大尺寸amoled tft补偿技术

大尺寸AMOLEDTFT补偿技术内部资料严禁外传AMOLED系统开发部目录CONTENTS1TFT补偿技术概述234TFT补偿技术背景TFT补偿技术路线TFT外部补偿技术侦测原理56TFT外部补偿技术补偿原理TFT补偿技术展望1.TFT补偿技术概述3由于TFT初始的电性存在差异（空间性差异），以及TFT会随着使用发生电性漂移（时间性差异），显示画质会受到这两点影响而产生Mura。通过对栅极电压(Vg)电压调制，实现对DrivingTFT电性差异补偿，从而消除Ids差异造成的OLED发光亮度差异，提升显示均匀性。Panel显示存在MuraTFT电性补偿Panel均匀性提升等效像素电路OVDDOVSSVsIdsOLEDDrivingTFTgdsVgLum_oled4OLED显示屏问题根本原因显示缺陷解决方法TFT空间不均匀性制程不均匀Mura工艺改善TFT补偿技术TFT时间不均匀性应力作用(Stress)TFT老化(Degradation)残影(ImageSticking)器件改善TFT补偿技术2.TFT补偿技术背景：TFT1初始电性：TFT1老化后电性：TFT2初始电性：TFT2老化后电性TFT1&TFT2差异：空间性不均匀t0&t1差异：时间性不均匀TFT的空间性和时间性不均匀VthIdsVgsK:slopeTFT1_t0TFT2_t1TFT1_t1TFT2_t0TFT重要特性（Vth&Mobility）：

OLED的亮度取决于流过OLED的电流大小影响电流大小的两个重要参数：Vth、uVth：TFT阈值电压u：电子迁移率(Mobility)

2.TFT补偿技术背景显示PatternTFT初始电性不均匀性Panel显示出现Mura静态画面高亮度区域长时间显示区域温度升高TFT迁移率↑区域亮度失控↑图像细节丢失TFT初始电性不均匀，将导致显示画质下降正常显示中TFT电性漂移导致显示画质下降5拍照补偿机理：通过相机拍照获取像素亮度信息，根据亮度差异进行亮度补偿，获得均匀亮度的面板。拍照补偿作用：补偿TFT器件及OLED器件等特性的空间不均匀性所造成的初始亮度差异。1.原始显示（灰阶画面）2.相机拍照3.差异分析4.数据存储5.补偿显示（原始数据+补偿数据）亮度补偿信息水平位置亮度水平位置驱动电路拍照补偿流程亮度水平位置3.TFT补偿技术路线－拍照补偿63.TFT补偿技术路线－TFT外部补偿TFT外部补偿机理：通过专门的侦测电路及驱动系统，获取TFT特性数据并存储，在显示时将侦测数据叠加至显示数据上输出，从而实现补偿效果，达到显示画质提升。TFT外部补偿作用：补偿TFT器件在空间及时间上的电性差异（Vth,u），提升显示均匀性。硬件基础：将TFT特性数据以电压形式叠加至显示画面（补偿）输出补偿后显示数据（显示）通过专门的外部补偿电路及系统获取TFT特性数据（侦测）具有电压采样功能的SourceIC用于存储TFT特性数据的存储器（DDR、Flash）侦测、补偿控制算法模块OVSSCstOVDDDataLineVgWRSensingdataVsenSampleVsRDSensingLineADCVrefSen_pre集成于SourceIC内部的采样电路73T1C外部补偿等效像素电路侦测数据分布图显示画面3.TFT补偿技术路线－TFT内部补偿VrefVintVref-VthVdataVdataSnSn-1EnVdataVsVgVref-Vth+Voled+OVSSVdata+Voled+OVSS初始化Vth感测数据写入显示发光TFT内部补偿机理：通过特定的内部补偿电路，搭配特殊驱动时序，在OLED发光前将DrivingTFT的Vth信息预存于电容上，再于显示阶段完成Vth补偿。TFT内部补偿作用：补偿TFT器件Vth差异导致的均匀性问题。硬件基础：OVSSOVDDVintEnSnSn-1Vdata/VrefVgVsgdsC1C2OLEDDrivingTFT具有多个开关控制的像素电路无额外硬件资源需求84T2C内部补偿等效像素电路驱动时序示意图初始化阶段：Vs点充入Vint，Vg点充入Vref，保证Vref-Vint>Vth；Vth感测阶段：断开Sn-1，开启En，DrivingTFT开启，当Vs点电压抬升至Vref-Vth，DrivingTFT关断，C1维持Vg和Vs的压差；数据写入阶段：Vg点充入显示数据Vdata，Vgs=Vdata-(Vref-Vth)；显示发光阶段：断开Sn，Vg和Vs同时抬升，流过OLED的电流Ids=K(Vdata-Vref)²，消除了Vth的影响。93.TFT补偿技术路线－技术对比Samsung：55”FHD内补

LG：55”FHD外补vs相较于内部补偿技术，外部补偿技术拥有更多的补偿目标、更大的补偿范围以及更高的开口率，所以更适用于大尺寸显示屏幕技术路线拍照补偿内部补偿外部补偿驱动系统复杂简单复杂驱动芯片普通普通IntegratedSensingIC开口率高低高补偿目标TFT(Vth、Mob)、OLED(发光效率η)TFT(Vth)TFT(Vth、Mob)、OLED(发光效率η)补偿准确性★★★★★★★★★★★★持续补偿不支持支持支持补偿范围大小大适用面板尺寸大中小中小尺寸大尺寸4.TFT外部补偿技术侦测原理－电压型侦测10核心原理：直接使用ADC（模数转换器）采样获取包含Vth&Mob信息的Vs数据，再计算出Vth&Mob补偿数据OVSSCstOVDDDataLineVgWRSensingdataVsenSampleVsRDSensingLineADCVrefSen_preVth侦测：利用源跟随方法，较长侦测时间下，OVDD持续为Vs充电，Vs抬升至Vgs=Vth时电流为0，此时Vs差异即为Vth差异。Mob侦测：在Vth补偿基础上进行Mob侦测，线性抬升的Vs斜率差异，即为Mob差异Vdata+VthVrefVrefVdataSensetimeSensetime外部补偿电压型侦测等效电路电压采样模块优势：结构简单，相较电流型侦测成本低劣势：①侦测结果受SensingLine寄生电容差异影响，误差较大；②准确侦测需要等SensingLine电压稳定，耗时较长

Vgs经过补偿为Vgs+Vth，消除Vth影响；Vg和Vs由于电容耦合效应共同抬升，差值不变，即Vgs不变；故电流的差异正比于K，即Mob差异；VthMappingKMapping电压采样模块4.TFT外部补偿技术侦测原理－电流型侦测11核心原理：先利用电流积分器对Ids进行累积，再通过ADC对存储于电流积分器中的电压信息进行采样，计算出Ids信息。电流型侦测时序外部补偿电流型侦测等效电路

侦测得到Ids1、Ids2代入计算：可得Vth&K：

Vgs1、Vgs2为已知侦测条件Ids1、Ids2为侦测结果电流积分器优势：①积分电容器电容较小，充电速度块，相较电压侦测的侦测时间更短；②积分电容器位于驱动IC内部，不受显示影响，侦测结果更准劣势：结构复杂，相较电压型侦测IC成本更高侦测公式推导

5.TFT外部补偿技术补偿原理－Vth补偿12

核心原理：通过将侦测得到的Vth数据叠加至显示数据上，从而消除Vth对流过OLED的电流Ids的影响，完成Vth补偿5.TFT外部补偿技术补偿原理－K补偿13在完成Vth补偿的基础上进行Mob补偿

核心原理：通过将不同TFT

K值补偿至预先设定的目标值Ktrg，从而消除不同的K造成的Ids差异，完成K补偿（即Mob补偿）

KtrgKtrg6.TFT补偿技术展望－发展趋势14高速Vth侦测补偿(VthFastsense)：技术现状：单颗子像素侦测时间≥10ms，完成一块UD屏幕Vth侦测需要≥65s高速Vth侦测：获取相对Vth，单行子像素单次侦测时间≤1ms，完整侦测时间≤5ms显示随机选行K侦测(RandomDisplayKsense)：顺序侦测技术现状：顺序侦测中规律出现的亮度变化存在被人眼识别的可能，造成显示效果下降。随机选行侦测：通过随机选取侦测行，打散顺序侦测时容易被察觉的亮度变化，提升显示画质。两张动图呈现顺序侦测和随机侦测的扫描差异。随机侦测IJPOLED起亮电压对K侦测范围限制：高速Vth侦测中K值的影响：面临挑战：在进行高速Vth侦测时，由于在采样时TF