管104導(dǎo)通。在初始階段122期間，電容器108充當(dāng)電流源。節(jié)點(diǎn)AOl的電壓變?yōu)閂Bn，其中VB是Tl的特性的函數(shù)(Tl 驅(qū)動(dòng)晶體管102)，并且節(jié)點(diǎn)BOl的電壓變?yōu)閂BT1+VrT2，其中Vr12是T2兩端的電壓降(T2 開(kāi)關(guān)晶體管104)。在初始階段122之后的下一個(gè)階段124處，Vdata的電壓保持Vp，并且地址線SEL 變?yōu)楦咭允沟瞄_(kāi)關(guān)晶體管104截止。在階段IM期間，電容器108充當(dāng)存儲(chǔ)元件。在驅(qū)動(dòng)周期1 期間，數(shù)據(jù)線Vdata變?yōu)閂ref2，并且對(duì)于幀的其余部分，保持在Vref2。Vrefl限定偏置電流Ibias的電平，并且例如基于TFT、0LED以及顯示器特性和規(guī)格(specification)來(lái)確定它。Vref2是Vref 1和像素特性的函數(shù)。參考圖7A-7B，例示了示出使用圖6B的操作的圖6A的像素電路的模擬結(jié)果的圖。 在圖7A中，“AVT”表示驅(qū)動(dòng)晶體管閾值Vt的變化，并且“μ”表示遷移率(cm2N. S)。如圖 7Α-7Β所示，不管驅(qū)動(dòng)晶體管閾值Vt的變化和遷移率如何，像素電流對(duì)于所有灰度級(jí)都是穩(wěn)定的。參考圖8-16，示出了 CBVP像素電路的示例，其可以形成圖2_5的像素陣列。在圖 8-16中，電流偏置線(‘Qbias”或“IBIAS”)向相應(yīng)的像素提供偏置電流。圖1的電容性的驅(qū)動(dòng)器10可以向電流偏置線提供恒定的偏置電流。CBVP像素、顯示器系統(tǒng)和操作的示例在美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)US2006/012M08和PCT國(guó)際申請(qǐng)公開(kāi)W02009/127065中公開(kāi)，通過(guò)參考將這兩個(gè)申請(qǐng)公開(kāi)并入于此。圖8A的像素電路CBVP02包括OLED 210、存儲(chǔ)電容器212、驅(qū)動(dòng)晶體管214以及開(kāi)關(guān)晶體管216和218。晶體管214、216和218是η型TFT晶體管。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解與像素電路CBVP02互補(bǔ)并且具有ρ型晶體管的電路。兩條選擇線SELl和SEL2、信號(hào)線 VDATA、偏置線IBIAS、電壓供應(yīng)線VDD以及公共地與像素電路CBVP02耦接。在圖8Α中，公共地用于OLED頂部電極。公共地不是像素電路的一部分，并且在形成OLED 210時(shí)的最后階段形成。晶體管214和216以及存儲(chǔ)電容器212與節(jié)點(diǎn)All連接。OLED 210、存儲(chǔ)電容器212以及晶體管214和218與節(jié)點(diǎn)Bll連接。驅(qū)動(dòng)晶體管214的柵極端子通過(guò)開(kāi)關(guān)晶體管216與信號(hào)線VDATA連接并且與電容器212連接。驅(qū)動(dòng)晶體管214的第一端子和第二端子中的一個(gè)端子與電壓供應(yīng)線VDD連接， 而另一個(gè)端子在Bll處與OLED 210的陽(yáng)極電極連接。存儲(chǔ)電容器212連接在All處的驅(qū)動(dòng)晶體管214的柵極端子和Bll處的OLED 210之間。開(kāi)關(guān)晶體管216的柵極端子與第一選擇線SELl連接。開(kāi)關(guān)晶體管216的第一端子和第二端子中的一個(gè)端子與信號(hào)線VDATA連接，而另一個(gè)端子在All處與驅(qū)動(dòng)晶體管214的柵極端子連接。開(kāi)關(guān)晶體管218的柵極端子與第二選擇線SEL2連接。開(kāi)關(guān)晶體管218的第一端子和第二端子中的一個(gè)端子在Bll處與OLED 210的陽(yáng)極電極和存儲(chǔ)電容器212連接，而另一個(gè)端子與偏置線IBIAS連接。OLED 210的陰極電極與公共地連接。像素電路CBVP02的操作包括具有多個(gè)編程周期的編程階段和具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)周期的驅(qū)動(dòng)階段。在編程階段期間，節(jié)點(diǎn)Bll被充電到驅(qū)動(dòng)晶體管214的閾值電壓的負(fù)值，并且節(jié)點(diǎn)All被充電到編程電壓VP。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)晶體管214的柵-源電壓為VGS = VP- (-VT) = VP+VT(1)
其中VGS表示驅(qū)動(dòng)晶體管214的柵-源電壓，并且VT表示驅(qū)動(dòng)晶體管214的閾值電壓。在驅(qū)動(dòng)階段中此電壓保持在電容器212上，導(dǎo)致在驅(qū)動(dòng)階段中期望的電流流過(guò)OLED 210。參考圖8B，示出了應(yīng)用于圖8A的像素電路CBVP02的一個(gè)示例性的操作過(guò)程。在圖8B中，“VnodeB”表示在圖8A的節(jié)點(diǎn)Bll處的電壓，“VnodeA”表示在圖8A的節(jié)點(diǎn)All處的電壓，“VSEL1”與圖8A的SELl對(duì)應(yīng)，并且“VSEL2”與圖8A的SEL2對(duì)應(yīng)。編程階段具有兩個(gè)操作周期XII、X12，并且驅(qū)動(dòng)階段具有一個(gè)操作周期X13。第一操作周期Xll 兩個(gè)選擇線SELl和SEL2都為高。偏置電流IB流過(guò)偏置線 IBIAS，并且VDATA變?yōu)槠秒妷篤B。結(jié)果，節(jié)點(diǎn)Bll的電壓為
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)顯示器系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器，包括雙向電流源，用于向顯示器系統(tǒng)提供電流，所述雙向電流源包括 與時(shí)變電壓耦接的轉(zhuǎn)換器，用于將所述時(shí)變電壓轉(zhuǎn)換為電流，以及控制器，用于控制所述時(shí)變電壓的產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述轉(zhuǎn)換器包括 電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述顯示器系統(tǒng)包括以列和行方式排列的多個(gè)像素電路，并且其中所述電容器被分配給每個(gè)列以便操作所述列中的像素電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述時(shí)變電壓在多于一個(gè)列中共用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述電容器是所述顯示器系統(tǒng)中的像素電路的存儲(chǔ)電容器，并且與所述時(shí)變電壓結(jié)合來(lái)充當(dāng)電流源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器，其中在所述像素電路的編程周期或驅(qū)動(dòng)周期期間所述時(shí)變電壓被提供給所述存儲(chǔ)電容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述電流源與所述顯示器系統(tǒng)中的電流編程的像素電路耦接。
8 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器，其中來(lái)自所述電流源的電流作為偏置電流而被提供給所述顯示器系統(tǒng)中的像素電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述轉(zhuǎn)換器包括與用于提供所述電流的輸出節(jié)點(diǎn)耦接的多個(gè)電容器，每個(gè)電容器具有不同的尺寸并且基于控制信號(hào)來(lái)接收時(shí)變電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)器，包括復(fù)制器塊，用于復(fù)制由所述轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電流，并且向所述顯示器系統(tǒng)提供復(fù)制的電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述轉(zhuǎn)換器與多個(gè)時(shí)變電壓耦接，并且其中所述轉(zhuǎn)換器包括與用于提供恒定電流的輸出節(jié)點(diǎn)耦接的多個(gè)電容器，每個(gè)電容器基于控制信號(hào)來(lái)接收相應(yīng)的時(shí)變電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)器，包括復(fù)制器塊，用于復(fù)制由所述轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的電流，并且向所述顯示器系統(tǒng)提供復(fù)制的電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述轉(zhuǎn)換器包括具有多個(gè)層的交指型電容器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)器，其中像素包括具有電極和OLED層的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件，并且其中所述交指型電容器的多個(gè)層中的一個(gè)層與所述電極互連。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述電極是透明電極，并且其中所述電容器的多個(gè)層位于所述透明電極之下，而不遮蓋來(lái)自于所述透明電極上的OLED層的光。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述顯示器系統(tǒng)包括頂部發(fā)射顯示器，所述頂部發(fā)射顯示器具有OLED層和在所述電容器的多個(gè)層上布置的電極。
17.一種像素電路，包括晶體管，用于向發(fā)光器件提供像素電流；以及與所述晶體管電耦接的存儲(chǔ)電容器，所述電容器在用于基于時(shí)變電壓提供電流的預(yù)定定時(shí)中與所述時(shí)變電壓耦接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的像素電路，其中所述存儲(chǔ)電容器與用于提供編程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線耦接，并且在編程周期的一部分中經(jīng)由所述數(shù)據(jù)線接收所述時(shí)變電壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的像素電路，其中所述晶體管是具有柵極、第一端子和第二端子的驅(qū)動(dòng)晶體管，所述電容器耦接在所述數(shù)據(jù)線和所述驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的像素，包括與所述驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極以及所述驅(qū)動(dòng)晶體管的第一端子和第二端子之一耦接的開(kāi)關(guān)晶體管，在編程周期期間所述開(kāi)關(guān)晶體管導(dǎo)通直到所述時(shí)變電壓達(dá)到所述編程電壓。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的像素電路，其中所述存儲(chǔ)電容器耦接在電源線和所述發(fā)光器件之間，并且在驅(qū)動(dòng)周期期間經(jīng)由所述電源線接收所述時(shí)變電壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的像素電路，其中所述晶體管是耦接在用于提供編程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線和存儲(chǔ)電容器之間的開(kāi)關(guān)晶體管。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的像素，其中所述電容器是具有多個(gè)層的交指型電容器。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的像素電路，其中所述發(fā)光器件是具有電極和OLED層的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件，并且其中所述交指型電容器的多個(gè)層中的一個(gè)層與所述電極互連。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的像素電路，其中所述電極是透明電極，并且其中所述電容器的多個(gè)層位于所述透明電極之下，而不遮蓋來(lái)自于所述透明電極上的OLED層的光。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的像素電路，其中所述像素電路是頂部發(fā)射像素電路，所述頂部發(fā)射像素電路具有OLED層和在所述電容器的多個(gè)層上布置的電極。
27.一種操作像素電路的方法，包括在編程操作中的第一周期中，將向像素電路中的存儲(chǔ)電容器提供的時(shí)變電壓從參考電壓改變?yōu)榫幊屉妷?，所述存?chǔ)電容器與用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)晶體管電耦接；以及在所述編程操作中的第二周期中，將所述時(shí)變電壓維持在所述編程電壓。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述像素電路包括與所述存儲(chǔ)電容器和所述驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子耦接的開(kāi)關(guān)晶體管，并且包括在第一周期中使所述開(kāi)關(guān)晶體管導(dǎo)通；以及在第二周期中使所述開(kāi)關(guān)晶體管截止。
29.一種操作像素電路的方法，包括在編程操作中，將編程數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)線提供到像素電路，所述像素電路包括與所述數(shù)據(jù)線耦接的晶體管和存儲(chǔ)電容器；以及在驅(qū)動(dòng)操作中，經(jīng)由電源線向所述像素電路中的存儲(chǔ)電容器提供用于使發(fā)光器件導(dǎo)通的時(shí)變電壓。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其中所述像素電路被布置在每個(gè)列和行中以便在所述編程操作中對(duì)像素順序地編程。
31.一種像素電路，包括有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件，具有電極和OLED層；和用于操作OLED的具有多個(gè)層的交指型電容器，所述OLED器件被布置在所述多個(gè)層上，所述交指型電容器的多個(gè)層中的一個(gè)層與所述OLED的電極互連。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的像素電路，其中所述電極是透明電極，并且其中所述電容器的多個(gè)層位于所述透明電極之下，而不遮蓋來(lái)自于所述透明電極上的OLED層的光。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的像素電路，其中所述像素電路是頂部發(fā)射像素電路，所述頂部發(fā)射像素電路具有OLED層和在所述電容器的多個(gè)層上布置的電極。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的像素電路，其中所述電容器與斜坡電壓結(jié)合來(lái)充當(dāng)電流源。
全文摘要
提供了一種顯示器系統(tǒng)、用于驅(qū)動(dòng)該顯示陣列的驅(qū)動(dòng)器、操作該顯示器系統(tǒng)的方法和該顯示器系統(tǒng)中的像素電路。該驅(qū)動(dòng)器包括雙向電流源，具有與時(shí)變電壓耦接的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用于將該時(shí)變電壓轉(zhuǎn)換為電流。該像素電路包括晶體管，用于向發(fā)光器件提供像素電流；和與該晶體管電耦接的存儲(chǔ)電容器，該電容器在用于基于時(shí)變電壓提供電流的預(yù)定定時(shí)中與該時(shí)變電壓耦接。該方法包括在編程操作的第一周期中，將提供給像素電路中的存儲(chǔ)電容器的時(shí)變電壓從參考電壓改變?yōu)榫幊屉妷?，該存?chǔ)電容器與用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)晶體管電耦接；以及在該編程操作的第二周期中，將該時(shí)變電壓維持在該編程電壓。該方法包括在編程操作中，從數(shù)據(jù)線向像素電路提供編程數(shù)據(jù)，該像素電路包括與該數(shù)據(jù)線耦接的晶體管以及存儲(chǔ)電容器；以及在驅(qū)動(dòng)操作中，經(jīng)由電源線向該像素電路中的存儲(chǔ)電容器提供用于接通發(fā)光器件的時(shí)變電壓。該像素電路包括有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)器件，具有電極和OLED層；和交指型電容器，具有多個(gè)層。
文檔編號(hào)G09G3/20GK102246220SQ200980148912
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者A·內(nèi)森, G·R·查基 申請(qǐng)人:伊格尼斯創(chuàng)新公司