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CN109906477A - 用于有源矩阵显示器的电源线压降补偿 - Google Patents

用于有源矩阵显示器的电源线压降补偿 Download PDF

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CN109906477A CN201780067935.3A CN201780067935A CN109906477A CN 109906477 A CN109906477 A CN 109906477A CN 201780067935 A CN201780067935 A CN 201780067935A CN 109906477 A CN109906477 A CN 109906477A
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Abstract

用于有源矩阵显示器的驱动系统电路系统，包括：数据驱动器模块，用于接收表示要由有源矩阵显示器的各像素显示的图像的数字数据比特流；一个或多个电源线，用于对多个像素供电，每个像素包括至少一个发光元件；电压源，连接到该一个或多个电源线；以及校准装置，用于补偿在该一个或多个电源线上的功率降低。该校准装置包括：用于使电流流过各个体像素的装置，用于确定跨该像素的压降以及用于将该压降与该像素的预定参考电压进行比较的装置，用于从该比较中确定该像素的校准值的装置，该校准值将连接到电压源并接地的线缆的电阻考虑在内，用于将校准值应用于接收到的数字数据比特流以由此生成数据驱动器电压的装置,所述数据驱动器电压要被应用到数据驱动器模块用于经校正的图像的表示。

Description

用于有源矩阵显示器的电源线压降补偿
发明领域
本发明涉及有源矩阵LED面板的领域。更具体地，本发明涉及用于驱动和补偿数字驱动的AMLED或AMOLED显示器的不均匀性的方法。
发明背景
有源矩阵发光二极管(AMLED)显示器面板以及包括有机发光二极管(AMOLED)的版本通常包括三个主要部分：包含LED或OLED的前板，具有有源矩阵像素阵列(包括TFT)的背板，以及通常处于显示器边缘的电子驱动器。
在显示器运作期间前板和背板两者存在显著降级，并且用于平板显示器的生产规程不是同质的。在目前看来，缺少均匀或同质的制造条件看似不可避免，因为显示器中的这些非均匀性来自各种不可控的源：生产过程中的非均匀性(例如，跨面板的电介质厚度的变化以及半导体的接口质量，形成(O)LED的材料的沉积变化和变动等)，矩阵材料中的非均匀性(例如，LTPS中的增益边界)以及其他源。显示器的降级可以用多种形式来表现：例如，OLED特性的偏移(由于使用引擎的降级、由于时间流逝引起的降级)、TFT特性的偏移，一般大部分由偏置压力主导(电压或照明)等。对降级和非均匀性作出贡献的另一影响因素可能来自于分布在所有像素上的电流的供应和接地线电阻的变动。
为了补偿降级产生的偏移和变动，每一像素中的电流需要被匹配到要被显示的像素的期望数字值。已经开发了若干策略来准确地设置像素电流。传统且最常用的技术通过驱动驱动晶体管作为饱和的电流源来使用对每一像素中的电流的精细调谐，即，通过施加远大于VGS-VT的源极漏极电压(VDS)。这一高源极漏极电压导致较高的功耗，因为大部分功率在跨越用作电流源的驱动晶体管的背板中被损耗。另外，像素组(例如，显示器中的列)与功率源之间的接触阴线通常引入寄生效应。这些寄生效应(诸如压降)可以通过在每一列中数模转换器(DAC)的增加来进行补偿。然而，这增加了电路的复杂性，并且引入了进一步的寄生效应和压降。由于所有像素中的电流在数字(PWM)驱动的有源矩阵显示器的所有情况下都应当相等，因此这可能导致图像质量的劣化。
已经开发了其他技术，这些技术使用PWM方案以便设置每一像素中的特定亮度水平。然而，这要求像素电流能够被非常准确地设置成要么为0要么为固定值(基于像素大小和所要求的显示光度)。WO2014/080014描述了可如何使用每一行的电流源来达成均匀的电流。然而，与模拟驱动方案相比，这要求两倍数目的接触焊盘来驱动显示器(从而引入附加寄生效应)，因为在该解决方案中，数据线和电源两者都需要由硅驱动器在每一行的基础上来提供。此外，它要求在驱动器中主存电流源，这将占据晶片的相当大的面积。这是次优的，因为每单元面积可制造较少的像素，从而导致次优的显示分辨率。因此，这不是用于驱动显示器的非常成本高效的方法。
发明内容
本发明的各实施例的一个目标在于提供一种驱动AMOLED(有源矩阵OLED)显示器或AMLED(有源矩阵LED)显示器的良好方法和设备。本发明的各实施例的优点在于，显示器以统一的方式来驱动从而获得良好的图像质量。
在第一方面，本发明提供了用于有源矩阵显示器的驱动系统电路系统。该驱动系统电路系统包括：
-数据驱动器模块，用于接收表示要由该有源矩阵显示器的各像素显示的图像的数字数据比特流，
-一个或多个电源线，用于对多个像素供电，每个像素包括至少一个发光元件，
-电压源，连接到该一个或多个电源线，以及
-校准装置，用于补偿在该一个或多个电源线上的功率降低。
该校准装置包括：
用于使电流流过各个体像素的装置，
用于确定跨该像素的压降以及用于将该压降与该像素的预定参考电压进行比较的装置，
用于从该比较中确定该像素的校准值的装置，该校准值将连接到电压源和接地的线缆的电阻考虑在内，以及
用于将校准值应用于接收到的数字数据比特流以由此生成数据驱动器电压的装置，所述数据驱动器电压要被应用到数据驱动器模块用于经校正的图像的表示。
本发明的各实施例的优点在于：可以动态地执行校正，校正输出中由于晶体管特性差异、发光元件特性差异、温度变化、时间降级导致的差异，并且将若干行的电源线和接地线处的电压一起考虑在内。
在本发明的各实施例中，驱动系统可进一步包括在每一像素中与LED或OLED串联的可变阻抗，诸如举例来说可调谐电阻器，其被适配成在像素激活之际提供流过每一像素的相同电流。
在根据本发明的各实施例的驱动系统中，校准装置可包括用于存储所确定的校准值的存储器。
如根据本发明的各实施例的驱动系统中，该校准装置可包括参考电流源，该参考电流源连接到反馈环路并经由“校准模式”开关装置进一步连接到至少一个电源线。
本发明的此类实施例的优点在于：可以使电流源高度准确，并且可以在集成电路中实现电流源，其可以容易地分布在有源矩阵面板中的若干数据驱动器芯片上。一个附加优点在于：内部生成的电压可以被用作参考，从而阻抗匹配独立于硅芯片。
在根据本发明的各实施例的驱动系统中，该校准装置包括内插单元和接地压降乘法单元，该内插单元和接地压降乘法单元两者经由求和单元被适配成向有源矩阵面板的数据驱动器模块提供电压调节。电压调节和补偿因而可以通过已经存在于有源矩阵显示器中的数据驱动器来提供，无需额外的电流源、DAC等，这节约了晶片面积并且允许获得具有高分辨率的显示。一个附加优点在于：由于接地引起的阻抗变动可以被纳入考虑。
在根据本发明的各实施例的驱动系统中，电压源和校准装置能够连接到至少一个电源线的第一侧。该至少一个电源线可进一步包括能经由第二“驱动模式”开关装置连接到电压源的第二侧。
在根据本发明的各实施例的驱动系统中，电压源可包括DC/DC转换器。以此方式，可以获得高效的电压源，而无需ADC或DAC及其附加的压降。
在第二方面，本发明提供了一种有源矩阵显示器，包括：在逻辑上组织成行和列的像素阵列，每一像素包括至少一个发光元件；以及根据本发明的第一方面的任何实施例的驱动系统电路系统。
在根据本发明的各实施例的有源矩阵显示器中，像素可包括2T1C结构。此类实现具有简单的布局且容易控制，具有少量的组件，从而降低了损耗。
在根据本发明的各实施例的有源矩阵显示器中，该阵列可以被划分成两组像素，每一组像素包括根据第一方面的任何实施例的驱动系统电路系统。本发明的各实施例的优点在于：通过复制参考电流Iref源、模式选择开关和比较器的数目可以并行地完成不同行上的多个像素的校准。
在第三方面，本发明提供了一种校准有源矩阵显示器的方法，该有源矩阵显示器包括在逻辑上组织成行和列的像素阵列。该方法包括：使电流流过该像素阵列的一行的个体像素，确定跨所述像素的压降以及将该压降与该像素的预定参考电压进行比较，从该比较中确定该像素的校准值，该校准值将连接到电压源并接地的线缆的电阻考虑在内，以及存储该校准值。
在第四方面，本发明提供了一种驱动有源矩阵显示器的方法。该方法包括：接收表示要在该有源矩阵显示器上显示的图像的数字数据比特流，将先前确定的校准值应用于接收到的数据比特流以由此生成数据驱动器电压，所述数据驱动器电压要被应用到该有源矩阵显示器的数据驱动器模块用于至少针对电源线的功率下降进行校正的图像的表示。
在此类方法中，驱动晶体管被用作可变阻抗，更具体地，被用作可变(可调谐)电阻器。
在此类方法中，校准值可以根据第三方面的方法来确定。
本发明的特定和优选方面在所附独立和从属权利要求中阐述。来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以及其他从属权利要求的特征适当地结合，而不仅仅是如在权利要求中明确阐述的。
本发明的这些以及其他方面从下文所描述的(多个)实施例中将变得显而易见并且将参考这些实施例来进行阐明。
附图的简要说明
图1例示了用于分别具有单个面板以及分成两个像素子集的面板的两种类型的AM(O)LED显示器的功率分布和校准电路的两个示例性实施例。
图2示出了电源线的三种连接实现的压降曲线：连接到面板的两侧、连接到单侧、以及连接到被分成两个像素子集的面板的两侧。
图3以示意性的方式示出了包括可变电压源和电流传感器的示例性实施例。
图4示出根据本发明的各实施例的数字驱动的显示器的示例性轮廓。
图5示出数据驱动器布线的示例性配置选项。
图6示出适用于本发明的各实施例的像素配置的两个实现。
图7示出根据本发明的各实施例的显示器的两个电阻式模型。
图8示出根据本发明的各实施例的可以在校准期间计算和使用的压降的示例性参考电平。
图9例示示出电源线压降的校准以用于寻址数据驱动器的示意性框图。
图10示出根据本发明的各实施例的用于单个像素的校准方法。
图11例示了数字驱动的OLED显示器的实际实施例。
图12到图15例示了模拟结果。
这些附图仅是示意性而非限制性的。在附图中，出于说明性目的，可将要素中的一些要素的尺寸放大且不按比例绘制。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
在不同的附图中，相同的附图标记指示相同或相似的要素。
具体实施方式
将针对具体实施例且参考特定附图来描述本发明，但是本发明不限于此而仅由权利要求书来限定。所描述的附图只是示意性的而非限制性的。在附图中，出于说明性目的，可将要素中的一些要素的尺寸放大且不按比例绘制。尺寸和相对尺寸不对应于本发明实践的实际缩减。
说明书和权利要求书中的术语第一、第二等被用于区分相似元件，而不一定用于描述时间上、空间上、等级上或其它方式上的顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的并且本文中所描述的本发明实施例与本文中所描述或图示的相比能够以其他顺序操作。
此外，说明书和权利要求中的术语顶部、下方及类似术语用于描述性的目的并且不一定用于描述相对位置。应该理解，如此使用的这些术语在合适情况下可以互换，并且本文描述的本发明的实施例能够以除了本文描述或解说的之外的其他取向来操作。
应注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置；它并不排除其他要素或步骤。因此，该术语应被解释为指定所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件、或其群组的存在或添加。因此，表述“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由组件A和B构成的设备。这意味着对于本发明，该设备的仅有的相关组件是A和B。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部是指同一实施例，但是可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，如从本公开中对本领域普通技术人员将是显而易见的，特定的特征、结构或特性可以用任何合适的方式进行组合。
类似地，应当领会，在本发明的示例性实施例的描述中，出于精简本公开和辅助对各个发明性方面中的一个或多个的理解的目的，本发明的各个特征有时被一起编组在单个实施例、附图或其描述中。然而，这种公开的方法不应被解释为反映所要求保护的本发明需要比每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反，如所附权利要求反映的，各发明方面可以存在比单个前述公开的实施例的全部特征更少的特征。因此，具体实施方式之后所附的权利要求由此被明确纳入本具体实施方式中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。
此外，尽管本文所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但不包括其他实施例中所包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合旨在落在本发明的范围内，并且形成如将由本领域技术人员所理解的不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。
在本文所提供的描述中，阐述了众多具体细节。然而应理解，在没有这些具体细节的情况下也可实践本发明的实施例。在其他实例中，公知的方法、结构和技术未被详细示出以免混淆对本描述的理解。
OLED显示器是包括发光二极管的阵列的显示器，其中发射电致发光层是有机化合物构成的膜，其响应于电流来发射光。OLED显示器既可使用无源矩阵(PMOLED)寻址方案，也可使用有源矩阵(AMOLED)寻址方案。在OLED显示器的示例中，本发明涉及AMOLED显示器。相应的寻址方案利用薄膜晶体管背板来打开或关闭各个OLED像素。AMOLED显示器允许比PMOLED显示器更高的分辨率和更大的显示器尺寸。
然而，本发明并不限于AMOLED显示器，而是更上位地涉及有源矩阵显示器。尽管考虑到它们的像素元件的电流切换速度，AMOLED显示器是特别有利的，但是任何类型的有源矩阵显示器都可以使用本发明的各实施例的概念。如果有源矩阵显示器的像素元件能够更快速地切换的话，这将是有利的，因为这允许获得更高的帧速率，因而获得较少闪烁的图像。
根据本发明的各实施例的有源矩阵显示器(例如AMLED或AMOLED显示器)包括多个像素，每一像素包括发光元件，例如发光二极管(LED)或有机LED(OLED)元件。发光元件被布置为阵列，并且在逻辑上组织成行和列。贯穿本发明的说明书，术语“水平”和“垂直”(分别与术语“行”和“列”有关)用于提供一坐标系，并且仅为了便于说明。它们并不需要但也可以指设备的一个实际物理方向。此外，术语“列”和“行”被用来描述被链接在一起的阵列元件集。该链接可以是笛卡尔阵列的行和列形式；然而，本发明不限于此。如本领域的技术人员将理解的，列和行可以容易地互换且在本公开中也意图这些术语是可互换的。另外，也可构造非笛卡尔阵列且包括在本发明的范围之内。相应地，术语“行”和“列”应作广义解释。为了便于这一广义解释，说明书和权利要求书提到的是逻辑地组织成行和列。通过这意味着像素元件集以拓扑线性交叉方式链接在一起；然而，物理或地形布置不必如此。例如，行可以是圆形而列是这些圆的半径，因而圆和半径在本发明中描述为“逻辑地组织的”行和列。同样，各个线的具体名称(例如，选择线和数据线)旨在成为用于促进解释和理解的通用名称，并且指代特定功能。这些对用词的具体选择不旨在以任何方式来限制本发明。
在本发明的各实施例中，本发明涉及一种用于有源矩阵LED(AMLED)或OLED(AMOLED)显示器面板的驱动电路，其允许均匀的像素供电并且因而减少了显示降级和非均匀性。本发明还涉及AMLED和AMOLED显示器面板，包括根据本发明的各实施例的驱动电路系统。本发明还涉及一种用于数字驱动AM(O)LED显示器的方法，包括电源线压降补偿。
在本发明的各实施例中，电压模式数字驱动被用于驱动显示器面板。提供了基于块级别的阻抗匹配的用于显著降低或消除前板和背板两者的非均匀性和降级的补偿方案。
在使用电压模式数字驱动时，可以用各种方式来校准像素阵列。本质上，存在反馈，该反馈在某种程度上校验或规划在各个体像素中流动的电流。本发明涵盖了全部基于此概念的若干机制。作为核心原理，像素中的电流通过改变像素阻抗来确定，如同样在WO2014/080014中所描述的，该专利申请通过援引纳入本说明书。本文档中描述的技术也可用于本发明的概念。完成阻抗匹配以消除TFT和OLED中的变动并且补偿各个线上的压降。
为了获得校准值，第一方案包括在校准周期期间通过电流传感器监视单个像素消耗的电流来监视电流。这将要求每个校准周期每个通道(行或列，由电源线的方向来确定，其定义压降)激活一个像素，并且调谐驱动晶体管，直到像素电流抵达预定参考值。这会导致在校准周期期间每个电流传感器调谐单个像素。这并非是优选方案，因为会获得许多电流的测量数据，并且在数字驱动方法中，仅仅需要单个电流。
第二优选的方案包括在校准周期期间发送电流，并且适配可调谐电阻器，直到达到系统被设计的有效供电电压VDD，从而将每一行的像素数目及其电阻式模型考虑在内。该实施例的优点在于：例如可以用硅非常准确地制造电流源，并且电流源可以容易地分布在若干芯片上。内部生成的电压被用作参考，从而阻抗匹配独立于(硅)芯片。
这两个选项具有将连接到功率源的不限以及连接到若干行共同的接地的不限的电阻考虑在内，从而减少了半导体(例如硅触点)的数目以及(硅)芯片中的校准电路的数目。然而，这降低了校准的更新速度，因为可供执行校准的硬件较少。校准刷新时间取决于每个校准通道(即，一行或多个行一起)的像素数目以及像素校准之间的时间。不同像素的校准之间的时间取决于校准只在启动时进行还是在显示运行时进行。在数字驱动的显示器的运行时校准的情形中(以及在电源线垂直于数据线的情形中)，数字驱动方案内的任何未使用的时隙可以被用于校准。这提供了具有完美隐藏的校准的优点。例如，如WO2014068017的第15页第10行到第16页第15行中记载的占空比示出了第一子帧的第一时隙为0，剩余时隙将要么为1(在最高有效位为1的情况下)或要么为0(在最高有效位为0的情况下)。即便对于8比特数字，数字信号是11111111，在这一类型的占空比中，第一时隙将是0，如在同一文档的第16页第23-28行所见。根据本发明的各实施例，此类未使用的时隙可以被用于校准。
在一方面，提供了一种用于数字驱动以及校准AM(O)LED显示器的方法。本发明的方法的各实施例可以提供对(O)LED特性(时间相关的降级、由于使用引起的降级)以及TFT特性的偏移的补偿，此类偏移一般来说大部分由偏压(电压或照明偏差)主导，从而获得AM(O)LED显示的良好图片质量。一般来说对于(O)LED，每一像素中的电流需要与要被显示的像素的数字之相匹配。
将在本发明的方法中描述用于准确地设置像素电流并且补偿沿电源线的压降的策略。在一些实施例中，获得每一像素的校准值，例如，通过使用参考电流Iref并且测量和调节跨该像素的压降，或者通过借助于电流传感器直接测量穿过该像素的电流。获得校准像素所要求的每一校准值被存储在校准存储器中。在实际使用AM(O)LED显示器时，获得表示要被显示的图像的数据流，并且将该数据流引入数据驱动器以带补偿的方式驱动有源矩阵。接着驱动AM(O)LED，将先前为每一像素确定的校准值考虑在内。可以通过同一硬件框来进行获得校准数据并且执行校准和电压校正。
图4示出根据本发明的各实施例的数字驱动的有源矩阵显示器的示例性系统轮廓。它包括图像接口硬件107、第一数据驱动器硬件401以及可任选的第二数据驱动器硬件402(例如，可以全部或部分实现在芯片上的数据驱动器)、第一组专用线驱动器403以及可任选的第二组专用线驱动器404(例如，嵌入式线驱动器)，其包括用于选择阵列中的像素的“选择”线、根据本发明的第二方面的各实施例的第一“电压分布和压降校准”块或“功率分布”块109以及可任选的第二电压分布单元或块108、以及像素背板405。电压分布单元(例如，包括用于功率分布和开关103、104的电压源101)可形成单个单元108(图1)。电压分布单元与电压补偿单元(例如，电流源106和图像接口硬件108)一起还可形成紧凑的单元109，例如集成单元。在一替换实施例中，仅存在单元109。图4中没有例示包含包括LED或OLED的像素的实际前板。
在有源矩阵显示器的正常使用期间，即在图像显示期间，在表示要被显示的图像的数字数据的形式下，图像输入通过输入406(例如线缆或总线)抵达图像接口硬件107。控制和数据信号从图像接口硬件107被发送到数据驱动器硬件401以及可任选的402，并且控制信号被发送到第一且可任选的第二组专用线驱动器403、404。同样，信号可以从压降校准框109回来作为反馈朝向图像接口硬件107。
图5示出了数据驱动器不限的两个可能实施例。在左手边的实施例500中，第一数据驱动器401和第二数据驱动器402分别存在于显示器的两侧，每一个控制一个像素子集。例如，每一数据驱动器可以控制数据线集501、502，数据线集可以运行直到显示器的中部。在右手边的实施例510中，仅在显示器的一侧上存在数据驱动器401，并且其对应的数据线411在整个显示器上运行直到显示器的另一侧。在这两个实施例中，如果驱动器足够快，还可以使用数据驱动器的复用。在此情形中，数据驱动器块(例如，复用器)的一部分可以用显示器背板技术来实现。
选择布线可以呈现类似于数据线缆(数据线)的选项。它们例如可以垂直于图5的数据线缆运行(该示例并不限制本发明)。例如，选择线缆(选择线)可以从显示器两侧上的专用线驱动器403、404运行直到显示器的中间，或者可以从显示器一侧上的线驱动器403运行直到显示器的另一侧，在此情形中，将仅需要一组专用线驱动器403。
有源矩阵显示器进一步包括驱动电路系统，该驱动电路系统一方面包括一组102供电电压线，在本发明的一些实施例中，取决于设计，它们可以平行于选择线，或者以任何其他合适的方式来实现，并且该驱动电路系统另一方面包括电压分布和压降校准单元109以及可任选的第二电压分布单元108。在本发明的各实施例中，电源线包括用于阵列的每一像素的VDD和GND连接。
图1示出了驱动电路系统的两个示例。上半部的电路100呈现了连接到用于向显示器的LED供电的一组电源线102两侧的电压源101。然而，在一些实施例中，功率源仅连接到面板的一侧。在任何情形中，这一连接可以由开关提供，例如，用于选择(启用或禁用)面板驱动的“驱动模式”开关103、104，例如晶体管。因而，显示器面板可以用电压源来驱动，并且这使得在每一行中引入DAC是不必要的，从而减少了组件的量并且节约了显示器中的空间，从而改进了设计缩放。此外，显示器不受到DAC比特分辨率(其通常需要大于正被转向的像素数目)的限制。驱动器可以被制造得很简单，从而降低成本。使用电压源并且避免使用DAC，带来了附加优点：减少或消除了来自连接的附加压降。在使用DAC时，要求某一量的压降以便DAC运行，并且这会损耗功率。另一方面，电压源101可以非常高效地制造(通过例如DC/DC转换器)。因此，包括电压源的驱动电路有利地节省了能量。
在显示器的驱动模式期间，“驱动模式”开关103、104被打开并且功率源VDD被连接到电源线102的两侧，并且“驱动模式”开关103、104在不活动时被关断。在校准期间，“驱动模式”关闭，并且“校准模式”开关105活动，通过电源线(例如电流源106)驱动单位电流Iref。
图1的下半部分绘图110示出了双驱动电路配置，其中存在两组“驱动模式”开关103、113和“校准模式”开关105、115以及两个参考电流源106、116。它们可以形成连接到面板的每一侧的两个集成单元109、119。该配置可以划分各个行，并且每一组可以驱动面板112中的像素的一个子集，例如，每一组驱动一半的像素。在该配置中，校准和供电可以被并行化。
在一方面，本发明涉及一种用于有源矩阵显示器的驱动电路，有源矩阵显示器诸如AMLED或AMOLED显示器面板。该驱动电路包括用于向像素群供电的一组102电源线(例如，线缆、总线或其他电子通路)，像素群可以被排列成行，每一像素群连接到该组102电源线中的单独电源线。在本发明的特定实施例中，在各像素被排列成行和列的情况下，一行上的所有像素连接到同一电源线，而不同行的像素连接到不同的电源线。在本发明的各实施例中，例如如图1所例示的，一组102电源线被提供，以使得对于阵列中的每一行像素存在一根电源线。在本发明的各实施例中，电源线包括连接到源VDD的线以及连接到接地GND的线两者。在本发明的各实施例中，电压源VDD被用于向面板供电。电压源VDD可以经由开关103、104、113与该组102电源线的两侧连接或断开连接。
在显示器的“正常驱动”模式期间，标记为“驱动模式选择”的信号起作用，关闭开关103、104，并且功率源VDD连接到该组102电源线的两侧。当“驱动模式选择”不起作用时，功率源VDD与该组102电源线的两侧断开连接。由于显示器能够用电压源来供电的事实，尽管需要电流源，也无需包括针对所有行的电流模式数模转换器(DAC)。这还改进了设计的缩放，因为对于较大的显示器，较多数目的像素需要由这些DAC供电，并且DAC的准确性需要大于正被转向的像素数目。此外，使用电压源的另一优点在于消除了电流DAC内的压降。电压源可以高效地制造(例如，通过DCDC转换器)。在电流DAC中，将要求某一预定量的压降以便DAC运行，并且这会损耗功率。因此，从电源角度，根据本发明的各实施例使用电压源是更好的解决方案。
当“校准模式选择”起作用时，另一开关105被关闭，并且通过电源线驱动单位电流Iref。至此，在该组102电源线的一侧提供参考电流源。这被用于校准，如下文更详细地解说的。在注入电流的情况下，测量电源线同一侧的电压，并且该测得电压被发送到比较器单元，在此处将测得电压与一组参考电压Vref(i)作比较，其中i从1到p，p是已经针对校准被预定义的参考电压数目。该比较的结果被提供到图像接口硬件107中的数字逻辑。
由于有源矩阵显示器(例如，本发明的LED或OLED面板)照明的减少的降级，各像素可包括相对简单的配置，诸如2T1C(带2个晶体管和1个电容器的电路)，如图6所示。
然而，本发明不限于2T1C配置，并且其他配置(例如，4T2C、5T2C、6T2C)也可被应用以使TFT电压阈值偏移保持得非常低，从而减少像素照明的变动。
本发明可以被应用于p型以及n型晶体管，并且被应用于包括任何类型的背板的驱动电路系统，例如，包括举例来说氢化非晶硅(a-Si:H)、多晶硅、有机半导体、(非晶)铟镓锌氧化物(a-IGZO、IGZO)TFT或其他。
图6示出了根据本发明的各实施例的AM(O)LED显示器的像素结构的两个基础配置。所例示的实施例是2T1C(2个晶体管、1个电容器)配置，但是可以应用任何其他适用的配置。像素结构包括与驱动晶体管M1串联的LED或OLED 601。(O)LED 601可以耦合在耦合到接地GND的接地线603与晶体管M1之间，如图6的左手边部分所示，或者(O)LED 601可以耦合在耦合到电源VDD的电源线604与晶体管M1之间，如图6的右手边部分所示。(O)LED和晶体管M1上的电压之和得到像素上的电压。晶体管M1用作从电源线604向(O)LED 601供电的开关。选择晶体管M2将数据线606与驱动晶体管M1的栅极连接。选择晶体管M2的栅极连接到选择线607，选择线607被示为与电源线604和接地线603平行走向。选择线607垂直于数据线606走向。电容器C1被连接在驱动晶体管M1的栅极与源极之间。
在AM(O)LED显示器中，多个如图6中所表示的此类像素可以被逻辑排列成行和列。排列在同一列中的像素可以被连接到同一数据线606，并且排列在同一行中的像素可以被连接到同一选择线607。
取决于每一像素在行中的位置，每一像素中用于校准的电压、电流、阻抗和相关参数将具有不同的值，因为功率源与每一像素之间的电阻由于接触引线、像素之间的接触等原因取决于该像素在行中的位置。
本发明的各实施例提供了在显示器的正常使用期间(即在图像显示期间)的每像素的阻抗匹配。至此，首先根据预定校准方案在将参考电流引入每一像素的同时测量该像素上的电压，如下文将阐述的，接着经由阻抗匹配来控制每一像素中的电流以消除有源矩阵和(O)LED中的变动并且补偿各个行上的压降。通过调谐与像素的LED或OLED串联连接的可变阻抗来实现每一像素的阻抗匹配。在本发明的各实施例中，每一像素的驱动晶体管被用作可变电阻器。图7示出一行中的每一像素经历压降，该压降取决于该像素在N个像素的行中的位置(n)，因为像素与到功率源的连接之间串联的电阻随着到功率源的距离增大而增大。
图7中以电阻式模型示出连接到电源线604的像素行的两个可能配置以及各像素之间的电阻。图7的上半部分实现例示了从两侧驱动的一行像素的电阻式模式，而下半部分实现例示了从单侧驱动的一行像素的电阻式模型。在两个相邻像素之间，每个像素包括(O)LED 601、611(仅示出了每一像素的LED和驱动晶体管M1)，在具有N个像素的一行中，存在(相邻像素之间的)电源线电阻R1与(相邻像素之间的)接地线电阻R2。这些电阻R1、R2来自金属布线，并且它们可以是可知的(例如，被建模、被测量等)。它们可以根据布局来计算。
两个像素之间在电源线和接地线中的电阻之和是参考电阻，R1+R2＝Rref。通常，到外部功率源VDD和接地GND的布线将具有分别比像素间线缆电阻R1和R2更大的电阻RS1、RS2。比率M被定义为相对于内部像素电阻的电阻比。RS1和RS2通常被定义为：
RS1+RS2＝M Rref＝M(R1+R2)
图7中的上半部分实现700包括两侧都接触的电源线，从而在行的端部处的像素连接到功率源VDD。对于该情形(在两个端部处都与功率源VDD接触的电源线电源线)，电阻压降在图8中例示。图8例示了3中情形：图形201——没有(O)LED开启，图形202——沿行的典型分布的(O)LED开启，以及图形203——沿行的所有(O)LED开启。从这些图形中可以看到，电源线上的压降随着电源线到功率源的连接点与所考虑的位于位置n处的像素之间开启的像素数目的增大而增大。
对于从两侧接触电源线的情形，电阻压降可以如下文那样来计算。
在校准期间，电流源，例如，图1的电流源106，通过打开开关103、104，关闭开关105，并且借助于功率分布块109、108来引导电流来将电流引入通过电源线。因而，在校准期间，每个电流源一次只有一个像素被开启(该像素正被校准)，行中的其余像素被关闭。如果使用两个或更多个参考电流源(106、116)，则将可能同时校准两个或更多个像素。在N像素行中位置n处的像素上的电阻压降(像素数n是1到该行上的像素总数N之间的数目)从注入的参考电流Iref来获得。
首先计算在位置n中的像素处该行中流动的电流，其因变于触点处的电流I0以及定义该像素何时开启(并因此汲取电流Iref)的二进制码bi(i为b的附属前缀)。该算法因此使用来自图像数据行的N比特流。该N比特流逝bN…bi+1bi…b1。
两个像素之间的布线的电阻Rref定义两个像素之间的压降
当求和直到像素n的所有这些压降并且增加具有电阻Rs＝Rs1+Rs2的接触引线处的压降时，获得直到像素n的压降的等式：
在该表达式中，因子M被引入作为Rs和Rref之比：RS＝M Rref。然而，需要从最后位置N处的电压对应于另一功率接线上的阻降的事实来确定I0：
ΔVN＝-RSIN＝-MRrefIN
这转换为：
用ΔVn替换等式中的I0，得到：
压降因而用RrefIref单位来表达。计算中需要的唯一常数是数目M，如上所定义的该数目M取决于显示器外部布线的布局的几何形状。当一行中存在超过1000个像素时，计算压降的精度小于1毫伏。由于这样的高精度，一些最低有效位在最终结果处可能被忽略。
压降的计算例如可以在两个步骤中完成。在第一步骤中，计算数目AN：
在运算期间，计算实际驱动之前一行的该数目AN。因此，在行x的驱动期间计算行x+1的数目AN。通过AN，可以获得表示电源线中在每一像素处的压降的二进制数Bn。对于行x+1的每一像素，在将数据记载到第一和/或第二数据驱动器硬件401、402的同时，可以通过将先前计算的值AN考虑在内来实时地计算该数目。
压降的表达式可以被分成两项AN和Bn，每一项可以被迭代地计算。
值可以在硬件块中计算。该硬件块可以存在于图像接口硬件107中。它可包括一个计数器和两个加法器。以此方式实现的算法可以表现为如下：
迭代：
s0＝0
p0＝0
Loop(i,1,N)
si＝si-1+bi
pi＝pi-1+si
if(bi＝1):pi＝pi+M
End loop
AN＝C*pi其中C＝1/(2M+N)
迭代的结果可以在结尾处与常数C＝1/(2M+N)相乘，但该常数C可以提前计算，这能够实现紧凑的乘法。总的来说，这是一个非常紧凑的硬件块。该结果仅在行结尾处提供。
一旦获得值AN，则表示行中的每一像素处的电源线压降的项集合也可以在硬件块(其也可存在于图像接口硬件107中)中实时地计算。它可包括一个计数器和两个加法器以及一个乘法器。总的来说，这是一个非常紧凑的硬件块。以此方式实现的算法可以表现为如下：
迭代：
s0＝0
p0＝M*AN
Loop(i,1,N)
si＝si-1+bi
pi＝pi-1-si
pi＝pi+AN
Bi＝pi
End loop
该循环定义了不同的Bn值。
图8例示了根据本发明的各实施例的如何定义电源线压降参考电平Vref(1..N)。知晓了最大(图形203)和最小(图形201)电源线压降(它们是从电阻值和施加的参考电流Iref准确计算所得)，并且定义了在操作期间可能存在于其中的一组相等间隔的压降参考电平801(电平的数目由系统所要求的的准确性或最大成本来限定)。为方便起见，定义了对应于所计算的Bn数的最高有效位(MSB)的电平。对于801中定义的每一压降电平且对于每一像素，将在显示器的校准相位期间完成校准。在校准期间，获得二进制值(在将它们提供给数据驱动器的情况下)，该二进制值生成驱动晶体管的栅极上的电压，以使得获得像素上的先前确定的参考电压。对于Bn的每一MSB，提供参考电压。LSB通过内插来获得。
作为特定示例，考虑Bn是表示像素n中的比特串的压降的二进制数，并且例如选择了三个MSB。该选择确定了压降参考电平的数目，对于三个MSB来说，对应于8个压降参考电平801。在校准期间，一行中仅一个像素(每一电流源106、116)开启，并且仅测量8个可能的压降。值“000”对应于无阻降(最小压降的情形201)，而值“111”对应于最大阻降，仅在最大压降图203的中间获得。在接口硬件107的存储器中，存储每一像素的校准电压值和各自的8个电平。实际Bn数包括比它们的三个MSB长的串。因而，用于校准的实际值时相关像素n与下一相许n+1之间的线性内插。该串的其余部分(最低有效位)可以被用于改进内插。
值得注意的是，对于每一像素，获得所有校准电平以便不影响硬件速度，即便在理论上接近功率源(例如，在图8中显示器的侧边处)的像素将不会到达可能的参考电平。
图10示出了用于一个像素的校准方法，类似于WO2014/080014的第13页第23行到第14页第10行公开的方法。在校准期间，显示器因而被逐行驱动(通过线驱动器403、402激活选择晶体管M2，并且使参考电流Iref流过电源线)。通过单个活跃像素仅仅将参考电流Iref应用于一个像素行，从而使该行的其余像素保持不活跃。因为Iref通过(O)LED和晶体管M1两者被注入，所以总电压是(O)LED上的电压V*和晶体管上的电压之和，在V*与处于该Iref的像素上的电压VL之间。活跃像素的驱动晶体管M1的栅极处的电压被设置为由驱动晶体管M1形成的开关要开启的最低相关值，并且因此像素上的电压VL高于供电电压VDD。增大晶体管栅极处的电压得到较低的VL。栅极电压被增大，直到像素上的电压与供电电压相同。因此，驱动晶体管M1的栅极处的电压被逐步增大，直到获得供电电压VL*(＝供电电压VDD)作为像素上的电压。该值对应于电源线中的最小压降例如VDD，通常在电源线开头(即直接连接到功率源)处的像素中发生。该值被存储在像素的校准存储器中作为最小电源线压降。该过程可以被描述为校准期间的栅极电压扫略，如图10中的箭头1001所示。对于每一像素都执行该过程，直到所有电源线压降参考电平被获得并且被存储在校准存储器中。因此，对于每一像素，n个压降校准电平的差值被存储在像素的校准存储器中。与WO2014/080014的方法的区别之一在于像素现在是由电压源驱动的，并且校准值可以被用于数据线上的直接电压调节。
可以通过复制如图1中例示的参考电流Iref源、模式选择开关以及比较器的数目来并行地完成不同行上多个像素的校准。
图9示出了可以如何寻址实际数据驱动器。该硬件块可以存在于图像接口硬件107内部。它具有两个输入数据流：电源线压降901(BN....Bi+1Bi....B1)和表示要被显示的图像的数字数据比特流902(bN....bi+1bi....b1)。作为输出，获得数据驱动器电压值流903DN....Di+1Di....D1并且将其引入有源矩阵面板显示器的数据驱动器模块904中。对于每一像素，电源线压降值的最高有效位(MSB)被发送到校准存储器905。像素n的压降的校准值以及下一像素n+1的压降的校准值被提供到内插单元906。像素n的同一压降的最低有效位(LSB)同样被提供到内插单元906，并且能够实现在两次校准之间进行精确内插。
在两种情形中，压降计算中可有利地考虑接地线压降的影响以例如驱动控制LED的供电的晶体管M1的栅极(参见图6)。典型地，接地线压降与总电源线压降之比是已知的(通常为一半)，因此在乘法单元907中通过乘以该已知比来获得接地线压降。该电压需要在求和单元908中与驱动M1栅极的电压相加。最后，基于数字数据比特流(bN....bi+ 1bi....b1)，输出复用器909选择输出，当比特为‘1’时该输出为计算所得的栅极电压，当比特为‘0’时输出为0。
在校准规程期间可以使用同一模块。可以包括计数器910以用于调节校准过程和/或将值存储在校准存储器中。计数器910在校准规程开始处，被设置为对应于最低可能栅极电压的值，并且当所获得的像素电压高于第一参考电压时，对应的计数器值被存储在第一校准值地址中。当校准值同样被应用于校准查找表905的MSB输入时，同样在输出处获得其值。在校准期间，LSB比特被设置为0(从而禁用内插)，并且数字数据流902被设置为‘1’，从而开启每一像素，在输出处给出所请求的数据驱动器电压。该电压增大直到获得所请求的参考电压。然后对于所有参考电压进行该过程。
图10中示出的每像素校准可以以递归的方式针对每一像素来完成，包括将值存储在图9的计算单元的存储器905(例如，查找表)中。
电源线压降和所要求的栅极电压(通过用于控制M1栅极的数据线引入的电压)之间的关系具有1/(a-x)的行为，其中“a”大于图8中例示的最大电源线阻降。这会要求多个校准参考电平来准确地执行校准。然而，数据驱动器可以有利地用1/(a-x)行为来实现，从而减少所需要的校准电平数目并且增加准确性。可以通过调整在一些现有显示器数据驱动器中实现的伽马(Gamma)响应曲线来不时地(例如，周期性地)实现该校正。伽马曲线的调节在本领域中是已知的，例如，它可以被实现为能够通过软件加载的值的内插，并且它可以容易地集成在本发明的各实施例内。
对于被驱动开启和关闭的像素的示例性序列，沿N像素行的电源线压降在图8中的图形202中示出，并且对于从两侧驱动的像素行，沿N像素行的电源线压降在图2的左上角绘图200中示出。像素数n是1与该行上的像素总数N之间的数字。该算法可以使用来自图像数据行的N比特流，如现有技术中所定义的，例如文档WO2014068017A1中。该N比特流是bN…bi+1bi…b1。这些比特可以表示代表图像的像素强度数据。
各像素之间、像素与功率源之间、以及像素与接地GND之间的连接是导电连接，通常为金属连接和引线，它们呈现出电阻性并且生成沿行的压降，该压降取决于像素的位置。靠近显示器中心(例如，远离与功率源连接)的像素从平均上来说将显示出高于靠近源的像素的压降。图2示出针对三种情形的最小压降201(所有(O)LED关闭)、典型压降202(几个(O)LED开启，其他关闭)以及最大压降203(所有(O)LED开启)的压降曲线：
-在左上角的绘图200中，对于其中电源线从两侧连接到电压源101的实施例(例如，对于具有在两侧到功率源的连接的图1的实施例100)，曲线的两侧终止于电压电平VDD。
-在右上角的绘图210中，电源线不是从两侧而是仅从一侧进行连接。当功率无法在显示器的两侧都被连接时，在实际实现中单侧的替换方案是有利的。然而，压降通常很高。
-在下半部的绘图220中，使用双驱动电路。在该替换方案中，功率VDD和接地GND线不是在面板的两侧进行连接，相反面板被划分，每一分区仅包括到电压源和GND的一个连接。该实施例将电源线划分成两个部分。压降曲线对应于图1的下半部分绘图110。它需要两倍量的校准单元，并且呈现高压降，但它要求较少的计算。在某些情况下，功率电压和接地电压可能在电源线的中间不相等(甚至不是最大压降；尤其是在每一子集不包括相同数目像素并且因而不包括相同数目电阻器的情况下，最大压降可能非常不同，如参考图7所解说的)。该实施例具有以下优点：它要求略微较低量的计算，但(在某些情况下)可具有较高的压降。它还使校准单元的量翻倍。
在电源线仅从一侧连接的情形(对应于图2的右上角绘图210中的图形)中，在图7的底部处的下半部实现710中例示对应的电阻模型。电阻压降可以用如前类似的过程来计算。首先如之前那样计算在像素n的位置处该行中流动的电流，其因变于触点处的电流I0以及定义该像素何时开启并因此汲取电流Iref的二进制码bi。
两个像素之间的压降通过两个像素之间的布线的电阻Rref来定义。
当对直到像素n的所有这些压降求和并且与接触引线处的压降相加时，获得直到像素n的压降的等式：
在该等式中，如前所述获得的因子M作为RS与Rref之间的比被引入(RS＝M Rref)。仍然需要确定电流I0，但是将电源线末端出的电流考虑在内：IN＝0这转换为
并且由此
如之前所述，两个单元可以被用于对显示器的行上的每一像素的AN和Bi的顺序计算。为此类实施例计算AN的单元可仅包括计数器(或者用于并行计算的两个计数器，如果面板由两个电压源和两个校准单元驱动，如图1的下半部分绘图110所例示)。
迭代：
s0＝0
Loop(i,1,N)
si＝si-1+bi
End loop
AN＝si
为此类实施例计算Bn的单元仅包括计数器和两个加法器(在用于并行化的双配置中计数器和加法器可以被复制，如图1的下半部分绘图110中所例示的)。由此，这些是非常紧凑的硬件实现。
该迭代等效于Bn的迭代的先前示例。
因而总的来说，包括N像素行中的每像素比特b的数据比特流被用于计算参数AN。接着，比特流和参数AN两者被用于计算数据的该比特的每像素的压降(因而，N个压降)。
在本发明的替换实施例中，在校准期间，使用电流源和ADC的配置(如图3中所示)，电压可以被扫略，并且电流可以借助于电流传感器来直接测量。电流传感器将监视在校准周期期间通过单个像素的电流，并且用作可调谐电阻器的驱动晶体管可以被用于调谐电流，直到像素电流与参考像素电流相同。图3示出了包括可变电压源301(从而在校准期间可以扫略电压)和用于测量电流的电流传感器302、303的一实施例。该实现与具有到电压源的双连接(图1的上半部绘图100)的驱动电路或双驱动电路(图1的下半部绘图110)相兼容。图3的实现要求复杂且准确的模数转换器(ADC)304、305以及校准期间的双扫略，因为M1的栅极电压和VDD两者都需要改变来获得通过像素的准确电流。在又一替换实施例中，功率仅连接到显示器一侧，并且驱动电路包括单个电流传感器302和单个ADC 304。
仿真结果
为了评估本发明的各实施例的用于数字驱动的显示器的校准方法的操作和定时以及有效性，使用模拟电子电路仿真器程序SPICE(“强调集成电路的模拟程序”)对一行进行模拟校准。图11示出数字驱动的OLED显示器的实际实施例。功率和接地从一侧连接，这对于校准方法是最差情形的情景。当功率和接地从两侧连接时，预期校准将好得多。另外，使用蓝OLED来执行仿真以便具有针对仿真的最差情形。对于要求较低电流的其他OLED(红、绿)，预期校准要好得多。
电源线的电阻率是校准质量中的一个重要因子。电源线用4Ω/像素(4欧姆/像素)进行仿真(对于完整的3840个像素的电源线位15.4kΩ)。在较低电源线电阻率的情况下，预期较好的校准。对于VT和VOLED所选的值被广泛扩展。因而，对于具有VT为+0.4的晶体管以及同样具有VT为-0.4V的晶体管将是有效的。对于OLED扩展同样适用。如果这些扩展较低，则变动也将降低，从而再次在实际应用中预期校准将较好。
图11的显示器和图6的像素已经被用于仿真。标记的显示器线1101的校准被仿真，因为在显示器全亮的情况下，它代表具有以下特性的所有线：
显示器4K分辨率：3840x2160；像素大小：三种颜色60μm＝423ppi；像素：具有共阴极OLED的标准IGZO(n型)。
输出亮度：500nit
用于蓝OLED子像素的电流：0.15μA(对于计算来说是主导性的)
电源线上每像素的电阻率：4Ω/像素
TFT：IGZO的移动性被认为不经历电流仿真中的变动。仅VT变动：平均VT＝1V，
OLED：IOLED＝0.15μA(微安)，平均VOLED＝3.5V，
像素电流对像素位置的结果在未经校准的显示器中(图12)进行比较，校准方法中没有电源线电阻率校正的校准(电平1)(图13)以及校准方法中包括电源线电阻率校正的完全校正(电平2)(图14)。各图形示出了因变于沿根据图11的显示器的行的像素位置的像素电流，行1101在位置0处的第一像素1102(最接近功率连接器)以及行在位置1920(离功率连接器最大距离)处的最后一个像素1103(在显示器的中间)。在图12到图14中，用全实线示出绝对像素电流，并且用虚线示出相对于参考电流(预定为0.15μA)的相对误差。
图12示出对于未经校准的情形，一行上的标准全局偏差以及相邻像素中相对差分别为：
全局：相邻像素：
因而，在没有校准的情况下，两个相邻像素的光输出之间的最大差可以有50％那么大。该差太高了，从而指示非常需要校准。另外，注意到沿电源线的压降的效果是可见的，但是电流由局部扩散来主导。
图13示出对于经校准的情形(电平1)，标准全局偏差以及相邻像素中相对差分别为：
全局：相邻像素：
这些结果不包括对电源线的阻降进行补偿的步骤。结果，可以观察到以下特征：
a)由于阻降，当行中的所有像素开启(最高显示输出情形，500nits)时，显示器中间的电流低于边缘处的电流。
b)此外，校准也变得更差：当与显示器边缘处的像素比较时，显示器中间的像素具有更差的校准。
在高光输出和/或电源线的高电阻率的情况下，校准规程中阻降的效应可以被有利地引入。
图14示出对于经校准的情形(电平2)，标准全局偏差以及相邻像素中相对差分别为：
全局：相邻像素：
SPICE仿真示出在将电源线的阻降考虑在内之后显示器的高均匀性。晶体管和OLED上的扩散等效于前一仿真中的扩散。所获得的像素输出是非常均匀的，并且不取决于在显示器中的位置。显示器中心的像素(位置接近1920)的强度几乎等于显示器边缘处的像素的强度。同样，在使用每色彩编码8比特时，像素电流的全局扩散少于最低有效位(LSB)。两个像素之间的最大差对应于LSB的1.5倍。
该校准已经在最差情形的情景中完成，因此在其他情形中，校准将更好(例如，较低的电源线电阻率进一步降低了校准之后最终获得的扩散)。
图15示出对于显示器的同一行的三种方法的比较(用于未经校准的结果的细线1501、用于电平1校准的粗线1502、用于电平2校准的虚线1503)。上面的图形示出绝对像素电流，而在下面的图形中是相对于参考电流(0.15μA)的相对误差。最接近功率连接的圈出的区域1510示出初始变动。在没有将阻降考虑在内(电平1校准)时，存在于未经校准的电流中的初始变动大部分消失，并且获得均匀的电流。然而，电流在朝显示器中心处(该行的结尾处)线性下降。然而，在将阻降考虑在内(电平2)时，变动从仿真中消失，并且电流在显示器的边缘与中心之间保持相等。圈出的区域1511示出该行结尾处的变动。在没有将阻降考虑在内(电平1校准)时，未经校准的电流的初始变动在校准之后仍然全部存在于电流中。它们仅仅是变小了。此外，平均电流与显示器中心处(该行的结尾处)的电流低约20％。在将阻降考虑在内(电平2)时，变动从仿真中消失，并且电流在显示器的边缘与中心之间基本保持相等。
总的来说，本发明的方法的各实施例用于减小从显示器边缘到行末端或显示器边缘到中间的像素变动和强度梯度。例如，在存在显示器的4Ω/像素电源线上存在超过640个像素的情形中，这是有利的，因为该方法可以将阻降考虑在内。
在增加了对阻降的补偿的情况下，可能在3840x2160(超高密度)显示器上获得超过1LSB(8比特)的均匀性。

Claims (12)

1.一种用于有源矩阵显示器的驱动系统电路系统，所述驱动系统电路系统包括：
-数据驱动器模块，用于接收表示要由所述有源矩阵显示器的各像素显示的图像的数字数据比特流，
-一个或多个电源线，用于对多个像素供电，每个像素包括至少一个发光元件，
-电压源，连接到所述一个或多个电源线，
-校准装置，用于补偿在所述一个或多个电源线上的功率降低，所述校准装置包括：
用于使电流流过各个体像素的装置，
用于确定跨所述像素的压降以及用于将所述压降与该像素的预定参考电压进行比较的装置，
用于从所述比较中确定该像素的校准值的装置，所述校准值将连接到所述电压源并接地的线缆的电阻考虑在内，以及
用于将所述校准值应用于接收到的数字数据比特流以由此生成数据驱动器电压的装置，所述数据驱动器电压要被应用到所述数据驱动器模块用于经校正的图像的表示，
其特征在于，至少所述校准装置被包括在集成单元中。
2.如权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，进一步包括与每一像素中的LED或OLED串联连接的可变阻抗，所述可变阻抗被适配成在每一像素激活之际提供流过该像素的相同电流。
3.如前述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述校准装置包括用于存储所确定的校准值的存储器。
4.如前述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述校准装置包括参考电流源，所述参考电流源连接到反馈环路并经由“校准模式”开关装置进一步连接到至少一个电源线。
5.如前述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述校准装置包括内插单元和接地压降乘法单元，所述内插单元和接地压降乘法单元两者经由求和单元被适配成向所述有源矩阵面板的所述数据驱动器模块提供电压调节。
6.如前述权利要求中任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述电压源和所述校准装置能够连接到所述至少一个电源线的第一侧，所述至少一个电源线进一步包括能够经由第二“驱动模式”开关装置连接到电压源的第二侧。
7.一种有源矩阵显示器，包括在逻辑上组织成行和列的像素阵列，每一像素包括至少一个发光元件，
所述有源矩阵显示器进一步包括根据前述权利要求中的任一项的驱动系统电路系统。
8.如权利要求7所述的有源矩阵显示器，其特征在于，所述像素包括2T1C结构。
9.如权利要求7或8中任一项所述的有源矩阵显示器，其特征在于，所述阵列被分成两组像素，每一组像素包括根据权利要求1-6中任一项所述的驱动系统电路系统。
10.一种校准有源矩阵显示器的方法，所述有源矩阵显示器包括在逻辑上组织成行和列的像素阵列，所述方法包括：
使电流从集成单元流过所述像素阵列的一行的个体像素，通过相同的集成单元确定跨所述像素的压降以及将所述压降与该像素的预定参考电压进行比较，
从所述比较中确定该像素的校准值，该校准值将连接到电压源并接地的线缆的电阻考虑在内，以及
存储所述校准值。
11.一种驱动有源矩阵显示器的方法，所述方法包括：
接收表示要被显示在所述有源矩阵显示器上的图像的数字数据比特流，
将先前确定的校准值应用于接收到的数据比特流以由此生成数据驱动器电压，所述数据驱动器电压要被应用到所述有源矩阵显示器的数据驱动器模块用于至少针对电源线的功率下降进行校正的图像的表示。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述校准值根据权利要求10的方法来确定。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110796993A (zh) * 2019-11-15 2020-02-14 福州京东方光电科技有限公司 电压补偿电路和显示装置
CN114360456A (zh) * 2022-01-20 2022-04-15 集璞(上海)科技有限公司 驱动电路、发光二极管驱动芯片、显示面板及电子设备
WO2022126737A1 (zh) * 2020-12-16 2022-06-23 Tcl华星光电技术有限公司 一种背光模组及显示装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3588479B1 (en) * 2018-06-27 2021-08-04 IMEC vzw Digital driving implementation at multiple reference light intensities
EP3847635A1 (en) * 2018-09-03 2021-07-14 Laurent Collot Display driver
KR102648992B1 (ko) * 2019-12-10 2024-03-19 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102379027B1 (ko) * 2019-12-26 2022-03-25 아주대학교산학협력단 전자 장치 및 이의 디스플레이 패널의 소모 전력을 분석하는 방법
KR20210086441A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 엘지디스플레이 주식회사 표시패널과 그 리페어 방법
CN114651297B (zh) 2020-01-03 2025-12-09 三星电子株式会社 显示模块
CN113223444B (zh) * 2020-01-17 2022-03-11 厦门凌阳华芯科技有限公司 一种单像素led驱动芯片及led显示屏
US11199866B2 (en) * 2020-01-29 2021-12-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Voltage regulator with power rail tracking
CN111399696B (zh) * 2020-04-30 2024-12-17 武汉华星光电技术有限公司 薄膜晶体管阵列基板及触控显示面板

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020167474A1 (en) * 2001-05-09 2002-11-14 Everitt James W. Method of providing pulse amplitude modulation for OLED display drivers
CN1452151A (zh) * 2002-04-12 2003-10-29 三星Sdi株式会社 有机场致发光显示装置及其驱动方法
US20070164937A1 (en) * 2005-07-08 2007-07-19 Jung Kwang-Chui Display device and control method thereof
CN101976546A (zh) * 2010-10-19 2011-02-16 友达光电股份有限公司 具电源电压降补偿功能的像素电路与发光面板
TW201216246A (en) * 2008-11-17 2012-04-16 Global Oled Technology Llc Compensated drive signal for electroluminescent display
CN102725786A (zh) * 2009-11-30 2012-10-10 伊格尼斯创新公司 在amoled显示器中用于老化补偿的系统和方法
CN104183212A (zh) * 2013-05-24 2014-12-03 三星显示有限公司 补偿单元和包括补偿单元的有机发光显示器
CN104335270A (zh) * 2012-05-23 2015-02-04 伊格尼斯创新公司 具有线路传播延迟补偿的显示系统
CN105637575A (zh) * 2013-10-21 2016-06-01 伊格尼斯创新公司 用于amoled像素驱动器的功率节约的系统和方法
US20160180755A1 (en) * 2009-11-30 2016-06-23 Ignis Innovation Inc. Resetting cycle for aging compensation in amoled displays

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0315929D0 (en) * 2003-07-08 2003-08-13 Koninkl Philips Electronics Nv Display device
JP5128287B2 (ja) * 2004-12-15 2013-01-23 イグニス・イノベイション・インコーポレーテッド 表示アレイのためのリアルタイム校正を行う方法及びシステム
JP5443188B2 (ja) * 2010-02-04 2014-03-19 グローバル・オーエルイーディー・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 表示装置
JP6473690B2 (ja) 2012-11-01 2019-02-20 アイメック・ヴェーゼットウェーＩｍｅｃ Ｖｚｗ アクティブマトリックスディスプレイのデジタル駆動
JP6309533B2 (ja) 2012-11-26 2018-04-11 アイメック・ヴェーゼットウェーＩｍｅｃ Ｖｚｗ アクティブマトリックスディスプレイの小電力ディジタル駆動
US9786223B2 (en) * 2012-12-11 2017-10-10 Ignis Innovation Inc. Pixel circuits for AMOLED displays

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020167474A1 (en) * 2001-05-09 2002-11-14 Everitt James W. Method of providing pulse amplitude modulation for OLED display drivers
US20020167471A1 (en) * 2001-05-09 2002-11-14 Everitt James W. System for providing pulse amplitude modulation for oled display drivers
CN1452151A (zh) * 2002-04-12 2003-10-29 三星Sdi株式会社 有机场致发光显示装置及其驱动方法
US20070164937A1 (en) * 2005-07-08 2007-07-19 Jung Kwang-Chui Display device and control method thereof
TW201216246A (en) * 2008-11-17 2012-04-16 Global Oled Technology Llc Compensated drive signal for electroluminescent display
CN102725786A (zh) * 2009-11-30 2012-10-10 伊格尼斯创新公司 在amoled显示器中用于老化补偿的系统和方法
US20160180755A1 (en) * 2009-11-30 2016-06-23 Ignis Innovation Inc. Resetting cycle for aging compensation in amoled displays
CN101976546A (zh) * 2010-10-19 2011-02-16 友达光电股份有限公司 具电源电压降补偿功能的像素电路与发光面板
CN104335270A (zh) * 2012-05-23 2015-02-04 伊格尼斯创新公司 具有线路传播延迟补偿的显示系统
CN104183212A (zh) * 2013-05-24 2014-12-03 三星显示有限公司 补偿单元和包括补偿单元的有机发光显示器
CN105637575A (zh) * 2013-10-21 2016-06-01 伊格尼斯创新公司 用于amoled像素驱动器的功率节约的系统和方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110796993A (zh) * 2019-11-15 2020-02-14 福州京东方光电科技有限公司 电压补偿电路和显示装置
CN110796993B (zh) * 2019-11-15 2022-03-08 福州京东方光电科技有限公司 电压补偿电路和显示装置
WO2022126737A1 (zh) * 2020-12-16 2022-06-23 Tcl华星光电技术有限公司 一种背光模组及显示装置
US11977296B2 (en) 2020-12-16 2024-05-07 Tcl China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Backlight module and display device
CN114360456A (zh) * 2022-01-20 2022-04-15 集璞(上海)科技有限公司 驱动电路、发光二极管驱动芯片、显示面板及电子设备

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Publication number Publication date
CN109906477B (zh) 2022-06-14
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