[发明专利]有源矩阵显示器的低功率数字驱动

说明书

发明领域

本发明涉及用于显示器的低功率数字驱动的设备和方法。更具体地，本发明设计用于补偿并数字地驱动有源矩阵显示器(诸如例如AMOLED(有源矩阵有机发光二极管)显示器)的设备和方法。

背景技术

本领域中现有的用于有源矩阵显示器(例如AMOLED显示器)的背板为每个发光元件(例如每个OLED)使用一个像素驱动电路，每个像素驱动电路驱动一个预定的电流通过相应的发光元件。实现了多个像素驱动电路的电路图，这些电路图都包括驱动预定的电流通过发光元件的驱动晶体管。图1中示出了一个示例，其中发光元件(在这一示例中是OLED 101)与驱动晶体管M1串联地耦合在电源电压VDD和接地GND之间。驱动晶体管M1的栅极连接到选择晶体管M2的主电极，选择晶体管M2的栅极连接到选择线SA，选择晶体管M2的第二主电机连接到数据线DA。电容器C1耦合在驱动晶体管M1的栅极和与驱动晶体管M1耦合的OLED 101的电极之间。

在一种模拟驱动方法中，使用了一种幅度调制方法，其中每一个发光元件(例如，OLED)在一个完整的帧周期期间以对应于所要求的灰度的强度来发射光。通过发光元件(例如，OLED)的电流是根据驱动晶体管M1的栅极上的模拟数据电压来确定的。由于这一晶体管M1优选地以饱和状态工作以便进行准确的电流控制(例如，为了消除或显著减少不同发光元件(例如OLED)之间由于发光元件(例如OLED)的阈值电压的差异而导致的亮度差异)，这类背板通常以超过8V的电源电压来驱动。驱动晶体管上的压降远高于(典型地大于4V)发光元件上的压降。这导致与发光元件相比，更多的能量被消耗在背板中。通过发光元件的电流(并因此导致的发光元件亮度)随M1栅极电压的平方而变化。这引入了非线性的显示响应，限制了精度，并且使显示器对噪声敏感。

在数字驱动方法中，可使用脉宽调制(PWM)方法，其中每一个发光元件(例如OLED)在一个帧周期的一部分期间以单一亮度发射光。在这种方法中，在期间发光元件发射光的那部分帧周期具有对应于所需灰度的持续时间。在使用基于脉宽调制的数字驱动的有源矩阵显示器(例如AMOLED显示器)中，优选的是以线性方式驱动晶体管以降低显示器的功率消耗。然而，当以线性方式驱动晶体管时，由于发光元件特性、晶体管特性或设备温度，和/或由于发光元件随时间的降级的缘故，通过发光元件的电流存在变化。这些效应在AMOLED显示器中尤其可观。这些效应导致图像的降级，这可导致例如屏幕老化。此外，尤其是对于AMOLED彩色显示器(但也不限于此)，降级在不同颜色中是不均匀的(蓝色通常比其它颜色降级得快)。因此，通常为每一个像素使用补偿电路，导致相对复杂的像素驱动器电路，且增加了像素大小。

作为使用补偿电路的替代，也已提出了用于直接控制通过数字驱动的显示器中的发光元件(例如OLED)的电流的方法。这类驱动方法的示例描述在US2011/0134163中。在这一方法中，显示器的每个像素具有串联地连接在电源供应参考线和电源供应线之间的电流供应电路、开关部分以及发光元件。开关部分使用数字视频信号在打开和关闭之间切换。电流供应电路生成流过发光元件(例如OLED)的恒定电流。尽管通过这一方法，即便在(例如，由于降级导致)电流特性改变时，每个发光元件也能够以恒定亮度发光，但这一方案的缺点在于显示器的分辨率被降低。原因是在每个像素中提供电流供应电路导致具有增加的像素大小的复杂像素电路，并由此导致变低的分辨率。此外，由于晶体管匹配问题，这一像素内电流控制的准确性可能是受限的。

发明概述

本发明的各实施例的一个目的是提供良好的用于数字驱动有源矩阵显示器的方法，有源矩阵显示器诸如例如但不限于AMOLED显示器。

上述目的通过根据本发明的各实施例的方法和设备来实现。

本发明的各方面涉及用于驱动有源矩阵显示器的数字驱动电路，以及用于数字地驱动有源矩阵显示器的方法，数字驱动电路可包括以线性方式工作的像素驱动晶体管，其中像素电路的大小和复杂度相对于现有技术被减小，并且具有对通过发光元件的电流的良好控制。