针对电致发光显示器的缺陷发射体检测的制作方法
专利名称：针对电致发光显示器的缺陷发射体检测的制作方法
技术领域：
本发明涉及电致发光显示器中的缺陷子像素的检测。
背景技术：
作为计算、娱乐和通信用的信息显示器，平板显示器受到很大关注。例如，多年来已知电致发光(EL)发射体并且近来在批量生产的显示设备中使用。这样的显示器通常采用布置在显示基板上的多个子像素。各个子像素都包含EL发射体，并且在有源矩阵控制方案中，还包括用于驱动电流通过EL发射体的驱动晶体管。子像素通常按照各个子像素具有行和列地址的二维阵列设置，并且具有与子像素关联的数据值。单个的EL子像素还能够被用于照明应用和用户界面(user interface)应用。使用包括可涂敷无机发光二极管、量子点和有机发光二极管(OLED)的各种发射体技术，可以制造EL子像素。通常的EL子像素包括阳极、一个或更多个发光层、以及阴极。但是，EL发射体受到可以使发射体有缺陷的故障的影响，造成所谓“暗点”或“死点”，“暗点”是在给定的驱动电流或电压下不发射与它们的相邻点相同量的光，“死点”大致不发射光。例如，发射体的阳极和阴极之间的短路可以提供绕过发光层的电流路径。进入发光层的潮气可以损坏或毁坏这些层的发光特性。在基板或驱动晶体管中的制造故障可以损坏或切断驱动晶体管和EL发射体之间的连接。对暗点或死点的检测在制造过程中的是重要的步骤，既避免了发送有缺陷的面板，又提供了补偿检测到的暗点或死点的机会，并且由于故障在显示器的使用寿命中显现，因此对暗点或死点的检测仍然非常重要。多种方案都对由于有缺陷的发射体导致的图像改变进行补偿。例如，Chimg等人的美国专利申请公报No. 2007/0126460描述了在制造过程中检查面板以确定缺陷的位置并且将正常像素电连接到缺陷像素以进行补偿。但是，该方案既昂贵又费时。该方案需要将相邻的EL发射体激光焊接在一起，这使图像质量劣化。而且，该方案不能补偿由于在显示器的使用寿命中周期性地出现的潮气进入而导致的故障。共同转让给Cok的美国专利申请公报No. 2006/0164407教导了用于补偿缺陷子像素的多种方法。但是，该公开教导了测量各个子像素的光输出以确定哪些子像素是有缺陷的。除了在受到控制的制造条件以外，这很难做到。因此，仅可以由复制那些制造条件的特殊装备来补偿显示器的使用寿命中出现的故障。Trujillo等人的美国专利No. 7，474，115教导了使用红外相机来测量显示设备并且遭受了与Cok的公开相同的限制。Fish等人的美国专利申请公报No. 2006/0256048教导了在各个子像素中使用光电二极管来测量子像素的光输出并补偿发射体中的改变。但是，该方案需要非常复杂的子像素电路，减小了可用于发射光的面积并因此增加了功率且缩短了显示器的使用寿命，而且降低了可使用的显示器的制造量。Neter的美国专利No. 6，965，395教导在CXD或CMOS图像传感器中补偿缺陷像素的多种方式。但是，该方法依赖于对输入的感测数据进行筛选，并因此要求输入的数据不具有可以与缺陷混淆的高频率、高振幅边缘。但是，这样的边缘在显示应用中是常见的，并且这样的边缘例如可以在显示字处理程序的过程中出现在字符的边缘处或出现在电视节目上的画面底部的滚动信息的边缘处。因此，一直存在着对用于在电致发光显示器的使用寿命期间检测缺陷像素的方法的需要，这种方法针对在显示器中的使用进行了优化并且不需要复杂的设备或显示器电子线路。
发明内容
根据本发明的方面，提供了一种检测电致发光(EL)显示器中的缺陷EL发射体的方法，该方法包括a)提供具有多个子像素的所述EL显示器，每个子像素包括驱动晶体管、读出晶体管和EL发射体，所述驱动晶体管具有与所述EL发射体的电极相连接和与所述读出晶体管的第一电极相连接的电极；b)选择子像素；C)切断流过选择的子像素中的所述驱动晶体管的电流；d)利用电流源，提供流过选择的子像素中的所述EL发射体的选择的测试电流；e)测量选择的子像素中的所述读出晶体管的第二电极处的电压，以提供表示选择的子像素中的所述EL发射体的特性的状态信号；以及f)将选择的子像素的所述状态信号与至少两个相邻子像素的相应状态信号进行比较，以确定选择的子像素中的所述EL发射体是否有缺陷。根据本发明的另一方面，提供了一种检测在电致发光(EL)显示器中的缺陷EL发射体的方法，该方法包括a)提供具有多个子像素的所述电致发光(EL)显示器，每个子像素包括EL发射体，其具有第一电极和第二电极；驱动晶体管，其具有第一电极、与所述EL发射体的所述第一电极相连接的第二电极、以及栅极；以及读出晶体管，其具有与所述驱动晶体管的所述第二电极相连接的第一电极、第二电极以及栅极；b)提供与所述多个子像素中的每一个中的所述驱动晶体管的所述第一电极关联的第一电压源；c)提供连接到所述多个子像素中的每一个中的所述EL发射体的所述第二电极的第二电压源；
d)提供与所述读出晶体管的所述第二电极关联的电流源；e)选择EL子像素及其对应的驱动晶体管、读出晶体管和EL发射体；f)提供与选择的读出晶体管的所述第二电极关联的电压测量电路；g)切断流过选择的驱动晶体管的电流；h)利用所述电流源，提供流过所述EL发射体的选择的测试电流；i)利用所述电压测量电路来测量选择的读出晶体管的所述第二电极处的电压，以提供表示选择的EL发射体的特性的状态信号；j)针对所述多个EL子像素中的各个其余EL子像素重复步骤e到i ；k)选择EL子像素；1)针对选择的EL子像素选择子像素邻域，其中所述子像素邻域包括与选择的EL 子像素相邻的至少两个子像素；m)将选择的EL子像素的所述状态信号与选择的子像素邻域中的每一个子像素的相应状态信号进行比较，以确定选择的EL发射体是否有缺陷；以及η)针对所述多个EL子像素中的各个其余EL子像素重复步骤k到m，以检测所述 EL显示器中的其他缺陷EL发射体。本发明提供了在显示器的使用寿命过程中检测包括制造显示器时不存在的故障在内的子像素故障的简单且有效的方式。本发明不要求特殊的测试装备或条件。本发明对显示器的功耗、使用寿命或其他性能属性不具有显著影响。本发明针对显示器中的使用进行了优化，所以其结果不会由于显示的图像数据而出错。通过使子像素平衡，本发明减少了与被测试的子像素相邻的无光子像素或暗子像素的弱点。
图1是根据本发明的电致发光(EL)显示器的实施方式的示意图；图2A是本发明可用的EL子像素和关联电路的实施方式的示意图；图2B是根据本发明实施方式的子像素组的示意图；图3是根据本发明实施方式的检测EL显示器中的缺陷EL发射体的方法的流程图；图4是示例性子像素邻域的图；以及图5是EL发射体的示例性电流-电压特性。
具体实施例方式现在转到图1，图1示出了根据本发明的在检测缺陷EL发射体中可用的电致发光 (EL)显示器的一个实施方式的示意图。EL显示器10包括按照行和列设置的多个EL子像素60的阵列。注意，与这里示出的行和列相比，这些行和列可以具有不同的方向；例如，它们可以旋转90度。EL显示器10包括多个选择线20，其中每行EL子像素60具有选择线 20。EL显示器10包括多个读出线30，其中每列EL子像素60具有读出线30。每个读出线 30连接到第二开关130，该第二开关130在下面描述的测量过程中将读出线30连接到电流源160。尽管为了例示的清楚而没有示出，但是每列EL子像素60还具有本领域中已知的数据线。多个读出线30连接到一个或更多个复用器40，复用器40允许从下面描述的EL子像素中并行/顺序地读出信号。复用器40可以是与EL显示器10同一的结构的一部分，或者可以是能够连接到EL显示器10或与EL显示器10断开的单独构造。现在转到图2A，图2A示出了用于本发明的EL子像素和关联电路的一个实施方式的示意图。EL子像素60包括EL发射体50、驱动晶体管70、电容器75、读出晶体管80以及选择晶体管90。EL发射体50具有第一电极51和第二电极52。驱动晶体管70具有第一电极71、第二电极72和栅极73。读出晶体管80具有第一电极81、第二电极82和栅极83。 选择晶体管90具有第一电极91、第二电极92和栅极93。如本领域中已知的，驱动晶体管70的栅极73与选择晶体管90的第二电极92相连接以经由数据线35从源驱动器155向驱动晶体管70选择性地提供数据。数据线35连接到选择晶体管90的第一电极91。选择线20连接到一行EL子像素60中的选择晶体管 90的栅极93。选择晶体管90的栅极93连接到读出晶体管80的栅极83。读出晶体管80的第一电极81与驱动晶体管70的第二电极72相连接并与EL发射体50的第一电极51相连接。驱动晶体管70的第二电极72与EL发射体50的第一电极 51相连接。第一电压源140可以借助可选的第一开关110选择性地连接到驱动晶体管70的第一电极71，可选的第一开关110可以位于EL显示基板(未示出，本领域中已知的玻璃或其他刚性或柔性基板)或单独结构上。连接意味着元件被直接连接或经由诸如开关、二极管或另一晶体管的另一组件电连接。第二电压源150与EL发射体50的第二电极52相连接。优选地为EL显示器提供至少一个第一开关110。如果EL显示器具有多个被供电的像素子组，则可以提供附加的第一开关。在正常显示模式中，第一开关关闭并且第二开关(下面描述)打开。读出线30连接到一列子像素60中的读出晶体管80的第二电极82。读出线30连接到第二开关130。针对每一列EL子像素60提供一个第二开关130。第二开关130允许电流源160选择性地连接到读出晶体管80的第二电极82，当连接时，这允许选择的恒定电流流入EL子像素60。第二开关130和电流源160可以位于显示基板上或以外。在包括多个EL子像素60的EL显示器10中，单个电流源160可以通过第二开关选择性地连接到多个EL子像素60中的各个读出晶体管80的第二电极82。假设各个读出晶体管80的第二电极82在任何给定时间都选择性地与一个电流源相连或不相连接，则可以使用超过一个电流源160。读出晶体管80的第二电极还连接到电压测量电路170，电压测量电路170测量电压以提供表示EL子像素60中的EL发射体50的特性的状态信号。电压测量电路170包括模数转换器185和处理器190，模数转换器185例如将电压测量结果转换为数字信号。来自模数转换器185的信号发送到处理器190。电压测量电路170还可以包括用于存储状态信号的存储器195或用于衰减测量结果中的高频噪声的低通滤波器180。电压测量电路170 可以直接连接到读出线30，或者通过复用器输出线45和复用器40连接到多个读出线30和读出晶体管80，以顺序地从预定数量个EL子像素60读出电压。如果存在多个复用器40， 则每个复用器可以具有它自己的复用器输出线45。因而，可以同时驱动预定数量个EL子像素。多个复用器允许从不同的复用器40并行读出电压，并且每个复用器允许对附接于它的读出线30顺序地读出。在本文中，将这称为并行/顺序处理。
参照图2B，在本发明的实施方式中，多个子像素被分为一个或更多个子像素组。为了图中的清楚起见，针对每一个子像素60a、60b、60c、60d，仅示出了具有第一电极81、第二电极82和栅极83的读出晶体管80。子像素60a、60b、60c、60d的全部其他组件如图IA中所示。选择线20a和20b如图1和图2A中所示。在一个实施方式中，每个子像素组可以包括一列子像素。子像素60a和60b形成子像素组69a。子像素60c和60d形成子像素组69b。每个子像素组具有各自的第二开关， 第二开关用于将电流源选择性地连接到各自子像素组中的多个子像素中的每一个中的读出晶体管的第二电极。子像素组69a具有读出线30a和第二开关130a。子像素组69b具有读出线30b和第二开关130b。子像素组69b通过第二开关130b和连接131连接到电流源160a。另选地，子像素组69b可以通过第二开关130b和连接132连接到它自己的电流源 160b。现在参照图3，并且还参照图1、图2A和图2B，根据本发明实施方式的检测电致发光(EL)显示器中的缺陷(暗点或死点)EL发射体的方法包括提供上面描述的装置提供 EL显示器10(步骤301)；提供第一电压源140和可选的第一开关110，第一开关110用于将第一电压源140连接到多个子像素中的每一个中的驱动晶体管70的第一电极71 (步骤 302)；提供第二电压源150(步骤30 ；以及提供电流源160(步骤304)。接着测量过程开始。选择的多个EL子像素中的EL子像素60及其对应的驱动晶体管70、读出晶体管80和 EL发射体50被选择进行测量(步骤30 。对读出晶体管80的选择包括向读出晶体管80 施加选通电压以使读出晶体管80导通(例如，针对N沟道读出晶体管的25VDC)。提供与选择的读出晶体管80的第二电极关联或连接的电压测量电路170(步骤306)。切断流过选择的驱动晶体管的电流(步骤307)。这可以例如通过打开第一开关110或通过向驱动晶体管 70的栅极73施加负的(对于N沟道而言)选通电压(Vg)而实现。当电流被切断时，基本上为零的电流流过驱动晶体管。接着利用电流源来提供流过EL发射体的选择的测试电流(步骤308)。该测试电流跨越EL发射体50产生电压。EL发射体50的第一电极51处的电压通过读出晶体管80 的第一电极81和第二电极82传送到读出线30，并从那里传送到电压测量电路170。电压测量电路170接着对电压进行测量(步骤309)以提供与选择的子像素60相对应的状态信号，该状态信号表示选择的EL发射体的特性，并将状态信号存储在存储器195中。如果存在要测量的其它子像素(判断步骤310)，则删除选择的子像素60和组件，这包括向读出晶体管80施加选通电压以使读出晶体管80不导通，并且选择并测量另一子像素。可以对EL 显示器10上的全部子像素60、特定颜色的全部子像素、EL显示器10上的根据规则的网格或间隔取样的子像素的子集、或相邻子像素的子集进行测量。一旦对选择的多个子像素中的全部子像素进行了测量，利用状态信号检测出不发光的EL发射体或暗的EL发射体。从选择的多个子像素中选择子像素60 (步骤311)。接着，针对选择的子像素选择子像素邻域，其中该子像素邻域包括与选择的EL子像素相邻的至少两个子像素(步骤312)。将选择的EL子像素的状态信号与处于选择的子像素邻域中的每一个子像素的相应状态信号进行比较以确定选择的EL发射体是否有缺陷(步骤313)， 如下面描述的。如果在选择的多个子像素中存在任意个余下的子像素，则取消对选择的子像素60的选择，并且选择并比较另一子像素(判断步骤314)以检测EL显示器中的其他缺陷EL发射体。步骤305、307、308和309应该按照该相对顺序执行。步骤311和313应该按照该相对顺序执行。再次参照图2A和图2B，当例如利用并行/顺序处理而同时测量多个EL子像素60 时，在第一时段中针对选择的数量个EL子像素同时执行步骤307 (切断电流)和308 (提供测试电流)，并且针对各个读出线30顺序地执行步骤309(测量电压)。例如，可以同时向子像素60a和60c施加电流以在读出线30a和30b上同时产生相应的电压。读出线30a和 30b可以连接到复用器40，复用器40可以将读出线30a连接到电压测量电路170以产生针对子像素60a的状态信号，并且接着将读出线30b连接到电压测量电路170以产生针对子像素60c的状态信号。按照该方式，连接到多个读出线(例如，30a、30b)的复用器40用于顺序地读出预定数量个OLED子像素的状态信号。图4示出了子像素邻域的示例。选择子像素60。子像素60被子像素61、62、63、 64、65、66、67和68包围。在一个实施方式中，子像素邻域401包括全部八个周围的子像素。 在另一实施方式中，子像素邻域402包括位于选择的EL子像素上方的子像素62、位于选择的EL子像素下方的子像素67、位于选择的EL子像素左侧的子像素64和位于选择的EL子像素右侧的子像素65。对子像素邻域中的更多个子像素的使用增加了检测缺陷EL发射体的可能性并还增加了必要的运算。此外，对子像素邻域中的更多个子像素的使用有利地降低了对子像素邻域中的缺陷EL发射体的敏感性。图5示出了典型的EL发射体50的电流-电压特性1000。横坐标是以伏特为单位的驱动电压，并且纵坐标是任意单位的电流。线1120是选择的阈值电流，如果低于该阈值电流，EL发射体不发射有效的光量。线1010示出了如在图3的步骤308中使用的选择的测试电流的示例。在这个实施方式中，选择的测试电流1010大于选择的阈值电流1020。 这有利地增加了测量结果的信噪比。可以按照多种方式将选择的EL子像素的状态信号与位于选择的子像素邻域中的每一个子像素的相应状态信号进行比较，以确定选择的EL发射体是否有缺陷。例如，可以比较平均值、标准方差、置信区间或其他统计测量标准。表1示出了从本发明的示例性显示设备测量而来的状态信号。子像素根据图4标出，并且缺陷子像素标记有星号(“*”)。使用子像素邻域401。示出了来自显示器的编号为1... 4的4个不同区域的数据。“结果”行示出了根据式1计算出的比较的结果R1，其中Ssn是子像素sn的状态信号(例如，是子像素60的状态信号)R1 = S60/ [ (S61+S62+S63+S64+S65+S66+S67+S68) /8](式 1)
权利要求
1.一种检测电致发光(EL)显示器中的缺陷EL发射体的方法，该方法包括a)提供具有多个子像素的所述EL显示器，每个子像素包括驱动晶体管、读出晶体管和 EL发射体，所述驱动晶体管具有与所述EL发射体的电极相连接并与所述读出晶体管的第一电极相连接的电极；b)选择子像素；c)切断流过选择的子像素中的所述驱动晶体管的电流；d)利用电流源，提供流过选择的子像素中的所述EL发射体的选择的测试电流；e)测量选择的子像素中的所述读出晶体管的第二电极处的电压，以提供表示选择的子像素中的所述EL发射体的特性的状态信号；以及f)将选择的子像素的所述状态信号与至少两个相邻子像素的相应状态信号进行比较， 以确定选择的子像素中的所述EL发射体是否有缺陷。
2.一种检测电致发光(EL)显示器中的缺陷EL发射体的方法，该方法包括a)提供具有多个子像素的所述EL显示器，每个子像素具有EL发射体，其具有第一电极和第二电极；驱动晶体管，其具有第一电极、第二电极以及栅极，所述第二电极连接到所述EL发射体的所述第一电极；以及读出晶体管，其具有第一电极、第二电极和栅极，所述第一电极连接到所述驱动晶体管的所述第二电极；b)提供与所述多个子像素中的每一个中的所述驱动晶体管的所述第一电极相关联的第一电压源；c)提供与所述多个子像素中的每一个中的所述EL发射体的所述第二电极相连接的第二电压源；d)提供与所述读出晶体管的所述第二电极相关联的电流源；e)选择EL子像素及其相应的驱动晶体管、读出晶体管和EL发射体；f)提供与选择的读出晶体管的所述第二电极相关联的电压测量电路；g)切断流过选择的驱动晶体管的电流；h)利用所述电流源，提供流过所述EL发射体的选择的测试电流；i)利用所述电压测量电路来测量选择的读出晶体管的所述第二电极处的电压，以提供表示选择的EL发射体的特性的相应状态信号；j)针对所述多个EL子像素中的各个其余EL子像素重复步骤e到i ；k)选择EL子像素；1)针对选择的EL子像素选择子像素邻域，其中所述子像素邻域包括与选择的EL子像素相邻的至少两个子像素；m)将选择的EL子像素的状态信号与选择的子像素邻域中的各个子像素的相应状态信号进行比较，以确定选择的EL发射体是否有缺陷；以及η)针对所述多个EL子像素中的各个其余EL子像素重复步骤k到m，以检测所述EL显示器中的其他缺陷EL发射体。
3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤b包括提供第一开关，所述第一开关用于选择性地将所述第一电压源连接到所述多个子像素中的每一个中的所述驱动晶体管的所述第一电极，并且其中步骤g包括打开所述第一开关以切断流过选择的驱动晶体管的电流。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个子像素被分为一个或更多个子像素组，并且其中步骤e包括为所述一个或更多个子像素组中的每一个提供相应的第二开关，所述第二开关用于选择性地将所述电流源连接到各个子像素组中的所述多个子像素中的每一个中的所述读出晶体管的所述第二电极。
5.根据权利要求2所述的方法，其中各子像素邻域包括位于选择的EL子像素上方的子像素、位于选择的EL子像素下方的子像素、位于选择的EL子像素左侧的子像素和位于选择的EL子像素右侧的子像素。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述比较步骤包括计算邻域中的子像素的相应状态信号的第一平均值，并确定选择的EL子像素的所述状态信号是否与所述第一平均值相差超过所述第一平均值的选择的第一百分比。
7.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括提供用于存储关于哪些EL发射体有缺陷的信息的缺陷图，并且其中所述缺陷图中的针对所述子像素邻域中的各个子像素的相应存储信息指示该子像素没有缺陷。
8.根据权利要求2所述的方法，其中选择的测试电流大于选择的阈值电流。
9.根据权利要求2所述的方法，其中所述EL显示器是有机发光二极管(OLED)显示器， 每个EL子像素是OLED子像素，并且每个发射体是OLED发射体。
10.根据权利要求2所述的方法，其中各个驱动晶体管是非晶硅驱动晶体管。
11.根据权利要求2所述的方法，其中所述电压测量电路包括模数转换器。
12.根据权利要求2所述的方法，其中各个EL子像素还包括选择晶体管，所述选择晶体管具有连接到所述驱动晶体管的所述栅极的第二电极，并且其中各个选择晶体管的所述栅极连接到对应的读出晶体管的所述栅极。
13.根据权利要求2所述的方法，其中在第一时段中针对选择的数量个EL子像素同时执行步骤g和h，并且其中在所述第一时段中针对选择的数量个EL子像素中的每一个顺序地执行步骤i。
14.根据权利要求13所述的方法，该方法还包括按照行和列来布置所述EL子像素并提供与所述行相对应的多个选择线和与所述列相对应的多个读出线，其中各个EL子像素包括选择晶体管，所述选择晶体管具有与所述驱动晶体管的所述栅极相连接的第二电极、第一电极和栅极，各个选择线连接到一个或更多个对应的选择晶体管的所述栅极，并且各个读出线连接到一个或更多个对应的读出晶体管的所述第二电极。
15.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括利用连接到所述多个读出线的复用器来顺序地读出预定数量个OLED子像素的所述状态信号。
全文摘要
检测具有多个子像素的电致发光(EL)显示器中的不起作用或有缺陷的EL发射体。切断流过子像素中的驱动晶体管的电流，利用电流源提供通过该子像素中的EL发射体的选择的测试电流，并测量该子像素中的读出晶体管的第二电极处的电压以提供表示选择的EL发射体的特性的状态信号。将该子像素的状态信号与相邻子像素的相应状态信号进行比较以确定该子像素中的EL发射体是否有缺陷。
文档编号G09G3/00GK102549641SQ201080043704
公开日2012年7月4日 申请日期2010年9月24日 优先权日2009年9月30日
发明者F·A·利昂, 查尔斯·I·利维 申请人:全球Oled科技有限责任公司
技术领域：
本发明涉及电致发光显示器中的缺陷子像素的检测。
背景技术：
作为计算、娱乐和通信用的信息显示器，平板显示器受到很大关注。例如，多年来已知电致发光(EL)发射体并且近来在批量生产的显示设备中使用。这样的显示器通常采用布置在显示基板上的多个子像素。各个子像素都包含EL发射体，并且在有源矩阵控制方案中，还包括用于驱动电流通过EL发射体的驱动晶体管。子像素通常按照各个子像素具有行和列地址的二维阵列设置，并且具有与子像素关联的数据值。单个的EL子像素还能够被用于照明应用和用户界面(user interface)应用。使用包括可涂敷无机发光二极管、量子点和有机发光二极管(OLED)的各种发射体技术，可以制造EL子像素。通常的EL子像素包括阳极、一个或更多个发光层、以及阴极。但是，EL发射体受到可以使发射体有缺陷的故障的影响，造成所谓“暗点”或“死点”，“暗点”是在给定的驱动电流或电压下不发射与它们的相邻点相同量的光，“死点”大致不发射光。例如，发射体的阳极和阴极之间的短路可以提供绕过发光层的电流路径。进入发光层的潮气可以损坏或毁坏这些层的发光特性。在基板或驱动晶体管中的制造故障可以损坏或切断驱动晶体管和EL发射体之间的连接。对暗点或死点的检测在制造过程中的是重要的步骤，既避免了发送有缺陷的面板，又提供了补偿检测到的暗点或死点的机会，并且由于故障在显示器的使用寿命中显现，因此对暗点或死点的检测仍然非常重要。多种方案都对由于有缺陷的发射体导致的图像改变进行补偿。例如，Chimg等人的美国专利申请公报No. 2007/0126460描述了在制造过程中检查面板以确定缺陷的位置并且将正常像素电连接到缺陷像素以进行补偿。但是，该方案既昂贵又费时。该方案需要将相邻的EL发射体激光焊接在一起，这使图像质量劣化。而且，该方案不能补偿由于在显示器的使用寿命中周期性地出现的潮气进入而导致的故障。共同转让给Cok的美国专利申请公报No. 2006/0164407教导了用于补偿缺陷子像素的多种方法。但是，该公开教导了测量各个子像素的光输出以确定哪些子像素是有缺陷的。除了在受到控制的制造条件以外，这很难做到。因此，仅可以由复制那些制造条件的特殊装备来补偿显示器的使用寿命中出现的故障。Trujillo等人的美国专利No. 7，474，115教导了使用红外相机来测量显示设备并且遭受了与Cok的公开相同的限制。Fish等人的美国专利申请公报No. 2006/0256048教导了在各个子像素中使用光电二极管来测量子像素的光输出并补偿发射体中的改变。但是，该方案需要非常复杂的子像素电路，减小了可用于发射光的面积并因此增加了功率且缩短了显示器的使用寿命，而且降低了可使用的显示器的制造量。Neter的美国专利No. 6，965，395教导在CXD或CMOS图像传感器中补偿缺陷像素的多种方式。但是，该方法依赖于对输入的感测数据进行筛选，并因此要求输入的数据不具有可以与缺陷混淆的高频率、高振幅边缘。但是，这样的边缘在显示应用中是常见的，并且这样的边缘例如可以在显示字处理程序的过程中出现在字符的边缘处或出现在电视节目上的画面底部的滚动信息的边缘处。因此，一直存在着对用于在电致发光显示器的使用寿命期间检测缺陷像素的方法的需要，这种方法针对在显示器中的使用进行了优化并且不需要复杂的设备或显示器电子线路。
发明内容
根据本发明的方面，提供了一种检测电致发光(EL)显示器中的缺陷EL发射体的方法，该方法包括a)提供具有多个子像素的所述EL显示器，每个子像素包括驱动晶体管、读出晶体管和EL发射体，所述驱动晶体管具有与所述EL发射体的电极相连接和与所述读出晶体管的第一电极相连接的电极；b)选择子像素；C)切断流过选择的子像素中的所述驱动晶体管的电流；d)利用电流源，提供流过选择的子像素中的所述EL发射体的选择的测试电流；e)测量选择的子像素中的所述读出晶体管的第二电极处的电压，以提供表示选择的子像素中的所述EL发射体的特性的状态信号；以及f)将选择的子像素的所述状态信号与至少两个相邻子像素的相应状态信号进行比较，以确定选择的子像素中的所述EL发射体是否有缺陷。根据本发明的另一方面，提供了一种检测在电致发光(EL)显示器中的缺陷EL发射体的方法，该方法包括a)提供具有多个子像素的所述电致发光(EL)显示器，每个子像素包括EL发射体，其具有第一电极和第二电极；驱动晶体管，其具有第一电极、与所述EL发射体的所述第一电极相连接的第二电极、以及栅极；以及读出晶体管，其具有与所述驱动晶体管的所述第二电极相连接的第一电极、第二电极以及栅极；b)提供与所述多个子像素中的每一个中的所述驱动晶体管的所述第一电极关联的第一电压源；c)提供连接到所述多个子像素中的每一个中的所述EL发射体的所述第二电极的第二电压源；
d)提供与所述读出晶体管的所述第二电极关联的电流源；e)选择EL子像素及其对应的驱动晶体管、读出晶体管和EL发射体；f)提供与选择的读出晶体管的所述第二电极关联的电压测量电路；g)切断流过选择的驱动晶体管的电流；h)利用所述电流源，提供流过所述EL发射体的选择的测试电流；i)利用所述电压测量电路来测量选择的读出晶体管的所述第二电极处的电压，以提供表示选择的EL发射体的特性的状态信号；j)针对所述多个EL子像素中的各个其余EL子像素重复步骤e到i ；k)选择EL子像素；1)针对选择的EL子像素选择子像素邻域，其中所述子像素邻域包括与选择的EL 子像素相邻的至少两个子像素；m)将选择的EL子像素的所述状态信号与选择的子像素邻域中的每一个子像素的相应状态信号进行比较，以确定选择的EL发射体是否有缺陷；以及η)针对所述多个EL子像素中的各个其余EL子像素重复步骤k到m，以检测所述 EL显示器中的其他缺陷EL发射体。本发明提供了在显示器的使用寿命过程中检测包括制造显示器时不存在的故障在内的子像素故障的简单且有效的方式。本发明不要求特殊的测试装备或条件。本发明对显示器的功耗、使用寿命或其他性能属性不具有显著影响。本发明针对显示器中的使用进行了优化，所以其结果不会由于显示的图像数据而出错。通过使子像素平衡，本发明减少了与被测试的子像素相邻的无光子像素或暗子像素的弱点。
图1是根据本发明的电致发光(EL)显示器的实施方式的示意图；图2A是本发明可用的EL子像素和关联电路的实施方式的示意图；图2B是根据本发明实施方式的子像素组的示意图；图3是根据本发明实施方式的检测EL显示器中的缺陷EL发射体的方法的流程图；图4是示例性子像素邻域的图；以及图5是EL发射体的示例性电流-电压特性。
具体实施例方式现在转到图1，图1示出了根据本发明的在检测缺陷EL发射体中可用的电致发光 (EL)显示器的一个实施方式的示意图。EL显示器10包括按照行和列设置的多个EL子像素60的阵列。注意，与这里示出的行和列相比，这些行和列可以具有不同的方向；例如，它们可以旋转90度。EL显示器10包括多个选择线20，其中每行EL子像素60具有选择线 20。EL显示器10包括多个读出线30，其中每列EL子像素60具有读出线30。每个读出线 30连接到第二开关130，该第二开关130在下面描述的测量过程中将读出线30连接到电流源160。尽管为了例示的清楚而没有示出，但是每列EL子像素60还具有本领域中已知的数据线。多个读出线30连接到一个或更多个复用器40，复用器40允许从下面描述的EL子像素中并行/顺序地读出信号。复用器40可以是与EL显示器10同一的结构的一部分，或者可以是能够连接到EL显示器10或与EL显示器10断开的单独构造。现在转到图2A，图2A示出了用于本发明的EL子像素和关联电路的一个实施方式的示意图。EL子像素60包括EL发射体50、驱动晶体管70、电容器75、读出晶体管80以及选择晶体管90。EL发射体50具有第一电极51和第二电极52。驱动晶体管70具有第一电极71、第二电极72和栅极73。读出晶体管80具有第一电极81、第二电极82和栅极83。 选择晶体管90具有第一电极91、第二电极92和栅极93。如本领域中已知的，驱动晶体管70的栅极73与选择晶体管90的第二电极92相连接以经由数据线35从源驱动器155向驱动晶体管70选择性地提供数据。数据线35连接到选择晶体管90的第一电极91。选择线20连接到一行EL子像素60中的选择晶体管 90的栅极93。选择晶体管90的栅极93连接到读出晶体管80的栅极83。读出晶体管80的第一电极81与驱动晶体管70的第二电极72相连接并与EL发射体50的第一电极51相连接。驱动晶体管70的第二电极72与EL发射体50的第一电极 51相连接。第一电压源140可以借助可选的第一开关110选择性地连接到驱动晶体管70的第一电极71，可选的第一开关110可以位于EL显示基板(未示出，本领域中已知的玻璃或其他刚性或柔性基板)或单独结构上。连接意味着元件被直接连接或经由诸如开关、二极管或另一晶体管的另一组件电连接。第二电压源150与EL发射体50的第二电极52相连接。优选地为EL显示器提供至少一个第一开关110。如果EL显示器具有多个被供电的像素子组，则可以提供附加的第一开关。在正常显示模式中，第一开关关闭并且第二开关(下面描述)打开。读出线30连接到一列子像素60中的读出晶体管80的第二电极82。读出线30连接到第二开关130。针对每一列EL子像素60提供一个第二开关130。第二开关130允许电流源160选择性地连接到读出晶体管80的第二电极82，当连接时，这允许选择的恒定电流流入EL子像素60。第二开关130和电流源160可以位于显示基板上或以外。在包括多个EL子像素60的EL显示器10中，单个电流源160可以通过第二开关选择性地连接到多个EL子像素60中的各个读出晶体管80的第二电极82。假设各个读出晶体管80的第二电极82在任何给定时间都选择性地与一个电流源相连或不相连接，则可以使用超过一个电流源160。读出晶体管80的第二电极还连接到电压测量电路170，电压测量电路170测量电压以提供表示EL子像素60中的EL发射体50的特性的状态信号。电压测量电路170包括模数转换器185和处理器190，模数转换器185例如将电压测量结果转换为数字信号。来自模数转换器185的信号发送到处理器190。电压测量电路170还可以包括用于存储状态信号的存储器195或用于衰减测量结果中的高频噪声的低通滤波器180。电压测量电路170 可以直接连接到读出线30，或者通过复用器输出线45和复用器40连接到多个读出线30和读出晶体管80，以顺序地从预定数量个EL子像素60读出电压。如果存在多个复用器40， 则每个复用器可以具有它自己的复用器输出线45。因而，可以同时驱动预定数量个EL子像素。多个复用器允许从不同的复用器40并行读出电压，并且每个复用器允许对附接于它的读出线30顺序地读出。在本文中，将这称为并行/顺序处理。
参照图2B，在本发明的实施方式中，多个子像素被分为一个或更多个子像素组。为了图中的清楚起见，针对每一个子像素60a、60b、60c、60d，仅示出了具有第一电极81、第二电极82和栅极83的读出晶体管80。子像素60a、60b、60c、60d的全部其他组件如图IA中所示。选择线20a和20b如图1和图2A中所示。在一个实施方式中，每个子像素组可以包括一列子像素。子像素60a和60b形成子像素组69a。子像素60c和60d形成子像素组69b。每个子像素组具有各自的第二开关， 第二开关用于将电流源选择性地连接到各自子像素组中的多个子像素中的每一个中的读出晶体管的第二电极。子像素组69a具有读出线30a和第二开关130a。子像素组69b具有读出线30b和第二开关130b。子像素组69b通过第二开关130b和连接131连接到电流源160a。另选地，子像素组69b可以通过第二开关130b和连接132连接到它自己的电流源 160b。现在参照图3，并且还参照图1、图2A和图2B，根据本发明实施方式的检测电致发光(EL)显示器中的缺陷(暗点或死点)EL发射体的方法包括提供上面描述的装置提供 EL显示器10(步骤301)；提供第一电压源140和可选的第一开关110，第一开关110用于将第一电压源140连接到多个子像素中的每一个中的驱动晶体管70的第一电极71 (步骤 302)；提供第二电压源150(步骤30 ；以及提供电流源160(步骤304)。接着测量过程开始。选择的多个EL子像素中的EL子像素60及其对应的驱动晶体管70、读出晶体管80和 EL发射体50被选择进行测量(步骤30 。对读出晶体管80的选择包括向读出晶体管80 施加选通电压以使读出晶体管80导通(例如，针对N沟道读出晶体管的25VDC)。提供与选择的读出晶体管80的第二电极关联或连接的电压测量电路170(步骤306)。切断流过选择的驱动晶体管的电流(步骤307)。这可以例如通过打开第一开关110或通过向驱动晶体管 70的栅极73施加负的(对于N沟道而言)选通电压(Vg)而实现。当电流被切断时，基本上为零的电流流过驱动晶体管。接着利用电流源来提供流过EL发射体的选择的测试电流(步骤308)。该测试电流跨越EL发射体50产生电压。EL发射体50的第一电极51处的电压通过读出晶体管80 的第一电极81和第二电极82传送到读出线30，并从那里传送到电压测量电路170。电压测量电路170接着对电压进行测量(步骤309)以提供与选择的子像素60相对应的状态信号，该状态信号表示选择的EL发射体的特性，并将状态信号存储在存储器195中。如果存在要测量的其它子像素(判断步骤310)，则删除选择的子像素60和组件，这包括向读出晶体管80施加选通电压以使读出晶体管80不导通，并且选择并测量另一子像素。可以对EL 显示器10上的全部子像素60、特定颜色的全部子像素、EL显示器10上的根据规则的网格或间隔取样的子像素的子集、或相邻子像素的子集进行测量。一旦对选择的多个子像素中的全部子像素进行了测量，利用状态信号检测出不发光的EL发射体或暗的EL发射体。从选择的多个子像素中选择子像素60 (步骤311)。接着，针对选择的子像素选择子像素邻域，其中该子像素邻域包括与选择的EL子像素相邻的至少两个子像素(步骤312)。将选择的EL子像素的状态信号与处于选择的子像素邻域中的每一个子像素的相应状态信号进行比较以确定选择的EL发射体是否有缺陷(步骤313)， 如下面描述的。如果在选择的多个子像素中存在任意个余下的子像素，则取消对选择的子像素60的选择，并且选择并比较另一子像素(判断步骤314)以检测EL显示器中的其他缺陷EL发射体。步骤305、307、308和309应该按照该相对顺序执行。步骤311和313应该按照该相对顺序执行。再次参照图2A和图2B，当例如利用并行/顺序处理而同时测量多个EL子像素60 时，在第一时段中针对选择的数量个EL子像素同时执行步骤307 (切断电流)和308 (提供测试电流)，并且针对各个读出线30顺序地执行步骤309(测量电压)。例如，可以同时向子像素60a和60c施加电流以在读出线30a和30b上同时产生相应的电压。读出线30a和 30b可以连接到复用器40，复用器40可以将读出线30a连接到电压测量电路170以产生针对子像素60a的状态信号，并且接着将读出线30b连接到电压测量电路170以产生针对子像素60c的状态信号。按照该方式，连接到多个读出线(例如，30a、30b)的复用器40用于顺序地读出预定数量个OLED子像素的状态信号。图4示出了子像素邻域的示例。选择子像素60。子像素60被子像素61、62、63、 64、65、66、67和68包围。在一个实施方式中，子像素邻域401包括全部八个周围的子像素。 在另一实施方式中，子像素邻域402包括位于选择的EL子像素上方的子像素62、位于选择的EL子像素下方的子像素67、位于选择的EL子像素左侧的子像素64和位于选择的EL子像素右侧的子像素65。对子像素邻域中的更多个子像素的使用增加了检测缺陷EL发射体的可能性并还增加了必要的运算。此外，对子像素邻域中的更多个子像素的使用有利地降低了对子像素邻域中的缺陷EL发射体的敏感性。图5示出了典型的EL发射体50的电流-电压特性1000。横坐标是以伏特为单位的驱动电压，并且纵坐标是任意单位的电流。线1120是选择的阈值电流，如果低于该阈值电流，EL发射体不发射有效的光量。线1010示出了如在图3的步骤308中使用的选择的测试电流的示例。在这个实施方式中，选择的测试电流1010大于选择的阈值电流1020。 这有利地增加了测量结果的信噪比。可以按照多种方式将选择的EL子像素的状态信号与位于选择的子像素邻域中的每一个子像素的相应状态信号进行比较，以确定选择的EL发射体是否有缺陷。例如，可以比较平均值、标准方差、置信区间或其他统计测量标准。表1示出了从本发明的示例性显示设备测量而来的状态信号。子像素根据图4标出，并且缺陷子像素标记有星号(“*”)。使用子像素邻域401。示出了来自显示器的编号为1... 4的4个不同区域的数据。“结果”行示出了根据式1计算出的比较的结果R1，其中Ssn是子像素sn的状态信号(例如，是子像素60的状态信号)R1 = S60/ [ (S61+S62+S63+S64+S65+S66+S67+S68) /8](式 1)
权利要求
1.一种检测电致发光(EL)显示器中的缺陷EL发射体的方法，该方法包括a)提供具有多个子像素的所述EL显示器，每个子像素包括驱动晶体管、读出晶体管和 EL发射体，所述驱动晶体管具有与所述EL发射体的电极相连接并与所述读出晶体管的第一电极相连接的电极；b)选择子像素；c)切断流过选择的子像素中的所述驱动晶体管的电流；d)利用电流源，提供流过选择的子像素中的所述EL发射体的选择的测试电流；e)测量选择的子像素中的所述读出晶体管的第二电极处的电压，以提供表示选择的子像素中的所述EL发射体的特性的状态信号；以及f)将选择的子像素的所述状态信号与至少两个相邻子像素的相应状态信号进行比较， 以确定选择的子像素中的所述EL发射体是否有缺陷。
2.一种检测电致发光(EL)显示器中的缺陷EL发射体的方法，该方法包括a)提供具有多个子像素的所述EL显示器，每个子像素具有EL发射体，其具有第一电极和第二电极；驱动晶体管，其具有第一电极、第二电极以及栅极，所述第二电极连接到所述EL发射体的所述第一电极；以及读出晶体管，其具有第一电极、第二电极和栅极，所述第一电极连接到所述驱动晶体管的所述第二电极；b)提供与所述多个子像素中的每一个中的所述驱动晶体管的所述第一电极相关联的第一电压源；c)提供与所述多个子像素中的每一个中的所述EL发射体的所述第二电极相连接的第二电压源；d)提供与所述读出晶体管的所述第二电极相关联的电流源；e)选择EL子像素及其相应的驱动晶体管、读出晶体管和EL发射体；f)提供与选择的读出晶体管的所述第二电极相关联的电压测量电路；g)切断流过选择的驱动晶体管的电流；h)利用所述电流源，提供流过所述EL发射体的选择的测试电流；i)利用所述电压测量电路来测量选择的读出晶体管的所述第二电极处的电压，以提供表示选择的EL发射体的特性的相应状态信号；j)针对所述多个EL子像素中的各个其余EL子像素重复步骤e到i ；k)选择EL子像素；1)针对选择的EL子像素选择子像素邻域，其中所述子像素邻域包括与选择的EL子像素相邻的至少两个子像素；m)将选择的EL子像素的状态信号与选择的子像素邻域中的各个子像素的相应状态信号进行比较，以确定选择的EL发射体是否有缺陷；以及η)针对所述多个EL子像素中的各个其余EL子像素重复步骤k到m，以检测所述EL显示器中的其他缺陷EL发射体。
3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤b包括提供第一开关，所述第一开关用于选择性地将所述第一电压源连接到所述多个子像素中的每一个中的所述驱动晶体管的所述第一电极，并且其中步骤g包括打开所述第一开关以切断流过选择的驱动晶体管的电流。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个子像素被分为一个或更多个子像素组，并且其中步骤e包括为所述一个或更多个子像素组中的每一个提供相应的第二开关，所述第二开关用于选择性地将所述电流源连接到各个子像素组中的所述多个子像素中的每一个中的所述读出晶体管的所述第二电极。
5.根据权利要求2所述的方法，其中各子像素邻域包括位于选择的EL子像素上方的子像素、位于选择的EL子像素下方的子像素、位于选择的EL子像素左侧的子像素和位于选择的EL子像素右侧的子像素。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述比较步骤包括计算邻域中的子像素的相应状态信号的第一平均值，并确定选择的EL子像素的所述状态信号是否与所述第一平均值相差超过所述第一平均值的选择的第一百分比。
7.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括提供用于存储关于哪些EL发射体有缺陷的信息的缺陷图，并且其中所述缺陷图中的针对所述子像素邻域中的各个子像素的相应存储信息指示该子像素没有缺陷。
8.根据权利要求2所述的方法，其中选择的测试电流大于选择的阈值电流。
9.根据权利要求2所述的方法，其中所述EL显示器是有机发光二极管(OLED)显示器， 每个EL子像素是OLED子像素，并且每个发射体是OLED发射体。
10.根据权利要求2所述的方法，其中各个驱动晶体管是非晶硅驱动晶体管。
11.根据权利要求2所述的方法，其中所述电压测量电路包括模数转换器。
12.根据权利要求2所述的方法，其中各个EL子像素还包括选择晶体管，所述选择晶体管具有连接到所述驱动晶体管的所述栅极的第二电极，并且其中各个选择晶体管的所述栅极连接到对应的读出晶体管的所述栅极。
13.根据权利要求2所述的方法，其中在第一时段中针对选择的数量个EL子像素同时执行步骤g和h，并且其中在所述第一时段中针对选择的数量个EL子像素中的每一个顺序地执行步骤i。
14.根据权利要求13所述的方法，该方法还包括按照行和列来布置所述EL子像素并提供与所述行相对应的多个选择线和与所述列相对应的多个读出线，其中各个EL子像素包括选择晶体管，所述选择晶体管具有与所述驱动晶体管的所述栅极相连接的第二电极、第一电极和栅极，各个选择线连接到一个或更多个对应的选择晶体管的所述栅极，并且各个读出线连接到一个或更多个对应的读出晶体管的所述第二电极。
15.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括利用连接到所述多个读出线的复用器来顺序地读出预定数量个OLED子像素的所述状态信号。
全文摘要
检测具有多个子像素的电致发光(EL)显示器中的不起作用或有缺陷的EL发射体。切断流过子像素中的驱动晶体管的电流，利用电流源提供通过该子像素中的EL发射体的选择的测试电流，并测量该子像素中的读出晶体管的第二电极处的电压以提供表示选择的EL发射体的特性的状态信号。将该子像素的状态信号与相邻子像素的相应状态信号进行比较以确定该子像素中的EL发射体是否有缺陷。
文档编号G09G3/00GK102549641SQ201080043704
公开日2012年7月4日 申请日期2010年9月24日 优先权日2009年9月30日
发明者F·A·利昂, 查尔斯·I·利维 申请人:全球Oled科技有限责任公司
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