用于發(fā)射型顯示器的低功率電路和驅(qū)動方法

專利名稱：用于發(fā)射型顯示器的低功率電路和驅(qū)動方法
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、有機物或其它驅(qū)動背板的有源矩陣有機發(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)點而已經(jīng)變得更加引人注意。用來驅(qū)動發(fā)射型顯示器的一種方法是利用電流直接對像素進行編程(例如，電流驅(qū)動的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間。此外，難以設(shè)計用于提供精確且恒定的驅(qū)動電流的外部驅(qū)動器。存在對確保高的顯示質(zhì)量的具有高的開口率(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)的至少一個缺點的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例的一方面，提供一種用于驅(qū)動顯示器系統(tǒng)的驅(qū)動器，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變電壓耦接的轉(zhuǎn)換器， 該轉(zhuǎn)換器用于將該時變電壓轉(zhuǎn)換為該電流；以及控制器，用于控制該時變電壓的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的實施例的另一方面，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電容器，該電容器在用于基于時變電壓提供電流的預(yù)定定時中與該時變電壓耦接。根據(jù)本發(fā)明的實施例的又一方面，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電容器的時變電壓從參考電壓改變?yōu)榫幊屉妷?，該存儲電容器與用于驅(qū)動發(fā)光器件的驅(qū)動晶體管電耦接；以及在該編程操作中的第二周期中，將該時變電壓維持在該編程電壓。根據(jù)本發(fā)明的實施例的又一方面，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電容器；以及在驅(qū)動操作中，經(jīng)由電源線向該像素電路中的存儲電容器提供用于使發(fā)光器件導(dǎo)通的時變電壓。根據(jù)本發(fā)明的實施例的又一方面，提供一種像素電路，其包括有機發(fā)光二極管(OLED)器件，具有電極和OLED層；以及用于操作該OLED的具有多個層的交指型(inter-digitated)電容器，該OLED器件被布置在該多個層上，該交指型電容器的多個層中的一個層與該OLED的電極互連。


通過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)本公開的實施例的雙向電流源；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示例；圖8B例示了圖8A的像素電路的時序圖的示例；圖8C例示了圖8A的像素電路的時序圖的另一個示例；圖9A例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個示例；圖9B例示了圖9A的像素電路的時序圖的示例；圖9C例示了圖9A的像素電路的時序圖的另一個示例；圖IOA例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個示例；圖IOB例示了圖IOA的像素電路的時序圖的示例；圖IlA例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個示例；圖IlB例示了圖IlA的像素電路的時序圖的示例；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示例；圖14B例示了圖14A的像素電路的時序圖的示例；圖15A例示了電流偏置的電壓編程的像素電路的又一個示例；圖15B例示了圖15A的像素電路的時序圖的示例；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示例；圖18B例示了圖18A的像素電路的時序圖的示例；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示例；圖21A例示了圖20A-20B的像素電路的時序圖的示例；圖21B例示了圖20A-20B的像素電路的時序圖的另一個示例；圖22例示了示出圖20A-20B的像素電路在一個子幀中對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)動底部發(fā)射顯示器的電容器的實現(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)動頂部發(fā)射顯示器的電容器的實現(xiàn)方式的示例；圖觀例示了基于電容驅(qū)動的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的示例；圖四例示了圖28的DAC的時序圖的示例；圖30例示了基于電容驅(qū)動的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的另一個示例；和圖31例示了圖30的DAC的時序圖的示例。
具體實施例方式已通過舉例方式描述了一個或多個當(dāng)前優(yōu)選的實施例。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)來描述本發(fā)明的實施例，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。在說明書中，“像素電路”和“像素”可以可互換地使用。每個晶體管可以具有柵極端子和兩個其它端子(第一端子和第二端子)。在說明書中，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于單向電流源有益，因此像素電路和/或外圍驅(qū)動器電路變得復(fù)雜，導(dǎo)致降低了產(chǎn)量、分辨率和開口率。另一方面，電容在所有技術(shù)中是可用的。描述使用用于將時變電壓轉(zhuǎn)換為電流的微分器/轉(zhuǎn)換器的電流驅(qū)動技術(shù)。在說明書中，使用電容器來將斜坡電壓(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)生時變電壓的電壓發(fā)生器12和驅(qū)動電容器14。電壓發(fā)生器12 與驅(qū)動電容器14的一個端子16耦接。節(jié)點“l(fā)out”與驅(qū)動電容器14的另一個端子18耦接。在此示例中，由電壓發(fā)生器12產(chǎn)生斜坡電壓。在實施例中，術(shù)語“電容性電流源”、“電容性電流源驅(qū)動器”、“電容性驅(qū)動器”和“電流源”可以可互換地使用。在實施例中，術(shù)語 “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)動電容器14形成。假定節(jié)點“l(fā)out”是虛擬地。將斜坡電壓施加于驅(qū)動電容器14的端子16，導(dǎo)致固定的電流經(jīng)過驅(qū)動電容器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)字化的電容來發(fā)展簡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)動器。 此外，它提供了可以與制造技術(shù)無關(guān)地、容易地集成在面板上的簡單的源極驅(qū)動器，結(jié)果改善了顯示器的產(chǎn)量和簡單性并且顯著降低了系統(tǒng)成本。在一個示例中，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。在又一個示例中，電容性電流源10可以用于驅(qū)動像素。利用電容性電流源 10的電容性的驅(qū)動技術(shù)改善了編程/驅(qū)動的建立時間，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)動技術(shù)補償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來向?qū)⑤斎腚娏鬓D(zhuǎn)換為數(shù)字信號的電流模式ADC提供參考電流。在又一個示例中， 電容性的驅(qū)動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像素Ma-24d的像素陣列22、用于選擇像素的柵極驅(qū)動器觀、和用于向選擇的像素提供編程電流的源極驅(qū)動器27。像素Ma-24d是電流編程的像素電路。每個像素包括例如存儲電容器、驅(qū)動晶體管、開關(guān)晶體管(或者驅(qū)動且切換的晶體管)和發(fā)光器件。在圖2中，示出了四個像素；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)目不限于四個并且可以變化。像素陣列22可以包括基于電流和電壓來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)動技術(shù)和 VBCP驅(qū)動技術(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間。每個像素與地址線30和數(shù)據(jù)線32耦接。每個地址線30在一行中的像素之間共用。每個數(shù)據(jù)線32在一列中的像素之間共用。柵極驅(qū)動器觀經(jīng)由地址線30驅(qū)動像素中的開關(guān)晶體管的柵極端子。源極驅(qū)動器27對于每一列包括電容性的驅(qū)動器10。電容性的驅(qū)動器10與相應(yīng)的列中的數(shù)據(jù)線32耦接。電容性的驅(qū)動器10驅(qū)動數(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)動及其它操作。控制器四控制源極驅(qū)動器27和柵極驅(qū)動器洲的操作?？梢孕?zhǔn)每個斜坡電壓發(fā)生器12。在顯示器系統(tǒng)20中，驅(qū)動電容器14例如被實現(xiàn)在顯示器的邊緣上。在提供斜坡電壓之初，電容(驅(qū)動電容器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的電壓達到某一適當(dāng)?shù)碾妷褐?，?shù)據(jù)線32充當(dāng)虛擬地(圖1的“l(fā)out”)。因而，在此點后，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，分開地分配像素的存儲電容器和驅(qū)動電容器14。但是，驅(qū)動電容器14 可以與像素的存儲電容器共用，如圖3所示。參考圖3，示出了具有圖1的電容性的驅(qū)動器10的集成顯示器系統(tǒng)的另一個示例。 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)目不限于四個并且可以變化。每個像素包括例如存儲電容器、驅(qū)動晶體管、開關(guān)晶體管(或者驅(qū)動且切換的晶體管)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操作像素的圖6A的像素。每個像素與地址線50和數(shù)據(jù)線52耦接。每個地址線50在一行中的像素之間共用。柵極驅(qū)動器48經(jīng)由地址線50驅(qū)動像素中的開關(guān)晶體管的柵極端子。每個數(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像素中的電容器46耦接。列中的每個像素中的電容器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)動及其它操作?？刂破?9控制柵極驅(qū)動器48和具有斜坡電壓發(fā)生器12的源極驅(qū)動器47。在顯示器系統(tǒng)40中，像素中的電容器46充當(dāng)該像素的存儲電容器并且還充當(dāng)驅(qū)動電容(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)動器10的集成顯示器系統(tǒng)的又一個示例。 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像素64a-64d的像素陣列62。 在圖4中，示出了四個像素；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)目不限于四個并且可以變化。像素64a-64d是CBVP像素電路，像素64a-64d中的每個像素與地址線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。每個地址線70在一行中的像素之間共用。柵極驅(qū)動器68經(jīng)由地址線70驅(qū)動像素中的開關(guān)晶體管的柵極端子。每個數(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)動器67耦接。源極驅(qū)動器67還可以提供偏置電壓(例如，圖6的Vdd)。 每個偏置線74在一列中的像素之間共用。驅(qū)動電容器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)動及其它操作。控制器69控制源極驅(qū)動器67、柵極驅(qū)動器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)果降低了實現(xiàn)成本。在圖4中，斜坡電壓發(fā)生器12與源極驅(qū)動器67分開示出。但是，源極驅(qū)動器67可以提供斜坡電壓。具有CBVP像素電路的顯示器系統(tǒng)使用電壓來提供不同的灰度級(電壓編程)，并且使用偏置來加速編程和補償像素的時間相關(guān)的參數(shù)，諸如閾值電壓漂移和OLED電壓漂移。用于驅(qū)動具有CBVP像素電路的顯示陣列的驅(qū)動器將像素亮度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓。根據(jù) CBVP驅(qū)動方案，過驅(qū)動電壓被產(chǎn)生并提供給驅(qū)動晶體管，其與它的閾值電壓和OLED電壓無關(guān)。通過存儲在存儲電容器中的電壓并且將它施加于驅(qū)動晶體管的柵極來補償像素元件的特性的漂移(例如，在長時間的顯示操作下發(fā)光器件的退化和驅(qū)動晶體管的閾值電壓漂移)。因而，像素電路可以提供通過發(fā)光器件的穩(wěn)定的電流而沒有任何漂移效應(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)動技術(shù)可應(yīng)用于CBVP顯示器以進一步改善適于較大和較高分辨率的顯示器的建立時間。電容性的驅(qū)動技術(shù)提供在CBVP顯示器中共用電流偏置線和電壓數(shù)據(jù)線的獨特的機會。參考圖5，示出了具有圖1的電容性的驅(qū)動器10的集成顯示器系統(tǒng)的又一個示例。 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)目不限于四個并且可以變化。每個像素與地址線90和電壓數(shù)據(jù)/電流偏置線92耦接。每個地址線90在一行中的像素之間共用。柵極驅(qū)動器88經(jīng)由地址線90驅(qū)動像素中的開關(guān)晶體管的柵極端子。每個電壓數(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像素中的電容器86耦接。列中的每個像素中的電容器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)動及其它操作。控制器89控制柵極驅(qū)動器88和具有斜坡電壓發(fā)生器12的源極驅(qū)動器 87。通過電壓數(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)該像素的存儲電容器并且還充當(dāng)驅(qū)動電容(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)動晶體管102、開關(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)動晶體管102的柵極端子在BOl處與電容器108耦接。驅(qū)動晶體管102的第一端子和第二端子中的一個端子與電源(Vdd) 110耦接，而另一個端子在節(jié)點AOl處與發(fā)光器件106耦接。發(fā)光器件106與電源(Vss) 112耦接。開關(guān)晶體管104的柵極端子與地址線 SEL耦接。開關(guān)晶體管104的第一端子和第二端子中的一個端子與驅(qū)動晶體管102的柵極耦接，而另一個端子在節(jié)點AOl處與發(fā)光器件106和驅(qū)動晶體管102耦接。電容器108耦接在數(shù)據(jù)線Vdata和驅(qū)動晶體管102的柵極端子之間。電容器108充當(dāng)存儲電容器以及作為驅(qū)動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對應(yīng)。地址線SEL與圖5的地址線90對應(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)動器87對數(shù)據(jù)線Vdata操作以向像素提供偏置信號和編程數(shù)據(jù)(Vp)。在圖6Α中，斜坡電壓用來傳送偏置電流，而斜坡的初始電壓(Vrefl-Vp)用來向像素電路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)動周期 126。與驅(qū)動晶體管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是用于對像素進行編程的編程電壓，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AOl的電壓變?yōu)閂Bn，其中VB是Tl的特性的函數(shù)(Tl 驅(qū)動晶體管102)，并且節(jié)點BOl的電壓變?yōu)閂BT1+VrT2，其中Vr12是T2兩端的電壓降(T2 開關(guān)晶體管104)。在初始階段122之后的下一個階段124處，Vdata的電壓保持Vp，并且地址線SEL 變?yōu)楦咭允沟瞄_關(guān)晶體管104截止。在階段IM期間，電容器108充當(dāng)存儲元件。在驅(qū)動周期1 期間，數(shù)據(jù)線Vdata變?yōu)閂ref2，并且對于幀的其余部分，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)動晶體管閾值Vt的變化和遷移率如何，像素電流對于所有灰度級都是穩(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專利申請公開US2006/012M08和PCT國際申請公開W02009/127065中公開，通過參考將這兩個申請公開并入于此。圖8A的像素電路CBVP02包括OLED 210、存儲電容器212、驅(qū)動晶體管214以及開關(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互補并且具有ρ型晶體管的電路。兩條選擇線SELl和SEL2、信號線 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時的最后階段形成。晶體管214和216以及存儲電容器212與節(jié)點All連接。OLED 210、存儲電容器212以及晶體管214和218與節(jié)點Bll連接。驅(qū)動晶體管214的柵極端子通過開關(guān)晶體管216與信號線VDATA連接并且與電容器212連接。驅(qū)動晶體管214的第一端子和第二端子中的一個端子與電壓供應(yīng)線VDD連接， 而另一個端子在Bll處與OLED 210的陽極電極連接。存儲電容器212連接在All處的驅(qū)動晶體管214的柵極端子和Bll處的OLED 210之間。開關(guān)晶體管216的柵極端子與第一選擇線SELl連接。開關(guān)晶體管216的第一端子和第二端子中的一個端子與信號線VDATA連接，而另一個端子在All處與驅(qū)動晶體管214的柵極端子連接。開關(guān)晶體管218的柵極端子與第二選擇線SEL2連接。開關(guān)晶體管218的第一端子和第二端子中的一個端子在Bll處與OLED 210的陽極電極和存儲電容器212連接，而另一個端子與偏置線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編程周期的編程階段和具有一個驅(qū)動周期的驅(qū)動階段。在編程階段期間，節(jié)點Bll被充電到驅(qū)動晶體管214的閾值電壓的負(fù)值，并且節(jié)點All被充電到編程電壓VP。結(jié)果，驅(qū)動晶體管214的柵-源電壓為VGS = VP- (-VT) = VP+VT(1)
其中VGS表示驅(qū)動晶體管214的柵-源電壓，并且VT表示驅(qū)動晶體管214的閾值電壓。在驅(qū)動階段中此電壓保持在電容器212上，導(dǎo)致在驅(qū)動階段中期望的電流流過OLED 210。參考圖8B，示出了應(yīng)用于圖8A的像素電路CBVP02的一個示例性的操作過程。在圖8B中，“VnodeB”表示在圖8A的節(jié)點Bll處的電壓，“VnodeA”表示在圖8A的節(jié)點All處的電壓，“VSEL1”與圖8A的SELl對應(yīng)，并且“VSEL2”與圖8A的SEL2對應(yīng)。編程階段具有兩個操作周期XII、X12，并且驅(qū)動階段具有一個操作周期X13。第一操作周期Xll 兩個選擇線SELl和SEL2都為高。偏置電流IB流過偏置線 IBIAS，并且VDATA變?yōu)槠秒妷篤B。結(jié)果，節(jié)點Bll的電壓為
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動顯示器系統(tǒng)的驅(qū)動器，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 與時變電壓耦接的轉(zhuǎn)換器，用于將所述時變電壓轉(zhuǎn)換為電流，以及控制器，用于控制所述時變電壓的產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，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)動器，其中所述顯示器系統(tǒng)包括以列和行方式排列的多個像素電路，并且其中所述電容器被分配給每個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)動器，其中所述時變電壓在多于一個列中共用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動器，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電容器，并且與所述時變電壓結(jié)合來充當(dāng)電流源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動器，其中在所述像素電路的編程周期或驅(qū)動周期期間所述時變電壓被提供給所述存儲電容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，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)動器，其中來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)點耦接的多個電容器，每個電容器具有不同的尺寸并且基于控制信號來接收時變電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動器，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)動器，其中所述轉(zhuǎn)換器與多個時變電壓耦接，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)點耦接的多個電容器，每個電容器基于控制信號來接收相應(yīng)的時變電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動器，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)動器，其中所述轉(zhuǎn)換器包括具有多個層的交指型電容器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的驅(qū)動器，其中像素包括具有電極和OLED層的有機發(fā)光二極管(OLED)器件，并且其中所述交指型電容器的多個層中的一個層與所述電極互連。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的驅(qū)動器，其中所述電極是透明電極，并且其中所述電容器的多個層位于所述透明電極之下，而不遮蓋來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電容器，所述電容器在用于基于時變電壓提供電流的預(yù)定定時中與所述時變電壓耦接。
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)動晶體管，所述電容器耦接在所述數(shù)據(jù)線和所述驅(qū)動晶體管的柵極之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的像素，包括與所述驅(qū)動晶體管的柵極以及所述驅(qū)動晶體管的第一端子和第二端子之一耦接的開關(guān)晶體管，在編程周期期間所述開關(guān)晶體管導(dǎo)通直到所述時變電壓達到所述編程電壓。
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)動周期期間經(jīng)由所述電源線接收所述時變電壓。
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)線和存儲電容器之間的開關(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層的有機發(fā)光二極管(OLED)器件，并且其中所述交指型電容器的多個層中的一個層與所述電極互連。
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層位于所述透明電極之下，而不遮蓋來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電容器提供的時變電壓從參考電壓改變?yōu)榫幊屉妷?，所述存儲電容器與用于驅(qū)動發(fā)光器件的驅(qū)動晶體管電耦接；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電容器和所述驅(qū)動晶體管的柵極端子耦接的開關(guān)晶體管，并且包括在第一周期中使所述開關(guān)晶體管導(dǎo)通；以及在第二周期中使所述開關(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電容器；以及在驅(qū)動操作中，經(jīng)由電源線向所述像素電路中的存儲電容器提供用于使發(fā)光器件導(dǎo)通的時變電壓。
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列和行中以便在所述編程操作中對像素順序地編程。
31.一種像素電路，包括有機發(fā)光二極管(OLED)器件，具有電極和OLED層；和用于操作OLED的具有多個層的交指型電容器，所述OLED器件被布置在所述多個層上，所述交指型電容器的多個層中的一個層與所述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層位于所述透明電極之下，而不遮蓋來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)動該顯示陣列的驅(qū)動器、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)動器包括雙向電流源，具有與時變電壓耦接的轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用于將該時變電壓轉(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電容器，該電容器在用于基于時變電壓提供電流的預(yù)定定時中與該時變電壓耦接。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電容器的時變電壓從參考電壓改變?yōu)榫幊屉妷?，該存儲電容器與用于驅(qū)動發(fā)光器件的驅(qū)動晶體管電耦接；以及在該編程操作的第二周期中，將該時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電容器；以及在驅(qū)動操作中，經(jīng)由電源線向該像素電路中的存儲電容器提供用于接通發(fā)光器件的時變電壓。該像素電路包括有機發(fā)光二極管(OLED)器件，具有電極和OLED層；和交指型電容器，具有多個層。
文檔編號G09G3/20GK102246220SQ200980148912
公開日2011年11月16日 申請日期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 申請人:伊格尼斯創(chuàng)新公司