一种像素矩阵的外围补偿系统、方法和显示系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及显示技术领域，尤其涉及像素矩阵的外围补偿系统、方法和显示系统。
【背景技术】
[0002] 有机发光二极管（OrganicLight-EmittingDiode，0LED)因具有高亮度、高发光 效率、宽视角和低功耗等优点，近年来被人们广泛研究，并被迅速应用到新一代的显示系统 当中。有机发光二极管的驱动方式分为无源矩阵驱动（PassiveMatrixOLED，PM0LED)和 有源矩阵驱动（ActiveMatrixOLED，AM0LED)两种。无源矩阵驱动的方式虽然成本低廉， 但是存在交叉串扰现象因而不能实现高分辨率的显示，另外，无源矩阵驱动电流大，会降低 有机发光二极管的使用寿命。相比之下，有源矩阵驱动的方式是在像素矩阵的每个像素单 元上设置数目不同的晶体管作为电流源，从而避免了交叉串扰，实现了高分辨的显示，另外 有源矩阵驱动电流又较小，功耗较低，使有机发光二极管的寿命增加。
[0003] 其中一种有源矩阵驱动的像素单元是两薄膜场效应晶体管（ThinFilm Transistor，TFT)结构，该像素单元包括驱动晶体管、显示开关晶体管、存储电容和有机发 光二极管。显示开关晶体管响应来自显示地址线的信号，采样来自显示信号线的信号。存 储电容在显示开关晶体管关断后保存所采样的显示信号线的信号电压。驱动晶体管在给定 的发光期间根据存储电容所保留的输入电压来供应输出电流。有机发光二极管通过来自驱 动晶体管的输出电流来发出其亮度与显示信号线的信号相称的光。根据薄膜场效应晶体管 的电压电流公式，驱动电流IDS可以表示为：
[0004] IDS= 1/2ynCoxW/L(VV0LED_VTH)2……⑴
[0005] 其中，IDS为驱动晶体管的漏极流向源极的漏极电流，yn为薄膜场效应晶体管的有 效迀移率，CM为薄膜场效应晶体管单位面积的栅电容，W为薄膜场效应晶体管的有效沟道 宽度，L为薄膜场效应晶体管的有效沟道长度，Ve为薄膜场效应晶体管的栅极电压，VaED是 有机发光二极管上的偏置电压，VTH为薄膜场效应晶体管的阈值电压，VaED与有机发光二极 管0LED的阈值电压相关。
[0006] 上述的有源矩阵驱动的像素单元的两薄膜场效应晶体管的结构电路，这种电路虽 然简单，但随着时间的推移，其中的元件会老化，尤其是驱动晶体管和有机发光二极管会老 化，直接后果就是驱动晶体管和有机发光二极管的阈值电压都会产生漂移，并且像素矩阵 中各处像素单元的驱动晶体管和有机发光二极管的阈值电压漂移情况也是不一样的；另 外，因薄膜场效应晶体管采用多晶硅材料制成，从而会导致像素矩阵中各个像素单元的驱 动晶体管的阈值电压VTH具有不均匀性的特性；以上两种情况，根据公式（1)可知，驱动电流 IDS这时都会发生改变，这样就会造成像素矩阵显示的不均匀性。
[0007] 针对这种驱动晶体管和有机发光二极管的阈值电压漂移和不均匀性带来的像素 矩阵显示不均匀的问题，目前出现两类对阈值电压进行补偿的方法：像素单元内补偿和外 围补偿。像素单元内补偿就是通过复杂的像素单元电路结构为有机发光二极管提供一个恒 定的驱动电流，这种方法的电路不仅复杂，而且电路复杂又进一步会造成像素单元的开口 率和良率下降；外围补偿相比来说可以采用更简单的像素单元结构，因此更适合产业化应 用。
【发明内容】
[0008] 本申请提供一种像素矩阵的外围补偿系统、方法和显示系统，实现了精确的像素 单元的外围补偿。
[0009] 根据本申请的第一方面，本申请提供一种像素矩阵的外围补偿系统，所述像素矩 阵100包括N行M列像素单元101、N行显示地址线和M列显示信号线，像素单元101和各 自的显示地址线、显示信号线分别连接，N和M均为正整数，所述外围补偿系统包括：
[0010] 行扫描驱动器200,用于通过显示地址线向像素矩阵100发送显示地址信号以在 一帧内依次选通各行像素单元101 ;
[0011] 补偿器400,包括储存补偿信息的补偿信息储存模块402,所述补偿器400用于向 列驱动器300发送数字显示补偿信号，当某行像素单元101被显示地址信号选通时，补偿器 400发出相对应的所述数字显示补偿信号以补偿像素单元101图像视频信息显示不精确的 问题；
[0012] 列驱动器300,包括显示信号产生模块301，用于向像素矩阵100发送模拟显示信 号，所述模拟显示信号用于为像素单元101的显示信号线提供包含图像视频信息的显示数 据；所述显示信号产生模块301包括具有伽马校正功能的第一数模转换模块311、第二数模 转换模块312和第一模拟加法模块313 ;当某行像素单元101被显示地址信号选通时，第一 数模转换模块311接收该行数字原始显示信号，输出经过伽马校正的模拟原始显示信号给 第一模拟加法模块313 ;第二数模转换模块312接收所述相对应的数字显示补偿信号，输出 模拟显示补偿信号给第一模拟加法模块313 ;第一模拟加法模块313将模拟显示补偿信号 和经过伽马校正的模拟原始显示信号进行模拟加法运算后输出模拟显示信号给像素矩阵 100 ;还包括第一移位暂存器304和第二移位暂存器305,所述第一移位暂存器304接收外 界的数字原始显示信号并转递给第一数模转换模块311，所述第二移位暂存器305接收补 偿器400发出的数字显示补偿信号并转递给第二数模转换模块312。
[0013] 根据本申请的第二方面，本申请提供一种像素矩阵的外围补偿系统的方法，所述 像素矩阵1〇〇包括N行M列像素单元101、N行显示地址线和M列显示信号线，像素单元101 和各自的显示地址线、显示信号线分别连接，N和M均为正整数，所述方法包括：
[0014] -帧时间由N个相等的行时间tN组成，每行像素单元101依次进行显示操 作，其中第n行像素单元101在tn时进行显示操作：此行像素单元101被显示地址信号选 通，接收模拟显示信号，其中n为小于或等于N的正整数；
[0015] 在^时，第i行像素单元101进行显示操作，若此时外围补偿系统不是处于反馈 检测状态，则^时，第i+k行像素单元101进行校正操作：此行像素单元101被写入模拟校 正信号；第丨1+1到11+ki时间内，外围补偿系统进入反馈检测状态：将第i+k行像素单元101 中包含老化信息的反馈信号反馈至补偿信号检测摸块303 ;其中i和k都为正整数，且i+k 小于或等于N。
[0016] 根据本申请的第三方面，本申请提供一种显示系统，包括上述的外围补偿系统以 及像素矩阵1〇〇。
[0017] 本申请的有益效果：
[0018] 用外围补偿方法的显示系统需要在显示屏驱动芯片为每个像素单元做补偿，由于 原有模拟显示信号是带有伽马校正的，补偿之后是需要保留本来的伽马校正，现有技术是 用数字的方法将数字原始显示信号和数字显示补偿信号先相加再经线性的数模转换模块 做数模转换，用数字的方法实现伽马校正。这种数字实现伽马校正的方法，相对传统模拟方 法，所需要每个阶的电压非常小。也就是需要数模转换模块的位数比较多，而且再多的位数 也还是只能做出接近模拟数模转换的精度。本申请的外围补偿系统、方法和显示系统，由于 引入了第一模拟加法模块和具有伽马校正功能的第一数模转换模块，使得对数字原始信号 进行了补偿的同时保持了精确的伽马校正，结构保持简单，同时第一数模转换模块的位数 也低；
[0019] 外围补偿系统的方法一般是需要反馈检测像素单元的老化信息，接着再对数字原 始显示信号做补偿。现有技术反馈检测的操做一般是在帧与帧之间空白时段进行。因为帧 与帧之间空白时段相对显示时段要少很多，导致补偿信息刷新的频率就比较慢。本申请的 外围补偿系统、方法和显示系统，可以实现在帧中间，显示系统显示的时候进行校正操作， 这样就可以极大限度的增加补偿信息的刷新频率，或者保持跟现有技术一样的刷新频率让 多列共享一个补偿信号检测模块。
【附图说明】
[0020] 图1为本申请的第一种实施例中显示系统的一种结构示意图；
[0021] 图2为本申请的第一种实施例中像素单元的一种结构示意图；
[0022] 图3为本申请的一种实施例中各像素单元的老化程度分布图；
[0023] 图4为本申请的第一种实施例中显示信号产生模块的一种结构示意图；
[0024] 图5为本申请的第一种实施例中外围补偿系统的一种时序图；
[0025] 图6为本申请的第二种实施例中显示系统的一种结构示意图；
[0026] 图7为本申请的第二种实施例中像素单元的四种结构示意图；
[0027] 图8为本申请的第二种实施例中校正信号产生模块的二种结构示意图；
[0028] 图9(a)、（b)和（c)为本申请的第二种实施例中外围补偿系统的一种时序图；
[0029] 图9(d)和（e)为本申请的第二种实施例中外围补偿系统的另一种时序图；
[0030] 图10为本申请的第三种实施例中显示系统的一种结构示意图；
[0031] 图11为本申请的第三种实施例中像素单元的两种结构示意图；
[0032] 图12(a)和（b)为本申请的第三种实施例中外围补偿系统的一种时序图。
【具体实施方式】
[0033] 下面通过【具体实施方式】结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0034] 实施例一
[0035] 在一个实施例中，请参考图1，本实施例为显示系统，包括一像素矩阵100和此像 素矩阵100的外围补偿系统（以下简称外围补偿系统）。
[0036] 此像素矩阵100包括N行M列像素单元101、N行显示地址线和M列显示信号线， 像素单元101和各自的显示地址线、显示信号线分别连接，N和M均为正整数。图1只画了 4个像素单元为例子，分别在位置[1，1]即第1行第1列，[N，1]即第N行第1列，[1，M]即 第1行第M列，和[N，M]即第N行第M列。
[0037] 像素单元101有多种电路，其中的一种电路结构可为图2中的电路，其包括驱动晶 体管Q1、显示开关晶体管Q2、存储电容C和有机发光二极管0LED。
[0038] 显示开关晶体管Q2被来自显示地址线的显示地址信号选通以将来自显示信号线 的显示信号发给驱动晶体管Q1，存储电容C同时会将此模拟显示信号存储，以在一帧时间 内在显示开关晶体管Q2被关断后仍然将稳定的模拟显示信号供给驱动晶体管Q1，驱动晶 体管Q1接收模拟显不信号来驱动有机发光二极管0LED发出与模拟显不信号相对应的光， 这里模拟显示信号指的是包含图像视频的数据信号。
[0039] 上述的驱动晶体管Q1、显示开关晶体管Q2等晶体管，可以采用非晶硅、多晶硅、氧 化物半导体、有机半导体、NM0S/PM0S工艺或者CMOS工艺来制造。
[0040] 返回参考图1，此像素矩阵100外围补偿系统包括行扫描驱动器200、补偿器400 和列驱动器300。
[0041] 行扫描驱动器200用于通过显示地址线向像素矩阵100发送显示地址信号以在一 帧内依次选通各行像素单元101。
[0042] 补偿器400包括储存补偿信息的补偿信息储存模402,用于向列驱动器300发送数 字显示补偿信号，当某行像素单元101被显示地址信号选通时，补偿器400从补偿信息存储 模块402中读取相对应行的补偿信息再计算数字显示补偿信号传到列驱动300里的第二移 位暂存器305,之后再传给显示信号产生模块301，此数字显示补偿信号用于补偿像素单元 101因原始状态不平均以及老化