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CN103189907A - 背板装置 - Google Patents

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CN103189907A
CN103189907A CN2011800526312A CN201180052631A CN103189907A CN 103189907 A CN103189907 A CN 103189907A CN 2011800526312 A CN2011800526312 A CN 2011800526312A CN 201180052631 A CN201180052631 A CN 201180052631A CN 103189907 A CN103189907 A CN 103189907A
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CN
China
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pixel
tft
light source
back board
board device
Prior art date
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Pending
Application number
CN2011800526312A
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English (en)
Inventor
罗伯特·米斯拜奇
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SeeReal Technologies GmbH
Original Assignee
SeeReal Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

本发明涉及用于光源矩阵(12)的背板装置(16)。光源(Di,500)优选为LED或OLED。将背板装置(16)的像素电路(20,32,34,36)分配到光源矩阵(12)的光源(Di,500),用于控制光源(Di,500)。一个光源(Di,500)和一个像素电路(20,32,34,36)组成像素(Pxy,14)。根据像素特征将光源矩阵(12)的像素(Pxy,14)分类。开启和/或关闭光源的顺序取决于像素特征,而不必取决于背板装置(16)上的像素(Pxy,14)的位置。施加在光源(Di,500)的电流(I_模拟)由至少一个驱动器控制。至少一个驱动器与至少一个像素(Pxy,14)可电子地连接,并且至少一个驱动器不属于像素(Pxy,14)的像素电路(20,32,34,36)。

Description

背板装置
本发明涉及用于光源阵列或光源矩阵的背板装置,以及驱动用于光源阵列或光源矩阵的背板的方法。本发明特别涉及用于光源为LED(发光二级管)或OLED(有机发光二级管)的阵列或矩阵的背板装置,其可以用于适合显示二维或三维信息、图像和场景以及视频序列的显示器。特别地,具有光源为LED或OLED的阵列或矩阵的背板装置可以应用于全息显示应用,例如,在专利文献WO2006/066919A1中公开的背板装置,其通过参考引用纳入于此。特别是因为需要以时间序列方式为一个或多个观察者生成虚拟观察者窗口(virtual observer windows,VOW),因此对于这类应用,可能需要高帧速率。根据本发明的背板装置还可以应用于适合在立体或自动立体显示中显示三维信息、图像和场景、以及视频序列的显示器。
OLED用于电视屏幕、计算机显示器、移动电话及PDA等小型便携系统屏幕、手表、广告、信息和指示。由于其处于研发的相对初级阶段,作为点状光源使用时,其每单位面积发出的光线通常少于相似设计的基于无机固态的LED。
OLED显示器无需背光发挥作用,因此可以显示深黑电平(black level),并且可以比已有的液晶显示器更薄更轻。类似地,在例如暗室的低环境光的情况下,OLED屏幕可以获得比使用冷阴极荧光灯的LCD屏幕或最近开发的LED背光更高的对比度。
OLED显示器可以使用无源矩阵(passive-matrix)或有源矩阵(active-matrix)寻址方案。有源矩阵OLEDs(AMOLED)需要薄膜晶体管背板,以开启或关闭单个像素,并且可以使更高的分辨率和更大尺寸的显示器成为可能。特别地,本发明涉及AMOLED背板装置,例如,特别地涉及用于驱动和/或控制OLED阵列或矩阵的电路。
在操作期间,电压施加到OLED,使得阳极相对于阴极为正。由于电子在阴极处射入有机层的最低未占据分子轨道(lowest unoccupied molecularorbitals,LUMO)并在阳极处从最高占据分子轨道(highest occupied molecularorbitals,HOMO)撤出,电子流从阴极至阳极流经装置。此后一过程还可以描述为电子空穴(electron hole)射入HOMO。静电力使电子和空穴彼此相向,并且它们重新组合形成激子(exciton),电子和空穴的束缚态。由于在有机半导体中,空穴通常比电子更易移动,更接近于发射层发生上述现象。该激发态的衰变造成电子能级弛豫,伴随有频率在可见光区内的辐射射出。该辐射的频率取决于材料的带隙(band gap)在这种情况下为HOMO与LUMO之间的能量差。
对于高分辨率显示器,如电视,TFT背板必需正确地驱动像素。目前,低温多晶硅LTPS-TFT用于商用AMOLED显示器。LTPS-TFT在显示器中具有性能变化,因此,已经研发了多种补偿电路。鉴于用于LTPS的受激准分子激光器(excimer laser)的尺寸限制,AMOLED尺寸受限。为了应对涉及面板尺寸的障碍,已经报道了用于大屏幕显示器原型机演示的非晶硅/微晶硅背板。
TFT背板技术是实现柔性AMOLED显示器制造的关键推动者。目前,两个初级TFT背板技术(多晶硅(poly-Si)和非晶硅(a-Si))用于AMOLED。这些技术提供了在低温(<150°C)下直接在柔性塑料基底上制造所需的有源矩阵背板以生产柔性AMOLED显示器的可能性。
目前在例如移动电话中使用无源矩阵OLED显示器。在常规的无源矩阵寻址简化了显示器制造的同时,将行数限制在几百个。由于OLED仅在寻址时才开启,因此获得平均亮度水平需要高峰值电流。行线电阻、列线电阻和多种OLED电学特征制约显示器亮度、尺寸、格式和效率。然而,对于超高信息量显示,这些方法的成本很可能令人望而却步。
薄膜晶体管(TFT)有源矩阵背板可以实质上消除对显示内容、尺寸、格式、亮度和效率的限制。已经展示了具有有源矩阵TFT背板的大面积高分辨率AMOLED TFT显示器。例如,迄今为止展示的其中一个最大的AMOLED显示器使用a-Si TFT背板来是实现20英寸HDTV格式,具有峰值亮度(>500cd/m2),效率>20cd/A NTSC白色。TFT有源矩阵背板最初研发用于制造大尺寸和高分辨率液晶显示器(LCD)。像素电路仅包含与存储电容和像素LC电极相连的TFT。所使用的液晶材料的阻抗为电容的阻抗,当折射率改变时,该阻抗的值随施加电压而变化。TFT性能足以在行时间(row time)内稳定存储电容电压和LC电压。像素TFT开启和导通的时间百分比非常低(~0.1–1%)。应用数据和LC电压在帧与帧之间交替极性,以避免由于LC中离子镀(ionplating)引起的图像残留(image sticking)。交替的数据电压和时间上的低占空因数趋向于稳定晶体管特征,例如为AMLCD长操作寿命的阈值电压。
驱动具有均匀TFT的OLED比驱动液晶更有挑战性。主要的原因是(1)OLED根据电流变化的照度或亮度,(2)具有高的栅极-漏极电容(Cgd)和栅极-源极电容(Cgs)的大TFT尺寸,以及(3)阈值电压和迁移率变化。驱动TFT应当在大部分帧时间内提供连续电流,以有效地将OLED驱动至所需亮度水平。像素面积限制TFT数量及其宽度,该宽度与TFT跨导(transconductance)成正比。因此,OLED驱动TFT跨导受到限制。低温多晶硅(LTPS)的电子迁移率(μ)可以比非晶硅(a-Si)高一个或多个数量级。因而,LTPS TFT宽度可以更小,具有允许像素面积内的更多TFT以用于额外纠错的可能性。另外,LTPS TFT开启电阻可以更低,产生更好的能效操作。由于高栅极电容的原因,TFT开关可以引起大电压偏移。因此,需要偏移校正。OLED特征随驱动电流引起的温度升高而变化。这可以导致亮度取决于之前状态。Vt(阈值电压)和电子迁移率μ的像素到像素的变化也增加不必要的亮度变化。使用LTPS,由于晶粒尺寸(grain size)和边界的变化,存在初始Vt和迁移率变化。相比之下,在大多数a-Si工艺中,初始Vt和迁移率在背板装置内是均一的。尽管与时间有关的电应力(electrical stress)可以产生大的Vt变化,通常很少存在迁移率的偏离。优化的AC端电压有助于将与时间有关的电应力变化降到最小。
已经应用多种技术利用简单的像素电路将TFT变化的影响降到最小。例如,限制AMOLED显示器的视频使用可以确保所有像素经受相同的电应力。在一种方法中,为了获得灰度图像,使用二进制权重计时将位顺序地写入阵列。这要求定制的帧缓存(frame buffer)。在另一方法中,解码二进制数据位,以驱动单独的子像素OLED。较低成本的解决方案为,向像素电路发送模拟数据并且使用驱动方法补偿OLED驱动TFT中的Vt和电子迁移率μ变化。由于其固有的较低制造成本,人们对用于驱动OLED的a-Si背板感兴趣。强调较低成本还产生对更简单的电压-数据电路连同更简单的驱动方法的需要。
因此,本发明的目的在于解决至少一个以上提及的缺陷,特别是提供更简单的驱动方法。
通过用于光源矩阵的背板装置解决以上提到的问题。光源可以包含LED或OLED。为光源矩阵的光源分配背板装置的像素电路,以控制光源。一个光源和一个像素电路构成像素。根据像素特征,将光源矩阵或一簇光源矩阵的像素分类。切换光源开和/或关的顺序取决于像素特征,并不必取决于像素在背板装置上的位置。通过至少一个驱动器控制施加到光源的电流。至少一个驱动器可与至少一个像素电连接,并且至少一个驱动器不属于像素的像素电路。
特别地,根据本发明的光源矩阵可以是以预定方式,特别是以规则阵列,设置的二维光源矩阵。可选地,其可以是一维光源矩阵或阵列。术语“电流特征”在本发明的意义上应当理解为电流函数,其可以包含在特定时间段内恒定的电流值,但其在特定时间段也可以是可变的。特别地,本发明涉及的术语“为像素分配像素值”特别应当理解为,向像素的光源施加电流,造成电流通过像素的光源。根据通过本发明背板所要操作的光源矩阵的类型,该像素值使光源矩阵的像素表现例如亮度值或颜色值。
不同于延续现有技术的背板装置,例如,有源矩阵背板,的像素寻址方案,其中,在逐行寻址后对背板装置的单个像素寻址,并且在地址行内同时或逐像素寻址,本发明使用完全不同的像素寻址方案。根据像素特征对光源矩阵或一簇光源矩阵的像素进行分类。该像素特征可以是例如分配到像素的像素值,即,像素的亮度。像素特征的其他示例在下文中给出。之后,开启和/或关闭光源的顺序取决于像素特征,并不必取决于像素在背板装置上的位置。根据使用光源矩阵显示的信息和图像,以随机访问方式对光源矩阵的单个像素进行寻址或激活和/或失活,而不是逐行和逐像素。特别地,在根据现有技术包含有源矩阵背板和作为光源的OLED的光源矩阵中,施加到单个光源的电流值通常储存为该单个光源的像素电路中的模拟值。然而,像素电路的该部分可以被视为像素的驱动部分,该部分负责控制流过该像素的光源的电流。本发明的背板装置与该方法不同在于,通过至少一个驱动器控制施加到光源的电流,该驱动器可以电连接到至少一个像素,但其不属于像素的像素电路。因此,像素的像素电路不复杂,并且不需要适于存储模拟信号。像素的像素电路不包括负责控制流经像素的光源的电流量的驱动部分。因此,像素寻址取决于像素特征,例如,为像素分配的像素值,避免了在现有技术系统中使用的公用模拟线(common analog line)中的高频率的高电流值变化,其中—取决于为像素分配的像素值—例如,必需在两个时钟周期内向一个像素分配小电流的像素值并且向下一像素分配最大电流的像素值。根据本发明,尝试具有包括低频率小电流值变化的施加到模拟线的电流特征或电流函数。这可以通过对模拟线施加例如斜坡函数(ramp function)作为电流特征实现。然后根据施加到模拟线的电流特征并且特别根据施加到模拟线的实际的电流值为单个像素寻址。换句话说,当电流特征的电流值施加到模拟线时,所述电流特征的电流值相当于为特定像素分配的像素值,在这时为该特定像素寻址。因此,可以避免施加到模拟线的高频率电流特征(至少相对于像素时钟范围),而将相当平滑或低频率电流特征施加到模拟线。为了达到该目的,有必要使像素的寻址依赖于施加到模拟线的像素特征,这可以导致类似于随机访问的像素寻址。这很可能引起高频率信号被施加到像素电路的寻址线(addressing line)。然而,这又涉及数字寻址电路—而不是可以施加高电流或电压的模拟线—其中施加相同(低)电压的数字信号。
对于高分辨率显示器,具有更小的晶体管和线路结构尺寸以具有高像素孔径(pixel aperture)是有益的。这将减少可能的最大驱动电流。与此相反,显示器的技术发展水平需要更高的电流,以获得更快的传输时间以保持帧速率,尽管线路数量增加。减少晶体管结构尺寸还减少晶体管栅极容量。本发明得益于更小的结构尺寸,因为更小的栅极电容允许更高的晶体管开关频率、更低的电压水平和更低的电流。与现有技术水平执行过程相比,更低的电压和更低的电流使得能量损耗降低。
将要分配到像素的像素值可以取决于施加到像素的光源的电流。电流值越高,像素的光源越亮。可选或另外地,将要分配到像素的像素值可以取决于施加到像素的光源上的电流的持续时间。例如,如果存在每个像素的平均启用持续时间,则可以通过控制像素,使其启用持续时间比每个像素的平均启用持续时间更短,来为该像素分配较低的像素值。该像素的启用持续时间越短,该像素表现的像素值越低。在每个像素的该平均启用持续时间之后存在空白时间(blank time)的情况下,则可以通过控制该像素,使其启用持续时间比每个像素的平均启用持续时间更长,并且延伸至空白时间,来为像素分配较高的像素值。
光源,特别是OLED包含阈值或磁通电压(flux voltage)。该光源的阈值可被视为像素特征。因此,在本发明的优选实施例中,并且作为特定像素特征的分类,测量光源矩阵的所有光源的阈值(例如,在生产光源矩阵期间的最初校准步骤),光源的阈值可以从最低(最高)至最高(最低)阈值分类,并且阈值和各个像素的地址一起存储。光源开启和/或关闭的顺序—并因此影响光源矩阵的像素寻址顺序—取决于该特定像素特征,即,光源矩阵的所有光源的阈值,不必取决于像素在背板装置上的位置。
根据本发明的另一优选实施例并且作为特定像素特征的另一分类,像素特征可以是将要操作的像素的光源所具有的亮度或电流值。在所有光源,特别是在所有OLED,包含几乎相同的电流-亮度响应曲线(或特征曲线)的情况下,将要施加到光源矩阵的像素的电流值直接关系到该像素的光源的亮度,并且因此关系到将要分配给该像素的像素值。在该情况下,光源开启和/或关闭的顺序则取决于该特定像素特征,即,施加到光源的亮度或流过光源矩阵的光源的电流值。在光源矩阵的光源的电流-亮度响应曲线彼此不同的情况下,则还可以施加该特定像素特征,然而,需要引入校准步骤,以测量和储存该光源矩阵的光源的电流-亮度响应曲线的测量的结果。光源矩阵的光源的不同电流-亮度响应曲线则可以影响为像素寻址的顺序。
在优选实施例中,可将像素的光源操作预定的时间段。一旦确定根据特定像素特征开启光源的顺序并且分别以该方式执行,这可以实现,则—例如依赖于将要施加到像素的光源的像素值或亮度—将像素的光源操作预定时间段。在该实施例中,像素的光源将由此启用或操作较长时间段,并且因此将表现为比另一像素具有更高的亮度值,由于该另一像素操作了较短的时间段,其具有较低亮度并因此具有较低像素值。在该实施例中,将要施加到光源矩阵的所有像素的光源的电流可以包含本质上相同的电流值。因此,像素的光源的操作持续时间决定像素显示的像素值。
优选地,执行用于像素的启用和/或禁用的像素寻址本质上用于包含相同像素特征的像素。在背板装置的一个操作模式下,可以时间上彼此接近地执行包含相同像素值的像素的寻址。如下文中解释的,如果电流特征包含斜坡上升函数(ramp up function)和/或斜坡下降函数(ramp down function),尤其可以应用该操作。在背板装置的另一优选操作模式中,本质上同时执行分配相同像素值的所有像素的寻址。如果大量或所有像素需要分配相同像素值,或者如果大量或所有像素的像素值需要重置为预定像素值,则可以应用背板装置的这种操作模式。在背板装置的又一操作模式中,在一段时间内执行分配相同像素值的所有像素的寻址。如果每次仅为一个像素分配像素值,则可以特别应用背板装置的这种操作模式。因此,在需要为5个像素分配相同的像素值的情况下,由于每次仅为一个像素分配像素值,则该操作花费5个像素写入周期的时间。
可以调整背板装置的至少一个驱动器,使流经光源的电流本质上包含恒定值,特别是在像素激活的预定时间段期间。在该实施例中,控制特定像素的光源可与脉冲宽度调制模式相比,和/或施加到像素的电流本质上包含平方函数,其中,如果启用像素的光源并且因此电流流经该光源,电流值—可能在启用后的短时间之后—在该操作时间期间内基本恒定。该操作模式可以应用于光源矩阵的某些像素或光源。可选地,可以上述方式控制光源矩阵的所有像素或光源。如果以基本相同的恒定电流值驱动光源矩阵的所有像素,则通过单个像素激活/启用的不同时间段,实现了像素的不同亮度值或像素值。
电流特征可以施加到光源矩阵的可预定光源。电流特征可以是电流斜坡上升函数或电流斜坡下降函数。优选地,施加两种函数的组合,即,施加电流斜坡上升函数,随后施加电流斜坡下降函数。可选地或另外地,可以施加锯齿形函数(saw-tooth like function)。该锯齿形函数可以包含急剧上升沿然后缓慢降低的特征曲线,或缓慢上升的特征曲线跟随以急剧下降沿或缓慢增加特征曲线跟随以缓慢降低特征曲线。通常,以可预定电流值驱动光源可预定激活时间,以实现光源的特定亮度。该可预定电流值通常位于光源的操作电流的最小值与最大值之间的有限范围内。相比于光源的常用驱动特性,电流特征可以包含持续更短预定激活时间的更高的电流值。可选地或另外地,相比于光源的常用驱动特性,电流特征可以包含持续更长预定激活时间的更低的电流值。特别是适当情况下,所述较高或较低的电流值可以与上述其他电流特征结合施加。
通常,电流特征随时间可变,并且显著具有数学上单调函数或数列的特征。这不意味这电流特征可以不包含单个急剧上升或下降沿。然而,在出现单个急剧上升或下降沿之后,随后的电流特征通常显著具有数学上单调函数或数列的特征。特别地,电流特征可以是单调递增或单调递减。通常,电流特征可以是为特定应用或使用光源矩阵显示特定内容而有必要执行的任何电流分布或电流。
根据本发明的特定优选实施例,施加在至少一个模拟线上的生成的电流特征确定像素的寻址顺序。例如,如果施加在至少一个模拟线上的生成电流特征包含从低电流值开始并增加至高电流值的斜坡上升函数,(由于向该像素分配的像素值对应于激活的持续时间)则将首先寻址需要分配高像素值的像素。当斜坡上升函数的电流值增加至另一电流值时,则寻址需要分配低像素值的一个或多个像素,使得所述下一个较低电流值分配给该一个或多个像素。然而,这些像素被操作较短时间段,因此表现为具有比之前已经启用的像素更低的亮度。因为现在启用更多像素—例如电流值几乎相同的电流通过启用像素—需要增加施加在像素上的总电流(例如,以电流值的斜坡上升函数)。即使在向多个像素分配相同的像素值时不存在像素寻址的特定顺序,但根据本发明的该实施例,存在与不同的电流值以及由此向像素分配的像素值有关的像素寻址的顺序。
在本发明的一个优选实施例中,在x-方向和y-方向上生成确定的像素地址。相对于x-方向和y-方向,以随机访问的方式执行对像素的像素值分配。如果不根据向像素分配的像素值确定电流特征,并且电流特征因此可以是生成的周期性函数,例如,sin-函数或包含本质上直线上升/下降特征曲线的斜坡上升和/或下降函数或阶梯状函数(step like function),可能尤其如此。因此,不存在通过定义像素寻址的特定顺序,即,如现有技术中,背板的每一行顺序寻址。虽然根据本发明的寻址方案在特定情况下可能如此,例如当像素的相邻行应当分配轻微增加的像素值且在一排内像素值是常数时,但这不是常见情况。与现有技术寻址方式相比,可以以随机访问的方式执行根据本发明的该实施例的寻址方式以及因此像素值向像素的分配。因此,由于为像素寻址的随机访问方式,不应用固定的行周期,或甚至不应用固定的帧周期。
根据本发明的优选实施例,背板装置可以包含至少一个使能线(enableline)和/或至少一个模拟线。每个像素电路与使能线和/或模拟线相连。在该实施例中,通过模拟线向每个像素电路提供电流,模拟线与所述每个像素电路相连。借助于与像素电路相连的使能线,当通过使传输TFT(也被称为驱动TFT)—传输TFT为像素电路的TFT,其负责切换电流源与地面之间经由穿过该像素光源的模拟线的电流—处于电导通或者非导通模式来对像素寻址时,执行该像素电路的光源的启用或禁用。优选地,背板装置适用于使生成的电流特征施加到至少一个模拟线,以达到为像素分配像素值的目的。
背板装置可以包含至少一个像素寻址装置,其中,该像素寻址装置包含x-寻址线和y-寻址线。每个像素电路与x-寻址线和y-寻址线相连。像素寻址方式可以包含至少一个x-地址解码器和至少一个y-地址解码器。x-地址解码器与x-寻址线相连,并且y-地址解码器与y-寻址线相连。
地址解码器包含执行单个或所有寻址线的启动的逻辑电路。X-地址解码器和/或y-地址解码器可以基于动态NOR-解码器和/或基于动态NAND-解码器和/或基于OR-解码器和/或基于包含NAND和NOR电路的CMOS-解码器(特别在LTPS上)和/或基于AND-解码器。
根据光源矩阵和需要使用该光源矩阵实现的应用的类型,x-地址解码器和/或y-地址解码器可以设置在背板装置上或相对于背板装置的多个位置。x-地址解码器和/或y-地址解码器可以设置为与背板装置分开,例如,在分离的板上。可选地,x-地址解码器和/或y-地址解码器可以位于背板装置的外边缘。另外的可选方案是将x-地址解码器和/或y-地址解码器放置于背板装置上的像素之间。
术语TFT和晶体管在说明书和权利要求书中是可互换的,即,所有晶体管可以由TFT制成,并且所有TFT可以由例如单晶硅或其他半导体材料制成的其他类型晶体管或其他主动开关元件(actively switching element)代替。
在下文中,描述了用于执行背板装置的像素(像素电路)的控制电路的不同可能。需要注意的是,通常背板装置的光源矩阵的所有像素包含相同的控制电路,然而,在光源矩阵或背板装置上应用的像素可能具有不同的控制电路。
在第一实施例中,像素电路可以包含三个TFT。第一TFT与使能线、x-寻址线和第二TFT相连。第二TFT与第一TFT、y-寻址线和第三TFT相连。第三TFT与第二TFT相连。第三TFT适用于切换或提供从像素的光源到地面之间的模拟线的电连接。由于该像素电路的第三TFT适于启用或禁用通过像素的光源的电流以及由此模拟线与地面之间通过像素光源的电荷传输,因此,该像素电路的第三TFT(以及下文两个实施例的像素电路)也被视为传输TFT。
在第二实施例中,像素电路可以包含三个TFT。对于相互邻近并通过相同y-寻址线寻址的两个像素,第一像素的第一TFT—用作启用功能—与第二像素的x-寻址线、y-寻址线和第一像素的第二TFT相连。第一像素的第二TFT与第一像素的第一TFT、第一像素的x-寻址线和第一像素的第三TFT相连。第一像素的第三TFT与第一像素的第二TFT相连。第一像素的第三TFT适于切换从第一像素的光源到地面之间的模拟线的电连接。第二像素的第一TFT—用作启用功能—与第一像素的x-寻址线、y-寻址线和第二像素的第二TFT相连。第二像素的第二TFT与第二像素的第一TFT、第二像素的x-寻址线和第二像素的第三TFT相连。第二像素的第三TFT与第二像素的第二TFT相连。第二像素的第三TFT适于切换从第二像素的光源到地面之间的模拟线的电连接。
在第三实施例中,像素电路可以包含三个TFT,对于相互邻近并通过相同y-寻址线寻址的四个像素,第一像素的第一TFT—用作启用功能—与第三像素的x-寻址线、y-寻址线和第一像素的第二TFT相连。第一像素的第二TFT与第一像素的第一TFT、第一像素的x-寻址线和第一像素的第三TFT相连。第一像素的第三TFT与第一像素的第二TFT相连。第一像素的第三TFT适于切换从第一像素的光源到地面之间的模拟线的电连接。第二像素的第一TFT—用作启用功能—与第一像素的x-寻址线、y-寻址线和第二像素的第二TFT相连。第二像素的第二TFT与第二像素的第一TFT、第二像素的x-寻址线和第二像素的第三TFT相连。第二像素的第三TFT与第二像素的第二TFT相连。第二像素的第三TFT适于切换从第二像素的光源到地面之间的模拟线的电连接。第三像素的第一TFT—用作启用功能—与第四像素的x-寻址线、y-寻址线和第三像素的第二TFT相连。第三像素的第二TFT与第三像素的第一TFT、第三像素的x-寻址线和第三像素的第三TFT相连。第三像素的第三TFT与第三像素的第二TFT相连。第三像素的第三TFT适于切换从第三像素的光源到地面之间的模拟线的电连接。第四像素的第一TFT—用作启用功能—与第二像素的x-寻址线、y-寻址线和第四像素的第二TFT相连。第四像素的第二TFT与第四像素的第一TFT、第四像素的x-寻址线和第四像素的第三TFT相连。第四像素的第三TFT与第四像素的第二TFT相连。第四像素的第三TFT适于切换从第四像素的光源到地面之间的模拟线的电连接。
即使提及了上述TFT或晶体管元件,也可以改为将其他电路和/或其他开关元件使用或应用于背板装置,所述其他电路和/或其他开关元件主动地实现晶体管或第一、第二和第三TFT的传输和选择晶体管的功能。
像素的第一TFT和相同像素的第二TFT组合为双栅极TFT是有优势的,导致像素电路进一步简化,包含更低的漏电电流(leakage current)并且节省空间。这可以用于上述三个实施例。
即使原理上存在用于TFT的栅极、源极和漏极的连接的多种可能性,然而,在下文中描述了连接上述三个实施例的TFT的最优选方式。这些连接方式还可以相互结合。
根据权利要求19,x-寻址线或y-寻址线可以与像素的第一TFT的栅极或像素的第二TFT的栅极或双栅极TFT的栅极相连。
使能线或作为使能线的x-寻址线可以与像素的第一TFT的源极相连。可选地或另外地,像素的第一TFT的漏极可以与相同像素的第二TFT的源极相连。另外,像素的第二TFT的漏极可以与相同像素的第三TFT的栅极相连。
模拟线可以连接至像素的第三TFT的源极,并且接地的相同像素的光源可以连接至相同像素的第三TFT的漏极。可选地,与像素的光源相连的模拟线可以连接至相同像素的第三TFT的源极,并且相同像素的第三TFT的漏极接地。换句话说,只要第三TFT启用或禁用电流源与地面之间经由穿过像素光源的模拟线的电流,光源可以位于第三TFT的任意一侧。
根据优选实施例,背板装置包含像素测量方案,该方案包含优选在预定时间段内应用的像素和/或像素电路的测量功能。可以在帧周期(frame time)中的部分时间实施该像素测量方案。借助至少一个与像素连接的驱动器来执行像素的像素测量。通过该像素测量方案,可以测量像素电路的单个元件和/或该像素的光源的特征。可以储存该测量结果,并且该结果可以用于未来控制该像素。可以重复对像素进行该测量。
可以如下方式执行该测量功能:通过对像素的x-寻址线和y-寻址线的寻址使像素电路的传输晶体管(像素的第三TFT)的栅极与使能线连接。在使能线上施加可变电压函数。可变电压函数包含施加从第一电压值—例如0V—到第二电压值—例如Vmax—的递增或递减的电压值。测量装置适用于测量,在可变电流函数的哪一电压值,电流流经或者不再流经像素光源到地面之间的模拟线。借助该测量功能,可能测量传输TFT的栅极偏压应力(gate biasstress),该栅极偏压应力影响像素电路的阈值电压。
可选地或另外地,可以如下方式执行另一测量功能:通过寻址装置寻址像素的像素电路,由此启用从穿过该像素光源的模拟线到地面的电流。电流函数施加到模拟线。电流函数包含施加从第一电流值—例如0mA—到第二电流值—例如Imax—的递增或递减的电流值。测量装置测量流经穿过像素光源的模拟线与地面之间的实际电流。通过这些装置,特别当像素的光源为OLED时,可以测量像素的光源的阈值或磁通量电压。应当注意的是,可以在不向像素电路增加其他元件的情况下执行测量功能的这两个示例。作为替代,存在或需要增加其他元件到例如背板装置的驱动器,以提供该特定测量功能的功能性。
根据本发明的背板装置的优选实施例,背板装置包含由a-Si或a-氧化物(a-Oxide)或多晶硅或有机电子材料制成的电路。可以在层上印刷所需的有机电子材料,以提供背板装置的一部分。
根据本发明的优选实施例,光源矩阵和/或背板装置包含至少两个像素簇的簇排列。每个簇包含模拟线和用于为簇的像素寻址的像素寻址装置。每个簇的模拟线连接簇本身与外部电流源,例如,背板装置的驱动装置。
优选地,相互独立地控制簇。因此,通过特定簇的寻址装置和模拟线,将用于该特定簇的像素值分配给该特定簇的像素,同时,通过另一簇的寻址装置和模拟线,同时地或随时间转换地将用于该另一簇的像素值独立地分配给该另一簇的像素。用于不同应用的适当的簇的示例可以是方形,并且可以包含64x64像素,128x128像素,256x256像素或1024x1024像素。术语“簇”在本发明的意义上特别地表示多个像素被设置并且因此形成光源矩阵的连接或连续的区域。该区域可以具有矩形、方形或蜂窝形的形状。优选地,簇不延伸至光源矩阵的整个宽度或整个长度。簇的像素在x或y方向上的数量不需要为2n,其中n为自然数。
包含根据权利要求1至28中的任一项所述的背板装置的光源矩阵可以有优势地用于生成场景或内容的二维和/或三维显示的显示装置。另外,用于生成场景的二维和/或三维显示的显示装置,特别是立体或全息显示装置,可以包含根据权利要求1至28中的任一项所述的背板装置,或者可以包含根据权利要求29所述的光源矩阵。
这种包含本发明的背板装置的光源矩阵和/或包含光源矩阵的显示装置具有优于LCD显示器的高图像质量的优势。因此,该显示装置具有优越的黑色电平、提供高对比度、包含短响应时间并且因此具有用于产生自然图像的减少的运动模糊和高色域。该显示装置不需要额外的背光单元,如果使用具有不同光线(颜色)发光波长的光源,不需要滤色器(color filter),可以有优势地减少光学薄膜的数量。
通过本发明的权利要求30限定的操作用于光源矩阵的背板装置的方法,解决上述问题。使用分配给光源矩阵的光源的背板装置的像素电路来控制光源。一个光源和一个像素电路组成像素。根据像素特征,将光源矩阵或光源矩阵的簇的像素分类。开启和/或关闭光源的顺序取决于像素特征,并不必然取决于像素在背板装置上的位置。施加到光源的电流由至少一个驱动器控制。至少一个驱动器可电连接到至少一个像素,并且至少一个驱动器不属于像素的像素电路。光源优选为LED或OLED。
根据本发明的方法特别地设计用于操作根据权利要求1至28其中一项所述的背板装置。在了解根据权利要求1至28中的任一项所述的背板装置后,暗示了本领域技术人员根据权利要求1至28中的任一项所述的操作背板装置的方法及其变形。因此,参考上文所做的描述,以避免重复。
在特别优选实施例中,提供用于光源阵列或用于光源矩阵的背板装置,尤其是用于生成场景或内容的二维和/或三维显示的显示装置中的光源矩阵。光源矩阵包含像素,该像素具有像素地址并且可通过背板装置电子地控制,用于为像素分配像素值。背板装置包含用于每个像素的至少一个光源、至少一个模拟线和至少一个像素寻址装置。该像素寻址装置包含x-寻址线和y-寻址线。每个像素与模拟线、x-寻址线和y-寻址线相连。作为像素值分配方案,生成装置适用于生成施加到至少一个模拟线的电流特征,由此,电流特征取决于分配给像素的像素值。背板装置适于根据生成的电流特征确定像素地址,以此作为像素寻址方案,并且因此将生成的电流特征施加到至少一个模拟线,以达到为像素分配像素值的目的。
换句话说,通过用于光源阵列或用于光源矩阵的背板装置进一步解决上述问题。光源可以是LED或OLED。向光源分配电路用于控制光源。一个光源和一个电路构成像素。根据像素特征对簇的像素进行分类。开启和/或关闭光源的顺序取决于像素特征,而不必取决于像素在背板装置上的位置。通过至少一个驱动器控制驱动光源的电流。至少一个驱动器与至少一个像素电子地连接,但不属于像素的电路。
优选地,背板装置包含至少两个簇,簇包含形成背板装置的连续区域的多个像素。
存在以有益方式配置和发展本发明的教导的多种可能性。在这个方面,应当首先参考权利要求1的从属权利要求,其次结合附图参考本发明的优选示例性实施例的如下解释。通常,通过参考附图,结合本发明的优选示例性实施例来解释本教导的优选配置和发展。在附图中,在所有情况下以示意图形式示出,
图1示出了根据本发明的背板装置的一部分的示例,
图2a和2b每个示出了像素的像素电路的示例,其中,该像素电路包含三个TFT,
图3示出了根据图1的背板装置的部分,其中,详细示出了地址解码器,
图4a和4b示出了用于图3所示的4x4像素簇的驱动方案的示例,
图5以示意图方式示出了根据现有技术的背板装置的模拟线的电流特征的示例,其使用在全息显示应用中呈现的均匀分布的像素值,
图6a以示意图方式示出了根据本发明的背板装置的模拟线的电流特征的示例,
图6b以示意图方式示出了根据本发明的像素寻址信号的示例,
图7a示出了根据现有技术包含已经分配了四种不同灰度值—像素值—的16个像素的光源矩阵的示例,并且在下方的图中示出了施加到模拟线的电流的示例,用于向光源矩阵的16个像素分配四种不同灰度值。
图7b上方示出了根据本发明的包含已经分配了四种不同灰度值—像素值—的16个像素的光源矩阵的示例,并且在下方的图中示出了施加到模拟线的电流特征的示例,用于向光源矩阵的16个像素分配四种不同灰度值。
图8示出了根据本发明包含多个簇的背板装置的示例,其中仅示出四个簇。
图9示出了用于光源矩阵的背板装置的两个相邻像素的示例,其中每个像素包含像素电路,该像素电路包含3个TFT,以及
图10示出了用于光源矩阵的背板装置的四个相邻像素的示例,其中每个像素包含像素电路,该像素电路包含3个TFT。
应当注意的是,图中所示相同或相似的组件通过相同的附图标记指示。
在本发明的实施例中,使用了应用3TFT方法的背板装置(1双栅极选择TFT+1传输TFT)。与专利文献EP10156572.9或PCT/EP/2011/053912中描述的用于空间光调制器的3-TFT LC背板结构相比,插入OLED以代替像素容量。因此,在专利文献EP10156572.9或PCT/EP/2011/053912中公开的背板装置的基本原理可以应用于根据本发明的用于光源阵列或光源矩阵的背板装置。因此,专利文献EP10156572.9或PCT/EP/2011/053912的全部内容通过参考引用结合于此。
对于根据本发明的背板,与模拟线连接的电压源由电流源代替。仅数字地切换TFT,由此,不存在进入像素或进入像素的电路的模拟反馈。电流不在像素电路中调节,而是通过外部驱动器调节。这特别用于背板装置的簇,其中,背板装置包含至少两个簇,优选地,包含多个簇。
图1示出了背板设计实施例的4x4像素簇。图2a和2b通过放大图示出了用作像素电路20以驱动一个OLED的电路的两个示例,其可以用作如图1的虚线圆圈中所示的4x4像素簇中的一个像素。在图1中,通过在4x4像素簇上方的矩形示出了用于X0至X3线的地址解码器24的示意图。在图1中,通过4x4像素左侧的矩形示出了用于Y0至Y3线的地址解码器24的示意图。即使在图1中未示出,X地址解码器和/或Y地址解码器的晶体管也可以集成到4x4像素簇。换句话说,即使每个单个像素簇包含其自身X地址解码器和/或Y地址解码器,X地址解码器和/或Y地址解码器的晶体管可以放置在像素之间,由此可以获得无间隙的像素簇无缝序列或排列。X地址解码器和/或Y地址解码器的晶体管的设置可以以这种方式完成,即,X地址解码器和/或Y地址解码器的晶体管不在一个位置堆积,而是分布在簇的区域内。
根据本发明的背板装置16因此可以包含用于提供单个像素14的开/关控制的像素电路。另外,可以提供地址解码器电路用于为单个像素14寻址。如图8示意性示出的,用于像素簇18的至少一个地址解码器电路可以分配到和/或位于背板装置16上处于或靠近像素簇18的位置,该位置在像素簇18的边缘或外围。可选地,用于像素簇18的至少一个地址解码器电路可以集成到并且由此位于像素簇18中。用于像素簇18的地址解码器电路可以分布于像素簇18内。
OLED驱动:假定驱动方案支持像素14/OLEDs Di500的单独激活和失活。描述用于OLED驱动的3-TFT解决方案如图2a、图2b、图9和图10所示,并在某种程度上适用于像开关一样使用传输-TFT(T_ti,300)关闭或开启模拟线22和地线之间通过OLED Di,500的连接。在图2a、图2b、图9和图10中选择TFTs T_xi,100和T_yi,200用于只为每簇中的一个单个像素寻址。如图2a、图2b、图9和图10所示的“使能”线30的逻辑电平选择操作类型,例如,‘1’=启用,以及‘0’=禁用。
地址操作之后,通过额外的栅极存储电容C_Si保持晶体管TFT T_ti,300的栅极G处的当前电压值,参见图2a、2b。几乎相同的原理用于在DRAM存储单元储存值。背板装置可以适用于将通过启用地址操作启用的像素在整个帧中保持启用,直至其通过禁用地址操作禁用。
在帧开始时,禁用所有像素14。首先启用一定量的像素14。如果启用预定(例如,中等)数量的N个像素,模拟线用于施加电流IT=N*IP,其中,IP为经过N个启用像素的每个OLED像素的预定或所需电流。总电流通过与OLED显示器连接的外部可编程电流源调节。如果改变启用像素的数量N,由电流源提供的电流也必须调节至新的值。由于在一个实施例中,每个地址周期中仅启用或禁用一个像素,如果总数量N比较高,与地址操作相比,总电流的近似值仅缓慢变化。
对于具有非常低的灰度分辨率和广泛均匀亮度的OLED显示器,可以假设所有OLED的阈值电压近似相等,并且所有传输TFT(T_ti,300)的RON也近似相等。现在,可以通过OLED像素启用的持续期来调节OLED像素的亮度。所以,亮度最高的像素在一帧开始时开启,在一帧结束时禁用。换句话说,操作像素的光源将被操作预定的时间段。黑色像素不激活,暗色像素仅短时间激活。由于OLED的非线性特征曲线,阈值电压的非常小的变化将造成OLED电流(I=f(U))的巨大变化。如果具有不同阈值电压的OLED并联连接,电流不能在所有启用像素之间均分。
为了对此进行补偿,必须通过由该像素的电流-电压响应曲线和所有其他启用像素的曲线计算的校正系数调节启用OLED像素的时间。如果启用大量像素,可以使用平均电压响应曲线,而不是所有其他启用像素的重叠。由于只有储存用于每个像素的校正值必须与所需的像素亮度相乘,以计算像素的启用时间,这将减少计算工作量。然而,这示出了根据像素,特别是像素的OLED的像素特征的分类有助于根据像素特征确定开启和/或关闭单个光源的顺序。
如果阈值电压差异过大,几乎通过OLED的所有电流具有最低的阈值电压。为了避免该现象,一次只启用具有相似阈值电压的OLED像素。例如,在一帧开始时具有高阈值电压的像素和在一帧结束时具有低阈值电压的像素。在该情况下,必须将用于计算校正值的平均电压响应曲线调整为与启用像素的平均值相等。可以执行对所有像素的校准,以便确定具有相似阈值电压的像素。这可以通过实施上述测量方案完成。可以储存这些特征。
在本发明的实施例中,仅对具有相似阈值电压的像素执行开启。因此,通过作为像素特征的OLED阈值电压VT对像素进行分类。具有相似VT的数量为N个的像素与模拟线22相连。可编程电流源(I_analog)与模拟线22相连。总电流除以并联OLED像素的数量。经过一个OLED Di的电流约为I_Pixel=I_analog/N。
像素特征的测量可以执行如下:如果每簇仅选择一个OLED像素(T_tconductive),可以通过模拟线22逐个地测量每个单个OLED的电子特征。这可以在加电(power-up)之后或在后台中进行一次。如果例如一帧时间的1%用于测量1%的像素,100帧的测量周期足够短,以补偿老化效应(agingeffect)。通常,OLED和a-Si TFT的老化效应在时间段上大于120s。根据上述测量方案,不但可以测量阈值电压,还可以测量电压对电流响应曲线。
在优选实施例中,提供外部电流调节和最大电流驱动。OLED像素(即,像素的OLED光源)与适用于作为电流源的模拟线22相连,并且通过启用操作(使能线30开启、x和y地址线26、28开启)开启。如果新像素与模拟线22相连,需要通过外部可编程电流源增加总电流I_analog,以保持流经每个启用像素并且由此通过启用像素的每个OLED光源的最大电流。根据像素亮度,在一段时间之后,像素通过禁用操作(x和y地址线26、28开启,使能线30关闭)与模拟线断开。像素启用的时间段的开始由其阈值电压限定。时间段的持续时间主要由像素的亮度限定。由于同时启用大量像素,这些像素的阈值电压相似,但不相等。这可以造成与理想电流I_Pixel=I_analog/N存在微小变化。根据启用像素之间的电流的分配,计算用于时间段开始和持续时间(位置和长度)的小的偏移值的补偿。由于具有最大亮度的像素仅在部分的帧时间内启用,OLED受到适应于更高的最大像素电流的脉冲。
另外或可选地,提供以不同电流驱动OLED。OLED显示器提供非常大的开/关对比率。如果使用用于像素的最大电流驱动该像素,根据所需的亮度-分辨率,非常暗的像素时间段过短以至于无法寻址。为了解决该问题,具有相似阈值电压VT的所有暗像素仅在特定的暗阶段(dark period)启用,其中,驱动电流减小至最大电流的一小部分(例如10%)。具有相似阈值电压VT的亮像素也可以在暗阶段启用,以缩短其占空比。但如果禁用这些像素,由于同时启用较少数量的像素,改善了电流分配。因此,根据像素特征,可以确定至少两个像素组G1,G2。可以共同地控制每个像素组G1或G2的像素。如图1所示,通过两个像素组G1和G2的不同虚线示出两个像素组G1,G2。这可以应用于完整的光源矩阵或簇。
在用于OLED背板结构或背板装置16的应用中,使用了像素的簇18,并且优选地,OLED背板结构仅包含数字切换TFT(薄膜晶体管)。在本发明范围内,像素的簇特别是指形成光源矩阵或显示器的相连或连续区域的多个像素。该区域可以具有矩形、方形、蜂窝形或任何其他适当的形状。优选地,簇不延伸至显示器的整个宽度或整个长度。可以无缝方式相互紧邻地设置多个簇。簇可以被认为是子显示器。
如果使用无效地址线(negated address line)和非无效地址线(non negatedaddress line),可以仅使用NMOS a-Si TFT集成地址解码器。相比于CMOS应用,这需要两倍数量的全局地址线(global address line)。具有60fps(帧每秒)和每簇64x64个像素的显示器需要大约350kHz的a-Si TFT切换频率。需要共计0.22TFT/像素以执行地址解码器。因此,该实施例使用a-Si地址解码器实现OLED的驱动的启用。图3示出了设计包含4x4个像素的簇的示例。图3进一步示出了未嵌入到像素矩阵中的像素电路和地址解码器电路。如图3的4x4像素电路的上方和左侧所示的地址解码器电路相当于由图1中矩形所示的x和y地址解码器24。
使用适当的模型可以预测静态和动态像素特征,以便计算用于外部电流源和地址操作的值。
由于背板线路仅由数字数值驱动,以补偿大的TFT变化,需要通过外部电路测量/确定模拟像素特征。需要帧存储器和计算单元确定用于每个像素的驱动参数,这是有必要的。
根据优选实施例的背板装置的特征可以通过以下特征概括:提供具有OLED光源的光源矩阵,该光源矩阵作为仅具有3.25TFT/像素的显示器。a-Si、p-Si和非晶氧化物TFT是可能的。数字开关TFT不考虑LTPS阈值电压的变化。由于通过传输TFT的非常低的RON直接驱动OLED,因此可以获得能量节省。仅需要每簇一个DAC(数模转换器,Digital to Analog Converter)而不是每一列线需要一个。本发明支持非常高的开/关电流比率(current ratio)。
通过模拟线和一个地址线、使能线和一个地址线的结合或二者皆有的多路复用(multiplexing)获得新的像素电路。可能存在超过10个变化,取决于OLED的性能的特定特征。图2a、2b、9和10示出了四个示例。
可以应用地址解码器的现存常规变体,如“NAND地址解码器”或“NOR地址解码器”。地址解码器可以嵌入像素矩阵或设置为不嵌入像素矩阵。
可以通过应用移位寄存器(shift register)和/或具有增益(amplification)的全局线和/或具有阈值电路的全局线来实现全局数据分布。例如,在专利文献WO2009/024523A1或WO2009/092717A1描述了该示例。图4示出了图1或3所示的示例4x4像素簇的驱动方案的示例。图4b所示表格应补全到图4a所示表格的右侧。在图4a中,示出了X和Y寻址和启用E操作。在图4a的左侧表格中,示出了两个全局y-寻址线G_Y0和G_Y1以及四个y-寻址线Y0,Y1,Y2和Y3的y-寻址操作。在图4a的中间表格中,示出了两个全局x-寻址线G_X0和G_X1以及四个x-寻址线X0,X1,X2和X3的x-寻址操作。在图4a的最左侧图表项中,示出了像素簇的使能线上的启用或禁用操作。这也在图4a的最右侧表格中示出。从顶部行至底部行按次序完成寻址和启用的次序。在图4b的左上表格中,示出了像素P00至P33的传输晶体管的栅极G00至G33上由图4a所示的寻址和启用操作产生的逻辑电平。参考G00涉及像素P00的传输晶体管的栅极,参考G01涉及像素P01的传输晶体管的栅极,以此类推。传输晶体管可以处于导通状态—则逻辑电平为1—也可以处于非导通状态—则逻辑电平为0。当栅极G00至G33中的一个的逻辑电平从0变为1或从1变为0,以灰色背景标示。例如,如图4a和4b的表格所示,在帧周期期间完全不启用像素P11;首先启用像素P21,此后启用像素P12。P21和P12启用相同的时间量并因此具有相同的亮度,并且,如标记有“亮度总和”的图4b的最下面一行所示,由于P21和P12启用最长持续时间,显现为具有值为30最亮的像素。在右侧表格中,指出施加在模拟线I_analog上的电流值。在该示例中,每个光源使用相同的电流值进行操作,例如1任意单位(1a.u.)。如果例如启用两个像素,在模拟线上提供两倍电流值(=2a.u.)。因此,当启用12个像素时,在模拟线上提供12倍电流值(=12a.u.)。
图5通过示意图示出了根据现有技术的背板装置的模拟线的电流特征的示例。
以任意单位(a.u.)示出电流I作为用于两帧持续时间的像素数量N的函数。由于现有技术的寻址方案,其中,对空间光调制器以及用于光源阵列或矩阵的像素逐线寻址,并且在单个线路内顺次寻址,在根据现有技术背板的模拟线上施加范围在0a.u.至6a.u.之间不同的均匀分布的电流,不论根据固定寻址方案的下一像素什么时候被寻址。这造成以非常快的方式从显示区域外部驱动模拟值,导致背板装置的电子元件的物理限制,例如,大线电容阻止在连续模拟线上增加开关频率。这种方法还使应用高精度的TFT的成为必要,以确保模拟信号质量。然而,根据本发明的特定情况,可以增加空间光调制器或光源阵列或矩阵的帧速率或刷新率。
根据本发明,使用不同于已知现有技术的像素值分配方案。这可以由图6a所示的示意图看出。图6a的示意图示出了作为施加到背板装置的模拟线的电流函数的电流特征10,像素与该模拟线连接。图中所示的电流特征10包含在两帧期间施加到模拟线上的电流值。电流特征10包含第一帧内的基本为斜坡上升函数的形状,以及包含第二帧内基本为斜坡下降函数。由于电流特征10的改变包含相对低的频率,因此可以实现像素值或流经像素的光源的电流的高精确度。根据本发明的该实施例,根据通过背板装置向光源矩阵的单个像素分配的像素值,已经生成电流特征10。由于电流特征10近似为包含在第一帧内线性递增并且在第二帧内近似线性递减的函数,为像素分配的像素值是相当高度分散的。换句话说,根据图6a的电流特征分配的两帧中不出现包含相同像素值的区域,因为,如果例如所有像素的1/3具有相同的像素值,这将导致电流特征10的区域如图6a的图中所示地水平或平行于横坐标。根据图6b的示意图示出了在第一帧内施加到背板装置的寻址线的像素地址信号。可以看出,在该实施例中,高频信号施加到寻址线。然而,由于这些寻址信号为具有逻辑值0或1的数字信号,这可以在较高频率上电子地实现,而不是实现例如在图5中所示的高频模拟值。
图7a示出了光源矩阵12的一部分的示意图,该光源矩阵12包含像素14并包含根据现有技术的背板装置(未示出)。如图7a所示的光源矩阵12的像素14包含使用不同阴影示出的四个不同像素值15。在图7a的示例中,已经为四个像素分配100%的最大像素值15。三个像素14包含66%的像素值15。六个像素14包含33%的像素值15,剩余的三个像素包含0%的像素值。通过图7a的光源矩阵12的每个像素14中的数字标记单个像素14的地址编号,以1开始标记至16结束。在图7a的光源矩阵12的下方以图形示出了电流特征10,该电流特征10为应用于像素14所连接的背板装置的模拟线的电流函数。在横坐标上,示出寻址的像素14的固定时钟周期。如横坐标上所示地,以固定顺序为像素14寻址,即,在像素1开始并且在像素16结束。因此,相比于图5所示,“高频率“任意”值需要施加到模拟线。示出了依赖于像素地址(1至16)电流特征10(0%至100%)。可以看出,根据使用光源矩阵12显示的像素值,电流特征10波动大或者包含交替的电流值,因此限制了为光源矩阵12寻址或解码最大速度。
图7b示出了光源矩阵12的一部分的示意图,所述光源矩阵12包含像素14,该像素14包含根据本发明的背板装置(未示出)。如图7b所示的光源矩阵12的像素14显示与图7a所示的光源矩阵12相同的像素值15。由于以相对于现有技术不同的方式执行如图7b所示的光源矩阵12的像素14的寻址,光源矩阵12的像素14的地址编号(通过在每个像素14上所写数字示出)取决于向每个像素14分配的像素值15。
图7b下方以示意图方式示出了应用于模拟线(图7a、7b未示出)的电流特征10,以实现如图7b上方示出像素值15分布。在图7b的横坐标上,示出寻址的像素1至16,并且在光源矩阵12的像素14中标记数字。然而,该16个像素寻址的顺序是寻址的像素下方一排标明的顺序。看起来为像素14寻址的顺序是任意的。然而,为像素14寻址的顺序取决于使用光源矩阵12显示的像素值15。因此,为不同的像素14分配的模拟值可以具有斜坡上升函数的特征,其具有低频率的变化电流。可以看出,相当于0%的像素值15的电流施加到模拟线总计3个像素寻址周期,即,像素1、2和3具有地址1、4和11(相当于图7a的像素14标记的地址编号)。相当于33%的像素值15的电流施加到模拟线总计6个像素写入周期,即,像素4-9。相当于66%的像素值15的电流施加三个寻址周期,即,像素10-12。如图7b所示,相当于100%的像素15的电流分配给四个像素寻址周期,以完成光源矩阵12的所有16个像素14一帧内的分配。每个像素14仅启用像素周期的持续时间,其中像素周期的持续时间基本相同。
由图6a和7b可以看出,电流特征10随时间可变,并且在这些示例中显著具有数学上单调函数的特征。
从图7a或7b所示光源矩阵12的像素14的像素值分布开始,生成如图7b下方所示的电流特征10。在该示例中,应用斜坡上升函数。因此,电流特征10以最低电流开始,并且上升至最高电流。因此,电流特征10取决于向像素14分配的像素值15。特别地,在术语“像素值分配方案”下理解该过程。通过图7b未示出的生成装置生成电流特征10。
一旦已经根据为像素14分配的像素值15生成电流特征10,当电流特征10施加到模拟线时,则确定将寻址的像素14的像素地址。可以看出,将首先为包含具有0%像素值的像素14寻址。具有0%像素值15的像素14的地址不必要完全地按照上示出的顺序。还可以使用为像素14分配这些像素值15的不同顺序。因此,施加到至少一个模拟线的生成的电流特征10可以确定像素14的寻址的顺序。在该示例中,在时间上彼此邻近地执行分配相同像素值15的所有像素14的寻址。
有优势地,模拟电流可以使用非常少的外部驱动器从最小值缓慢斜坡递增至最大值。分配特定模拟值的像素的地址或位置数字式地传输至地址解码器。如果背板装置包含多个单独簇,则将簇的所有像素的地址数字式地传输至簇的地址解码器。
图8示出了包含多个簇18的背板装置16的示例。图8未示出完整的背板装置16,仅示出其一部分。因此,图8仅示出四个簇18。每个簇18包含使用单个方形示意地示出的像素电路20。每个像素电路20分配给光源矩阵的像素(图8中未示出)。根据如图8所示的实施例,相互独立地控制簇18。像素和像素电路20形成背板装置16以及光源矩阵的相连且连续的区域,以形成簇18。该实施例中的相连区域具有矩形的形状,并且簇18不延伸至背板装置16或光源矩阵的全部宽度或全部长度。
每个簇18包含模拟线22和用于为簇18的像素或像素电路20寻址的像素寻址装置24。在图8中示意性地示出例如来自计算机的像素数据传输至显示装置的显示电子元件,其中包含光源矩阵和背板装置16。显示电子元件将像素值和寻址值传输至背板装置的面板电子元件(panel electronics)。根据背板装置的特定设置,可以在计算机或显示装置的显示电子元件或背板装置16的面板电子元件中生成电流特征10和像素地址。图8示出,每个簇包含面板电子元件和像素寻址装置24之间的连接线,其用于将地址信息传输至像素寻址装置24。在图8中示意性地示出,像素寻址装置24连接和/或包含x-寻址线26。用于为像素寻址y-地址的寻址装置24包含y-寻址线28。
为了实现冗余,可以应用内置“软件”方法和/或额外的冗余电路。
本发明的构思能够以特别有益的方式应用于包含应用簇的背板装置的显示器设计,例如专利文件WO2009/024523A1,WO2009/092717A1,WO2008/138983,WO2008/138984,WO2008/138985,WO2008/138986或EP10156572.9或PCT/EP2011/053912中所公开的,上述所有文献的通过参考引用将其全部内容纳入于此。另外,本发明的构思可以用于显示2D和3D内容的显示器。特别地,3D显示器可以是立体显示器、生成多视图的立体显示器、具有人眼跟踪的自动立体显示器和全息显示器。这种2D或3D显示器可以以透射、反射或半透反射方式操作。这种2D或3D显示器可以以OLED、LCD(液晶显示)或PDP(等离子体显示面板)的原理工作。
使用根据本发明的背板装置,特别是由于簇的方法,可以将光源阵列/光源矩阵按比例放大为更大的尺寸和分辨率。由于数字线可以通过寄存器扩展,并且模拟线具有非常低的频率,因此,显示尺寸接近于无限制。由于在像素电路的传输TFT的低Ron的情况下直接驱动光源—OLED,因此根据本发明操作具有背板装置的光源阵列/光源矩阵时可以实现能源节约。由于可以非常精准地控制OLED电流和/或OLED开启时间,因此可以获得非常高的灰度分辨率和对比度。使用根据本发明的背板装置,通过每个像素激活的占空比(每个时间间隔的持续时间)或施加到每个像素(或每个光源)的电流值或二者结合,可以控制每个像素的像素值(例如,光源阵列或光源矩阵的每个光源的操作亮度)。像素电路的TFT的数字切换允许由栅极偏压应力造成的阈值电压变化。特别地,如果光源阵列/光源矩阵包含OLED作为单个光源,相比于由根据现有技术的背板装置驱动开启时具有相当尖的电流分布,由根据本发明的背板装置驱动开启时,单个OLED在其占空比期间被加载相当恒定的电流分布,因此,可以有优势地延长OLED的使用寿命。
像素TFT的低占空比允许在使用寿命期间保持数字功能,而不需要补偿。像素TFT的更高占空比有优势地延长每个像素TFT的使用寿命,但需要单个补偿。由于每个像素电路需要较少数量的TFT,可以在背板装置的生产中实现更高的产量。
由杂质陷阱(impurity trap)和作为阈值压力变化原因的引起TFT中的电荷阱(charge trapping)的a-Si背板的TFT的其他原因造成了众所周知的TFT栅极偏压应力的问题。杂质陷阱随机分布。栅极偏压应力在TFT之间也随机地相异。根据本发明的寻址方案,可以单独为每个像素寻址,例如通过从外部至每个像素的直接电子连接,允许直接测量像素的特征,例如,像素电路和/或光源。通过这些方式,可以容易地从面板外部控制测量。该测量过程可以作为后台测量过程实时执行,例如,在一帧时间的1%内。不需要在矩阵/像素上应用额外的TFT执行该测量。
根据本发明的选择TFT(T_xi,100;T_yi,200)包含低占空比。这允许在背板装置的使用寿命期间维持选择TFT的数字功能,而不需要实质的进一步补偿。这还可以使用负的栅极电压脉冲逆转潜在影响。使用共同脉冲可以足够地补偿具有中等占空比的TFT(例如,地址解码器TFT)。这种共同的补偿还可以用于低占空比OLED像素的像素TFT(“传输TFT”,300)。根据本发明的背板装置的构思还允许单独地补偿每个像素TFT,使OLED占空比达到100%。因此,像素值的亮度和颜色将不会改变,直到使用寿命结束。
例如,地址解码器TFT的平均占空比在10%至20%之间范围内。可以选择性地进行对于地址解码器TFT的补偿。选择TFT(根据图2的T_xi,T_yi)的平均占空比在0.2%至1%之间范围内。选择TFT(T_xi,T_yi)不需要补偿。像素驱动TFT(根据图2的传输TFT,T_ti)的平均占空比高达80%。可以根据占空比的长度,独立地或选择性地进行对于像素驱动TFT(传输TFT,T_ti)的补偿。可以在单独基础上执行所有三类TFT的单个TFT的测量。
图9示出了用于两个相邻像素的两个像素电路20、32的示例,根据上述第二实施例,每个像素电路20或32包含三个TFT100、200、300。通过相同的y-寻址线28为两个像素寻址。第一像素电路20的第一TFT100连接至第二像素电路32的x-寻址线26(X1)—用作启用功能并由附图标记30示出—,并且连接至y-寻址线28和第一像素电路20的第二TFT200。第一像素电路20的第二TFT200连接至第一像素电路20的第一TFT100、第一像素电路20的x-寻址线26(X0)和第一像素电路20的第三TFT。第一像素电路20的第三TFT300连接至第一像素电路20的第二TFT200。第一像素电路20的第三TFT300适于切换穿过第一像素电路20的光源500的模拟线22与地面GND之间的电连接。第二像素电路32的第一TFT100连接至第一像素电路20的x-寻址线2(X0)—用作启用功能并且由附图标记30示出—,并且连接至y-寻址线28和第二像素电路32的第二TFT200。第二像素电路32的第二TFT200连接至第二像素电路32的第一TFT100、第二像素电路32的x-寻址线26(X1)和第二像素电路32的第三TFT300。第二像素电路32的第三TFT300连接至第二像素电路32的第二TFT200。第二像素电路20的第三TFT300适于切换穿过第二像素电路32的光源500模拟线22与地面GND之间的电连接。该实施例不需要在背板装置上具有用于启用像素功能的单独的使能线。这通过在两个相邻像素20、32中使用一个像素的x-寻址线26作为另一像素的使能线30来实现。如果使能线30的逻辑电平相当于x-寻址线26的逻辑电平,则可以进行上述过程。根据是否使用n-通道或p-通道传输TFT300或n-通道或p-通道选择TFT100、200,需要应用如下控制方案(X0,X1=应用于相应的x-寻址线26的信号,Y=应用于y-寻址线28的信号):
Figure BDA00003126540600271
图10示出了用于四个相邻像素的四个像素电路20、32、34、36的示例,根据上述第三实施例,每个像素电路20、32、34或36包含三个TFT100、200、300。四个像素相互邻接,并且通过相同的y-寻址线28寻址。第一像素电路20的第一TFT100与第三像素电路34的x-寻址线26(X2)—用作启用功能,并且由附图标记30示出—相连,并且与y-寻址线28和第一像素电路20的第二TFT200相连。第一像素电路20的第二TFT200连接至第一像素电路20的第一TFT100、第一像素电路20的x-寻址线26(X0)和第一像素电路20的第三TFT300。第一像素电路20的第三TFT300连接至第一像素电路20的第二TFT200。第一像素电路20的第三TFT300适于切换穿过第一像素电路32的光源500的模拟线22与地面GND之间的电连接。第二像素电路32的第一TFT100连接至第一像素电路20的x-寻址线26(X0)—用作启用功能并且由附图标记30示出—,并且连接至y-寻址线28和第二像素电路32的第二TFT200。第二像素电路32的第二TFT200连接至第二像素电路32的第一TFT100、第二像素电路32的x-寻址线26(X1)和第二像素电路32的第三TFT300。第二像素电路32的第三TFT300连接至第二像素电路32的第二TFT200。第二像素电路32的第三TFT300适于切换穿过第二像素电路32的光源500的模拟线22与地面GND之间的电连接。第三像素电路34的第一TFT100连接至第四像素电路36的x-寻址线26(X3)—用作启用功能并且由附图标记30示出—,并且连接至y-寻址线28和第三像素电路34的第二TFT200。第三像素电路34的第二TFT200连接至第三像素电路34的第一TFT100、第三像素电路34的x-寻址线26和第三像素电路34的第三TFT300。第三像素电路34的第三TFT300连接至第三像素电路34的第二TFT200。第三像素电路34的第三TFT300适于切换穿过第三像素电路34的光源500的模拟线22与地面GND之间的电连接。第四像素电路36的第一TFT100连接至第二像素电路32的x-寻址线26(X1)—用作启用功能并且由附图标记30示出—,并且连接至y-寻址线28和第四像素电路36的第二TFT200。第四像素电路36的第二TFT200连接至第四像素电路36的第一TFT100、第四像素电路36的x-寻址线26(X3)和第四像素电路36的第三TFT300。第四像素电路36的第三TFT300连接至第四像素电路36的第二TFT200。第四像素电路36的第三TFT300适于切换穿过第四像素36的光源500的模拟线22与地面GND之间的电连接。与第二实施例类似,该实施例不需要在背板装置上具有单独的起动线,用于像素的启用功能。如果对于一个像素,四个相邻像素的其他像素中的一个的x-寻址线25用作该像素的使能线30,这可以实现。如果使能线30的逻辑电平相当于x-寻址线26的逻辑电平,则可以进行。根据是否使用n-通道或p-通道传输TFT300或n-通道或p-通道选择TFT100、200,需要应用如下控制方案(X0,X1,X2,X3=施加到各自的x-寻址线26的信号,Y=施加到y-寻址线28的信号):
Figure BDA00003126540600291
Figure BDA00003126540600301
尽管已经结合具体实施例描述了本发明,但应当理解,根据前文的描述,多种替代、修改和变形对于本领域技术人员将是显而易见的。特别地,本领域技术人员从本申请附图和说明书中公开的背板装置中可获得操作根据本发明的背板装置的方法和/或将根据本发明的背板装置用于特定目的的方法,例如,将其用于显示装置。因此,本发明旨在包含落入权利要求范围内的所有这些替代、修改和变形。

Claims (32)

1.用于光源矩阵的背板装置,其特征在于,光源(Di,500)优选为LED或OLED,其中,将背板装置(16)的像素电路(20,32,34,36)分配到光源矩阵(12)的光源(Di,500),以控制光源(Di,500),其中一个光源(Di,500)和一个像素电路(20,32,34,36)组成像素(Pxy,14),根据像素特征将光源矩阵(12)的像素(Pxy,14)分类,开启和/或关闭光源(Di,500)的顺序取决于像素特征,而不必取决于像素(Pxy,14)在背板装置(16)上的位置,施加在光源(Di,500)的电流(I_模拟)由至少一个驱动器控制,至少一个驱动器可与至少一个像素(Pxy,14)电连接,并且至少一个驱动器不属于像素(Pxy,14)的像素电路(20,32,34,36)。
2.根据权利要求1所述的背板装置,其特征在于,为像素(14)分配的像素值(15)取决于施加在像素(14)的光源(Di,500)上的电流(I_模拟)和/或取决于将电流(I_模拟)施加在像素(14)的光源(Di,500)上的持续时间。
3.根据权利要求1或2所述的背板装置,其特征在于,光源(Di,500),特别是LED或OLED,包含阈值,并且像素特征为该光源(Di,500)的阈值。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的背板装置,其特征在于,像素特征为将操作像素(14)的光源(Di,500)的亮度或电流值。
5.根据权利要求4所述的背板装置,其特征在于,将像素(14)的光源(Di,500)操作可预定的期间段。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的背板装置,其特征在于,本质上为包含相同像素特征的像素(14)执行用于像素的启用和/或禁用的像素的像素(14)寻址,和/或其中在背板装置(16)的一个操作模式中时间上相互邻近地执行包含相同像素值(15)的像素(14)的寻址,和/或其中在背板装置(16)的另一操作模式中,在基本相同的时间执行上述寻址,和/或在背板装置(16)的又一操作模式中,在一段时间内执行上述寻址,和/或每次仅为一个像素(14)分配像素值(15)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的背板装置,其特征在于,调整至少一个驱动器,使得流过光源(Di,500)的电流包含基本恒定的值,特别是在激活像素(14)的可预定时间段。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的背板装置,其特征在于,电流特征(10)施加在光源矩阵(12)的可预定光源(14)上,所述电流特征(10)为电流斜坡上升函数和/或电流斜坡下降函数和/或锯齿状函数,和/或相比于光源的常用驱动特性,电流特征(10)包含持续更短的预定激活时间的更高的电流值,和/或相比于光源的常用驱动特性,电流特征(10)包含持续更长的预定激活时间的更低的电流值。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的背板装置,其特征在于,电流特征(10)施加在光源矩阵(12)的可预定光源(14),所述电流特征(10)可随时间变化,并且显著具有数学上单调函数的特征,特别是单调递增或单调递减的特征。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的背板装置,其特征在于,施加在至少一个模拟线(22)上的生成的电流特征(10)确定像素(14)的寻址的顺序。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的背板装置,其特征在于,在x-方向和y-方向上产生确定的像素地址,并且以随机访问的方式在关于x-方向和y-方向上执行对像素(14)的像素值(15)的分配。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的背板装置,其特征在于,包含至少一个使能线(30)和/或至少一个模拟线(22),每个像素电路与使能线(30)和/或模拟线(22)相连。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的背板装置,其特征在于,包含至少一个像素寻址装置(24),其中,该像素寻址装置包含x-寻址线(26)和y-寻址线(28),每个像素电路(20,32,34,36)与x-寻址线(26)和y-寻址线(28)相连。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的背板装置,其特征在于,像素寻址装置(24)包含至少一个x-地址解码器和至少一个y-地址解码器,x-地址解码器与x-寻址线(26)相连,并且y-地址解码器与x-寻址线(28)相连。
15.根据权利要求14所述的背板装置,其特征在于,将x-地址解码器和/或y-地址解码器设置为与背板装置(16)分开,或者x-地址解码器和/或y-地址解码器位于背板装置(16)的外边缘,或者x-地址解码器和/或y-地址解码器位于像素(14;20,32,34,36)之间的背板装置上。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的背板装置,其特征在于,像素电路(20,32,34,36)包含三个TFT(100,200,300),其中第一TFT(100)与使能线(30)、x-寻址线(26)和第二TFT(200)相连,第二TFT(200)与第一TFT(100)、y-寻址线(28)和第三TFT(300)相连,第三TFT(300)与第二TFT(200)相连,第三TFT(300)适于切换穿过光源(500)的模拟线(22)与地面(GND)之间的电连接。
17.根据权利要求12至16中的任一项所述的背板装置,其特征在于,像素电路(20,32,34,36)包含三个TFT(100,200,300),其中,对于相互邻近并且由相同y-寻址线(28)寻址的两个像素(14;20,32),第一像素(20)的第一TFT(100)—用作启动功能—与第二像素(32)的x-寻址线(26)、y-寻址线(28)和第一像素(20)的第二TFT(200)相连,第一像素(20)的第二TFT(200)与第一像素(20)的第一TFT(100)、第一像素(20)的x-寻址线(26)和第一像素(20)的第三TFT(300)相连,第一像素(20)的第三TFT(300)与第一像素(20)的第二TFT(200)相连,并且第一像素(20)的第三TFT(300)适于切换穿过第一像素(20)的光源(500)的模拟线(22)与地面(GND)之间的电连接,其中,第二像素(32)的第一TFT(100)—用作启动功能—与第一像素(20)的x-寻址线(26)、y-寻址线(28)和第二像素(32)的第二TFT(200)相连,第二像素(32)的第二TFT(200)与第二像素(32)的第一TFT(100)、第二像素(200)的x-寻址线(26)和第二像素(32)的第三TFT(300)相连,第二像素(32)的第三TFT(300)与第二像素(32)的第二TFT(200)相连,并且第二像素(20)的第三TFT(300)适于切换穿过第二像素(32)的光源(500)的模拟线(200)与地面(GND)之间的电连接。
18.根据权利要求12至16中的任一项所述的背板装置,其特征在于,像素电路(20,32,34,36)包含三个TFT(100,200,300),其中,对于相互邻近并且由相同y-寻址线(28)寻址的四个像素(20,32,34,36),第一像素(20)的第一TFT(100)—用作启动功能—与第三像素(34)的x-寻址线(26)、y-寻址线(28)和第一像素(20)的第二TFT(200)相连,第一像素(20)的第二TFT(200)与第一像素(20)的第一TFT(100)、第一像素(20)的x-寻址线(26)和第一像素(20)的第三TFT(300)相连,第一像素(20)的第三TFT(300)与第一像素(20)的第二TFT(200)相连,并且第一像素(20)的第三TFT(300)适于切换穿过第一像素(32)的光源(500)的模拟线(22)与地面(GND)之间的电连接,第二像素(32)的第一TFT(100)—用作启动功能—与第一像素(20)的x-寻址线(26)、y-寻址线(28)和第二像素(32)的第二TFT(200)相连,第二像素(32)的第二TFT(200)与第二像素(32)的第一TFT(100)、第二像素(32)的x-寻址线(26)和第二像素(32)的第三TFT(300)相连,第二像素(32)的第三TFT(300)与第二像素(32)的第二TFT(200)相连,并且第二像素(32)的第三TFT(300)适于切换穿过第二像素(32)的光源(500)的模拟线(22)与地面(GND)之间的电连接,第三像素(34)的第一TFT(100)—用作启动功能—与第四像素(36)的x-寻址线(26)、y-寻址线(28)和第三像素(34)的第二TFT(200)相连,第三像素(34)的第二TFT(200)与第三像素(34)的第一TFT(100)、第三像素(34)的x-寻址线(26)和第三像素(34)的第三TFT(300)相连,第三像素(34)的第三TFT(300)与第三像素(34)的第二TFT(200)相连,并且第三像素(34)的第三TFT(300)适于切换穿过第三像素(34)的光源(500)的模拟线(22)与地面(GND)之间的电连接,第四像素(36)的第一TFT(100)—用作启动功能—与第二像素(32)的x-寻址线(26)、y-寻址线(28)和第四像素(36)的第二TFT(200)相连,第四像素(36)的第二TFT(200)与第四像素(36)的第一TFT(100)、第四像素(36)的x-寻址线(26)和第四像素(36)的第三TFT(300)相连,第四像素(36)的第三TFT(300)与第四像素(36)的第二TFT(200)相连,并且第四像素(36)的第三TFT(300)适于切换穿过第四像素(36)的光源(500)的模拟线(22)与地面(GND)之间的电连接。
19.根据权利要求12至18中的任一项所述的背板装置,其特征在于,像素(20,32,34,36)的第一TFT(100)和相同像素(20,32,34,36)的第二TFT(200)组合成双栅TFT。
20.根据权利要求13至19中的任一项所述的背板装置,其特征在于,将像素(20,32,34,36)的第一TFT(100)的栅极(G)或像素(20,32,34,36)的第二TFT(200)的栅极(G)或根据权利要求19所述的双栅TFT的栅极连接到x-寻址线(26)或y-寻址线(28)。
21.根据权利要求12至20中的任一项所述的背板装置,其特征在于,使能线(30)或作为使能线(30)的x-寻址线(26)与像素(20,32,34,36)的第一TFT(100)的源极(S)相连,和/或像素(20,32,34,36)的第一TFT(100)的漏极(D)与相同像素的第二TFT(200)的源极(S)相连,和/或像素(20,32,34,36)的第二TFT(200)的漏极(D)与相同像素(20,32,34,36)的第三TFT(300)的栅极(G)相连。
22.根据权利要求12至21中的任一项所述的背板装置,其特征在于,模拟线(22)与像素(20,32,34,36)的第三TFT(300)的源极(S)相连,并且接地(GND)的相同像素(20,32,34,36)的光源(500)与相同像素(20,32,34,36)的第三TFT(300)的漏极(D)相连,或者与像素(20,32,34,36)的光源(500)连接的模拟线(22)与相同像素(20,32,34,36)的第三TFT(300)的源极(S)相连,并且使相同像素(20,32,34,36)的第三TFT(300)的漏极(D)接地(GND)。
23.根据权利要求1至22中的任一项所述的背板装置,其特征在于,包含像素测量方案,其包含在预定时间内使用的像素(14)的测量功能,特别是帧时间的一部分之内,借助与像素(14)连接的至少一个驱动器,执行像素(14)的像素测量。
24.根据权利要求23所述的背板装置,其特征在于,像素电路(20,32,34,36)的传输晶体管(300)的栅极通过对像素(14)的x-寻址线(26)和y-寻址线(28)的寻址与使能线(30)相连,其中,在使能线(30)上施加可变电压函数,可变电压函数包含施加从第一(0V)电压值至第二电压值(Vmax)的递增或递减的电压值,并且测量装置适用于测量在可变电压函数的哪一电压值处电流流经或不再流经穿过像素(14)的光源(500)模拟线(22)与地面(GND)之间。
25.根据权利要求23或24所述的背板装置,其特征在于,通过寻址装置对像素(14)的像素电路(20,32,34,36)寻址,以启动穿过像素(14)的光源(500)的模拟线(22)到地面(GND)之间的电流,其中,在模拟线(22)施加电流函数,电流函数包含施加从第一(0mA)电流值到第二电流值的递增或递减的电流值,测量装置测量穿过像素(14)的光源(500)的模拟线(22)与地面(GND)之间的实际电流。
26.根据权利要求1至25中的任一项所述的背板装置,其特征在于,包含由a-Si或a-氧化物或多晶硅或有机电子材料制成的电路。
27.根据权利要求1至26中的任一项所述的背板装置,其特征在于,光源矩阵(12)和/或背板装置(16)包含至少两个像素(14)簇(18)的簇设置,并且每个簇(18)包含模拟线(22)和用于为簇(18)的像素(14)寻址的像素寻址装置。
28.根据权利要求27所述的背板装置,其特征在于,相互独立地控制簇(18),和/或形成光源矩阵(12)的连接或连续区域的多个像素(14)形成簇(18),该区域可以具有矩形、方形或蜂窝形的形状,并且簇(18)优选地不延伸至光源矩阵(12)的全部宽度或全部长度。
29.光源矩阵,特别是用于生成场景或内容的二维和/三维显示的显示装置,其特征在于,包含根据权利要求1至28中的任一项所述的背板装置(16)。
30.用于生成场景的二维和/三维显示的显示装置,特别是立体或全息显示装置,其特征在于,包含根据权利要求1至28中任一项所述的背板装置或包含根据权利要求29所述的光源矩阵(12)。
31.用于操作光源矩阵的背板装置的方法,特别是用于操作根据权利要求1至28中任一项所述的背板装置的方法,其特征在于,光源(Di,500)优选为LED或OLED,将背板装置(16)的像素电路(20,32,34,36)分配到光源矩阵(12)的光源(Di,500)以控制光源(Di,500),一个光源(Di,500)和一个像素电路(20,32,34,36)构成像素(Pxy,14),根据像素特征将光源矩阵(12)或光源矩阵(12)的簇(18)的像素(Pxy,14)分类,开启和/或关闭光源(Di,500)的顺序取决于像素特征,不必取决于像素(Pxy,14)在背板装置(16)上的位置,通过至少一个驱动器控制施加到光源(Di,500)上的电流(I_模拟),至少一个驱动器与至少一个像素(Pxy,14)电连接,并且至少一个驱动器不属于像素(Pxy,14)的像素电路(20,32,34,36)。
32.用于光源阵列或用于光源矩阵(12)的背板装置,特别是用于生成场景或内容的二维和/或三维显示的显示装置中的光源矩阵(12),其特征在于,光源矩阵(12)包含具有像素地址的像素,并且像素可以由背板装置(16)电子控制以便为像素(14)分配像素值(15),背板装置(16)包含用于每个像素(14)的至少一个光源(Di,500)、至少一个模拟线(22)和至少一个像素寻址装置(24),该像素寻址装置(24)包含x-寻址线(26)和y-寻址线(28),每个像素(14)与模拟线(22)、x-寻址线(26)和y-寻址线(28)相连,其中,作为像素值制定方案,生成装置适用于生成施加到至少一个模拟线(22)的电流特征(10),使得电流特征(10)取决于向像素分配的像素值(15),背板装置(16)适用于根据生成的电流特征(10)确定像素地址以作为像素寻址方案,并且适用于将生成的电流特征(10)施加到至少一个模拟线(22),以达到为像素(14)分配像素值(15)的目的。
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