CN108231008A - 驱动器集成电路、显示装置及显示装置的数据校正方法 - Google Patents

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Abstract

驱动器集成电路、显示装置及显示装置的数据校正方法。公开了一种驱动器集成电路、包括该驱动器集成电路的显示装置和该显示装置的数据校正方法。所述驱动器集成电路包括:电压发生器,所述电压发生器产生感测数据电压;校准单元,所述校准单元对从所述电压发生器输入的N位校准数据进行解码并且产生至少一个校准电压,其中,N是正整数;传感器,所述传感器在感测模式中对从与所述感测数据电压对应的像素输出的信号进行采样,以用于感测所述像素的电特性,并且在校准模式中对所述校准电压进行采样,以用于感测模数转换器的输出特性;以及所述模数转换器,所述模数转换器将由所述传感器采样的模拟信号转换为数字信号。

Description

驱动器集成电路、显示装置及显示装置的数据校正方法
技术领域
本公开涉及用于外部补偿的驱动器集成电路、包括该驱动器集成电路的显示装置以及该显示装置的数据校正方法。
背景技术
已经开发并销售了各种类型的面板显示器。在各种类型的面板显示器当中,电致发光显示器根据发光层的材料被分为无机电致发光显示器和有机电致发光显示器。特别地,有源矩阵有机发光二极管(OLED)显示器包括能够通过自身发光的多个OLED,并且具有诸如快速响应时间、高发光效率、高亮度、宽视角等的诸多优点。
作为自发光元件的OLED包括阳极、阴极以及在阳极与阴极之间的有机化合物层。有机化合物层包括空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL。当向阳极和阴极施加电力(电压)时,穿过空穴传输层HTL的空穴和穿过电子传输层ETL的电子移动到发光层EML并形成激子。结果,发光层EML生成可见光。
OLED显示器包括多个像素,每个像素包括基于图像数据的灰度来调节在像素上实现的图像的亮度的OLED和薄膜晶体管(TFT)。驱动TFT根据驱动TFT的栅极与源极之间的电压(在下文中,称作“栅-源电压”)控制流入到OLED中的驱动电流。由OLED发出的光的量根据OLED的驱动电流来确定,并且图像的亮度根据OLED发出的光的量来确定。
通常,当驱动TFT在饱和区域中操作时,在驱动TFT的漏极与源极之间流动的驱动电流Ids由下面的式1表示。
[式1]
Ids=1/2*(μ*C*W/L)*(Vgs-Vth)2
在以上式1中,μ是电子迁移率,C是栅极绝缘层的电容,W是驱动TFT的沟道宽度,并且L是驱动TFT的沟道长度。此外,Vgs是驱动TFT的栅极与源极之间的电压,并且Vth是驱动TFT的阈值电压(或临界电压)。驱动TFT的栅-源电压Vgs可以是根据像素结构的数据电压与基准电压之间的电压差。数据电压是与图像数据的灰度对应的模拟电压,基准电压是固定电压。因此,驱动TFT的栅-源电压Vgs根据数据电压来编程或设定。然后,驱动电流Ids根据所编程的栅-源电压Vgs来确定。
像素的诸如驱动TFT的阈值电压Vth和电子迁移率μ以及OLED的阈值电压这样的电特性可以是确定驱动TFT的驱动电流Ids的量的因素。因此,所有的像素应该具有相同的电特性。然而,像素之间的电特性的变化可由诸如制造工艺特性和时变特性这样的各种因素引起。像素之间的电特性的变化可导致亮度变化,并且难以实现期望的图像或满足图像质量要求。
为了补偿像素之间的亮度变化,存在所谓的用于感测像素的电特性并且基于感测结果校正(或补偿)输入图像的外部补偿技术。为了补偿亮度变化,当施加到像素的数据电压改变了“Δx”量时,必须确保电流改变Δy量。因此,外部补偿技术是通过对每个像素计算“Δx”并且将相同的驱动电流施加到OLED来实现相同(或有效地相同)的亮度。即,可实现外部补偿技术以调节灰度级,使得像素具有相同或有效地相同的亮度。
为了实现外部补偿技术,需要用于感测像素的电特性的传感器和用于将从传感器输入的模拟感测数据转换成数字感测数据的模数转换器(ADC)。
从ADC输出的数字感测数据可由于各种原因而失真。在所述各种原因当中,由于ADC之间的特性变化而引起的失真特别成问题。当数字感测数据失真时,不能正确地补偿由像素之间的电特性的差异而导致的亮度变化。
发明内容
本公开提供了能够通过补偿模数转换器之间的特性变化来增加像素的电特性的感测性能和补偿性能的用于外部补偿的驱动器集成电路、包括该驱动器集成电路的显示装置以及该显示装置的数据校正方法。
在一方面,提供了一种用于外部补偿的驱动器集成电路,该驱动器集成电路包括:电压发生器,所述电压发生器被配置为产生感测数据电压;校准单元,所述校准单元被配置为对从所述电压发生器输入的N位校准数据进行解码并且用于产生至少一个校准电压,其中,N是正整数;传感器,所述传感器被配置为在感测模式中对从与所述感测数据电压对应的像素输出的信号进行采样,以用于感测所述像素的电特性,并且在校准模式中对所述至少一个校准电压进行采样,以用于感测模数转换器的输出特性;以及所述模数转换器,所述模数转换器被配置为将由所述传感器采样的模拟信号转换为数字信号。
在另一方面,提供了一种显示装置,该显示装置包括:显示面板,所述显示面板包括多个像素和分别连接至所述多个像素的数据线;以及根据权利要求1所述的驱动器集成电路,所述驱动器集成电路通过所述数据线连接至所述显示面板。
在又一方面,提供了一种具有像素的显示装置的数据校正方法,所述数据校正方法包括以下步骤:在安装在驱动器集成电路中的校准单元中对N位校准数据进行解码,以产生至少一个校准电压,其中,N是正整数;获取关于模数转换器的第一特性数据和第二特性数据;以及基于所述第一特性数据和所述第二特性数据校正待写入所述像素的图像数据。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解,并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分,附图例示了本发明的实施方式,并且与本说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中:
图1是根据示例实施方式的用于外部补偿的电致发光显示器的框图;
图2示意性地例示了根据示例实施方式的用于外部补偿的驱动器集成电路与像素之间的连接配置;
图3是根据示例实施方式的像素的等效电路图;
图4是图3的像素的驱动定时图;
图5是例示根据示例实施方式的外部补偿方法的流程图;
图6A例示了在图5的外部补偿方法中获取基准曲线方程;
图6B例示了在图5的外部补偿方法中的显示面板的平均I-V曲线和待补偿的像素的I-V曲线;
图6C例示了在图5的外部补偿方法中的显示面板的平均I-V曲线、待补偿的像素的I-V曲线和经补偿的像素的I-V曲线;
图7、图8和图9例示了外部补偿模块的各种示例;
图10A、图10B、图10C和图10D例示了用于外部补偿的驱动器集成电路的各种示例;
图11例示了根据示例性实施方式的用于包括校准单元的外部补偿的驱动器集成电路的配置;
图12例示了在电流感测模式和校准模式中的用于图11的外部补偿的驱动器集成电路的开关的操作状态;
图13是图12的电流感测模式中的感测单元的等效电路图;
图14是图12的校准模式中的感测单元的等效电路图;
图15是根据另一示例实施方式的校准单元的电路图;以及
图16是例示去除图15所示的校准单元的偏移电压的操作的波形图。
具体实施方式
现在将详细参照本公开的实施方式,在附图中例示了本公开的实施方式的示例。然而,本公开不限于下面公开的实施方式,并且可以按照各种形式来实现。这些实施方式被提供以使得本公开将被更完整地描述,并且将本公开的范围充分地传达给本公开所属领域的技术人员。本公开的特定特征可由权利要求的范围来限定。
用于描述本公开的实施方式的、在附图中所例示的形状、尺寸、比例、角度、数字等仅是示例性的,除非这样指定,否则本公开不限于此。相同的附图标记始终表示相同的元件。在下面的描述中,已经省略了与本文献相关的特定功能或配置的可能不必要地混淆本发明的主旨的详细描述。
在本公开中,当使用术语“包括”、“具有”、“由…组成”等时,除非使用“仅”,否则可添加其它组件。单数表述可包括复数表述,只要它在上下文中不具有明显不同的含义即可。
在组件的说明中,即使没有单独的描述,它也被解释为包括误差边界或误差范围。
在描述位置关系时,当结构被描述为位于另一结构“上或上方”、“下或下方”、“紧挨着”另一结构时,该描述应被解释为包括这些结构彼此直接接触的情况以及在它们之间设置第三结构的情况。
术语“第一”、“第二”等可用于描述各种组件,但是这些组件不受这些术语的限制。这些术语仅被用于将一个组件与其它组件区分的目的。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一组件可被指定为第二组件,反之亦然。
本公开的各种实施方式的特征可彼此部分组合或完全组合,并且可按照各种方式在技术上连锁驱动。这些实施方式可独立地实现或者可彼此结合地实现。
下面将参照附图详细描述本公开的各种实施方式。在以下实施方式中,将描述一种电致发光显示器,其重点在于包括有机发光材料的有机发光二极管(OLED)显示器。然而,应当注意的是,本公开的实施方式不限于OLED显示器,并且可应用于包括无机发光材料的无机发光显示器。此外,应当注意的是,本公开的实施方式不仅可应用于电致发光显示器,而且可应用于诸如柔性显示装置和可佩戴显示装置的各种显示装置。
图1是根据示例实施方式的用于外部补偿的电致发光显示器的框图。图2示意性地例示了根据示例实施方式的用于外部补偿的驱动器集成电路(IC)与像素之间的连接配置。图3是根据示例实施方式的像素的等效电路图。图4是图3的像素的驱动定时图。图5是例示根据示例实施方式的外部补偿方法的流程图。图6A例示了在图5的外部补偿方法中获取基准曲线方程。图6B例示了在图5的外部补偿方法中的显示面板的平均I-V曲线和待补偿的像素的I-V曲线。图6C例示了在图5的外部补偿方法中的显示面板的平均I-V曲线、待补偿的像素的I-V曲线和经补偿的像素的I-V曲线。
参照图1至图4,根据示例实施方式的电致发光显示器可包括显示面板10、驱动器IC(或称作“D-IC”)20、补偿IC 30、主机系统40和储存存储器50。
显示面板10包括多个像素PXL和多条信号线。信号线可包括用于向像素PXL提供数据信号(例如,模拟数据电压Vdata)的数据线140和用于向像素PXL提供选通信号的选通线150。
在本文公开的实施方式中,选通信号可包括具有第一选通信号SCAN1和第二选通信号SCAN2的多个选通信号。在这种情况下,每条选通线150可包括用于提供第一选通信号SCAN1的第一选通线150A和用于提供第二选通信号SCAN2的第二选通线150B。然而,选通信号可根据像素PXL的电路配置包括一个选通信号。在这种情况下,每条选通线150可包括单个选通线。实施方式不限于选通信号和选通线150的示例性配置。
像素PXL的电特性可通过数据线140进行感测。在下面的描述中,为了方便起见,描述了通过数据线140感测像素PXL的电特性,但是实施方式不限于此。实施方式可应用于像素PXL的电特性通过单独的信号线而不是通过数据线140来感测的任何情况。
显示面板10的像素PXL以矩阵形式设置以形成像素阵列。每个像素PXL可连接至数据线140中的一条和选通线150中的至少一条。每个像素PXL被配置为从电源或发电机接收高电位驱动电力VDD和低电位驱动电力VSS。为此,发电机可通过高电位驱动电力线或焊盘将高电位驱动电力VDD提供给像素PXL,并且可通过低电位驱动电力线或焊盘将低电位驱动电力VSS提供给像素PXL。
选通驱动器15可生成对于显示驱动操作所必需的显示选通信号和对于感测驱动操作所必需的感测选通信号。显示选通信号和感测选通信号中的每一个可包括第一选通信号SCAN1和第二选通信号SCAN2。
在显示驱动操作中,选通驱动器15可生成第一显示选通信号SCAN1,以将第一显示选通信号SCAN1提供给第一选通线150A,并且可生成第二显示选通信号SCAN2,以将第二显示选通信号SCAN2提供给第二选通线150B。第一显示选通信号SCAN1和第二显示选通信号SCAN2是与显示数据电压Vdata-DIS的应用定时同步的信号。
在感测驱动操作中,选通驱动器15可生成第一感测选通信号SCAN1,以将第一感测选通信号SCAN1提供给第一选通线150A,并且可生成第二感测选通信号SCAN2,以将第二感测选通信号SCAN2提供给第二选通线150B。第一感测选通信号SCAN1和第二感测选通信号SCAN2是与感测数据电压Vdata-SEN的应用定时同步的信号。此外,第二感测选通信号SCAN2可与感测定时同步。
选通驱动器15可按照面板中选通(GIP)方式直接形成在显示面板10的下基板上。选通驱动器15可通过与像素阵列相同的TFT工艺而形成在显示面板10的像素阵列外侧的非显示区域(即,边框区域)中。
驱动器IC 20通过通道端子连接到显示面板10的数据线140。驱动器IC 20包括定时控制器26和数据驱动器25。
定时控制器26可基于从主机系统40接收的定时信号(例如,垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、点时钟信号DCLK和数据使能信号DE)来生成用于控制选通驱动器15的操作定时的选通定时控制信号GDC和用于控制数据驱动器25的操作定时的数据定时控制信号DDC。
数据定时控制信号DDC可包括源起始脉冲、源采样时钟和源输出使能信号等,但不限于此。源起始脉冲控制数据驱动器25的数据采样的起始时间。源采样时钟是基于其上升沿或下降沿来控制数据的采样定时的时钟信号。源输出使能信号控制数据驱动器25的输出定时。
选通定时控制信号GDC可包括选通起始脉冲、选通移位时钟等,但不限于此。选通起始脉冲被施加到选通驱动器15的用于生成第一输出的级,并且启动该级的操作。选通移位时钟是共同输入到多级并且对选通起始脉冲进行移位的时钟信号。
定时控制器26可根据特定的控制序列来控制用于校准驱动操作的校准模式、用于感测驱动操作的感测模式和用于显示驱动操作的显示模式。
在校准模式中,获取指示模数转换器(ADC)的输出特性的第一特性数据C-DATA。在感测模式中,获取指示像素PXL的电特性的第二特性数据S-DATA。在显示模式中,基于在校准模式中获取的第一特性数据C-DATA和在感测模式中获取的第二特性数据S-DATA来校正要写入像素PXL的图像数据;校正后的图像数据被转换成显示数据电压Vdata-DIS;并且显示数据电压Vdata-DIS被施加于像素PXL。
定时控制器26可不同地生成用于显示驱动操作的定时控制信号、用于感测驱动操作的定时控制信号和用于校准驱动操作的定时控制信号。然而,实施方式不限于此。可在定时控制器26的控制下在显示驱动操作期间的垂直消隐间隔中、在显示驱动操作开始之前的上电顺序间隔中、或者在显示驱动操作结束之后的断电顺序间隔中执行感测驱动操作。然而,实施方式不限于此。例如,可在显示驱动操作期间的垂直有效时段中执行感测驱动操作。此外,可在显示驱动操作期间的垂直消隐间隔中、在显示驱动操作开始之前的上电顺序间隔中、或者在显示驱动操作结束之后的断电顺序间隔中执行校准驱动操作。然而,实施方式不限于此。
垂直消隐间隔是不写入输入图像数据的时间,并且被布置在写入一帧的输入图像数据的垂直有效时段之间。上电顺序间隔是驱动电力接通与图像显示开始之间的过渡时间。断电顺序间隔是图像显示结束与驱动电力断开之间的过渡时间。
定时控制器26可根据特定的感测处理来控制用于感测驱动操作的一些或全部操作。即,可在系统电力正被施加的同时在仅关闭显示装置的屏幕的状态(例如,待机模式、休眠模式、低功率模式等)中执行感测驱动操作。然而,实施方式不限于此。
定时控制器26可根据特定的校准处理来控制用于校准驱动操作的一些或全部操作。因为ADC的特性变化(例如,偏移变化)比像素PXL的电特性变化相对慢,所以每执行一次校准驱动操作,可执行多次感测驱动操作。然而,实施方式不限于此。
在校准模式中获取的ADC变化补偿(AVC)数据(即,第一特性数据C-DATA)被反映在用于补偿像素PXL的电特性变化的补偿值中,从而防止感测性能和补偿性能由于ADC的输出变化而降低。
数据驱动器25包括感测部22、电压发生器23、校准单元24和开关单元SWC。
电压发生器23可包括将数字信号转换为模拟信号的数模转换器(DAC)以及输出缓冲器。伽马DAC(GMA DAC)产生显示数据电压Vdata-DIS或感测数据电压Vdata-SEN。
在显示驱动操作中,电压发生器23使用伽马DAC(GMA DAC)将校正后的图像数据V-DATA转换为模拟伽马电压,并且将作为转换结果的显示数据电压Vdata-DIS提供给数据线140。在显示驱动操作中,提供给数据线140的显示数据电压Vdata-DIS与第一显示选通信号和第二显示选通信号的接通定时同步地施加至像素PXL。通过显示数据电压Vdata-DIS对包括在像素PXL中的驱动薄膜晶体管(TFT)的栅极-源极电压进行编程,并且根据驱动TFT的栅极-源极电压来确定驱动TFT中流动的驱动电流。
在感测驱动操作中,电压发生器23使用伽马DAC(GMA DAC)产生先前设置的感测数据电压Vdata-SEN,并且将感测数据电压Vdata-SEN提供给数据线140。在感测驱动操作中,提供给数据线140的感测数据电压Vdata-SEN与第一感测选通信号SCAN1和第二感测选通信号SCAN2的接通定时同步地施加至像素PXL。通过感测数据电压Vdata-SEN对包括在像素PXL中的驱动TFT的栅极-源极电压进行编程,并且根据驱动TFT的栅极-源极电压来确定驱动TFT中流动的驱动电流。
在校准驱动操作中,校准单元24对从伽马DAC(GMA DAC)输入的N位校准数据进行解码,以产生校准电压,其中,N是正整数。校准单元24使校准电压稳定并且将校准电压提供给多个感测部22。校准单元24可包括校准开关和连接至解码器的全局校准缓冲器(在下文中被称为“校准缓冲器”)。一个校准单元24可存在于驱动器IC 20内部,并且可共同连接至多个感测部22。
与校准电压从单独的外部电压源产生并且被提供给驱动器IC 20的情况相比,当使用驱动器IC 20内部的校准单元24产生并提供校准电压时,能够减少信号线的数目和电路面积。此外,在这种情况下,因为信号延迟显著降低,所以能够准确地感测ADC的输出特性。
每个像素PXL可通过图3所示的配置来实现。参照图3,构成像素阵列的像素PXL中的每一个可包括OLED、驱动TFT DT、存储电容器Cst、第一开关TFT ST1和第二开关TFT ST2。包括在像素PXL中的TFT可被实现为p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。图3的像素配置仅仅是一个示例,实施方式不限于此。
在图3中,第一选通信号SCAN1可以是第一显示选通信号SCAN1或第一感测选通信号SCAN1,第二选通信号SCAN2可以是第二显示选通信号SCAN2或第二感测选通信号SCAN2。此外,由电压发生器23提供给数据线140的数据电压Vdata可以是显示数据电压Vdata-DIS(见图1)或感测数据电压Vdata-SEN(见图1)。
OLED是利用从驱动TFT DT输入的驱动电流而发光的发光元件。OLED包括阳极、阴极和位于阳极与阴极之间的有机化合物层。阳极连接至作为驱动TFT DT的漏极的第二节点N2。阴极连接至低电位驱动电压VSS的输入端子。对应像素PXL上显示的图像的灰度级是根据OLED发出的光的量来确定的。
驱动TFT DT是根据驱动TFT DT的栅极-源极电压Vgs来控制输入到OLED的驱动电流的驱动元件。驱动TFT DT包括连接至第一节点N1的栅极、连接至高电位驱动电压VDD的输入端子的源极和连接至第二节点N2的漏极。驱动TFT DT的栅极-源极电压Vgs是高电位驱动电力VDD与第一节点N1的电压之间的电压差。
存储电容器Cst连接在高电位驱动电压VDD的输入端子与第一节点N1之间。存储电容器Cst保持驱动TFT DT的栅极-源极电压Vgs达特定时间。
第一开关TFT ST1响应于第一选通信号SCAN1而将数据线140上的数据电压Vdata施加至第一节点N1。第一开关TFT ST1包括连接至第一选通线150A的栅极、连接至数据线140的源极和连接至第一节点N1的漏极。
第二开关TFT ST2响应于第二选通信号SCAN2而接通和关断第二节点N2与数据线140之间的电流。第二开关TFT ST2包括连接至第二选通线150B的栅极、连接至数据线140的漏极和连接至第二节点N2的源极。当第二开关TFT ST2导通时,第二节点N2和传感器21电连接。
如图4所示,可执行包括编程时段Tp和感测时段Ts的感测驱动操作。在编程时段Tp期间,数据电压Vdata与第一选通信号SCAN1的接通定时和第二选通信号SCAN2的断开定时同步地施加至像素PXL的第一节点N1。在这种情况下,因为驱动TFT DT的栅极-源极电压Vgs大于驱动TFT DT的阈值电压,所以驱动TFT DT导通,并且驱动电流流入驱动TFT DT中。在感测时段Ts期间,流入驱动TFT DT中的驱动电流经由第二开关TFT ST2、数据线140和开关单元SWC与第一选通信号SCAN1的断开定时和第二选通信号SCAN2的接通定时同步地输入至感测部22。
感测部22包括在感测模式和校准模式中操作的传感器21和ADC。
在感测驱动操作中,传感器21可通过数据线140和开关单元SWC与第一选通信号SCAN1的断开定时和第二选通信号SCAN2的接通定时同步地接收并感测像素PXL的电特性(例如,包括在像素PXL中的驱动TFT和/或OLED的电特性)。在校准驱动操作中,传感器21可从校准单元24接收校准电压并进行采样。
如图2所示,传感器21可包括感测单元SUT和用于对感测单元SUT的输出进行采样的采样保持器SHA。感测单元SUT可被实现为能够执行电流感测操作和电压感测操作的混合感测单元。
在感测驱动操作中,感测单元SUT可被实现为能够直接感测在像素PXL的驱动TFT中流动的驱动电流的电流感测单元。在校准驱动操作中,感测单元SUT可被实现为能感测校准电压的电压感测单元。采样保持器SHA对感测单元SUT的输出进行采样,并且将经采样的输出提供给ADC。
在校准驱动操作中,ADC将从采样保持器SHA输入的模拟采样信号转换为数字信号,并且输出指示ADC的输出特性的第一特性数据C-DATA。在感测驱动操作中,ADC将从采样保持器SHA输入的模拟采样信号转换为数字信号,并且输出指示像素PXL的电特性的第二特性数据S-DATA。
ADC可被实现为闪存ADC、使用跟踪方法的ADC、逐次逼近寄存器ADC等。ADC将在校准驱动操作中获取的第一特性数据C-DATA存储在储存存储器50中。ADC将在感测驱动操作中获取的第二特性数据S-DATA存储在储存存储器50中。
开关单元SWC在校准模式、感测模式和显示模式中不同地操作。开关单元SWC连接至电压发生器23和传感器21,并且还通过通道端子连接至像素PXL。
储存存储器50存储第一特性数据C-DATA和第二特性数据S-DATA。储存存储器50可被实现为闪速存储器,但是不限于此。
为了执行显示驱动操作,补偿IC 30基于从储存存储器50读取的第一特性数据C-DATA和第二特性数据S-DATA来计算每个像素的偏移和增益。补偿IC 30根据所计算的偏移和增益来对要输入到像素PXL的数字图像数据进行调制(或校正),并且将调制后的数字图像数据V-DATA提供给驱动器IC 20。为此,补偿IC 30可包括补偿器31和补偿存储器32。
补偿存储器32将从储存存储器50读取的第一特性数据C-DATA和第二特性数据S-DATA发送至补偿器31。补偿存储器32可以是例如双倍数据速率同步动态RAM(DDR SDRAM)的随机存取存储器(RAM),但是不限于此。
如图5、图6A、图6B和图6C所示,补偿器31可包括执行补偿操作以使得待补偿的对应像素的电流(I)-电压(V)曲线与平均I-V曲线一致的补偿算法。平均I-V曲线可通过多个感测操作来获取。
更具体地,如图5和图6A所示,补偿器31执行多个灰度级(例如,总共七个灰度级A至G)的感测,然后在步骤S1中通过最小二乘法来获取与平均I-V曲线对应的下式2。
[式2]
I=a(Vdata-b)c
其中,“a”是驱动TFT的电子迁移率,“b”是驱动TFT的阈值电压,并且“c”是驱动TFT的物理属性值。
如图5和图6B所示,在步骤S2中,补偿器31基于在两点处测量的电流值I1和I2以及灰度值(灰度级X和Y)(即,数字电平的数据电压值Vdata1和Vdata2)来计算对应像素的参数值a'和b'。
[式3]
I1=a’(Vdata1-b’)c
I2=a’(Vdata2-b’)c
补偿器31可使用上式3中的二次方程来计算对应像素的参数值a'和b'。
如图5和图6C所示,在步骤S3中,补偿器31可计算偏移和增益,以用于使待补偿的对应像素的I-V曲线与平均I-V曲线一致。经补偿的像素的偏移和增益由式4表示。
[式4]
其中,“Vcomp”是数字电平的补偿电压。
在步骤S4中,补偿器31对要输入到对应像素的数字图像数据进行校正,使得数字图像数据与补偿电压Vcomp对应。
主机系统40可将要输入到显示面板10的像素PXL的数字图像数据提供给补偿IC30。主机系统40还可将用户输入信息(例如,数字亮度信息)提供给补偿IC 30。主机系统40可被实现为应用处理器。
图7至图9例示了外部补偿模块的各种示例。
参照图7,根据实施方式的电致发光显示器可包括安装在膜上芯片(COF)上的驱动器IC(或称作“D-IC”)20、安装在柔性印刷电路板(FPCB)上的储存存储器50和电源IC(或称为“P-IC”)60以及安装在系统印刷电路板(SPCB)上的主机系统40,以便实现外部补偿模块。
除了定时控制器26、感测部22和数据电压发生器23之外,驱动器IC(D-IC)20还可包括校准单元24、补偿器31和补偿存储器32。外部补偿模块通过将驱动器IC(D-IC)20和补偿IC 30(参见图1)组合到一个芯片中来实现。电源IC(P-IC)60产生操作外部补偿模块所需的各种驱动电力。
参照图8,根据实施方式的电致发光显示器可包括安装在膜上芯片(COF)上的驱动器IC(或称作“D-IC”)20、安装在柔性印刷电路板(FPCB)上的储存存储器50和电源IC(或称作“P-IC”)60以及安装在系统印刷电路板(SPCB)上的主机系统40,以便实现外部补偿模块。
图8的外部补偿模块与图7的外部补偿模块的不同之处在于:补偿器31和补偿存储器32被安装在主机系统40上而没有被安装在驱动器IC(D-IC)20上。图8的外部补偿模块通过将补偿IC 30(参见图1)集成到主机系统40中来实现,并且在能够简化驱动器IC 20的配置方面是意义的。
参照图9,根据实施方式的电致发光显示器可包括安装在膜上芯片(COF)上的驱动器IC(或称作“D-IC”)20、安装在柔性印刷电路板(FPCB)上的储存存储器50、补偿IC 30、补偿存储器32和电源IC(或称作“P-IC”)60以及安装在系统印刷电路板(SPCB)上的主机系统40,以便实现外部补偿模块。
图9的外部补偿模块与图7和图8的外部补偿模块的不同之处在于:通过仅将电压发生器23、感测部22和校准单元24安装在驱动器IC(D-IC)20中来进一步简化驱动器IC(D-IC)20的配置,并且定时控制器26和补偿器31被安装在单独制造的补偿IC 30中。图9的外部补偿模块能够通过将补偿IC 30、储存存储器50和补偿存储器32一起安装在柔性印刷电路板上来容易地执行补偿参数的上传和下载操作。
图10A至图10D例示了用于外部补偿的驱动器集成电路的各种示例。
可在驱动器IC 20内部安装一个ADC或多个ADC。换句话说,如图10A至图10D所示,至少一个传感器21可连接至ADC。例如,如图10A所示,可针对每个ADC连接八个传感器21;如图10B所示,可针对每个ADC连接四个传感器21;如图10C所示,可针对每个ADC连接两个传感器21;并且如图10D所示,传感器21可分别连接至ADC。在图10A至图10C中,复用器(或mux)开关可进一步连接在多个传感器21与ADC之间,并且可依次将从传感器21输入的信号提供给ADC。
ADC的采样率和感测的准确度处于折中关系。因为每个ADC所要处理的感测数据的量随着安装在驱动器IC 20中的ADC的数目增加而减少,所以ADC的采样率会降低,并且感测的准确度能够提高。然而,当ADC的数目增加时,由驱动器IC 20中的ADC占用的面积会增加。ADC的数目可根据显示装置的型号、规格等来适当地设计。
参照图10A至图10D,至少一个传感器21可电连接至每个感测通道端子SCH。图10A至图10D通过示例的方式例示了一个传感器21连接至每个感测通道端子SCH。然而,多个传感器21可连接至每个感测通道端子SCH。当多个传感器21连接至每个感测通道端子SCH时,驱动器IC 20的感测通道端子SCH的数目可减少。因此,能够简化驱动器IC 20的电路配置。开关单元连接在感测通道端子SCH与传感器21之间,但是未在图10A至图10D中示出。
参照图10A至图10D,校准单元24可共同连接至感测通道端子SCH。校准单元24通过每个感测通道端子SCH向每个传感器21共同提供校准电压。
图11例示了根据示例实施方式的用于包括校准单元的外部补偿的驱动器IC的配置。图12例示了在电流感测模式和校准模式中的用于图11的外部补偿的驱动器IC的开关的操作状态。图13是图12的电流感测模式中的感测单元的等效电路图。图14是图12的校准模式中的感测单元的等效电路图。
参照图11,根据实施方式的用于外部补偿的驱动器IC 20可包括感测部22、电压发生器23、校准单元24和开关单元SWC。感测部22可包括传感器21和ADC,传感器21包括感测单元SUT和采样保持器SHA。
电压发生器23的伽马DAC通过缓冲器BUF连接至开关单元SWC。伽马DAC产生显示数据电压Vdata-DIS和感测数据电压Vdata-SEN,并且将它们提供给缓冲器BUF。缓冲器BUF使从伽马DAC接收的数据电压Vdata-DIS和Vdata-SEN稳定,然后将它们输出至开关单元SWC。
开关单元SWC连接在电压发生器23、像素PXL和感测部22之间,并且控制电压发生器23与像素PXL之间的信号流以及像素PXL与感测部22之间的信号流。开关单元SWC包括连接在电压发生器23与像素PXL之间的第一开关SW1和连接在像素PXL与感测部22的感测通道端子SCH之间的第二开关SW2。如图12所示,第一开关SW1和第二开关SW2在电流感测模式中以相反的方式接通和断开,并且在校准模式中都断开。
校准单元24对从电压发生器23输入的N位校准数据进行解码,以产生至少一个校准电压,其中,N是正整数。校准电压可被实现为与特定代表性灰度级对应的多个灰度级的电压。当通过将多个灰度级的电压施加至感测部22来执行校准模式多次时,能够更准确地感测ADC的输出特性。
校准单元24可通过多个感测通道端子SCH共同连接至多个传感器21。即,在驱动器IC 20中,一个校准单元24可共同连接至多个感测部22。因此,由校准单元24直接施加至感测部22的校准电压可具有独立于伽马DAC之间的输出变化的值。因此,能够更准确地感测ADC的输出特性。
校准单元24包括:解码器,其对N位校准数据进行解码以产生校准电压;校准缓冲器CBUF,其用于使从解码器输出的校准电压稳定;以及校准开关CSW,其连接在校准缓冲器CBUF的输出端子与多个感测通道端子SCH之间。解码器连接在伽马DAC与校准缓冲器CBUF之间,并且更具体地,连接至校准缓冲器CBUF的反相输入端子。校准缓冲器CBUF的非反相输入端子和输出端子被短路以提供反馈。校准缓冲器CBUF可作为使从解码器输出的校准电压稳定的电压跟随器来操作。如图12所示,校准开关CSW在校准模式中接通,并且在感测模式中断开。
传感器21可包括能够执行电流感测操作和电压感测操作二者的混合感测单元SUT。感测单元SUT可根据多个感测开关的开关操作作为电压/电流感测电路来操作。换句话说,感测单元SUT可作为能够在感测模式中感测在像素PXL中流动的驱动电流的电流积分器操作,并且可作为能够在校准模式中感测校准电压的电压跟随器操作。
在感测模式中,感测单元SUT作为电流积分器操作。感测单元SUT将在像素PXL中流动的驱动电流转换成电压,并且将所述电压提供给采样保持器SHA。采样保持器SHA对从感测单元SUT输入的电压进行采样,并且将采样后的电压作为模拟感测数据提供给ADC。ADC将模拟感测数据转换为指示像素PXL的电特性的第二特性数据S-DATA,并且将第二特性数据S-DATA提供给补偿IC 30。补偿IC 30可基于第二特性数据S-DATA确定在像素PXL中流动的驱动电流的幅值。
此外,当感测单元SUT作为电流积分器操作时,可将来自外部的参考电压Vref施加至放大器AMP的非反相输入端子。可从电压发生器23的伽马DAC接收参考电压Vref。
当感测单元SUT作为电流积分器操作时,感测速度快并且能够感测微电流。更具体地,因为包括在电流积分器中的反馈电容器C1的电容显著小于数据线140中存在的寄生电容,所以累积驱动电流达到可感测的整体水平所需要的时间显著少于感测充入数据线140的电压所需要的时间。此外,与感测线150的寄生电容器不同,包括在电流积分器中的反馈电容器C1的优点在于:存储的值不根据显示负载而改变,并且容易执行校准处理。
在校准模式中,感测单元SUT作为电压跟随器操作。在校准模式中,包括在感测单元SUT和ADC中的每一个中的放大器AMP的偏移被感测并反映在指示ADC的输出特性的第一特性数据C-DATA中。放大器AMP的参考电平可由于放大器AMP的失配、工艺变化等而改变,并且被称为偏移或偏移电压。
在校准模式中,感测单元SUT的偏移值、ADC的偏移值等可包括在ADC的输出中。在校准模式中获取并存储的第一特性数据C-DATA将补偿偏移变化。
如图11所示,感测单元SUT可包括放大器AMP、连接至放大器AMP的多个感测开关S1至S4以及反馈电容器C1。
放大器AMP具有非反相(+)输入端子1、反相(-)输入端子2和输出端子3。
第一感测开关S1连接在感测通道端子SCH与放大器AMP的非反相(+)输入端子1之间,并且第二感测开关S2连接在参考电压Vref的输出端子与放大器AMP的非反相(+)输入端子1之间。第三感测开关S3连接在感测通道端子SCH与放大器AMP的反相(-)输入端子2之间,并且第四感测开关S4连接在放大器AMP的反相(-)输入端子2与输出端子3之间。
反馈电容器C1连接在放大器AMP的反相(-)输入端子2与输出端子3之间。
如图12和图13所示,感测模式可包括其中电压发生器23将感测数据电压Vdata-SEN施加至像素PXL的第一时段和其中感测单元SUT作为电流积分器操作并感测在像素PXL中流动的驱动电流的第二时段。在第一时段中,构成开关单元SWC的第一开关SW1和第二开关SW2中的每一个接通和断开。在第二时段中,开关单元SWC的第一开关SW1和第二开关SW2中的每一个断开和接通。在第二时段中,感测单元SUT的第二感测开关S2和第三感测开关S3接通,感测单元SUT的第一感测开关S1和第四感测开关S4断开。此外,在感测模式中,校准开关CSW断开。
结果,在像素PXL中流动的与感测数据电压Vdata-SEN对应的驱动电流通过感测通道端子SCH被施加至感测单元SUT,并且在被积累到感测单元SUT的反馈电容器C1的同时被转换成电压。然后,将该电压输出到采样保持器SHA。
如图12和图14所示,当感测单元SUT在校准模式中作为电压跟随器操作时,感测单元SUT的第一感测开关S1和第四感测开关S4接通,感测单元SUT的第二感测开关S2和第三感测开关S3断开。在校准模式中,校准开关CSW接通。此外,开关单元SWC的第一开关SW1和第二开关SW2断开。
结果,校准电压从校准单元24被施加至感测单元SUT,通过作为电压跟随器操作的感测单元SUT变稳定,并且被输出到采样保持器SHA。
图15是根据另一示例实施方式的校准单元的电路图。图16是例示去除图15所示的校准单元的偏移电压的操作的波形图。更具体地,图15例示了在图11的校准单元24中省去解码器和校准开关CSW。
参照图15,根据另一示例实施方式的校准单元24还可包括用于消除校准缓冲器CBUF的偏移电压的自动归零电路。当校准缓冲器CBUF的偏移电压被消除时,ADC的输出特性不受校准缓冲器CBUF的偏移电压的影响。因此,能够进一步提高感测ADC输出特性的准确度。
自动归零电路可以以各种方式实现。例如,如图15所示,自动归零电路可包括第一偏移消除开关Sx1、第二偏移消除开关Sx2和第三偏移消除开关Sx3以及偏移消除电容器Cx。
第一偏移消除开关Sx1的一个端子共同连接至校准缓冲器CBUF的非反相输入端子(+)和输出端子,而另一个端子连接至节点A Na。
第二偏移消除开关Sx2连接在解码器的输出端子与节点A Na之间。
第三偏移消除开关Sx3连接在解码器的输出端子与校准缓冲器CBUF的反相输入端子(-)之间。
偏移消除电容器Cx连接在节点A Na与校准缓冲器CBUF的反相输入端子(-)之间并且与第三偏移消除开关Sx3并联连接。
如图16所示,自动归零电路的自动归零处理可通过采样时段Tsam和增幅相位(amplification phase)时段Tamp执行。
在采样时段Tsam中,将校准缓冲器CBUF中产生的偏移电压存储在偏移消除电容器Cx中。为此,在采样时段Tsam中,第一偏移消除开关Sx1和第三偏移消除开关Sx3接通,并且第二偏移消除开关Sx2断开。在采样时段Tsam中,校准缓冲器CBUF的输出电压Vout是解码器的输出电压Vin和在校准缓冲器CBUF中产生的偏移电压之和。
在增幅相位时段Tamp中,将存储在偏移消除电容器Cx中的校准缓冲器CBUF的偏移电压施加至校准缓冲器CBUF的非反相输入端子(+),并因此被消除。为此,在增幅相位时段Tamp中,第一偏移消除开关Sx1和第三偏移消除开关Sx3断开,并且第二偏移消除开关Sx2接通。在增幅相位时段Tamp中,校准缓冲器CBUF的输出电压Vout不包括偏移电压并且基本上等于解码器的输出电压Vin。
如上所述,本公开的实施方式能够通过对ADC之间的特性变化进行补偿来增加像素的电特性的感测性能和补偿性能。
此外,本公开的实施方式能够通过经由能够执行自动归零的校准缓冲器向多个传感器共同提供校准电压来独立于伽马DAC之间的输出变化而准确地感测ADC的输出特性。
尽管已经参照本公开的多个示例性实施方式描述了各种实施方式,但是应该理解的是,本领域技术人员能够设计出将落入本公开的原理的范围内的许多其它修改和实施方式。具体地,能够在本公开、附图和所附的权利要求的范围内对主题组合布置的组成部分和/或布置进行各种变型和修改。除了对这些组成部分和/或布置的变型和修改之外,对于本领域技术人员而言,另选的使用也将是显而易见的。
本申请要求于2016年12月12日提交的韩国专利申请No.10-2016-0168599的权益,该韩国专利申请出于所有目的通过引用并入到本文中,如同其完全在本文中阐述一样。

Claims (19)

1.一种驱动器集成电路,该驱动器集成电路包括:
电压发生器,所述电压发生器用于产生感测数据电压;
校准单元,所述校准单元用于对从所述电压发生器输入的N位校准数据进行解码并且产生至少一个校准电压,其中,N是正整数;以及
传感器,所述传感器用于在感测模式中对从与所述感测数据电压对应的像素输出的信号进行采样以用于感测所述像素的电特性,并且在校准模式中对所述至少一个校准电压进行采样以用于感测将由所述传感器采样的模拟信号转换为数字信号的模数转换器的输出特性。
2.根据权利要求1所述的驱动器集成电路,其中,所述校准单元通过多个感测通道端子共同连接到多个传感器。
3.根据权利要求2所述的驱动器集成电路,其中,所述校准单元包括:
解码器,所述解码器用于对所述N位校准数据进行解码并且产生所述校准电压;
校准缓冲器,所述校准缓冲器用于使从所述解码器输出的所述校准电压稳定;以及
校准开关,所述校准开关连接在所述校准缓冲器的输出端子与所述多个感测通道端子之间。
4.根据权利要求3所述的驱动器集成电路,其中,所述校准开关在所述校准模式中接通,并且在所述感测模式中断开。
5.根据权利要求1所述的驱动器集成电路,其中,所述传感器包括混合感测单元,所述混合感测单元能够执行电流感测操作和电压感测操作。
6.根据权利要求5所述的驱动器集成电路,其中,所述混合感测单元在所述感测模式中被实现为能够直接感测在所述像素中流动的驱动电流的电流感测单元,并且其中,所述混合感测单元在所述校准模式中被实现为能够感测所述校准电压的电压感测单元。
7.根据权利要求6所述的驱动器集成电路,其中,所述混合感测单元包括:
放大器,所述放大器具有非反相输入端子、反相输入端子和输出端子;
第一感测开关,所述第一感测开关连接在与所述像素连接的感测通道端子与所述放大器的所述非反相输入端子之间;
第二感测开关,所述第二感测开关连接在参考电压的输出端子与所述放大器的所述非反相输入端子之间;
第三感测开关,所述第三感测开关连接在所述感测通道端子与所述放大器的所述反相输入端子之间;以及
第四感测开关和反馈电容器,所述第四感测开关和所述反馈电容器并联连接在所述放大器的所述反相输入端子与所述输出端子之间。
8.根据权利要求7所述的驱动器集成电路,其中,在所述感测模式中,所述混合感测单元作为电流积分器操作,在所述电流积分器中,所述第二感测开关和所述第三感测开关接通,并且所述第一感测开关和所述第四感测开关断开,并且
其中,在所述校准模式中,所述混合感测单元作为电压跟随器操作,在所述电压跟随器中,所述第一感测开关和所述第四感测开关接通,并且所述第二感测开关和所述第三感测开关断开。
9.根据权利要求1所述的驱动器集成电路,该驱动器集成电路还包括开关单元,所述开关单元在所述感测模式和所述校准模式中不同地操作。
10.根据权利要求9所述的驱动器集成电路,其中,所述开关单元包括:
第一开关,所述第一开关连接在所述电压发生器与所述像素之间;以及
第二开关,所述第二开关连接在所述像素与和所述像素连接的感测通道端子之间。
11.根据权利要求10所述的驱动器集成电路,其中,在所述感测模式中,所述开关单元的所述第一开关和所述第二开关以相反的方式接通和断开,并且
其中,在所述校准模式中,所述开关单元的所述第一开关和所述第二开关两者都断开。
12.根据权利要求3所述的驱动器集成电路,其中,所述校准单元还包括:
第一偏移消除开关,所述第一偏移消除开关的一个端子共同连接至所述校准缓冲器的非反相输入端子和所述输出端子,并且所述第一偏移消除开关的另一个端子连接至节点A;
第二偏移消除开关,所述第二偏移消除开关连接在所述解码器的输出端子与所述节点A之间;
第三偏移消除开关,所述第三偏移消除开关连接在所述解码器的所述输出端子与所述校准缓冲器的反相输入端子之间;以及
偏移消除电容器,所述偏移消除电容器连接在所述节点A与所述校准缓冲器的所述反相输入端子之间。
13.根据权利要求12所述的驱动器集成电路,其中,在所述校准缓冲器中所产生的偏移电压被存储在所述偏移消除电容器中的采样时段中,所述第一偏移消除开关和所述第三偏移消除开关接通,并且所述第二偏移消除开关断开,并且
其中,在存储在所述偏移消除电容器中的所述校准缓冲器的所述偏移电压被施加至所述校准缓冲器的所述非反相输入端子并且取消的增幅相位时段中,所述第一偏移消除开关和所述第三偏移消除开关断开,并且所述第二偏移消除开关接通。
14.一种显示装置,该显示装置包括:
显示面板,所述显示面板包括多个像素和分别连接至所述多个像素的数据线;以及
根据权利要求1所述的驱动器集成电路,所述驱动器集成电路通过所述数据线连接至所述显示面板。
15.根据权利要求14所述的显示装置,该显示装置还包括补偿器,所述补偿器用于从所述模数转换器接收指示所述模数转换器的输出特性的第一特性数据和指示所述像素的电特性的第二特性数据。
16.根据权利要求15所述的显示装置,其中,所述补偿器基于所述第一特性数据和所述第二特性数据来校正输入图像数据。
17.一种具有像素的显示装置的数据校正方法,所述数据校正方法包括以下步骤:
在安装在驱动器集成电路中的校准单元中对N位校准数据进行解码,以产生至少一个校准电压,其中,N是正整数;
获取关于模数转换器的第一特性数据和第二特性数据;以及
基于所述第一特性数据和所述第二特性数据校正待写入所述像素的图像数据。
18.根据权利要求17所述的数据校正方法,其中,获取关于模数转换器的第一特性数据和第二特性数据的步骤包括以下步骤:
在校准模式下通过传感器对所述至少一个校准电压进行采样,以及
通过所述模数转换器将采样后的校准电压转换为数字信号,以获得指示所述模数转换器的输出特性的所述第一特性数据。
19.根据权利要求18所述的数据校正方法,该数据校正方法还包括以下步骤:
在感测模式下通过所述传感器对从所述像素输入的信号进行采样,并且通过所述模数转换器将采样后的输入转换为数字信号,以获得指示所述像素的电特性的所述第二特性数据。
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