[发明专利]多色电致发光显示器的补偿方案

说明书

技术领域

本发明涉及固态OLED平板显示器，更具体地涉及具有对有机发光显示组件老化进行补偿的装置的显示器。

背景技术

电致发光(EL)装置是用于平板显示器的有前景的技术。例如，已经知道有机发光二极管(OLED)几年了并且其目前已经用于商用显示装置。EL器件使用涂覆在基板上的薄膜材料层，该薄膜材料层当电流通过时发光。在OLED装置中，这些层的一层或更多层包括有机材料。由于使用有源矩阵控制方案，多个EL发光器件可以被装配在一个EL显示器中。EL子像素(各EL子像素包括EL器件和驱动电路)通常被设置成对于各子像素具有行和列地址的二维阵列，并且由与各子像素关联的数据值来驱动，以与所关联的数据值相对应的亮度发光。为了制成全彩色显示器，把一个或更多个不同颜色的子像素聚集到一起以形成一个像素。因此，EL显示器上的各像素包括一个或更多个子像素，例如，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。特定颜色的所有子像素的集合通常被称为“调色板(color plane)”。单色显示器可以被认为是具有仅仅一个调色板的彩色显示器的特例。

典型的大屏显示器(例如，具有大于12至20英寸的对角线)采用在基板上形成的氢化非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)，以驱动在这样的大屏显示器中的子像素。非晶硅底板并不贵而且容易制造。但是，如由Jahinuzzaman等人在Applied Physics Letters 87，023502(2005)中的“Threshold Voltage Instability Of Amorphous Silicon Thin-Film TransistorsUnder Constant Current Stress”中所描述的，当a-Si TFT经受延长的栅偏压时，a-Si TFT的阈值电压(V_th)显示出亚稳态偏移。因为转换LCD显示器中的液晶所需要的电流是比较小的，所以该偏移在诸如LCD这样的传统显示装置中并不明显。但是，对于LED应用，大得多的电流必须由a-Si TFT电路转换以驱动EL材料发光。因此，随着使用采用a-Si TFT电路的EL显示器，其通常显示出明显的V_th偏移。该V_th偏移可以导致缩小的动态范围和图像伪影。而且，OLED和混合EL器件中的有机材料也随着时间相对于流过它们的集成电流密度而恶化，使得它们的效率下降，而它们对电流的阻力，因而正向电压增加。这些效应在本领域中被描述为“老化”效应。

这两个因素，TFT和EL老化，缩短了显示器的寿命。随着使用显示器，显示器上不同的有机材料可以以不同的速度老化，导致差异颜色老化和白点变化的显示器。如果特别是使用显示器中的一些EL器件，则可以导致空间差异老化，导致当用类似信号驱动时，显示器的多个部分比其他部分暗。这可以导致可见烧进。例如，当屏幕在一个位置显示单个图形元素一段较长时间时，会发生上述情况。这样的图形元素可以包括具有背景信息(如，新标题、运动分数和网络标识)的条纹或矩形。单屏中的差异也可以是有问题的。例如，在常规屏幕(4∶3纵横比)上显示宽银幕的宽屏(16∶9纵横比)图像要求显示器给图像配衬边，使16∶9图像出现在显示屏幕的中间水平区域并且黑条(非照明的)出现在4∶3显示屏幕的各自顶部和底部水平区域。这引起16∶9图像区域和非照明(衬边)区域之间的锐化转变(sharp transition)。这些转变可以随着时间烧进并且变为可见作为水平边缘。而且，衬边区域没有这些情况中的图像区域老化地快，令人不愉快的是，这可以导致当显示4∶3(全屏)图像时，衬边区域比16∶9图像区域亮。

避免TFT电路中的电压阈值偏移的问题的一种方法是采用这样的电路设计：在存在这样的电压偏移时，该电路设计的性能比较恒定。例如，Uchino等人的美国专利申请公报No.2005/0269959描述了一种具有补偿电光元件的特性变动和晶体管的阈值电压变动的功能的子像素电路。子像素电路包括电光元件、保持电容器和五信道薄膜晶体管。可选电路设计采用降低对晶体管性能的敏感性的电流镜驱动电路。例如，Takahara等人的美国专利申请公报No.2005/0180083描述了这样的电路。但是，这样的电路通常比以其他方式采用的双晶体管单电容器(2T1C)大得多而且更复杂，从而降低开口率(AR)，即，显示器上可用于发光的区域的百分比。通过提高通过各EL器件的电流密度，AR的降低缩短了显示器寿命。