一种温度信号采集电路、发光基板及显示装置的制作方法

1.本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种温度信号采集电路、发光基板及显示装置。


背景技术：

2.在包括发光元件例如led(light-emitting diode，发光二极管)的发光基板工作的过程中，若发光元件长时间工作在较高亮度，会使得电流密度过大，进而导致局部位置的温度升高、热量聚集，而这将导致发光元件出现光效下降、亮度降低等情况，从而使得发光基板整体出现短期残像、亮度不均匀等问题。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的在于提供一种温度信号采集电路、发光基板及显示装置，以实现对发光基板进行温度监测，避免发光基板出现短期残像、亮度不均匀等问题。具体技术方案如下：
4.第一方面，本发明实施例提供了一种温度信号采集电路，包括：
5.温度传感单元、电信号放大单元，其中，所述温度传感单元设置在发光元件的预设区域内，所述温度传感单元的输出端与所述电信号放大单元的输入端连接；
6.所述温度传感单元，被设置为响应于发光元件的温度，生成相应的电流信号，并将当前的电流信号输出给所述电信号放大单元的输入端；
7.所述电信号放大单元，被设置为对输入端接收到的电流信号进行放大，并输出放大后的电流信号。
8.在一种可能的实现方式中，所述温度传感单元包括：第一温度传感器件及第二温度传感器件；所述第一温度传感器件的第一端连接第一电压端，所述第一温度传感器件的第二端连接所述第二温度传感器件的栅极，所述第一温度传感器件的栅极连接栅极电压端，所述第二温度传感器件的第一端连接第二电压端，所述第二温度传感器件的第二端连接所述温度传感单元的输出端；
9.所述第一温度传感器件，被设置为在所述栅极电压端及所述第一电压端输入恒定电压的情况下，响应于发光元件的温度，所述第一温度传感器件的第二端输出相应的电流信号；
10.所述第二温度传感器件，被设置为在所述第二电压端输入恒定电压的情况下，响应于所述第二温度传感器件栅极电压，所述第二温度传感器件的第二端输出相应的电流信号。
11.在一种可能的实现方式中，所述电信号放大单元包括第三mos管及第四mos管，所述第三mos管的栅极分别与所述第四mos管的栅极、所述电信号放大单元的输入端连接，所述第三mos管的第一端与所述电信号放大单元的输入端连接，所述第三mos管的第二端分别与所述第四mos管的第二端、电源电压端连接，所述第四mos管的第一端与所述电信号放大
单元的输出端连接。
12.在一种可能的实现方式中，所述第三mos管及所述第四mos管均工作在饱和区。
13.在一种可能的实现方式中，所述第三mos管及所述第四mos管被设置为：所述第三mos管及所述第四mos管的氧化层电容相同，且所述第三mos管的长宽比与所述第四mos管的宽长比的乘积为预设数值，其中，所述预设数值为预先设置的电流放大倍数。
14.在一种可能的实现方式中，
15.所述第三mos管，被设置为通过与所述电信号放大单元的输入端连接的第一端输入所述温度传感单元生成的电流信号，并通过所述第三mos管的第二端输出给所述第四mos管；
16.所述第四mos管，被设置为通过与所述第三mos管的第二端连接的第二端输入所述温度传感单元生成的电流信号，放大所述电流信号，并将放大后的电流信号通过与所述第四mos管的第一端连接的所述电信号放大单元的输出端输出。
17.在一种可能的实现方式中，
18.所述电信号放大单元输出的放大后的电流信号为：
[0019][0020]
其中，i(t)为放大后的电流信号，i4为所述第四mos管输出的电流信号，i3为所述第三mos管输出给所述第四mos管的电流信号，为所述第四mos管的宽长比，为所述第三mos管的长宽比。
[0021]
在一种可能的实现方式中，所述发光元件为mled。
[0022]
第二方面，本发明实施例还提供了一种发光基板，所述发光基板包括上述任一所述的温度信号采集电路，以及发光元件、ic读取器、驱动电压控制模块，其中，所述ic读取器分别与所述温度信号采集电路及所述驱动电压控制模块连接；
[0023]
所述ic读取器，用于读取所述温度信号采集电路输出的放大后的电流信号，得到温度信号；向所述驱动电压控制模块发送所述温度信号；
[0024]
所述驱动电压控制模块，用于按照所述温度信号，对发光元件的驱动电压进行补偿。
[0025]
第三方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述发光基板。
[0026]
本发明实施例有益效果：
[0027]
本发明实施例提供的温度信号采集电路包括温度传感单元及电信号放大单元，其中温度传感单元设置在发光元件的预设区域内，且温度传感单元的输出端与电信号放大单元的输入端连接。温度传感单元被设置为响应于发光元件的温度，生成相应的电流信号，并将当前的电流信号输出给电信号放大单元的输入端。电信号放大单元则被设置为对输入端接收到的电流信号进行放大，并输出放大后的电流信号。利用温度传感单元对发光元件的温度进行及时的监测，并将所监测到的温度生成电流信号，再经由电信号放大单元放大，使得发光元件的温度变化能够通过显著放大的电流信号及时地体现，能够便于发光基板针对发光元件的温度变化来及时实施有效的调整方案，从而避免了发光基板由于发光元件的温度变化而出现的短期残像、亮度不均匀等问题。
[0028]
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0029]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
[0030]
图1a为本发明实施例提供的发光基板中a区域的灰阶示例图；
[0031]
图1b为本发明实施例提供的发光基板中b区域的灰阶示例图；
[0032]
图2为本发明实施例提供的第一种温度信号采集电路的结构示意图；
[0033]
图3为本发明实施例提供的一种温度传感单元的结构示意图；
[0034]
图4为本发明实施例提供的一种电信号放大单元的结构示意图；
[0035]
图5为本发明实施例提供的第二种温度信号采集电路的结构示意图；
[0036]
图6为本发明实施例提供的一种发光基板的示意图。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员基于本技术所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]
由于现有技术中，发光基板容易由于发光元件的温度发生变化而出现短期残像、亮度不均匀等问题，如图1a和图1b所示，发光基板以图1a的模式(上下两区域是高亮度的高灰阶区域，中间为低亮度的低灰阶区域)点屏一段时间后，切换为全屏都是一样中亮度(中灰阶)的图1b图案，在该灰阶下，可以明显看到原本高灰阶区域亮度与原本中间低灰阶区域亮度明显不一致，该差别主要是由于这两个区域的发光元件的温度差距而导致，原本高灰阶区域温度较高，发光元件的效率降低，亮度较中间区域低。
[0039]
为解决这一技术问题，本发明实施例提供了一种温度信号采集电路、发光基板及显示装置。
[0040]
下面通过具体实施例对本发明实施例提供的温度信号采集电路进行详细说明。
[0041]
参见图2，图2为本发明实施例提供的第一种温度信号采集电路的结构示意图，包括：温度传感单元、电信号放大单元。
[0042]
其中，所述温度传感单元设置在发光元件的预设区域内，所述温度传感单元的输出端与所述电信号放大单元的输入端连接；
[0043]
所述温度传感单元，被设置为响应于发光元件的温度，生成相应的电流信号，并将当前的电流信号输出给所述电信号放大单元的输入端；
[0044]
所述电信号放大单元，被设置为对输入端接收到的电流信号进行放大，并输出放大后的电流信号。
[0045]
本技术实施例中的发光元件是指需要进行温度测量的发光元件，例如可以为发光
基板中的需要进行温度测量的led等。上述温度传感单元设置在发光元件的预设区域内，该预设区域为温度传感单元能够感知到发光元件的温度的区域，可以基于不同型号的发光基板以及发光元件来确定。
[0046]
在一种可能的实现方式中，发光元件为mled(一种新型led)，例如，miniled(次毫米led)，micro led(一种微缩化、矩阵化的led)等。
[0047]
温度传感单元在预设区域内实时感知发光元件的温度，并基于发光元件的温度生成与该温度相对应的电流信号。电流信号通过与电信号放大单元的输入端相连接的温度传感单元的输出端来输出给电信号放大单元。具体的，温度传感单元可以由热敏传感器件来构成，当发光元件的温度升高时，温度传感单元所生成的相对应的电流信号可以随着增大，当发光元件的温度降低时，所生成的相对应的电流信号可以随之减小。
[0048]
随着发光元件的温度而生成的电流信号通过与温度传感单元的输出端相连的电信号放大单元的输入端，传输至电信号放大单元，被其接收之后进行放大，得到放大后的电流信号。然后放大后的电流信号通过电信号放大单元的输出端继续输出。一个例子中，电流信号输出之后可以转化为更具象化的信号，来示意发光元件当前的温度变化。具体的，若发光元件的温度持续升高直到超过预设的温度阈值，则表示发光元件可能将要发生光效下降、亮度降低等情况，从而使得发光基板整体出现短期残像、亮度不均匀等问题，此时则提醒发光基板对这种情况进行及时处理，进而改善发光元件的温度变化所带来的问题。
[0049]
由上可见，本发明实施例提供的温度信号采集电路包括温度传感单元及电信号放大单元，其中温度传感单元设置在发光元件的预设区域内，且温度传感单元的输出端与电信号放大单元的输入端连接。温度传感单元被设置为响应于发光元件的温度，生成相应的电流信号，并将当前的电流信号输出给电信号放大单元的输入端。电信号放大单元则被设置为对输入端接收到的电流信号进行放大，并输出放大后的电流信号。利用温度传感单元对发光元件的温度进行及时的监测，并将所监测到的温度生成电流信号，再经由电信号放大单元放大，使得发光元件的温度变化能够通过显著放大的电流信号及时地体现，能够便于发光基板针对发光元件的温度变化来及时实施有效的调整方案，从而避免了发光基板由于发光元件的温度变化而出现的短期残像、亮度不均匀等问题。
[0050]
本发明的一个实施例中，如图3所示，图3为本发明实施例提供的一种温度传感单元的结构示意图，上述温度传感单元包括：第一温度传感器件及第二温度传感器件；所述第一温度传感器件的第一端连接第一电压端，所述第一温度传感器件的第二端连接所述第二温度传感器件的栅极，所述第一温度传感器件的栅极连接栅极电压端，所述第二温度传感器件的第一端连接第二电压端，所述第二温度传感器件的第二端连接所述温度传感单元的输出端；
[0051]
所述第一温度传感器件，被设置为在所述栅极电压端及所述第一电压端输入恒定电压的情况下，响应于发光元件的温度，所述第一温度传感器件的第二端输出相应的电流信号；
[0052]
所述第二温度传感器件，被设置为在所述第二电压端输入恒定电压的情况下，响应于所述第二温度传感器件栅极电压，所述第二温度传感器件的第二端输出相应的电流信号。
[0053]
上述第一温度传感器件和第二温度传感器件均包括第一端、第二端及栅极。两个
温度传感器件通过第一温度传感器件的第二端连接第二温度传感器件的栅极而连接在一起。除此之外，第一温度传感器件和第二温度传感器件的第一端分别与第一电压端和第二电压端连接；第一温度传感器件的栅极连接栅极电压端，第二温度传感器件的第二端则连接温度传感单元的输出端。一个例子中，上述第一温度传感器件和第二温度传感器件以aps结构(一种电路结构)次第连接。
[0054]
针对第一温度传感器件和第二温度传感器件中的任一温度传感器件，该温度传感器件的第一端为源极或漏极，该温度传感器件的第二端为与第一端对应的漏极或源极。
[0055]
一个例子中，第一温度传感器件的第一端及第二温度传感器件的第一端均为源极，第一电压端、第二电压端均为源极电压端，在两个源极电压端和栅极电压端输入的电压均为恒定电压的情况下，即第一电压端、第二电压端和栅极电压端的输入电压均保持不变，此时发光元件的温度变化将影响第一温度传感器件的打开状态，具体的，第一温度传感器件可以为热敏传感器件，发光元件的温度变化体现在第一温度传感器件上，随着发光元件的温度变化，第一温度传感器件的阈值电压偏移，使得其打开状态发生变化，进而导致第一温度传感器件输出的电流信号发生变化，也即第一温度传感器件输出的电流信号为与发光元件的温度变化相应的电流信号。另外，第一温度传感器件输出的电流信号发生变化，在电路上表现为第一温度传感器的电压分压发生变化，例如，当发光元件的温度升高时，第一温度传感器件上的电压分压反而随之降低；当发光元件的温度降低时，第一温度传感器件上的电压分压则随之升高。
[0056]
第一温度传感器件将相应的电流信号经过第一温度传感器件的第二端输出给第二传感器件的栅极，由于第二电压端向第二温度传感器输入的电压一直保持不变，则第一温度传感器件输出的电流信号发生变化之后，第一温度传感器的电压分压发生变化，所以经过第一温度传感器件分压后的电压也变化，相应的第二温度传感器件的栅极电压将随之发生变化。而第二温度传感器件的栅极电压发生变化后，通过第二温度传感器件的电流信号也会随之发生变化，例如，当发光元件的温度升高时，第一温度传感器件上的电压分压反而随之降低，但第二温度传感器件的栅极电压却升高；当发光元件的温度降低时，第一温度传感器件上的电压分压随之升高，第二温度传感器件的栅极电压则降低。
[0057]
当第二温度传感器件的栅极电压发生变化时，由于第二温度传感器件自身不发生变化，则此时通过第二温度传感器件的电流发生变化，也即通过第二温度传感器件的第二端输出的电流发生变化，那么与第二温度传感器件的第二端相连接的温度传感单元的输出端输出的电流信号也发生变化，即通过第二温度传感器件的第二端输出的电流是一个对发光元件的温度产生反馈的电流。
[0058]
例如，当发光元件的温度升高时，第一温度传感器件上的电压分压反而随之降低，但第二温度传感器件的栅极电压却升高，第二温度传感器件的电流增大，则温度传感单元的输出端输出的电流信号也增大；当发光元件的温度降低时，第一温度传感器件上的电压分压随之升高，第二温度传感器件的栅极电压降低，第二温度传感器件的电流减小，则温度传感单元的输出端输出的电流信号也减小。
[0059]
由上可见，本发明实施例提供的温度信号采集电路，由第一温度传感器件来感知响应于发光元件的温度变化，并基于此使得第一温度传感器件输出相应的电流信号，从而使得与第一温度传感器件连接的第二温度传感器件所输出的电流随之发生变化，进而使得
温度传感单元的输出端输出的电流信号也发生变化，从而将发光元件的温度变化转化为电流信号的变化，当监测到温度传感单元的输出端输出的电流信号变化，即可确定发光元件的温度发生变化，从而能够更加及时地对发光元件采取解决措施来改善相应问题，提高了发光基板的稳定性。
[0060]
本发明的一个实施例中，如图4所示，图4为本发明实施例提供的一种电信号放大单元的结构示意图，上述电信号放大单元包括第三mos管及第四mos管，所述第三mos管的栅极分别与所述第四mos管的栅极、所述电信号放大单元的输入端连接，所述第三mos管的第一端与所述电信号放大单元的输入端连接，所述第三mos管的第二端分别与所述第四mos管的第二端、电源电压端连接，所述第四mos管的第一端与所述电信号放大单元的输出端连接。
[0061]
上述第三mos管和第四mos管均为场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet，金氧半场效晶体管)，各有三个端分别为第一端、第二端和栅极，两者各自的栅极相连接、各自的第二端也相连接。除此之外，第三mos管的栅极、第一端均与上述电信号放大单元的输入端连接，来接收上述温度传感单元输出的随发光元件的温度变化而生成的电流信号；第三mos管的第二端还与电源电压端连接，用于接收电源电压端输入的电压；第四mos管的第一端则与电信号放大单元的输出端连接，用于输出放大后的电流信号。针对第三mos管和第四mos管中的任一mos管，该mos管的第一端为源极或漏极，该mos管的第二端为与第一端对应的漏极或源极。
[0062]
在一种可能的实现方式中，由于上述第三mos管及第四mos管各自的栅极相连接、各自的第二端也相连接，且第三mos管的第二端还连接电源电压端，则第三mos管及第四mos管是共源共栅的，因此当设置第三mos管工作在饱和区时，第四mos管也工作在饱和区，饱和区也可以为放大区。
[0063]
本发明的一个实施例中，上述第三mos管及第四mos管被设置为：第三mos管及第四mos管的氧化层电容相同，且第三mos管的长宽比与第四mos管的宽长比的乘积为预设数值。
[0064]
其中，预设数值为预先设置的电流放大倍数，则电信号放大单元基于该预设数值对所接收到的电流信号进行放大，具体数值则可以根据实际需求来确定。
[0065]
由上可见，本发明实施例提供的温度信号采集电路，其中电信号放大单元由共源共栅且均处于饱和区的第三mos管和第四mos管来构成，为放大电流信号提供电路支持，同时利用氧化层电容相同的第三mos管及第四mos管，通过控制两者宽长比的乘积，来控制对随发光元件温度变化而生成的电流信号的放大倍数，从而使得电流信号根据实际需求被放大到更容易被获取并及时处理的程度，进而有效地监控了发光元件的温度，且更加显著地提升了温度信号采集电路对发光元件的监测精度，为发光基板的稳定提供更可靠的支持。
[0066]
在一种可能的实现方式中，如图5所示，图5为本发明实施例提供的第二种温度信号采集电路的结构示意图，所述第三mos管，被设置为通过与所述电信号放大单元的输入端连接的第一端输入所述温度传感单元生成的电流信号，并通过所述第三mos管的第二端输出给所述第四mos管；
[0067]
所述第四mos管，被设置为通过与所述第三mos管的第二端连接的第二端输入所述温度传感单元生成的电流信号，放大所述电流信号，并将放大后的电流信号通过与所述第四mos管的第一端连接的所述电信号放大单元的输出端输出。
[0068]
上文提到，第三mos管和第四mos管均处于饱和区，那么上述由温度传感单元所生成的随着发光元件的温度变化而生成的电流信号，通过与温度传感单元连接的电信号放大单元的输入端传输至电信号放大单元，然后经过与电信号放大单元的输入端连接的第三mos管的第一端输入至第三mos管，并经过第三mos管的第二端传输至第四mos管的第二端。电流信号被第四mos管通过第二端接收之后进行放大，从而得到放大后的电流信号，然后放大后的电流信号通过与第四mos管的第一端传输至电信号放大单元的输出端，并经由该输出端进行输出。即第三mos管用于对电流信号进行传输，第四mos管则用于对电流信号进行放大。
[0069]
在一种可能的实现方式中，上文提到，第三mos管和第四mos管均工作在饱和区，则上述通过第三mos管和第四mos管的电流信号可以经过以下公式来计算：
[0070][0071][0072]
其中，i3为通过第三mos管的电流信号，i4为通过第四mos管的电流信号，c
ox
为氧化层电容，μ为载流子迁移率，v
gs
为栅极电压，v
th
为阈值电压。
[0073]
那么，上述电信号放大单元输出的放大后的电流信号则为：
[0074][0075]
其中，i(t)为放大后的电流信号，i4为所述第四mos管输出的电流信号，i3为所述第三mos管输出给所述第四mos管的电流信号，为所述第四mos管的宽长比，为所述第三mos管的长宽比。
[0076]
由上可见，本发明实施例提供的温度信号采集电路，利用第三mos管对电流信号进行传输，再利用饱和区的第四mos管对电流信号进行放大，从而使得随发光元件的温度而生成的电流信号能够被放大到容易被感知并处理的程度，进而有效地监控了发光元件的温度，且更加显著地提升了温度信号采集电路对发光元件的监测精度，为发光基板的稳定提供更可靠的支持。
[0077]
参见图6，图6为本发明实施例提供的一种发光基板的示意图，所述发光基板包括上述任一所述的温度信号采集电路，以及发光元件、ic读取器、驱动电压控制模块，其中，所述ic读取器分别与所述温度信号采集电路及所述驱动电压控制模块连接；
[0078]
所述ic读取器，用于读取所述温度信号采集电路输出的放大后的电流信号，得到温度信号；向所述驱动电压控制模块发送所述温度信号；
[0079]
所述驱动电压控制模块，用于按照所述温度信号，对发光元件的驱动电压进行补偿。
[0080]
当发光元件的温度发生变化时，例如温度升高超过预设阈值，表示该发光元件此时温度过高，上述发光基板利用温度信号采集电路根据其温度变化生成相对应的电流信号并进行放大，得到放大后的电流信号，然后将放大后的电流信号传输给与温度信号采集电路连接的ic(integrated circuit，集成电路)读取器，使得ic读取器读取该放大后的电流
信号并将其转换得到温度信号，然后将温度信号发送给驱动电压控制模块。
[0081]
此时发光基板利用驱动电压控制模块接收该温度信号，该温度信号表示发光元件此时温度过高，可能导致光效下降、亮度降低等情况，从而使得发光基板整体出现短期残像、亮度不均匀等问题，则再利用驱动电压控制模块按照该温度信号对发光元件的驱动电压进行补偿，使得该发光元件得到亮度补偿，从而避免上述问题的发生。具体的，上述温度信号中可以包括表示该发光元件需要的亮度补偿对应所需的发光元件的驱动电压的补偿大小。
[0082]
由上可见，本发明实施例提供的发光基板，通过温度信号采集电路生成并放大基于发光元件的温度变化而得到的电流信号，然后利用ic读取器将电流信号转换成温度信号，再利用驱动电压控制模块按照该温度信号对发光元件的驱动电压进行补偿，从而对发光元件进行亮度补偿，以避免发光元件出现光效下降、亮度降低等情况，从而使得发光基板整体出现短期残像、亮度不均匀等问题。
[0083]
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述发光基板。
[0084]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等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”或者其任何其他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。
[0085]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于发光基板实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0086]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。