CN112863444B

CN112863444B - 驱动电路的补偿电压计算方法

Info

Publication number: CN112863444B
Application number: CN202110041525.XA
Authority: CN
Inventors: 张留旗
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2041-01-13
Also published as: CN112863444A

Abstract

本发明提供一种驱动电路的补偿电压计算方法，在进行计算时，对驱动电路内的两个探测点在不同工作状态下的电位电压进行探测，得到正常工作时的初始电位电压，然后改变驱动电路的工作状态，并侦测在0时刻和tn时刻，第二探测点的电压，并得到Vn(t)、Vgs，最后再结合驱动电路内的薄膜晶体管的各项参数以及计算公式，得到驱动电路中所需要的补偿电压值δV。本发明中的计算方法更加精确，并且能较好的应用于各种复杂的驱动电路。

Description

驱动电路的补偿电压计算方法

技术领域

本发明涉及显示面板技术领域，特别是涉及一种驱动电路的补偿电压计算方法。

背景技术

随着显示面板制造技术的不断提高，人们对显示面板的性能以及质量也提出了更高的要求。

相比与传统的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，有机电致发光二极管(organic light emitting diode，OLED)具有更好的性能，有机电致发光二极管是一种自发光的显示技术，具有视角宽、对比度高、功耗低以及色彩鲜艳等优点。由于这些优势，有源有机电致发光二极管(active matrix organic light emitting diode，AMOLED)在显示行业所占的比重与正在逐年增加。但是现有的显示面板还存在一定的技术问题。随着显示面板使用时间的延长，显示面板内部的器件也会随之出现问题。如OLED显示器件在长时间工作时，显示器件内的薄膜晶体管的迁移率会降低，并会导致薄膜晶体管等器件的电性发生漂移，例如电压值的漂移等情况的出现。因此，精确的计算出显示面板内部的补偿电压值，并对其进行补偿，才能保证显示面板具有较高的显示质量。

综上所述，现有的显示面板在长时间使用过程中，显示器件内部的薄膜晶体管的稳定性会出现一定程度的降低，并容易导致器件内部的薄膜晶体管出现电性漂移等问题，最终导致显示面板的显示质量下降。如何快速的计算出面板内部的补偿电压值，并进行补偿，对显示面板的质量起到重要作用。

发明内容

本发明实施例提供一种驱动电路的补偿电压的计算方法，以精确的计算出显示面板内补偿电压值的大小，并对显示面板进行补偿，以改善现有的显示面板在长时间使用时，面板内部的器件容易出现电性漂移，显示面板的稳定性降低，显示质量不理想等问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的技术方法如下：

本发明实施例的第一方面，提供了一种驱动电路的补偿电压的计算方法，包括如下步骤：

S100：提供像素驱动电路以及外部侦测电路，所述像素驱动电路的一端与输入信号线相连，所述像素驱动电路的另一端与所述外部侦测电路相连；

在所述像素驱动电路内定义第一探测点g和第二探测点s；

S101：向所述像素驱动电路的一端提供第一高电平信号，向所述像素驱动电路的另一端提供第二高电平信号，使所述第一探测点g和所述第二探测点s分别获得初始电位V1和V2，所述第一探测点g和所述第二探测点s的电压值Vgs；

S102：改变所述像素驱动电路的工作状态：向所述像素驱动电路的一端提供第一低电平信号，同时向所述像素驱动电路的另一端提供第二低电平信号，在0到tn时间段内，探测所述第二探测点s在0时刻的电压值V0，探测所述第二探测点s在t1时刻的电压值Vt1，生成在任意一时刻所述第二探测点s的电压值Vn(t)；

S103：根据所述像素驱动电路内对应的薄膜晶体管的参数值以及所述电压值Vn(t)、Vgs，生成所述像素驱动电路所需要补偿的电压值δV。

根据本发明一实施例，在任意一时刻，所述第二探测点s对应的电压值Vn(t)：

根据本发明一实施例，所述第一探测点g与所述第二探测点s之间的电压值Vgs＝V1-V2。

根据本发明一实施例，所述像素驱动电路所需要补偿的电压值δV：

其中，x为薄膜晶体管的迁移率，y为薄膜晶体管的阈值电压，β为对应的发光二极管发光时数据写入的转化率。

根据本发明一实施例，所述步骤S102中，在0时刻，所述第二探测点s的电流为I0，所述电压值Vn(t)与所述电流I0成正比。

根据本发明一实施例，所述步骤S103中，所述参数值包括薄膜晶体管的工作电流、发光二极管发光的亮度以及所述驱动电路对应的发光二极管发光时数据写入的转化率。

根据本发明一实施例，所述步骤S100中，所述像素驱动电路包括：

第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管的栅极连接所述第一探测点g，所述第一薄膜晶体管的漏极连接电源电压线，所述第一薄膜晶体管的源极连接所述第二探测点s和发光二极管的一端；

第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的栅极连接第一控制信号线，所述第二薄膜晶体管的源极连接数据信号线，所述第二薄膜晶体管的漏极连接所述第一探测点g和所述第一薄膜晶体管的栅极；

第三薄膜晶体管，所述第三薄膜晶体管的栅极连接所述第二探测点s和所述发光二极管的一端，所述第三薄膜晶体管的栅极连接第二控制信号线，所述第三薄膜晶体管的漏极连接所述外部侦测电路的一端；

电容，所述电容的一端与所述第一薄膜晶体管的栅极和所述第二薄膜晶体管的漏极连接，所述电容的另一端与所述第一薄膜晶体管的源极、所述第三薄膜晶体管的源极和所述发光二极管的一端连接。

根据本发明一实施例，所述外部侦测电路包括第一开关、第二开关和多个电容，所述第一开关的一端与所述第三薄膜晶体管的漏极连接，所述第二开关的一端与所述第三薄膜晶体管的漏极连接，所述第一开关的另一端与第一电压信号线连接，所述第二开关的另一端与第二电容并联。

根据本发明一实施例，探测所述第一探测点g和所述第二探测点s的初始电位V1和V2时，所述第一控制信号线、所述第二控制信号线和所述第一电压信号线传输高电平信号，所述第二薄膜晶体管和所述第三薄膜晶体管开启。

根据本发明一实施例，所述薄膜晶体管为n型薄膜晶体管。

综上所述，本发明实施例的有益效果为：

本发明实施例提供一种驱动电路的补偿电压的计算方法，在计算驱动电路的补偿电压时，对驱动电路内的两个探测点在不同工作状态下的电位电压进行探测，得到正常工作时的初始电位电压，然后改变驱动电路的工作状态，并侦测在0时刻和tn时刻，第二探测点的电压，并得到Vn(t)、Vgs，最后再结合驱动电路内的薄膜晶体管的各项参数以及本发明中提供的计算公式，最终计算并得到驱动电路中所需要的补偿电压值δV。本发明中的计算方法更加精确，并且能较好的应用于各种复杂的驱动电路。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本发明实施例提供的驱动电路的补偿电压的计算方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的驱动电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的驱动电路的时序图；

图4为本发明实施例中第二探测点s的电压变化示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

随着显示面板制备技术的不断发展，人们对显示装置的使用性能以及质量都提出了更高的要求。但是，当显示器件在长时间工作后，面板内部的薄膜晶体管的迁移率会降低，并导致驱动电压值的漂移，从而降低了显示面板的显示质量。本发明实施例提供一种补偿电压的计算方法，可精确的对补偿电压值进行计算，并对驱动电路进行补偿，从而保证显示面板的显示效果。

如图1所示，图1为本发明实施例提供的驱动电路的补偿电压的计算方法流程示意图。本发明实施例中，在对驱动电路的补偿电压进行计算时，包括如下步骤：

在所述像素驱动电路内定义第一探测点g和第二探测点s；

如图2所示，图2为本发明实施例提供的驱动电路结构示意图。在一些实施例中，首先提供一待检测的驱动电路，本实施例中以像素驱动电路和一外部侦测电路为例进行说明，还可以为其他结构的电路模型，当为其他电路模型时，也适用本发明的计算方法。

本发明实施例中的驱动电路由像素驱动电路和外部侦测电路构成，像素驱动电路100的一端与输入信号线102相连，像素驱动电路100的另一端与外部侦测电路301相连。同时，在像素驱动电路100内定义两个探测点，分别为第一探测点g和第二探测点s，第一探测点g和第二探测点s可为同一薄膜晶体管的两侧。

S101：向所述像素驱动电路的一端提供第一高电平信号，向所述像素驱动电路的另一端提供第二高电平信号，使所述第一探测点g和所述第二探测点s分别获得初始电位V1和V2，得到所述第一探测点g和所述第二探测点s的电压值Vgs；

S103：根据所述像素驱动电路内对应的薄膜晶体管的参数值以及所述电压值Vn(t)，生成所述像素驱动电路所需要补偿的电压值δV。

驱动电路内的薄膜晶体管在不同的工作状态下，第一探测点g和第二探测点s的电位是不相同的，并且，与第一探测点g和第二探测点s相连的薄膜晶体管在开启和关闭状态时，其电位也是不同的。本发明实施例中，首先向像素驱动电路100的一端提供第一高电平信号，同时外部侦测电路301向像素驱动电路100的另一端提供第二高电平信号，此时相当于对驱动电路进行初始化，测定第一探测点g和第二探测点s对应的电压值，该电压值即为初始电压值V1、V2。

初始化完成后，对驱动电路进行耦合并侦测，此时，改变像素驱动电路100两端的电压信号，向像素驱动电路100的一端提供第一低电平信号，同时，外部侦测电路301向像素驱动电路100的另一端提供第二低电平信号。由于为低电平信号，在第一探测点g和第二探测点s之间设置有电容，因此电压电源直接对电容进行充电。在短时间内，由于电容的耦合作用，第一探测点g与第二探测点s之间的电压差Vgs会保持不变，此时Vgs＝V1-V2。

定义驱动电路100的工作状态发生改变时对应为0时刻，在tn时刻像素驱动电路100达到稳定状态。在0时刻，测定第二探测点s的电压值V0，并测定第二探测点s在t1时刻的电压值Vt1，由于在0～tn时刻内，第二探测点s对应的电压值为线性变化，因此，根据上述电压值生产对应的电压曲线Vn(t)。

像素驱动电路100内的薄膜晶体管具有不同的各项参数，同时对应的发光二极管在不同的驱动电压下具有不同的发光亮度，获取像素驱动电路100内的各个薄膜晶体管的各项参数，并根据本发明实施例中提供的Vn(t)等计算公式，最终精确的计算出像素驱动电路100的补偿电压值δV。

具体的，如图2所示，图2为本发明实施例提供的驱动电路的示意图。驱动电路包括第一薄膜晶体管T1，第一薄膜晶体管T1的栅极连接第一探测点g，第一薄膜晶体管T1的漏极连接电源电压线OVDD，第一薄膜晶体管T1的源极连接第二探测点s和发光二极管300的一端；

第二薄膜晶体管T2，第二薄膜晶体管T2的栅极连接第一控制信号线，该第一控制信号线可为写入信号线WR，第二薄膜晶体管T2的源极连接数据信号线，第二薄膜晶体管T2的漏极连接第一探测点g和第一薄膜晶体管T1的栅极；

第三薄膜晶体管T3，第三薄膜晶体管T3的栅极连接第二探测点s和发光二极管300的一端，第三薄膜晶体管T3的栅极连接第二控制信号线，该第二控制信号线可为读取信号线RD，第三薄膜晶体管T3的漏极连接外部侦测电路301的一端；

电容Cst，所述电容Cst的一端与第一薄膜晶体管T1的栅极和第二薄膜晶体管T2的漏极连接，电容Cst的另一端同时与第一薄膜晶体管T1的源极、第三薄膜晶体管T3的源极和所述发光二极管300的一端连接。

同时，在外部侦测电路301内，包括第一开关AM1、第二开关AM2，第一开关AM1的一端接入第一电压信号线，第二开关AM2的一端接入第二电压信号线，进一步的，在外部侦测电路301内好包括多个电容，上述电容、第一开关AM1、第二开关AM2均为并联关系。

本发明实施例中，以上述驱动电路的补偿电压计算方法为例进行说明。如图3所示，图3为本发明实施例提供的驱动电路的时序图，结合图3中的驱动电路，时序图中的波形分别对应的控制信号线。本发明实施例中，在计算驱动电路的补偿电压时，主要包括三个阶段：第一阶段P1、第二阶段P2、第三阶段P3。

具体的，在所述第一阶段P1，第一阶段P1为初始化阶段。写入信号线WR提供高电位信号，读取信号线RD提供高电位信号，数据信号线Data提供高电位，同时，第一开关AM1接通并提供高电位信号，此时第二薄膜晶体管T2和第三薄膜晶体管T3打开。数据信号电压和V1电压分别对第一探测点g和第二探测点s写入初始电位电压。

在第二阶段P2，第二阶段P2为耦合阶段。此时写入信号线WR提供低电位信号，第一开关AM1变为低电位，且第一开关AM1断开，第二薄膜晶体管T2关闭，电源电压OVDD直接对第二探测点s进行充电。此时，第一探测点g由于电容Cst的耦合上升，在短时间内Vgs的电压会维持不变。

在第三阶段P3，第三阶段P3为侦测阶段。第二开关AM2打开，此时，对第二探测点s的电压进行探测，在第二探测点s达到饱和之前，其电位的变化为线性变化，如图4中的所示，图4为第二探测点s的电压变化示意图。在0～tn时刻，第二探测点s的电压值Vn(t)，以及，在0～tn时刻之间，第一探测点g和第二探测点s之间的电压Vgs，在t＝0时，Vn＝V0，在t＝t1时，Vn＝Vt1，此时可得到在任意一时刻，其电压值Vn(t)：

进一步的，根据电容Cst的充电关系，在t＝0时刻，其对应的电流为I0，因此，当t＝t1时，侦测到的电压值Vt1正比于I0：

IO*t1＝(Vt1-VO)*C

图4中，随着时间的Vn(t)会趋于稳定，当Vn(t)趋于稳定后，得到对应的薄膜晶体管的阈值电压Vth。即通过侦测到的Vt1可以反映流过该薄膜晶体管的电流大小，基于此，通过饱和区电流公式可以得到每颗驱动薄膜晶体管的阈值电压初始值和变化量，以及迁移率的变化量，从而计算出所需要补偿的电压值。

具体的，对于本发明实施例中的驱动电路，当驱动电路内的发光二极管正常发光时，在A灰阶时，其亮度为L0，对应流过薄膜晶体管的电流为I0；在B灰阶时，其亮度为L1，对应流过薄膜晶体管的电流为I1，同时，在A灰阶和B灰阶时，其数据写入的转化率分别为β0和β1，以下公式中，各符号的下角标0和1分别对应为A灰阶和B灰阶时各项参数值。同时，根据上述计算方法可知，在不同灰阶时，会对应不同的时刻，因此，在某一时刻下的上述各项参数均可测定得到，进一步的，上述数据还可从器件的出厂参数中查到。

根据饱和区电流公式(其中k由薄膜晶体管的迁移率，宽长比，单位面积沟道电容决定的常数)：

I＝k*(Vgs-Vth)²

可得：

Vgs(t1)为在t1时刻的第一探测点g与第二探测点s之间的电压值；

依此可推导出初始时面板中所有薄膜晶体管的阈值电压为Vth：

有

其中，Vth(0)为在A灰阶时薄膜晶体管的阈值电压，Vgs(1)为在B灰阶时的第一探测点g与第二探测点s之间的电压值，Vgs(0)为在A灰阶时的第一探测点g与第二探测点s之间的电压值。

从而得到在任意两时刻下，其阈值电压为：

其中，Lt0为在t0时刻的亮度值，Lt1为在t1时刻的亮度值。

但是，面板在使用过程中，对应的薄膜晶体管的参数会发生变化，因此，假定面板使用过程中对应的薄膜晶体管的迁移率由K0变为K0*x(由于宽长比，单位面积沟道电容在制程完成中保持不变，因此迁移率的变化量可以由K的变化量代替)，阈值电压由Vth(0)变为Vth(0)+y。

则此时相同数据信号电压下流过该薄膜晶体管的电流变化为：

I＝k*x*(Vgs(0)-Vth(0)-y)²

即电流发生了变化，根据前面推论，此时侦测到的Vt1’≠Vt1，即实际测定值与理论值存在差异，电压发生损耗。

在以上条件下，按照固定的幅值改变数据信号电压的大小(最终变化δV0)，可以获得唯一的数据电压使Vt1’＝Vt1。

根据前面的推论，当在t1时间点侦测到的Vt1’＝Vt1时，流过薄膜晶体管的电流I＝I1，则有如下公式：

其中，k0、Vgs0、δV0、Vth0分别代表在A亮度下的迁移率、第一探测点g与第二探测点s之间的电压值、补偿电压、阈值电压；k1、Vgs1、δV1、Vth1分别代表在B亮度下的迁移率、第一探测点g与第二探测点s之间的电压值、补偿电压、阈值电压，A亮度以及B亮度为不同时刻下对应的发光亮度。

综合以上公式可以得到面板中每个TFT的迁移率和阈值电压变化量：

其中，x为薄膜晶体管的迁移率的变化量，y为薄膜晶体管的阈值电压的变化量。

最后根据本发明实施例中提供的公式①、公式②、公式③、公式④以及公式⑤即可计算出本发明实施例中提供的驱动电路中所需要补偿的电流、电压值：

I＝k0*(Vgs-yth0)²＝k0*x*(Vgs+δV*β-Vth0-y)²

其中，Vgs为第一探测点g与第二探测点s的电压值，x为对应为薄膜晶体管的迁移率的变化量，y为对应的薄膜晶体管的阈值电压的变化量，Vth为薄膜晶体管的阈值电压，β为数据写入的转化率。

本发明实施例中提供的驱动电路的补偿电压的计算方法，在对驱动电路的补偿电压进行计算时，得到的补偿电压数据精确。通过对第一探测点g和第二探测点s进行测量，并结合本申请中提供的计算公式，得到驱动电路所需要补偿的电压值δV，将该补偿电压值增加到提供的Data信号电压上，以保证驱动电路的正常工作。因此，本发明实施例中得到的驱动电路的补偿电压值也更加精确，能有效的提高驱动电路的综合性能。

以上对本发明实施例所提供的一种驱动电路的补偿电压计算方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

Claims

1.一种驱动电路的补偿电压计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

在所述像素驱动电路内定义第一探测点g和第二探测点s；

S101：向所述像素驱动电路的一端提供第一高电平信号，向所述像素驱动电路的另一端提供第二高电平信号，使所述第一探测点g和所述第二探测点s分别获得初始电位V1和V2，并得到第一探测点g与第二探测点s的电压值Vgs，其中，所述第一探测点g和所述第二探测点s位于所述像素驱动电路中的同一薄膜晶体管的两侧；

S102：改变所述像素驱动电路的工作状态：向所述像素驱动电路的一端提供第一低电平信号，同时向所述像素驱动电路的另一端提供第二低电平信号，定义所述驱动电路的工作状态发生改变时对应的为0时刻，在0到tn时间段内，探测所述第二探测点s在0时刻的电压值V0，探测所述第二探测点s在t1时刻的电压值Vt1，生成在任意一时刻所述第二探测点s的电压值Vn(t)，且所述第一探测点g与所述第二探测点s之间的电压值Vgs；其中，

S103：根据所述像素驱动电路内对应的薄膜晶体管的参数值以及所述电压值Vn(t)、Vgs，生成所述像素驱动电路所需要补偿的电压值δV，所述薄膜晶体管为n型薄膜晶体管，其中，

其中，x为薄膜晶体管的迁移率的变化量，y为薄膜晶体管的阈值电压的变化量，β为对应的发光二极管发光时数据写入的转化率，Vth为薄膜晶体管的阈值电压；Vgs0、δV0、Vth0分别代表在0时刻下薄膜晶体管在第一探测点g与第二探测点s之间的电压值、补偿电压、阈值电压；L0和L1分别对应两不同时刻的亮度值。

2.根据权利要求1所述的驱动电路的补偿电压计算方法，其特征在于，所述第一探测点g与所述第二探测点s之间的电压值Vgs＝V1-V2。

3.根据权利要求1所述的驱动电路的补偿电压计算方法，其特征在于，所述步骤S102中，在0时刻，所述第二探测点s的电流为I0，所述电压值Vn(t)与所述电流I0成正比。

4.根据权利要求1所述的驱动电路的补偿电压计算方法，其特征在于，所述步骤S103中，所述参数值包括薄膜晶体管的工作电流、发光二极管发光的亮度以及所述驱动电路对应的发光二极管发光时数据写入的转化率。

5.根据权利要求1所述的驱动电路的补偿电压计算方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述像素驱动电路包括：

6.根据权利要求5所述的驱动电路的补偿电压计算方法，其特征在于，所述外部侦测电路包括第一开关、第二开关和多个电容，所述第一开关的一端与所述第三薄膜晶体管的漏极连接，所述第二开关的一端与所述第三薄膜晶体管的漏极连接，所述第一开关的另一端与第一电压信号线连接，所述第二开关的另一端与第二电容并联。

7.根据权利要求5所述的驱动电路的补偿电压计算方法，其特征在于，探测所述第一探测点g和所述第二探测点s的初始电位V1和V2时，所述第一控制信号线、所述第二控制信号线和第一电压信号线传输高电平信号，所述第二薄膜晶体管和所述第三薄膜晶体管开启。