一种硅基OLED微型显示器的启亮电压补偿电路的制作方法

本发明属于集成电路，具体涉及一种硅基oled微显器件的启亮电压补偿dac电路及其补偿方法。

背景技术：

1、硅基oled微型显示器驱动电路的主要结构包括dac（数模转换器）、行驱动电路、列驱动电路、单元像素驱动电路等。其中，dac的作用是将输入的视频数字信号转换为模拟信号，以此驱动oled发光。oled属于电流控制型器件，其发光亮度主要由流经oled的驱动电流决定。在电压型硅基oled微型显示器中，dac输出电压通过源极跟随像素驱动结构转换为oled驱动电流，因此亮度与dac输出电压之间表现出单调对应关系，即将dac输出的模拟电压等效传输至oled阳极。实际的oled器件均存在一个固有的启亮电压vt，当施加在oled两端的电压超过vt时，oled才会开始导通发光，而在0-vt的电压区间内，尽管dac输出电压发生变化，oled的发光亮度基本保持为零，该区间对显示而言属于无效区间。

2、灰阶用于表征面板能够呈现的亮度层次与色彩细腻程度。由于人眼对光的感知特性呈非线性，显示系统需要通过gamma校正将输入灰阶映射至与视觉响应相契合的亮度输出曲线。由于亮度与施加的电压之间表现出单调对应关系，故gamma校正相当于是将输入灰阶与dac输出电压做gamma曲线的重新映射。

3、现有技术多通过优化gamma校正模型，在兼顾数字逻辑功耗与芯片面积的条件下，尽可能提高灰度分辨率与灰度精度，以减轻启亮电压带来的显示误差。此类方法通常将启亮电压引起的初始发光偏移纳入gamma曲线或分段线性gamma参数中，通过调整输入灰阶与输出电压之间的映射关系来实现补偿。

4、理论上，gamma校正应在oled的有效发光区间（即vt-vmax）内进行。然而由于启亮电压的存在，现有方案往往将gamma曲线映射至整个dac输出范围（即0-vmax）。因此，虽然gamma校正会将0灰阶提升至vt及以上以使oled实现初始发光，但dac的0-vt区间仍无法产生有效亮度变化，导致可用于表达不同亮度等级的有效电压区间缩小，即灰度分辨率降低。

5、灰度分辨率是显示系统能够区分的相邻灰阶之间的最小亮度变化能力，当有效电压步进数量减少时，该能力随之下降。进一步地，为降低数字逻辑功耗和芯片面积，现有驱动系统通常采用分段线性的gamma校正方式，而非对每一灰阶进行独立拟合。分段线性gamma本身存在近似误差；结合启亮电压导致的有效映射区间压缩，使得灰度精度进一步下降。灰度精度指实际输出亮度与目标或理论亮度之间的偏差程度，尤其在低灰阶区域中误差更为明显，容易引发亮度跳变与显示不均现象。

6、现有技术中通过对零灰阶处的分段线性gamma矫正来补偿启亮电压，然而gamma查找表的前级电路dac却仍然为从0开始缓升斜坡电压，二者的映射差异导致了灰度精度降低。

7、综合来看，现有gamma修正方法本质上仍依赖于gamma曲线的修正手段，仅能对启亮电压造成的映射偏移进行间接补偿，并未从电路结构或驱动机制上消除vt导致的有效电压区间压缩问题，因此难以从根本上解决灰度损失与低灰阶精度下降的技术瓶颈。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有硅基oled微型显示器中启亮电压难以精确补偿、灰度分辨率与灰度精度受限的问题，提出一种启亮电压补偿dac电路及其补偿方法，以增强系统的灰度控制能力。

2、一种硅基oled微型显示器的启亮电压补偿电路，其特征在于，该包括：

3、启亮电压检测电路，用于获取oled器件的启亮电压vt；

4、启亮电压补偿dac电路，用于根据数字输入信号dac_in生成模拟输出电压vo，并将所述启亮电压vt作为补偿基准参与输出电压vo的生成过程，使输出电压范围由0～vmax调整为vt～vmax，其中vmax为dac输出最大电压。

5、进一步的，所述启亮电压检测电路用于检测dummy像素阵列的启亮电压vt，并将检测得到的启亮电压vt输出至启亮电压补偿dac电路。

6、进一步的，所述dummy像素阵列与显示像素采用相同oled工艺及相同驱动结构形成。

7、进一步的，所述启亮电压检测电路包括缓冲电路，所述缓冲电路用于输出启亮电压vt并隔离后级负载。

8、进一步的，所述启亮电压补偿dac电路根据启亮电压vt调整dac有效输出范围，使dac量化步进分布于oled有效发光区间。

9、一种硅基oled微型显示器的启亮电压补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

10、步骤s1，驱动电路上电并完成初始化配置；

11、步骤s2，检测dummy像素阵列的启亮电压vt；

12、步骤s3，将检测得到的启亮电压vt作为补偿基准引入dac输出生成过程；

13、步骤s4，根据启亮电压vt及dac输出范围参数进行gamma校正；

14、步骤s5，完成启亮电压补偿配置。

15、本发明检测硅基oled微型显示器中oled器件或dummy像素阵列的启亮电压vt，并将检测得到的启亮电压vt直接引入dac输出电压生成过程，使dac输出电压区间由传统的0～vmax调整为vt～vmax或以vt为起点的有效输出区间，减少了dac在0～vt无效发光区间内的码值浪费，提高了有效发光区间内的灰度分辨率和灰度精度，此外，在不增加显示系统功耗的情况下，使后续gamma校正工作在更加有效的电压输出范围内。

16、与现有技术相比，本发明提出的方案中通过检测dummy像素的启亮电压vt，并直接对dac进行补偿，使dac输出电压区间由传统的从0开始缓升斜坡电压，调整为以启亮电压vt为起点的有效输出电压区间。

17、由于oled在0～vt区间内基本不产生有效亮度变化，本发明通过将vt引入dac输出电压生成过程，能够减少dac码值在无效发光区间内的浪费，使更多dac输出步进用于oled有效发光区间，从而提升灰阶分辨率和灰度精度。

18、与现有技术主要通过修改gamma查找表或gamma曲线参数实现启亮电压补偿不同，本发明通过将检测得到的启亮电压vt直接引入dac输出生成过程，使dac量化步进集中分布于oled有效发光区间，从电路结构层面减少无效码值浪费。

19、此外，本发明能够改善现有分段线性gamma校正与前级dac从0开始输出之间的映射差异，使后续gamma校正建立在补偿后的有效电压范围上，减小低灰阶区域的亮度偏差、亮度跳变和显示不均问题。本发明的方法经过验证，结果表明，补偿后的灰阶分辨率及精度较补偿前有提升，且功耗无增长。本发明实现简单，效果显著。

1.一种硅基oled微型显示器的启亮电压补偿电路，其特征在于，该电路包括：

2.如权利要求1所述的一种硅基oled微型显示器的启亮电压补偿电路，其特征在于，所述启亮电压检测电路用于检测dummy像素阵列的启亮电压vt，并将检测得到的启亮电压vt输出至启亮电压补偿dac电路。

3.如权利要求2所述的一种硅基oled微型显示器的启亮电压补偿电路，其特征在于，所述dummy像素阵列与显示像素采用相同oled工艺及相同驱动结构形成。

4.如权利要求2所述的一种硅基oled微型显示器的启亮电压补偿电路，其特征在于，所述启亮电压检测电路包括缓冲电路，所述缓冲电路用于输出启亮电压vt并隔离后级负载。

5.如权利要求1所述的一种硅基oled微型显示器的启亮电压补偿电路，其特征在于，所述启亮电压补偿dac电路根据启亮电压vt调整dac有效输出范围，使dac量化步进分布于oled有效发光区间。

6.如权利要求1所述的一种硅基oled微型显示器的启亮电压补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：