(57)【要約】【課題】アクティブマトリックスディスプレイ（２００）のしきい値電圧補償のための方法を提供する。【解決手段】ディスプレイ（２００）は複数の画素（１００）を備え、各画素は、ドライバゲート（１０４）及び較正ゲート（１０６）を有する駆動トランジスタ（１０２）と、ドライバゲート（１０４）に選択的に接続された第１のデータ線（１１０）と、較正ゲート（１０６）に選択的に接続された第２のデータ線（１１４）とを備える。この方法は、画素（１００）のしきい値電圧を測定するための較正測定モードでディスプレイ（２００）を駆動するステップ（４０２）を含み、第１のデータ線がドライバゲートに接続され、第２のデータ線が較正ゲートに接続される。第１及び第２のデータ線（１１０；１１４）の一方に能動的に駆動され、第１及び第２のデータ線（１１０；１１４）の他方において較正信号が測定される。【選択図】図１３
2018141955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリックスディスプレイにおけるしきい値電圧補償のための方法であって、
前記ディスプレイは、
複数の行及び複数の列を含むアレイ状に配列された複数の画素を備え、
前記画素は、
ドライバゲートと較正ゲートとを有する駆動トランジスタと、
第１のデータ線を駆動トランジスタのドライバゲートに選択的に接続する選択トランジスタと、
第２のデータ線を駆動トランジスタの較正ゲートに選択的に接続する較正トランジスタとを備え、
前記方法は、
少なくとも１つの画素の較正を可能にするために、少なくとも１つの画素のしきい値電圧を測定するための較正測定モードでディスプレイを駆動するステップを含み、前記較正測定モードにおいて、少なくとも１つの画素の選択トランジスタのゲートは第１のデータ線を駆動トランジスタのドライバゲートに接続するように開放され、前記少なくとも１つの画素の前記較正トランジスタのゲートは前記第２のデータ線を前記駆動トランジスタの較正ゲートに接続するように開放され、第１及び第２のデータ線の一方に能動的に測定信号が駆動され、第１及び第２のデータ線の他方において較正信号が測定され、
前記方法は、
測定された較正信号に基づいて少なくとも１つの画素の較正データを決定するステップと、
少なくとも１つの画素を較正するために、ディスプレイを較正リフレッシュモードで駆動するステップとを含み、前記較正リフレッシュモードにおいて、少なくとも１つの画素の選択トランジスタのゲートが閉じられて、駆動トランジスタのドライバゲートから第１のデータ線が切断され、前記少なくとも１つの画素の前記較正トランジスタのゲートは、前記第２のデータ線を前記駆動トランジスタの較正ゲートに接続するように開放され、決定された較正データは第２のデータ線上で駆動トランジスタの較正ゲートに供給される、
アクティブマトリックスディスプレイにおけるしきい値電圧補償のための方法。
【請求項２】
前記測定信号は、第１の周波数を有する周期的に変化する信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記測定信号は、一定の信号に関連して変化し、前記一定信号は、可能な最高又は最低の可能なしきい値電圧に基づいて選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の周波数に関する少なくとも第２又は第３の高調波が較正信号について測定される、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記しきい値電圧は、行内の画素のサブセットについて同時に測定され、
第１及び第２の測定信号が提供され、第２の測定信号は、第１のデータ線上の第１の測定信号を受信する画素のサブセットのうちの１つの画素が第２の測定信号を受信する画素のサブセットのうちの隣接する画素を有するように、第１の測定信号に対して１８０度位相シフトされる、請求項２〜４のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記較正データを記憶し、前記較正リフレッシュモードで前記第２のデータ線上の前記記憶された較正データを前記駆動トランジスタの較正ゲートに供給するステップをさらに含む、請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
前記ディスプレイは、較正測定モードでディスプレイを駆動する２つの連続した機会の間に較正リフレッシュモードで複数回駆動される、請求項１〜６のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
１つの行の少なくとも１つの画素が較正測定モードで駆動され、
他の全ての行に対して、選択トランジスタ及び較正トランジスタのゲートは閉じられてディスプレイ上の元のフレームの画像を保持する、請求項１〜７のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
黒表示と、ディスプレイ上に提示される画像との関係の両方において、画素の少なくとも１つの行に対して較正測定モードを実行することにより、黒表示に関連する較正信号を取得し、画像を提示するディスプレイに対して較正信号を取得するステップと、
黒表示に関連する測定された較正信号と、画像を提示するディスプレイに関連する測定された較正信号との間の差に基づいて、ディスプレイの接地面の電圧降下を推定するステップとをさらに含む、請求項１〜８のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記ディスプレイを通常モードで駆動して画像を表示するときに、第１のデータ線上のデータは推定された電圧降下によって補償される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
複数の行及び複数の列を含むアレイ状に配列された複数の画素を備えたアクティブマトリックスディスプレイであって、
前記画素は、
ドライバゲートと較正ゲートとを有する駆動トランジスタと、
第１のデータ線を駆動トランジスタのドライバゲートに選択的に接続する選択トランジスタと、
第２のデータ線を前記駆動トランジスタの較正ゲートに選択的に接続する較正トランジスタとを備え、
前記アクティブマトリックスディスプレイは、
アレイの行又は列の方向に沿って配列された第１及び第２のデータ線を含むデータ線を備え、
前記各データ線は、各データ線がデータ線の一方の側の画素の選択トランジスタに接続されかつデータ線の他方の側の画素の前記較正トランジスタに接続されるように、アレイの行又は列に沿って画素の選択トランジスタに接続され、
前記アクティブマトリックスディスプレイは、
前記複数のデータ線に接続された制御回路を備え、
前記制御回路は、前記ディスプレイの通常モードで画像を表示するために前記複数のデータ線上にデータを提供するように構成され、
前記制御回路はさらに、前記ディスプレイの較正リフレッシュモードにおいて、画素の駆動トランジスタの較正ゲートに較正データを供給するように、前記データ線上に較正データを提供するように構成され、
前記制御回路はさらに、前記ディスプレイの較正測定モードにおいて、前記第１及び第２のデータ線のうちの１つに測定信号を供給し、第１及び第２のデータ線の他方における較正信号を測定するように構成される、アクティブマトリックスディスプレイ。
【請求項１２】
前記制御回路は、第１の周波数を有する周期的に変化する信号として測定信号を提供するように構成される、請求項１１に記載のディスプレイ。
【請求項１３】
前記制御回路は、前記第１の周波数に関する、前記較正信号の少なくとも第二又は第三高調波を測定するように構成される、請求項１２に記載のディスプレイ。
【請求項１４】
前記測定信号の周波数を提供し、少なくとも第二又は第三高調波を抽出するための基準周波数を提供するために使用される発振器をさらに備える、請求項１３に記載のディスプレイ。
【請求項１５】
前記制御回路は、各データ線用のデジタル／アナログ変換器を備え、
前記デジタル／アナログ変換器は、前記ディスプレイを通常モードで駆動するときにアナログ信号を提供するように構成され、かつ、較正測定モードでディスプレイを駆動するときに使用される逐次近似型アナログ／デジタル変換器の一構成要素として構成される、請求項１１〜１４のうちのいずれか１つに記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の概念は、アクティブマトリックスディスプレイ及びアクティブマトリックスディスプレイにおけるしきい値電圧補償のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリックスディスプレイは、アレイ状に配置された複数の画素を備え、各画素は発光素子を有する。画素の発光素子によって放射された光は、ディスプレイによって提示される画像を形成する。発光素子は、例えば有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）であり、従って、ディスプレイは、アクティブマトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイであってもよい。
【０００３】
ＡＭＯＬＥＤディスプレイなどのアクティブマトリックスディスプレイは、駆動背面を使用することができ、例えば、１つ以上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイの形態であってもよい。背面は、低温製造で製造することができ、このことは適切な基材の使用を可能にし、例えば、フレキシブルディスプレイを形成することができる。従って、ＡＭＯＬＥＤディスプレイなどのアクティブマトリックスディスプレイは、様々なアプリケーションで頻繁に使用されており、将来のアプリケーションにとって有望な技術でもある。
【０００４】
駆動トランジスタは、画素から光を放射するためにＯＬＥＤを流れる電流を駆動するために使用されてもよい。ＯＬＥＤを通る電流は、駆動トランジスタの特性に依存し得る。これらの特性、特に駆動トランジスタのしきい値電圧は、時間の経過とともに変化し、画素毎にばらつきが異なる場合がある。従って、ディスプレイからの不均一な出力を回避するために、ばらつきや劣化を補正するために較正が必要な場合がある。
【０００５】
しきい値電圧の変動を補償するために、デュアルゲート駆動トランジスタを使用することができる。現在のＡＭＯＬＥＤディスプレイでは、ＯＬＥＤを通る電流を測定することが一般的であり、その変動は、駆動トランジスタのしきい値電圧の変動の結果であり、電流でプログラムされた回路において補償を提供する。例えば、特許文献１には、デュアルゲートを有し、ＯＬＥＤ層を駆動する複数のＴＦＴからなる画素電流ドライバが開示される。複数のＴＦＴは、電流でプログラムされたΔＶＴにより補償された方法で形成された５つのＴＦＴであってもよい。そのような電流でプログラムされた補償は複雑な回路をもたらし、従ってＡＭＯＬＥＤディスプレイの最大分解能を低下させる。
【０００６】
別のアプローチでは、例えば、非特許文献１において議論されたように、しきい値電圧の変動を補償する動作方式のデュアルゲート駆動トランジスタが使用される。この画素は、しきい値電圧のばらつきによる劣化をなくすことができるように、しきい値電圧に対して独立に駆動する。しかしながら、このアプローチでは、画素を駆動するためのデータを提供する前に、代わりに補償を行うための方法が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００２／０６７３２７号パンフレット
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】C. Jeon et al, "AMOLED Pixel Circuit using Dual Gate a-IGZO TFTs for Simple Scheme and High Speed VTH Extraction", Society for Information Display Digest, Vol. 47, Issue 1, pages 65-68 (2016)
【非特許文献２】Bhoolokam et al, "Analysis of frequency dispersion in amorphous In-Ga-Zn-O thin-film transistors", Journal of Information Display, Vol. 16, No. 1, pages 31-36 (2015)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の概念の目的は、しきい値電圧補償のための改善された方法を提供することである。本発明の概念の特定の目的は、単純な画素回路（断続的に適用する必要があるだけである較正方法）を用いたしきい値電圧補償を提供することである
【００１０】
本発明の概念のこれら及び他の目的は、独立請求項に定義される本発明によって少なくとも部分的に満たされる。好ましい実施形態は、従属請求項に記載される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様によれば、アクティブマトリックスディスプレイにおけるしきい値電圧補償方法が提供され、前記ディスプレイは、複数の行及び複数の列を含むアレイ状に配列された複数の画素を備え、前記画素は、
ドライバゲートと較正ゲートとを有する駆動トランジスタと、
第１のデータ線を駆動トランジスタのドライバゲートに選択的に接続する選択トランジスタと、
第２のデータ線を駆動トランジスタの較正ゲートに選択的に接続する較正トランジスタとを備え、
前記方法は、
少なくとも１つの画素の較正を可能にするために、少なくとも１つの画素のしきい値電圧を測定するための較正測定モードでディスプレイを駆動するステップを含み、
前記較正測定モードにおいて、少なくとも１つの画素の選択トランジスタのゲートは、第１のデータ線を駆動トランジスタのドライバゲートに接続するように開放され、
前記少なくとも１つの画素の前記較正トランジスタのゲートは、前記第２のデータ線を前記駆動トランジスタの較正ゲートに接続するように開放され、
第１及び第２のデータ線の一方に能動的に測定信号が駆動され、第１及び第２のデータ線の他方において較正信号が測定され、
前記方法は、
測定された較正信号に基づいて少なくとも１つの画素の較正データを決定するステップと、
少なくとも１つの画素を較正するためにディスプレイを較正リフレッシュモードで駆動するステップとを含み、
前記較正リフレッシュモードにおいて、少なくとも１つの画素の選択トランジスタのゲートが閉じられて、駆動トランジスタのドライバゲートから第１のデータ線が切断され、
前記少なくとも１つの画素の前記較正トランジスタのゲートは、前記第２のデータ線を前記駆動トランジスタの較正ゲートに接続するように開放され、
決定された較正データは第２のデータ線上で駆動トランジスタの較正ゲートに供給される。
【００１２】
本発明によれば、前記ディスプレイは、少なくとも1つの画素の駆動トランジスタのしきい値電圧を測定するための較正測定モードで駆動されてもよい。測定は、測定されたしきい値電圧を画素内で補償し、画素間のばらつき及び/又は不均一性を補償するように、決定された較正信号を駆動トランジスタの較正ゲートに供給することを可能にする。これにより、駆動トランジスタによって駆動される発光素子から所望の出力を誘導するために、駆動トランジスタを単純な駆動信号によって動作させることができる。
【００１３】
較正は、ディスプレイ内のすべての画素に対して実行されてもよく、ここで、すべての画素の較正測定値は、単一のセッションで実行されてもよく、例えば較正測定モードの１つのフレーム、又は較正測定モードの複数のセッションのうちの少なくとも１つを含み、ここで、較正測定は、異なるセッションにおける異なる画素に対して実行される。従って、いったんアクティブマトリックスディスプレイが較正され、しきい値電圧が補償されると、画素間のしきい値電圧のばらつきを考慮する必要なく、駆動データを画素のそれぞれの駆動トランジスタに供給することができる。
【００１４】
駆動トランジスタの較正ゲートに供給される較正データは、較正リフレッシュモードでディスプレイが時折しか動作する必要がないように、較正ゲートにかなりの時間保持されてもよい。
【００１５】
さらに、較正測定モードは、しきい値電圧のドリフトを測定するために使用されてもよく、従って、しきい値電圧の変化を識別することを可能にするために、規則的な間隔で適用することができ、アクティブマトリックスディスプレイが駆動トランジスタのしきい値電圧への変化を常に補償することを可能にする。
【００１６】
本発明はまた、少数の要素を有する単純な画素構造を使用することを可能にする。これは、アクティブマトリックスディスプレイが高解像度で配置され得ることを意味する。
【００１７】
アクティブマトリックスディスプレイは、ディスプレイの画素のそれぞれの駆動トランジスタに関連する発光素子からの光出力を駆動するためのアクティブマトリックスを含む任意のディスプレイとして構成される。発光素子は、例えばＯＬＥＤであってもよく、アクティブマトリックスディスプレイはＡＭＯＬＥＤディスプレイである。
【００１８】
前記複数の画素は、複数の行及び列を含むアレイに配置される。このことは、画素は行と列で論理的に編成され、画素を制御するための複数のライン（線）によって共通にアドレス割り当てされてもよい。用語「行」又は「列」は、ディスプレイの実際の物理的な方向を指す必要はない。当業者には理解されるように、行と列は容易に交換することができ、この開示においては、これらの用語は交換可能であることが意図される。
【００１９】
測定信号は、第１のデータ線にアクティブに駆動され、較正信号は第２のデータ線で測定されてもよい。しかしながら、代わりに、測定信号を第２のデータ線に能動的に駆動し、第１のデータ線で較正信号を測定してもよい。
【００２０】
ディスプレイは、測定信号がすべての画素について第１のデータ線上に提供されるように構成されてもよい。しかしながら、代わりに、測定信号が第１のデータ線に能動的に駆動され、較正信号が第２のデータ線上でいくつかの画素について測定されるようにディスプレイを構成することができる一方、他の画素については、測定信号は第２のデータ線にアクティブに駆動され、較正信号は第１のデータ線上で測定される。もしデータ線が隣接する画素間で共有される場合、このことは、データ線を共有する隣接画素の較正信号を受信するために同じデータ線を使用することを可能にすることができる（１つの画素はその第１のデータ線に較正信号を提供し、他の画素は第２のデータ線に較正信号を提供する）。
【００２１】
一実施形態によれば、第１の記憶キャパシタは、駆動トランジスタのドライバゲートと駆動トランジスタのソース又はドレインとの間に接続されてもよい。このことは、ドライバゲートに供給されるデータは、記憶キャパシタによって保持されてもよいことを意味し、例えば、ディスプレイ内の画素による出力を保持するために駆動データは他の画素に供給されることを意味する。このような第１の記憶キャパシタは、画素の良好に制御された駆動を確実にすることができるが、ドライバゲートと駆動トランジスタのソース又はドレインとの間の寄生容量を代わりに使用することができる。
【００２２】
別の実施形態によれば、駆動トランジスタの較正ゲートと駆動トランジスタのソース又はドレインとの間に第２の記憶キャパシタを接続することができる。このことは、較正ゲートに提供されるデータが記憶キャパシタによって保持されることを意味し、例えば、較正データは、較正リフレッシュ動作を必要とせずに実質的な期間にわたって較正ゲート上に保持されることを意味する。このような第２の記憶キャパシタは、較正データは、較正ゲートにおいて相当の時間保持され、代わりに、較正ゲートと駆動トランジスタのソース又はドレインとの間の寄生容量を使用してもよい。また、ディスプレイは較正リフレッシュモードでより頻繁に操作されてもよい。
【００２３】
一実施形態によれば、ドライバゲートは駆動トランジスタのフロントゲートであり、較正ゲートは駆動トランジスタのバックゲートである。しかしながら、ドライバゲートは、代替的に、駆動トランジスタのバックゲートであってもよく、較正ゲートは、駆動トランジスタのフロントゲートであってもよい。また、トランジスタのフロントゲートとバックゲートは、トランジスタがどのように見えるかに依存して互換的に使用することができる相対的な用語である。このように、ここで使用される「ドライバゲート」及び「較正ゲート」という用語は、トランジスタの異なるゲートとして解釈されるべきであり、ドライバゲート及び較正ゲートのそれぞれは、トランジスタのフロントゲート又はバックゲートのいずれかをそれぞれ指してもよい。
【００２４】
駆動トランジスタのドライバゲートの電圧がしきい値電圧を下回ると、駆動トランジスタのチャネルは導通せず、ドライバゲートと較正ゲートはキャパシタの２つのプレートとして機能する。従って、ドライバゲートと較正ゲートとの間に容量性結合が存在する。駆動トランジスタのドライバゲートの電圧がしきい値電圧を超えると、駆動トランジスタのチャネルは導通状態になり、チャネル内の電荷は、ドライバゲートと較正ゲートとの間の容量性結合を遮断する。従って、しきい値電圧は、ドライバゲートと較正ゲートとの間のキャパシタンスの変化を識別することによって決定されてもよいことが理解される。
【００２５】
一実施形態によれば、測定信号は、第１の周波数を有する周期的に変化する信号である。  周期的に変化する信号が特に有用であり、信頼性のある方法でしきい値電圧の決定を容易にすることができることは本発明の理解である。周期的に変化する信号は、測定された較正信号に影響を及ぼす他のパラメータからしきい値電圧に関する情報を抽出することを可能にすることができる。
【００２６】
一実施形態によれば、測定信号は一定の信号に関連して変化し、前記一定信号は、可能な最高または最低の可能なしきい値電圧に基づいて選択される。しきい値電圧の決定は、一定信号によって提供されるDC電圧レベルを上回る又は下回るしきい値電圧を区別することができない場合がある（しきい値電圧は一定信号に対するオフセットとして決定されるため）。可能な限り高いしきい値電圧以上の一定信号を選択することにより、しきい値電圧は、一定信号に対して決定されたオフセットを減じることによって決定され得ると結論付けることができる。同様に、できるだけ低い可能なしきい値電圧以下の一定信号を選択することによって、しきい値電圧は、一定信号に対して決定されたオフセットを加えることによって決定され得ると結論付けることができる。このことは、単一の測定信号に基づいてしきい値電圧を直接決定することができ、しきい値電圧を決定するために異なる測定信号を（例えば、異なるDC電圧レベルに基づいて）供給する必要がないことを意味する。
【００２７】
一実施形態によれば、第１の周波数に関する少なくとも第二又は第三高調波が較正信号について測定される。第１のデータ線と第２のデータ線との間の寄生容量は、ドライバゲートと較正ゲートとの間の容量性結合に関して大きくてもよい。このことは、寄生容量によって、ドライバゲートと較正ゲートとの間の容量の変化を識別することが困難になることがある
ドライバゲートの電圧がしきい値電圧よりも上又は下で変化するときに生じる。しかしながら、第１の周波数の第二及び第三高調波は、データ線間の寄生容量の影響を受けない。従って、第二又は第三高調波を測定することによって、データ線間の寄生容量がしきい値電圧を決定する能力に影響を及ぼすことなく、しきい値電圧の抽出を可能にすることができる。
【００２８】
本明細書では、「第二高調波」は、測定信号の周波数の２倍の周波数（すなわち、第１の周波数）を有する測定較正信号の一部として解釈されるべきである。さらに、「第三高調波」は、測定信号の周波数の３倍の周波数を有する測定較正信号の一部として解釈されるべきである。
【００２９】
一実施形態によれば、行内の画素のサブセットについて同時にしきい値電圧が測定され、前記第１の測定信号に対して１８０度位相シフトされた第１および第２の測定信号が供給され、前記第１のデータ線上の前記第１の測定信号を受信する前記画素のサブセットのうちの１つの画素が、第２の測定信号を受信する画素のサブセットのうちの１つの画素を含む。言い換えれば、互いに１８０度位相がずれた第１及び第２の測定信号は、画素のサブセットのうちの１つおきの画素に交互に供給される。これは、隣接する画素のデータ線間の寄生容量性結合が、駆動トランジスタのしきい値電圧の決定に影響を与えないように低減され、同時に複数の画素に対するしきい値電圧の同時測定を可能にすることを意味する。
【００３０】
行のすべての画素は、第１のサブセットの全ての画素のしきい値電圧が第１の測定期間において同時に決定され、第２のサブセットの全ての画素のしきい値電圧が第２の測定期間に同時に決定される。２つ以上のサブセットを使用することができ、したがって、行内のすべての画素のしきい値電圧を決定するために２つ以上の測定期間を使用することができることを理解されたい。
【００３１】
一実施形態では、画素の第１のサブセットは、行内の偶数画素であってもよい。このようにして、行内の偶数画素について同時にしきい値電圧を測定することができる。同様に、行内の奇数画素について同時にしきい値電圧を測定することができる。このことは、しきい値電圧は、２つの測定期間、１つは偶数画素について、１つは奇数画素について１行のすべての画素について決定されてもよいことを意味する。
【００３２】
本明細書では、「行内の偶数画素」は、偶数を有する列に配置される画素として解釈されるべきであり、ここで、列は、一番左の列に対して１から順番に番号が付けられる。同様に、「行内の奇数画素」は、奇数を有する列に配置される画素として解釈されるべきである。
【００３３】
別の実施形態によれば、測定信号は、直線的に増加又は減少する電圧である。従って、周期的に変化する信号を印加する代わりに、測定信号は、ドライバゲート上の電圧を掃引してしきい値電圧を下回ることからしきい値電圧を上回るように切り替えることができる。あるいは、測定信号は、ドライバゲート上の電圧を掃引してしきい値電圧を上回ることからしきい値電圧を下回るように切り替えることができる。このように、測定信号がしきい値電圧を下回ってしきい値電圧を上回るか又はその逆にシフトすると、シフトは、測定された較正信号において決定されてもよい。
【００３４】
一実施形態によれば、較正データの決定は、較正信号の直線勾配のシフトを識別するステップと、識別されたシフトに基づいてしきい値電圧を抽出するステップと、抽出されたしきい値電圧に基づいて較正データを決定するステップとを含む。較正ゲートにおける測定された較正信号は、測定信号に対する線形依存性を有することができる。しきい値電圧は、測定信号がしきい値電圧を上回るときに測定信号がより小さい（ドライバゲートと較正ゲートとの間の容量性結合がしきい値電圧よりも上で遮蔽される）ので測定較正信号の増加の傾きに基づいて決定されてもよい。
【００３５】
測定信号として直線的に増加する電圧を用いることは、しきい値電圧を決定する非常に高速な方法を提供することができる。しかしながら、データ線間の寄生容量によって、測定された較正信号の傾きの変化を識別することが困難になる可能性があり、寄生容量は、ドライバゲートと較正ゲートとの間の容量性結合よりもはるかに大きいことがあり、従って、傾斜に影響を与える主な要因となる可能性がある。
【００３６】
一実施形態によれば、この方法は、較正データを記憶することと、記憶された較正データを較正リフレッシュモードで使用することを含む。従って、較正測定で決定された較正データは、再使用のために記憶されてもよい。このことは、較正測定モードとは別個に較正リフレッシュモードを動作させて、較正測定を必ずしも実行することなく（較正のリフレッシュを行うために）行うことができることを意味する。較正ゲートの電圧は、例えばゲート誘電体の漏れのために、非常に長い時間安定して保持されないことがある。このように、較正データを記憶することによって、較正ゲートにおけるしきい値電圧補償電圧のリフレッシュを定期的に実行して、画素内の放射光と提供される制御信号との間の所望の関係を保持することができる。
【００３７】
一実施形態によれば、ディスプレイは、較正測定モードでディスプレイを駆動する２つのその後の機会の間に較正リフレッシュモードで複数回駆動される。較正測定は、駆動トランジスタのしきい値電圧が変化したというリスクに基づいて、間隔を置いて実行されるだけでよい。一方、較正リフレッシュモードは、所望の電圧が較正ゲートに保持されることを確実にするために実行され、従って、より頻繁に実行される必要があり得る。
【００３８】
一実施形態によれば、一度に１つの行が較正リフレッシュモードで駆動され、較正リフレッシュが通常のビデオフレームのディスプレイ全体に対して実行される。このことは、記憶された較正データは、較正リフレッシュメントがディスプレイによって提供される視覚体験に影響を与えないように、ディスプレイの画素に単一のフレームで提供されてもよいことを意味する。較正リフレッシュモードの間、選択トランジスタをオフにして、較正リフレッシュが実行されるフレーム中にディスプレイ上の画像を変化させないようにすることができる。
【００３９】
一実施形態によれば、１つの行の少なくとも１つの画素が較正測定モードで駆動され、他のすべての行については、選択トランジスタおよび較正トランジスタのゲートが閉じられてディスプレイ上の元のフレームの画像を保持する。従って、較正測定の間、ディスプレイによって提供される視覚経験に最小限の影響を及ぼすために、１つの行を除くすべての画像がディスプレイ上に維持されてもよい。較正測定は、表示されているフレームを更新するためにディスプレイが駆動される前に、行内のすべての画素について実行されてもよい。較正測定は、較正期間がディスプレイを見ているユーザによって気付かれないように、アレイの各行に対して別々のフレームで実行されてもよい。従って、アレイの異なる行に対する較正測定の間に、１つ又は複数のフレーム更新を実行することができる。
【００４０】
一実施形態によれば、較正測定は、（行の奇数画素と偶数画素が異なるフレームで較正されるなど）アレイの同じ行内の画素のために別々のフレームで実行することができる。
【００４１】
共通フレーム内で較正される画素の組合せは、多数の方法で変更されてもよい。１つの代替案によれば、１つ又は複数の行のすべての画素を１つのフレームで較正することができる。別の代替案によれば、いくつかの画素、例えば、奇数画素又は偶数画素の画素は、共通のフレーム内で較正される。
【００４２】
一実施形態によれば、この方法は、ブラックディスプレイとディスプレイ上に提示される画像との両方に関して画素の少なくとも１つの行に対して較正測定モードを実行することと、較正測定値との差を使用して、ディスプレイの接地面の電圧降下を推定することとを含む。
【００４３】
従って、本方法は、画素の駆動トランジスタのしきい値電圧変動の補償と、接地面の電圧降下の補償の両方に使用することができる。このように、この方法は、ディスプレイ上のグランドのプロファイルを推定し、その結果、画素の駆動トランジスタの駆動において、グランドプレーンプロファイルの任意の変動を補償することができる。一実施形態によれば、ディスプレイを通常モードで駆動して画像を表示するときの第１のデータ線上のデータは、推定された電圧降下によって補償される。
【００４４】
黒表示に関する較正測定は、第１の画像がディスプレイ上に提示される前に、アクティブマトリックスディスプレイの起動中に実行されてもよい。次に、ディスプレイ上に提示されている画像に関連する較正測定は、ディスプレイの始動直後に実行されてもよく、その結果、しきい値電圧に他のシフトは生じておらず、較正測定値との差は接地抵抗降下に起因する可能性がある。
【００４５】
接地面の電圧降下を推定するための較正測定は、ディスプレイのいくつかの選択された行に対して実行されてもよい。従って、この場合、較正測定は、特定のディスプレイ構成には時間がかかりすぎる可能性があり、これによりディスプレイ上に提示される画像の視覚体験に影響を及ぼす可能性があるため、すべての行について較正測定が行われない。いくつかの選択された行について実行された測定は、選択された行の間の接地面のプロファイルを推定するために使用されてもよい。
【００４６】
第２の態様によれば、複数の行及び複数の列を含むアレイ状に配列された複数の画素を備えるアクティブマトリックスディスプレイが提供され、上記画素は、ドライバゲートと較正ゲートとを有する駆動トランジスタと、第１のデータ線を駆動トランジスタのドライバゲートに選択的に接続する選択トランジスタと、第２のデータ線を前記駆動トランジスタの較正ゲートに選択的に接続する較正トランジスタと、アレイの行又は列の方向に沿って配列された第１及び第２のデータ線を含むデータ線とを備え、各データ線は、アレイの行又は列に沿って画素の選択トランジスタに接続され、前記データ線は、前記データ線の一方の側の画素の前記選択トランジスタと前記データ線の他方の側の画素の前記較正トランジスタとに接続される。前記アクティブマトリックスディスプレイは、前記データ線に接続された制御回路とを備える。前記制御回路は、前記ディスプレイの通常モードで画像を表示するために前記データ線上にデータを提供するように構成され、前記制御回路は、前記ディスプレイの較正リフレッシュモードにおいて画素の前記駆動トランジスタの較正ゲートに較正データを提供するために前記データ線に較正データを提供するようにさらに構成される。前記制御回路はさらに、第１及び第２のデータ線のうちの１つに測定信号を提供し、ディスプレイの較正測定モードにおいて第１及び第２のデータ線の他方における較正信号を測定するように構成される。
【００４７】
この第２の態様の効果及び特徴は、第１の態様に関連して上述したものと概ね類似している。第１の態様に関して述べた実施形態は、第２の態様と大きく互換性がある。
【００４８】
従って、制御回路は、通常モード、較正リフレッシュモード及び較正測定モードでディスプレイを駆動するようにディスプレイを制御することができ、これらは上記第１の態様の方法に関してさらに記載される。
【００４９】
各データ線は、データ線の一方の側の選択トランジスタと、データ線の反対側の較正トランジスタの両方に接続することができる。このことは、データ線は、選択トランジスタを介して画素の駆動トランジスタのドライバゲートにデータを供給し、較正データを提供するため、又は較正トランジスタを介して他の画素の較正信号を測定するために使用されてもよいことを意味する。選択トランジスタ及び較正トランジスタのゲートへの信号は、データ線の使用方法を決定することができる。
【００５０】
一実施形態によれば、制御回路は、第１の周波数を有する周期的に変化する信号として測定信号を提供するように構成される。
【００５１】
一実施形態によれば、制御回路は、第１の周波数に関して較正信号の少なくとも第２又は第三高調波を測定するように構成される。
【００５２】
一実施形態によれば、ディスプレイは発振器をさらに備え、発振器は測定信号の周波数を提供するために使用され、少なくとも第二又は第三高調波を抽出するための基準周波数を提供するために使用される。このことは、測定信号を提供するために、及び較正信号を測定するために、単一の発振器を再使用することができる。従って、第二及び第三高調波を測定するための基準周波数は、測定信号の第１の周波数に非常に正確に関連する。
【００５３】
一実施形態によれば、制御回路は、各データ線用のデジタル／アナログ変換器を備え、デジタル／アナログ変換器は、ディスプレイを通常モードで駆動するときにアナログ信号を提供するように構成され、ディスプレイを較正測定モードで駆動するときに逐次近似型アナログデジタル変換器の構成要素として構成される。これは、制御回路の構成要素を再使用することができ、その結果、制御回路のコンパクトなレイアウトを提供することができる。
【００５４】
本発明の概念の上記の目的、ならびに追加の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照して、以下の例示的かつ非限定的な詳細な説明によってよりよく理解されるであろう。図面において、特に断らない限り、類似の要素には同様の参照番号が使用される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１ａ】アクティブマトリックスディスプレイの画素トポロジーの概略図である。
【図１ｂ】アクティブマトリックスディスプレイの画素トポロジーの概略図である。
【図２】アクティブマトリックスディスプレイの概略図である。
【図３】通常動作モードにおける画素の駆動を説明する模式図である。
【図４】較正リフレッシュモードにおける画素の駆動を説明する模式図である。
【図５】較正測定モードにおける画素の駆動を説明する模式図である。
【図６ａ】駆動トランジスタのドライバゲート上の電圧がしきい値電圧を下回るときにおける画素の容量性モデルの概略図である。
【図６ｂ】駆動トランジスタのドライバゲート上の電圧がしきい値電圧を上回るときにおける画素の容量性モデルの概略図である。
【図７】測定信号の異なる周波数に対する測定された較正信号の第一、第二及び第三高調波を示すチャートである。
【図８】測定信号の異なる周波数に対する測定された較正信号の第一、第二及び第三高調波を示すチャートである。
【図９ａ】制御回路の概略図であり、奇数画素の較正測定モードでディスプレイを同時に駆動することをそれぞれ示している。
【図９ｂ】制御回路の概略図であり、偶数画素の較正測定モードでディスプレイを同時に駆動することをそれぞれ示している。
【図１０ａ】一実施形態による制御回路の概略図である。
【図１０ｂ】図１０ａの制御回路の概略図であり、通常動作モードでディスプレイを駆動することを示す。
【図１０ｃ】図１０ａの制御回路の概略図であり、奇数画素を較正する較正測定モードでディスプレイを駆動することを示す。
【図１０ｄ】図１０ａの制御回路の概略図であり、偶数画素を較正する較正測定モードでディスプレイを駆動することを示す。
【図１１ａ】画素の行の概略図であり、４つの画素のうちの２つについて同時に較正測定モードで表示を駆動することを示す。
【図１１ｂ】画素の行の概略図であり、４つの画素のうちの２つについて同時に較正測定モードで表示を駆動することを示す。
【図１１ｃ】一実施形態による制御回路の概略図である。
【図１２】接地抵抗降下補償の較正測定値を示すディスプレイの概略図である。
【図１３】一実施形態による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】
【００５６】
図１ａ〜図１ｂは、アクティブマトリックスディスプレイの画素トポロジーの２つの異なる変形を示す。各画素は、電流がＯＬＥＤを通って駆動されるときに発光する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を備える。図１ａには、反転したＯＬＥＤスタックが示される。図１ａの画素トポロジーでは、各画素のＯＬＥＤは共通の陽極を有する。図１ｂには、通常のＯＬＥＤスタックが示され、ここで、各画素のＯＬＥＤは共通の陰極を有する。図１ｂのトポロジーは、以下の実施形態で示され、議論されるが、図１ａの反転されたＯＬＥＤスタックトポロジーが代わりに使用され得ることが理解されるべきである。
【００５７】
画素による発光がＯＬＥＤによって提供される場合、アクティブマトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイが提供される。ここでは主にＯＬＥＤについて論じるが、能動マトリックスディスプレイは、アレイ状に配置され、アクティブマトリックスによって制御される他のタイプの発光素子にも適用され得ることが理解されるべきである。電流によって駆動される発光素子は、当業者には理解されるように、多くの異なる方法で提供することができるが、例えば画素の高速スイッチング速度の点でＡＭＯＬＥＤディスプレイが好ましい場合がある。
【００５８】
画素１００は、ドライバゲート１０４及び較正ゲート１０６を有する駆動トランジスタ１０２を備える。画素１００は、第１のデータ線１１０をドライバゲート１０４に選択的に接続する選択トランジスタ１０８を備える。画素１００は、第２のデータ線１１４を較正ゲート１０６に選択的に接続するための較正トランジスタ１１２をさらに備える。
【００５９】
第１のデータ線１１０上の信号は、選択トランジスタ１０８を介して駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４に供給されてもよい。従って、第１のデータ線１１０上の信号は、駆動トランジスタ１０２内のチャネルを開放し、従って、駆動トランジスタ１０２のドレイン又はソースに接続されるＯＬＥＤ１１６を通る電流を駆動するためのデータを提供することができる。ＯＬＥＤ１１６による光出力は、ＯＬＥＤ１１６を通る電流レベルに依存し、その結果、制御回路が、第１のデータ線１１０上に提供されるデータを制御することによって画素によって出力される光を制御することができる。
【００６０】
第２のデータ線１１４上の信号は、較正トランジスタ１１２を介して駆動トランジスタ１０２の較正ゲート１０６に供給されてもよい。従って、第２のデータ線１１４上の信号は、駆動トランジスタ１０２の較正ゲート１０６における電圧を設定するためのデータを提供することができる。較正ゲート１０６におけるこの電圧は、第１のデータ線１１０上に提供されたデータが、画素１００によって出力された光を制御するためのしきい値電圧の変動を無視することができるように、駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧の変動を補償するように適合させることができる。ＯＬＥＤ１１６を介して駆動される電流は、ドライバゲート１０４の電圧と駆動トランジスタ１０２のソースとの間の電圧差に依存し、また、較正ゲート１０６の電圧とトランジスタ１０２のソースとの間の電圧差に依存する。ここで、較正ゲート１０６における電圧レベルは、第１のデータ線１１０上に提供されるデータによって仮定されるデフォルトのしきい値電圧に関連して提供される。
【００６１】
画素１００は、駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４と駆動トランジスタ１０２のソースとの間に接続することができる第１の記憶キャパシタ１１８をさらに備える。このことは、例えば駆動データが他の画素に供給されている間に、ディスプレイ１００内の画素１００による出力を維持するために、ドライバゲート１０４に供給されるデータが記憶キャパシタ１１８によって維持されることを意味する。また、第１の記憶キャパシタ１１８は、駆動トランジスタ１０２のドレインに接続されてもよい。
【００６２】
このような第１の記憶キャパシタ１１８は、画素１００の良好に制御された駆動を保証することができるが、ドライバゲート１０４と駆動トランジスタ１０２のソース又はドレインとの間の寄生容量を使用して、ドライバゲート１０４上のデータを保持することができる。
【００６３】
画素１００は、駆動トランジスタ１０２の較正ゲート１０６と駆動トランジスタ１０２のソースとの間に接続される第２の記憶キャパシタ１２０をさらに備える。このことは、例えば、較正データが較正ゲート１０６上に保持されることを確実にするために、較正ゲート１０６に供給されるデータが記憶キャパシタ１２０によって保持されることを意味する。第２のデータ線１１４は較正ゲート１０６に接続される。第２の記憶キャパシタ１２０は、駆動トランジスタ１０２のドレインに接続されていてもよい。
【００６４】
このような第２の記憶キャパシタ１２０は、較正データが較正ゲート１０６で実質的な期間保持されることを確実にすることができるが、代替的に、較正ゲート１０６と駆動トランジスタ１０２のソース又はドレインとの間の寄生容量を使用して、較正ゲート１０６上のデータを保持してもよい。また、第２の記憶キャパシタ１２０が設けられていない場合、較正データを較正ゲート１０６に頻繁に供給して、較正データをリフレッシュし、画素１００の駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧に較正された画素１００を保持することができる。
【００６５】
従って、画素１００は、３つのトランジスタ１０２，１０８，１１２と、２つのキャパシタ１１８，１２０とを備え、画素１００のトポロジーは、いわゆる３Ｔ２Ｃ（３トランジスタ、２キャパシタ）トポロジーとすることができる。
【００６６】
図２では、行及び列に配置された画素１００のアレイを含むアクティブマトリックスディスプレイ２００が概略的に示されている。ディスプレイ２００は、アレイの列の方向に沿って走るデータ線１１０，１１４を含む。ディスプレイ２００は、データ線１１０，１１４に接続された制御回路２０２をさらに含む。制御回路２０２は、以下で詳細に説明するように、データ線１１０，１１４上のデータを提供し、データ線１１０，１１４上の信号も測定するように構成することができる。
【００６７】
制御回路２０２は、データ線にデータ信号を生成し、データ線で受信したデータ信号を測定するための構成要素を提供するデータドライバ集積回路として提供することができる。制御回路２０２は、画素１００の較正データを記憶するためのメモリにさらに接続されてもよく、又はデータドライバ集積回路内の集積メモリを含んでもよい。
【００６８】
マルチプレクサを使用して、複数のデータ線を制御回路２０２の１つの出力に接続することができる。従って、制御回路２０２はマルチプレクサを含むことができる。マルチプレクサが導入される場合、少なくとも２つ通常チプレクサを導入して、それぞれ奇数データ線及び偶数データ線に別々に接続することができ、以下でさらに説明するように、較正測定値は、奇数ラインと偶数ラインとを同時に駆動及び測定する必要があるためである。
【００６９】
ディスプレイ２００は、アレイの行の方向に沿ってデータ線１１０，１１４に対して垂直に延びる選択線２０４及び較正線２０６をさらに含むことができる。選択線２０４は、画素１００の行内の選択トランジスタ１０８を選択的に活性化させるための信号を供給することができる。同様に、較正線２０６は、画素１００の行内の較正トランジスタ１１２を選択的にアクティブにするための信号を提供することができる。
【００７０】
ディスプレイ２００は、それぞれ偶数列または奇数列の画素の独立した選択を可能にするために、画素１００の各行に対して１対の選択線２０４を備えることができる。同様に、ディスプレイ２００は、画素１００の各行に対して１対の較正線２０６を含むことができる。これにより、偶数画素の較正測定値を奇数画素の較正測定値から分離し、偶数画素について決定された較正データが奇数画素の較正測定中に保持されるようにすることができる。
【００７１】
画素のＯＬＥＤ１１６を駆動するためのトポロジーと同様に、データ線１１０，１１４、選択線２０４及び較正線２０６は、ディスプレイ２００の背面上に配置されてもよい。
【００７２】
ディスプレイ２００は、選択線２０４及び較正線２０６を駆動するドライバ回路２０８をさらに備えることができる。ドライバ回路２０８は、例えば、背面上に集積化されたゲート・イン・パネル（ＧＩＰ）として配置することができる。代替案によれば、ドライバ回路２０８は、専用のシリコンドライバとして提供されてもよい。
【００７３】
複数の画素１００によって出力される光を制御するためのトランジスタは、ｐ型トランジスタとｎ型トランジスタであってもよい。背面は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備え、例えば、薄膜トランジスタ（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、多結晶シリコン、有機半導体、（アモルファス）インジウム−ガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ、ＩＧＺＯ）ＴＦＴのようなＴＥＦである。本発明は、アクティブマトリックスを用いたディスプレイであって、特定のタイプのディスプレイによって制限されない。例えば、ＡＭＯＬＥＤディスプレイに適用することができ、例えばＲＧＢ又はＲＧＢＷのＡＭＯＬＥＤディスプレイ、蛍光性又は燐光性のＯＬＥＤ、ポリマー又はポリデンドリマー、高電力効率の燐光性ポリデンドリマーなどを含むことができる。
【００７４】
ここで図３〜図５を参照して、画素１００を動作させる３つの異なるモードについて説明する。
【００７５】
第１のモードは、図３に示す通常の動作モードであり、これは、最先端のＡＭＯＬＥＤディスプレイの駆動に従って動作することができる。このモードでは、画素１００の第１のデータ線１１０にデータが供給され、画素１００によって出力される光を制御する。通常動作モードでは、較正線２０６上の較正信号は低く、前に実行された画素１００の較正は変更されない。従って、第２の記憶キャパシタ１２０に記憶された較正値は同じままである。さらに、選択線２０４上の選択信号は、第１のデータ線１１０上に提供された駆動データが駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４に印加されるように、ハイレベルである。駆動データは第１の記憶キャパシタ１１８に記憶され、ドライバゲート１０４上の駆動データが保持される。駆動データは、ＯＬＥＤ１１６を介して駆動される所望の電流を制御する。
【００７６】
選択信号は、水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）のレートで行ごとに駆動することができ、水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）は、正しい駆動データが各画素１００のドライバゲート１０４に印加されるように、データ線１１０上に提供されたデータと同期させることができる。
【００７７】
ディスプレイ２００が画素１００の各行に対して１対の選択線２０４を含む場合、行内のすべての画素１００の選択トランジスタ１０８に高選択信号を同時に供給するために、ペア内の選択線２０４の両方を一緒に駆動することができる。
【００７８】
第２のモードは、図４に示す較正リフレッシュモードである。このモードでは、較正データを画素１００に供給するために、画素１００の第２のデータ線１１４上にデータが提供される。較正リフレッシュモードでは、選択線２０４上の選択信号はローであり、画素１００によって出力される光は変化しない。従って、第１の記憶キャパシタ１１８に蓄積された駆動データ値は同じままである。このことは、ディスプレイ２００によって提示される画像は、１フレームの較正リフレッシュ中に保持されることを意味する。さらに、較正線２０６上の較正信号はハイレベルであり、第２のデータ線１１４上に提供された較正データを駆動トランジスタ１０２の較正ゲート１０６に印加することができる。較正データはまた、第２の記憶キャパシタ１２０に記憶され、その結果、較正ゲート１０６上の較正データを保持することができる。較正データは、駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧に関連する補償を提供する。通常動作モードで提供される駆動データは、ＯＬＥＤ１１６を介して駆動される所望の電流を制御する。
【００７９】
複数の較正信号は、ＨＳＹＮＣのレートで行ごとに駆動されてもよく、ＨＳＹＮＣは、正しい較正データが各画素１００の較正ゲート１０６に印加されるように、データ線１１４上に提供されたデータと同期させる。
【００８０】
各データ線１１０，１１４は、隣接する画素１００によって共有されて、データ線が１つの画素の第１のデータ線１１０と隣接画素の第２のデータ線１１４とを形成するようにすることができる。このことは、ディスプレイ２００が較正リフレッシュモードで駆動されるとき、列ｎの画素の較正データを提供するデータ線は、ディスプレイ２００が通常動作モードで駆動されるとき、列ｎ＋１の画素の駆動データを提供するために使用され得ることを意味する。従って、制御回路２０２は、ディスプレイ２００上に画像を提示するための駆動データに対して１つの列オフセットを有する較正データを提供するように構成することができる。
【００８１】
また、ディスプレイ２００が画素１００の各行に対して１対の較正線２０６を備えるとき、列内の全ての画素１００の較正トランジスタ１１２にハイレベルの選択信号を同時に供給するために、その対における較正線２０６は共に駆動される。
【００８２】
較正リフレッシュモードは、ディスプレイ２００の全画素１００の較正データを１フレームにリフレッシュするために動作するので、ディスプレイ２００を見ているユーザに視覚体験に影響を与えることなく較正リフレッシュモードを実行することができる。
【００８３】
較正リフレッシュモードは、駆動トランジスタ１０２の較正ゲート１０６上に提供された較正データが保持されるように、十分に頻繁に実行されるべきである。例えば、較正ゲート１０６上の較正データが大幅に変更される前に、第２の記憶キャパシタ１２０に蓄積された電荷が漏れにより変化し、較正リフレッシュモードを実行する必要がある。
【００８４】
較正リフレッシュモード間の間隔は、ゲート誘電体の漏れ及びオフにされたときのトランジスタ電流の大きさに依存する。このようなパラメータの測定は、１回行うことができ、例えば、ディスプレイの製造中のステップとして使用することができる。次いで、較正リフレッシュモードを実行する頻度は、ディスプレイのこれらのパラメータに適合させることができ、較正リフレッシュモードを実行するデフォルト間隔を設定する。
【００８５】
較正リフレッシュモードは、例えば、ディスプレイの使用の１分当たり、１０分毎、又は１時間当たりで１つのフレームで実行する必要がある。従って、較正リフレッシュモードはあまり頻繁に実行されない。従って、ユーザは、較正リフレッシュメントを実行する単一のフレームによって影響されないだけでなく、較正リフレッシュモードに割り当てられたフレームは、較正リフレッシュモードの単一のフレームがユーザによって気付かれたとしても、ディスプレイ上に提示される画像の全体的な経験は、最小限の影響を受けるであろう。
【００８６】
第３のモードは、図５に示す較正測定モードである。このモードでは、選択線２０４上の選択信号と較正線２０６上の較正信号の両方が、画素１００に対して高い。測定信号は、第１のデータ線１１０上で能動的に駆動され、測定信号によって誘導された較正信号が第２のデータ線１１４上で測定される。測定信号は、測定された較正信号を分析して、駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧を抽出することができるように、駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧に関係して提供される。測定信号の異なる実施形態及び駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧の関連する決定については、以下でさらに説明する。
【００８７】
１つの画素１００のためのしきい値電圧は、第１のデータ線１１０及び第２のデータ線１１４を使用して決定することができる。データ線１１０，１１４は、１つの画素のための第１のデータ線１１０及び第２の画素のための第２のデータ線１１４を実装する隣接する画素１００によって共有され得るので、較正測定は、隣接する画素に対して別々に実行されてもよい。従って、１つの行の較正測定モードは、行内の異なる画素１００の駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧を測定するいくつかの動作を含むことができる。しかしながら、１つの行内のすべての画素についてでなくても、数画素のしきい値電圧を同時に測定することは可能であり、以下にさらに説明する。
【００８８】
較正測定モードは、１つの行の画素に対して実行されてもよい。他のすべての行については、選択線２０４及び較正線２０６の両方の信号はローレベルであり、その結果、前フレームの画像がディスプレイ２００上に保持される。単一フレームの較正測定の間の視覚経験の損失に対応するために、較正測定前のフレームと較正測定後のフレームにおいて、較正対象の行の強度を高くして、例えば４０％増大させる。
【００８９】
上記から理解されるように、較正測定モードは、１つの行の画素１００の較正測定値を提供することができる。従って、較正測定モードは、すべての行のすべての画素１００について較正測定を実行するために何度も繰り返されてもよい。いくつかの通常の動作モードフレームは、較正測定が実行される２つの後続のフレームの間を通過することができ、ディスプレイ２００上に提示される画像の視覚経験が最小限に影響される。
【００９０】
較正測定モードは、各画素１００の駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧を決定するために使用されてもよく、その結果、各画素１００は、画素１００の駆動トランジスタ１０２の特定のしきい値電圧に較正される。これにより、ディスプレイ２００がディスプレイ２００内のしきい値電圧変動を補償することが可能になる。そのような変化は、ディスプレイ２００上に高品質の画像を提示することを可能にする較正測定によれば補償され得る。
【００９１】
駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧は、経時的に変化させることができ、異なる画素１００に対して異なるように変更することができ、例えば、各画素１００によって出力された光に依存して、較正測定モードは、一定の間隔で実行される必要がある。較正リフレッシュモードは、例えば、毎分１フレームで実行することができるが、較正測定は１時間に１回行うことができる。較正測定の周波数は、光出力に依存して設定することができる。ディスプレイ２００が明るい出力を提供するように駆動される場合、較正測定はより頻繁に実行されてもよい。
【００９２】
画素１００の駆動トランジスタ１０２は、バイアスストレス効果を受けることがあり、すなわち、駆動トランジスタのチャネルから半導体基板、ゲート誘電体、又は半導体と誘電体との間の界面における局部的な欠陥状態への電荷の時間依存性のトラッピングである。トラップされた電荷は、駆動トランジスタ１０２を流れる電流には寄与せず、駆動トランジスタ１０２の電荷バランスに影響を及ぼす。従って、駆動トランジスタ１０２の使用において、バイアスストレスに起因するしきい値電圧の時間依存シフトが存在し得る。
【００９３】
駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４における電圧がしきい値電圧よりも低い場合、駆動トランジスタ１０２のチャネルは導電性ではなく、ドライバゲート１０４及び較正ゲート１０６はキャパシタの２つのプレートとして機能する。従って、ドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間に容量性結合が存在する。駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４の電圧がしきい値電圧を超えると、駆動トランジスタ１０２のチャネルは導電状態となり、従って、チャネル内の電荷はドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間の容量性結合を遮蔽する。
【００９４】
較正測定モードで提供される測定信号は、ドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間のキャパシタンスの変化を識別することによって、しきい値電圧が決定されることを可能にするように構成される。
【００９５】
ここで図６ａを参照すると、ドライバゲート１０４上の電圧ＶＧＳがしきい値電圧を下回るときにおける画素の容量モデルが示されている。このモデルでは、ＯＬＥＤ容量は十分に高く、その結果、検討中の周波数において短絡とみなすことができる。図６ａに示すように、ドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間に容量性結合ＣＦＧＢＧが存在する。
【００９６】
ドライバゲート１０４上の電圧ＶＧＳがしきい値電圧を超えると、図６ｂに示すように、ドライバゲート１０４は較正ゲート１０６からシールドされる。
【００９７】
一実施形態では、測定信号は、駆動トランジスタ１０２の期待されるしきい値電圧より低い第１の電圧から、駆動トランジスタ１０２の期待されるしきい値電圧を超える第２の電圧までの電圧の線形掃引を提供する。測定された較正信号は、増加信号であってもよいが、測定信号が駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧を横切るとき、測定較正信号の増加の傾きが変更されてもよい。ドライバゲート１０４が較正ゲート１０６から遮蔽されると、測定された較正信号の増加は、第１のデータ線１１０と第２のデータ線１１４との間の寄生容量ＣＮ−Ｎ＋１によって引き起こされる。
【００９８】
同様に、測定信号は、代替として、駆動トランジスタ１０２の期待されるしきい値電圧を超える第１の電圧から、駆動トランジスタ１０２の期待されるしきい値電圧未満の第２の電圧までの電圧の線形掃引を提供することができる。測定された較正信号はまた、減少信号であってもよいが、測定信号が駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧を横切るとき、測定較正信号の減少の傾きが変更されてもよい。
【００９９】
別の実施形態では、測定信号は、第１の周波数を有する周期的に変化する信号を提供する。最大周波数より低い第１の周波数については、図６ａおよび図６ｂに示される容量性モデルが有効である。最大周波数は、チャネル内の電荷がドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間の容量性結合を依然としてスクリーニングできる周波数である。最大周波数は、例えば、駆動トランジスタのチャネル長に反比例し、最大周波数の決定については、非特許文献２に記載されている。測定された較正信号は、駆動トランジスタのしきい値電圧を決定するために較正信号の部分を識別するために分析されてもよい。
【０１００】
測定された較正信号は、測定信号と同じ周波数、すなわち第１の周波数を有する測定較正信号の一部である第一高調波を含むことができる。測定された較正信号は、第二又は第三高調波（すなわち、第１の周波数の２倍又は３倍の周波数を有する）も含むことができる。測定較正信号は、さらに高次の高調波をさらに含むことができるが、高調波の次数が高いほど、信号はより小さい。これはまた、高次高調波が測定することがより困難であり得ることを意味する。
【０１０１】
従って、より高次の高調波を使用することができるが、第二及び／又は第三高調波が好ましい場合があり、第二及び／又は第三高調波の使用については、以下でより詳細に説明する。
【０１０２】
第一高調波Ｈ１の振幅は、周期的に変動する信号が、しきい値電圧よりも低いＤＣ電圧ＶＧＳに対して変動する場合、次のように近似することができる。
【０１０３】
【数１】
2018141955.tif 000003
（式１）
【０１０４】
ＣＤａｔａ（Ｎ＋１）は、第２のデータ線１１４と接地との間の容量性結合であり、Ａは印加された周期信号の振幅である。
【０１０５】
第一高調波Ｈ１の振幅は、周期的に変化する信号が、しきい値電圧を超える直流電圧に対して変化する場合、次のように近似することができる。
【０１０６】
【数２】
2018141955.tif 000004
（式２）
【０１０７】
ドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間の容量性結合ＣＦＧＢＧは、通常、データ線と接地との間の寄生容量ＣＮ−Ｎ＋１に関して小さくてもよい。Ａは測定信号の振幅である。このことは、ＤＣ電圧がしきい値電圧を上回るか下回るかを識別することは困難であり得ることを意味する。従って、測定された較正信号の第一高調波からしきい値電圧を決定することができる。
【０１０８】
しかしながら、しきい値電圧に近い直流電圧が供給されると、測定信号はしきい値電圧を横切って変動し、第二及び第三高調波は、測定された較正信号において識別され、しきい値電圧を決定するために使用することができる。
【０１０９】
測定信号がしきい値電圧を横切るとき、測定信号の振幅Ａに関するＤＣ電圧レベルＶＧＳとしきい値電圧ＶＴとの間の差の比は１未満である。言い換えると、次式で表される。
【０１１０】
【数３】
2018141955.tif 000005
（式３）
【０１１１】
及び、｜ｘ０｜＜１である。
【０１１２】
このような状況において、ドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間の容量性結合の理想的なスクリーニングのための第一、第二及び第三高調波の振幅は以下の式によって与えられる。
【０１１３】
【数４】
2018141955.tif 000006
（式４）
【０１１４】
【数５】
2018141955.tif 000007
（式５）
【０１１５】
【数６】
2018141955.tif 000008
（式６）
【０１１６】
従って、測定信号がしきい値電圧を横切るように供給される場合、しきい値電圧を決定するために、第二及び／又は第三高調波を有利に使用することができる。上記の式５〜式６から明らかなように、第二及び第三高調波の振幅は、データ線１１０，１１４の間の寄生容量に依存せず、この寄生容量の影響を受けない。
【０１１７】
第二又は第三高調波の振幅と比ｘ０との間の関係は、しきい値電圧を決定するために使用され得る。図７はｘ０の関数として（ΔＣＦＧＢＧ／ＣＤａｔａ（Ｎ＋１）＊Ａの小数部として）第一、第二及び第三高調波の振幅を示す。ここで、寄生容量の影響は第一高調波の図に含まれていない。測定信号の所与のＤＣ電圧ＶＧＳ及び振幅Ａに対する測定された較正信号を分析することによって、ｘ０を決定することができるため、駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧を抽出することができる。
【０１１８】
測定された較正信号の分析は、いくつかの異なる方法で実行されてもよい。例えば、適用された測定信号は、ｘ０を変化させるために反復的に変更されてもよい。次に、ｘ０＝０に対応する第二高調波の振幅の最大値又は第三高調波の最小値（またはその両方）を識別することができる。従って、しきい値電圧は、ｘ０＝０の反復で使用された直流電圧ＶＧＳに等しいと判定されてもよい。
【０１１９】
従って、一実施形態によれば、一定信号に関連する周期的に変化する信号の反復が測定信号として提供され、一定の信号は反復の間に変更される。
【０１２０】
代替案によれば、反復手順は必要ではない。従って、測定信号は、一定信号に対して周期的に変化する信号として供給され、しきい値電圧は直接的に決定されてもよい。この手法では、第三高調波の振幅と第二高調波の振幅との比が使用される。方程式から明らかなように、図５〜図６に示すように、この比は次式で与えられる。
【０１２１】
【数７】
2018141955.tif 000009
（式７）
【０１２２】
従って、第二及び第三高調波の振幅を決定することによって、しきい値電圧は、以下の式として直接的に計算されてもよい。
【０１２３】
【数８】
2018141955.tif 000010
（式８）
【０１２４】
このことは、較正測定中に使用される電圧に関連して較正ゲート上の電圧を変化させることにより、しきい値電圧の変動を補償することができる。従って、較正ゲートでの電圧への変化は、以下の式によって与えられる。
【０１２５】
【数９】
2018141955.tif 000011
（式９）
【０１２６】
較正測定中に使用される電圧によって与えられる較正ゲートで使用される電圧、及び（式９）で決定される変化ΔＶＢＧは、図９のデータは、較正データを記憶するために制御回路２０２のメモリに記憶されてもよい。代わりに、較正ゲート１０６に印加されるべき電圧を決定することを可能にするために、他の情報が記憶されてもよいことが理解されるべきである。従って、変化ΔＶＢＧが記憶されてもよく、あるいは印加されたＤＣ電圧ＶＧＳとしきい値電圧との間の差が記憶されてもよい。
【０１２７】
上記の（式７）は、印加された測定信号の電圧振幅内にキャパシタンスＣＦＧＢＧの別の電圧依存性が存在する場合もはや適用できない。従って、決定されたしきい値電圧が正しくない可能性があるので、非反復アプローチを使用することは不可能である可能性がある。しかしながら、反復的アプローチを使用すると、最小値が決定される反復において、第三高調波の振幅の最小値が依然として決定され、ＶＧＳ＝ＶＴと関連付けられることがある。従って、依然としてしきい値電圧を決定することは可能である。
【０１２８】
上述したように、ドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間の容量性結合の理想的なスクリーニングが適用されるとき、第１の周波数の最大周波数が存在する。例えば、駆動トランジスタ１０２のチャネル長が１０μｍであり、印加された直流電圧が１Ｖである場合、第１の周波数として５ＭＨｚまでの周波数が使用可能であるべきである。この最大周波数の前後で、しきい値電圧を超えるドライバゲート電圧の周りの振動も較正ゲートに結合される。従って、しきい値電圧を超えるドライバゲート電圧との間の測定された較正信号の差が小さくなり、これによりしきい値電圧を決定することがより困難になり得る。
【０１２９】
しかしながら、最大周波数より上の第１の周波数を使用することは依然として可能である。図８には、駆動トランジスタの３ｄＢ周波数についての第一、第二及び第三高調波応答のシミュレーションが示されている。図８から明らかなように、第二高調波の最大値及び／又は第三高調波の最小値を決定することは依然として可能であり、従って最大周波数よりも高い周波数を使用しても、しきい値電圧を決定することができる。
【０１３０】
使用される第１の周波数の選択は、そのような音源からのノイズ干渉を避けるために、上述した最大周波数とノイズ源の周波数の両方を考慮に入れることができる。例えば、ほぼ１００ｋＨｚまでの周波数で、周囲のノイズ（例えば、ディスプレイ周辺のランプから）があるかもしれない。さらに、充電器のノイズ及び表示ノイズは最大１００ｋＨｚまで大きくなり、５００ｋＨｚ以上でも発生する可能性がある。また、容量性タッチの測定システムでは、この周波数スペクトルにノイズを発生させる１００〜５００ｋＨｚの周波数を使用することがある。従って、第１の周波数は、ノイズの干渉を避けるために、１００ｋＨｚを超える周波数、５００ｋＨｚを超える周波数又は１ＭＨｚを超える周波数を選択することができる。例えば、第１の周波数は、１００ｋＨｚ〜５ＭＨｚ、又は５００ｋＨｚ〜５ＭＨｚの範囲で選択することができる。
【０１３１】
上記の議論では、ＯＬＥＤ容量は、ＯＬＥＤが短絡していると考えられるように、使用周波数に対して十分に高い。ＯＬＥＤ容量が大きくなければ、測定された較正信号が影響を受ける。
【０１３２】
しきい値電圧より低いドライバゲート電圧に対して、（Ｃ１＊Ｃ２）／（ＣＤａｔａ（Ｎ＋１）＊ＣＯＬＥＤ）＊Ａに対応する追加の信号が測定された較正信号に存在してもよい。しきい値電圧を超えると、ＯＬＥＤの電圧がドライバゲート電圧に追従する。測定された較正信号において、小数部Ｃ２／ＣＤａｔａ（Ｎ＋１）が得られる。この状況でも、しきい値電圧を下回ってしきい値電圧を超えると交差すると、第二及び第三高調波が生じる。再度、第三高調波の振幅の最小値を反復的に決定することによって、しきい値電圧を決定することができる。
【０１３３】
しきい値電圧を計算するための解析式はまた、ＯＬＥＤが考慮中の周波数の短絡とみなすことができるという仮定の正しさに依存する。従って、この仮定は、十分な導電性または十分に高い静電容量を有するＯＬＥＤに基づいている。通常の状況では、ＯＬＥＤは十分な導電性または充分に高い静電容量を有する。それにもかかわらず、ＯＬＥＤがいずれの仮定も満たさなくても、この観点からは、反復手順を実行することがより適切であり得る。第三高調波の振幅が最小であるときを識別し、この識別に基づいてしきい値電圧を決定するために、ＤＣ電圧レベルＶＧＳが変更される。
【０１３４】
上述したように、較正測定モードにおける測定信号は、しきい値電圧に近い選択されたＤＣ電圧レベルＶＧＳで、又はしきい値電圧を中心とするＤＣ電圧レベルＶＧＳの反復で行われる。これは、ＯＬＥＤ１１６による光の出力が測定信号によってほとんど誘導されないことを意味する。
【０１３５】
測定信号の１回の反復が行われるとき、ＤＣ電圧レベルは、可能な限り高い、又は可能な限り低いしきい値電圧に対応するように選択されてもよい。上述のように、第三高調波の振幅と第二高調波の振幅との間の比は、直流電圧レベルとしきい値電圧との間の差異を提供するだけである。従って、ＤＣ電圧レベルを、予想される可能な最高又は最低の可能なしきい値電圧に対応するように選択することによって、決定された差が可能な最高しきい値電圧を下回るしきい値電圧又は最低可能しきい値電圧を上回るしきい値電圧に対応すると直接的に結論づけることができるＤＣ電圧レベルとして使用される。
【０１３６】
従って、較正測定は、以下の手順を含むことができる。
【０１３７】
まず、第１のデータ線１１０に直流電圧を印加し、一実施形態では、ＤＣ電圧は可能な最高しきい値電圧に対応し、別の実施形態では可能な限り低いしきい値電圧に対応する。次に、第２のデータ線１１４に直流電圧を印加して、較正ゲート１０６に所望の電圧を供給する。
【０１３８】
次に、選択線２０４及び較正線２０６上の信号は、選択トランジスタ１０８及び較正トランジスタ１１２のゲートを開放するためにハイレベルにし、第１のデータ線１１０上のデータを駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４に供給し、第２のデータ線１１４上のデータを駆動トランジスタ１０２の較正ゲート１０６に供給する。次に、第２のデータ線１１４を高インピーダンスにし、較正測定を開始することができる。
【０１３９】
ここで、周期的に変化する信号が、第１のデータ線１１０上に提供され、第１の周波数のＡＣ電圧を提供する。ＡＣ電圧の振幅は、可能な最小のしきい値電圧と可能な最大のしきい値電圧との間の差の２倍に相当する。このことは、ドライバゲート１０４における電圧は、しきい値電圧の上下で変化し、その結果、第二及び第三高調波が生成されることを意味する。
【０１４０】
この実施形態では、直流電圧が可能な限り高いしきい値電圧にあるとき、ゼロより低い電圧に対するＡＣ電圧は、ドライバゲート電圧をしきい値電圧より低くする。これに対し、本実施形態では、直流電圧が最も低いしきい値電圧にあるとき、ＡＣ電圧がゼロよりも高い電圧になると、ドライバゲート電圧がしきい値電圧を上回る。
【０１４１】
第二及び第三高調波は、測定された較正信号において決定されてもよい。第二高調波及び第三高調波の決定された振幅に基づいて、較正ゲート１０６の補正された電圧を計算することができる。
【０１４２】
次に、選択線２０４上の信号をローにして、選択トランジスタ１０８のゲートを閉じることができる。次に、画素１００の較正ゲート１０６における電圧を補正する較正信号を提供するために、データ線１１４に信号を能動的に供給することができる。最後に、較正線２０６上の信号をローレベルにして、較正トランジスタ１１２のゲートを閉じて、ディスプレイを通常動作モードで駆動することによってディスプレイ２００に次のフレームを提供することができる。
【０１４３】
ここで、図９〜図１１を参照して、測定信号を提供し、測定された較正信号を決定するための駆動アーキテクチャについて説明する。
【０１４４】
制御回路２０２は、発振器２１０を備え、発振器２１０は、測定信号を生成するため、及び第二及び第三の高調波を抽出するための両方に使用することができる。
【０１４５】
従って、発振器２１０からの信号は、第１の位相同期ループ（ＰＬＬ）２１２に供給され、ここで、発振器２１０によって供給される周波数は、発振器周波数の第６にダウンコンバートされる。このことは、第二高調波及び第三高調波を抽出するための信号は、発振器周波数の３分の１及び発振器周波数の半分として生成され、発振器２１０を有利に再利用することができることを意味する。
【０１４６】
ＰＬＬ２１２は、２つの異なる信号２１４，２１６を２つのデータ線２１８ａ、２１８ｂ上の隣接する画素１００に出力するように変調を提供することができる。変調は、好ましくは、信号の位相に関して行うことができるが、振幅変調を使用することもできる。一実施形態では、第２の測定信号２１６は、第１の測定信号２１４に対して１８０度位相シフトされる。これにより、データ線の終端の全体的な外部放射及び反射を低減することができる。また、第２のデータ線１１４上の隣接画素の第１のデータ線１１０への容量性結合は最小であり、これは第２のデータ線１１４は、画素１００の両側で反対の信号と結合されるからである。
【０１４７】
図９ａでは、行内の奇数画素の駆動が同時に示される。従って、第１の測定信号は、第１のデータ線２１８ａ上に供給され、第１のデータ線２１８ａは行内の第１の画素１００ａの第１のデータ線１１０に結合され、第１の画素１００ａの駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４に測定信号として供給される。さらに、第２の測定信号は第２のデータ線２１８ｂ上に供給され、第２のデータ線２１８ｂは第３の画素１００ｃの第１のデータ線１１０に一列に結合され、第３の画素１００ｃの駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４に測定信号として供給される。従って、これらの奇数画素は、較正測定モードで同時に駆動されてもよい。
【０１４８】
行内の第２の画素１００ｂの第１のデータ線１１０は、第１の画素１００ａの第２のデータ線１１４としても機能することができる。このように、このデータ線１１４は、データ線１１０によって第１の画素１００ａに供給される測定信号に基づいて、較正信号を測定するために使用される。従って、データ線１１４は増幅器２２０ｂに結合され、第１の画素１００ａの較正信号の測定を可能にする。同様に、第３の画素１００ｃの第２のデータ線１１４は第４の画素１００ｄの第１のデータ線１１０としても機能することができ、増幅器２２０ｄに結合されて、第３の画素１００ｃに対する較正信号の測定を可能にする。
【０１４９】
図９ｂでは、行内の偶数画素の駆動が同時に示される。ここで、第１の測定信号は、第２の画素１００ｂの第１のデータ線１１０に結合される。第２の測定信号は、第４の画素１００ｄの第１のデータ線１１０に結合される。第１及び第３の画素１００ａ、１００ｃの第１のデータ線は、ここで較正信号の測定に使用される。
【０１５０】
従って、図９ａ及び図９ｂに示すように、行内のすべての画素は、２つの操作で較正されてもよく、すべての奇数画素は、第１の動作において較正されてもよいすべての偶数画素は、第２の動作において較正されてもよい。
【０１５１】
ここで図１０ａ〜図１０ｄを参照して、測定信号を提供し、較正信号を測定するための制御回路２０２についてさらに説明する。図１０ａにおいて、画素１００ａ〜１００ｄに関連する構成要素は接続部備えて図示され、当該接続部は破線で示すディスプレイ２００の動作モードに応じて切り換えてもよい。図１０ｂ〜図１０ｄには、通常動作モード及び較正測定モードで使用される接続が示される。
【０１５２】
図１０ａに示すように、１つの画素に関連する制御回路２０２は、サンプリングラッチ２２２、保持ラッチ２２４と、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）２２６とを備え、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）２２６はディスプレイ２００の画素１００によって所望の光出力のためのデータを提供するデジタル信号を対応するアナログ信号に変換するために使用され、当該アナログ信号は画素１００の第１のデータ線１１０に供給される。
【０１５３】
１つの画素に関連する制御回路２０２は、測定された較正信号のアナログ／デジタル変換のための構成要素をさらに含むことができる。ＤＡＣ２２６は、逐次比較型アナログ／デジタル変換器を実装するために再使用されてもよい。従って、制御回路２０２は、比較器２２８を備え、比較器２２８は、測定されたアナログ信号の一部及びＤＡＣ２２６からの信号を受信することができる。比較器２２８からの出力は保持ラッチ２２４に供給され、保持ラッチ２２４は、逐次近似レジスタとして機能し、受信したアナログ信号の近似のデジタルコードをＤＡＣ２２６に供給する。
【０１５４】
制御回路２０２は、測定された較正信号から第二又は第三高調波をフィルタリング（通過ろ波）するバンドパスフィルタ２３０と、このフィルタリングされた信号を、第二高調波の周波数を生成するＰＬＬ２３４もしくは発振器周波数に基づいて第三高調波周波数を生成するＰＬＬ２３６によって提供される基準信号と混合するためのミキサ２３２とをさらに備える。従って、ミキサ２３２は、第二又は第三高調波を正確に抽出することができ、第二又は第三高調波をミキサ２３２から分離するためのローパスフィルタ２３８をさらに通過させることができる。ローパスフィルタ２３８はまた、デジタル形式に変換する比較器２２８に一定の信号を供給するために、アナログ信号のサンプル及びホールドを行うことができる。
【０１５５】
従って、１つの画素に関連する制御回路２０２は、測定された較正信号の第二高調波又は第三高調波を抽出し、抽出された信号をサンプリングラッチ２２２を通して出力するように構成することができる。
【０１５６】
図１０ｂでは、ディスプレイ２００を通常動作モードで駆動することが示される。制御回路２０２のＤＡＣ２２６からのデータは、複数の画素によって光を出力するために、各画素１００のデータ線に駆動される。
【０１５７】
図１０ｃでは、行内の奇数画素を較正するための較正測定モードでディスプレイ２００を駆動することが示される。従って、第１の測定信号２１４は、第１の画素の第１のデータ線１１０上に提供され、第２の測定信号２１６は、第３の画素の第１のデータ線１１０上に供給される。
【０１５８】
第１の画素の第２のデータ線１１４上の較正信号は、増幅器２２０ｂを通過した後、第１の画素と第２の画素との両方に関連する制御回路２０２にさらに結合される。
【０１５９】
第１の画素に関連する制御回路２０２は、較正信号を受信し、較正信号を第三高調波を抽出するためのバンドパスフィルタ２３０ａに通す。第１の画素に関連するミキサ２３２ａは、バンドパスフィルタ２３０ａからの信号と、発振器の周波数に基づく第三高調波周波数を生成するＰＬＬ２３６からの信号とを受信する。従って、第１の画素に関連する制御回路２０２は、測定された較正信号から第三高調波信号を抽出することができる。
【０１６０】
第２の画素に関連する制御回路２０２はまた、第２のデータ線１１４上の較正信号を受信し、較正信号を第二高調波を抽出するためのバンドパスフィルタ２３０ｂに通す。第２の画素に関連するミキサ２３２ｂは、バンドパスフィルタ２３０ｂからの信号と、発振器周波数に基づいて第二高調波周波数を生成するＰＬＬ２３４からの信号とを受信する。従って、第２の画素に関連する制御回路２０２は、測定された較正信号から第二高調波信号を抽出することができる。
【０１６１】
このようにして抽出された第二及び第三高調波はさらに、上述したようにしきい値電圧を決定するために、第三高調波の振幅と第二高調波の振幅との比を計算する解析回路に渡されてもよい。
【０１６２】
図１０ｄでは、行内の偶数画素を較正するための較正測定モードでディスプレイ２００を駆動することが示される。ここで、第二及び第三高調波は、奇数ラインについて上述したのと同じ方法で抽出され、分析される。しかしながら、第１の測定信号２１４は、第２の画素の第１のデータ線１１０上に供給され、第２の測定信号２１６は、第４の画素の第１のデータ線１１０上に提供される。較正信号は、偶数画素の第２のデータ線１１４上で受信される。
【０１６３】
ここで図１１ａ〜図１１ｃを参照して、測定信号を提供し、較正信号を測定するための別の実施形態をさらに説明する。
【０１６４】
この実施形態では、ドライバゲート１０４から較正ゲート１０６への容量性結合は、較正ゲート１０６からドライバゲート１０４への容量性結合に等しいことが利用される。測定信号は、第１のデータ線１１０によってドライバゲート１０４に供給されてもよいし、第２のデータ線１１４によって較正ゲート１０６に供給されてもよい。次に、他のデータ線で較正信号を測定することができる。従って、較正信号を受信するために常に同じデータ線を使用することができる。
【０１６５】
較正測定は、４画素毎に繰り返される。図１１ａには、４つの画素１００ａ〜１００ｄが一列に示され、第１及び第４の画素１００ａ、１００ｄの較正測定値が示される。
【０１６６】
ここで、第１の測定信号は第１のデータ線２１８ａ上に供給され、第１のデータ線２１８ａは第１の画素１００ａの第１のデータ線１１０に結合され、第１の画素１００ａの駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４に測定信号として供給される。さらに、第２の測定信号は、第２のデータ線２１８ｂ上に供給され、第２のデータ線２１８ｂは第４の画素１００ｄの第２のデータ線１１４に結合され、第４の画素１００ｄの駆動トランジスタ１０２の較正ゲート１０６に測定信号として供給される。従って、行内のこれらの第１及び第４の画素は、較正測定モードで同時に駆動されてもよい。
【０１６７】
行内の第２の画素１００ｂの第１のデータ線１１０は、第１の画素１００ａの第２のデータ線１１４としても機能することができる。このように、このデータ線１１４は、第１のデータ線１１０によって第１の画素１００ａに供給される測定信号に基づいて、較正信号を測定するために使用される。従って、データ線１１４は増幅器２２０に結合され、第１の画素１００ａの較正信号の測定を可能にする。また、第４の画素１００ｄの第１のデータ線１１０は増幅器２２０に接続され、第４の画素１００ｄのための較正信号の測定を可能にし、較正信号は、第４の画素１００ｄの駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４上に取得される。第２の画素１００ｂの第２のデータ線１１４としても機能する第３の画素１００ｃの第１のデータ線１１０は、十分に高いＤＣ信号を用いて以下のように駆動される。すなわち、第２及び第３の画素１００ｂ、１００ｃ用の駆動トランジスタ１０２のチャネルが導通し、これらの画素の駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間の容量性結合を遮蔽するように駆動される。従って、これらの画素内のゲート間の容量性結合は、第１及び第４の画素１００ａ、１００ｄの較正測定に影響を与えない。
【０１６８】
説明したように、第１の測定信号２１６及び第２の測定信号２１６を使用することができ、ここで、第２の測定信号２１６は、第１の測定信号２１４に対して１８０度位相シフトされる。これにより、データ線の終端の全体的な外部放射及び反射を低減することができる。
【０１６９】
図１１ｂには、第２及び第３の画素１００ｂ、１００ｃの較正測定値が示される。
【０１７０】
ここでは、第１のデータ線２１８ａに測定信号が供給され、第１のデータ線２１８ａは第３の画素１００ｃの第１のデータ線１１０に結合され、第２の画素１００ｂの第２のデータ線１１４としても機能する。従って、測定信号は、第３の画素１００ｃの駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４上に測定信号として供給され、第２の画素１００ｂの駆動トランジスタ１０２の較正ゲート１０６に測定信号として供給される。従って、行内のこれらの第２及び第３の画素は、同じ測定信号を用いて較正測定モードで同時に駆動されてもよい。
【０１７１】
行内の第２の画素１００ｂの第１のデータ線１１０は、第１の画素１００ａのための較正信号の測定と同様に、再び較正信号を測定するために使用されるが、今回は第２の画素１００ｂの較正信号を測定する。また、第４の画素１００ｄの第１のデータ線１１０はまた第３の画素１００ｃの第２のデータ線１１４としても機能し、第１のデータ線１１０は、第３の画素１００ｃのための較正信号の測定に使用されてもよい。第１の画素１００ａの第１のデータ線１１０及び第４の画素１００ｄの第２のデータ線１１４は十分に高いＤＣ信号を用いて以下のように駆動される。すなわち、第１及び第４の画素１００ａ、１００ｄ用の駆動トランジスタ１０２のチャネルが導通し、これらの画素の駆動トランジスタ１０２のドライバゲート１０４と較正ゲート１０６との間の容量性結合を遮蔽するように駆動される。従って、これらの画素内のゲート間の容量性結合は、第２及び第３の画素１００ｂ、１００ｃの較正測定に影響を与えない。
【０１７２】
第２及び第３の画素１００ｂ、１００ｃの較正測定において、２つの信号の較正測定を行うために同じ測定信号を使用することができる。さらに、互いに１８０度位相がシフトされた第１及び第２の測定信号が供給され、測定信号（すなわち、第１の測定信号は、画素の行における８番目のデータ線）を受信する列の他のすべてのデータ線に能動的に駆動され得る。
【０１７３】
従って、図１１ａ及び図１１ｂに示すように、行内のすべての画素を２つの操作で較正することができ、第１の動作において４つの画素のうちの２つの画素のうちの２つが較正され、第２の動作において、４つの画素のうちの残りの２つが較正されてもよい。同じデータ線が較正信号を測定するために使用されるので、制御回路３０２は異なって配置されてもよい。
【０１７４】
図１１ｃでは、画素１００ａ〜１００ｄに関連する構成要素が接続部を用いて図示され、当該接続部は破線で示すディスプレイ２００の動作モードに応じて切り換えてもよい。制御回路３０２は、図１０ａ〜図１０ｄに関連して上述した制御回路２０２と同様に機能するので、詳細には説明しない。図１１ｃに示すように、全てのデータ線に関連する増幅器２２０を有する必要はなく、較正信号の測定には常に同じデータ線が使用されるためである。
【０１７５】
上述のように、ディスプレイ２００において各画素１００の駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧を測定することが可能である。しきい値電圧は、黒色のディスプレイ（ディスプレイ上に画像が表示されていない）に関連しかつディスプレイ上に提示される画像と関連して測定されてもよく、そのような２つの較正測定値からのしきい値電圧の差を使用して、ディスプレイ２００の接地面の電圧降下を推定することができる。
【０１７６】
従って、第１の画像がディスプレイ２００上に提示される前に、アクティブマトリックスディスプレイ２００の起動中に、第１の較正測定が実行されてもよい。従って、第１の較正測定は、画素１００がアクティブでないときに、ドライバゲート１０４上のゲート・ソース間電圧ＶＧＳと駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧との間の差を測定することを可能にし、従って、接地面において電圧降下が発生しない。次に、ディスプレイ２００に提示されている画像に関連する第２の較正測定は、ディスプレイの起動直後に実行され、その結果、しきい値電圧に他のシフトが生じていないと仮定することができる。次いで、第２の較正測定は、ディスプレイの画素１００がアクティブであるとき、ドライバゲート１０４上の電圧ＶＧＳと駆動トランジスタ１０２のしきい値電圧との間の同じ差を決定することを可能にする。第１の較正測定値と第２の較正測定値との間の差は、第１及び第２の較正測定値における駆動トランジスタ１０２の電源電圧Ｖｓに差をもたらし、地面抵抗降下に起因し得る。
【０１７７】
図１２に示すように、接地面の電圧降下を推定するための較正測定は、ディスプレイ２００のいくつかの選択された行３０４に対して実行されてもよい。従って、時間がかかり過ぎる可能性があるため、較正測定値は必ずしもすべての行について実行されるわけではなく、従って、ディスプレイ上に提示される画像の視覚体験に影響を及ぼす。いくつかの選択された行３０４に対して実行された測定は、これらの行３０４に対するソース電圧Ｖｓのプロファイルを決定するために使用され（結果として、これらの行３０４に対する地面抵抗降下を決定する）、ディスプレイ２００内の他の行についても接地面のプロファイルを推定することができる。
【０１７８】
例えば、３つの行３０４は、ディスプレイ２００上に提示されるフレームにおいて再較正されてもよい。これは数回繰り返され、数行の較正測定を実行することができる。選択された行３０４に対する接地平面の決定されたプロファイルはまた、（選択された行３０４の間において）ディスプレイ２００全体にわたる接地平面のプロファイルを推定するために使用されてもよい。
【０１７９】
ディスプレイ２００の通常動作モードでは、画素における抵抗による電圧降下ＶＳのそれぞれの推定値は、画素１００を駆動するときの接地抵抗降下を補償するために、画素１００の第１のデータ線１１０上に提供されるデータ値に加算される。
【０１８０】
図１ｂに示すように、通常のＯＬＥＤスタックの場合、接地は、典型的には、ＯＬＥＤの蒸着された対電極である。対向電極は通常パターン化されておらず、このことは対極の全方向に電流を流すことができる。従って、接地面の電圧降下プロファイルにおける勾配は、接地面を横切って平均化されてもよい。このことは、いくつかの選択された基準行の接地プロファイルを測定することにより、ディスプレイ２００全体にわたる接地抵抗の電圧降下の良好な評価が可能になる。
【０１８１】
図１ａに示すように、反転ＯＬＥＤスタックの場合、接地接続は、通常、ディスプレイ２００のＴＦＴ内の金属配線に実装される。配線は独立していてもよいので、接地面を少数のグランド配線に対して較正すれば、ディスプレイ２００全体にわたる地面の抵抗性降下プロファイルの評価を行うことは困難であり得る。
【０１８２】
従って、アレイの列に沿って延在するディスプレイのデータ線１１０，１１４は、好ましくは、接地配線と平行に配置されてもよく、これは、ディスプレイ２００の選択された、いくつかの行（それに沿ってグランド配線が延在する）の較正が、電圧降下のためのいくつかの基準点を有する。従って、カラムの全体的な電圧降下の良好な評価が可能である。
【０１８３】
接地配線がディスプレイ２００の列に沿ってディスプレイ２００の列に沿って両方向に延在する場合、ディスプレイ２００全体にわたる地面抵抗ドロッププロファイルを評価することはさらに容易であり得る。
【０１８４】
反転ＯＬＥＤスタックの場合、接地抵抗プロファイルは、代わりに、すべての画素における実際の期待電流に基づいて推定されてもよく、当該実際の期待電流は各画素の第１のデータ線１１０上に与えられたデータと、各画素の抵抗の値とによって与えられ、ここで、抵抗値は既知で安定している。接地抵抗の電圧降下は、データ線に垂直な方向に沿って接地配線のみが存在する場合に決定される。接地線（従って接地プロファイル）上の電圧降下ΔＶｎは、画素抵抗Ｒｍ及び画素電流Ｉｋの関数として、画素ｋ、ｍにわたって二重に入れ子にされた合計として計算することができる。
【０１８５】
【数１０】
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【０１８６】
ここで、図１３を参照して、アクティブマトリックスディスプレイにおけるしきい値電圧補償の方法を簡単に要約する。
【０１８７】
この方法は、少なくとも１つの画素１００の較正を可能にするため、少なくとも１つの画素のしきい値電圧を測定するために、較正測定モードでディスプレイを駆動するステップ４０２を含む。較正測定モードでは、測定信号は、第１及び第２のデータ線１１０，１１４，１１５のうちの１つに能動的に駆動される。画素１００の第１及び第２のデータ線１１０，１１４の他方で較正信号が測定される。
【０１８８】
この方法は、測定された較正信号に基づいて少なくとも１つの画素の較正データを決定するステップ４０４を含む。従って、画素１００のしきい値電圧ばらつきの補償に用いられる較正データは、決定される。
【０１８９】
この方法は、少なくとも１つの画素を較正するために較正リフレッシュモードでディスプレイを駆動するステップ４０６をさらに含む。較正リフレッシュモードでは、較正データは、駆動トランジスタ１０２の較正ゲート１０６に第２のデータ線１１４上に供給されてもよい。較正リフレッシュモードでディスプレイを駆動することによって、画素１００を較正された状態に保持することができる。
【０１９０】
従って、ディスプレイは、通常の動作モードで駆動され、ここで、各画素からの光の出力を駆動するために第１のデータ線１１０上にデータを供給することができ、ここで、画素の較正により、所望の出力が各画素から受信される。
【０１９１】
上記において、本発明の概念は、限定された数の例を参照して主に説明された。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、上に開示されたもの以外の他の例も、添付の請求項によって定義される本発明の概念の範囲内で等しく可能である。
【０１９２】
較正測定は、ドライバゲート１０４上のアクティブな測定信号を駆動し、較正ゲート１０６上の較正信号を測定することによって実行されると主に叙述されてきたが、較正ゲート１０６からドライバゲート１０４への容量性結合は、ドライバゲート１０４から較正ゲート１０６への容量性結合と等しいので、較正ゲート１０６上のアクティブな測定信号を駆動し、ドライバゲート１０４上の較正信号を測定することによって較正測定を代替的に行うことができる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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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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