一种驱动补偿电路及驱动补偿方法、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种驱动补偿电路及驱动补偿方法、显示装置。

背景技术：

amoled(activematrix/organiclightemittingdiode，主动矩阵有机发光二极体面板)显示器具有超轻薄、高色域、高对比度等优点，在显示领域得到了广泛应用。

当大面积制作薄膜晶体管以形成amoled显示器的像素驱动电路时，一方面，受到工艺的局限性，不同位置的薄膜晶体管的阈值电压、电子迁移率等电学参数的数值无法保持一致，这就会造成有机发光二极管的电流差异和亮度差异，即出现mura现象。此外，在长时间的加压和高温下，不同位置的薄膜晶体管的阈值电压会出现不同程度的漂移，这会造成亮度显示差异，即出现残影现象。

为克服上述问题，通常采用外部补偿的方式对驱动电路进行补偿，以消除mura现象和残影现象。外部补偿是将薄膜晶体管或有机发光二极管的信息抽取出来，再通过专用集成电路来进行补偿的方式。在现有技术中，通常采用电压型外部补偿的方式进行补偿，即通过某种方式将有机发光二极管的驱动电压抽取出来，并通过模数转换器转化为数字信号进行处理，最后送到单片机进行数据微调。虽然电压型外部补偿具有驱动速度较快、补偿效果较好的优势，但电压型外部补偿方式仍存在两个弊端：一方面，抽取出的驱动电压信号很容易受到干扰，这不可避免的会对补偿造成一定影响；另一方面，随着amoled显示器尺寸的增大以及分辨率的提高，显示面板的寄生电容也就越来越大，这就导致固定时间内的驱动电压的数值变低，当对数值较低的驱动电压进行模数转换时，就会对模数转换器精度提出更高要求。

技术实现要素：

本发明提供了一种驱动补偿电路及驱动补偿方法、显示装置，可以克服现有技术中通过采集驱动电压进行补偿的方式所带来的不良影响。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种驱动补偿电路，包括驱动单元、电流放大单元和处理调制单元；其中，所述驱动单元的控制端与扫描信号端相连，所述驱动单元的第一输入端与数据线相连，所述驱动单元的第二输入端与第一电源信号端相连，所述驱动单元的输出端分别与显示单元和所述电流放大单元的第一输入端相连，所述电流放大单元的第二输入端与第二电源信号端相连，所述电流放大单元的控制端与控制信号端相连，所述电流放大单元的第一输出端与所述处理调制单元的输入端相连，所述电流放大单元的第二输出端与所述接地端相连，所述处理调制单元的输出端与所述数据线相连；

所述驱动单元用于在所述扫描信号端所提供的扫描信号的作用下，将所述数据线提供的电压信号转换为电流信号，将所转换的电流信号输出至所述显示单元；

所述电流放大单元用于在所述控制信号端所提供的控制信号的作用下，采集所述电流信号，将所述电流信号进行放大；

所述处理调制单元用于将放大后的电流信号转换为驱动电压信号，对所述驱动电压信号进行处理和调制，将调制后的驱动电压信号传输至所述数据线。

在本发明所提供的驱动补偿电路中，包括驱动单元、电流放大单元、处理调制单元和显示单元四部分。驱动单元的第一输入端与数据线相连，驱动单元的输出端分别与显示单元和电流放大单元的第一输入端相连，电流放大单元的第一输出端与处理调制单元的输入端相连，处理调制单元的输出端与数据线相连。基于该种连接关系，驱动单元将数据线提供的电压信号转换为电流信号后，电流放大单元可对所转换的电流信号进行采集并放大，然后，处理调制单元将放大后的电流信号转换为驱动电压信号，并对驱动电压信号进行调制，调制完成后，将调制后的驱动电压信号传输至数据线，从而实现补偿。当处理调制单元将调制后的驱动电压信号传输至数据线后，驱动单元会从数据线中接收到调制后的驱动电压信号，将调制后的驱动电压信号转换为驱动电流信号，并将所转换的电流信号输出至显示单元，从而避免显示装置出现mura现象及残像现象。由于本发明所提供的驱动补偿电路所采集的信号为电流信号，因此可避免现有技术中通过采集驱动电压信号进行补偿的方式所带来的不良影响。另一方面，由于驱动补偿电路中设有电流放大单元，因而可对电流信号进行放大，即增大了电流信号的数值，这样一来，在通过处理调制单元对电流信号进行处理调制时，就可降低对处理调制单元精度的要求，从而提高该驱动补偿电路的适用性，并且有利于显示装置向大尺寸化以及高分辨率发展。

本发明的第二方面提供了一种驱动补偿方法，应用于如实施例一所述的驱动补偿电路中，所述驱动补偿方法包括：

在所述扫描信号端所提供的扫描信号的作用下，将所述数据线提供的电压信号转换为电流信号；

在所述控制信号端所提供的控制信号的作用下，采集所转换的电流信号，将所述电流信号进行放大；

将放大后的电流信号转换为驱动电压信号，对所述驱动电压信号进行处理和调制，将调制后的驱动电压信号传输至所述数据线；

在所述扫描信号端所提供的扫描信号的作用下，将所述数据线提供的调制后的驱动电压信号转换为驱动电流信号，将所转换的驱动电流信号输出至显示单元。

本发明所提供的驱动补偿方法的有益效果与本发明的第一方面所提供的驱动补偿电路的有益效果相同，此处不再赘述。

本发明的第三方面提供了一种显示装置，包括如本发明的第一方面所述的驱动补偿电路。

本发明所提供的显示装置的有益效果与本发明的第一方面所提供的驱动补偿电路的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一所提供的驱动补偿电路的结构示意图一；

图2为本发明实施例一所提供的驱动补偿电路的结构示意图二；

图3为本发明实施例一所提供的驱动补偿电路的结构示意图三；

图4为本发明实施例二所提供的驱动补偿方法的示意图一；

图5为本发明实施例二所提供的驱动补偿方法的示意图二；

图6为本发明实施例二所提供的驱动补偿方法的示意图三。

附图标记说明：

1-驱动单元；2-电流放大单元；

21-第一开关模块；22-第一放大模块；

23-第二开关模块；24-第二放大模块；

31-积分器；32-模数转换器；

33-逻辑板；4-显示单元；

data-数据线；ovdd-第一电源信号端；

oled-有机发光二极管；gnd-接地端；

avdd-第二电源信号端；sw-控制信号端；

vref-参考电压端；m1-第一场效应管；

m2-第二场效应管；m3-第三场效应管；

m4-第四场效应管；m5-第五场效应管；

m6-第六场效应管；m7-第七场效应管；

m8-第八场效应管；m9-第九场效应管；

m10-第十场效应管；t1-第一薄膜晶体管；

t2-第二薄膜晶体管；c1-第一电容；

c2-第二电容；k-开关；

op1-第一运算放大器；op2-第二运算放大器；

op3-第三运算放大器；scan-扫描信号端。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种驱动补偿电路，用于驱动显示单元4。该驱动补偿电路具体包括驱动单元1、电流放大单元2、处理调制单元3。

其中，驱动单元1的控制端与扫描信号端scan相连，驱动单元1的第一输入端与数据线data相连，驱动单元1的第二输入端与第一电源信号端ovdd相连，驱动单元1的输出端分别与显示单元4和电流放大单元2的第一输入端相连，电流放大单元2的第二输入端与第二电源信号端avdd相连，电流放大单元2的控制端与控制信号端sw相连，电流放大单元2的第一输出端与处理调制单元3的输入端相连，电流放大单元2的第二输出端与接地端gnd相连，处理调制单元3的输出端与数据线data相连。

具体的，驱动单元1用于在扫描信号端scan所提供的扫描信号的作用下，将数据线data提供的电压信号转换为电流信号，将所转换的电流信号输出至所述显示单元4。电流放大单元2用于在控制信号端sw所提供的控制信号的作用下，采集电流信号，将电流信号进行放大。处理调制单元3用于将放大后的电流信号转换为驱动电压信号，对驱动电压信号进行处理和调制，将调制后的驱动电压信号传输至数据线data。

在本实施例所提供的驱动补偿电路中，包括驱动单元1、电流放大单元2、处理调制单元3。驱动单元1的第一输入端与数据线data相连，驱动单元1的输出端分别与显示单元4和电流放大单元2的第一输入端相连，电流放大单元2的第一输出端与处理调制单元3的输入端相连，处理调制单元3的输出端与数据线data相连。基于该种连接关系，驱动单元1将数据线data提供的电压信号转换为电流信号后，电流放大单元2可对所转换的电流信号进行采集并放大，然后，处理调制单元3将放大后的电流信号转换为驱动电压信号，并对驱动电压信号进行调制，调制完成后，将调制后的驱动电压信号传输至数据线data，从而实现补偿。当处理调制单元3将调制后的驱动电压信号传输至数据线data后，驱动单元1会从数据线data中接收到调制后的驱动电压信号，将调制后的驱动电压信号转换为驱动电流信号，并将所转换的电流信号输出至显示单元4，从而避免显示装置出现mura现象及残像现象。由于本实施例所提供的驱动补偿电路所采集的信号为电流信号，因此可避免现有技术中通过采集驱动电压信号进行补偿的方式所带来的不良影响。另一方面，由于驱动补偿电路中设有电流放大单元2，因而可对电流信号进行放大，即增大了电流信号的数值，这样一来，在通过处理调制单元3对电流信号进行处理调制时，就可降低对处理调制单元3精度的要求，从而提高该驱动补偿电路的适用性，并且有利于显示装置向大尺寸化以及高分辨率发展。

电流放大单元2具体包括第一开关模块21、第一放大模块22、第二关模块23和第二放大模块24。

其中，第一开关模块21的控制端与控制信号端sw相连，第一开关模块21的输入端与驱动单元1的输出端相连，第一开关模块21的输出端与第一放大模块22的输入端相连，第一放大模块22的第一输出端与接地端gnd相连。第一开关模块21用于在控制信号的作用下，将驱动单元1所转换的电流信号传输至第一放大模块22；第一放大模块22用于将所转换的电流信号进行m倍放大。

第二关模块23的控制端与控制信号端sw相连，第二关模块23的输入端与第一放大模块22的第二输出端相连，第二关模块23的输出端与第二放大模块24的第一输入端相连，第二放大模块24的第二输入端与第二电源信号端avdd相连，第二放大模块24的输出端与处理调制单元3的输入端相连。第二关模块23用于在控制信号的作用下，将经第一放大模块22m倍放大后的电流信号传输至第二放大模块24；第二放大模块24用于将m倍放大后的电流信号进行n倍放大，将m×n倍放大后的电流信号传输至处理调制单元3。其中，m为大于1小于20的正整数，n为大于1小于20的正整数。

当电流放大单元2具体包括第一放大模块22和第二放大模块24，以及分别与其各自对应的第一开关模块21和第二关模块23时，可将驱动单元1所转换的电流信号放大m×n倍，这样，在通过处理调制单元3对电流信号进行处理调制时，就可降低对处理调制单元3精度的要求，从而提高该驱动补偿电路的适用性。

此外，与采用单个放大模块对电流信号进行放大相比，采用两个放大模块进行级联放大，可降低对单个放大模块的放大倍数的要求，这样在放大模块的制作工艺上也易于实现。并且，采用级联放大的方式对电流信号进行放大，在一定程度上可以对电流信号放大更高的倍数。

具体的，如图3所示，第一开关模块21包括第一场效应管m1，第一场效应管m1的控制极与控制信号端sw相连，第一场效应管m1的第一极与驱动单元1的输出端相连。

第一放大模块22包括第二场效应管m2、第三场效应管m3、第四场效应管m4、第五场效应管m5和第一运算放大器op1。其中，第二场效应管m2的控制极与第二场效应管m2的第二极、第一场效应管m1的第二极、第三场效应管m3的控制极分别相连，第二场效应管m2的第一极与第三场效应管m3的第二极相连，第三场效应管m3的第一极与第四场效应管m4的第一极、接地端gnd分别相连，第三场效应管m3的控制极与第四场效应管m4的控制极相连，第四场效应管m4的第二极与第五场效应管m5的第一极相连，第五场效应管m5的第二极与第二关模块23的输入端相连。第一运算放大器op1的正向输入端与第二场效应管m2的第一极相连，第一运算放大器op1的负向输入端与第四场效应管m4的第二极相连，第一运算放大器op1的输出端与第五场效应管m5的控制极相连。

其中，第一场效应管m1为p型场效应管，第二场效应管m2、第三场效应管m3、第四场效应管m4和第五场效应管m5为n型场效应管。第四场效应管m4的沟道宽长比与第三场效应管m3的沟道宽长比的比值为m。

第二关模块23包括第六场效应管m6，第六场效应管m6的控制极与控制信号端sw相连，第六场效应管m6的第二极与第五场效应管m5的第二极相连。

第二放大模块24包括第七场效应管m7、第八场效应管m8、第九场效应管m9、第十场效应管m10和第二运算放大器op2。其中，第七场效应管m7的控制极与第七场效应管m7的第二极、第六场效应管m6的第一极、第八场效应管m8的控制极分别相连，第七场效应管m7的第一极与第八场效应管m8的第二极相连，第八场效应管m8的第一极与第九场效应管m9的第一极、第二电源信号端avdd分别相连，第八场效应管m8的控制极与第九场效应管m9的控制极相连，第九场效应管m9的第二极与第十场效应管m10的第一极相连，第十场效应管m10的第二极与处理调制单元3的输入端相连。

第二运算放大器op2的正向输入端与第七场效应管m7的第一极相连，第二运算放大器op2的负向输入端与第九场效应管m9的第二极相连，第二运算放大器op2的输出端与第十场效应管m10的控制极相连。

其中，第六场效应管m6、第七场效应管m7、第八场效应管m8、第九场效应管m9和第十场效应管m10为p型场效应管。第九场效应管m9的沟道宽长比与第八场效应管m8的沟道宽长比的比值为n。

优选的，第一场效应管m1～第十场效应管m10均为金属-氧化物-半导体(metal-oxid-semiconductor，简称mos)场效应晶体管。

下面结合图3对电流放大单元2的工作原理进行具体说明：

当驱动单元1将电压信号转换为电流信号后，控制信号端sw向第一场效应管m1和第六场效应管m6的栅极提供控制信号，此时，第一场效应管m1和第六场效应管m6在控制信号的作用下导通。

第二场效应管m2、第三场效应管m3、第四场效应管m4和第五场效应管m5构成了共源共栅电流镜。基于共源共栅电流镜结构的基本原理可知，若将经驱动单元1所转换的电流信号视为基准电流信号，理论上来说，基准电流信号经由该种结构的共源共栅电流镜放大后，电流放大的倍数等于第四场效应管m4的沟道宽长比与第三场效应管m3的沟道宽长比的比值，即为m。且该共源共栅电流镜的输出阻抗为ro4×gm5×ro5，其中，ro4为第四场效应管m4的内阻，gm5为第五场效应管m5的跨导，ro5为第五场效应管m5的内阻。

需要说明的是，根据饱和电流公式可知，场效应管的饱和电流的大小与(1+γvds)有关，其中，μ为电子迁移率，w/l为场效应管的沟道宽长比，vgs-vth为过驱动电压，(1+γvds)为饱和电流公式的弱函数。

通常情况下，对于第一放大模块22中的共源共栅电流镜中的多个场效应管而言，其各自的源漏电压vds很难保持相等，这就导致共源共栅电流镜的精度有限，即仅依靠第二场效应管m2、第三场效应管m3、第四场效应管m4和第五场效应管m5所构成的共源共栅电流镜，对电流信号的放大倍数难以达到m倍。这时，由于在第一放大模块22中包括第一运算放大器op1，基于运算放大器强制其正向输入端和负向输入端输入的信号的数值相等的特性，可以保证第四场效应管m4和第三场效应管m3的漏极电压相等，也就是保证第四场效应管m4和第三场效应管m3的源漏电压vds相等。根据饱和电流公式可知，当第四场效应管m4和第三场效应管m3的源漏电压vds相等时，第四场效应管m4和第三场效应管m3的饱和电流仅与其各自的沟道宽长比成正比，不再受到源漏电压vds的影响，进而令第一放大模块22实现对电流信号精确放大到m倍。

此外，由于第一放大模块22中包括第一运算放大器op1，第一运算放大器op1还可将输出阻抗的数值提高a倍，此时的输出阻抗的数值为a×ro4×gm5×ro5，其中，a为第一运算放大器op1的增益。与之对应的，此时电流的失配降低至1/(a×gm5×ro5)倍。

而由于第六场效应管m6此时也处在导通状态，因此，经第一放大模块22精确放大了m倍的电流信号从第五场效应管m5流出，通过第六场效应管m6传输至第七场效应管m7。

第七场效应管m7、第八场效应管m8、第九场效应管m9和第十场效应管m10构成了共源共栅电流镜，经第一放大模块22精确放大了m倍的电流信号，通过共源共栅电流镜以及与共源共栅电流镜相连的第二运算放大器op2的处理后，再次精确放大到n倍，这时，电流信号经第一放大模块22和第二放大模块24共放大了m×n倍。

最后，经m×n倍放大后的电流信号由第十场效应管m10传输至处理调制单元3中，由处理调制单元3对放大后的电流信号完成处理和调制。

请再次参见图3，处理调制单元3具体包括积分器31、模数转换器32和逻辑板33。其中，积分器31的正向输入端与参考电压端vref相连，积分器31的负向输入端与电流放大单元2的第一输出端相连，积分器31的输出端与模数转换器32的输入端相连，模数转换器32的输出端与逻辑板33的输入端相连，逻辑板33的输出端与数据线data相连。其中，积分器31用于将放大后的电流信号转换为驱动电压信号。模数转换器32用于将驱动电压信号转换为n位的数字驱动电压信号。逻辑板33利用所包括的现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)，对数字驱动电压信号进行调制，并将调制后的数字驱动电压信号传输至数据线data。

具体的，积分器31包括开关k、第一电容c1和第三运算放大器op3。其中，电流放大单元2的第一输出端分别与开关k的一端、第一电容c1的第一极板和第三运算放大器op3的负向输入端相连，第三运算放大器op3的正向输入端与参考电压端vref相连，开关k的另一端、第一电容c1的第二极板、第三运算放大器op3的输出端分别与模数转换器32的输入端相连。当电流放大单元2对电流信号完成放大处理后，积分器31的开关k断开，积分器31所输出的驱动电压信号从参考电压端vref所提供的参考电压开始下降，根据不同的电流信号，输出不同数值的驱动电压信号。

需要说明的是，由于电流放大单元2对电流信号进行了放大，因此，放大后的电流信号再通过积分器31进行处理时，一方面对积分器31的精度的要求也就相应降低，另一方面也可以减小积分器31中所包括的第一电容c1的电容值的大小，从而加快了第一电容c1对电流信号的充放电速度，缩短积分器31对电流信号的充放电时间，进而缩短了补偿时间。

具体的，请再次参见图3，显示单元4包括有机发光二极管oled，驱动单元1包括第一薄膜晶体管t1、第二薄膜晶体管t2和第二电容c2。其中，第一薄膜晶体管t1的控制极与扫描信号端scan相连，第一薄膜晶体管t1的第二极与数据线data相连，第一薄膜晶体管t1的第一极与第二薄膜晶体管t2的控制极、第二电容c2的第一极板分别相连，第二薄膜晶体管t2的第一极与第一电源信号端ovdd相连，第二薄膜晶体管t2的第二极与第二电容c2的第二极板、有机发光二极管oled的正极、电流放大单元2的第一输入端分别相连。其中，第一薄膜晶体管t1用于在扫描信号的控制下，将数据线data所提供的调制后的驱动电压信号写入第二薄膜晶体管t2，第二薄膜晶体管t2用于将驱动电压信号转换为驱动电流信号并将其传输至有机发光二极管oled的正极，从而驱动有机发光二极管oled发光。

实施例二

本实施例提供了一种驱动补偿方法，该驱动补偿方法应用于如实施例一所述的驱动补偿电路中。

如图4所示，本实施例所提供的驱动补偿方法具体包括：

步骤s1：在扫描信号端所提供的扫描信号的作用下，将数据线提供的电压信号转换为电流信号。

步骤s2：在控制信号端所提供的控制信号的作用下，采集所转换的电流信号，并将电流信号进行放大。

步骤s3：将放大后的电流信号转换为驱动电压信号，对驱动电压信号进行处理和调制，将调制后的驱动电压信号传输至数据线。

步骤s4：在扫描信号端所提供的扫描信号的作用下，将数据线提供的调制后的驱动电压信号转换为驱动电流信号，将所转换的驱动电流信号输出至显示单元。

在本实施例所提供的驱动补偿方法中，将数据线提供的电压信号转换为电流信号后，可对所转换的电流信号进行采集并放大，然后，将放大后的电流信号转换为驱动电压信号，并对驱动电压信号进行调制，调制完成后，将调制后的驱动电压信号传输至数据线，从而实现补偿。当调制后的驱动电压信号传输至数据线后，将数据线提供的调制后的驱动电压信号转换为驱动电流信号，并将所转换的驱动电流信号输出至显示单元，从而避免显示装置出现mura现象及残像现象。由于在本实施例所提供的驱动补偿方法中，所采集的信号为电流信号，因此可避免现有技术中通过采集驱动电压信号进行补偿的方式所带来的不良影响。另一方面，由于该驱动补偿方法还会对电流信号进行放大，即增大了电流信号的数值，这样一来，在对电流信号进行处理调制时，就可降低对用于处理调制电流信号的处理调制单元精度的要求，从而提高该驱动补偿方法的适用性。

当驱动补偿电路中的电流放大单元包括第一开关模块、第一放大模块、第二开关模块和第二放大模块时，如图5所示，步骤s2具体包括：

步骤s21：在控制信号的作用下，第一开关模块采集所转换的电流信号，将所采集的电流信号传输至第一放大模块，第一放大模块将所转换的电流信号进行m倍放大。

步骤s22：在控制信号的作用下，第二开关模块将经第一放大模块m倍放大后的电流信号传输至第二放大模块，第二放大模块将m倍放大后的电流信号进行n倍放大。其中，m为大于1小于20的正整数，n为大于1小于20的正整数。

将驱动单元所转换的电流信号放大m×n倍，这样，在通过处理调制单元对电流信号进行处理调制时，就可降低对处理调制单元精度的要求，从而提高该驱动补偿电路的适用性。

此外，对电流信号进行级联放大，可降低对单个放大模块的放大倍数的要求，这样在放大模块的制作工艺上也易于实现。并且，采用级联放大的方式对电流信号进行放大，在一定程度上可以对电流信号放大更高的倍数。

当驱动补偿电路中的处理调制单元包括积分器、模数转换器和逻辑板时，如图6所示。步骤s3具体包括：

步骤s31：积分器将放大后的电流信号转换为驱动电压信号。

步骤s32：模数转换器将驱动电压信号转换为数字驱动电压信号。

步骤s33：逻辑板对数字驱动电压信号进行调制，将调制后的数字驱动电压信号传输至数据线。

实施例三

本实施例提供了一种显示装置，该显示装置包括如实施例一所述的驱动补偿电路和显示单元。

在本实施例所提供的显示装置中，可对输出至显示单元的信号进行补偿，从而消除mura现象及残像现象，所述显示单元例如可以为有机发光二极管。并且，由于进行补偿时所采集的信号为电流信号，因此还可避免现有技术中通过采集驱动电压信号进行补偿的方式所带来的不良影响，有利于向大尺寸化以及高分辨率发展。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。