本发明涉及一种发光二极管补偿电路以及显示面板，且特别是涉及一种适用于在非显示区补偿临界电压的补偿电路以及显示面板。
背景技术：
随着显示技术的进步，发光二极管已经被广泛应用在显示科技中，而主动矩阵有机发光二极管(active-matrixorganiclight-emittingdiode，amoled)已经是显示技术的主要发展重点之一。在主动矩阵有机发光二极管显示面板在制作过程中，会利用准分子激光退火(excimer-laserannealing，ela)法，来进行主动矩阵有机发光二极管显示面板上，低温多晶硅薄膜晶体管(ltps-tft)元件的制作。
然而，在准分子激光退火法的处理中，可能会因为每一次准分子激光输出的功率不尽相同，而造成显示面板中，ltps-tft在电气特性上的不均匀，进而影响画面显示的不均匀。
举例来说，当利用准分子激光退火法对显示面板中的ltps-tft退火处理，在准分子激光以逐行方式扫描时，同一行的ltps-tft可以具有大体上相同的电气特性，例如是同一行的ltps-tft的临界电压。然而，由于每一次准分子激光输出的功率不尽相同，导致每一行的ltps-tft可能具有不相同的电气特性，例如是不同的临界电压。
因此，如何补偿ltps-tft在制作过程中的电气特性，是改善主动矩阵有机发光二极管显示面板的显示均匀性的重要课题之一。
技术实现要素：
本发明提供一种临界电压补偿电路以及显示面板，可以有效改善显示面板的显示均匀性。
本发明的显示面板，具有周边区与显示区。显示面板包括像素行、临界电压补偿电路以及运算器。像素行设置于显示区，具有多个像素电性连接于数据线。临界电压补偿电路设置于周边区。临界电压补偿电路包括临界电压检测电路以及运算器。临界电压检测电路电性连接于数据线。临界电压检测电路包括第一晶体管、补偿晶体管以及第二晶体管。第一晶体管具有第一端、第二端、与控制端，其中第一晶体管的第一端与第一晶体管的控制端用于接收补偿电压。补偿晶体管依据补偿电压输出补偿晶体管的临界电压信息，补偿晶体管具有第一端、第二端、与控制端，其中第一晶体管的第二端电性连接至补偿晶体管的控制端，第一晶体管的控制端电性连接至补偿晶体管的第二端，补偿晶体管的第一端电性连接至补偿晶体管的控制端。第二晶体管具有第一端、第二端、与控制端，其中补偿晶体管的第一端电性连接至第二晶体管的第一端。运算器电性连接至临界电压检测电路，用于根据临界电压信息与显示数据以产生补偿后显示数据。
本发明的临界电压补偿电路设置于显示面板的周边区。临界电压补偿电路包括临界电压检测电路以及运算器。临界电压检测电路电性连接于显示面板的数据线。临界电压检测电路包括第一晶体管、补偿晶体管以及第二晶体管。第一晶体管具有第一端、第二端、与控制端。第一晶体管的第一端与第一晶体管的控制端用于接收补偿电压。补偿晶体管依据补偿电压输出补偿晶体管的临界电压信息。补偿晶体管具有第一端、第二端、与控制端。第一晶体管的第二端电性连接至补偿晶体管的控制端，第一晶体管的控制端电性连接至补偿晶体管的第二端，补偿晶体管的第一端电性连接至补偿晶体管的控制端。第二晶体管具有第一端、第二端、与控制端，其中补偿晶体管的第一端电性连接至第二晶体管的第一端。运算器电性连接至临界电压检测电路，用于根据临界电压信息与显示数据以产生补偿后显示数据。
基于上述，本发明的临界电压补偿电路通过重置补偿晶体管并输出临界电压信息，运算器接收临界电压信息，依据临界电压信息以及显示数据进行运算以产生补偿后显示数据。如此一来，可通过补偿后显示数据来补偿各个像素行的临界电压，以有效改善显示面板的显示均匀性。
附图说明
图1是依据本发明的实施例所绘示的的显示面板示意图。
图2a是依据本发明的实施例所绘示临界电压补偿电路示意图。
图2b是依据本发明的实施例的像素px所绘示操作时序图。
图3a至图3d是依据图1的实施例所绘示的临界电压补偿电路操作示意图。
图4a是依据本发明的另一实施例所绘示的像素电路图。
图4b是依据图4a的像素px2所绘示操作时序图。
图5是本发明的另一实施例所绘示的显示面板500示意图。
图6是依据本发明的另一实施例所绘示的显示面板示意图。
其中，附图标记为：
100、500、600：显示面板110、310：临界电压补偿电路
112、512、612：临界电压检测电路114、614：运算器
tc：补偿晶体管120、320、520、620：像素行
dl：数据线gl：扫描线
vcomp：补偿电压vdec：临界电压信息
sdata：显示数据sdatac：补偿后显示数据
130、530、630：信号驱动器140、540、640：扫描驱动器
sw1、sw2：开关se3、se4：控制信号
116、316、516、616：暂存器adc：模数转换器
dac：数模转换器px、px2：像素
et1、et2、t1、t2、t3、t4：晶体管
vint：初始电压id：驱动电流
d：发光二极管cst：电容
sa：周边区aa：显示区
ovdd、ovss：电压vh、vl：电压位准
s(n-1)、s(n)、s(n+1)：扫描信号bp：空白期间
fp：画面期间p1、p2、p3：期间
p30、p31、p32：子期间vth_tc、vth_t2：临界电压
具体实施方式
以下将以附图及详细叙述清楚说明本所揭示的内容，任何所属技术领域中具有一般技术人员在了解本发明的实施例后，当可由本发明所公开的技术，加以变化及改进，其并不脱离本发明所揭示内容的范围。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、……等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用于限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
关于本文中所使用的“电性连接”，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“电性连接”还可指二或多个元件相互操作或动作。
关于本文中所使用的“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包括但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用于描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。
请参考图1，图1是依据本发明的实施例所绘示的显示面板示意图，显示面板100可以为具有低温多晶硅制程(ltps)薄膜晶体管(thin-filmtransistor)元件的玻璃基板(arraysubstrate)，其中显示面板100包括周边区sa与显示区aa，显示区aa包括以矩阵形式排列的多个像素电路px，用于形成多个平行设置的像素行120。周边区sa可具有信号驱动器130、扫描驱动器140与临界电压补偿电路110，以本发明实施例而言，所述的信号驱动器130可以是以晶粒-软片接合制程(cog,chiponglass)将信号驱动器130的集成电路(ic)接合在玻璃基板上；而扫描驱动器140可以是以玻璃上栅极电路(goa,gatedriveronarray)方式，将扫描驱动器140直接形成于玻璃基板上，然本发明并不以此为限。信号驱动器130电性连接多条数据线dl，数据线dl相应于对应的像素行120设置，用于输出数据信号至对应的像素px；扫描驱动器140电性连接多条扫描线gl，扫描线gl与数据线dl以不同方向相应于对应的像素列设置，用于输出扫描信号s(n)至对应的像素px。
请同时参考图1及图2a，图2a是依据本发明的实施例所绘示的临界电压补偿电路示意图。临界电压补偿电路110包括临界电压检测电路112以及运算器114。其中临界电压检测电路112设置于显示面板100的周边区sa，且临界电压检测电路112相应于对应的像素行120设置，一般而言临界电压检测电路112可以电性连接于像素行120与信号驱动器130的脚位(pin)。本发明的另一实施例，信号驱动器130的脚位还可以通过信号选择单元(multiplexer，一般称作mux，未绘示)电性连接至临界电压检测电路112，则可以减少信号驱动器130脚位的数量，从而降低成本，本发明并不以此为限，只要每个像素行120都有对应的临界电压检测电路112即可。
临界电压检测电路112接收补偿电压vcomp并用于在显示面板刚开机时，即显示面板100还未进入画面期间(frame)时，产生临界电压信息vdec至运算器114，补偿电压vcomp可以是来自时序控制器(未绘示)的外部信号。临界电压检测电路112包括晶体管et1、晶体管et2、及晶体管et3，每个晶体管均具有第一端、第二端和控制端，其中晶体管et1的第一端与晶体管et1的控制端用于接收补偿电压vcomp，即晶体管et1是通过二极管连接(diode-connected)方式连接晶体管et1的第一端与晶体管et1的控制端；晶体管et1的第二端电性连接至晶体管et2的控制端；晶体管et1的控制端电性连接至晶体管et2的第二端；晶体管et2的第一端电性连接至晶体管et2的控制端，即晶体管et2是通过二极管连接方式连接晶体管et2的第一端与晶体管et2的控制端；晶体管et2的第一端电性连接至晶体管et3的第一端，晶体管et3的第二端电性连接至运算器114。
运算器114电性连接于临界电压检测电路112的晶体管et3，用于接收来自临界电压检测电路112的临界电压信息vdec，并且依据临界电压信息vdec以及显示数据sdata进行运算以产生补偿后显示数据sdatac，于画面期间再输出数据电压至对应的像素行120以致能(enable)对应的像素px。以本发明的实施例为例，运算器114可以是整合于信号驱动器130内的加法器(adder)，由信号驱动器130的脚位接收临界电压信息vdec。临界电压补偿电路110还可以包括模数转换器adc及存储器116，通过模数转换器adc将接收到的临界电压信息vdec从模拟信号转换成数字信号，并暂存于存储器116内，待接收到显示数据sdata后再通过加法器产生补偿后显示数据sdatac，接着可通过信号驱动器130内的数模转换器dac将补偿后显示数据sdatac由数字信号转换成模拟信号，信号驱动器130的脚位(未绘示)输出数据电压，但本发明并不以此为限，本发明所揭示的运算器114、模数转换器adc及存储器116其中每一个可以是设置于玻璃基板上、软性印刷电路板(fcb)上、或是整合于信号驱动器130内。
本发明的另一实施例，临界电压补偿电路110还可以包括开关sw1及开关sw2设置于信号驱动器130内，开关sw1电性连接于脚位(未绘示)与模数转换器adc之间，依据信号驱动器130内的时序导通开关sw1并接收临界电压信息vdec。开关sw2电性连接于数模转换器dac及脚位之间，依据信号驱动器130内的时序导通开关sw2并输出数据电压。所述开关sw1及开关sw2可以是形成于集成电路内的金属氧化物半导体场效晶体管(mosfet)或传输闸(transmissiongate)形式所组成的开关，本发明并不以此为限。
本发明的另一实施例，信号驱动器130与数据线dl之间还可以包括晶体管et4，以本发明的实施例为例，由于信号驱动器130接收临界电压信息vdec的脚位与输出数据电压的脚位为共享的脚位，因此晶体管et4的第一端电性连接于晶体管et3的第二端，晶体管et4的第二端电性连接于数据线dl，晶体管et4的控制端接收选择信号se4，用于根据选择信号se4导通电晶体et4以输出数据电压至数据线dl。所述晶体管et1-晶体管et4与晶体管t1-t2为p型薄膜晶体管，然本发明并不以此为限，于另一实施例中，晶体管et1-晶体管et4与晶体管t1-t2可以是n型薄膜晶体管。
在本发明的实施例中，每个像素px可以是具有两个晶体管与一个电容(2t1c)的基本像素电路，像素px包括晶体管t1、晶体管t2、电容cst和发光二极管d，每个晶体管均具有第一端、第二端和控制端，晶体管t1的第一端电性连接至数据线dl，晶体管t1的第二端电性连接至晶体管t2的控制端，晶体管t2的第一端用于接收电压ovdd，晶体管t2的第二端电性连接至发光二极管d的阳极端(anode)，电容cst可以电性连接于晶体管t2的第一端/第二端与控制端之间，发光二极管d的阴极端(cathode)用于接收电压ovss，但本发明并不以此为限。
由于显示面板100在热处理时可适用于逐行方向扫描的准分子激光退火法。也就是说，当准分子激光扫描退火逐行对显示面板100进行热处理时，同时热处理同一行方向上的晶体管元件，因此同一行的临界电压检测电路212与像素行220同时受热处理。如此一来，同一行上的晶体管会有大体上相等的电气特性，即同一行晶体管的临界电压大体上相等，因此像素px的晶体管t2(也就是驱动晶体管)与临界电压检测电路112的晶体管et2的临界电压可以视为相等。通过本发明所揭示的实施例，于未进入画面期间时的空白期间(blankingperiod)，通过设置于周边区sa的临界电压检测电路112进行晶体管的临界电压检测，并将产生的临界电压信息vdec与显示数据sdata进行运算以产生补偿后显示数据sdatac，于画面期间时，再将补偿后显示数据sdatac写入对应的像素px。通过将临界电压检测电路112设置于周边区sa的方式，可以提高像素px的开口率(apertureratio)。由于已知技术的基本像素电路需要于每个像素更新期间进行每个像素的驱动晶体管的临界电压补偿，通过本发明揭示的于未进入画面期间时的空白期间进行晶体管的临界电压检测，使得临界电压检测的时间不会受到显示装置的更新频率(refreshrate)及分辨率(resolution)，也可使得像素px可以不需在像素更新期间补偿驱动晶体管的临界电压，进而延长像素px的发光期间(emittingperiod)。
请同时参考图2a及图2b，图2b是依据图2a的实施例所绘示操作时序图，显示面板的操作时序可以包括空白期间(blankingperiod)bp与画面期间(frame)fp，空白期间bp的操作时序分为重置期间p1及预设期间p2、画面期间fp可包括像素行120的多个像素的多个像素更新期间p3。空白期间bp可以指在显示面板刚开机时，或显示面板还未进入画面期间fp时，此时时序控制器刚启动，于重置期间p1，补偿电压vcomp具有低电压位准vl，于预设期间p2补偿电压vcomp由低电压位准vl转态成高电压位准vh；画面期间fp可以是扫描驱动器140输出扫描信号s(1)-s(n)至显示面板110以进行像素更新；其中每个像素更新期间p3包括根据扫描信号s(n)导通像素px以使数据电压写入像素px的数据写入期间p31与发光期间p32。选择信号se4于空白期间bp具有高电压位准，选择信号se4于画面期间fp具有低电压位准，用于导通电晶体et4以输出数据电压至数据线dl；选择信号se3于空白期间bp具有低电压位准，用于导通电晶体et3以传输临界电压信息vdec至信号驱动器130，选择信号se3于画面期间fp具有高电压位准；于数据写入期间p31，扫描信号s(n)具有低电压位准。以下将详细说明显示面板100的作动方式。
接着详细说明显示面板100的作动方式。请参考图3a至图3d，图3a至图3d是依据图1的实施例所绘示的临界电压补偿电路操作示意图。为方便示意临界电压补偿电路310的操作方式，在图3a至图3d中，像素行320中仅以单个像素px呈现。并且，图3a至图3d中断开的开关或晶体管以打叉示意，而导通的开关或晶体管则以未打叉来示意。
图3a是绘示图1的实施例于重置期间p1的电路作动示意图；图3b是绘示图1的实施例于预设期间p2的电路作动示意图；图3c是绘示图1的实施例于数据写入期间p31的电路作动示意图；图3d是绘示图1的实施例于发光期间p32的电路作动示意图。请先参考图3a，于重置期间p1中，此时显示面板100刚进入开机状态的空白期间，此时补偿电压vcomp具有低电压位准vl，此时晶体管et1导通，晶体管et2关闭，使得晶体管et2的控制端的电压位准为vl+|vth_et1|。
请参考图3b，于预设期间p2中，补偿电压vcomp由低电压位准vl转态成高电压位准vh，选择信号se3为低电压位准以导通电晶体et3，此时晶体管et1关闭，晶体管et2、晶体管et3导通，使得晶体管et2的控制端的电压位准为vh-|vth_et2|，使得输出的临界电压信息vdec的电压位准为vh-|vth_et2|。由于开关sw1为导通状态，因此可将储存临界电压信息vdec至存储器116。
接着参考图3c，在进入画面期间，选择信号se3为高电压位准以关闭晶体管et3，即进入画面期间，不再进行晶体管et2的临界电压检测，于每个像素更新期间p3的数据写入期间p31，接收的显示数据sdata与临界电压信息vdec进行运算以产生补偿后显示数据sdatac运算器114电性连接至数位类比转换器dac，用于将补偿后显示数据sdatac由数字信号形式转换为模拟信号形式的数据电压vdata。信号驱动器的脚位输出数据电压vdata，此时开关sw2为导通状态，因此可将数据电压输出至数据线dl。根据扫描驱动器140输出的扫描信号s(n)导通电晶体t1以写入数据电压至晶体管t2的控制端，此时晶体管t2的控制端的电压位准为vh-|vth_et2|+vdata，其中vdata为数据电压的电压位准；同时，由于电压位准的设定使得晶体管t2被操作于饱和区(saturationregion)，因此流经晶体管t2的电流id为ovdd-(vh-|vth_et2|+vdata)-|vth_et2|，晶体管t2的临界电压信息可以因此被抵销，因此流经晶体管t2及发光二极管d的电流id只与数据电压vdata有关。
最后参考图3d，于每个像素更新期间p3的发光期间p32，此时虽然晶体管t1已关闭，但晶体管t2可持续导通以使发光二极管d发光。通过设置临界电压检测电路112于显示面板100的周边区sa，并于刚开启显示面板100未进入画面期间的空白期间检测并补偿临界电压，使得每个像素更新期间的发光期间增加，使得显示面板100的显示质量提升，还可提高像素px的开口率。
请参考图4a与图4b，图4a是依据本发明的另一实施例所绘示的像素电路图，图4b是依据图4a的像素px2所绘示操作时序图。请先参考图4a，相较于本发明所揭示的图2a的像素px，每个像素px2还可以包括晶体管t3、晶体管t4，每个晶体管均具有第一端、第二端和控制端，晶体管t3跨接于电容cst的两端，用于重置电容cst的两端的电压位准；晶体管t4的第一端用于接收初始电压vint，晶体管t4的第二端电性连接于发光二极管d的阳极端，用于重置发光二极管d的阳极端的电压位准。晶体管t3、晶体管t4的控制端共同受控于扫描信号s(n-1)。通过设置晶体管t3、晶体管t4，可以于数据电压写入像素px之前，先重置像素px内节点的电压位准。请接着参考图4b，于每个像素更新期间p3，还可以有重置期间p30于数据写入期间p31之前，以使得于数据电压写入像素px之前，先重置像素px内节点的电压位准。其余像素电路内晶体管连接方式与作动，大致与像素px相同，本文不另赘述。
图5是本发明的另一实施例所绘示的显示面板500示意图。在图5的实施例中，模数转换器adc与存储器516可以设置于外围区sa，而加法器可设置于信号驱动器530内。通过模数转换器adc将接收到的临界电压信息vdec从模拟信号转换成数字信号，并暂存于存储器516内，再通过信号驱动器530的输入脚位(未绘示)将暂存于存储器516临界电压信息vdec传送至信号驱动器530与显示数据sdata进行运算后产生补偿后显示数据sdatac，再通过信号驱动器530内的数模转换器dac将补偿后显示数据sdatac由数字信号转换成模拟信号的数据电压vdata。
图6是本发明的另一实施例所绘示的显示面板600示意图。在图6的实施例中，加法器614、模数转换器adc与存储器616可以设置于外围区sa，将暂存于存储器616临界电压信息vdec先与显示数据sdata进行运算后产生补偿后显示数据sdatac，再将补偿后显示数据sdatac通过信号驱动器630的输入脚位(未绘示)传送至信号驱动器630，其余作动与显示面板100及显示面板500相似，不另于此赘述。
综上所述，本发明的临界电压补偿电路通过重置补偿晶体管并输出临界电压信息，运算器接收临界电压信息并且依据临界电压信息以及显示数据进行运算以产生补偿后显示数据。如此一来，可通过补偿后显示数据来补偿各个像素行的驱动晶体管的临界电压，借以有效改善显示面板的显示均匀性。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以做出若干变形和改进，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。