CN109658879B - 显示器的驱动电压补偿方法及电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示器的驱动电压补偿方法及电路。该方法包括：设置参考TFT；获取所述参考TFT的驱动电流；根据所述驱动电流获取补偿电压值；根据所述补偿电压值对所述显示区域TFT的驱动电压进行补偿。本发明实施例，通过设置一个参考TFT获取显示区域TFT的IV特性曲线漂移情况，并通过驱动电流的漂移值获得补偿电压值，对显示区域TFT的驱动电压进行补偿，从而解决了因为长期压差导致TFT的IV特性曲线漂移进而导致显示器影像残影或闪烁的问题。

Description

显示器的驱动电压补偿方法及电路
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种显示器的驱动电压补偿方法及电路。
背景技术
TFT(Thin Film Transistor)LCD即薄膜场效应晶体管LCD，是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种。液晶显示器，特别TFT-LCD，是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件，它的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原材料成本低廉，发展空间广阔，将迅速成为新世纪的主流产品，是21世纪全球经济增长的一个亮点。
请参见图1和图2，图1为现有技术中显示区域TFT的工作原理示意图，图2为现有技术中显示区域某一个选定的TFT的IV特性曲线变化示意图。对于显示区域(AA区)TFT的非理想结构，因为TFT长时间处于栅极低电压，源极和漏极高电压，导致栅极与源极/漏极产生长期压差，在这种长期压差下，TFT的IV特性会发生改变使得漏电流Id产生漂移，导致相同的栅极电压下，漏电流Id会发生改变进而导致对AA区像素的漏电速度产生改变，极易产生残影和闪烁问题。
因此，如何避免因为AA区TFT的IV特性漂移而产生的残影和闪烁的问题是显示技术需要解决的难点问题之一。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种显示器的驱动电压补偿方法及电路。该方法包括：
设置参考TFT；
获取所述参考TFT的驱动电流；
根据所述驱动电流获取补偿电压值；
根据所述补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿。
在本发明的一个实施例中，在显示模式下，施加于所述参考TFT的源极、漏极、栅极上的电压值模拟显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值。
在本发明的一个实施例中，所述参考TFT设置于dummy区。
在本发明的一个实施例中，根据所述驱动电流获取补偿电压值包括：
根据所述驱动电流获取驱动电流漂移值，根据所述驱动电流漂移值查询补偿对照表以获得所述补偿电压值。
在本发明的一个实施例中，根据所述补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿包括：
对显示区域的所有TFT的开启电压或关闭电压增加或者减少所述补偿电压值。
在本发明的一个实施例中，根据所述补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿包括：
对显示区域的所有TFT的开启电压和关闭电压同时增加或者减少所述补偿电压值。
本发明的另一个实施例提供了一种显示器的驱动电压补偿电路，包括：
驱动电流检测模块10，用于获取显示区域TFT的驱动电流漂移值；
补偿电压获取模块20，用于根据所述驱动电流漂移值获取补偿电压值；
补偿模块30，用于根据所述补偿电压值对所述显示区域TFT的驱动电压进行补偿。
在本发明的一个实施例中，所述补偿电路的工作模式包括显示模式和侦测补偿模式。
在本发明的一个实施例中，所述侦测补偿模式的启动设置在开机时、画面切换时或者切换讯源时。
在本发明的一个实施例中，所述驱动电流检测模块10包括参考TFT101，且在所述显示模式下，施加于所述参考TFT101的源极、漏极、栅极上的电压值分别模拟显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值。
在本发明的一个实施例中，在所述侦测补偿模式下，所述驱动电流检测模块10获取所述参考TFT101的驱动电流，并根据所述参考TFT101的驱动电流获取所述参考TFT101的驱动电流漂移值。
在本发明的一个实施例中，在所述侦测补偿模式下，所述补偿电压获取模块20根据所述参考TFT101的驱动电流漂移值查询补偿对照表获取所述补偿电压值，所述补偿模块30根据所述补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿。
本发明实施例，通过设置一个参考TFT获取显示区域TFT的驱动电流的漂移情况，并通过该驱动电流漂移情况获得补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿，从而解决了因为长期压差导致显示器的IV曲线漂移进而导致显示器影像残影和闪烁的问题。
附图说明
图1为现有技术中显示器TFT长期偏压原理示意图；
图2为现有技术中显示器某一个选定的TFT长期偏压下的IV特性曲线变化示意图；
图3为本发明实施例提供的一种显示器的驱动电压补偿方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种参考TFT的位置示意图；
图5为本发明实施例提供的一种补偿对照表建立原理示意图；
图6为本发明实施例提供的一种驱动电压补偿电路在显示模式下的原理示意图；
图7为本发明实施例提供的一种驱动电压补偿电路在侦测补偿模式下的原理示意图；
图8为本发明实施例提供的一种驱动电压补偿电路的时序示意图；
图9为本发明实施例提供的一种驱动电压补偿电路的模块示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图3和图4，图3为本发明实施例提供的一种显示器的驱动电压补偿方法的流程示意图，图4为本发明实施例提供的一种参考TFT的位置示意图。本实施例的电压补偿方法可以适用于采用TFT的各种显示器，如OLED显示器、LCD显示器等，其工作原理也适用其他类型的显示器，此处不做任何限制。具体地，该方法包括：
设置参考TFT；
获取所述参考TFT的驱动电流；
根据所述驱动电流获取补偿电压值；
根据所述补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿。
其中，在显示模式下，所述参考TFT的源极、漏极、栅极的电压与显示区域(AA区)TFT的源极、漏极、栅极的电压分别相同，或者差异值均小于10％，只要能够实现对AA区TFT的工作状态进行模拟即可。
另外，参考TFT可以设置于液晶面板的异于AA区的任一位置，例如dummy区域，只要不影响显示同时可以完成测试即可，此处不做任何限制。
进一步地，本实施例中根据所述驱动电流获取补偿电压值的方式优选是：根据所述驱动电流查询补偿对照表获得补偿电压值。
需要重点强调的是，本实施例中根据所述补偿电压值对所述显示区域TFT的驱动电压进行补偿的方式至少可以包括如下几种方式：
方式一：对AA区TFT的开启电压增加或者减少该补偿电压值；
方式二：对AA区TFT的关闭电压增加或者减少所述补偿电压值；
方式三：对AA区TFT的开启电压和关闭电压同时增加所述补偿电压值。对于方式三，可以很好地保证AA区TFT的电压正负极的对称性。
另外，对于显示区域TFT进行补偿，可以是对显示区域的一部分TFT进行补偿，也可以是对显示区域所有的TFT进行补偿，可以根据实际使用情况进行设定。例如，用户使用显示器长期只播放一个或者有限个画面，这样可能出现部分区域的TFT长期处于高负荷状态，损坏较其他TFT严重，此时可以根据实际需要对与部分扫描线连接的TFT进行补偿。
本发明实施例，通过在异于显示区域的某一位置设置一个参考TFT并对其进行侦测而获取显示区域TFT的驱动电流，并通过该驱动电流获得补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿，从而解决了因为长期压差导致TFT的IV曲线漂移进而导致显示器影像残影的问题。
实施例二
请参考图4至图8，图4为本发明实施例提供的一种参考TFT的位置示意图，图5为本发明实施例提供的一种补偿对照表建立原理示意图，图6为本发明实施例提供的一种驱动电压补偿电路在显示模式下的原理示意图，图7为本发明实施例提供的一种驱动电压补偿电路在侦测补偿模式下的原理示意图，图8为本发明实施例提供的一种驱动电压补偿电路的时序示意图。本实施例在上述实施例的基础上，以参考TFT设置于dummy区，并对AA区所有TFT进行补偿为例，对本发明实施例显示器的驱动电压补偿方法进行详细描述如下。
具体地，该补偿方法包括如下流程：
S21：在dummy区设置一个与显示器AA区TFT器件参数近似相同或者相同的参考TFT。
其中，请再次参见图4，该参考TFTref可以设置于图示的dummy区位置，当然该位置只是示意举例，该位置可以根据实际需求灵活设置，此处不以图示示例位置为限。
需要重点强调的是，对于该参考TFT的器件参数，在对驱动电压和驱动电流关系影响较小的情况下，可以和AA区TFT的器件参数不完全相同，比如TFT的尺寸大小，选择尺寸较小的参考TFT，也可以通过补偿对照表进行查询和补偿。当然，可以理解的是，该参考TFT与AA区TFT的器件参数完全相同效果为最佳。
另外，请再次参见图5，为了实现本发明的补偿方法，在执行S21之前，还需要通过对参考TFT测试建立补偿对照表。具体地，设参考TFT的源极电压和漏极电压分别为Vs和Vd，曲线A表示未发生漂移的原始IV特性曲线。可以测试获得在长时间的栅极处于低电压，源极处于高电压的情况下对应的IV特性曲线。曲线B，曲线C分别表示不同偏压条件下对应的IV特性曲线。根据这些IV特性曲线可以给出固定源极电压和漏极电压，驱动电压为Vf时对应的不同驱动电流值。例如，设曲线A在驱动电压为Vf时的驱动电流为IdA，该IdA为侦测补偿模式下的目标驱动电流，曲线B和曲线C在驱动电压为Vf时的驱动电流为IdB和IdC，则可以获得驱动电流漂移值分别为：△IdB＝|IdB-IdA|，△IdC＝|IdC-IdA|。同时可以分别获得△IdB和△IdC对应的驱动电压补偿值为△VB和△VC，将驱动电流漂移值△IdB和△IdC对应的驱动电压补偿值△VB和△VC之间的对应关系记录成补偿对照表，同理可以得到不同偏压条件下驱动电流漂移值△I与驱动电压补偿值△V之间的关系并记录到补偿对照表中，将补偿对照表和目标驱动电流IdA存储到显示器的存储模块中。
优选地，驱动电压Vf为原始IV特性曲线斜率最高的点。当然在实际操作中，也可以从曲线斜率超过一定阈值的曲线段中选取合适的驱动电压Vf。
请再次参见图6，在显示模式下，即待补偿的AA区TFT正常工作期间，参考TFT的源极S、漏极D、栅极G的电压分别与AA区TFT的源极、漏极、栅极的电压时刻保持相同或者差异值均小于10％。这样，参考TFT和AA区TFT的IV特性曲线变化趋势近似相同，也即漂移情况近似相同。
其中，也可以在显示模式下，将参考TFT的源极S、漏极D、栅极G的电压分别设置为显示器所有AA区显示区域TFT的源极电压平均值、漏极电压平均值、栅极电压平均值，或者分别设置为显示器所有AA区显示区域TFT中栅极电压和源极电压偏差最大的或者偏差最小的显示区域TFT的源极、漏极、栅极电压。
S22：侦测补偿模式下获取参考TFT的驱动电流。
请再次参见图7，在侦测补偿模式下，给予参考TFT 101源极电压和漏极电压分别为建立补偿对照表时的源极电压Vs和漏极电压Vd，栅极驱动电压设置为Vf，可以获得对应的驱动电流Idref。
S23：根据驱动电流Idref获取补偿电压值△V。
将驱动电流Idref与原始IV特性曲线中驱动电压Vf对应的目标驱动电流IdA进行比较，获得△I，根据△I查询补偿对照表以获得补偿电压值△V；同时可以获得补偿方向，即如果Idref＞IdA，则需要△V为正向；否则，△V为负向。
S24：根据补偿电压值△V对显示区域TFT的驱动电压进行补偿，使显示区域TFT的栅极关闭电压能保持在最低的电流。
设显示区域TFT栅极开启电压和关闭电压分别为VGH和VGL，则在获得补偿电压值△V后，将显示区域TFT的开启电压VGHnew和关闭电压VGLnew分别修正为：
VGHnew＝VGH±△V；
VGLnew＝VGL±△V；
其中，VGH和VGL为未发生补偿的开启电压和关闭电压，+△V表示补偿方向为正向，-△V表示补偿方向为负向。
其中，在建立补偿对照表时，计算△I和△V时，也可以不计算绝对值，而是将补偿的正负符号直接存储到补偿对照表中，这样在实际计算新的开启电压VGHnew和关闭电压VGLnew时公式可以修改为：
VGHnew＝VGH+△V；
VGLnew＝VGL+△V；
其中，VGH和VGL可以不同时修正，例如可以仅修正VGH为VGHnew，或者仅修正VGL为VGLnew；优选地，VGH和VGL同时修正相同的补偿电压值，这样可以避免改变显示区域TFT的正负极的对称性。
此处计算的开启电压VGHnew和关闭电压VGLnew为数字信号，再将此开启电压VGHnew和关闭电压VGLnew经过DAC转换为模拟电压输入到电源模块，作为AA区显示区域TFT正常工作的开启电压和关闭电压，此时显示区域TFT的栅极关闭电压能保持在最低的电流。
其中，侦测补偿模式可以设置在开机时、画面切换时、切换讯源时。
请再次参见图8，T1为显示模式的工作时间，侦测补偿模式的工作时间T2设置为开机后立即进行。
优选地，侦测补偿模式的时间T2的取值范围为7us～1ms。
需要说明的是，本实施例中驱动电压为AA区的显示区域TFT的栅极和源极的电压，也可以设置驱动电压为栅极和漏极的电压，由于TFT的源极和漏极可以置换，其原理相同，此处不再一一赘述。
本发明实施例的驱动电压补偿方法，通过设置参考TFT模拟实际工作的AA区的显示区域TFT，通过对参考TFT驱动电流的检测，给出显示区域TFT的驱动电压补偿值，将显示区域TFT在正常工作时使用补偿后的驱动电压，这样可以使显示区域TFT的栅极关闭电压能保持在最低的电流，避免了因为IV特性曲线的漂移而导致像素电容漏电而产生残影和闪烁的问题。
实施例三
本发明实施例在上述方法的基础上介绍一种驱动电压补偿电路。请参见图9并再次参见图6和图7，图9为本发明实施例提供的一种驱动电压补偿电路的模块示意图。该补偿电路包括：驱动电流检测模块10、补偿电压获取模块20、补偿模块30；其中，
驱动电流检测模块10，用于获取显示区域TFT的驱动电流漂移值，包括：参考TFT101、控制模块102、电平转换单元103、驱动电流检测单元104、ADC 105，其中，控制模块102分别与驱动电路检测单元104、电平转换单元103连接，参考TFT 101通过mux切换器分别与驱动电流检测单元104和电平转换单元103连接，驱动电流检测单元104与ADC 105连接。
其中，参考TFT 101设置于AA区外的区域，或可称作dummy区。
补偿电压获取模块20，用于根据驱动电流漂移值获取补偿电压值。其中，补偿电压获取模块20包括：比较单元201、存储单元202、查表单元203，其中，比较单元201和查表单元203连接，存储单元202与比较单元201、查表单元203均连接。
其中，存储单元202中存储了补偿对照表和原始的IV特性曲线对应的目标驱动电流IdA；其中，存储模块202可以为ROM也可以为非挥发存储器(Non-volatile memory，简称NVM)。
补偿模块30，用于根据补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿，其中，补偿模块30包括：驱动电压计算单元301、第一DAC 302、第二DAC 303，其中，驱动电压计算单元301与查表单元203连接。
本发明实施例的显示器的驱动电压补偿电路的工作模式包括：显示模式、侦测补偿模式。
本发明实施例的驱动电压补偿电路的工作原理为：
显示模式下，控制模块102控制电平转换单元103输出参考TFT 101的源极S、漏极D、栅极G的电压，并使参考TFT 101和显示器AA区显示区域TFT的驱动方式近似相同，即参考TFT 101的源极S、漏极D、栅极G的电压与显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压近似相同，因此参考TFT 101与显示区域TFT的IV曲线漂移行为有一定的规律相似度。
其中，也可以将参考TFT 101的源极S、漏极D、栅极G的电压分别设置为显示器所有AA区显示区域TFT的源极电压平均值、漏极电压平均值、栅极电压平均值，或者分别设置为显示器所有AA区显示区域TFT中栅极电压和源极电压偏差最大的或者偏差最小的显示区域TFT的源极、漏极、栅极电压。
显示模式下，控制模块102控制驱动电流检测单元104为非工作状态，此时，驱动电流检测单元104没有输出，因此ADC105、补偿电压获取模块20、补偿模块30均处于不工作状态。
侦测补偿模式下，控制模块102控制电平转换单元103给予参考TFT 101的源极S电压和漏极D电压分别为建立补偿对照表时的源极电压Vs和漏极电压Vd，并给予参考TFT 101的栅极驱动电压为Vf，同时控制模块102控制驱动电流检测单元104开始工作，此时，驱动电流检测单元104检测到参考TFT 101的驱动电流为Idref，ADC105、补偿电压获取模块20、补偿模块30均处于工作状态，ADC105将该模拟驱动电流转换为数字信号；比较单元201获取该数字信号，与存储在存储单元202中的目标驱动电流IdA进行比较，获得驱动电流漂移值△I，查表单元203根据驱动电流漂移值△I查询存储在存储单元202中的补偿对照表获得补偿电压值△V。
驱动电压计算单元301根据补偿电压值△V计算补偿后的开启电压VGHnew和关闭电压VGLnew，满足：
VGHnew＝VGH±△V；
VGLnew＝VGL±△V；
将开启电压VGHnew和关闭电压VGLnew分别经过第一DAC 302和第二DAC 303转换为模拟电压输入到电源模块，作为显示区域TFT下一次开机时显示模式下工作的开启电压和关闭电压，此时显示区域TFT的显示区域TFT的栅极关闭电压能保持在最低的电流。
其中，可以设置每次开机后都进入侦测补偿模式，并在下一次开机显示模式下对AA区的显示区域TFT进行驱动电压补偿，使得显示区域TFT的显示区域TFT的栅极关闭电压能保持在最低的电流。
本发明实施例的补偿电路，通过设置一个参考TFT获取显示区域TFT的IV特性曲线漂移情况，并通过驱动电流的漂移值获得补偿电压值以对显示区域TFT的驱动电压进行补偿，从而解决了因为长期压差导致TFT IV曲线漂移进而导致显示器影像残影和闪烁的问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种显示器的驱动电压补偿方法，其特征在于，包括：
设置参考TFT；
在显示模式下，施加于所述参考TFT的源极、漏极、栅极上的电压值模拟显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值；
在显示模式下，施加于所述参考TFT的源极、漏极、栅极上的电压值模拟显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值包括：
将参考TFT的源极、漏极、栅极上的电压值分别设置为与显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值时刻保持相同；
或，将参考TFT的源极、漏极、栅极上的电压值分别设置为与显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值差异值均小于10％；
或，将参考TFT的源极、漏极、栅极上的电压值分别设置为显示区域TFT的源极电压平均值、漏极平均值、栅极的电压平均值；
或，将参考TFT的源极、漏极、栅极上的电压值分别设置为显示区域TFT中栅极电压和源极电压偏差最大的或者偏差最小的显示区域TFT的源极、漏极、栅极电压；
获取所述参考TFT的驱动电流；
所述获取所述参考TFT的驱动电流包括：
侦测补偿模式下，给予参考TFT源极电压和漏极电压分别为建立补偿对照表时的源极电压和漏极电压，设置参考TFT的栅极驱动电压，获得参考TFT的驱动电流；
根据所述驱动电流获取补偿电压值；
根据所述补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿；
所述根据所述驱动电流获取补偿电压值包括：
根据所述驱动电流获取驱动电流漂移值，根据所述驱动电流漂移值查询补偿对照表以获得所述补偿电压值；
根据所述补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿包括：
对显示区域的所有TFT的开启电压和关闭电压同时增加或者减少所述补偿电压值。
2.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，所述参考TFT设置于dummy区。
3.一种显示器的驱动电压补偿电路，其特征在于，包括：
驱动电流检测模块(10)，用于获取显示区域TFT的驱动电流漂移值；
补偿电压获取模块(20)，用于根据所述驱动电流漂移值获取补偿电压值；
补偿模块(30)，用于根据所述补偿电压值对所述显示区域TFT的驱动电压进行补偿；
所述补偿电路的工作模式包括显示模式和侦测补偿模式；
所述驱动电流检测模块(10)包括参考TFT(101)，且在所述显示模式下，施加于所述参考TFT(101)的源极、漏极、栅极上的电压值分别模拟显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值；
在显示模式下，施加于所述参考TFT(101)的源极、漏极、栅极上的电压值分别模拟显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值包括：
将参考TFT(101)的源极、漏极、栅极上的电压值分别设置为与显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值时刻保持相同；
或，将参考TFT(101)的源极、漏极、栅极上的电压值分别设置为与显示区域TFT的源极、漏极、栅极的电压值差异值均小于10％；
或，将参考TFT(101)的源极、漏极、栅极上的电压值分别设置为显示区域TFT的源极电压平均值、漏极平均值、栅极的电压平均值；
或，将参考TFT(101)的源极、漏极、栅极上的电压值分别设置为显示区域TFT中栅极电压和源极电压偏差最大的或者偏差最小的显示区域TFT的源极、漏极、栅极电压；
在所述侦测补偿模式下，所述驱动电流检测模块(10)获取所述参考TFT(101)的驱动电流，并根据所述参考TFT(101)的驱动电流获取所述参考TFT(101)的驱动电流漂移值；
所述获取所述参考TFT(101)的驱动电流，并根据所述参考TFT(101)的驱动电流获取所述参考TFT(101)的驱动电流漂移值包括：
给予参考TFT源极电压和漏极电压分别为建立补偿对照表时的源极电压和漏极电压，设置参考TFT的栅极驱动电压，获得参考TFT(101)的驱动电流；根据参考TFT(101)的驱动电流获取所述参考TFT(101)的驱动电流漂移值；
在所述侦测补偿模式下，所述补偿电压获取模块(20)根据所述参考TFT(101)的驱动电流漂移值查询补偿对照表获取所述补偿电压值；
所述补偿模块(30)根据所述补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿；
根据所述补偿电压值对显示区域TFT的驱动电压进行补偿包括：
对显示区域的所有TFT的开启电压和关闭电压同时增加或者减少所述补偿电压值。
4.根据权利要求3所述的补偿电路，其特征在于，所述侦测补偿模式的启动设置在开机时、画面切换时或者切换讯源时。
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