CN114779867B - 温度信号采集电路、发光基板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了温度信号采集电路、发光基板及显示装置,包括:电流控制模块及温度传感模块;电流控制模块的输入端连接电源电压端,其输出端连接温度传感模块的输入端,温度传感模块的输出端连接温度信号采集电路的输出端;电流控制模块,在每个检测周期的第一时间段内输出第一电流给温度传感模块的输入端;在每个检测周期的第二时间段内输出第二电流给温度传感模块的输入端;第二电流与第一电流的比值为预设第一值;温度传感模块的输入端接收到第一电流时,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;接收到第二电流时,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流。实现了对待测量发光元件的温度信号进行采集。
Description
技术领域
本申请涉及电子技术领域,特别是涉及温度信号采集电路、发光基板及显示装置。
背景技术
在发光基板工作的过程中,若发光元件长时间工作在较高亮度下,电流密度过大会导致发光基板的局部区域温度升高、热量聚集,进而出现发光元件光效下降、亮度降低的问题,从而使得发光基板在整体显示上出现亮度不均匀的问题。
由上述描述可知,发光基板亮度不均匀与发光元件的温度有关系,因此如何采集发光元件的温度信号,成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种温度信号采集电路、发光基板及显示装置,实现对发光元件的温度信号进行采集。具体技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供一种温度信号采集电路,包括:
电流控制模块及温度传感模块,其中,所述温度传感模块设置在待测量发光元件的预设区域内;
所述电流控制模块的输入端连接电源电压端,所述电流控制模块的输出端连接所述温度传感模块的输入端,所述温度传感模块的输出端连接所述温度信号采集电路的输出端;
所述电流控制模块,用于在每个检测周期的第一时间段内输出第一电流给所述温度传感模块的输入端;在每个检测周期的第二时间段内输出第二电流给所述温度传感模块的输入端;其中,所述第二电流与所述第一电流的比值为预设第一值;
所述温度传感模块,用于在自身输入端接收到所述第一电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;在自身输入端接收到所述第二电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流。
在一种可能的实施方式中,所述电流控制模块包括:
第一电流生成子模块及第二电流生成子模块;
所述第一电流生成子模块及第二电流生成子模块的输入端均连接所述电流控制模块的输入端,所述第一电流生成子模块及第二电流生成子模块的输出端均连接所述电流控制模块的输出端;
在每个检测周期的第一时间段内,所述第一电流生成子模块输出第一电流给所述温度传感模块的输入端;
在每个检测周期的第二时间段内,所述第一电流生成子模块输出第一电流给所述温度传感模块的输入端,所述第二电流生成子模块输出第五电流给所述温度传感模块的输入端,其中,所述第二电流由所述第一电流及所述第五电流组成。
在一种可能的实施方式中,所述第一电流生成子模块包括第一MOS管和第三MOS管,所述第二电流生成子模块包括第二MOS管和第四MOS管;
所述第一MOS管的栅极分别与所述第二MOS管的栅极、第一MOS管的第二端连接,所述第一MOS管的第一端与所述电源电压端连接,所述第一MOS管的第二端与所述第三MOS管的第一端连接;
所述第二MOS管的第一端与所述电源电压端连接,所述第二MOS管的第二端与所述第四MOS管的第一端连接;
所述第三MOS管的栅极与第一栅极电压信号端连接,所述第三MOS管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接;
所述第四MOS管的栅极与第二栅极电压信号端连接,所述第四MOS管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接。
在一种可能的实施方式中,所述第一MOS管为PMOS管,所述第一MOS管的第一端为PMOS管的源极,所述第一MOS管的第二端为PMOS管的漏极;
所述第二MOS管为PMOS管,所述第二MOS管的第一端为PMOS管的源极,所述第二MOS管的第二端为PMOS管的漏极;
所述第三MOS管为PMOS管,所述第三MOS管的第一端为PMOS管的源极,所述第三MOS管的第二端为PMOS管的漏极;
所述第四MOS管为PMOS管,所述第四MOS管的第一端为PMOS管的源极,所述第四MOS管的第二端为PMOS管的漏极。
在一种可能的实施方式中,所述第一MOS管与所述第二MOS管的氧化层电容相同,所述第二MOS管的宽长比与所述第一MOS管的宽长比的比值为预设第二值。
在一种可能的实施方式中,在每个检测周期的第一时间段内,所述第三MOS管的栅极被置于低电平,所述第三MOS管导通;所述第四MOS管的栅极被置于高电平,所述第四MOS管关断;
在每个检测周期的第二时间段内,所述第三MOS管与所述第四MOS管的栅极均被置于低电平,所述第三MOS管与所述第四MOS管均导通。
在一种可能的实施方式中,所述第一电流生成子模块包括第一TFT管和第三TFT管,所述第二电流生成子模块包括第二TFT管和第四TFT管;
所述第一TFT管的栅极分别与所述第二TFT管的栅极、第一TFT管的第二端连接,所述第一TFT管的第一端与所述电源电压端连接,所述第一TFT管的第二端与所述第三TFT管的第一端连接;
所述第二TFT管的第一端与所述电源电压端连接,所述第二TFT管的第二端与所述第四TFT管的第一端连接;
所述第三TFT管的栅极与第一栅极电压信号端连接,所述第三TFT管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接;
所述第四TFT管的栅极与第二栅极电压信号端连接,所述第四TFT管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接。
在一种可能的实施方式中,所述第一TFT管为P型TFT管,所述第一TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第一TFT管的第二端为P型TFT管的漏极;
所述第二TFT管为P型TFT管,所述第二TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第二TFT管的第二端为P型TFT管的漏极;
所述第三TFT管为P型TFT管,所述第三TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第三TFT管的第二端为P型TFT管的漏极;
所述第四TFT管为P型TFT管,所述第四TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第四TFT管的第二端为P型TFT管的漏极。
在一种可能的实施方式中,所述第一TFT管与所述第二TFT管的氧化层电容相同,所述第二TFT管的宽长比与所述第一TFT管的宽长比的比值为预设第二值。
在一种可能的实施方式中,所述温度传感模块包括:
第一双极性晶体管;所述第一双极性晶体管的基极连接所述第一双极性晶体管的第二端,所述第一双极性晶体管的第一端连接所述温度传感模块的输入端,所述第一双极性晶体管的第二端连接所述温度传感模块的输出端。
在一种可能的实施方式中,所述第一双极性晶体管为PNP型晶体管,所述第一双极性晶体管的第一端为PNP型晶体管的发射极,所述第一双极性晶体管的第二端为PNP型晶体管的集电极。
在一种可能的实施方式中,所述待测量发光元件为MLED。
第二方面,本申请实施例提供一种发光基板,所述发光基板包括:
如本申请第一方面中任一所述的温度信号采集电路,以及发光元件、IC读取器、驱动电压控制模块,其中,所述IC读取器分别与所述温度信号采集电路及所述驱动电压控制模块连接;
所述IC读取器,用于读取所述温度信号采集电路输出的响应于当前温度的电流信号,得到温度信号;向所述驱动电压控制模块发送所述温度信号;
所述驱动电压控制模块,用于按照所述温度信号,对发光元件的驱动电压进行补偿。
第三方面,本申请实施例提供一种显示装置,所述显示装置包括:
如本申请第二方面中所述的发光基板。
第四方面,本申请实施例提供了一种温度信号采集电路的驱动方法,所述方法包括:
在每个检测周期的第一时间段内,所述第一栅极电压信号端输入低电平,所述第二栅极电压信号端输入高电平,所述第三PMOS管导通、所述第四PMOS管关断,或所述第三P型TFT管导通、所述第四P型TFT管关断;
在每个检测周期的第二时间段内,所述第一栅极电压信号端输入低电平,所述第二栅极电压信号端输入低电平,所述第三PMOS管与所述第四PMOS管均导通,或所述第三P型TFT管导通与所述第四P型TFT管均导通。
本申请实施例有益效果:
本申请实施例提供的温度信号采集电路、发光基板及显示装置,包括:电流控制模块及温度传感模块,其中,所述温度传感模块设置在待测量发光元件的预设区域内;所述电流控制模块的输入端连接电源电压端,所述电流控制模块的输出端连接所述温度传感模块的输入端,所述温度传感模块的输出端连接所述温度信号采集电路的输出端;所述电流控制模块,用于在每个检测周期的第一时间段内输出第一电流给所述温度传感模块的输入端;在每个检测周期的第二时间段内输出第二电流给所述温度传感模块的输入端;其中,所述第二电流与所述第一电流的比值为预设第一值;所述温度传感模块,用于在自身输入端接收到所述第一电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;在自身输入端接收到所述第二电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流。通过上述电路,温度传感模块在自身输入端接收到第一电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;在自身输入端接收到第二电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流;实现了对待测量发光元件的温度信号进行采集。
当然,实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1a为现有技术发光基板中一种图像的灰阶示意图;
图1b为现有技术发光基板中另一种图像的灰阶示意图;
图2为本申请实施例提供的温度信号采集电路的第一种结构示意图;
图3为本申请实施例提供的温度信号采集电路的第二种结构示意图;
图4为本申请实施例提供的温度信号采集电路的第三种结构示意图;
图5为本申请实施例提供的温度信号采集电路的一种时序示意图;
图6为本申请实施例提供的发光基板的一种示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
首先,对现有技术中发光基板整体显示上的亮度不均匀问题进行简单说明。
在发光基板工作的过程中,若发光元件长时间工作在较高亮度下,电流密度过大会导致发光基板局部区域温度升高、热量聚集,进而出现发光元件光效下降、亮度降低的问题,从而使得发光基板在整体显示上出现亮度不均匀的问题。具体的,如图1a所示,发光基板以图1a的模式(上下两部分为高亮度的高灰阶区域,中间部分为低亮度的低灰阶区域)点屏一段时间后,整个图像切换到相同中亮度(中间灰阶),如图1b所示;在该中间灰阶下,可以看到原本的高灰阶区域与原本的低灰阶区域有明显的亮度差别,该差别主要是由原本的高灰阶区域与原本的低灰阶区域之间的温度差距而导致,原本的高灰阶区域温度较高、热量聚集,发光元件光效下降、亮度降低,因此与低灰阶区域相比亮度较低。
为了实现对待测量发光元件的温度信号进行采集,本申请实施例提供了一种温度信号采集电路、发光基板及显示装置。
接下来,对本申请实施例提供的一种温度信号采集电路1进行详细说明,参见图2,包括:
电流控制模块11及温度传感模块12,其中,所述温度传感模块12设置在待测量发光元件的预设区域内;
所述电流控制模块11的输入端连接电源电压端,所述电流控制模块11的输出端连接所述温度传感模块12的输入端,所述温度传感模块12的输出端连接所述温度信号采集电路1的输出端;
所述电流控制模块11,用于在每个检测周期的第一时间段内输出第一电流给所述温度传感模块12的输入端;在每个检测周期的第二时间段内输出第二电流给所述温度传感模块12的输入端;其中,所述第二电流与所述第一电流的比值为预设第一值;
所述温度传感模块12,用于在自身输入端接收到所述第一电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;在自身输入端接收到所述第二电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流。
待测量发光元件为分布在发光基板中各区域内的发光元件,温度传感模块设置在待测量发光元件的预设区域内;所述预设区域为温度传感模块能够响应到待测量发光元件温度的区域,可以基于实际应用中不同型号的发光基板及不同型号的发光元件来确定所述预设区域。
电流控制模块用于在每个检测周期的不同时间段内控制相应的电流信号输出给温度传感模块,待测量发光元件的温度检测工作周期可以包含多个检测周期,每个检测周期可以包含多个时间段。
在本实施例中,电流控制模块在每个检测周期的第一时间段内输出第一电流给温度传感模块的输入端,在每个检测周期的第二时间段内输出第二电流给温度传感模块的输入端,其中,每个检测周期包含两个时间段;输出的第二电流与第一电流的比值为预设第一值,所述预设第一值为根据电流控制模块中相关器件的特性参数预先设置的第二电流与第一电流之间的比例。
温度传感模块,基于自身输入端在每个检测周期的不同时间段内接收到的相应电流信号,通过自身输出端在不同时间段内分别输出响应于当前温度的各电流信号。
在本实施例中,温度传感模块,在自身输入端接收到第一电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;在自身输入端接收到第二电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流。其中,所述第一电流为电流控制模块在每个检测周期的第一时间段内输出给温度传感模块的,所述第二电流为电流控制模块在每个检测周期的第二时间段内输出给温度传感模块的。
一个例子中,温度信号采集电路的输出端输出电流信号之后,可以转化为更具象化的信号来示意待测量发光元件当前的温度。具体的,若待测量发光元件的温度持续升高直到超过预设的温度阈值,则表示待测量发光元件可能要出现光效下降、亮度降低的问题,使得发光基板整体显示上出现亮度不均匀的问题,此时则提醒发光基板对该问题进行及时处理,可以对发光基板下降的亮度进行补偿,减少发光基板整体显示上的亮度不均匀问题。
在一种可能的实施方式中,所述待测量发光元件为MLED。
其中,所述MLED为MiniLED或者MicroLED。
在本申请实施例中,温度传感模块在自身输入端接收到第一电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;在自身输入端接收到第二电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流;其中,第一电流为电流控制模块在每个检测周期的第一时间段内输出给温度传感模块的,第二电流为电流控制模块在每个检测周期的第二时间段内输出给温度传感模块的。在每个检测周期内,温度信号采集电路的输出端分别输出第三电流与第四电流之后,可以对待测量发光元件的温度信号进行采集,再通过驱动电压控制模块,基于温度信号对发光元件的驱动电压进行补偿,也就是说,对发光元件亮度降低的区域进行亮度补偿。
在一种可能的实施方式中,参见图3,所述电流控制模块11包括:
第一电流生成子模块111及第二电流生成子模块112;
所述第一电流生成子模块111及第二电流生成子模块112的输入端均连接所述电流控制模块11的输入端,所述第一电流生成子模块111及第二电流生成子模块112的输出端均连接所述电流控制模块11的输出端;
在每个检测周期的第一时间段内,所述第一电流生成子模块111输出第一电流给所述温度传感模块12的输入端;
在每个检测周期的第二时间段内,所述第一电流生成子模块111输出第一电流给所述温度传感模块12的输入端,所述第二电流生成子模块112输出第五电流给所述温度传感模块12的输入端,其中,所述第二电流由所述第一电流及所述第五电流组成。
其中,第一电流生成子模块用于在每个检测周期内输出第一电流给温度传感模块;第二电流生成子模块用于在每个检测周期的第二时间段内输出第五电流给温度传感模块,并在第二时间段内与第一电流生成子模块共同将第一电流与第五电流汇合为第二电流,输出给温度传感模块。
温度传感模块12,在自身输入端接收到第一电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;在自身输入端接收到第二电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流。
在本申请实施例中,在每个检测周期的第一时间段内,第一电流生成子模块输出第一电流给温度传感模块的输入端;在每个检测周期的第二时间段内,第一电流生成子模块输出第一电流给温度传感模块的输入端,第二电流生成子模块输出第五电流给温度传感模块的输入端,其中,第二电流由第一电流及第五电流组成。温度传感模块在自身输入端接收到第一电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;在自身输入端接收到第二电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流。在每个检测周期内,温度信号采集电路的输出端分别输出第三电流与第四电流之后,可以对待测量发光元件的温度信号进行采集,再通过驱动电压控制模块,基于温度信号对发光元件的驱动电压进行补偿,也就是说,对发光元件亮度降低的区域进行亮度补偿。
在一种可能的实施方式中,参见图4,所述第一电流生成子模块111包括第一MOS管T1和第三MOS管T3,所述第二电流生成子模块112包括第二MOS管T2和第四MOS管T4;
所述第一MOS管T1的栅极分别与所述第二MOS管T2的栅极、第一MOS管T1的第二端连接,所述第一MOS管T1的第一端与所述电源电压端VDD连接,所述第一MOS管T1的第二端与所述第三MOS管T3的第一端连接;
所述第二MOS管T2的第一端与所述电源电压端VDD连接,所述第二MOS管T2的第二端与所述第四MOS管T4的第一端连接;
所述第三MOS管T3的栅极与第一栅极电压信号端Gate1连接,所述第三MOS管T3的第二端与所述温度传感模块12的输入端连接;
所述第四MOS管T4的栅极与第二栅极电压信号端Gate2连接,所述第四MOS管T4的第二端与所述温度传感模块12的输入端连接。
一个例子中,本申请电路中的MOS管可以为场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET,金属-氧化物-半导体场效应晶体管),针对本申请电路中的任一MOS管,该MOS管可以为N型MOS管,也可以为P型MOS管,具体可以根据实际情况自行选择;该MOS管的第一端为源极或漏极,该MOS管的第二端为与第一端对应的漏极或源极。可以理解的是,MOS管可以是P型MOS管也可以是N型MOS管,具体可以根据实际情况自行选择,但是需要相应的调整电路的器件连接方式,其替换方案仍在本申请的保护范围内。
在一种可能的实施方式中,参见图4,所述第一MOS管T1为PMOS管,所述第一MOS管T1的第一端为PMOS管的源极,所述第一MOS管T1的第二端为PMOS管的漏极;
所述第二MOS管T2为PMOS管,所述第二MOS管T2的第一端为PMOS管的源极,所述第二MOS管T2的第二端为PMOS管的漏极;
所述第三MOS管T3为PMOS管,所述第三MOS管T3的第一端为PMOS管的源极,所述第三MOS管T3的第二端为PMOS管的漏极;
所述第四MOS管T4为PMOS管,所述第四MOS管T4的第一端为PMOS管的源极,所述第四MOS管T4的第二端为PMOS管的漏极。
一个例子中,第一MOS管T1和第二MOS管T2是一组共栅共源的MOS管组合,第一MOS管T1的漏极与栅极相连,可以保证第一MOS管T1工作于饱和区;同时第一MOS管T1和第二MOS管T2的栅极直接相连,基于第一MOS管T1和第二MOS管T2为共栅共源组合,因此第二MOS管T2也工作于饱和区。
第一MOS管T1生成的第一电流I1为:I1=(W1/2L1)*μ*Cox*(VGS-VTH)2,此为式1。
其中,W1表示第一MOS管T1的导电沟道宽度,L1表示第一MOS管T1的导电沟道长度,μ表示电子迁移率,Cox表示氧化层电容,VGS表示栅源电压,VTH表示阈值电压。
第二MOS管T2生成的第五电流I5为:I5=(W2/2L2)*μ*Cox*(VGS-VTH)2,此为式2。
其中,W2表示第二MOS管T2的导电沟道宽度,L2表示第二MOS管T2的导电沟道长度,μ表示电子迁移率,Cox表示氧化层电容,VGS表示栅源电压,VTH表示阈值电压。
第一电流I1和第五电流I5之间的比例关系为:I5={(W2/L2)/(W1/L1)}*I1,此为式3。
在一种可能的实施方式中,参见图4,所述第一MOS管T1与所述第二MOS管T2的氧化层电容Cox相同,所述第二MOS管T2的宽长比与所述第一MOS管T1的宽长比的比值为预设第二值。
其中,所述预设第二值为第一电流I1和第五电流I5之间的比例数值,即(W2/L2)/(W1/L1);且所述预设第二值加一等于所述预设第一值,即预设第二值+1=预设第一值。
具体的,在每个检测周期的第一时间段内,第一电流生成子模块111输出第一电流I1给温度传感模块12的输入端;在每个检测周期的第二时间段内,第一电流生成子模块111输出第一电流I1给温度传感模块12的输入端,第二电流生成子模块112输出第五电流I5给温度传感模块12的输入端,其中,第二电流I2由第一电流I1及第五电流I5组成;
上述式1与式2相加,可得第二电流I2,I2=I1+I5=(W1/2L1+W2/2L2)*μ*Cox*(VGS-VTH)2,此为式4。
式4与式1相除,可得,I2/I1=(W2/L2)/(W1/L1)+1,此为式5。
也就是说,第一电流I1加第五电流I5组成第二电流I2,预设第二值为第一电流I1和第五电流I5之间的比例数值,预设第一值为输出的第二电流I2与第一电流I1的比值,由式3与式5可知,预设第二值+1=预设第一值。
在本申请实施例中,通过设计第一MOS管T1和第二MOS管T2各自的宽长比,就可以确定第一电流I1与第二电流I2的比例数值。
在一种可能的实施方式中,参见图4,在每个检测周期的第一时间段内,所述第三MOS管T3的栅极被置于低电平,所述第三MOS管T3导通;所述第四MOS管T4的栅极被置于高电平,所述第四MOS管T4关断;
在每个检测周期的第二时间段内,所述第三MOS管T3与所述第四MOS管T4的栅极均被置于低电平,所述第三MOS管T3与所述第四MOS管T4均导通。
一个例子中,第一MOS管T1与第三MOS管T3串联,第二MOS管T2与第四MOS管T4串联,第一MOS管T1用于在每个检测周期内生成第一电流I1,第二MOS管T2用于在每个检测周期内生成第五电流I5,第三MOS管T3与第四MOS管T4作为开关使用,控制第一电流I1与第五电流I5的输出方式。第一栅极电压信号Gate1与第二栅极电压信号Gate2的时序图如图5所示,通过控制第三MOS管T3与第四MOS管T4的栅极电压信号,使得温度传感模块在每个检测周期的不同时间段内接收到不同的电流信号。具体的,在第一时间段t1内,第一栅极电压信号Gate1为低电平,第三MOS管T3导通,第二栅极电压信号Gate2为高电平,第四MOS管T4关断,进入温度传感模块的电流为第一电流I1;在第二时间段t2内,第一栅极电压信号Gate1和第二栅极电压信号Gate2均为低电平,第三MOS管T3与第四MOS管T4均导通,进入温度传感模块的电流为第二电流I2,其中,第二电流I2由第一电流I1及第五电流I5组成。温度传感模块,在接收到第一电流I1的情况下,输出响应于当前温度的第三电流I3;在接收到第二电流I2的情况下,输出响应于当前温度的第四电流I4。
在本申请实施例中,通过控制第三MOS管T3与第四MOS管T4的栅极电压信号,使得温度传感模块在每个检测周期的不同时间段内接收到不同的电流信号。在第一时间段t1内,第一栅极电压信号Gate1为低电平,第三MOS管T3导通,进入温度传感模块的电流为第一MOS管生成的第一电流I1;在第二时间段t2内,第一栅极电压信号Gate1和第二栅极电压信号Gate2均为低电平,第三MOS管T3与第四MOS管T4均导通,进入温度传感模块的电流为第二电流I2,第二电流I2为第一MOS管生成的第一电流I1与第二MOS管生成的第五电流I5之和。温度传感模块,在接收到第一电流I1的情况下,输出响应于当前温度的第三电流I3;在接收到第二电流I2的情况下,输出响应于当前温度的第四电流I4。在每个检测周期内,温度信号采集电路的输出端分别输出第三电流I3与第四电流I4之后,可以对待测量发光元件的温度信号进行采集,再通过驱动电压控制模块,基于温度信号对发光元件的驱动电压进行补偿,也就是说,对发光元件亮度降低的区域进行亮度补偿。
一个例子中,参见图4,针对本申请电路中的MOS管,可以将其替换为TFT管(ThinFilm Transistor,薄膜场效应晶体管)。
在一种可能的实施方式中,所述第一电流生成子模块包括第一TFT管和第三TFT管,所述第二电流生成子模块包括第二TFT管和第四TFT管;
所述第一TFT管的栅极分别与所述第二TFT管的栅极、第一TFT管的第二端连接,所述第一TFT管的第一端与所述电源电压端连接,所述第一TFT管的第二端与所述第三TFT管的第一端连接;
所述第二TFT管的第一端与所述电源电压端连接,所述第二TFT管的第二端与所述第四TFT管的第一端连接;
所述第三TFT管的栅极与第一栅极电压信号端连接,所述第三TFT管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接;
所述第四TFT管的栅极与第二栅极电压信号端连接,所述第四TFT管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接。
在一种可能的实施方式中,所述第一TFT管为P型TFT管,所述第一TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第一TFT管的第二端为P型TFT管的漏极;
所述第二TFT管为P型TFT管,所述第二TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第二TFT管的第二端为P型TFT管的漏极;
所述第三TFT管为P型TFT管,所述第三TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第三TFT管的第二端为P型TFT管的漏极;
所述第四TFT管为P型TFT管,所述第四TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第四TFT管的第二端为P型TFT管的漏极。
在一种可能的实施方式中,所述第一TFT管与所述第二TFT管的氧化层电容相同,所述第二TFT管的宽长比与所述第一TFT管的宽长比的比值为预设第二值。
可以理解的是,本申请电路中所用到的场效应晶体管可以是MOS管也可以是TFT管,具体可以根据实际情况自行选择,其替换方案仍在本申请的保护范围内,TFT管的连接及驱动方式可以参见MOS管连接及驱动方式,此处不再赘述。
在一种可能的实施方式中,参见图4,所述温度传感模块12包括:
第一双极性晶体管Q1;所述第一双极性晶体管Q1的基极连接所述第一双极性晶体管Q1的第二端,所述第一双极性晶体管Q1的第一端连接所述温度传感模块12的输入端,所述第一双极性晶体管Q1的第二端连接所述温度传感模块12的输出端。
一个例子中,针对本申请电路中的双极性晶体管,该双极性晶体管可以为NPN型晶体管,也可以为PNP型晶体管,具体可以根据实际情况自行选择;该双极性晶体管的第一端为发射极或集电极,该双极性晶体管的第二端为与第一端对应的集电极或发射极。可以理解的是,双极性晶体管可以是NPN型晶体管也可以是PNP型晶体管,具体可以根据实际情况自行选择,但是需要相应的调整电路的器件连接方式,其替换方案仍在本申请的保护范围内。
在一种可能的实施方式中,参见图4,所述第一双极性晶体管Q1为PNP型晶体管,所述第一双极性晶体管Q1的第一端为PNP型晶体管的发射极,所述第一双极性晶体管Q1的第二端为PNP型晶体管的集电极。
一个例子中,Q1为PNP型晶体管,作为温度传感模块使用。
一个例子中,根据双极性晶体管特性可知,Q1的基极-发射极电压VBE为:
VBE=(kT/q)*ln(IC/IS),此为式6。
其中,k表示玻尔兹曼常数,T表示温度,q表示电子电荷量,IC表示Q1的集电极电流,IS表示Q1的反向饱和电流。
具体的,Q1在每个检测周期的第一时间段内接收到第一电流I1后,此时集电极电流IC为第一电流I1,带入式6,Q1的基极-发射极电压VBE1为:
VBE1=(kT/q)*ln(I1/IS),此为式7。
在每个检测周期的第二时间段内接收到第二电流I2后,此时集电极电流IC为第二电流I2,带入式6,Q1的基极-发射极电压VBE2为:
VBE2=(kT/q)*ln(I2/IS),此为式8。
结合式1和式4,将VBE2与VBE1相减,可得,Q1在两个时间段内的基极-发射极电压差ΔVBE为:
ΔVBE=(kT/q)*ln{1+(W2/L2)/(W1/L1)},此为式9。
ΔVBE是一个与温度成线性关系的数值,通过采集Q1集电极端t1和t2两个时间段内的电流,就可以得到相应温度下的ΔVBE。通过ΔVBE这个物理量就可以精确得到温度信号采集电路的温度数值,实时反馈待测量发光元件附近的温度。
具体的,在本申请提供的温度信号采集电路之外,整个温度信号采集系统还设置有模数转换器ADC、控制逻辑及数字后端编码校准模块,Q1(温度传感模块)输出精确PTAT(proportional to absolute temperature,与绝对温度成正比)电流,通过标准的PTAT电流产生包含温度信息的精确电压(VBE和ΔVBE);模数转换器ADC用于将精密偏置电路的电压(VBE和ΔVBE)进行量化;控制逻辑及数字后端编码校准模块用于将模数转换器ADC输出的量化后的电压转换为以摄氏度为单位的准确温度数值。
在本申请实施例中,通过温度传感模块可以实时输出响应于当前温度的电流信号。
本申请实施例还提供了一种温度信号采集电路的驱动方法,应用于图4所示的温度信号采集电路,其中,T1为第一PMOS管、T2为第二PMOS管,T3为第三PMOS管、T4为第四PMOS管,或者T1为第一P型TFT管、T2为第二P型TFT管,T3为第三P型TFT管、T4为第四P型TFT管。
所述方法包括:
在每个检测周期的第一时间段内,所述第一栅极电压信号端输入低电平,所述第二栅极电压信号端输入高电平,所述第三PMOS管导通、所述第四PMOS管关断,或所述第三P型TFT管导通、所述第四P型TFT管关断;
在每个检测周期的第二时间段内,所述第一栅极电压信号端输入低电平,所述第二栅极电压信号端输入低电平,所述第三PMOS管与所述第四PMOS管均导通,或所述第三P型TFT管导通与所述第四P型TFT管均导通。
具体的,第一栅极电压信号端与第二栅极电压信号端的时序图可以如图5所示,其中Gate1表示第一栅极电压信号端,Gate2表示第二栅极电压信号端,t1表示第一时间段,t2表示第二时间段。
本申请实施例还提供了一种发光基板,参见图6,所述发光基板包括如上述中任一所述的温度信号采集电路1,以及发光元件3、IC读取器2、驱动电压控制模块4,其中,所述IC读取器2分别与所述温度信号采集电路1及所述驱动电压控制模块4连接;
所述IC读取器2,用于读取所述温度信号采集电路1输出的响应于当前温度的电流信号,得到温度信号;向所述驱动电压控制模块4发送所述温度信号;
所述驱动电压控制模块4,用于按照所述温度信号,对发光元件3的驱动电压进行补偿。
温度信号采集电路可以直接设置在发光基板的背板上,实时监测发光基板的区域温度,可以基于实际应用中不同型号的发光基板及不同型号的发光元件来确定温度信号采集电路的设置区域。
本申请实施例还提供了一种显示装置,包括如上述中所述的发光基板。
可以理解的是,本申请中的温度信号采集电路可以应用在液晶显示屏领域,也可以应用在其他领域产品的电路设计中。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的较佳实施例,并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本申请的保护范围内。
Claims (14)
1.一种温度信号采集电路,其特征在于,所述电路包括:
电流控制模块及温度传感模块,其中,所述温度传感模块设置在待测量发光元件的预设区域内;
所述电流控制模块的输入端连接电源电压端,所述电流控制模块的输出端连接所述温度传感模块的输入端,所述温度传感模块的输出端连接所述温度信号采集电路的输出端;
所述电流控制模块,用于在每个检测周期的第一时间段内输出第一电流给所述温度传感模块的输入端;在每个检测周期的第二时间段内输出第二电流给所述温度传感模块的输入端;其中,所述第二电流与所述第一电流的比值为预设第一值;
所述温度传感模块,用于在自身输入端接收到所述第一电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第三电流;在自身输入端接收到所述第二电流的情况下,通过自身的输出端输出响应于当前温度的第四电流。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述电流控制模块包括:
第一电流生成子模块及第二电流生成子模块;
所述第一电流生成子模块及第二电流生成子模块的输入端均连接所述电流控制模块的输入端,所述第一电流生成子模块及第二电流生成子模块的输出端均连接所述电流控制模块的输出端;
在每个检测周期的第一时间段内,所述第一电流生成子模块输出第一电流给所述温度传感模块的输入端;
在每个检测周期的第二时间段内,所述第一电流生成子模块输出第一电流给所述温度传感模块的输入端,所述第二电流生成子模块输出第五电流给所述温度传感模块的输入端,其中,所述第二电流由所述第一电流及所述第五电流组成。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述第一电流生成子模块包括第一MOS管和第三MOS管,所述第二电流生成子模块包括第二MOS管和第四MOS管;
所述第一MOS管的栅极分别与所述第二MOS管的栅极、第一MOS管的第二端连接,所述第一MOS管的第一端与所述电源电压端连接,所述第一MOS管的第二端与所述第三MOS管的第一端连接;
所述第二MOS管的第一端与所述电源电压端连接,所述第二MOS管的第二端与所述第四MOS管的第一端连接;
所述第三MOS管的栅极与第一栅极电压信号端连接,所述第三MOS管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接;
所述第四MOS管的栅极与第二栅极电压信号端连接,所述第四MOS管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述第一MOS管为PMOS管,所述第一MOS管的第一端为PMOS管的源极,所述第一MOS管的第二端为PMOS管的漏极;
所述第二MOS管为PMOS管,所述第二MOS管的第一端为PMOS管的源极,所述第二MOS管的第二端为PMOS管的漏极;
所述第三MOS管为PMOS管,所述第三MOS管的第一端为PMOS管的源极,所述第三MOS管的第二端为PMOS管的漏极;
所述第四MOS管为PMOS管,所述第四MOS管的第一端为PMOS管的源极,所述第四MOS管的第二端为PMOS管的漏极。
5.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,所述第一MOS管与所述第二MOS管的氧化层电容相同,所述第二MOS管的宽长比与所述第一MOS管的宽长比的比值为预设第二值。
6.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述第一电流生成子模块包括第一TFT管和第三TFT管,所述第二电流生成子模块包括第二TFT管和第四TFT管;
所述第一TFT管的栅极分别与所述第二TFT管的栅极、第一TFT管的第二端连接,所述第一TFT管的第一端与所述电源电压端连接,所述第一TFT管的第二端与所述第三TFT管的第一端连接;
所述第二TFT管的第一端与所述电源电压端连接,所述第二TFT管的第二端与所述第四TFT管的第一端连接;
所述第三TFT管的栅极与第一栅极电压信号端连接,所述第三TFT管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接;
所述第四TFT管的栅极与第二栅极电压信号端连接,所述第四TFT管的第二端与所述温度传感模块的输入端连接。
7.根据权利要求6所述的电路,其特征在于,所述第一TFT管为P型TFT管,所述第一TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第一TFT管的第二端为P型TFT管的漏极;
所述第二TFT管为P型TFT管,所述第二TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第二TFT管的第二端为P型TFT管的漏极;
所述第三TFT管为P型TFT管,所述第三TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第三TFT管的第二端为P型TFT管的漏极;
所述第四TFT管为P型TFT管,所述第四TFT管的第一端为P型TFT管的源极,所述第四TFT管的第二端为P型TFT管的漏极。
8.根据权利要求6所述的电路,其特征在于,所述第一TFT管与所述第二TFT管的氧化层电容相同,所述第二TFT管的宽长比与所述第一TFT管的宽长比的比值为预设第二值。
9.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述温度传感模块包括:
第一双极性晶体管;所述第一双极性晶体管的基极连接所述第一双极性晶体管的第二端,所述第一双极性晶体管的第一端连接所述温度传感模块的输入端,所述第一双极性晶体管的第二端连接所述温度传感模块的输出端。
10.根据权利要求9所述的电路,其特征在于,所述第一双极性晶体管为PNP型晶体管,所述第一双极性晶体管的第一端为PNP型晶体管的发射极,所述第一双极性晶体管的第二端为PNP型晶体管的集电极。
11.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述待测量发光元件为MLED。
12.一种温度信号采集电路的驱动方法,其特征在于,应用于权利要求4或7所述的温度信号采集电路,所述方法包括:
在每个检测周期的第一时间段内,所述第一栅极电压信号端输入低电平,所述第二栅极电压信号端输入高电平,第三PMOS管导通、第四PMOS管关断,或第三P型TFT管导通、第四P型TFT管关断;
在每个检测周期的第二时间段内,所述第一栅极电压信号端输入低电平,所述第二栅极电压信号端输入低电平,所述第三PMOS管与所述第四PMOS管均导通,或所述第三P型TFT管导通与所述第四P型TFT管均导通。
13.一种发光基板,其特征在于,所述发光基板包括如权利要求1-11中任一所述的温度信号采集电路,以及发光元件、IC读取器、驱动电压控制模块,其中,所述IC读取器分别与所述温度信号采集电路及所述驱动电压控制模块连接;
所述IC读取器,用于读取所述温度信号采集电路输出的响应于当前温度的电流信号,得到温度信号;向所述驱动电压控制模块发送所述温度信号;
所述驱动电压控制模块,用于按照所述温度信号,对发光元件的驱动电压进行补偿。
14.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求13所述的发光基板。
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