(57)【要約】      （修正有）【課題】ディスプレイは、有機発光ダイオード表示画素のアレイを有することができる。各表示画素は、１つ以上の発光トランジスタ及びそれぞれの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）と直列に結合された駆動トランジスタを含むことができる。半導体酸化物トランジスタは、駆動トランジスタのドレイン端子とゲート端子との間に結合されて、低リフレッシュレート表示動作中のリーク低減に役立つことができる。【解決手段】半導体酸化物トランジスタの閾値電圧の変動を補償するため、半導体酸化物トランジスタのゲート端子に提供される走査制御信号のハイ電圧レベルの大きさを調整することができる。感知回路は、較正画像を表示している間に表示電流を感知するために使用され得る。感知表示電流は、較正画像に関連付けられた予想表示電流と比較することができる。処理回路は、予想表示電流と比較される実際の表示電流に基づいて、ハイ電圧レベルを更新することができる。【選択図】図１
2020118973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素のアレイであって、前記画素のアレイ内の各画素は、発光ダイオード、駆動トランジスタ及びスイッチングトランジスタを含む、画素のアレイと、
前記スイッチングトランジスタに制御信号を第１の電圧レベルで提供して、前記スイッチングトランジスタをオンにするように構成されたゲートドライバ回路と、
前記画素のアレイに結合された感知回路と、
前記感知回路からの情報に基づいて、前記第１の電圧レベルを変化させるように構成された処理回路と、
を備える、ディスプレイ。
【請求項２】
前記スイッチングトランジスタは、半導体酸化物内に形成されたチャネルを有する、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項３】
前記駆動トランジスタは、シリコン内に形成されたチャネルを有する、請求項２に記載のディスプレイ。
【請求項４】
各画素の前記発光ダイオードは、第１の電源端子と第２の電源端子との間に結合されている、請求項１に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記感知回路は、前記第２の電源端子に結合された電流感知抵抗器と、前記感知抵抗器に結合されたアナログデジタル変換器とを含む、請求項４に記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記感知回路は、前記電流感知抵抗器とアナログデジタル変換器との間に介在する増幅器を含む、請求項５に記載のディスプレイ。
【請求項７】
前記アナログデジタル変換器の出力端子は、前記処理回路に結合されている、請求項５に記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記処理回路は、前記電流感知抵抗器により感知された実際の電流と予想電流との比較に基づいて、前記第１の電圧レベルを変化させるように構成されている、請求項７に記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記処理回路は、前記電流感知抵抗器により感知された前記実際の電流が前記予想電流と一致するまで、前記第１の電圧レベルを漸増的に変化させるように構成されている、請求項８に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
前記ゲートドライバ回路は、前記スイッチングトランジスタに前記制御信号を第２の電圧レベルで提供して、前記スイッチングトランジスタをオフにするように構成されており、前記処理回路は、前記第２の電圧レベルを変化させるように構成されている、請求項９に記載のディスプレイ。
【請求項１１】
前記処理回路は、前記実際の電流が前記予想電流未満であると判定したことに応答して、前記第１の電圧レベルを第１の量だけ低下させ、前記第２の電圧レベルを前記第１の量だけ低下させるように構成されている、請求項１０に記載のディスプレイ。
【請求項１２】
前記処理回路は、前記感知抵抗器により感知された実際の電流及び温度に少なくとも基づいてルックアップテーブルを使用して、更新された第１の電圧レベルを判定するように構成されている、請求項７に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
画素のアレイと、前記画素のアレイに結合された感知回路と、前記感知回路に結合された処理回路と、を備えるディスプレイを動作させる方法であって、
前記画素のアレイを使用して画像を表示することと、
前記画素のアレイを使用して前記画像を表示している間に、前記感知回路を使用して表示電流値を求めることと、
前記表示電流値及び予想表示電流値に少なくとも基づいて、前記画素のアレイに提供される走査制御信号のアクティブ電圧レベルを更新することと、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記画素のアレイ内の各画素は、発光ダイオードと、前記発光ダイオードと直列に接続された駆動トランジスタと、前記走査制御信号を受信するゲート端子を有するスイッチングトランジスタと、を含み、前記走査制御信号の前記アクティブ電圧レベルを更新することは、前記表示電流値が前記予想表示電流値未満であると判定したことに応答して、前記走査制御信号の前記アクティブ電圧レベルを低下させることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スイッチングトランジスタは、半導体酸化物内に形成されたチャネルを有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記走査制御信号の前記アクティブ電圧レベルを更新することは、前記表示電流値、前記予想表示電流値、及び温度に少なくとも基づいてルックアップテーブルを使用して、更新されたアクティブ電圧レベルを判定することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記走査制御信号の前記アクティブ電圧レベルを更新することは、前記走査制御信号の前記アクティブ電圧レベルを使用して前記画像を繰り返し表示することと、前記感知回路を使用して、前記表示電流値を求めることと、前記表示電流値が前記予想表示電流値と一致するまで、前記走査制御信号の前記アクティブ電圧レベルを漸増的に調整することと、を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記画素のアレイを使用して前記画像を表示することは、前記画素のアレイを使用して、バッテリ充電ステータス画面を表示することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
ディスプレイを含む電子デバイスであって、前記ディスプレイは、
画素のアレイであって、前記画素のアレイの各画素は、
発光ダイオード、
前記発光ダイオードと直列に結合された駆動トランジスタであって、ドレイン端子と、ゲート端子と、を有する、駆動トランジスタ、及び
前記駆動トランジスタの前記ドレイン端子と前記ゲート端子との間に結合されたスイッチングトランジスタであって、前記スイッチングトランジスタは、ハイ電圧レベルとロー電圧レベルとで切り替わる走査制御信号を受信するゲート端子を有する、スイッチングトランジスタ、
を含む、画素のアレイと、
接地電源電圧トレースであって、前記画素のアレイの各画素の前記発光ダイオードは、前記接地電源電圧トレースに結合されている、接地電源電圧トレースと、
表示電流を判定するように構成されている、前記接地電源電圧トレースに結合された感知回路と、
前記感知回路により判定された前記表示電流に基づいて、各画素について前記走査制御信号の前記ハイ電圧レベルの大きさを変化させるように構成された処理回路と、
を備える、電子デバイス。
【請求項２０】
前記駆動トランジスタは、シリコン内に形成されたチャネルを有し、前記スイッチングトランジスタは、半導体酸化物内に形成されたチャネルを有し、前記電子デバイスは、
ハウジングであって、前記ハウジング内の前記ハウジングの向かい合った第１の側面と第２の側面との間に前記ディスプレイが装着されている、ハウジングと、
前記ハウジングの前記第１の側面及び前記第２の側面に取り付けられたリストストラップとを、更に備え、前記スイッチングトランジスタは、第１のスイッチングトランジスタであり、前記画素のアレイ内の各画素は、
前記駆動トランジスタと正電源電圧トレースとの間に結合されている、第１の発光トランジスタと、
前記駆動トランジスタと前記発光ダイオードとの間に結合されている、第２の発光トランジスタと、
データ線と、前記駆動トランジスタと前記第２の発光トランジスタとの間に介在するノードとの間に結合されている、第２のスイッチングトランジスタと、
前記駆動トランジスタの前記ゲート端子と、前記第２の発光トランジスタと前記発光ダイオードとの間に介在するノードとの間に結合されている、コンデンサと、
初期化電圧端子と前記コンデンサとの間に結合されている、第３のスイッチングトランジスタと、
を更に含む、請求項１９に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１９年２月２２日に出願された米国特許出願第１６／２８３，４８１号及び２０１９年１月２８日に出願された中国特許出願第２０１９１００７９９２４．８号の優先権を主張するものであり、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、概して、電子デバイスに関し、より具体的には、ディスプレイを有する電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスは、多くの場合、ディスプレイを含む。例えば、セルラー電話及びポータブルコンピュータは、ユーザに情報を提示するディスプレイを含む。
【０００３】
有機発光ダイオードディスプレイなどのディスプレイは、発光ダイオードによる表示画素のアレイを有する。このタイプのディスプレイでは、各表示画素は、発光ダイオードと、発光ダイオードを発光させるための信号の印加を制御する薄膜トランジスタとを含む。
【０００４】
例えば、表示画素は、多くの場合、発光ダイオードを通って流れる電流量を制御する駆動薄膜トランジスタと、駆動薄膜トランジスタのゲート端子に接続されたスイッチングトランジスタとを含む。スイッチングトランジスタは、半導体酸化物トランジスタとして実装されてもよく、典型的には、スイッチングトランジスタがオフにされるとき低リークを呈する。半導体酸化物スイッチングトランジスタのこの低リーク特性は、駆動薄膜トランジスタが発光ダイオードに電流を通過させて光を生成するときに、駆動薄膜トランジスタのゲート端子における電圧を、表示画素の所与の発光期間中に比較的一定に保つのに役立つ。
【０００５】
しかしながら、半導体酸化物スイッチングトランジスタは、ディスプレイの寿命にわたって信頼性の問題を呈する。具体的には、半導体酸化物トランジスタは、半導体酸化物トランジスタが繰り返しオン及びオフになるにつれて、経時的にドリフトする閾値電圧を有する。半導体酸化物トランジスタの閾値電圧が変化するにつれて、発光直前の駆動薄膜トランジスタのゲート端子における電圧も影響を受けることになる。これは、発光ダイオードを通って流れる電流量に直接影響を及ぼし、表示画素によって生成される光又はルミナンスの量を制御する。半導体酸化物スイッチングトランジスタの閾値電圧に対する発光ダイオード電流のこの感度は、ディスプレイの寿命にわたるルミナンス低下、ディスプレイの寿命にわたる（例えば、ディスプレイ上にシアン／緑がかった色合いをもたらす）望ましくない色シフトなどの、理想的でない表示挙動のリスクを増大させる。
【発明の概要】
【０００６】
電子デバイスは、表示画素のアレイを有するディスプレイを含む場合がある。表示画素は、有機発光ダイオード表示画素であってもよい。
【０００７】
各表示画素は、発光ダイオードと、発光ダイオードと直列に結合された駆動トランジスタと、駆動トランジスタのドレイン端子とゲート端子との間に結合された第１の半導体タイプのトランジスタ（例えば、半導体酸化物薄膜トランジスタ）と、駆動トランジスタ及び発光ダイオードと直列に結合された第１の発光トランジスタと、駆動トランジスタ及び電力線と直列に結合された第２の発光トランジスタと、発光ダイオードに結合された初期化トランジスタと、駆動トランジスタのソース端子に結合されたデータローディングトランジスタと、を含むことができる。具体的には、半導体酸化物トランジスタは、駆動トランジスタのゲート端子におけるリークを低減するように構成することができる。
【０００８】
半導体酸化物トランジスタを制御する走査制御信号は、半導体酸化物トランジスタの閾値電圧における変化に適合させて、ディスプレイ内の任意のルミナンス低下を補償することができる。１つの補償スキームでは、半導体酸化物トランジスタの閾値電圧の変化の予測を使用して、所定のプロファイルに従って走査制御信号のハイ電圧レベルを変化させることができる。走査制御信号のハイ電圧レベルの変化は、半導体酸化物トランジスタの閾値電圧の変化に追従し、ディスプレイ内のルミナンス低下を防止することができる。
【０００９】
別の好適な構成では、電流感知回路をディスプレイに結合して、較正画像が表示されている間に表示電流を測定することができる。較正画像に関連付けられた予想表示電流は、既知であってもよい。（電流感知回路によって得られる）実際の表示電流を予想表示電流と比較することができる。半導体酸化物トランジスタの閾値電圧の変化に起因して、実際の表示電流と予想表示電流との差が生じ得る。差が検出された場合、半導体酸化物トランジスタの走査制御信号のハイ電圧レベルを、それに応じて補償することができる。一例では、予想表示電流、実際の表示電流及び温度に関連付けられた情報を含むルックアップテーブルに基づいて、ハイ電圧レベルを設定してもよい。別の例では、実際の表示電流が予想表示電流と一致するまで、ハイ電圧レベルを漸増的に調整してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るディスプレイを有する例示的な電子デバイスの図である。
【００１１】
【図２】一実施形態に係る、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示画素のアレイを有する、例示的な有機発光ダイオードディスプレイの図である。
【００１２】
【図３】一実施形態に係る、低リフレッシュレート表示駆動スキームの図である。
【００１３】
【図４】一実施形態に係る、発光電流を生成するように構成されている有機発光ダイオード表示画素の回路図である。
【００１４】
【図５】図４に示す有機発光ダイオード表示画素の動作を示すタイミング図である。
【００１５】
【図６】一実施形態に係る、半導体酸化物トランジスタの閾値電圧及びシリコントランジスタの閾値電圧が経時的にどのように変動するかを示す図である。
【００１６】
【図７】一実施形態に係る、図４に示す有機発光ダイオード表示画素内の半導体酸化物トランジスタの閾値電圧に対するＯＬＥＤ発光電流の感度を示す図である。
【００１７】
【図８】一実施形態に係る、図４のＴ３などの半導体酸化物トランジスタのゲートに提供され得る走査制御信号の図である。
【００１８】
【図９】一実施形態に係る、トランジスタの閾値電圧における予想されるドリフトに追従するように、画素内の半導体酸化物トランジスタの走査制御信号のハイ電圧レベルをどのように予測的に低減できるかを示す図である。
【００１９】
【図１０】一実施形態に係る、表示電流を能動的に監視し、それに応じて、半導体酸化物トランジスタの走査制御信号のハイ電圧レベルを補償するための感知回路を含む例示的なディスプレイの概略図である。
【００２０】
【図１１】一実施形態に係る、表示電流を能動的に監視するために感知抵抗器及びアナログ−デジタル変換器を含む例示的なディスプレイの概略図である。
【００２１】
【図１２】一実施形態に係る、測定された表示電流に基づいて、ルックアップテーブルを使用して半導体酸化物トランジスタの走査制御信号のハイ電圧レベルを補償する例示的な方法のフローチャートである。
【００２２】
【図１３】一実施形態に係る、ハイ電圧レベルを漸増的に変化させることによって半導体酸化物トランジスタの走査制御信号のハイ電圧レベルを補償する例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
有機発光ダイオードディスプレイを備えることができるタイプの例示的な電子デバイスが、図１に示されている。電子デバイス１０は、ラップトップコンピュータ、組み込み型コンピュータを含むコンピュータモニタ、タブレットコンピュータ、セルラー電話機、メディアプレーヤ、又は他のハンドヘルド型若しくはポータブル型の電子デバイスなどのコンピューティングデバイス、腕時計型デバイス、ペンダント型デバイス、ヘッドホン型若しくはイヤホン型デバイス、眼鏡若しくはユーザの頭部に装着される他の機器内に組み込まれたデバイス、又は他のウェアラブル若しくは小型のデバイスなどのより小さいデバイス、ディスプレイ、組み込み型コンピュータを含むコンピュータディスプレイ、組み込み型コンピュータを含まないコンピュータディスプレイ、ゲーミングデバイス、ナビゲーションデバイス、キオスク若しくは自動車内にディスプレイを有する電子機器が取り付けられたシステムなどの組み込み型システム、あるいは他の電子機器とすることができる。
【００２４】
デバイス１０は、制御回路１５を含むことができる。制御回路１５は、デバイス１０の動作をサポートする記憶及び処理回路を含むことができる。記憶及び処理回路は、非揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ又はソリッドステートドライブを形成するように構成された他の電気的にプログラム可能な読み出し専用メモリ）、揮発性メモリ（例えば、スタティック又はダイナミックランダムアクセスメモリ）などのような記憶装置を含み得る。制御回路１５の処理回路は、センサ及び他の入力デバイスからの入力を収集するために使用され得て、出力デバイスを制御するためにも使用され得る。処理回路は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、ベースバンドプロセッサ及び他の無線通信回路、電力管理ユニット、オーディオチップ、特定用途向け集積回路、などに基づき得る。
【００２５】
デバイス１０と外部機器との間の通信をサポートするために、制御回路１５は、通信回路２１を使用して通信することができる。回路２１は、アンテナ、高周波送受信機回路、並びに他の無線通信回路及び／又は有線通信回路を含むことができる。制御回路並びに／又は制御回路及び通信回路と呼ばれることもある回路２１は、無線リンクを介したデバイス１０と外部機器との間の双方向無線通信をサポートすることができる（例えば、回路２１は、無線ローカルエリアネットワークリンクを介した通信をサポートするように構成された無線ローカルエリアネットワーク送受信機回路、近距離通信リンクを介した通信をサポートするように構成された近距離無線通信送受信機回路、セルラー電話リンクを介した通信をサポートするように構成されたセルラー電話送受信回路又は他の任意の適切な有線若しくは無線通信リンクを介した通信をサポートするように構成された送受信回路などの、高周波送受信機回路を含むことができる）。無線通信は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク、ＷｉＦｉ（登録商標）リンク、６０ＧＨｚリンク若しくは他のミリ波リンク、セルラー電話リンク、又は他のワイヤレス通信リンクを介してサポートされてもよい。デバイス１０は、必要に応じて、有線及び／又は無線電力を送信及び／又は受信するための電力回路を含んでもよく、バッテリ又は他のエネルギー貯蔵デバイスを含んでもよい。例えば、デバイス１０は、デバイス１０内の回路に提供される無線電力を受信するためのコイル及び整流器を含み得る。
【００２６】
デバイス１０は、デバイス１２などの入出力デバイスを含むことができる。デバイス１２は、電子デバイスのハウジング（例えば、電子デバイスの外面を形成する金属及び／又はガラスから形成された電子デバイスハウジング）に装着され得る。電子デバイス１０がリストウォッチデバイスである場合には、リストストラップを電子デバイスハウジングに取り付けてもよい。例えば、リストストラップを電子デバイスハウジングの向かい合った第１の側面及び第２の側面に取り付けてもよく、ディスプレイ１４は、向かい合った第１の側面と第２の側面との間に介在している。入出力デバイス１２は、ユーザ入力を収集する際、ユーザを取り囲む環境の情報を収集する際、及び／又はユーザに出力を提供する際に使用されてもよい。デバイス１２は、ディスプレイ（単数又は複数）１４などの１つ以上のディスプレイを含むことができる。ディスプレイ１４は、有機発光ダイオードディスプレイ、液晶ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、エレクトロウェッティングディスプレイ、プラズマディスプレイ、微小電気機械システムディスプレイ、結晶性半導体発光ダイオードダイ（マイクロＬＥＤと呼ばれることもある）及び／又は他のディスプレイから形成された画素アレイを有するディスプレイであってもよい。ディスプレイ１４は、ユーザのために画像を表示するように構成された画素のアレイを有することができる。表示画素は、フレキシブル基板などの基板上に形成することができる（例えば、ディスプレイ１４は、フレキシブルディスプレイパネルから形成することができる）。ディスプレイ１４内の容量性タッチセンサ用の導電性電極及び／又は酸化インジウムスズ電極のアレイ、又はディスプレイ１４に重なる他の透明導電性電極のアレイを使用して、ディスプレイ１４のための二次元容量性タッチセンサを形成することができる（例えば、ディスプレイ１４は、タッチ感知ディスプレイであってもよい）。
【００２７】
入出力デバイス１２内のセンサ１７は、力センサ（例えば、歪みゲージ、容量性力センサ、抵抗力センサなど）、マイクロホンなどのオーディオセンサ、容量性センサなどのタッチセンサ、及び／又は近接センサ（例えば、ディスプレイ１４に組み込まれた二次元容量性タッチセンサ、ディスプレイ１４に重なる二次元容量性タッチセンサ、及び／又はボタン、トラックパッド、又はディスプレイに関連付けられていない他の入力デバイスを形成するタッチセンサ）、及び他のセンサを含むことができる。必要に応じて、センサ１７は、光を放射して検出する光センサなどの光センサ、超音波センサ、光タッチセンサ、光近接センサ、及び／又は他のタッチセンサ及び／又は近接センサ、単色及びカラー周辺光センサ、画像センサ、指紋センサ、温度センサ、三次元非接触ジェスチャ（「エアジェスチャ」）を測定するためのセンサ、圧力センサ、位置、向き、及び／又は動きを検出するためのセンサ（例えば、加速度計、コンパスセンサなどの磁気センサ、ジャイロスコープ、及び／又はこれらのセンサの一部若しくは全てを含む慣性測定ユニット）、健康センサ、高周波センサ、深度センサ（例えば、ステレオ撮像装置に基づく構造化光センサ及び／又は深度センサ）、飛行時間測定値を収集する、自己混合センサ及び光検出と測距（ｌｉｄａｒ）センサなどの光センサ、湿度センサ、水分センサ、視線追跡センサ、及び／又は他のセンサを含むことができる。いくつかの構成では、デバイス１０は、ユーザ入力を収集するためにセンサ１７及び／又は他の入出力デバイスを使用することができる（例えば、ボタン押圧入力を収集するためにボタンを使用することができ、ユーザタッチスクリーン入力を収集するためにディスプレイに重なるタッチセンサを使用することができ、タッチ入力を収集するためにタッチパッドを使用することができ、オーディオ入力を収集するためにマイクロホンを使用することができ、指が入力面に接触するときの監視に加速度計を使用することができ、したがって、指押圧入力を収集するために使用することができる）。
【００２８】
必要に応じて、電子デバイス１０は、追加の構成要素（例えば、入出力デバイス１２内の他のデバイス１９を参照）を含んでもよい。追加の構成要素は、触覚出力デバイス、スピーカなどのオーディオ出力デバイス、ステータスインジケータ用の発光ダイオード、ハウジング及び／若しくはディスプレイ構造体の一部分を照明する発光ダイオードなどの光源、他の光出力デバイス、並びに／又は入力の収集及び／若しくは出力の提供を行うための他の回路を含んでもよい。デバイス１０はまた、バッテリ又は他のエネルギー貯蔵デバイス、補助装置との有線通信をサポートし、有線電力を受信するためのコネクタポート、及び他の回路を含んでもよい。
【００２９】
電子デバイスのディスプレイは、表示画素のアレイ上に画像を表示するためのドライバ回路を備えることができる。例示的なディスプレイを図２に示す。図２に示すように、ディスプレイ１４は、基板２４などの１つ以上の層を有してもよい。基板２４などの層は、平面ガラス層などの材料の平面矩形層から形成されてもよい。ディスプレイ１４は、ユーザ用の画像を表示するための表示画素２２のアレイ２７を有してもよい。表示画素２２のアレイは、基板２４上の表示画素構造体の行及び列から形成されてもよい。これらの構造体は、ポリシリコン薄膜トランジスタ（例えば、ポリシリコンから形成されたアクティブ領域を有する薄膜トランジスタ）、半導体酸化物薄膜トランジスタ（例えば、半導体酸化物から形成されたアクティブ領域を有する薄膜トランジスタ）などの薄膜トランジスタを含んでもよい。表示画素２２のアレイ内には、任意の好適な数（例えば、１０以上、１００以上、又は１０００以上）の行及び列が存在し得る。
【００３０】
ディスプレイドライバ集積回路１６などのディスプレイドライバ回路は、はんだ又は導電性接着剤を使用して基板２４上の金属トレースなどの導電性経路に結合してもよい。ディスプレイドライバ集積回路１６（タイミングコントローラチップと呼ばれることがある）は、経路２５を通じてシステム制御回路と通信するための通信回路を含むことができる。経路２５は、フレキシブルプリント回路又は他のケーブル上のトレースで形成してもよい。システム制御回路は、セルラー電話、コンピュータ、コンピュータタブレット、テレビ、セットトップボックス、メディアプレーヤ、リストウォッチ、ポータブル電子デバイス、又はディスプレイ１４が使用されている他の電子機器などの電子デバイス内のメインロジックボード上に配置されてもよい。動作中、システム制御回路は、ディスプレイ１４上に表示される画像に関する情報を、経路２５を介してディスプレイドライバ集積回路１６に供給することができる。表示画素２２上に画像を表示するために、ディスプレイドライバ集積回路１６は、行ドライバ回路１８及び列ドライバ回路２０などのディスプレイドライバ回路に、クロック信号及び他の制御信号を供給することができる。行ドライバ回路１８及び／又は列ドライバ回路２０は、基板２４上の１つ以上の集積回路及び／又は１つ以上の薄膜トランジスタ回路から形成されてもよい。
【００３１】
行ドライバ回路１８は、ディスプレイ１４の左端及び右端上に、ディスプレイ１４の単一の端部のみに、又はディスプレイ１４の他の場所に配置されてもよい。動作中、行ドライバ回路１８は、水平線２８（行線又は「走査」線と呼ばれることがある）上に、行制御信号を提供することができる。それゆえ、行ドライバ回路１８は、走査線ドライバ回路と呼ばれることがある。行ドライバ回路１８はまた、所望であれば、発光制御線などの他の行制御信号を提供するために使用されてもよい。
【００３２】
列ドライバ回路２０は、ディスプレイドライバ集積回路１６からのデータ信号Ｄを、複数の対応する垂直線２６上に供給するために使用することができる。列ドライバ回路２０は、データ線ドライバ回路又はソースドライバ回路と呼ばれることがある。垂直線２６は、データ線と呼ばれることがある。補償動作中、列ドライバ回路２０は、垂直線２６などの経路を使用して、基準電圧を供給することができる。プログラミング動作中、表示データは、線２６を使用して表示画素２２内にロードされる。
【００３３】
各データ線２６は、表示画素２２のそれぞれの列に関連付けられている。水平信号線２８の組は、ディスプレイ１４にわたって水平に走る。電源経路及び他の線はまた、画素２２に信号を供給してもよい。水平信号線２８の各組は、表示画素２２のそれぞれの行に関連付けられている。各行内の水平信号線の数は、水平信号線によって独立して制御されている表示画素２２内のトランジスタの数によって決定され得る。異なる構成の表示画素が、異なる数の制御線、データ線、電源線などによって動作されてもよい。
【００３４】
行ドライバ回路１８は、ディスプレイ１４中の行線２８上で制御信号をアサートし得る。例えば、ドライバ回路１８は、ディスプレイドライバ集積回路１６からクロック信号及び他の制御信号を受信することができ、受信信号に応じて、表示画素２２の各行に制御信号をアサートすることができる。表示画素２２の行は順番に処理され、画像データの各フレームに対する処理は、例えば、表示画素のアレイの最上部から開始し、アレイの底部で終了してもよい。行の走査線がアサートされている間、回路１６によって列ドライバ回路２０に提供される制御信号及びデータ信号は、行の表示画素がデータ線Ｄ上に現れている表示データでプログラムされるように、関連付けられたデータ信号Ｄをデータ線２６上に逆多重化して駆動するように回路２０に指示する。表示画素は、次いで、ロードされた表示データを表示することができる。
【００３５】
ディスプレイ１４などの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイでは、各表示画素は、発光用のそれぞれの有機発光ダイオードを含む。駆動トランジスタは、有機発光ダイオードからの光出力量を制御する。表示画素内の制御回路は、有機発光ダイオードからの出力信号の強度が、駆動トランジスタの閾値電圧とは無関係である間に、表示画素内にロードされたデータ信号のサイズに比例するように、閾値電圧補償動作を実行するように構成されている。
【００３６】
ディスプレイ１４は、低リフレッシュレート動作をサポートするように構成することができる。比較的低いリフレッシュレート（例えば、１Ｈｚ、２Ｈｚ、１〜１０Ｈｚ、１００Ｈｚ未満、６０Ｈｚ未満、３０Ｈｚ未満、１０Ｈｚ未満、５Ｈｚ未満、１Ｈｚ未満、又は他の好適に低レートのリフレッシュレート）を使用してディスプレイ１４を動作させることは、静的又はほぼ静的であるコンテンツを出力するアプリケーション、及び／又は最小限の電力消費を必要とするアプリケーションに好適であり得る。図３は、一実施形態に係る、低リフレッシュレート表示駆動スキームの図である。図３に示すように、ディスプレイ１４は、（期間Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈによって示されるような）短いデータリフレッシュフェーズと延長ブランキング期間Ｔ＿ｂｌａｎｋとの間で交互動作してもよい。期間Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈ中、各表示画素内のデータ値は、リフレッシュされ、「上書きされ」、又は更新されてもよい。
【００３７】
一例として、各データリフレッシュ期間Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈは、６０Ｈｚのデータリフレッシュ動作に従って約１６．６７ミリ秒（ｍｓ）であってもよく、一方、各期間Ｔ＿ｂｌａｎｋは、ディスプレイ１４の全体リフレッシュレートが（低リフレッシュレート表示動作の一例として）１Ｈｚに低下するように、約１秒であってもよい。そのように構成すれば、Ｔ＿ｂｌａｎｋの持続時間を調整して、ディスプレイ１４の全体リフレッシュレートを調整することができる。例えば、Ｔ＿ｂｌａｎｋの継続時間が０．５秒に調整される場合、全体リフレッシュレートは２Ｈｚに増加し得る。別の例として、Ｔ＿ｂｌａｎｋの持続時間が４分の１秒に調整された場合、全体リフレッシュレートは４Ｈｚに増加し得る。本明細書に記載される実施形態では、ブランキングインターバルＴ＿ｂｌａｎｋは、Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈの持続時間の少なくとも２倍、Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈの持続時間の少なくとも１０倍、Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈの持続時間の少なくとも２０倍、Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈの持続時間の少なくとも３０倍、Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈの持続時間の少なくとも６０倍、Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈの持続時間の２〜１００倍、Ｔ＿ｒｅｆｒｅｓｈの持続時間の１００倍超であってもよい。
【００３８】
低リフレッシュレート動作をサポートするために使用できるディスプレイ１４内の例示的な有機発光ダイオード表示画素２２の概略図を、図４に示す。図４に示すように、表示画素２２は、蓄積コンデンサＣｓｔ、並びにｎ型（すなわち、ｎチャネル）トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、及びＴ６などのトランジスタを含み得る。画素２２のトランジスタは、シリコン（例えば、ＬＴＰＳ又は低温ポリシリコンと呼ばれることがある、低温プロセスを使用して堆積されたポリシリコン）、半導体酸化物（例えば、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ））、又は他の好適な半導体材料などの半導体から形成された薄膜トランジスタであってもよい。換言すれば、これらの薄膜トランジスタのアクティブ領域及び／又はチャネル領域は、ポリシリコン又は半導電酸化物材料から形成されてもよい。
【００３９】
表示画素２２は、発光ダイオード３０４を含んでもよい。正電源電圧ＥＬＶＤＤ（例えば、１Ｖ、２Ｖ、１Ｖ超、０．５〜５Ｖ、１〜１０Ｖ、又は他の好適な正電圧）は、正電源端子３００に供給することができ、接地電源電圧ＥＬＶＳＳ（例えば、０Ｖ、−１Ｖ、−２Ｖ、又は他の好適な負電圧）は、接地電源端子３０２に供給することができる。電源電圧ＥＬＶＤＤ及びＥＬＶＳＳを、それぞれの電源トレースから端子３００及び３０２に提供してもよい。例えば、導電層は、接地電源電圧ＥＬＶＳＳをディスプレイ内の全ての画素に提供する接地電源電圧トレースとして機能し得る。トランジスタＴ２の状態は、端子３００から端子３０２に、ダイオード３０４を通って流れる電流の量を制御し、したがって、表示画素２２からの発光３０６の量を制御する。それゆえ、トランジスタＴ２は、「駆動トランジスタ」と呼ばれることがある。ダイオード３０４は、関連する寄生容量ＣＯＬＥＤ（図示せず）を有し得る。
【００４０】
端子３０８は、初期化電圧Ｖｉｎｉ（例えば、１Ｖ、２Ｖ、１Ｖ未満、１〜５Ｖ、又は他の好適な電圧などの正電圧）を供給するために使用され、ダイオード３０４が使用されていないときにダイオード３０４をオフにするのを支援する。図２の行ドライバ回路１８などのディスプレイドライバ回路からの制御信号は、端子３１２、３１３、３１４、及び３１５などの制御端子に供給される。端子３１２及び３１３は、第１及び第２の走査制御端子としてそれぞれ機能することができ、一方、端子３１４及び３１５は、第１及び第２の発光制御端子としてそれぞれ機能することができる。走査制御信号Ｓｃａｎ１及びＳｃａｎ２は、走査端子３１２及び３１３にそれぞれ適用されてもよい。発光制御信号ＥＭ１及びＥＭ２は、端子３１４及び３１５にそれぞれ供給されてもよい。データ信号端子３１０などのデータ入力端子は、表示画素２２に対する画像データを受信するために、図２のそれぞれのデータ線２６に結合される。
【００４１】
トランジスタＴ４、Ｔ２、Ｔ５、及びダイオード３０４は、電源端子３００と３０２との間で直列に結合されてもよい。具体的には、トランジスタＴ４は、正電源端子３００に結合されたドレイン端子と、発光制御信号ＥＭ２を受信するゲート端子と、トランジスタＴ２及びＴ３に結合されたソース端子（ノードＮ１としてラベル付けされてる）とを有する。トランジスタの「ソース」端子及び「ドレイン」端子の用語は、時に、互換的に使用され得る。駆動トランジスタＴ２は、ノードＮ１に結合されたドレイン端子と、ノードＮ２に結合されたゲート端子と、ノードＮ３に結合されたソース端子とを有する。トランジスタＴ５は、ノードＮ３に結合されたドレイン端子と、発光制御信号ＥＭ１を受信するゲート端子と、ノードＮ４に結合されたソース端子とを有する。ノードＮ４は、有機発光ダイオード３０４を介して接地電源端子３０２に結合される。
【００４２】
トランジスタＴ３、コンデンサＣｓｔ、及びトランジスタＴ６は、ノードＮ１と端子３０８との間に直列に結合される。具体的には、トランジスタＴ３は、ノードＮ１に結合されたドレイン端子と、走査線３１２から走査制御信号Ｓｃａｎ１を受信するゲート端子と、ノードＮ２に結合されたソース端子とを有する。蓄積コンデンサＣｓｔは、ノードＮ２に結合された第１の端子と、ノードＮ４に結合された第２の端子とを有する。トランジスタＴ６は、ノードＮ４に結合されたドレイン端子と、走査線３１２を介して走査制御信号Ｓｃａｎ１を受信するゲート端子と、端子３０８を介して初期化電圧Ｖｉｎｉを受信するソース端子とを有する。
【００４３】
トランジスタＴ１は、データ線３１０を介してデータ信号を受信するドレイン端子と、走査線３１３を介して走査制御信号Ｓｃａｎ２を受信するゲート端子と、ノードＮ３に結合されたソース端子とを有する。このように接続されることにより、発光制御信号ＥＭ２は、トランジスタＴ４をイネーブルするためにアサートされてもよく（例えば、信号ＥＭ２は、トランジスタＴ４をオンにするためにハイ電圧レベルに駆動されてもよい）、発光制御信号ＥＭ１は、トランジスタＴ５を起動するためにアサートされてもよく、走査制御信号Ｓｃａｎ２は、トランジスタＴ１をオンにするためにアサートされてもよく、走査制御信号Ｓｃａｎ１は、トランジスタＴ３及びＴ６を同時にオンに切り替えるためにアサートされてもよい。トランジスタＴ４及びＴ５は、発光トランジスタと呼ばれることがある。トランジスタＴ６は、初期化トランジスタと呼ばれることがある。トランジスタＴ１は、データローディングトランジスタと呼ばれることがある。
【００４４】
１つの好適な構成では、トランジスタＴ３は半導体酸化物トランジスタとして実装されてもよく、残りのトランジスタＴ１、Ｔ２、及びＴ４〜Ｔ６はシリコントランジスタである。半導体酸化物トランジスタは、シリコントランジスタよりも比較的呈するリークが低いので、半導体酸化物トランジスタとしてトランジスタＴ３を実装することは、低リフレッシュレートにおいてフリッカを低減するのに役立つ（例えば、信号Ｓｃａｎ１がデアサートされるか又はローに駆動されるときに、Ｔ３を通って電流がリークするのを防止することにより）。
【００４５】
図５は、図４に示す有機発光ダイオード表示画素２２の動作を示すタイミング図である。時間ｔ１の前に、信号Ｓｃａｎ１及びＳｃａｎ２がデアサートされ（例えば、走査制御信号は両方ともロー電圧レベルにある）、一方、信号ＥＭ１及びＥＭ２がアサートされる（例えば、発光制御信号は両方ともハイ電圧レベルにある）。両方の発光制御信号ＥＭ１及びＥＭ２がハイの場合、発光電流は、駆動トランジスタＴ２を通って対応する有機発光ダイオード３０４内に流れて、光３０６を生成する（図４を参照）。発光電流は、ＯＬＥＤ電流又はＯＬＥＤ発光電流と呼ばれることがあり、ダイオード３０４においてＯＬＥＤ電流が能動的に光を生成する期間は、発光フェーズと呼ばれる。
【００４６】
時間ｔ１において、発光制御信号ＥＭ１は、デアサートされて（すなわち、ローに駆動されて）発光フェーズを一時的に中断し、データリフレッシュ又はデータプログラミングフェーズを開始する。時間ｔ２において、信号Ｓｃａｎ１は、ハイにパルス化されてトランジスタＴ３及びＴ６を起動することができ、コンデンサＣｓｔにわたる電圧を所定の電圧差（例えば、ＥＬＶＤＤ−Ｖｉｎｉ）に初期化する。
【００４７】
時間ｔ３において、信号Ｓｃａｎ２がアサートされている間に、かつ、信号ＥＭ１及びＥＭ２が両方ともデアサートされている間に、走査制御信号Ｓｃａｎ１は、ハイにパルス化されて、データ線３１０から表示画素２２内に所望のデータ信号をロードする。時間ｔ４において、走査制御信号Ｓｃａｎ１はデアサートされ（例えば、ローに駆動され）、データプログラミングフェーズの終了を意味する。次いで、ｔ５において発光フェーズが開始し、このとき、発光制御信号ＥＭ１及びＥＭ２が再びアサートされる。
【００４８】
トランジスタＴ３を半導体酸化物トランジスタとして実装することは、駆動トランジスタＴ２のゲート端子におけるリーク電流を最小化するのに役立つが、半導体酸化物トランジスタＴ３は、信頼性の問題を被る可能性がある。表示画素２２のデータプログラミング動作の間、走査クロック信号Ｓｃａｎ１は、ハイ電圧レベルＶＳＨ（例えば、１０．５Ｖ、１０Ｖ超、１〜１０Ｖ、５Ｖ超、１〜５Ｖ、７〜１１Ｖ、１０〜１５Ｖ、２０Ｖ、２０Ｖ超、又は他の好適な正／ハイ電圧レベル）までプルアップされてもよく、また、ロー電圧レベルＶＧＬ（例えば、−５Ｖ、−１Ｖ、０〜−５Ｖ、−５〜−１０Ｖ、０Ｖ未満、−１Ｖ未満、−４Ｖ未満、−５Ｖ未満、−１０Ｖ未満、又は他の好適な負／ロー電圧レベル）までプルダウンされてもよい。具体的には、発光フェーズ中の半導体酸化物トランジスタＴ３のゲート端子における負電圧ＶＧＬの印加により、トランジスタＴ３にわたる負のゲートソース間電圧ストレスがかかり、それによって酸化物劣化（経年劣化効果と呼ばれることがある）をもたらし、経時的に半導体酸化物トランジスタＴ３の閾値電圧（Ｖｔｈ＿ｏｘとも呼ばれる）をドリフトさせる原因となる。
【００４９】
図６は、半導体酸化物トランジスタＴ３の閾値電圧が経時的にどのように変動するかを示す図である。トレース５５０は、ディスプレイ１４の寿命にわたるシリコントランジスタの閾値電圧を表す。図示のように、閾値電圧は、ディスプレイの寿命にわたって比較的安定したままであり得る。対照的に、トレース５００は、ディスプレイ１４の寿命にわたる半導体酸化物トランジスタＴ３の閾値電圧を表す。トレース５００に示すように、Ｖｔｈ＿ｏｘは、（例えば、通常表示動作の１〜４週にわたって、通常表示動作の１〜１２か月にわたって、表示動作の少なくとも１年にわたって、表示動作の１〜５年にわたって、表示動作の１〜１０年にわたって）経時的に変化する。具体的には、ディスプレイが動作するにつれて、Ｖｔｈ＿ｏｘが経時的に減少し得る。これは、ディスプレイ１４（例えば、リストウォッチデバイスなどのウェアラブルデバイス内のディスプレイ、「常時オン」ディスプレイと呼ばれることもある）が、ほぼ終日使用されることが予想される場合に、「常時オン」ではないディスプレイよりもＶｔｈ＿ｏｘが急速に劣化し得るので問題となることがある。
【００５０】
図７は、Ｖｔｈ＿ｏｘにおける電圧変化量の関数として、ＯＬＥＤ発光電流ＩＯＬＥＤの百分率変化をプロットしている。トレース５５２によって示されるように、ＯＬＥＤ発光電流ＩＯＬＥＤは、画素内におけるシリコントランジスタの閾値電圧の変化にそれほど敏感ではない。トレース５０２は、図４の有機発光ダイオード表示画素２２内のトランジスタＴ３の閾値電圧Ｖｔｈ＿ｏｘに対するＩＯＬＥＤの感度を示す。図７のトレース５０２によって示すように、電流ＩＯＬＥＤは、Ｖｔｈ＿ｏｘが公称閾値電圧量から１．５Ｖだけ逸脱した場合に約５０％増加する可能性があり、Ｖｔｈ＿ｏｘが公称閾値電圧量から−１．５Ｖだけ逸脱した場合に約４０％減少する可能性がある。トレース５０２によって表されるような、Ｖｔｈ＿ｏｘにおける変化に対するＯＬＥＤ電流のこの比較的高い感度は、Ｖｔｈ＿ｏｘが経時的にドリフトするにつれて、ルミナンス低下及びディスプレイ内の望ましくない色シフトなどの、理想的でない挙動を引き起こす場合がある。
【００５１】
図８は、画素２２の動作中にＴ３を制御するために使用される走査制御信号（例えば、Ｓｃａｎ１）の図である。図示のように、制御信号は、トランジスタＴ３をアサートするために、正電圧レベルＶＳＨまで上昇することができる。（トランジスタの中でもとりわけ）Ｔ３をオフにするために、信号Ｓｃａｎ１を、正電圧レベルＶＳＨ（アクティブ電圧レベル、オン電圧レベル、又はハイ電圧レベルと呼ばれることもある）から負電圧レベルＶＧＬ（非アクティブ電圧レベル、オフ電圧レベル、又はロー電圧レベルと呼ばれることもある）に駆動することができる。
【００５２】
（ＶＳＨからＶＧＬに走査制御信号Ｓｃａｎ１を駆動することによって）Ｔ３がデアサートされると、Ｎ２上の電圧は、ＶＳＨとＶｔｈ＿ｏｘとの差（例えば、ΔＶ  α  ＶＳＨ−Ｖｔｈ＿ｏｘ）に比例する量だけ変化し得る。Ｎ２上の電圧は、ダイオード３０４を通る電流の量を、したがって画素のルミナンスを制御するので、Ｎ２電圧の精密な制御は、ディスプレイの最適な動作にとって重要である。したがって、Ｔ３が経験するＶｔｈ＿ｏｘドリフトは、（Ｎ２上のΔＶを経時的に変動させるので）理想的でない挙動を引き起こす。Ｖｔｈ＿ｏｘドリフトを原因とする理想的でない挙動を防止するために、ＶＳＨを変化させて、Ｖｔｈ＿ｏｘの変化に追従してもよい。ＶＳＨがＶｔｈ＿ｏｘと同様の量だけ変化した場合、ΔＶは、（Ｖｔｈ＿ｏｘドリフトにもかかわらず）経時的に一定のままとなる。
【００５３】
ＶＳＨを更新して、Ｖｔｈ＿ｏｘドリフトを補償するために使用され得るスキームが多数存在する。一例では、ＶＳＨは、予想されるＶｔｈ＿ｏｘの経時的な低下に基づいて、所定の速度で低下し得る。図９は、一実施形態に係る、走査制御信号Ｓｃａｎ１のＶＳＨをどのように調整してＶｔｈ＿ｏｘの変化に適応させ、それによって表示ルミナンス低下を緩和し得るかを示すタイミング図である。時間Ｔ０（すなわち、ディスプレイがまだ比較的新しい場合）において、ＶＳＨは公称正電源レベルＶＳＨ０でバイアスされてもよい。いくらかの期間及び時間Ｔ１の後、ディスプレイ１４のルミナンスは、酸化物トランジスタＴ３の閾値電圧ドリフトにより、ある程度低下している可能性がある。Ｔ０〜Ｔ１の時間量は、少なくとも５０時間、少なくとも１００時間、１００〜５００時間、５００時間超、又はディスプレイ１４がルミナンスにおいて望ましくない変化を被ったかもしれない他の好適な動作期間であってもよい。ルミナンス低下を緩和するために、ＶＳＨを新たな正電源レベルＶＳＨ１−まで低減することができる。追加の期間後、時間Ｔ２において、ディスプレイ１４のルミナンスは、ｔ１〜ｔ２の酸化物トランジスタＴ３の閾値電圧ドリフトにより、ある程度低下している可能性がある。Ｔ１〜Ｔ２の時間量は、少なくとも５０時間、少なくとも１００時間、１００〜５００時間、５００時間超、又はディスプレイ１４がルミナンスにおいて望ましくない変化を被ったかもしれない他の好適な動作期間であってもよい。ルミナンス低下を緩和するために、ＶＳＨを新たな正電源レベルＶＳＨ２まで低減することができる。
【００５４】
このプロセスは、ディスプレイ１４の寿命の終了が、通常動作用途の少なくとも２年、通常動作の２〜５年、通常動作用途の５〜１０年、又は通常動作使用の１０年超続くまで、無期限に継続してもよい。
【００５５】
ＶＳＨは、ディスプレイドライバ集積回路１６により調整することができる。あるいは、追加の制御及び処理回路（例えば、図１の制御回路１５）が、ＶＳＨを更新する命令をディスプレイドライバ集積回路１６に送信してもよい。ＶＳＨをいつ、どの程度調整するかを知るために、Ｖｔｈ＿ｏｘの平均ドリフト曲線を判定する試験を行うことができる。例えば、所与の数のデバイス（例えば、１００個のデバイス、５００個のデバイス、１００個超のデバイス、１０００個超のデバイス、１０００個未満のデバイスなど）は、経時的に監視されるＶｔｈ＿ｏｘを有し得る。様々な時間において、デバイスの平均Ｖｔｈ＿ｏｘ値を求めることができる。次いで、平均Ｖｔｈ＿ｏｘ値を使用して、平均Ｖｔｈ＿ｏｘドリフト曲線を作成することができる。平均Ｖｔｈ＿ｏｘドリフト曲線により、ＶＳＨの更新を知ることができる。所望であれば、Ｖｔｈ＿ｏｘドリフト曲線に近似する段階的な様式でＶＳＨを更新してもよい。
【００５６】
電子デバイスの使用中、実際のＶｔｈ＿ｏｘドリフトは、平均Ｖｔｈ＿ｏｘドリフト曲線から逸脱することがある。しかしながら、平均Ｖｔｈ＿ｏｘドリフト曲線に従ってＶＳＨを更新することは、ＶＳＨが全く更新されていないディスプレイに対する表示性能を更に改善することができる。表示性能を更に改善するために、電流感知を使用して、表示性能を能動的に監視し、表示ブライトネスを維持するためにＶＳＨを定期的に更新することができる。したがって、予測されたＶｔｈ＿ｏｘ変化ではなくリアルタイムデータに基づいて、ＶＳＨが更新される。
【００５７】
アクティブＶＳＨ補償のための感知回路を含む例示的なディスプレイの概略図を図１０に示す。図１０に示すように、ディスプレイ１４は、複数の画素２２を有する画素アレイ２７を含む。各画素は、接地電源トレースＥＬＶＳＳに結合されてもよい。１つの例示的な例では、接地電源トレースＥＬＶＳＳは、画素アレイ全体の上に形成されたブランケット金属層であってもよく、各画素は、ブランケット金属層に電気的に接続された対応するダイオード端子を有する。
【００５８】
ＶＳＨを能動的に補償するために、最初に、開始ＶＳＨ値を使用して、画像（例えば、較正画像）を画素アレイ上に表示することができる。ＶＳＨ値は、ディスプレイドライバ集積回路１６から画素アレイに提供されてもよい。接地電源トレースＥＬＶＳＳ（接地電源端子ＥＬＶＳＳと呼ばれることもある）は、感知回路１０２に電気的に接続されてもよい。感知回路１０２は、較正画像が画素アレイにより表示されている間に接地電源端子ＥＬＶＳＳにおける電流の検出を可能にする回路構成要素を含むことができる。感知回路１０２は、感知電流値を処理回路１０４に出力することができる。処理回路１０４は、感知電流値を使用して、更新ＶＳＨ値を判定することができ、更新ＶＳＨ値は次いで、ディスプレイドライバ集積回路に提供される。
【００５９】
較正画像が表示されている間に感知電流値に基づいて、処理回路１０４がＶＳＨを更新することを可能にするためには、予想表示電流値が必要とされることがある。例えば、デバイスの製造が完了する前に試験を実行して、較正画像が第１のブライトネス値で表示されたときには、第１の表示電流値が感知回路１０２により感知すべきであると判定してもよい。次いで、デバイスの動作中、較正画像を第１のブライトネス値で表示してもよい。感知された表示電流値が予測された第１の表示電流値と一致する場合、処理回路１０４は、ディスプレイが正しく動作しており、ＶＳＨへの変化が必要でないと判定することができる。しかしながら、感知された表示電流値が第１の表示電流値とは異なる（例えば、より低い）場合、処理回路は、ＶＳＨを更新して、Ｖｔｈ＿ｏｘドリフトを補正する必要があると判定することができる。様々な条件で予想表示電流値を判定するために、多数のブライトネスレベル及び温度での較正を実行することができる。次いで、電子デバイスを動作させているときに、実際の表示電流値を、現在の条件についての予想表示電流値と比較することができる。次いで、処理回路は、比較に基づいて、是正措置（例えば、ＶＳＨの更新）を行うことができる。
【００６０】
任意の所望の回路を使用して、図１０の感知回路を形成してもよい。図１１は、感知抵抗器を使用して表示電流を感知する感知回路１０２の例示的な実施形態の概略図である。図１０２に示すように、接地電源端子ＥＬＶＳＳは、感知抵抗器１０６に結合されてもよい。表示電流を感知抵抗器１０６にシンクすることによって、任意選択的に増幅器１１０に結合され得るノード１０８に、表示電流に比例する電圧が提供され得る。増幅器１１０は、ノード１０８からの電圧を増幅して、より高い分解能の電流感知（したがって、ロー電流レベルでのより正確な感知）を可能にすることができる。所望であれば、増幅器１１０を省略してもよい。ノード１０８からの電圧（増幅器、又は増幅されていなくも）をアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１１２に提供することができる。ＡＤＣ１１２から出力された感知電流値は、表示電流を表すデジタル値であり得る。
【００６１】
処理回路１０４は、感知電流値を受信し、感知電流値に基づいて、更新ＶＳＨ値を判定することができる。処理回路１０４は、更新ＶＳＨ値の判定時に他の情報を因子とすることができる。例えば、表示電流は、電子デバイスが動作する周囲温度に依存し得る。処理回路１０４は、更新ＶＳＨを判定するためにルックアップテーブル１１４を使用してもよい。ルックアップテーブルは、温度（例えば、温度センサから受信した温度データ）、実際の表示電流、表示ブライトネス、及び／又は予想表示電流に基づいて、更新ＶＳＨ値を出力することができる。更新ＶＳＨ値が判定されると、ディスプレイの後続の動作のために、更新ＶＳＨ値をディスプレイドライバＩＣ１６に提供することができる。
【００６２】
図１１に示す感知回路１０２及び処理回路１０４の例は単なる例示に過ぎない。一般に、感知回路１０２は、任意の所望の回路構成要素を含み得る。更に、図１０及び図１１では、感知回路は、ディスプレイドライバ集積回路１６とは別個に形成されているものとして示されている（例えば、感知回路は、ディスプレイドライバＩＣの外部にある別個の構成要素として形成され得る）。この例は単なる例示に過ぎない。代わりに、所望であれば、ディスプレイドライバＩＣ１６に感知回路１０２を組み込んでもよい。同様に、図１０及び図１１では、処理回路１０４は、ディスプレイドライバ集積回路１６とは別個に形成されているものとして示されている。例えば、処理回路１０４は、図１の制御回路１５の一部として形成されてもよく、電子デバイスのメインプロセッサなどの中に形成されてもよい。これらの例は単なる例示に過ぎず、所望であれば、ディスプレイドライバＩＣ１６に処理回路１０４を組み込んでもよい。
【００６３】
図１０及び図１１の実施形態では、ディスプレイは、ディスプレイ全体に対する電流（例えば、画素アレイ内の全ての画素に電気的に接続された接地電源端子ＥＬＶＳＳにおける電流）を包括的に感知する。他の実施形態では、各画素（又は、アレイ内の全画素よりも少ないが２つ以上の画素を有する画素群）の電流を測定されてもよく、その画素のＶＳＨは、ローカルに更新されてもよいことを理解されたい。換言すれば、ＶＳＨを、包括的にではなく、画素毎に更新してもよい。ただし、本明細書では、包括的に更新されるＶＳＨの例について論じる。
【００６４】
図１２は、動的ＶＳＨ補償のための感知回路を備えるディスプレイ（例えば、図１１のディスプレイ）を動作させるために使用され得る例示的な方法ステップのフローチャートである。図１２に示すように、ステップ２０２において、較正画像をディスプレイ上に表示することができる。較正画像は、（フィールド内でディスプレイが動作する前のディスプレイの試験が行われるので）予想表示電流が分かる任意の画像であってもよい。実際の表示電流の比較対象である基準が分かるように、ＶＳＨ更新が実行されているときにはいつでも、較正画像を表示しなければならない。
【００６５】
電子デバイスのユーザには、較正が検出不能であることが望ましい場合がある。したがって、ディスプレイの日常的な使用時に表示される画像を較正画像として選択してもよい。例えば、電子をロック解除するためのキーパッドを有する画像（ロック画面と呼ばれることもある）、電子デバイスのロゴの画像、電子デバイスの起動中に表示される起動画面、又はバッテリ充電ステータス記号の画像（バッテリ充電ステータス画面と呼ばれることもある）を較正画像として選択してもよい。一例として、バッテリ充電ステータス記号について考察する。電子デバイスを動作させるために、ユーザはデバイスを日常的に充電することができ、したがって、バッテリ充電ステータス画面が定期的に表示されることが保証される。これは、ユーザにとって検出可能になることなく、ＶＳＨ補償の定期的な機会を提供する。所望であれば、２つ以上の較正画像（例えば、バッテリ充電ステータス画面及びロック画面）について、較正データを取得してもよい。これにより、ユーザによる検出なしにＶＳＨ補償を実行することができる回数のフレキシビリティを増大させることができる。
【００６６】
較正画像を選択する際に考慮され得る別の因子は、その画像が発生した表示電流の大きさである。表示電流の十分に正確な試験を保証するために、表示電流が所与の大きさを上回ることが望ましい場合がある。表示ブライトネスを増大させることによって、表示電流の大きさを増大させることができる。同様に、アクティブであるアレイ内の画素率を増大させることによって、表示電流の大きさを増大させることができる。例えば、較正画像がアクティブ画素を主に含む（例えば、主に白色画像）場合、ＶＳＨ較正に必要な表示ブライトネスは、較正画像が低い率のアクティブ画素を含む（例えば、主に黒色の画像）場合よりも低くなり得る。ステップ２０２において、較正画像は、正確な電流感知を可能にするのに十分な高さのブライトネスレベルで表示されてもよい。
【００６７】
次に、ステップ２０４において、感知回路（例えば、図１０及び図１１の感知回路１０２）を使用して、実際の表示電流値を判定することができる。接地電源電圧端子ＥＬＶＳＳを感知抵抗器に結合して、表示電流に比例する、対応する電圧を感知することによって、表示電流値を判定してもよい。ステップ２０６において、実際の表示電流値を使用して、新たなＶＳＨ電流値（ＶＳＨＮＥＷ）を判定することができる。例えば、ルックアップテーブル（例えば、図１１のルックアップテーブル１１４）又はアルゴリズムを使用して、実際の表示電流値、予想表示電流値、温度などに基づいてＶＳＨＮＥＷを生成してもよい。最後に、ステップ２０８において、後続の表示動作のＶＳＨとしてＶＳＨＮＥＷを使用することができる。一般に、ＶＳＨは、任意の所望の電圧値間で調整され得る。例えば、ＶＳＨは、７Ｖ〜１１Ｖ、７Ｖ〜１０．５Ｖ、又は任意の他の所望の電圧間で調整され得る。
【００６８】
任意選択的に、ステップ２１０において、Ｓｃａｎ１の負電圧レベルＶＧＬを調整してもよい。一般に、ＶＧＬの電圧が低いほど、ディスプレイの動作中におけるＴ３のシャットダウンが速くなる。しかしながら、ＶＧＬが低いと、トランジスタに対するバイアスが大きくなる結果となり、最終的には経時的に画素性能の劣化を引き起こすことがある。ただし、ＶＧＬが高過ぎる場合、所望に応じてＳｃａｎ１がＶＧＬに駆動されると、Ｔ３は、完全にはシャットダウンされないことがある。ステップ２１０において、ＶＳＨ、ディスプレイの経過年数などのいくつかの因子に基づいて、ＶＧＬを更新してもよい。１つの例示的な例では、ＶＧＬは、ＶＳＨに追従することができる。これは、（ＶＳＨが変化したとしても）ＶＧＬとＶＳＨとの差が一定のままであり得ることを意味する。例えば、ＶＳＨが１０．５Ｖから９．５Ｖに低下した場合、ＶＧＬはそれに対応して、−５Ｖ〜−６Ｖに低下し得る。代わりに、所望であれば、ＶＧＬとＶＳＨとの差は変化することが可能であり得る（例えば、ＶＳＨが１０．５Ｖから９．５Ｖに低下した場合であっても、ＶＧＬは−５Ｖに留まる場合がある）。一般に、電子デバイス内の処理回路（例えば、図１０の処理回路１０４）は、任意の所望の電圧になるようにＶＧＬを更新することができる。
【００６９】
図１２に示した方法を断続的に繰り返して、ＶＳＨが連続的にＶｔｈ＿ｏｘドリフトに追従することを保証することができる。ＶＳＨ補償プロセス（例えば、図１２の方法）は、毎日１回、毎週１回、毎月１回、１日２回以上、週に２回以上、１日１回未満などで実行してもよい。ＶＳＨ補償プロセスは、リアルタイムの経過（例えば、暦日、暦週など）に基づいて実行されてもよく、あるいはディスプレイがオンである時間の経過に基づいて実行されてもよい。一般に、ＶＳＨ補償は、任意の所望の時間に、任意の所望の頻度で実行され得る。
【００７０】
図１２の例では、更新ＶＳＨ値は、感知電流値に基づいて生成される。しかしながら、ＶＳＨを更新するためのこの例は、単なる例示に過ぎない。較正データを使用して（例えば、ルックアップテーブルに基づいて）更新ＶＳＨ値を選択する代わりに、実際の表示電流が予想表示電流と一致する（あるいは、所与の一致率内となる）まで、ＶＳＨを漸増的に調整してもよい。このタイプのＶＳＨ補償法を図１３のフローチャートに示す。
【００７１】
図１３に示すように、ステップ２１２において、較正画像をディスプレイ上に表示することができる。上述したように、較正画像は、予想表示電流が分かる任意の画像（例えば、バッテリ充電ステータス画面）であってもよい。較正画像は、正確な電流感知を可能にするのに十分な高さのブライトネスレベルで表示されてもよい。画像を表示するときに信号Ｓｃａｎ１を走査するために、高い走査電圧ＶＳＨを使用してもよい。
【００７２】
次に、ステップ２１４において、感知回路（例えば、図１０及び図１１の感知回路１０２）を使用して、実際の表示電流値を判定することができる。接地電源電圧端子ＥＬＶＳＳを感知抵抗器に結合して、表示電流に比例する対応する電圧を感知することによって、表示電流値を判定してもよい。ステップ２０６において、実際の表示電流値（ＩＡＣＴＵＡＬ）を、較正画像に関連付けられた予想表示電流値（ＩＥＸＰＥＣＴＥＤ）と比較することができる。実際の表示電流値が予想表示電流値と一致しない場合、方法はステップ２１８に進むことができる。
【００７３】
ステップ２１８において、所定の調整係数をＶＳＨに加算する（又は減算する）ことによって、ＶＳＨを漸増的に調整することができる（例えば、ＶＳＨＮＥＷ＝ＶＳＨ＋／−ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴ）。調整係数は、１０ｍＶ、１０〜５０ｍＶ、３０〜７０ｍＶ、５０〜１００ｍＶ、１ｍＶ未満、ｍ１Ｖ〜１０ｍＶ、１０ｍＶ未満、５０ｍＶ未満、１００ｍＶ未満、１Ｖ未満、１０ｍＶ超、５０ｍＶ超、１００ｍＶ超、１Ｖ超、又は他の好適な調整係数であってもよい。ＶＳＨを調整した後、方法は、フィードバックループ２２２によってステップ２１２にループバックすることができる。ステップ２１２を再び実行する前に、ＶＳＨは、ステップ２１８からＶＳＨＮＥＷへと設定される。ＩＡＣＴＵＡＬ＝ＩＥＸＰＥＣＴＥＤでない限り、プロセスが繰り返され得る。ＩＡＣＴＵＡＬ＝ＩＥＸＰＥＣＴＥＤになると、方法はステップ２２０に進むことができ、ＶＳＨ補償は完了したと判定され、ＶＳＨを使用して正常な表示動作を継続する。
【００７４】
例えば、ディスプレイの寿命の初めには、ＶＳＨは１０．５Ｖと等しくなり得る。試験中、ＩＡＣＴＵＡＬ＝ＩＥＸＰＥＣＴＥＤでないと判定された場合、ＶＳＨを０．１Ｖだけ低減して１０．４Ｖとすることができる。新たなＩＡＣＴＵＡＬを求めるために、試験が繰り返される。更新されたＩＡＣＴＵＡＬは、再びＩＥＸＰＥＣＴＥＤと比較される。この例では、依然としてＩＡＣＴＵＡＬ＝ＩＥＸＰＥＣＴＥＤでないと判定される。再びＶＳＨを０．１Ｖだけ低減して１０．３Ｖとすることができる。新たなＩＡＣＴＵＡＬを求めるために、試験が繰り返される。この例では、ＩＡＣＴＵＡＬ＝ＩＥＸＰＥＣＴＥＤとなる。このようにして、ＶＳＨ補償は完了することができ、ＶＳＨの新たな値（１０．３Ｖ）を使用して、ディスプレイの動作を進めることができる。
【００７５】
ＩＡＣＴＵＡＬ＝ＩＥＸＰＥＣＴＥＤかどうかの判定には許容差が有り得ることを理解されたい。例えば、ＩＡＣＴＵＡＬがＩＥＸＰＥＣＴＥＤの１％以内、ＩＥＸＰＥＣＴＥＤの２％以内、ＩＥＸＰＥＣＴＥＤの３％以内、ＩＥＸＰＥＣＴＥＤの５％以内、ＩＥＸＰＥＣＴＥＤの１０％以内などである場合に、ＩＡＣＴＵＡＬはＩＥＸＰＥＣＴＥＤと等しい（一致する）と見なすことができる。
【００７６】
前述の例では、酸化物トランジスタＴ３は、アクティブハイ走査制御信号により制御される（例えば、Ｔ３がアサートされたときにはＳｃａｎ１は高く、Ｔ３がデアサートされたときにはＳｃａｎ１は低い）。しかしながら、この例は単なる例示であり、本願の実施形態の範囲を限定することを意図するものではない。当業者には、Ｔ３は代わりに、アクティブロー走査制御信号によって制御されるｐチャネル薄膜トランジスタあってもよい（すなわち、走査制御信号Ｓｃａｎ１は、ローに駆動されてトランジスタＴ３をオンにし、ハイに駆動されてトランジスタＴ３をオフにする）ことが理解できよう。このタイプの実施形態では、（Ｖｔｈ＿ｏｘに追従するようにＶＳＨを修正する）上記の原理を依然として当てはめることができる。しかしながら、Ｖｔｈ＿ｏｘ減少を補償するためにＶＳＨを低下させる代わりに、Ｔ３がｐチャネル薄膜トランジスタである場合にはＶＧＬを上昇させてもよい。ＶＳＨを調整するため上記と同じ技術を、Ｔ３がｐチャネル薄膜トランジスタである場合にＶＧＬを調整することに当てはめることができる。
【００７７】
一実施形態によれば、画素のアレイであって、画素のアレイ内の各画素は、発光ダイオード、駆動トランジスタ及びスイッチングトランジスタを含む、画素のアレイと、スイッチングトランジスタに制御信号を第１の電圧レベルで提供して、スイッチングトランジスタをオンにするように構成されたゲートドライバ回路と、画素のアレイに結合された感知回路と、感知回路からの情報に基づいて、第１の電圧レベルを変化させるように構成された処理回路と、を含む、ディスプレイが提供される。
【００７８】
別の実施形態によれば、スイッチングトランジスタは、半導体酸化物内に形成されたチャネルを有する。
【００７９】
別の実施形態によれば、駆動トランジスタは、シリコン内に形成されたチャネルを有する。
【００８０】
別の実施形態によれば、各画素の発光ダイオードは、第１の電源端子と第２の電源端子との間に結合されている。
【００８１】
別の実施形態によれば、感知回路は、第２の電源端子に結合された電流感知抵抗器と、感知抵抗器に結合されたアナログデジタル変換器とを含む。
【００８２】
別の実施形態によれば、感知回路は、電流感知抵抗器とアナログデジタル変換器との間に介在する増幅器を含む。
【００８３】
別の実施形態によれば、アナログデジタル変換器の出力端子は、処理回路に結合されている。
【００８４】
別の実施形態によれば、処理回路は、電流感知抵抗器により感知された実際の電流と予想電流との比較に基づいて、第１の電圧レベルを変化させるように構成されている。
【００８５】
別の実施形態によれば、処理回路は、電流感知抵抗器により感知された実際の電流が予想電流と一致するまで、第１の電圧レベルを漸増的に変化させるように構成されている。
【００８６】
別の実施形態によれば、ゲートドライバ回路は、スイッチングトランジスタに制御信号を第２の電圧レベルで提供して、スイッチングトランジスタをオフにするように構成されており、処理回路は、第２の電圧レベルを変化させるように構成されている。
【００８７】
別の実施形態によれば、処理回路は、実際の電流が予想電流未満であると判定したことに応答して、第１の電圧レベルを第１の量だけ低下させ、第２の電圧レベルを第１の量だけ低下させるように構成されている。
【００８８】
別の実施形態によれば、処理回路は、少なくとも感知抵抗器により感知された実際の電流及び温度に基づいてルックアップテーブルを使用して、更新された第１の電圧レベルを判定するように構成されている。
【００８９】
一実施形態によれば、画素のアレイと、画素のアレイに結合された感知回路と、感知回路に結合された処理回路と、を備えるディスプレイを動作させる方法であって、画素のアレイを使用して画像を表示することと、画素のアレイを使用して画像を表示している間に、感知回路を使用して表示電流値を求めることと、表示電流値及び予想表示電流値に少なくとも基づいて、画素のアレイに提供される走査制御信号のアクティブ電圧レベルを更新することと、を含む、方法が提供される。
【００９０】
別の実施形態によれば、画素のアレイ内の各画素は、発光ダイオードと、発光ダイオードと直列に接続された駆動トランジスタと、走査制御信号を受信するゲート端子を有するスイッチングトランジスタと、を備え、走査制御信号のアクティブ電圧レベルを更新することは、表示電流値が予想表示電流値未満であると判定したことに応答して、走査制御信号のアクティブ電圧レベルを低下させることを含む。
【００９１】
別の実施形態によれば、スイッチングトランジスタは、半導体酸化物内に形成されたチャネルを有する。
【００９２】
別の実施形態によれば、走査制御信号のアクティブ電圧レベルを更新することは、表示電流値、予想表示電流値、及び温度に少なくとも基づいて、更新されたアクティブ電圧レベルを判定するために、ルックアップテーブルを使用することを含む。
【００９３】
別の実施形態によれば、走査制御信号のアクティブ電圧レベルを更新することは、走査制御信号のアクティブ電圧レベルを使用して画像を繰り返し表示することと、表示電流値を求めるために感知回路を使用することと、表示電流値が予想表示電流値と一致するまで、走査制御信号のアクティブ電圧レベルを漸増的に調整することと、を含む。
【００９４】
別の実施形態によれば、画素のアレイを使用して画像を表示することは、画素のアレイを使用して、バッテリ充電ステータス画面を表示することを含む。
【００９５】
一実施形態によれば、ディスプレイを含む電子デバイスであって、ディスプレイは、画素のアレイであって、画素のアレイの各画素は、発光ダイオード、発光ダイオードと直列に結合された駆動トランジスタであって、ドレイン端子と、ゲート端子と、を有する、駆動トランジスタ、及び駆動トランジスタのドレイン端子とゲート端子との間に結合されたスイッチングトランジスタであって、スイッチングトランジスタは、ハイ電圧レベルとロー電圧レベルとで切り替わる走査制御信号を受信するゲート端子を有する、スイッチングトランジスタ、を含む、画素のアレイと、接地電源電圧トレースであって、画素のアレイの各画素の発光ダイオードは、接地電源電圧トレースに結合されている、接地電源電圧トレースと、表示電流を判定するように構成されている、接地電源電圧トレースに結合された感知回路と、感知回路により判定された表示電流に基づいて、各画素について走査制御信号のハイ電圧レベルの大きさを変化させるように構成された処理回路と、を含む、電子デバイスが提供される。
【００９６】
別の実施形態によれば、駆動トランジスタは、シリコン内に形成されたチャネルを有し、スイッチングトランジスタは、半導体酸化物内に形成されたチャネルを有する。
【００９７】
別の実施形態によれば、電子デバイスは、ハウジングであって、ハウジング内のハウジングの向かい合った第１の側面と第２の側面との間にディスプレイが装着されている、ハウジングと、ハウジングの第１の側面及び第２の側面に取り付けられたリストストラップとを、更に備え、スイッチングトランジスタは、第１のスイッチングトランジスタであり、画素のアレイ内の各画素は、駆動トランジスタと正電源電圧トレースとの間に結合されている、第１の発光トランジスタと、駆動トランジスタと発光ダイオードとの間に結合されている、第２の発光トランジスタと、データ線と、駆動トランジスタと第２の発光トランジスタとの間に介在するノードとの間に結合されている、第２のスイッチングトランジスタと、駆動トランジスタのゲート端子と、第２の発光トランジスタと発光ダイオードとの間に介在するノードとの間に結合されている、コンデンサと、初期化電圧端子とコンデンサとの間に結合されている、第３のスイッチングトランジスタと、を更に含む。
【００９８】
前述は、単なる例示に過ぎず、説明された実施形態に対して多様な変更を行うことができる。前述の実施形態は、個別に又は任意の組合せで実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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