一种像素单元及像素外模拟域补偿显示系统技术方案

本发明专利技术提供一种像素单元及像素外模拟域补偿显示系统，像素单元包括驱动管、第二开关管、第三开关管、发光二极管、第一电容和第二电容；显示系统包括M列驱动通道，每一列驱动通道包括检测单元上述像素单元，检测单元包括源驱动模块和检测模块，检测模块包括比较器。本发明专利技术的像素单元不需要按照传统的电流源设计方案去控制驱动管Q1的栅源电压差从而控制驱动管Q1提供给发光二极管T1的电流，从而在传统方案的基础上实现了改进。本发明专利技术的显示系统通过重复使用已有的模块，直接检测像素单元驱动管的阈值电压以及OLED的阈值电压变化情况，优化了显示系统的整体设计。

【技术实现步骤摘要】
一种像素单元及像素外模拟域补偿显示系统
本专利技术涉及光电
，具体涉及一种像素单元及像素外模拟域补偿显示系统。
技术介绍
现有技术中的OLED(OrganicLight-EmittingDiode或OrganicElectroluminesenceDisplay，又称有机发光二极管、有机电激光显示或有机发光半导体)显示系统，例如硅上微显示(OLEDoS，OLED-on-Silicon)，是将像素单元电路设计成一个电流源，一般采用电压编程和电流驱动的方式令OLED发光。即是以电压的形式把与灰阶相关的显示电压写入像素单元电路，之后像素单元电路按显示电压大小生成固定大小的电流驱动OLED发光。电流源的像素单元电路是以控制MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效晶体管)器件栅极与源极电压差的方法去控制驱动电流大小。该方法缺点是显示电压的最高和最低的幅度比较小，导致每个灰阶之间的栅源电压压差相距比较小，如图4中曲线1所示，也导致电路设计难度增大。现有技术中的多种显示产品中，例如AMOLED(有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体，Active-matrixorganiclight-emittingdiode)是采用TFT(薄膜晶体管，ThinFilmTransistor)进行像素单元电路陈列并在其上增设OLED的显示屏。OLED-on-Silicon或者QLED-on-Silicon类型的微显示产品是用硅做像素单元电路陈列，并在其上增设OLED或者QLED(量子点发光二极管T1，QuantumDotLightEmittingDiodes)发光器件。TFT、OLED和QLED等在发光之后都存在老化问题，例如，TFT阈值电压上升导致输入同样的显示信号老化TFT能给出的电流变小。当显示屏开始显示之后，老化TFT的阈值电压或老化OLED的阈值电压会发生飘移。OLED阈值电压上升会导致OLED电流减少。老化OLED的发光效率降低，即同样的输入电流，老化OLED能发出来的光减少。除了老化问题，TFT、OLED和QLED等还存在阈值电压不均匀的问题，例如在生产过程因为工艺原因会导致阈值电压不平均进而导致显示屏发光亮度不均匀。由于显示屏上像素单元陈列位置的不同，在显示屏发光时由于电流的流动会导致像素单元电源电压不平均，温度的不平均会导致驱动管电流不平均。各个通道源驱动模块的不平均会导致反馈的驱动电流不平均。除此之外，所有像素系统的显示驱动芯片本身都存在不同驱动通道即驱动电路驱动不均匀的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种像素单元，其包括驱动管、第二开关管、第三开关管、发光器件、第一电容和第二电容；第二开关管的栅极用于连接至第一显示地址线，其第一极用于连接至显示信号线，其第二极连接至驱动管的栅极和第一电容的第一极；第一电容的第二极连接至驱动电路地端或者连接至发光器件的阴极；驱动管的第一极连接至高电位端，其第二极连接至发光器件的阳极和第三开关管的第一极；发光器件的阴极连接至低电位端；第三开关管的栅极用于连接至反馈地址线，其第二极用于连接至反馈信号线；第二电容的第一极连接至驱动电路地端，其第二极连接至低电位端；高电位端为发光器件的电源电压端，低电位端为电压绝对值小于发光器件阈值电压绝对值的负电压端。本专利技术还提供一种像素外模拟域补偿显示系统，其包括M列驱动通道；每一列驱动通道包括检测单元上述像素单元；检测单元包括源驱动模块和检测模块；检测模块包括比较器；系统为像素外补偿双数模转换器显示系统，源驱动模块内设置有第一数模转换器和第二数模转换器；源驱动模块通过显示信号线连接至像素单元；比较器的第一输入端通过反馈信号线连接至像素单元，用于接收像素单元的反馈信号所对应的反馈电压；其第二输入端连接至第二数模转换器，用于接收第二数模转换器输出的比较电压；比较器的输出端用于将反馈电压与比较电压进行比较所得的检测结果输出；其中，M为大于等于1的整数。本专利技术的像素单元不需要按照传统的电流源设计方案去控制驱动管Q1的栅源电压差从而控制驱动管Q1提供给发光二极管T1的电流，从而在传统方案的基础上实现了改进，把像素电路设计成电压源，精准地控制发光二极管T1的阳极电压，利用发光二极管T1本身电压电流的关系控制发光二极管T1的电流。同样的电流幅度，发光二极管T1的编程电压幅度比较大，而驱动管Q1的栅源电压差幅度就小很多，导致编程电压幅度也很小进而导致设计难度比较大，详见图4的曲线1和曲线2的分别。本专利技术的显示系统通过重复使用已有的模块(即DAC和比较器)，直接检测像素单元驱动管的阈值电压以及OLED的阈值电压变化情况，优化了显示系统的整体设计。附图说明图1为实施例一的像素单元电路结构示意图；图2为实施例一的像素单元显示操作时序图；图3为实施例一的像素单元校正反馈操作时序图；图4为灰阶与显示电压关系曲线图；图5为实施例二的像素单元电路结构示意图；图6为实施例二的像素单元显示操作时序图；图7为实施例三的像素单元电路结构示意图；图8为实施例四至实施例九的显示系统结构示意图；图9为传统的外部补偿显示系统结构示意图；图10为实施例四的显示系统局部结构示意图；图11为实施例四至实施例九的检测操作流程示意图；图12为实施例五的显示系统局部结构示意图；图13为实施例六的显示系统局部结构示意图；图14为实施例七的显示系统局部结构示意图；图15为实施例八的显示系统局部结构示意图；图16为实施例九的显示系统局部结构示意图；图17为反馈电压与比较电压进行比较示意图；图18为实施例一改进的像素单元电路结构示意图；图19为实施例二改进的像素单元电路结构示意图；图20为实施例三改进的像素单元电路结构示意图。附图标记：控制器10、行扫描驱动器20、源驱动器30、显示面板40、时序控制模块11、补偿算法模块12、老化信息记忆体13、第一移入电路34、第二移入电路35、检测单元32、移出电路33、源驱动模块321、检测模块322、第一数模转换器61、第二数模转换器62、模拟加法器63、比较器72、电流源73、像素单元41、显示地址线42、反馈地址线43、显示信号线44、反馈信号线45、第二开关管Q2、第三开关管Q3、驱动管Q1、发光二极管T1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第一开关sw1、第二开关sw2。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本专利技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本专利技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种像素单元，其特征在于，/n包括驱动管、第二开关管、第三开关管、发光器件、第一电容和第二电容；/n所述第二开关管的栅极用于连接至第一显示地址线，其第一极用于连接至显示信号线，其第二极连接至所述驱动管的栅极和所述第一电容的第一极；/n所述第一电容的第二极连接至驱动电路地端或者连接至所述发光器件的阴极；/n所述驱动管的第一极连接至高电位端，其第二极连接至发光器件的阳极和所述第三开关管的第一极；/n所述发光器件的阴极连接至低电位端；/n所述第三开关管的栅极用于连接至反馈地址线，其第二极用于连接至反馈信号线；/n所述第二电容的第一极连接至驱动电路地端，其第二极连接至低电位端；/n高电位端端为所述发光器件的电源电压端，低电位端为电压绝对值小于发光器件阈值电压绝对值的负电压端。/n

【技术特征摘要】
1.一种像素单元，其特征在于，
包括驱动管、第二开关管、第三开关管、发光器件、第一电容和第二电容；
所述第二开关管的栅极用于连接至第一显示地址线，其第一极用于连接至显示信号线，其第二极连接至所述驱动管的栅极和所述第一电容的第一极；
所述第一电容的第二极连接至驱动电路地端或者连接至所述发光器件的阴极；
所述驱动管的第一极连接至高电位端，其第二极连接至发光器件的阳极和所述第三开关管的第一极；
所述发光器件的阴极连接至低电位端；
所述第三开关管的栅极用于连接至反馈地址线，其第二极用于连接至反馈信号线；
所述第二电容的第一极连接至驱动电路地端，其第二极连接至低电位端；
高电位端端为所述发光器件的电源电压端，低电位端为电压绝对值小于发光器件阈值电压绝对值的负电压端。


2.如权利要求1所述的像素单元，其特征在于，
所述发光器件为发光二极管；
所述像素单元还包括第二电容；
所述第二电容设置于所述像素单元的电路之内；或者，所述第二电容设置于所述像素单元的电路之外，且设置于所述像素单元所在芯片之内；或者，所述第二电容设置于所述像素单元所在芯片之外，且设置于该芯片所在的集成电路板上。


3.如权利要求2所述的像素单元，其特征在于，
还包括第四开关管；
所述第四开关管的栅极用于连接至第二显示地址线，其第一极连接至第二电压端，其第二极连接至所述发光器件的阳极；
所述第二电压端为接地端；或者，所述第二电压端的电压值低于灰阶0时发光器件阳极电压值。


4.如权利要求3所述的像素单元，其特征在于，
还包括第五开关管；
所述第五开关管的栅极用于连接至第二显示地址线的反相显示地址线，其第一极连接至高电位端，其第二极连接至所述驱动管的第一极；
所述第二开关管、驱动管、第三开关管、第四开关管和/或第五开关管为N型管；第一极为源极，第二极为漏极；或者，第一极为漏极，第二极为源极。


5.如权利要求1-4任一项所述的像素单元，其特征在于，
所述像素单元还包括第三电容；
所述第三电容的第一极连接至所述驱动管的栅极，其第二极连接至所述发光器件的阳极。


6.一种像素外模拟域补偿显示系统，其特征在于，
包括M列驱动通道；
每一列驱动通道包括检测单元(32)和权利要求1-5任一项所述的像素单元(41)；所述检测单元(32)包括源驱动模块(321)和检测模块(322)；所述检测模块(322)包括比较器(72)；
所述系统为像素外补偿双数模转换器显示系统，所述源驱动模块(321)内设置有第一数模转换器(61)和第二数模转换器(62)；
所述源驱动模块(321)通过显示信号线(44)连接至所述像素单元(41)；
所述比较器(72)的第一输入端通过反馈信号线(45)连接至所述像素单元(41)，用于接收所述像素单元(41)的反馈信号所对应的反馈电压；其第二输入端连接至所述第二数模转换器(62)，用于接收所述第二数模转换器(62)输出的比较电压；所述比较器(72)的输出端用于将反馈电压与比较电压进行比较所得的检测结果输出；
其中，M为大于等于1的整数。


7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，
还包括控制器(10)、行扫描驱动器(20)、源驱动器(30)和显示面板(40)；
所述控制器(10)连接至所述行扫描驱动器(20)和所述源驱动器(30)；
所述显示面板(40)上设置N行、M列像素单元(41)，所述行扫描驱动器(20)引出N行第一显示地址线(42)和反馈地址线(43)；其中，第n行第一显示地址线(42)和反馈地址线(43)分别连接至第n行的各个像素单元(41)；所述行扫描驱动器(20)用于接收所述控制器(10)的行控制信号并依次通过第1行至第N行第一显示地址线选通第1行至第N行的各个像素单元的写入通道；
所述源驱动器(30)包括第一移入电路(34)、第二移入电路(35)、移出电路(33)和M个检测单元(32)；
所述控制器(10)、所述第一移入电路(34)和第m列源驱动模块(321)内的第一数模转换器(61)依次连接；
所述控制器(10)、所述第二移入电路(35)和第m列源驱动模块(321)内的第二数模转换器(62)依次连接；
所述控制器(10)用于控制第m列源驱动模块(321)内的第二数模转换器(62)输出比较电压；
第m列比较器(72)的输出端通过所述移出电路(33)连接至所述控制器(10)，用于将检测结果通过所述移出电路(33)反馈至所述控制器(10)；
其中，N为大于等于1的整数，n为大于等于1小于等于N的整数；m为大于等于1小于等于M的整数。


8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述控制器(10)包括依次连接的时序控制模块(11)、补偿算法模块(12)和老化信息记忆体(13)；
所述时序控制模块(11)、所述第一移入电路(34)和第m列源驱动模块(321)内的第一数模转换器(61)依次连接；
所述补偿算法模块(12)、所述第二移入电路(35)和第m列源驱动模块(321)内的第二数模转换器(62)依次连接；
第m列比较器(72)的输出端、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林兴武，张盛东，张敏，焦海龙，邱赫梓，李成林，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44