CN103578415A - 用于补偿显示装置的图像的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于补偿显示装置的图像的设备和方法。显示装置的图像补偿设备包括：分散仪，被配置用于分析根据施加到多个像素的测试初始化电压和测试数据电压的显示图像的亮度，并被配置用于测量多个像素的驱动晶体管的阈值电压的偏离；电压控制器，被配置用于根据驱动晶体管的阈值电压的偏离将显示面板划分为预定区域，并被配置用于计算基于预定区域初始化包括在该区域中的像素的驱动的不同的初始化电压；初始化电压供应器，被配置用于将在电压控制器中计算的相应的初始化电压施加到包括在预定区域中的多个像素。

Description

用于补偿显示装置的图像的设备和方法
技术领域
本公开涉及一种用于补偿显示装置的图像的设备和方法。
背景技术
平板显示器的类型包括液晶显示器（LCD）、场发射显示器、等离子体显示面板（PDP）和有机发光显示装置。
有机发光显示装置通常使用有机发光二极管来显示图像，其中，所述有机发光二极管通过电子和空穴的复合来发出光。这样的有机发光显示装置在以低功率被驱动的同时具有快速的响应速度，在发光效率、亮度和可视角度方面具有突出的优点，因此已成为最近的焦点。
通常，根据驱动有机发光二极管的方法将有机发光显示装置分类为无源矩阵有机发光二极管（PMOLED）和有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）。
PMOLED是一种形成正交的正电极和负电极、并选择和驱动负电极线和正电极线的驱动方法，AMOLED是一种将薄膜晶体管和电容器集成到每个像素之内、并能够因电容而维持电压的驱动方法。PMOLED具有简单的结构并以低的成本被驱动，但无法实现大尺寸或高清晰度的面板。AMOLED可实现大尺寸和高清晰度的面板，但存在的问题是AMOLED的控制方法在技术上存在困难并且AMOLED相对昂贵。
AMOLED考虑分辨率、对比度和操作速度来选择性地在每个单位像素中发出光。
在AMOLED（以下称为有机发光显示装置）的像素中，通过控制将根据数据电压的驱动电流提供给有机发光二极管（OLED）的驱动晶体管来调整OLED的发光度。
在有机发光显示装置的显示面板之内可出现在多个驱动晶体管之间的阈值电压和电流移动性（current mobility）方面的偏差。可根据驱动晶体管的多晶硅特性以及生产过程、生产方法和/或环境而出现这样的偏差。可选择地，可因驱动晶体管的根据有机发光显示装置的使用时间（显示时间段）的增加的劣化而出现这样的偏差。
因驱动晶体管的非均匀的阈值电压特性而导致即使将相同的阈值电压施加到每个像素电路，输出像素的发光度也变得不同，所以在明亮的屏幕上出现如相对暗的沙粒一样的斑点现象（stain phenomenon）。也就是说，当驱动晶体管的阈值电压不均匀时，即使施加相同的数据电压，驱动晶体管的栅极-源极电压（Vgs）输出也变得不同，其中，所述栅极-源极电压与提供给OLED的驱动电流直接相关。因此，没有根据数据信号以准确的灰度来表现图像，出现斑点，并且显示质量劣化。
虽然已开发通过这样的驱动晶体管的阈值电压分散补偿（scatteringcompensation）来补偿图像的技术，但如今，以大尺寸来形成显示面板，因此在需要高速驱动方法的趋势下，难以充分补偿整个显示面板的像素的阈值电压。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此该背景技术部分可能包含不形成对于本领域的普通技术人员来说在本国已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的实施例已致力于提供一种用于补偿图像的设备和方法，其中，所述设备和方法具有这样的优点：通过补偿对与显示装置中的像素的发光程度有关的驱动电流进行控制的驱动晶体管的阈值电压的分散，来实现准确的灰度表现和清楚的画面质量。
实施例还致力于提供一种用于补偿图像的设备和方法，其中，所述设备和方法具有能够在显示装置的显示面板中基于像素、基于行和基于帧来控制和补偿显示图像的优点。
本发明的一个实施例提供一种包括根据数据信号显示图像的显示面板的显示装置的图像补偿设备。所述图像补偿设备包括：分散仪，被构造为分析根据施加到包括在显示面板中的多个像素的测试初始化电压和测试数据电压的显示图像的亮度，并被构造为测量所述多个像素的驱动晶体管的阈值电压的偏离；电压控制器，被构造为根据驱动晶体管的阈值电压的偏离而将显示面板划分为预定区域，并被构造为以预定区域为基础计算使包括在所述预定区域中的多个像素的驱动初始化的不同的初始化电压；初始化电压供应器，被构造为将在电压控制器中计算的相应的初始化电压施加到包括在所述预定区域中的多个像素。
图像补偿设备还可包括：数据存储器，被配置用于存储从分散仪接收的根据测试初始化电压和测试数据电压的亮度分析信息。
分散仪可被构造为测量目标亮度的测试数据电压的实际亮度，并被构造为根据从目标亮度的阈值范围的偏离的程度来划分驱动晶体管的阈值电压的偏离。
所述预定区域是如下项中之一：至少一个像素、至少一个像素行、包括多个像素行的至少一个块和在一帧中发出光的全部像素。
可将初始化电压施加到所述多个像素中的每个像素的驱动晶体管的栅电极，并使先前写入的数据电压初始化。
电压控制器可被构造为计算以预定区域为基础而施加的不同的初始化电压中的每个初始化电压，以作为使包括在所述预定区域中的多个像素的驱动晶体管的阈值电压的补偿时间段的一致的结束点的电压值。
可将不同的初始化电压中的每个初始化电压确定为多个电压值的均值、最大值、最小值和中值中的一个值，其中，所述多个电压值使包括在所述预定区域中每个预定区域中的多个像素的驱动晶体管的阈值电压补偿时间段的结束点一致。
初始化电压供应器可被构造为根据所述预定区域的划分形式而不同地施加所述不同的初始化电压。
初始化电压供应器可被配置为包括串联连接的多个电阻器。初始化电压供应器可被构造为将预定的参考电压划分为在电压控制器中计算的不同的初始化电压值，并被构造为通过连接到所述多个像素中的每个像素的初始化电压线来供应所述不同的初始化电压值。
初始化电压供应器可将预定的参考电压划分为在电压控制器中计算的不同的初始化电压值，并被构造为通过连接到所述多个像素中的每个像素的数据线来供应所述不同的初始化电压值。
多个像素中的每个像素可包括：有机发光二极管（OLED），被构造为根据与数据信号相应的驱动电流而发出光；驱动晶体管，被构造为将与数据信号相应的驱动电流传输到OLED；开关晶体管，被配置用于将根据数据信号的数据电压传输到驱动晶体管的栅电极；阈值电压补偿晶体管，被构造为使驱动晶体管的栅电极和漏电极成二极管式连接；初始化晶体管，被构造为将在电压控制器中计算的相应的初始化电压施加到驱动晶体管的栅电极。
所述多个像素中的每个像素还可包括连接在驱动晶体管的栅电极和像素的驱动电源电压源之间的存储电容器。
另一实施例提供一种补偿显示装置的图像的方法，所述方法包括：通过将测试初始化电压和测试数据电压施加到包括在显示面板中的多个像素，来显示测试图像；通过分析得自显示面板的测试图像的亮度，来测量所述多个像素的驱动晶体管的阈值电压的偏离；根据驱动晶体管的阈值电压的偏离而将显示面板划分为预定区域，并以预定区域为基础计算初始化包括在该区域中的多个像素的驱动的不同的初始化电压；将计算的相应的初始化电压施加到包括在预定区域中的多个像素。
可通过不同地设置测试初始化电压和测试数据电压来重复执行测试图像的显示和偏离的测量。
测量偏离的步骤可包括：存储对根据测试初始化电压和测试数据电压的显示面板的测试图像进行分析的亮度分析信息。
测量偏离的步骤可包括：测量目标亮度的测试数据电压的实际亮度，并根据从目标亮度的阈值范围偏离的程度来划分驱动晶体管的阈值电压的偏离。
计算不同的初始化电压的步骤可包括：计算使包括在所述预定区域中的多个像素的驱动晶体管的阈值电压的补偿时间段的结束点一致的电压值。
施加计算的相应的初始化电压的步骤可包括：根据预定区域的划分形式而不同地施加计算的不同的初始化电压。
当预定区域是至少一个像素时，可以通过像素的数据线来施加计算的不同的初始化电压。当预定区域是如下项之一时，可以通过连接到像素的初始化电压线来施加计算的不同的初始化电压：至少一个像素行、包括多个像素行的至少一个块和在一帧中发出光的整个像素。
在驱动时间段中，在补偿所述多个像素中的每个像素的驱动晶体管的阈值电压之前，可执行施加计算的相应的初始化电压的步骤，以便显示根据与包括在显示面板中的多个像素中的每个像素相应数据信号的图像。
根据本发明的实施例，即使在高速驱动的大尺寸的显示装置的情况下，也可补偿像素的驱动晶体管的阈值电压的分散，因此可防止显示装置的灰度斑点并可实现清晰的图像质量。
另外，可通过补偿显示面板的多个驱动晶体管的阈值电压分散，来减少补偿图像所必须的时间，因此可容易地将图像补偿设备应用到大尺寸的显示装置，可提高显示装置的图像质量，并可同时执行高速驱动。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的显示装置的图像补偿设备的配置的框图。
图2是示出根据本发明的实施例的作为图像补偿设备的补偿目标的包括在显示面板中的像素的典型电路结构的电路图。
图3是示出图2的像素电路的驱动的信号时序图。
图4是示出驱动晶体管的阈值电压分散和补偿时间之间的关系的曲线图。
图5是示出根据本发明的实施例的在应用补偿图像的方法时的驱动晶体管的阈值电压补偿程度的曲线图。
图6是示出根据本发明的实施例的补偿图像的方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照示出本发明的特定实施例的附图来更全面地描述本发明。如本领域的技术人员将了解，可以以各种不同的方式修改描述的实施例而全部不脱离本发明的精神或范围。
附图和描述将被看作在本质上是说明性的而不是限制性的。在整个说明书中，相同的标号通常指示相同的元件。
在整个说明书和权利要求书中，当描述一个元件“连接”到另一元件时，该元件可以是“直接连接”到另一元件，或者通过第三元件“电连接”到另一元件。另外，除非明确相反地描述，否则词语“包括”及诸如“包含”的词语将被理解为暗示包括描述的元件而不排除任何其它元件。
图1是示出根据本发明的实施例的显示装置的图像补偿设备的配置的框图。
根据本发明的实施例的图像补偿设备100被连接到显示面板200，并通过补偿显示面板200中显示的图像的缺陷或灰度斑点来实现高质量的清晰的图像。
没有特别地限制应用图像补偿设备100的显示面板200。在一些实施例中，显示面板200可以是AMOLED的显示面板。
参照图1，图像补偿设备100包括分散仪（scatterometer）110（在此还被称为分散测量单元）。图像补偿设备还包括存储单元120、电压控制器130和初始化电压供应单元140。
分散测量单元110被连接到显示面板200，并测量包括在显示面板200中的多个像素中的每个像素的驱动晶体管的阈值电压的偏差（分散）。
为了测量显示面板200的像素的驱动晶体管的分散，分散测量单元110提供用于使显示面板200能够显示测试图像的预定电压设置值。在这种情况下，提供的电压设置值包括测试图像的测试数据电压值和测试初始化电压值。
测试数据电压值是为了测试被提供给显示面板200的多个像素中的每个像素的数据线的数据电压，并且是具有整个像素可使用相同的预定目标亮度发出光的相同的灰度信息的数据电压。
测试初始化电压值是为了初始化显示面板200的多个像素中的每个像素的驱动电流而均等地传输到整个像素的初始化电压。因为可根据显示面板的特性和种类而存在初始化包括在显示面板中的像素的驱动的多种方法，所以没有特别地限制测试初始化电压的施加的方法。例如，当像素是自发光元件（诸如，有机发光元件）时，为了将被传输到有机发光元件的驱动电流初始化为预定值，可将测试初始化电压施加到控制元件（驱动晶体管）。
当分散测量单元110将预定的测试数据电压值和预定的测试初始化电压值的设置值传输到显示面板200时，显示面板200被初始化为测试初始化电压，并根据测试数据电压来显示图像。虽然图1中没有特别地示出，但是分散测量单元110的设置值被传输到显示面板200的驱动器。在显示面板200中，为了显示测试图像而驱动显示面板的驱动集成电路（IC）可以是任何现有的驱动器，因此将省略其详细的描述。
显示面板200被从外部提供的驱动电压驱动，使用从分散测量单元110传输的设置值初始化每个像素，并根据测试数据电压显示图像。
分散测量单元110分析显示面板200中显示的测试图像的亮度。分散测量单元110测量显示面板200实际以哪一个亮度值而非与测试数据电压值相应的目标亮度发出光。目标亮度是根据与测试数据电压相应的灰度信息的理想地发射的光的亮度。
分散测量单元110在不同地调整测试数据电压值和测试初始化电压值的设置的同时重复地进行显示面板200的测试图像的亮度的分析。当分散测量单元110重复地进行显示面板200的测试图像的亮度的分析时，除了从分散测量单元110传输的设置值以外，显示面板200的所有的驱动条件和驱动时间总是被均等地固定。在驱动环境（诸如，外部驱动电源、像素电路结构和布线）以及驱动时间（诸如，初始化时间、阈值电压补偿时间、扫描、数据写入时间和发光时间）总是被恒定地固定的状态下，显示重复的测试图像。
在显示面板200中，重复地显示测试图像，通过在分散测量单元110中分析测试图像的亮度的过程而获得的灰度信息和设置电压值被传输到存储单元120，并被存储在存储单元120中。
存储单元120被连接到分散测量单元110以从分散测量单元110接收关于显示面板的测试图像的多种信息，并以例如查找表形式存储各种信息。存储在存储单元120中的查找表是在显示面板200中实际显示以与具有预定亮度值的测试数据电压对应的灰度值，并且所述查找表表示随着施加到显示面板200的像素的初始化电压改变的灰度信息改变的关系。
当显示面板200根据外部图像信号显示图像时，电压控制器130设置用于补偿多个驱动晶体管的阈值电压分散的初始化电压。电压控制器130使用存储于存储单元120中的显示面板200的初始化电压的灰度信息关系的查找表。
因为显示面板200的每个像素的驱动晶体管的阈值电压特性不同，所以可在根据测试数据电压的图像中出现灰度斑点。灰度斑点的出现程度受测试数据电压的目标亮度和实际亮度之间的偏差影响。
因此，当目标亮度的预定阈值范围被设置并且实际的亮度偏离这样的阈值范围时，确定以像素单位、像素行单位、被分组到像素组中的块单位或帧单位不同地设置显示面板200的相应的像素的初始化电压的区域。根据实际的亮度与目标亮度的阈值范围不同的程度，可划分像素的驱动晶体管的阈值电压的分散。划分实际的亮度与目标亮度的阈值范围不同的级别，并将所述级别分组为预定组，并且认为属于相应的组的像素的驱动晶体管的阈值电压的特性相似。
当分散测量单元110在基于像素、基于行、基于块和基于帧来改变初始化电压的同时显示显示面板的图像时，电压控制器130以不出现灰度斑点的电平确定相应的区域的初始化电压。灰度斑点的出现指示由于没有充分补偿包括在相应的区域（像素、行、块和帧区域）中的像素的驱动晶体管的阈值电压而导致亮度偏差超过阈值范围。
因此，在确定显示面板200的初始化电压控制的区域之后，电压控制器130使用查找表在基于每个区域而出现灰度斑点之前立即将初始化电压确定为实际施加的电压。
例如，在显示面板200的测试中，即使施加了相同的测试数据电压，当在1像素行、2像素行和3像素行中不同地表现灰度斑点时，电压控制器130也以像素行为单位设置初始化电压的控制目标区域并确定施加到每个像素行的初始化电压。
在该示例中，因为分别包括在1像素行、2像素行和3像素行中的像素的驱动晶体管的阈值电压不同，所以即使使用相同的补偿和驱动时间来驱动显示面板200，也不同地出现在每个像素行中显示的图像的灰度斑点。例如，当将测试初始化电压施加为1V时，因为1像素行和2像素行的像素的阈值电压在-1v至1v的范围中，所以针对预定的补偿期间充分地补偿了阈值电压，但是因为3像素行的像素的阈值电压在-1V或更小的范围中，所以针对所述补偿期间没有补偿阈值电压。因此，当使用1V的初始化电压均等地初始化所有的面板的像素时，没有在3像素行的区域中以准确的亮度来显示图像，因此出现斑点。
因此，电压控制器130不同地确定初始化电压，从而基于每个像素行补偿所有的阈值电压长达相同的补偿时间段。当在使用存储单元120的查找表的上述示例中的3像素行区域中渐渐施加低于1V的初始化电压时，可发现在相同的补偿时间段内不出现灰度斑点的电压值（例如，-1V），并且将所述电压值设置为施加到3像素行的像素的初始化电压值。
确定电压控制器130中的初始化电压的方法是一种举例说明，而不限于此，并可根据不同地接收初始化电压的预定区域的形式被确定。
当以像素为单位不同地供应初始化电压时，可使用存储单元120的查找表来获得相应的像素的初始化电压。
当以行为单位或以包括多个像素行的块为单位来不同地供应初始化电压时，电压控制器130使用查找表来确定包括在相应的行或块之内多个像素中的每个像素的多个初始化电压，并以所述多个初始化电压的均值、最大值、最小值或中值来确定初始化电压。
当以帧为单位不同地供应初始化电压时，电压控制器130使用查找表来确定整个显示面板的像素的多个初始化电压，并以所述多个初始化电压的均值、最大值、最小值或中值来确定初始化电压。
在一个实施例中，如图2所示，使用PMOS晶体管来形成包括在显示面板200中的像素结构。对像素进行初始化的方法是一种将初始化电压施加到像素的PMOS驱动晶体管的栅极电压的方法。
在以上的描述中，假设像素的组成元件是PMOS，但当在其它实施例中像素的组成元件是NMOS晶体管时，相反地，当渐渐增加查找表中的初始化电压值时，可找出适于相应的区域的补偿的电压值。
将参照图2描述根据实施例的包括在显示面板200中的像素的特定电路结构。
在电压控制器130基于显示面板200的预定区域来不同地确定初始化电压值之后，将初始化电压信息传输到初始化电压供应单元140。其后，初始化电压供应单元140将均基于预定区域而设置的初始化电压供应给相应的设置区域的像素。
初始化电压供应单元140包括数模转换器（DAC）并包括多个电阻器在参考电压和地电压之间串联连接的电阻器串（R-string）。
初始化电压供应单元140将不同的初始化电压供应给显示面板200的每个预定区域的形式可根据预定区域单位而不同。可根据显示面板200的预定区域单位通过单独的电压线来供应初始化电压，或者可使用现存的经布置的数据线在与数据写入时间不同的时间供应初始化电压。
没有特别地限制初始化电压供应单元140的每个初始化电压输出方法和向显示面板200的供应形式。
当预定区域的基本单位是独立的像素时，确定从电压控制器130施加到每个像素的初始化电压值。其后，初始化电压供应单元140通过电压分布将不同的初始化电压输出到独立的像素。没有限制在每个像素中不同地确定的初始化电压的供应形式，但当预定区域是像素单位时，可使用被连接到每个像素数据线。
当预定区域的基本单位是像素行或包括多个像素行的块时，初始化电压供应单元140通过以行为单位形成的初始化电压线来不同地分布和供应初始化电压。当区域被确定为三个块时，图1的实施例表示在每个块分布和供应不同的第一初始化电压Vinit1、第二初始化电压Vinit2和第三初始化电压Vinit3。
另外，预定区域的基本单位可以是帧单位，在这样的情况下，传输到整个显示面板200的初始化电压值可被不同地设置和施加到每个帧。在这种情况下，初始化电压供应单元140在每个帧中将具有不同的输出的初始化电压输出到显示面板200。
图2是示出根据本发明的实施例的作为图像补偿设备的补偿目标的显示面板中包括的像素的典型电路结构的电路图。
参照图2，使用有机发光二极管（OLED）和驱动OLED的驱动电路来形成像素。使用四个晶体管M1至M4和一个电容器Cst形成驱动电路。图2的这样的电路结构是一种示例，并且本发明不限于这样的电路结构。
通过将至少一个发光控制晶体管添加到图2的像素电路，可形成使用6个晶体管和一个电容器形成的6TR1CAP的结构，其中，所述至少一个发光控制晶体管用于通过发光控制信号来控制流入OLED的驱动电流。
通过控制施加到传输OLED的驱动电流的驱动晶体管的栅极端的初始化电压，执行使用图2的实施例中的像素形成的显示面板200的图像补偿。
图2的像素包括OLED和将驱动电流传输到OLED的驱动晶体管M1。图2的像素包括开关晶体管M2、阈值电压补偿晶体管M3、初始化晶体管M4和存储电容器Cst。
驱动晶体管M1包括被连接到第一节点N1的栅电极、被连接到从外部供应的高电平的驱动电源电压（ELVDD）电源的第一电极以及被连接到OLED的阳极电极的第二电极。当导通驱动晶体管M1时，驱动晶体管M1将根据被写入第一节点N1中的数据电压的驱动电流传输到OLED，从而发出预定亮度的光。
开关晶体管M2包括被连接到多条扫描线中的相应的扫描线的栅电极、被连接到多条数据线中的相应的数据线的第一电极以及被连接到第一节点N1的第二电极。当导通开关晶体管M2时，开关晶体管M2将根据通过数据线的数据信号的数据电压Vdata传输到与驱动晶体管M1的栅电极连接的第一节点N1。
阈值电压补偿晶体管M3包括被连接到多条第一控制线中的相应的第一控制线的栅电极、被连接到与驱动晶体管M1的栅电极连接的第一节点N1的第一电极以及被连接到驱动晶体管M1的第二电极的第二电极。第一控制线是供应控制驱动晶体管M1的阈值电压的补偿的补偿控制信号GC的控制线。当响应于补偿控制信号GC导通阈值电压补偿晶体管M3时，通过将驱动晶体管M1的栅电极和第二电极二极管式连接，阈值电压补偿晶体管M3使驱动晶体管M1能够成为二极管。
另外，初始化晶体管M4包括被连接到多条第二控制线中的相应的控制线的栅电极、连接到供应初始化电压Vinit的初始化电压线的第一电极以及被连接到第一节点N1的第二电极。第二控制线是提供控制初始化电压Vinit的供应的初始化控制信号INT的控制线，以在驱动晶体管M1的数据写入和显示写入的数据的驱动过程之前使先前写入的数据电压初始化。当响应于初始化控制信号INT导通初始化晶体管M4时，初始化晶体管M4通过将初始化电压Vinit施加到驱动晶体管M1的栅电极，来初始化被写入到驱动晶体管M1的栅电极的先前的数据电压。
存储电容器Cst包括被连接到与驱动晶体管M1的第一电极连接的驱动电源电压ELVDD电源的一个电极以及被连接到第一节点N1的另一电极。因为存储电容器Cst根据施加到两个电极的电压差而充入有电压，所以存储电容器Cst保持根据施加到第一节点N1的电压改变的改变的电压与驱动电源电压ELVDD之间的电压差长达预定时间段。
包括在图2中的像素中的晶体管是PMOS晶体管，但这是示例，所述晶体管可以是NMOS晶体管。因此，在图2中，导通晶体管的栅极导通电压是预定的低电平，但当改变晶体管的类型时，栅极导通电压电平改变为相对的电平。
将使用图3的时序图来描述使用根据图2的实施例的像素的结构来驱动OLED的过程。
首先，在时间点t1，初始化控制信号INT的电平转变为作为包括在图2的像素中的晶体管的栅极导通电平的预定的低电平。当通过第二控制线将低电平的初始化控制信号INT传输到初始化晶体管M4时，像素的初始化晶体管M4导通。其后，将初始化电压Vinit施加到第一节点N1。在存储电容器Cst被充电到与先前的数据电压相应的电压值之后，由施加到与第一节点N1连接的存储电容器Cst的另一电极的初始化电压Vinit而使存储电容器Cst逐渐放电。也就是说，存储电容器Cst的充电电压从与先前的数据电压相应的电压改变为施加到存储电容器Cst的两端的电压差（即，驱动电源电压ELVDD和初始化电压Vinit之间的电压差）。
接下来，在时间点t2，通过第一控制线，补偿控制信号GC转变为作为栅极导通电压电平的低电平。当响应于低电平的补偿控制信号GC而导通阈值电压补偿晶体管M3时，驱动晶体管M1的栅电极和第二电极被二极管式连接。当驱动二极管M1的栅电极和漏电极被连接时，驱动晶体管用作二极管，因此驱动晶体管M1的阈值电压Vth被施加到第一节点N1。
其后，在将存储电容器Cst保持为与初始化电压Vinit相应的电压值之后，存储电容器Cst被放电为与驱动晶体管M1的阈值电压Vth相应的电压值。补偿阈值电压的补偿时间是这样的时间，即，在所述时间中，在时间点t1存储电容器Cst被充电到与初始化电压相应的电压并在时间点t2被放电到与驱动晶体管的阈值电压相应的电压。
因此，根据本发明的实施例，当将初始化电压Vinit设置和施加为与驱动晶体管M1的阈值电压相应的不同的值时，可在相同的补偿时间充分地补偿像素的阈值电压。
其后，在时间点t3，扫描信号scan转变为作为栅极导通电平的预定的低电平。通过像素的相应的扫描线将低电平的扫描信号scan传输到开关晶体管M2，并且导通开关晶体管M2。其后，将根据数据信号的数据电压Vdata施加到开关晶体管M2的第一电极，并且将其传输到第一节点N1。将存储电容器Cst保持为与根据数据信号的数据电压Vdata相应的电压值长达数据写入时间段Data。
当将扫描信号scan的电压电平增加为高电平时，开关晶体管M2截止并终止数据写入。因此，驱动晶体管M1使驱动电流能够流入到OLED，从发出光，其中，所述驱动电流相应于与在栅电极和源电极之间的两端的电压差相应的电压（即，在存储电容器Cst中保持的电压）。
即使因像素的特性导致驱动晶体管的阈值电压不同，在数据写入之前也已经充分补偿了阈值电压，因此不论阈值电压特性如何，也根据数据电压Vdata以准确的亮度发出光。
将使用图4和图5的曲线图来详细描述图2和图3的驱动过程中的根据本发明的实施例的像素的初始化电压施加过程和阈值电压补偿过程。
图4是示出阈值电压分散和驱动晶体管的补偿时间之间关系的曲线图。
图4示出驱动晶体管的阈值电压特性根据像素的基础基板的多晶硅特性、生产过程、生产方法和/或环境而不均匀的第一像素TS1、第二像素TS2和第三像素TS3。第一像素TS1至第三像素TS3包括在一个显示面板中。
在本发明的实施例中，构成像素的晶体管是PMOS，因此将基于PMOS来描述实施例。因此，在图4的曲线图中，预定的数据电压Vdata可从负值开始改变。也就是说，在图4的曲线图中，Y轴的增加表示负区域中的绝对值的增加。
第一像素的驱动晶体管的阈值电压是与预定的数据电压Vdata相邻的VC1，第二像素的驱动晶体管的阈值电压是VC2，第三像素的驱动晶体管的阈值电压是VC3。因此，预定的数据电压Vdata和第一至第三像素的驱动晶体管的阈值电压值之间的差是Vth1、Vth2和Vth3。
为了补偿每个组成晶体管的阈值电压，将组成晶体管的栅电极和漏电极二极管式连接，因此应将栅极电压保持为各个相应的阈值电压值VC1至VC3。
然而，如上所述，在图2的像素驱动中，在阈值电压的补偿之前，将初始化电压施加到驱动晶体管的栅电极。
通常，如图4的曲线图所示，将这样的初始化电压Vinit施加为预定的相同的值。
因此，第一至第三像素的每个驱动晶体管的从初始化电压Vinit下降为阈值电压VC1至VC3的补偿时间段被改变。也就是说，在第一像素的驱动晶体管中，电流从初始化电压Vinit逃逸到阈值电压VC1所消耗的时间是最长的Tth1。然而，在第三像素的驱动晶体管中，电流从初始化电压Vinit逃逸到阈值电压VC3所消耗的时间是最短的Tth3。
以这样的方式，根据驱动晶体管的阈值电压特性，补偿时间Tth1至Tth3不同。
当高速驱动显示装置，不能保证充分的补偿时间，并针对相同的预定参考补偿时间tx补偿阈值电压时，第二像素的驱动晶体管的栅极电压值达到“b”，第三像素的驱动晶体管的栅极电压值达到“c”，因此充分补偿了每个阈值电压，但第一像素的驱动晶体管的栅极电压值达到“a”，因此没有补偿阈值电压。
其后，当根据数据信号施加数据电压时，第一像素TS1输出与预期的数据电压不同的电压并具有与显示面板200的其它像素不同的发光程度。
因此，根据本发明的实施例的图像补偿设备100不同地设置和施加被施加到像素的驱动晶体管的栅电极的初始化电压Vinit的电压值，以对应于驱动晶体管的阈值电压。
图5是示出根据图4的本发明的实施例的在应用补偿图像的方法时的驱动晶体管的阈值电压的补偿的曲线图。
图像补偿设备100的电压控制器130不同地设置初始化电压，以对应于第一像素至第三像素TS1至TS3中的每个的驱动晶体管的阈值电压。也就是说，不同地设置施加到第一像素TS1的初始化电压Vinit1、施加到第二像素TS2的初始化电压Vinit2和施加到第三像素TS3的初始化电压Vinit3，以对应于每个像素的驱动晶体管的阈值电压。
在预定的补偿时间Tths终止的时间点，可对在电压控制器130中不同地设置的初始化电压Vinit1至Vinit3中的每个进行控制，从而每个像素的驱动晶体管的栅极电压值被维持在足够的电压值，以补偿每个阈值电压。
也就是说，将初始化电压Vinit1设置为低于其它像素的初始化电压，从而施加到第一像素TS1的初始化电压Vinit1可在补偿时间Tths期间充分地达到第一像素TS1的驱动晶体管的阈值电压VC1的电压值“d”。
将施加到第二像素TS2的初始化电压Vinit2设置为在补偿时间Tths期间充分达到第二像素TS2的驱动晶体管的阈值电压VC2的电压值“e”。
另外，将施加到第三像素TS3的初始化电压Vinit3设置为在补偿时间Tths期间充分达到第三像素TS3的驱动晶体管的阈值电压VC3的电压值“f”。
为了在相同的补偿时间段期间充分补偿每个像素的驱动晶体管的阈值电压，如图5所示，通过不同地设置和施加初始化电压，对于相同的数据电压以相同的值输出每个驱动晶体管的栅极-源极电压Vgs，因此确定驱动电流。因此，即使不同地分布显示面板200的像素的驱动晶体管的阈值电压，也相等地确定根据相同的数据信号的驱动电流，因此当发出光时，以均匀的亮度显示图像并防止斑点现象。
图4和图5的第一至第三像素示出驱动晶体管的阈值电压不同的独立的像素，但图4和图5的第一至第三像素不限于此并可被应用到不同的像素行、不同的块和不同帧。
图6示出根据本发明的实施例的补偿图像的方法的流程图。
首先，将测试设置值输入到显示面板200（S1）。测试设置值可以是为了测量包括在显示面板200中的像素的驱动晶体管的阈值电压分散而施加到每个像素的预定的数据电压设置值和预定的初始化电压设置值。
显示面板200的每个像素接收测试设置值的输入，被驱动，并以预定的亮度发出光（S2）。也就是说，通过测试初始化电压设置值将显示面板200的每个像素初始化为相同的电压，并且显示面板200因与测试数据电压相应的驱动电流而发出光。
在这种情况下，通过执行显示面板200的显示图像的亮度分析，测量显示面板200的每个像素的驱动晶体管的阈值电压分散（S3）。也就是说，根据测试数据电压的目标亮度被确定，但由于属于显示面板200的每个像素的驱动晶体管的阈值电压不同，因此以实际亮度发出光。在步骤S3，设置目标亮度的预定的阈值范围，并通过测量实际亮度来测量偏离所述阈值范围的程度，并以区域为基础来分析所述程度。
在改变测试初始化电压的同时重复地执行这样的分析过程。也就是说，在改变测试初始化电压的同时重复地执行步骤S1至S3。例如，当根据测试数据信号的灰度在-2V至0V的范围内以预定的间隔增加或减小初始化电压时，通过显示显示面板200的测试图像，获得显示面板200中的mura斑表达程度。
当不同地设置测试初始化电压时，以例如查找表的形式来存储以数据信号的灰度为基础进行分析的信息（S4）。存储的分析信息是根据测试初始电压的测试数据的图像以一定的灰度值被实际显示的表。
使用根据存储在存储单元120中的初始化电压的灰度分析信息，来计算基于像素、基于块或基于帧而施加的初始化电压（S5）。在这种情况下，当在改变测试初始化电压值的同时显示显示面板200的图像时，可将计算的初始化电压确定为不出现灰度斑点的电平。这里，块指包括在至少一个像素行中的像素区域。
根据在显示面板200的分散测量过程中进行分析的信息，来确定不同地施加初始化电压的参考区域。也就是说，根据与目标亮度对应地显示实际亮度的显示面板200的分析图案来确定是否基于像素、基于块或基于帧进行不同的初始化电压的施加。
在确定参考区域之后，基于像素、基于块或基于帧来施加不同地设置的初始化电压（S6）。如上所述，基于像素来施加初始化电压的实施例和基于块或基于帧来施加初始化电压的实施例可不同。
在步骤S6，当根据阈值电压的分散而不同地施加初始化电压时，即使在高速驱动中受限的预定的补偿时间中，也可充分补偿不同的驱动晶体管的阈值电压。因此，在显示面板200中补偿灰度斑点（S7），因此，可实现屏幕的高图像质量。
另外，在不使性能劣化的情况下，可省略在本说明书中描述的部分组成元件，或者，可由本领域的普通技术人员添加组成元件以改善其性能。另外，可由本领域的普通技术人员根据处理环境或仪器来改变在本说明书中描述的方法步骤的顺序。
虽然已结合特定实施例描述了本发明，但将理解本发明不限于公开的实施例，但是相反，本发明意在覆盖包括在权利要求的精神和范围之内的各种修改和等同布置。
附图标记说明
100：图像补偿设备                  200：显示面板
110：分散测量单元                  120：存储单元
130：电压控制器                    140：初始电压供应单元

Claims (22)

1.一种显示装置的图像补偿设备，所述显示装置包括根据数据信号而显示图像的显示面板，所述图像补偿设备包括：
分散仪，被构造为分析根据施加到包括在显示面板中的多个像素的测试初始化电压和测试数据电压的显示图像的亮度，并被构造为测量所述多个像素的驱动晶体管的阈值电压的偏离；
电压控制器，被构造为根据驱动晶体管的阈值电压的偏离而将显示面板划分为预定区域，并被构造为以所述预定区域为基础计算使包括在所述预定区域中的多个像素的驱动初始化的不同的初始化电压；
初始化电压供应器，被构造为将在电压控制器中计算的相应的初始化电压施加到包括在所述预定区域中的多个像素。
2.如权利要求1所述的图像补偿设备，所述图像补偿设备还包括：
数据存储器，被构造为存储从分散仪接收的根据测试初始化电压和测试数据电压的亮度分析信息。
3.如权利要求1所述的图像补偿设备，其中，分散仪被构造为测量目标亮度的测试数据电压的实际亮度，并被构造为根据从目标亮度的阈值范围的偏离的程度来划分驱动晶体管的阈值电压的偏离。
4.如权利要求1所述的图像补偿设备，其中，所述预定区域是下述项中之一：至少一个像素、至少一个像素行、包括多个像素行的至少一个块以及在一个帧中发出光的全部像素。
5.如权利要求1所述的图像补偿设备，其中，将初始化电压施加到所述多个像素中的每个像素的驱动晶体管的栅电极，并使先前写入的数据电压初始化。
6.如权利要求1所述的图像补偿设备，其中，电压控制器被构造为计算以预定区域为基础而施加的不同的初始化电压中的每个初始化电压，以作为使包括在所述预定区域中的多个像素的驱动晶体管的阈值电压的补偿时间段的结束点一致的电压值。
7.如权利要求6所述的图像补偿设备，其中，将不同的初始化电压中的每个初始化电压确定为多个电压值的均值、最大值、最小值和中值中的一个值，其中，所述多个电压值使包括在所述预定区域中每个预定区域中的多个像素的驱动晶体管的阈值电压的补偿时间段的结束点一致。
8.如权利要求1所述的图像补偿设备，其中，初始化电压供应器被构造为根据所述预定区域的划分形式而不同地施加所述不同的初始化电压。
9.如权利要求1所述的图像补偿设备，其中，初始化电压供应器包括串联连接的多个电阻器，并被构造为将预定的参考电压划分为在电压控制器中计算的不同的初始化电压值，并被构造为通过连接到所述多个像素中的每个像素的初始化电压线来供应所述不同的初始化电压值。
10.如权利要求1所述的图像补偿设备，其中，初始化电压供应器包括串联连接的多个电阻器，被构造为将预定的参考电压划分为在电压控制器中计算的不同的初始化电压值，并被构造为通过连接到所述多个像素中的每个像素的数据线来供应所述不同的初始化电压值。
11.如权利要求1所述的图像补偿设备，其中，所述多个像素中的每个像素包括：
有机发光二极管，被构造为根据与数据信号相应的驱动电流而发出光；
驱动晶体管，被构造为将与数据信号相应的驱动电流传输到有机发光二极管；
开关晶体管，被构造为将根据数据信号的数据电压传输到驱动晶体管的栅电极；
阈值电压补偿晶体管，被构造为使驱动晶体管的栅电极和漏电极成二极管式连接；
初始化晶体管，被构造为将在电压控制器中计算的相应的初始化电压施加到驱动晶体管的栅电极。
12.如权利要求11所述的图像补偿设备，其中，所述多个像素中的每个像素还包括连接在驱动晶体管的栅电极和像素的驱动电源电压源之间的存储电容器。
13.一种补偿显示装置的图像的方法，所述方法包括下述步骤：
通过将测试初始化电压和测试数据电压施加到包括在显示面板中的多个像素，来显示测试图像；
通过分析显示面板的测试图像的亮度，来测量所述多个像素的驱动晶体管的阈值电压的偏离；
根据驱动晶体管的阈值电压的偏离而将显示面板划分为预定区域，并以所述预定区域为基础计算使包括在所述预定区域中的多个像素的驱动初始化的不同的初始化电压；
将计算的相应的初始化电压施加到包括在所述预定区域中的多个像素。
14.如权利要求13所述的方法，其中，通过不同地设置测试初始化电压和测试数据电压来重复执行显示测试图像的步骤和测量偏离的步骤。
15.如权利要求13所述的方法，其中，测量偏离的步骤包括：存储对根据测试初始化电压和测试数据电压的显示面板的测试图像进行分析的亮度分析信息。
16.如权利要求13所述的方法，其中，测量偏离的步骤包括：测量目标亮度的测试数据电压的实际亮度，并根据从目标亮度的阈值范围偏离的程度来划分驱动晶体管的阈值电压的偏离。
17.如权利要求13所述的方法，其中，所述预定区域是下述项之一：至少一个像素、至少一个像素行、包括多个像素行的至少一个块以及在一个帧中发出光的全部像素。
18.如权利要求13所述的方法，其中，计算不同的初始化电压的步骤包括：计算使包括在所述预定区域中的多个像素的驱动晶体管的阈值电压的补偿时间段的结束点一致的电压值。
19.如权利要求13所述的方法，其中，施加计算的相应的初始化电压的步骤包括：根据预定区域的划分形式而不同地施加计算的不同的初始化电压。
20.如权利要求19所述的方法，其中，当预定区域是至少一个像素时，通过像素的数据线来施加计算的不同的初始化电压。
21.如权利要求19所述的方法，其中，当预定区域是下述项之一时，通过连接到像素的初始化电压线来施加计算的不同的初始化电压：至少一个像素行、包括多个像素行的至少一个块以及在一个帧中发出光的全部像素。
22.如权利要求13所述的方法，其中，在驱动时间段中，在补偿所述多个像素中的每个像素的驱动晶体管的阈值电压之前，执行施加计算的相应的初始化电压的步骤，以便显示根据与包括在显示面板中的多个像素中的每个像素相应数据信号的图像。
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