CN116884346A - 显示装置、像素电路的补偿电路及补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示装置、像素电路的补偿电路及补偿方法，所述像素电路包括成阵列排列的多个像素单元，所述补偿方法包括：逐行导通所述多个像素单元，获取每一行的多个像素单元的显示数据，并在每一行的多个像素单元导通时根据所述显示数据向其施加数据电压；根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值；根据所述数据电压变化值产生补偿电压；将所述补偿电压通过补偿电容耦合到电源电压，从而可以通过直接对电源电压进行补偿，抑制显示串扰，且其在补偿过程中无需考虑电源电压的恢复过程，操作简单，适用范围广，补偿效果好。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种显示装置、像素电路的补偿电路及补偿方法。
背景技术
相比于传统的液晶显示面板，有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示面板具有反应速度更快、对比度更高、视角更广且功耗更低等优点，并且已越来越多地被应用于高性能显示中。OLED显示面板中的像素电路一般采用矩阵驱动方式，根据每个像素单元中是否引入开关元器件，像素电路的驱动方式分为有源矩阵(Ac ti veMatrix，AM)驱动和无源矩阵(Passive Matrix，PM)驱动。
如图1a所示，AMOLED驱动芯片1100在驱动像素电路1200时，源极驱动电路110通过源极(source)线提供数据电压Vdata至相应的像素单元130，栅极驱动单元120通过扫描线提供相应的扫描信号至相应的像素单元130。每条源极线上都会分时驱动若干个像素单元130，当每次刷新显示内容时，由源极线对各个像素单元130进行驱动，并根据内容刷新方向的不同，分时将各个像素单元130的数据电压Vdata输送给像素单元130。
在显示屏进行刷新时，当大块的显示内容由白转黑或者由黑转白时，源极线输出的数据电压Vdata会同时出现较大的电压摆动。如图1b所示这个大的电压摆动经过屏体中的ITO走线之间的寄生电容，会耦合到电源电压ELVDD上，使电源电压ELVDD发生抖动。具体参见图1c当源极线上的数据电压Vdata由0灰阶对应的较高的电压值变为255灰阶对应的较低的电压值时，电源电压ELVDD会先快速下降再快速上升，最后回归稳定值，当源极线上的数据电压Vdata由255灰阶对应的较低的电压值变为0灰阶对应的较高的电压值时，电源电压ELVDD会先快速上升再缓慢变化，最终回归稳定值。由于AMOLED显示屏的显示数据采样与电源电压ELVDD强相关，即采样ELVDD-Vdata，因此，电源电压ELVDD的抖动会导致显示内容不符合预期，显示出不该出现的黑线或者白线，即出现显示串扰(crosstalk)现象，如图1d所示。
因此，有待提出一种新的显示装置、像素电路的补偿电路及补偿方法以解决上述问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种显示装置、像素电路的补偿电路及其补偿方法，从而可以通过直接对电源电压进行补偿，抑制显示串扰。
根据本发明的一方面，提供一种像素电路的补偿方法，所述像素电路包括成阵列排列的多个像素单元，所述补偿方法包括逐行导通所述多个像素单元，获取每一行的多个像素单元的显示数据，并在每一行的多个像素单元导通时根据所述显示数据向其施加数据电压；根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值；根据所述数据电压变化值产生补偿电压；将所述补偿电压通过补偿电容耦合到电源电压。
可选地，根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值的步骤包括：将每一行的多个像素单元的显示数据转换为相应的数据电压；获得多个数据电压的平均值，以得到所述第一数据电压；计算所述第一数据电压和所述第二数据电压之间的差值，以得到所述数据电压变化值。
可选地，所述第二数据电压的获取方法包括：缓存获得的所述第一数据电压，并在缓存时间达到预设时间时，将缓存的第一数据电压输出为所述第二数据电压，其中，所述预设时间为行切换时间。
可选地，根据所述数据电压变化值产生补偿电压的步骤包括：将所述数据电压变化值与一增益值相乘得到所述补偿电压，其中，所述补偿电压与所述数据电压变化值的极性相反。
根据本发明的第二方面，提供一种像素电路的补偿电路，所述像素电路包括成阵列排列的多个像素单元，用于执行上述所述的像素电路的补偿方法，所述补偿电路包括：驱动芯片，用于逐行导通多个像素单元，并获取每一行的多个像素单元的显示数据，在每一行的多个像素单元导通时根据所述显示数据向其施加数据电压；压差获取模块，根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值；
可变增益放大器，与所示压差获取模块连接，用于根据所述数据电压变化值产生补偿电压；补偿电容，用于将所述补偿电压耦合到电源电压。
可选地，所述压差获取模块包括：电压域转换单元，用于将每一行的多个像素单元的显示数据转换为相应的数据电压；第一计算单元，用于获得多个数据电压的平均值，以得到所述第一数据电压；第二计算单元，用于计算所述第一数据电压和所述第二数据电压之间的差值；数模转换器，用于将所述第一数据电压和所述第二数据电压之间的差值换为数据电压变化值并输出至所述可变增益变换器。
可选地，所述补偿电路还包括：缓存单元，用于缓存获得的所述第一数据电压，并在缓存时间达到预设时间时，将缓存的第一数据电压输出为所述第二数据电压，其中，所述预设时间为行切换时间。
可选地，所述可变增益放大器配置为将所述数据电压变化值与一增益值的相乘得到所述补偿电压，其中，所述补偿电压与所述数据电压变化值的极性相反。
可选地，所述可变增益放大器具有初始增益值，所述补偿电路在校准时，通过对所述初始增益值进行调整以得到实际增益值。
可选地，在所述第一数据电压表示所述多个数据电压的平均值时，所述可变增益变换器的初始增益值k0表示为：
k0＝Vcomp/Vd＝-(1*Cc*n)/Ccomp
其中，Vcomp表示所述补偿电压的电压值，Cc表示预设的寄生电容的电容值，n表示所述像素单元的列数，Ccomp表示所述补偿电容的电容值，Vd表示所述数据电压变化值。
根据本发明的第三方面，提供一种显示装置，包括：像素电路，包括成阵列排列的多个像素单元；电源模块，用于提供电源电压；以及如上述所述的像素电路的补偿电路。
本发明提供的显示装置、像素电路的补偿电路及补偿方法，通过逐行导通像素电路的多个像素单元，获取每一行的多个像素单元的显示数据，并在每一行的多个像素单元导通时根据所述显示数据向其施加数据电压；根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值；根据所述数据电压变化值产生补偿电压；以及将所述补偿电压通过补偿电容耦合到电源电压，从而可以抵消源极线提供的数据电压的变化对电源电压的影响，抑制显示串扰，且其在补偿过程中无需考虑电源电压的恢复过程，操作简单，适用范围广，补偿效果好。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1a示出了现有技术的显示装置的结构示意图；
图1b示出了现有技术的数据电压通过寄生电容耦合到电源电压的示意图；
图1c示出了现有技术的电源电压随数据电压变化的示意图；
图1d示出了现有技术的显示屏出现显示串扰的示意图；
图2示出了根据本发明实施例的显示装置的结构示意图；
图3示出了根据本发明实施例的压差获取模块的结构示意图；
图4示出了根据本发明实施例的像素电路的补偿方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件或者模块采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
应当理解，在以下的描述中，“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件或电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的，或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
同时，在本专利说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域普通技术人员应当可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本专利说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。
此外，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二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者操作区分开来，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”或者其任何其它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。
为了解决显示串扰问题，现有技术提出了一种像素电路的补偿方法，包括：获取当前扫描时刻施加于像素单元的数据电压和上一扫描时刻施加于所述像素单元的数据电压之间的数据电压变化值；根据所述数据电压变化值确定电源电压变化值；根据所述电源电压变化值和下一时刻预计施加于所述像素单元的原始数据电压，获得补偿后的数据电压；利用所述补偿后的数据电压，作为所述下一时刻施加于所述像素单元的实际数据电压。其目的是使数据电压随电源电压ELVDD变化，以补偿由此带来的串扰变化。
由于电源电压ELVDD发生扰动之后，其恢复过程受到多种因素的影响，尤其受到PMIC(即用于提供电源电压ELVDD的Power IC)特性的影响，不同的PMIC恢复速度不同，恢复过程中还可能出现振铃现象(反馈系统相位裕度不足导致)，通过数据电压进行像素电路的串扰补偿，数据电压需要复制电源电压ELVDD在恢复过程中的变化，否则无法起到很好的补偿效果，而复制电源电压ELVDD的这个恢复过程，相当复杂，且在不同的系统环境下没有通用性，比如在LCM(即模组厂)使用治具提供电源电压ELVDD，此时调好数据补偿参数来跟随电源电压ELVDD变化，串扰现象可能补偿好了，但显示模组接到实际的手机时，电源电压ELVDD由手机主板上的PMIC来提供，特性是不同的，所以参数需要重新调整。
基于此，本发明的发明人提出了一种像素电路的补偿电路及补偿方法，通过直接对电源电压ELVDD进行补偿来抑制电源电压ELVDD扰动，无需考虑电源电压ELVDD的恢复过程，操作简单，适用范围广，补偿效果好。
图2示出了根据本发明实施例的显示装置的结构示意图。
显示装置包括补偿电路、显示屏230以及电源模块PMIC，其中，补偿电路包括补偿模块220和驱动芯片，驱动芯片包括栅极驱动电路(未示出)和源极驱动电路210，显示屏230包括像素电路，像素电路包括成阵列排列的多个像素单元(未示出)。
像素单元接收扫描电压和数据电压以实现显示功能。其中，栅极驱动电路通过扫描线向多个像素行提供扫描电压，以逐行导通所述多个像素单元，源极驱动电路210用于获取每一行的多个像素单元的显示数据，并在每一行的多个像素单元导通时通过源极线S1-Sn向其提供数据电压。源极驱动电路210例如包括数模转换器DAC和缓冲器Buffer。
在本申请中，数据电压是针对像素列的，但是由于采用分时驱动方法，在进行图像显示时，是针对像素行显示的，即数据电压在同一时刻提供不同像素列中位于同一像素行的像素单元的数据电压，在下一时刻提供不同像素列中下一像素行中的像素单元的数据电压。
电源模块PMIC用于提供电源电压ELVDD。
补偿模块220用于根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值，以及根据该数据电压变化值对电源电压ELVDD进行补偿。其中，每个像素单元的显示数据通过采样电源电压ELVDD与该像素单元对应的源极线上的数据电压的差值得到。
补偿模块220包括压差获取模块221、可变增益放大器222以及补偿电容Ccomp。
压差获取模块221用于根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得该第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值。
可变增益放大器222用于根据数据电压变化值生成补偿电压Vcomp。更具体地，可变增益放大器222配置为将数据电压变化值与一增益值k相乘得到补偿电压Vcomp，其中，补偿电压Vcomp与数据电压变化值的极性相反。
补偿电容Ccomp用于将补偿电压Vcomp耦合到电源电压ELVDD，从而可以抵消源极线S1-Sn提供的数据电压的变化对电源电压ELVDD的影响。
图3示出了根据本发明实施例的压差获取模块的结构示意图。
参见图3，压差获取模块221包括依次连接于显示数据与可变增益放大器222输入端之间的电压域转换单元2211、第一计算单元2212、缓存单元2213、第二计算单元2214以及DAC(数模转换器)2215，其中，第一计算单元2212还与第二计算单元2214连接。
电压域转换单元2211用于将每一行的多个像素单元的显示数据转换为相应的数据电压。
第一计算单元2212用于接收多个数据电压，并计算多个数据电压的平均值，以得到第一数据电压。
缓存单元2213用于缓存获得的第一数据电压，并在缓存时间达到预设时间时，将缓存的第一数据电压输出为所述第二数据电压，其中，预设时间为行切换时间，即缓存单元2213在接收到第一数据电压的同时会将之前缓存的第一数据电压输出为第二数据电压。
第二计算单元2214用于计算所述第一数据电压和所述第二数据电压之间的差值。
数模转换器2215用于将所述第一数据电压和所述第二数据电压之间的差值转换为所述数据电压变化值并输出至可变增益变换器222。
显示屏230上的ITO走线与源极线S1-Sn之间形成多个与源极线S1-Sn一一对应寄生电容Cc1-Ccn。
假设t-1时刻源极线S1与t时刻源极线S1提供的数据电压的差值为Vd1，t-1时刻源极线S2与t时刻源极线S2提供的数据电压的差值为Vd2，……t-1时刻源极线Sn与t时刻源极线Sn输出的数据电压的差值为Vdn，则源极线S1-Sn提供的数据电压的变化对电源电压ELVDD的影响可以表示为a＝Vd1*Cc1+Vd2*Cc2+……+Vdn*Ccn，数据电压变化值表示为Vd＝(Vd1+Vd2+……+Vdn)/n，其中，n表示所述像素单元的列数。
补偿电压Vcomp与补偿电容Ccomp之间的关系可以表示为：
Vcomp*Ccomp＝-1*a，
其中，Vcomp表示补偿电压的电压值，Ccomp表示补偿电容的电容值，a表示源极线S1-Sn提供的数据电压的变化对电源电压ELVDD的影响。
可选的，可变增益变化器222具有一初始增益值k0。为了方便计算可变增益变化器222的初始增益值k0，可以将多个寄生电容Cc1-Ccn均假定为预设的寄生电容Cc，预设的寄生电容Cc的电容值可以取任一寄生电容Cc1-Ccn的电容值，也可以取寄生电容Cc1-Ccn的电容值的中位数或者平均值等。
则源极线S1-Sn提供的数据电压的变化对电源电压ELVDD的影响可以表示为：
a＝Vd*n*Cc，
其中，Cc表示预设的寄生电容的电容值，Vd表示数据电压变化值，n表示像素单元的列数。
此时，补偿电压Vcomp与补偿电容Ccomp之间的关系表示为：
Vcomp*Ccomp＝-1*Vd*n*Cc，
因此，可变增益放大器222的初始增益值k0表示为：
k0＝Vcomp/Vd＝-(1*Cc*n)/Ccomp，
其中，Vcomp表示补偿电压的电压值，Ccomp表示补偿电容的电容值，Cc表示预设的寄生电容的电容值，Vd表示数据电压变化值，n表示像素单元的列数。
可选的，补偿电容Ccomp的电容值大于任一寄生电容的电容值，为任一寄生电容的电容值的几千倍，补偿电压Vcomp的电压值为Vd*n的几千分之一。如此设置的原因是由于如果补偿电压Vcomp的电压值较高，则现有技术的芯片的无法承受。
可以理解的是，由于在计算可变增益放大器222的初始增益值k0时将寄生电容Cc1-Ccn的电容值均假定为预设的寄生电容Cc的电容值，但是当其实际应用于显示屏时，寄生电容Cc1-Ccn不可能均相等，因此，需要通过对初始增益值k0进行微调得到实际增益值k，从而实现补偿电路的校准，校准后补偿电压Vcomp与补偿电容Ccomp之间的关系满足Vcomp*Ccomp＝-1*a，从而可以更好的抵消源极线S1-Sn提供的数据电压的变化对电源电压ELVDD的影响。
此外，在将补偿模块220适配于不同的屏体时，可以通过改变补偿电容Ccomp的电容值或者调节可变增益放大器222的增益值k来使Vcomp*Ccomp＝-1*a，因此，本申请的补偿模块220可以适用范围较广。
图4示出了根据本发明实施例的像素电路的补偿方法的流程图。
参见图4，本发明实施例提供的像素电路的补偿方法的具体流程如下：
步骤S1：逐行导通多个像素单元，获取每一行的多个像素单元的显示数据，并在每一行的多个像素单元导通时根据所述显示数据向其施加数据电压；
步骤S2：根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值；
在该步骤S2中，还包括：
步骤S21：将每一行的多个像素单元的显示数据转换为相应的数据电压；
步骤S22：获得多个数据电压的平均值，以得到所述第一数据电压；
步骤S23：缓存获得的所述第一数据电压，并在缓存时间达到预设时间时，将缓存的第一数据电压输出为所述第二数据电压；
步骤S24：计算所述第一数据电压和所述第二数据电压之间的差值，以得到所述数据电压变化值。
步骤S3：根据数据电压变化值产生补偿电压；
其中，根据数据电压变化值产生补偿电压的方法为将数据电压变化值与一增益值相乘得到补偿电压，其中，补偿电压与数据电压变化值的极性相反。
步骤S4：将所述补偿电压通过补偿电容耦合到电源电压。
本发明实施例提供的显示装置、像素电路的补偿电路及补偿方法，通过逐行导通像素电路的多个像素单元，获取每一行的多个像素单元的显示数据，并在每一行的多个像素单元导通时根据所述显示数据向其施加数据电压；根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值；根据所述数据电压变化值产生补偿电压；以及将所述补偿电压通过补偿电容耦合到电源电压，从而可以抵消源极线提供的数据电压的变化对电源电压的影响，抑制显示串扰，且其无需考虑电源电压的恢复过程，操作简单，适用范围广，补偿效果好。
依照本发明的实施例如上文，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求及其等效物所界定的范围为准。
Claims (11)
1.一种像素电路的补偿方法，所述像素电路包括成阵列排列的多个像素单元，所述补偿方法包括：
逐行导通所述多个像素单元，获取每一行的多个像素单元的显示数据，并在每一行的多个像素单元导通时根据所述显示数据向其施加数据电压；
根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值；
根据所述数据电压变化值产生补偿电压；
将所述补偿电压通过补偿电容耦合到电源电压。
2.根据权利要求1所述的补偿方法，其中，根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值的步骤包括：
将每一行的多个像素单元的显示数据转换为相应的数据电压；
获得多个数据电压的平均值，以得到所述第一数据电压；
计算所述第一数据电压和所述第二数据电压之间的差值，以得到所述数据电压变化值。
3.根据权利要求2所述的补偿方法，其中，所述第二数据电压的获取方法包括：
缓存获得的所述第一数据电压，并在缓存时间达到预设时间时，将缓存的第一数据电压输出为所述第二数据电压，
其中，所述预设时间为行切换时间。
4.根据权利要求1所述的补偿方法，其中，根据所述数据电压变化值产生补偿电压的步骤包括：
将所述数据电压变化值与一增益值相乘得到所述补偿电压，
其中，所述补偿电压与所述数据电压变化值的极性相反。
5.一种像素电路的补偿电路，所述像素电路包括成阵列排列的多个像素单元，用于执行权利要求1-4任一项所述的像素电路的补偿方法，所述补偿电路包括：
驱动芯片，用于逐行导通多个像素单元，并获取每一行的多个像素单元的显示数据，在每一行的多个像素单元导通时根据所述显示数据向其施加数据电压；
压差获取模块，根据每一行的多个像素单元的显示数据得到该行的第一数据电压，并获得所述第一数据电压和预存的第二数据电压之间的数据电压变化值；
可变增益放大器，与所示压差获取模块连接，用于根据所述数据电压变化值产生补偿电压；
补偿电容，用于将所述补偿电压耦合到电源电压。
6.根据权利要求5所述的补偿电路，其中，所述压差获取模块包括：
电压域转换单元，用于将每一行的多个像素单元的显示数据转换为相应的数据电压；
第一计算单元，用于获得多个数据电压的平均值，以得到所述第一数据电压；
第二计算单元，用于计算所述第一数据电压和所述第二数据电压之间的差值；
数模转换器，用于将所述第一数据电压和所述第二数据电压之间的差值换为数据电压变化值并输出至所述可变增益变换器。
7.根据权利要求6所述的补偿电路，还包括：
缓存单元，用于缓存获得的所述第一数据电压，并在缓存时间达到预设时间时，将缓存的第一数据电压输出为所述第二数据电压，
其中，所述预设时间为行切换时间。
8.根据权利要求7所述的补偿电路，其中，所述可变增益放大器配置为将所述数据电压变化值与一增益值的相乘得到所述补偿电压，
其中，所述补偿电压与所述数据电压变化值的极性相反。
9.根据权利要求8所述的补偿电路，其中，所述可变增益放大器具有初始增益值，所述补偿电路在校准时，通过对所述初始增益值进行调整以得到实际增益值。
10.根据权利要求9所述的补偿电路，其中，所述可变增益变换器的初始增益值k0表示为：
k0＝Vcomp/Vd＝-(1*Cc*n)/Ccomp
其中，Vcomp表示所述补偿电压的电压值，Cc表示预设的寄生电容的电容值，n表示所述像素单元的列数，Ccomp表示所述补偿电容的电容值，Vd表示所述数据电压变化值。
11.一种显示装置，包括：
像素电路，包括成阵列排列的多个像素单元；
电源模块，用于提供电源电压；以及
如权利要求5-10任一项所述的像素电路的补偿电路。
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2023
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