CN102214440B - 一种减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，包括如下步骤：a)获取有源矩阵发光显示器面板寄生电容随频率变化的等效串联感抗ESL，等效串联阻抗ESR和容值c，获取显示器面板灰阶等级到负载等级的转化因子a；b)以帧或者行为单位统计每帧或者每行即将显示的灰阶等级N，估算负载等级；c)根据估算负载等级计算负载等效压降Vdroop；d)采用串联的L，R，C生成补偿电压V_offset，V_offset与负载等效压降Vdroop大小大致相等；e)电源模块输出补偿后的电压，显示当前帧或者行。本发明提供的减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，通过对负载等效压降估算和补偿，从而降低电源纹波带来的负面效应，改善画面质量。

Description

一种减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法

技术领域

本发明涉及一种电源纹波的方法，尤其涉及一种减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法。

背景技术

有机发光显示器件(OLED)是主动发光器件。相比现在的主流平板显示技术薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)，OLED具有高对比度，广视角，低功耗，体积更薄等优点，有望成为继LCD之后的下一代平板显示技术，是目前平板显示技术中受到关注最多的技术之一。

如图1，为有源矩阵发光显示器驱动电路的常用的架构图，从接口连接器进来的信号有电源VDD，数据信号和控制信号。电源VDD经过直流-直流转换器101，降压为数字信号电源DVDD，提供给数据驱动器30(Source block)，栅极驱动器40(Gateblock)和时序控制器20(T/CON)供电；升压为模拟电源AVDD，供伽马纠正电路102做参考电压源。

如图2，为有源矩阵有机发光显示器的子像素等效电路图，当栅极扫描信号Sn打开晶闸管M2时，数据信号Dm对存储电容Cst充电，n为面板上像素行数，m为面板上像素列数，n，m为自然数。充电电压导通晶闸管M1，有机发光二极管OLED的阳极ELVDD通过晶闸管M1把电流流入有机发光二极管OLED的阴极ELVSS，实现亮度显示。其中DM的电位高低可控制流过晶闸管M1的电流大小，实现不同灰阶信息的显示。

而ELVDD等电源电位的高低会随着负载大小的切换而发生交流变化，如图3当负载电流增大时，由于输出电容在一定的频段特性内，可以等效为高频等效串联阻抗ESR，高频等效串联感抗ESL，高频等效电容C。对电压的变化所产生的影响可以等效为

$\mathrm{Vdroop}=\frac{\mathrm{ESLdio}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+\mathrm{ESR}*\mathrm{io}\left(t\right)+\frac{1}{c}\∫\mathrm{io}\left(t\right)\mathrm{dt};$

其中，io(t)为负载电流随时间t变化的参数，

为电流瞬间变化，对电压产生的冲击响应。所以电源的恢复需要一定的时间，但同时面板每帧变换一次，伴随一帧的空白数据的传输，而且，在一帧内，每行切换一次，伴随每行空白数据的传输的工作特性就决定了电源在帧扫描同步信号STV前后，以及行扫描同步信号的边沿时刻都进行比较大的负载变化，所以会造成各组电源的瞬间激变。

由于电压的瞬间激变而不能快速回复原电位值会引起诸多负面效应，包括像素的响应特性变差，灰阶信息失真，图像质量不均衡，出现灰阶串扰(Crosstalk)，绿付(Greenish)等不良。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，降低电源纹波带来的负面效应，改善画面质量。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，所述有源矩阵发光显示器包括像素单元矩阵，一数据驱动器；一时序控制器，对各种灰度的数据信号处理变换后，传送给所述数据驱动器；一电源模块，提供参考电压和供电电压；其中，所述方法包括如下步骤：

a)获取有源矩阵发光显示器面板寄生电容随频率变化的等效串联感抗ESL，等效串联阻抗ESR和容值C，获取显示器面板灰阶等级到负载等级的转化因子a；

b)以帧或者行为单位统计每帧或者每行即将显示的灰阶等级N，估算负载等级io(t)＝N*a；

c)根据估算负载等级计算负载等效压降 $\mathrm{V\; droop}=$ $\frac{\mathrm{ESLdio}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+\mathrm{ESR}*\mathrm{io}\left(t\right)+\frac{1}{c}\∫\mathrm{io}\left(t\right)\mathrm{dt};$

d)采用串联的L，R，C生成补偿电压V_offset，V_offset与负载等效压降Vdroop大小大致相等；

e)电源模块输出补偿后的电压，显示当前帧或者行。

上述的减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，其中，所述每个像素单元包括R子像素、G子像素和B子像素，所述步骤b)中每帧或者每行即将显示的灰阶等级N，按照R子像素、G子像素和B子像素分别计算负载等级。

上述的减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，其中，所述步骤e)中补偿电压V_offset和误差放大器的负极端相连，补偿前的供电电压Vout和误差放大器的正极端相连，所述误差放大器的放大倍数为1，所述误差放大器的输出电压为补偿后的供电电压Vout’，Vout’＝Vout+V_offset。

上述的减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，其中，所述步骤b)中的负载等级io(t)由时序控制器中的数据处理单元完成，所述步骤e)中的补偿电压V_offset由电源模块中的电源补偿单元实现，所述时序控制器和电源模块通过I2C相连传递负载等级io(t)。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，通过对负载等效压降估算和补偿，从而降低电源纹波带来的负面效应，改善画面质量。

附图说明

图1为一种有源矩阵有机发光显示器的驱动架构示意图；

图2为有源矩阵有机发光显示器的子像素等效电路图；

图3为负载变换，所造成的电压纹波示意图；

图4为三角波和正弦波补偿电压的产生方式；

图5为电源纹波，三角波补偿电压和补偿后的电压示意图；

图6为电源纹波，三角波加正弦波补偿电压和补偿后的电压示意图；

图7为V_offset电压产生的具体实施方式；

图8为电源信号通过误差放大器补偿电源纹波的示意图。

图中：

10电源模块    20时序控制器    30数据驱动器

40栅极驱动器    101直流-直流转换器    102伽马纠正电路

103电源补偿单元 201数据处理单元

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本发明提供的减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，所述有源矩阵发光显示器包括像素单元矩阵，一数据驱动器30；一时序控制器20，对各种灰度的数据信号处理变换后，传送给所述数据驱动器30；一电源模块10，提供参考电压和供电电压；其中，所述方法包括如下步骤：

a)获取有源矩阵发光显示器面板寄生电容随频率变化的等效串联感抗ESL，等效串联阻抗ESR和容值C，获取显示器面板灰阶等级到负载等级的转化因子a；

b)以帧或者行为单位统计每帧或者每行即将显示的灰阶等级N，估算负载等级io(t)＝N*a；

c)根据估算负载等级计算负载等效压降 $\mathrm{V\; droop}=$ $\frac{\mathrm{ESLdio}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+\mathrm{ESR}*\mathrm{io}\left(t\right)+\frac{1}{c}\∫\mathrm{io}\left(t\right)\mathrm{dt};$

d)采用串联的L，R，C生成补偿电压V_offset，V_offset与负载等效压降Vdroop大小大致相等；

e)电源模块输出补偿后的电压Vout’＝Vout+V_offset后，显示当前帧或者行。

本发明通过在输出电源端增加与负载等效压降V droop大小大致相等，极性相反的V_offset抵消电压信号，响应于ELVDD，ELVSS等电源的纹波特性，实施补偿，减小ELVDD，ELVSS等电源纹波的幅度。

上述方法是在时序控制器20中添加数据处理单元201，在电源模块10当中添加电源补偿单元103；两者通过I2C或其它接口实现通信。

如图4所示，由数据处理单元201以帧或者行为单位统计每帧或者每行即将显示的灰阶等级N，通过io(t)＝N*a，得到可表征负载等级大小的参数io(t)，把io(t)信息传输给电源模块。

其中，a为灰阶等级到负载等级的转化因子，由面板特性决定。

根据等效公式 $\mathrm{Vdroop}=\frac{\mathrm{ESLdio}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+\mathrm{ESR}*\mathrm{io}\left(t\right)+\frac{1}{c}\∫\mathrm{io}\left(t\right)\mathrm{dt}$

由负载大小信息io(t)可以估算出电源纹波大小的信息，包括VP和VP’，其中，VP为的峰值，VP’为

的峰值，ESL，ESR，c参数大小可由驱动芯片根据面板特性调试得到。

更精确的，每个像素的R，G，B子像素可以分开统计灰阶等级和调制电源，即把有机发光二极管OLED的阳极ELVDD分为ELVDDR，ELVDDG，ELVDDB；ELVDDR，ELVDDG，ELVDDB分别是红，绿，蓝三色有机发光二极管的阳极，可以更精准的提高电源的稳定性。

图5和图6为驱动芯片所产生的V_offset抵消电压和电源纹波抵消的示意图。

如图5所示，驱动芯片所产生的V_offset抵消电压为三角波时的波形示意图，带有纹波电源的Vout和抵消电压抵消后，纹波幅度减小，提高了电源的稳定性。

如图6所示，驱动芯片所产生的V_offset抵消电压为三角波和正弦波时的波形示意图，带有纹波电源的Vout和抵消电压抵消后，纹波幅度减小，提高了电源的稳定性。

如图7所示，通过表征负载等级大小的参数io(t)控制微电流源i(t)，i(t)＝io(t)*n，参数n为io(t)到i(t)的转化因子。i(t)流过串联的L，R，C时，便产生了V_offset抵消电压。

调试结果如下：

$V_{\mathrm{offset}}=\frac{\mathrm{Ldi}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+R*i\left(t\right)+\frac{1}{C}\∫i\left(t\right)\mathrm{dt}=-[\frac{\mathrm{ESLdio}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+\mathrm{ESR}*\mathrm{io}\left(t\right)+\frac{1}{c}\∫\mathrm{io}\left(t\right)\mathrm{dt}]=$ $-\mathrm{Vtransient},$ 即可达到补偿的预期效果。

L，R，C，i(t)为电源芯片中所添加的补偿元件，ESR，ESL，c，io(t)为面板的寄生等效参数，n由面板和电源特性调试结果得到。当面板和PCB固定之后，L，R，C等参数即可固定下来，io(t)会随着负载等级在变，从而达到实时补偿的目的。

上述参数由面板特性和电源响应特性共同决定，产生V_offset抵消电压之后，通过误差放大器把该电压添加到Vout当中，如图8所示，在运算放大器的应用中，有Vout’＝(V正-V负)*A的运算功能，其中，V正为正极端输入信号，V负为负极端输入信号，A为放大倍数，此处A＝1，对应Vout’＝Vout+V_offset，响应于Vout被负载影响而造成的纹波抖动，添加补偿电压V_offset，最后实现纹波较小的直流电源。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，所述有源矩阵发光显示器包括像素单元矩阵，一数据驱动器；一时序控制器，对各种灰度的数据信号处理变换后，传送给所述数据驱动器；一电源模块，提供参考电压和供电电压；其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a)获取有源矩阵发光显示器面板寄生电容随频率变化的等效串联感抗ESL，等效串联阻抗ESR和容值c，获取显示器面板灰阶等级到负载等级的转化因子a；

b)以帧或者行为单位统计每帧或者每行即将显示的灰阶等级N，估算负载等级io(t)=N*a；

c)根据估算负载等级计算负载等效压降Ｖdroop＝

$\frac{\mathrm{ESLdio}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}+\mathrm{ESR}*\mathrm{io}\left(t\right)+\frac{1}{c}\∫\mathrm{io}\left(t\right)\mathrm{dt};$

d)采用串联的L，R，C生成补偿电压V_offset，V_offset与负载等效压降Ｖdroop大小大致相等；

e)电源模块输出补偿后的电压，显示当前帧或者行，所述补偿电压V_offset和误差放大器的负极端相连，补偿前的供电电压Vout和误差放大器的正极端相连，所述误差放大器的放大倍数为1，所述误差放大器的输出电压为补偿后的供电电压Vout’，Vout’=Vout+Voffset。

2.如权利要求1所述的减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，其特征在于，每个像素单元包括R子像素、G子像素和B子像素，所述步骤b)中每帧或者每行即将显示的灰阶等级N，按照R子像素、G子像素和B子像素分别计算负载等级。

3.如权利要求1所述的减小有源矩阵发光显示器的电源纹波的方法，其特征在于，所述步骤b)中的负载等级io(t)由时序控制器中的数据处理单元完成，所述步骤e)中的补偿电压V_offset由电源模块中的电源补偿单元实现，所述时序控制器和电源模块通过I2C相连传递负载等级io(t)。

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