使用参考电流的用于显示装置的TFT补偿电路制造方法及图纸

一种显示装置用像素电路包括：驱动晶体管，根据施加到驱动晶体管栅极的电压控制在发光阶段到发光装置的电流量；第二晶体管，连接到驱动晶体管栅极，在组合编程和补偿阶段处于导通状态，在发光阶段处于截止状态，当处于导通状态时驱动晶体管变为二极管连接，使得驱动晶体管栅极和第二端子通过第二晶体管连接；第三晶体管，连接到驱动晶体管第二端子，在组合编程和补偿阶段处于导通状态以允许经驱动晶体管施加参考电流，在发光阶段处于截止状态以移除参考电流；以及电容器，具有连接到驱动晶体管栅极的第一板和在组合编程和补偿阶段可连接到数据电压的第二板。在组合编程和补偿阶段通过施加参考电流来补偿驱动晶体管阈值电压和/或载流子迁移率。

TFT Compensation Circuit for Display Device Using Reference Current

【技术实现步骤摘要】
使用参考电流的用于显示装置的TFT补偿电路
本专利技术涉及用于将电流递送到显示装置中的元件(例如有源矩阵OLED(AMOLED)显示装置的像素中的有机发光二极管(OLED))的电子电路的设计和操作。
技术介绍
在现有技术中教导了几种用于像素薄膜晶体管(TFT)电路通过驱动晶体管将电流递送到显示装置的元件(例如有机发光二极管(OLED))的方法。常规上，通过采用补偿驱动晶体管特性的不匹配的电路，此类电路具有对驱动晶体管的阈值电压和/或载流子迁移率的变化的高容限范围。例如，在US7414599(Chung等人，2008年8月19日发布)中描述了一种方法，其描述了一种电路，其中驱动TFT在编程周期期间被配置为二极管连接(diodeconnected)的装置，并且数据电压被施加到驱动TFT的源极。这种方法的缺点是，电路配置不具有对不同驱动晶体管之间的载流子迁移率的变化的高容限。另一种方法是使用通过作为补偿过程元件的驱动TFT装置的已知电流，并且具体是外部供应的“参考电流”。例如，US8284132(Chung，2012年10月9日发布)描述了施加通过驱动装置的参考电流以用于补偿载流子迁移率和电压阈值变化。电路配置需要两个耗时的补偿阶段，以及两个需要相对较大面积的电容器。因此，这种配置不适用于其中需要补偿和编程时间较短的具有大量像素的显示器。其他补偿方法也已经被证明有缺陷。US8643575(Kim，2014年2月4日发布)描述了施加通过驱动装置的参考电流以用于在一个电容器处补偿载流子迁移率和阈值电压变化，并且然后在另一个电容器处施加数据电压。补偿电压将在两个电容器之间重新分配，并且因此补偿只能是部分的。US7812796(Jung，2010年10月12日发布)描述了施加通过驱动装置的参考电流以用于在一个电容器处通过参考电压补偿载流子迁移率和阈值电压变化，并且然后在相同电容器处施加数据电压。第二电容器用于存储补偿电压和数据电压。这种配置需要两个耗时的补偿阶段，以及两个需要相对较大面积的电容器。因此，这种配置不适用于具有高分辨率的显示装置。US8405582(Kim，2013年3月26日发布)描述了施加通过驱动装置的参考电流以用于补偿载流子迁移率和阈值电压变化。在外部单元中测量并存储电压。外部测量通常很慢，这可能不适合实时电压阈值补偿。
技术实现思路
本专利技术涉及能够补偿驱动晶体管的阈值电压变化和载流子迁移率变化的像素电路，所述变化诸如可能由于制造过程或操作中的电路的应力和老化而发生。在同时补偿和编程阶段期间，恒定的“参考电流”被施加到驱动晶体管并流过驱动晶体管。参考电流的该流动致使(1)与驱动晶体管的阈值电压相关的电压和(2)与驱动晶体管的载流子迁移率相关的电压之和被存储在存储电容器的一个端子处。在相同时间期间，表示像素的编程灰度信息的数据电压被施加到存储电容器的另一个端子。因此，与阈值电压相关的电压、与载流子迁移率相关的电压和数据电压存储在相同的存储电容器上并且在同时编程和补偿阶段期间被同时存储。在随后的发光阶段期间，在电容器的一个端子处施加恒定电压。电容器的另一个端子存储阈值电压、载流子迁移率和灰度数据的电压信息。该电压施加在驱动TFT晶体管的栅极处。该电压控制输出电流，即穿过驱动晶体管到达发光装置(OLED)的电流。与常规电路配置相比，本公开的电路配置具有优势。在本公开的电路中，补偿和编程在单个阶段中同时发生。这对于在较短时间内完成补偿和编程步骤是有利的，该时间在本领域中被称为“水平时间”或“1H”。短的1H时间是对一列中具有大量像素的显示器的要求，这对于高分辨率显示器(高每英寸像素或ppi)是必需的。此外，与需要至少两个电容器的常规电路相比，所公开的电路配置在像素电路中仅使用一个电容器。这意味着与常规配置相比，所公开的电路的总面积可以更小。这同样有利于具有高分辨率(高ppi)的显示器，其中各个像素必须尽可能小。本专利技术的一个方面是一种用于显示装置的像素电路，其可在组合编程(combinedprogramming)和补偿阶段操作并可在发光阶段操作。在示例性实施例中，所述像素电路包括：驱动晶体管，其被配置成取决于施加到所述驱动晶体管的栅极的电压来控制在所述发光阶段期间到发光装置的电流量；第二晶体管，其连接到所述驱动晶体管的栅极，其中所述第二晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于导通状态并且在所述发光阶段期间处于截止状态，并且当所述第二晶体管处于所述导通状态时，所述驱动晶体管变为二极管连接，以使得所述驱动晶体管的栅极和第二端子通过所述第二晶体管连接；第三晶体管，其连接到所述驱动晶体管的第二端子，其中所述第三晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于导通状态以允许通过所述驱动晶体管施加参考电流，并且在所述发光阶段期间处于截止状态以移除所述参考电流；以及电容器，其具有连接到所述驱动晶体管的栅极的第一板和在所述组合编程和补偿阶段期间可连接到数据电压VDAT的第二板。在所述组合编程和补偿阶段期间，通过施加所述参考电流来至少部分地补偿所述驱动晶体管的阈值电压和/或载流子迁移率。所述像素电路还可以包括：第四晶体管，其连接到所述电容器的第二板，其中所述第四晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于导通状态以将VDAT施加到所述电容器的第二板，并且所述第四晶体管在所述发光阶段处于截止状态以将VDAT与所述电容器的第二板隔离；第五晶体管，其可连接到电压源并连接到所述电容器的第二板，其中所述第五晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于截止状态以将所述电容器的第二板与所述电压源隔离，并且所述第五晶体管在所述发光阶段处于导通状态以将所述电压源连接到所述电容器的第二板；以及第六晶体管，其在所述组合编程和补偿阶段期间处于截止状态以将所述发光装置与所述像素电路隔离，并且在所述发光阶段期间处于导通状态以允许流过所述驱动晶体管的电流流到所述发光装置。本专利技术的另一方面是一种操作用于显示装置的像素电路方法，所述像素电路可在组合编程和补偿阶段操作并可在发光阶段操作。在示例性实施例中，所述操作方法包括以下步骤：提供根据实施例中任一项所述的像素电路；执行所述组合编程和补偿阶段；以及执行所述发光阶段。所述组合编程和补偿阶段包括通过施加参考电流来至少部分地补偿所述驱动晶体管的阈值电压和/或载流子迁移率，这通过以下步骤实现：将所述第二晶体管置于导通状态，其中所述驱动晶体管变为二极管连接，以使得所述驱动晶体管的栅极和第二端子通过所述第二晶体管连接；将所述第三晶体管置于导通状态以允许通过所述驱动晶体管施加所述参考电流；以及将数据电压VDAT施加到所述电容器的第二板。所述排放阶段包括以下步骤：将所述第二晶体管置于截止状态；将所述第三晶体管置于截止状态以移除所述参考电流；将所述电容器的第二板与VDAT隔离并将所述电压源连接到所述电容器的第二板；以及取决于施加到驱动晶体管的栅极的电压来控制到所述发光装置的电流量。在示例性实施例中，所述组合编程和补偿阶段还可以包括：将所述第四晶体管置于导通状态以将VDAT施加到所述电容器的第二板；将所述第五晶体管置于截止状态以将所述电容器的第二板与所述电压源隔离；以及将所述第六晶体管置于截止状态以将所述发光装置与所述像素电路隔离。所述发光阶段还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于显示装置的像素电路，其可在组合编程和补偿阶段操作并可在发光阶段操作，所述像素电路包括：驱动晶体管，其被配置成取决于施加到所述驱动晶体管的栅极的电压来控制在所述发光阶段期间到发光装置的电流量；第二晶体管，其连接到所述驱动晶体管的栅极，其中所述第二晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于导通状态并且在所述发光阶段期间处于截止状态，并且当所述第二晶体管处于所述导通状态时，所述驱动晶体管变为二极管连接，以使得所述驱动晶体管的栅极和第二端子通过所述第二晶体管连接；第三晶体管，其连接到所述驱动晶体管的第二端子，其中所述第三晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于导通状态以允许通过所述驱动晶体管施加参考电流，并且在所述发光阶段期间处于截止状态以移除所述参考电流；以及电容器，其具有连接到所述驱动晶体管的栅极的第一板和在所述组合编程和补偿阶段期间可连接到数据电压VDAT的第二板；其中在所述组合编程和补偿阶段期间，通过施加所述参考电流来至少部分地补偿所述驱动晶体管的阈值电压和/或载流子迁移率。

【技术特征摘要】
2018.03.23 US 15/933,4741.一种用于显示装置的像素电路，其可在组合编程和补偿阶段操作并可在发光阶段操作，所述像素电路包括：驱动晶体管，其被配置成取决于施加到所述驱动晶体管的栅极的电压来控制在所述发光阶段期间到发光装置的电流量；第二晶体管，其连接到所述驱动晶体管的栅极，其中所述第二晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于导通状态并且在所述发光阶段期间处于截止状态，并且当所述第二晶体管处于所述导通状态时，所述驱动晶体管变为二极管连接，以使得所述驱动晶体管的栅极和第二端子通过所述第二晶体管连接；第三晶体管，其连接到所述驱动晶体管的第二端子，其中所述第三晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于导通状态以允许通过所述驱动晶体管施加参考电流，并且在所述发光阶段期间处于截止状态以移除所述参考电流；以及电容器，其具有连接到所述驱动晶体管的栅极的第一板和在所述组合编程和补偿阶段期间可连接到数据电压VDAT的第二板；其中在所述组合编程和补偿阶段期间，通过施加所述参考电流来至少部分地补偿所述驱动晶体管的阈值电压和/或载流子迁移率。2.根据权利要求1所述的像素电路，其还包括：第四晶体管，其连接到所述电容器的第二板，其中所述第四晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于导通状态以将VDAT施加到所述电容器的第二板，并且所述第四晶体管在所述发光阶段期间处于截止状态以将VDAT与所述电容器的第二板隔离；第五晶体管，其可连接到电压源并连接到所述电容器的第二板，其中所述第五晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于截止状态以将所述电容器的第二板与所述电压源隔离，并且所述第五晶体管在所述发光阶段期间处于导通状态以将所述电压源连接到所述电容器的第二板；以及第六晶体管，其在所述组合编程和补偿阶段期间处于截止状态以停止所述参考电流从所述像素电路到所述发光装置的流动，并且在所述发光阶段期间处于导通状态以允许流过所述驱动晶体管的电流流到所述发光装置。3.根据权利要求2所述的像素电路，其中所述驱动晶体管可连接到第一电压源，并且所述第五晶体管可连接到参考第二电压源；并且其中所述第五晶体管在所述组合编程和补偿阶段期间处于截止状态以将所述电容器的第二板与所述参考第二电压源隔离，并且所述第五电容器在所述发光阶段期间处于导通状态以将所述参考第二电压源连接到所述电容器的第二板。4.根据权利要求1-3中任一项所述的像素电路，其中所述第三晶体管和所述第一晶体管被配置成在所述组合编程和补偿期间使所述参考电流流到所述发光装置以补偿所述发光装置的电压变化。5.根据权利要求1-4中任一项所述的像素电路，其中所述驱动晶体管和所述第二至第六晶体管都是p型晶体管。6.根据权利要求1-4中任一项所述的像素电路，其中所述驱动晶体管和所述第二至第六晶体管都是n型晶体管。7.根据权利要求1-4中任一项所述的像素电路，其中所述驱动晶体管和所述第二至第四晶体管是p型晶体管，并且所述第五和第六晶体管是n型晶体管。8.根据权利要求1-4中任一项所述的像素电路，其中所述驱动晶体管和所述第二至第四晶体管是n型晶体管，并且所述第五和第六晶体管是p型晶体管。9.根据权利要求1-8中任一项所述的像素电路，其中所述第六晶体管连接在所述驱动晶体管的第二端子与对所述发光装置的输出之间。10.根据权利要求1-8中任一项所述的像素电路，其中所述第六晶体管连接在所述驱动晶体管的第二端子与来自电压源的输入之间。11.一种操作用于显示装置的像素电路方法，所述像素电路可在组合编程和补偿阶段操作并可在发光阶段操作；所述操作方法包括以下步骤：提供像素电路，所述像素电路包括：驱动晶体管，其被配置成取决于施加到所述驱动晶体管的栅极的电压来控制在所述发光阶段期间到发光装置的电流量；第二晶体管，其连接到所述驱动晶体管的栅极；第三晶体管，其连接到所述驱动晶体管的第二端子；以及电容器，其具有连接到所述驱动晶体管的栅极的第一板和可连接到数据电压VDAT和电压源的第二板；在所述组合编程和补偿阶段期间，通过施加参考电流来至少部分地补偿所述驱动晶体管的阈值电压和/或载流子迁移率，这通过以下步骤实现：将所述第二晶体管置于导通状态，其中所述驱动晶体管变为二极管连接，以使得所述驱动晶体管的栅极和第二端子通过所述第二晶体管连接；将所述第三晶体管置于导通状态以允许通过所述驱动晶体管施加所述参考电流；以及将数据电压VDAT施加到所述电容器的第二板；以及在所述发光阶段期间，执行以...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆彤，C·J·布朗，M·J·布朗洛，T·M·斯米顿，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP