本發(fā)明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓偵測方法。

背景技術：

有機發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Display，OLED)顯示裝置具有自發(fā)光、驅動電壓低、發(fā)光效率高、響應時間短、清晰度與對比度高、近180°視角、使用溫度范圍寬，可實現柔性顯示與大面積全色顯示等諸多優(yōu)點，被業(yè)界公認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ娘@示裝置。

OLED顯示器件通常包括：基板、設于基板上的陽極、設于陽極上的空穴注入層、設于空穴注入層上的空穴傳輸層、設于空穴傳輸層上的發(fā)光層、設于發(fā)光層上的電子傳輸層、設于電子傳輸層上的電子注入層、及設于電子注入層上的陰極。OLED顯示器件的發(fā)光原理為半導體材料和有機發(fā)光材料在電場驅動下，通過載流子注入和復合導致發(fā)光。具體的，OLED顯示器件通常采用氧化銦錫(ITO)像素電極和金屬電極分別作為器件的陽極和陰極，在一定電壓驅動下，電子和空穴分別從陰極和陽極注入到電子傳輸層和空穴傳輸層，電子和空穴分別經過電子傳輸層和空穴傳輸層遷移到發(fā)光層，并在發(fā)光層中相遇，形成激子并使發(fā)光分子激發(fā)，后者經過輻射弛豫而發(fā)出可見光。

OLED顯示裝置按照驅動方式可以分為無源矩陣型OLED(Passive Matrix OLED，PMOLED)和有源矩陣型OLED(Active Matrix OLED，AMOLED)兩大類，即直接尋址和薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)矩陣尋址兩類。其中，AMOLED具有呈陣列式排布的像素，屬于主動顯示類型，發(fā)光效能高，通常用作高清晰度的大尺寸顯示裝置。

AMOLED是電流驅動器件，當有電流流過有機發(fā)光二極管時，有機發(fā)光二極管發(fā)光，且發(fā)光亮度由流過有機發(fā)光二極管自身的電流決定。大部分已有的集成電路(Integrated Circuit，IC)都只傳輸電壓信號，故AMOLED的像素驅動電路需要完成將電壓信號轉變?yōu)殡娏餍盘柕娜蝿?。傳統(tǒng)的AMOLED像素驅動電路通常為2T1C，即兩個薄膜晶體管加一個電容的結構，將電壓變換為電流。

通常AMOLED像素驅動電路均設有用于驅動有機發(fā)光二極管發(fā)光的驅動薄膜晶體管，在使用過程中，由于有機發(fā)光二級管的老化、以及驅動薄膜晶體管的閾值電壓偏移，會導致OLED顯示裝置的顯示質量下降，因此需要在OLED顯示裝置的使用過程中對驅動薄膜晶體管的閾值電壓進行補償，從而保證OLED顯示裝置的顯示質量，而實現補償閾值電壓首要的任務便是完成閾值電壓的偵測。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓偵測方法，能夠提升OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓偵測的準確性，改善OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓補償效果，提升OLED顯示品質。

為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓偵測方法，包括如下步驟：

步驟S1、提供一OLED顯示裝置驅動系統(tǒng)，包括：子像素驅動電路、以及與所述子像素驅動電路電性連接的偵測處理電路；

所述子像素驅動電路包括：第一薄膜晶體管、第二薄膜晶體管、第三薄膜晶體管、第一電容、以及有機發(fā)光二極管；

所述第一薄膜晶體管的柵極接入掃描信號，源極接入數據信號，漏極電性連接第一節(jié)點；所述第二薄膜晶體管的柵極電性連接第一節(jié)點，源極電性連接第二節(jié)點，漏極接入直流電壓信號；所述第三薄膜晶體管的柵極接入偵測信號，源極電性連接第二節(jié)點，漏極電性連接偵測處理電路；所述第一電容的一端電性連接第一節(jié)點，另一端電性連接第二節(jié)點；所述有機發(fā)光二極管的陽極電性連接第二節(jié)點，陰極接地；

所述第二薄膜晶體管為驅動薄膜晶體管；

所述偵測處理電路包括：與所述第三薄膜晶體管的漏極電性連接的電流積分器、與所述電流積分器電性連接的CDS采樣器、與所述CDS采樣器電性連接的模數轉換器、以及與所述模數轉換器電性連接的中央處理器；

步驟S2、所述掃描信號與偵測信號同時提供高電位，所述第一與第三薄膜晶體管同時導通，數據信號向第二薄膜晶體管的柵極寫入第一數據電壓，所述第二薄膜晶體管導通，所述偵測處理電路偵測第二薄膜晶體管的源極電壓、以及流過第二薄膜晶體管的電流，得到第一源極電壓和第一電流數據，并將第一數據電壓、第一源極電壓和第一電流數據保存在中央處理器中；

步驟S3、所述掃描信號與偵測信號均保持高電位，所述第一與第三薄膜晶體管均保持導通，數據信號向第二薄膜晶體管的柵極寫入不同于第一數據電壓的第二數據電壓，所述第二薄膜晶體管導通，所述偵測處理電路偵測第二薄膜晶體管的源極電壓、以及流過第二薄膜晶體管的電流，得到第二源極電壓和第二電流數據，并將第二數據電壓、第二源極電壓和第二電流數據保存在中央處理器中，偵測流過第二薄膜晶體管的電流時設定的電流積分器的積分時長與步驟S2中偵測流過第二薄膜晶體管的電流時設定的電流積分器的積分時長相同；

步驟S4、所述中央處理器根據預設的計算公式、以及保存的第一數據電壓、第一源極電壓、第一電流數據、第二數據電壓、第二源極電壓和第二電流數據計算得出所述第二薄膜晶體管的閾值電壓；

所述預設的計算公式為：Data_I1/Data_I2＝(V_g1-V_s1-V_th)²/(V_g2-V_s2-V_th)²

其中，Data_I1為第一電流數據，Data_I2為第二電流數據，V_g1為第一數據電壓，V_s1為第一源極電壓，V_g2為第二數據電壓，V_s2為第二源極電壓，V_th為第二薄膜晶體管的閾值電壓。

所述步驟S2與步驟S3中偵測流過第二薄膜晶體管的電流的過程為：

首先，流過第二薄膜晶體管的電流對電流積分器進行積分，電流積分器積分完成后，CDS采樣器采集電流積分器的輸出結果，接著模數轉換器將模擬信號的輸出結果轉為數字信號得到電流數據，并將電流數據保存在中央處理器中。

所述電流數據與流過第二薄膜晶體管的電流的關系為：

I_ds＝Data_I×C/ΔT；

其中，I_ds為流過第二薄膜晶體管的電流，Data_I為電流數據，C為電流積分器的電容值，ΔT為預設的電流積分器積分時長。

所述中央處理器為FPGA處理系統(tǒng)。

所述子像素驅動電路中還形成有寄生電容，所述寄生電容并聯于所述有機發(fā)光二極管的兩端。

還包括：步驟S5、多次重復步驟S2至步驟S4進行多次偵測，得出多個第二薄膜晶體管的閾值電壓，并取多個第二薄膜晶體管的閾值電壓的平均值作為最終的第二薄膜晶體管的閾值電壓。

每一次偵測時均采用不同的第一數據電壓和不同的第二數據電壓。

所述第一、第二、及第三薄膜晶體管為低溫多晶硅薄膜晶體管、非晶硅薄膜晶體管、或氧化物半導體薄膜晶體管。

偵測得到第二薄膜晶體管的閾值電壓用于進行第二薄膜晶體管的閾值電壓補償。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了一種OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓偵測方法，該方法通過設置數據信號提供兩不同的數據電壓，使得驅動薄膜晶體管形成兩不同的柵源極電壓，再通過外部的偵測處理電路分別偵測在該兩不同的柵源極電壓下流過驅動薄膜晶體管的電流，中央處理器通過兩柵源極電壓、兩電流數據、以及以驅動薄膜晶體管電流公式為基礎的計算公式計算得出OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓，能夠準確獲取OLED顯示器件中每個像素的驅動薄膜晶體管的閾值電壓，改善OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓補償效果，提升OLED顯示品質。

附圖說明

為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

附圖中，

圖1為本發(fā)明的OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓偵測方法中OLED顯示裝置驅動系統(tǒng)的電路圖；

圖2為本發(fā)明的OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓偵測方法的流程圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細描述。

請參閱圖2，本發(fā)明提供一種OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓偵測方法，包括如下步驟：

步驟S1、請參閱圖1，提供一OLED顯示裝置驅動系統(tǒng)，包括：子像素驅動電路1、以及與所述子像素驅動電路1電性連接的偵測處理電路2；

所述子像素驅動電路1包括：第一薄膜晶體管T1、第二薄膜晶體管T2、第三薄膜晶體管T3、第一電容C1、以及有機發(fā)光二極管D1；

所述第一薄膜晶體管T1的柵極接入掃描信號Scan，源極接入數據信號Data，漏極電性連接第一節(jié)點P；所述第二薄膜晶體管T2的柵極電性連接第一節(jié)點P，源極電性連接第二節(jié)點Q，漏極接入直流電壓信號Ovdd；所述第三薄膜晶體管T3的柵極接入偵測信號Sen，源極電性連接第二節(jié)點Q，漏極電性連接偵測處理電路2；所述第一電容C1的一端電性連接第一節(jié)點P，另一端電性連接第二節(jié)點Q；所述有機發(fā)光二極管D1的陽極電性連接第二節(jié)點Q，陰極接地；

所述第二薄膜晶體管T2為驅動薄膜晶體管；

所述偵測處理電路2包括：與所述第三薄膜晶體管T3的漏極電性連接的電流積分器21、與所述電流積分器21電性連接的相關雙采樣(Correlated Double Sample，CDS)采樣器22、與所述CDS采樣器22電性連接的模數轉換器23、以及與所述模數轉換器23電性連接的中央處理器24。

優(yōu)選地，所述中央處理器24為現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)處理系統(tǒng)。所述第一、第二、及第三薄膜晶體管T1、T2、T3可采用低溫多晶硅薄膜晶體管、非晶硅薄膜晶體管、或氧化物半導體薄膜晶體管。

此外，所述子像素驅動電路1中還形成有寄生電容C2，所述寄生電容C2并聯于所述有機發(fā)光二極管D1的兩端。

步驟S2、所述掃描信號Scan與偵測信號Sen同時提供高電位，所述第一與第三薄膜晶體管T1、T3同時導通，數據信號Data向第二薄膜晶體管T2的柵極寫入第一數據電壓，所述第二薄膜晶體管T2導通，所述偵測處理電路2偵測第二薄膜晶體管T2的源極電壓、以及流過第二薄膜晶體管T2的電流，得到第一源極電壓和第一電流數據，并將第一數據電壓、第一源極電壓和第一電流數據保存在中央處理器24中；

步驟S3、所述掃描信號Scan與偵測信號Sen均保持高電位，所述第一與第三薄膜晶體管T1、T3均保持導通，數據信號Data向第二薄膜晶體管T2的柵極寫入不同于第一數據電壓的第二數據電壓，所述第二薄膜晶體管T2導通，所述偵測處理電路2偵測第二薄膜晶體管T2的源極電壓、以及流過第二薄膜晶體管T2的電流，得到第二源極電壓和第二電流數據，并將第二數據電壓、第二源極電壓和第二電流數據保存在中央處理器24中，偵測流過第二薄膜晶體管T2的電流時設定的電流積分器21的積分時長與步驟S2中偵測流過第二薄膜晶體管T2的電流時設定的電流積分器21的積分時長相同。

具體地，所述步驟S2與步驟S3中偵測流過第二薄膜晶體管T2的電流的過程為：首先，流過第二薄膜晶體管T2的電流對電流積分器21進行積分，電流積分器21積分完成后，CDS采樣器22采集電流積分器21的輸出結果，接著模數轉換器23將模擬信號的輸出結果轉為數字信號得到電流數據，并將電流數據保存在中央處理器24中。

進一步地，所述電流數據與流過第二薄膜晶體管T2的電流的關系為：I_ds＝Data_I×C/ΔT；其中，I_ds為流過第二薄膜晶體管T2的電流，Data_I為電流數據，C為電流積分器21的電容值，ΔT為設定的電流積分器21積分時長，具體推導過程為：流過第二薄膜晶體管T2的電流對電流積分器21進行積分，得出I_ds為流過第二薄膜晶體管T2的電流，在相同的柵源極電壓下流過第二薄膜晶體管T2的電流I_ds為定值，電流積分器21的電容值C為固定值，積分時長ΔT也是設定的固定值，因此有I_ds＝Data_I×C/ΔT。

而偵測第二薄膜晶體管T2的源極電壓采用現有技術中通用的外部偵測方法，此處不再詳述。

步驟S4、所述中央處理器24根據預設的計算公式、以及保存的第一數據電壓、第一源極電壓、第一電流數據、第二數據電壓、第二源極電壓和第二電流數據計算得出所述第二薄膜晶體管T2的閾值電壓；

所述預設的計算公式為：Data_I1/Data_I2＝(V_g1-V_s1-V_th)²/(V_g2-V_s2-V_th)²

其中，Data_I1為第一電流數據，Data_I2為第二電流數據，V_g1為第一數據電壓，V_s1為第一源極電壓，V_g2為第二數據電壓，V_s2為第二源極電壓，V_th為第二薄膜晶體管T2的閾值電壓。

具體地，所述預設的計算公式的推導過程為：根據驅動薄膜晶體管電流公式：I_ds＝K(V_g-V_s-V_th)²，其中，K為常數，則在第一數據電壓驅動下，流過第二薄膜晶體管的電流I_ds1為：I_ds1＝K(V_g1-V_s1-V_th)²，在第二數據電壓驅動下，流過第二薄膜晶體管的電流I_ds2為：I_ds2＝K(V_g2-V_s2-V_th)²，兩式相除可得：I_ds1/I_ds2＝(V_g1-V_s1-V_th)²/(V_g2-V_s2-V_th)²，而I_ds1＝Data_I1×C/ΔT，I_ds2＝Data_I2×C/ΔT，因此，Data_I1/Data_I2＝(V_g1-V_s1-V_th)²/(V_g2-V_s2-V_th)²。

進一步地，本發(fā)明還可以進一步的包括：步驟S5、多次重復步驟S2至步驟S4進行多次偵測，得出多個第二薄膜晶體管T2的閾值電壓，并取多個第二薄膜晶體管T2的閾值電壓的平均值作為最終的第二薄膜晶體管T2的閾值電壓，該步驟S5通過多次重復步驟S2至步驟S4進行多次偵測并取平均值的方法，進一步提高獲取的第二薄膜晶體管T2的閾值電壓的準確性，改善OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓補償效果，提升OLED顯示品質。值得一提的是，采用多次偵測過程時，通常每一次偵測時均需要采用不同的第一數據電壓和不同的第二數據電壓。

具體地，本發(fā)明偵測得到第二薄膜晶體管T2的閾值電壓可用于進行第二薄膜晶體管T2的閾值電壓補償，由于偵測得到第二薄膜晶體管T2的閾值電壓更準確，因此補償效果更好，OLED顯示品質也更佳。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓偵測方法，該方法通過設置數據信號提供兩不同的數據電壓，使得驅動薄膜晶體管形成兩不同的柵源極電壓，再通過外部的偵測處理電路分別偵測在該兩不同的柵源極電壓下流過驅動薄膜晶體管的電流，中央處理器通過兩柵源極電壓、兩電流數據、以及以驅動薄膜晶體管電流公式為基礎的計算公式計算得出OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓，能夠準確獲取OLED顯示器件中每個像素的驅動薄膜晶體管的閾值電壓，改善OLED驅動薄膜晶體管的閾值電壓補償效果，提升OLED顯示品質。

以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發(fā)明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。