[發(fā)明專利]具有根據(jù)溫度控制的電源電壓的有源矩陣顯示器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480047998.9
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN105493172B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設計）人: H·萊布倫;T·克雷茨
• 申請（專利權）人: 泰勒斯公司
• 主分類號: G09G3/36
• 分類號: G09G3/36
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

在有源矩陣液晶或者OLED顯示器中，驅動像素控制晶體管的顯示控制電路的電源電壓VGON和VGOFF基于工作溫度T的測量來優(yōu)化，以在高溫和低溫下保持顯示器的顯示質量，并且降低平均電力消耗。這使得能夠利用標準尺寸的晶體管來對嚴酷環(huán)境中的應用進行顯示。本發(fā)明包括提供電路30，其用于根據(jù)與溫度測量相關的代碼所提供的、由可編程電路100存儲或計算的數(shù)值提供這些模擬電壓。本發(fā)明的改進之處還包括基于由顯示控制電路的晶體管Te所接收的光L的水平的測量來調(diào)節(jié)這些電壓。該優(yōu)化有利地擴展至控制像素所需的電源和參考電壓，并且具體地擴展至伽馬參考電壓。

技術領域

本發(fā)明涉及采用薄膜場效應晶體管的有源矩陣屏幕。其尤其應用于液晶屏幕(LCD屏幕)和有機發(fā)光二極管屏幕(OLED或AMOLED屏幕)。

背景技術

有源矩陣屏幕應當被理解為如下的屏幕：其中具有晶體管和存儲電容器(多個存儲電容器)的電路與矩陣的每個像素相關，使得顯示控制電路(同樣基于晶體管)能夠單獨地驅動每個像素。該顯示控制電路實際上包括多個用于對矩陣的行、列和公共電極進行尋址的電路，該顯示控制電路是通常在有源矩陣區(qū)域的外圍處集成在同一基板上的電路。

在這些屏幕中所利用的晶體管為基于非晶硅的，采用所謂的薄膜技術的場效應晶體管。這些晶體管的導電特性可以根據(jù)工作操作條件而顯著地變化。

具體地，非晶硅中的電荷載流子的遷移率隨著溫度而變化：利用當前的技術，遷移率則從-40℃時的0.1cm²/V/s變化至70℃時的0.75cm²/V/s。此外，晶體管的泄漏電流隨著由這些晶體管所接收的光而趨于增加。這在根據(jù)由液晶背光照射源所提供的照射水平的液晶屏幕中尤其明顯：該強度確實根據(jù)周圍環(huán)境的亮度狀況(白天或者夜晚的周圍環(huán)境)而變化。

對于某些應用，尤其是在運輸領域(航空電子技術、機動車輛、海事)中，需要屏幕幕能夠在高度可變條件下工作，而且不能明顯降低顯示質量。具體地，屏幕必須在寬溫度范圍內(nèi)可工作，例如對于航空電子技術領域的應用，該溫度范圍可以從負40攝氏度延伸至正70攝氏度。

這些變化和嚴格的工作條件體現(xiàn)在晶體管的導電參數(shù)的變化。例如，在高溫下長時間工作(數(shù)百小時)之后，晶體管的閾值電壓會暫時增大。如果假設之后溫度下降，則載流子的遷移率也會降低，但是由于之前的高溫情況此時晶體管的閾值電壓仍是高的。

此外，為了不管晶體管的即時導電狀況如何都能夠將這些晶體管可靠地控制在導通狀態(tài)和關斷狀態(tài)，利用大于正常所需的幾何結構(晶體管溝道的寬與長之比)來限定晶體管。這些晶體管被稱為超尺寸的。

晶體管的這種超尺寸需要使用同樣高的值以用于相關的耦合和補償電容器，以及需要使用同樣高的電源電壓以用于控制這些元件。因而，在航空電子技術領域，電源電壓大約為+33伏，并且用于控制像素電容器的最大電壓幅值為相同的數(shù)量級。

部件的這種超尺寸呈現(xiàn)出若干缺點。

對于影響制造的方面，超尺寸體現(xiàn)在增加的表面面積；因而在板的外圍更大體積的驅動器電路；此外，會存在與這種增加的表面面積相當?shù)妮^大風險的制造缺陷。

對于工作操作，在整個溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定這些驅動器電路的輸出狀態(tài)方面確實存在困難。實際上，這些輸出在溫度升高時會振蕩。這可通過如下進行解釋：更高的泄漏電流；在足夠短的時間內(nèi)充電更大電容器必須要求的高電流；由于施加的高電壓而導致的閾值電壓的快速漂移。

這些振蕩可能會導致所顯示圖像的可感知的閃爍，這破壞顯示的“外觀”質量。

已知的實踐是通過在制造中有意地降低晶體管的閾值電壓來減小這些振蕩。然而，如何采用完美的控制方式來這樣做是未知的。此外，這些降低技術減少了晶體管的壽命，從而減少了屏幕的壽命。

最終，這些屏幕會消耗更多的電源和所使用的控制電壓電平。

發(fā)明內(nèi)容