CN102347001B - 有机发光二极管显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种OLED(有机发光二极管)显示装置的驱动方法，所述OLED显示装置具有多个像素，每一个所述像素包括响应于像素数据而发出光的OLED，所述驱动方法包括：在紧接施加系统电源之后的预定时间内，施加黑数据至所述像素，在施加所述黑数据至所述像素的初始驱动期间，提供驱动电压至所述OLED，在从提供驱动电压至所述OLED的时刻起已过去至少一帧之后的第一不发光期间，感测因所述黑数据而流经所述OLED的驱动电流，以及在所述初始驱动之后的正常驱动期间，施加像素数据至所述像素。

Description

有机发光二极管显示装置及其驱动方法

本申请要求于2010年7月22日提交的韩国专利申请10-2010-0070907的优先权，为了所有目的，在此援引该专利申请作为参考，如同该专利申请在此被完全公开。

技术领域

本发明涉及一种能够防止由于外界温度或环境光而导致亮度变化的有机发光二极管显示装置及其驱动方法。

背景技术

平面显示装置包括液晶显示器(“LCD”)，场发射显示器(“FED”)、等离子体显示面板(“PDP”)和电致发光显示装置等等。

PDP具有重量轻和侧面轮廓纤薄的特点，并且由于简单的结构和生产工艺，PDP适合应用于大尺寸的显示屏，但所述PDP的缺点在于发光效率和亮度低，并且功耗大。TFT LCD(薄膜晶体管液晶显示器)是一种广泛应用的平面显示装置，但存在视角范围窄和响应速度慢的缺点。根据制作发光层的材料的不同，电致发光显示装置大体上分为无机发光二极管和有机发光二极管(“OLED”)，是一种自身可发出光的发光装置，并且具有响应速度快、发光效率和亮度高以及视角范围宽的特点。

如图1所示，OLED显示装置包括OLED。所述OLED具有正电极、负电极和有机化合物层。

所述有机化合物层包括空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和电子注入层EIL。当驱动电压施加在所述正极和所述负极之间时，经由所述空穴注入层HIL和所述空穴传输层HTL而提供的空穴与经由所述电子注入层EIL和所述电子传输层ETL而提供的电子移动至所述发光层，以形成激发子，从而所述发光层EML发出光。

在所述OLED显示装置中，多个像素中的每一个都包括OLED，所述多个像素成矩阵形式排列，通过向有源元件TFT施加扫描脉冲以使所述TFT被选择性地导通，从而使所述像素被选中，并且将像素数据提供至被选中的像素，由此来控制所述像素的亮度。所述像素中的每一个包括驱动TFT、至少一个开关TFT和储能电容器等等，并且所述像素的亮度与流经所述OLED的驱动电流Ioled成正比，如如公式1所表示的。

公式1

$\mathrm{Ioled}=\frac{k}{2}{(\mathrm{Vgs}-\mathrm{Vth})}^2$

这里，“Ioled”表示驱动电流，“k”是由所述驱动TFT的迁移率和寄生电容所决定的常量，“Vgs”表示驱动TFT的栅极和源极之间的电压，“Vth”表示驱动TFT的阈值电压。

在所述OLED显示装置中，如果驱动TFT的迁移率受外界温度的影响发生变化，或受环境光的影响从而有光电流流经所述驱动TFT，则流经所述OLED的驱动电流Ioled发生变化。在流经所述OLED的驱动电流Ioled大于与像素数据对应的值的情况下，所述驱动TFT和所述OLED的使用寿命会缩短，在Ioled小于与像素数据对应的值的情况下，对比度降低。因此，本申请人在提交的韩国专利申请10-2009-0132960中已经提出一种电流反馈算法，该电流反馈算法通过对当前驱动电流的实时反馈来使与像素数据对应的理想驱动电流流经OLED。在这种技术中，对驱动电流进行感测，并且对高电势电平进行调整，以使感测到的驱动电流值与根据像素数据预测的驱动电流值相等。因此，这种技术通过实现与像素数据对应的理想亮度，避免了由于外界环境条件、例如外界温度或环境光的变化而导致的亮度的变化。

图2示出现有技术感测流经OLED的驱动电流的电流感测电路的结构。参见图2，所述电流感测电路包括运算放大器1和ADC(模数转换器)2，所述运算放大器1将流经所述OLED的驱动电流Ioled转换成电压并放大所述电压，所述ADC 2将放大的模拟电压值转换成数字感测电流值Isen。在图2中，“Rs”代表连接在驱动电压供给线3和所述OLED之间的感测电阻。

然而，在所述OLED显示装置中，在初始驱动期间通过施加驱动电压驱动所述像素而使所述像素发出光，因此大量的电流会瞬时流过所述驱动电压供给线3。在这种情况下，所述运算放大器1的输出端的电压会超出所述ADC 2的输入电压范围。在现有技术中，这种过电流会在初始驱动期间导致驱动电路损坏和电流反馈算法的执行错误。

发明内容

本发明实施例提供一种OLED显示装置及其驱动方法，当应用用于防止由于外界温度或环境光而导致的亮度变化的电流反馈算法时，所述OLED显示装置及其驱动方法能够防止在初始驱动期间出现的驱动电路损坏和所述电流反馈算法的执行错误。

根据本发明的示例性实施例，提供一种OLED(有机发光二极管)显示装置的驱动方法，所述OLED显示装置具有多个像素，每一个所述像素包括响应于像素数据而发出光的OLED，所述驱动方法包括：在紧接施加系统电源之后的预定时间内，施加黑数据至所述像素；在施加所述黑数据至所述像素的初始驱动期间，提供驱动电压至所述OLED；在从提供驱动电压至所述OLED的时刻起已过去至少一帧之后的第一不发光期间，感测因所述黑数据而流经所述OLED的驱动电流；以及在所述初始驱动之后的正常驱动期间，施加像素数据至所述像素。

所述预定时间从提供驱动电压至所述OLED之前开始，直到像素数据被施加至所述像素为止。

所述不发光期间指垂直消隐期间。

感测所述驱动电流的步骤包括将流经所述OLED的驱动电流转换成电压并放大所述电压；并将放大的模拟电压值转换成数字感测电流值。

所述正常驱动的步骤包括：计算对应于所述像素数据的数字估算电流值；在所述第一不发光期间之后的第二不发光期间以及随后的不发光期间，电流感测启动信号CSS2的高逻辑电平通过感测因像素数据而流经所述OLED的驱动电流来检测数字感测电流值；以及通过比较数字估算电流值和数字感测电流值而产生数字亮度调整值，以使所述数字感测电流值与所述数字估算电流值相等，并基于所述数字亮度调整值调整高电势伽马电压源。

根据另一个示例性实施例，本发明提供一种OLED显示装置，包括：显示面板，所述显示面板具有多个像素，每一个所述像素包括响应于像素数据而发出光的OLED；数据驱动电路，所述数据驱动电路驱动所述显示面板的数据线；时序控制器，在施加像素数据之前，在紧接施加系统电源之后的预定时间内，所述时序控制器施加黑数据至所述数据驱动电路；驱动电压提供电路，所述驱动电压提供电路在施加所述黑数据至所述像素的初始驱动期间，提供驱动电压至所述OLED；以及亮度补偿电路，包括电流感测电路，在从提供驱动电压至所述OLED的时刻起已过去至少一帧之后的第一不发光期间，所述电流感测电路感测因黑数据而流经所述OLED的驱动电流，其中所述亮度补偿电路防止由于外部环境条件的变化而导致的显示面板的亮度变化。

附图说明

所包括的附图用于对本发明提供进一步的理解，并入并组成本说明书的一部分，解释本发明的实施例并且与说明书文字一起用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1示出OLED显示装置的发光原理；

图2示出现有技术中的电流感测电路；

图3示出根据本发明实施例在初始驱动期间OLED显示装置的驱动方法；

图4示出在初始驱动和正常驱动期间控制信号和数据的施加时序；

图5示出根据本发明实施例在正常驱动期间OLED显示装置的驱动方法；

图6示出根据本发明实施例的OLED显示装置；以及

图7为在图6中所示的电流感测电路的详细电路图。

具体实施方式

以下将参考图3至图7描述本发明的示例性实施例。

图3示出根据本发明实施例在初始驱动期间OLED显示装置的驱动方法。图4示出在初始驱动和正常驱动期间控制信号和数据的施加时序。此外，图5示出根据本发明实施例在初始驱动之后的正常驱动期间OLED显示装置的驱动方法。

首先，参考图3和图4来描述根据本发明实施例的初始驱动。在根据本发明实施例的OLED显示装置的驱动方法中，在紧接施加系统电源至所述显示装置之后，参照由外部装置提供的垂直同步信号Vsync和数据使能信号DE而输出黑数据(S11)。在从提供驱动电压Vdd和Vss至设置在显示面板的像素中的OLED之前开始直到实际像素数据RGB被输出为止的预定时间内输出黑数据。所述黑数据自时序控制器输出，并在数据驱动电路中转换成数据电压，然后施加至所述像素。

在所述OLED显示装置的驱动方法中，在施加黑数据至所述像素的初始驱动期间，驱动电压使能信号OLED_POWER_EN进入有效状态，以使驱动电压Vdd和Vss提供至设置在显示面板的像素中的OLED(S12)。通常，流经所述OLED的驱动电流与施加给像素的数据电压成正比。就是说，当数据电压随亮图像而变高时，OLED的驱动电流就变大，而当数据电压随暗图像而变低时，所述驱动电流就变小。因此，在施加黑数据以实现黑图像的情况下，OLED的驱动电流理论上为0安，这时，电流感测电路具有最小的输出值。所述驱动电压使能信号OLED_POWER_EN的有效状态一直持续，直到系统电源被关闭。

在所述OLED显示装置的驱动方法中，如图7所示，包括运算放大器121和ADC 122的电流感测电路12在从提供驱动电压Vdd和Vss至所述OLED的时刻起已过去至少一帧时间t1之后的不发光期间(例如，垂直消隐期间)，感测流经所述OLED的驱动电流(S13)。所述电流感测电路12响应于电流感测启动信号CSS来操作。所述电流感测启动信号CSS在每一垂直消隐期间都具有高逻辑电平，所述每一垂直消隐期间包括从提供驱动电压Vdd和Vss至所述OLED的时刻起已过去至少一帧时间之后的垂直消隐期间，以及在所述垂直消隐期间之后的垂直消隐期间。所述电流感测电路12响应于第一电流感测启动信号CSS1的高逻辑电平感测因黑数据而流经所述OLED的驱动电流。所述因黑数据而流经所述OLED的驱动电流为0安或近似0安的值，因此自运算放大器121输出的值为0伏，或者为在所述ADC 122输入电压范围内的最低值。在所述OLED显示装置的驱动方法中，利用步骤S13的处理，通过防止运算放大器121的输出端电压超出所述ADC 122的输入电压范围，就能够在初始驱动期间避免驱动电路的损坏和电流反馈算法的执行错误。

在所述OLED显示装置的驱动方法中，如果对应于黑数据的OLED的驱动电流的感测完成(S14)，就输出实际像素数据RGB(S15)。所述实际像素数据RGB自时序控制器输出，并在数据驱动电路中转换成数据电压，之后施加至所述像素。在所述初始驱动之后的显示实际像素数据RGB的正常驱动期间，由于流经所述OLED的驱动电流受限于所述像素数据RGB，因此不必担心由于在所述电流感测电路12中的过电流而会导致驱动电路的损坏和电流反馈算法的执行错误。

以下将参考图5描述根据本发明实施例的一种防止在正常驱动期间由于外部温度或环境光而导致的亮度变化的方法。

首先，在所述OLED显示装置的驱动方法中，计算与像素数据RGB对应的数字估算电流值(S21)。此外，响应于第二电流感测启动信号CSS2的高逻辑电平，以及随后的电流感测启动信号的高逻辑电平，通过感测因实际像素数据RGB而流经所述OLED的驱动电流，来检测数字感测电流值(S22)。

接着，将所述数字估算电流值与所述数字感测电流值相比较，然后产生数字亮度调整值，以使所述数字感测电流值与所述数字估算电流值相等(S23)。随后，对所述数字亮度调整值进行数-模转换，并基于模拟亮度调整值调整高电势伽马电压源的输出电平(S24)。由此在所述OLED显示装置的驱动方法中，通过实现与所述像素数据RGB对应的理想亮度，可防止由于外部环境条件例如外部温度或环境光而导致的亮度的变化。

图6示出根据本发明实施例的OLED显示装置。图7为图6所示电流感测电路12的详细电路图。

在图6中，根据本发明实施例的OLED显示装置包括：显示面板10，时序控制器11，电流估算电路11a，电流感测电路12，伽马电压调整电路13，伽马参考电压产生电路14，数据驱动电路15，栅极驱动电路16，和驱动电压提供电路17。这里，所述电流估算电路11a、所述电流感测电路12和所述伽马电压调整电路13起防止由于外部环境条件(例如温度、环境光)而导致的亮度变化的亮度补偿电路的作用。

所述显示面板10具有相互交叉的多条数据线DL和多条栅极线GL，以及在交叉处以矩阵排列的像素。所述像素包括具有红色OLED的红色像素、具有绿色OLED的绿色像素和具有蓝色OLED的蓝色像素。每一个像素包括驱动TFT、至少一个开关TFT和储能电容器等等，并可用任何众所周知的结构来实现。每一个像素都通过所述开关TFT与所述数据线DL和所述栅极线GL相连，并且被数据驱动电路15提供数据电压和被栅极驱动电路提供扫描脉冲。进一步地，每一个像素都连接至驱动电压供给线23，并且被驱动电压提供电路17提供高电势驱动电压Vdd和低电势驱动电压Vss。可独立地为红色、绿色、蓝色像素设置所述驱动电压供给线23，或可共同地为红色、绿色、蓝色像素设置所述驱动电压供给线23。

所述时序控制器11将外部装置输入的数字像素数据RGB调整为适合于所述显示面板10的分辨率，并且将数字像素数据RGB提供至所述数据驱动电路15。所述时序控制器11在提供数字像素数据RGB之前将黑数据BD提供至所述数据驱动电路15。在从驱动电压Vdd和Vss被提供至设置在显示面板10的像素中的OLED之前开始直到数字像素数据RGB被提供为止的预定时间内，黑数据BD被提供至所述数据驱动电路15。

基于例如垂直同步信号Hsync、点时钟信号DCLK和数据使能信号DE的时序信号，所述时序控制器11产生用于控制所述数据驱动电路15的操作时序的数据控制信号DDC，用于控制所述栅极驱动电路16的操作时序的栅极控制信号GDC，和用于控制所述电流感测电路12的操作时序的电流感测启动信号CSS。

针对一帧的数字像素数据RGB，所述电流估算电路11a对于每一帧计算流经所述像素的数字估算电流值Iest。为了这个目的，所述电流估算电路11a包括查询表和加法器，所述查询表储存为像素数据的灰度值预先确定的驱动电流值，并在每一次像素数据RGB输入时，输出相应的驱动电流值，所述加法器通过累加在一帧期间从所述查询表输出的驱动电流值，来计算数字估算电流值。

响应于来自所述时序控制器11的电流感测启动信号CSS，所述电流感测电路12对经由所述驱动电压供给线23流经所述OLED的驱动电流Ioled进行模-数转换，由此检测数字感测电流值Isen。所述电流感测电路12包括运算放大器121、ADC 122和开关元件SW，所述运算放大器121将流经所述OLED的驱动电流Ioled转换成电压并放大所述电压，所述ADC 122将放大的模拟电压值转换成数字感测电流值Isen，所述开关元件SW响应于所述电流感测启动信号CSS，来切换感测电阻Rs的两末端和运算放大器121之间的电气连接状态。

所述电流感测电路12响应于所述电流感测启动信号CSS进行操作。在从驱动电压Vdd和Vss被提供至所述OLED的时刻起已过去至少一帧时间t1之后的垂直消隐期间(以及在所述垂直消隐期间之后的每一个垂直消隐期间，所述电流感测启动信号CSS都具有高逻辑电平。在所述初始驱动期间，所述电流感测电路12响应于第一电流感测启动信号CSS1的高逻辑电平，感测因黑数据而流经所述OLED的的驱动电流。所述因黑数据而流经所述OLED的驱动电流为0安或近似0安的值，因此运算放大器121的输出值为0伏或者为在所述ADC 122输入电压范围内的最低值。因此，通过防止运算放大器121的输出端电压超出所述ADC 122的输入电压范围，可在初始驱动期间避免驱动电路的损坏和电流反馈算法的执行错误。

在所述初始驱动之后的显示实际像素数据RGB的所述正常驱动期间，响应于第二电流感测启动信号CSS2的高逻辑电平，以及随后电流感测启动信号的高逻辑电平，通过感测因实际像素数据RGB而流经所述OLED的驱动电流，来检测数字感测电流值。在这种正常驱动期间，由于流经所述OLED的驱动电流受限于所述像素数据RGB，因此不必担心由于在所述电流感测电路12中的过电流而导致驱动电路的损坏和电流反馈算法的执行错误。

伽马电压调整电路13将所述数字估算电流值Iest与所述数字感测电流值Isen进行比较，然后产生数字亮度调整值，以使所述数字感测电流值与所述数字估算电流值相等(S23)。之后，所述伽马电压调整电路13对数字亮度调整值进行数-模转换，以输出模拟亮度调整值，并基于所述模拟亮度调整值来调整高电势伽马电压源MVDD的输出电平。因此，不管外部环境条件(外部温度或环境光)如何，显示图像的亮度被实现为理想亮度。

伽马参考电压产生电路14包括多个连接在高电势伽马电压源MVDD和地电压之间的电阻串，并产生通过在高电压和地电压之间进行电压分压获得的多个伽马参考电压GMA。也可通过调整高电势伽马电压源MVDD的电平而轻易将所述伽马参考电压GMA调整至所需要的电平。

响应于来自所述时序控制器11的控制信号DDC，并通过参照所述伽马参考电压GMA，数据驱动电路15将黑数据BD和数字像素数据RGB转换成伽马补偿电压，并且将所述伽马补偿电压作为数据电压提供至所述显示面板10的数据线DL。

栅极驱动电路16响应于来自时序控制器11的栅极控制信号GDC产生扫描脉冲，所述扫描脉冲在用于导通所述开关TFT的栅极高电压和用于截止所述开关TFT的栅极低电压之间变换。此外，所述扫描脉冲顺序地提供至所述栅极线GL，以顺序地驱动所述栅极线GL，由此选择所述显示面板10的被提供数据电压的水平行。

响应于自外部装置提供的驱动电压使能信号OLED_POWER_EN，驱动电压提供电路17产生高驱动电压Vdd和低驱动电压Vss，并经由所述驱动电压供给线23，将所述高驱动电压Vdd和所述低驱动电压Vss提供至像素。如图4所示，驱动电压使能信号OLED_POWER_EN在施加黑数据至所述像素的初始驱动期间进入有效状态，所述驱动电压使能信号OLED_POWER_EN的有效状态一直持续到系统电源被关闭为止。

如上所述，根据本发明的OLED显示装置及其驱动方法，当应用为防止由于外部温度或环境光而导致的亮度变化的电流反馈算法时，通过在提供驱动电压至OLED之前开始直到实际像素数据施加至所述OLED为止的预定时间内施加黑数据至像素，以防止运算放大器的输出端电压超出ADC的输入电压范围，就能够预先避免驱动电路的损坏和电流反馈算法的执行错误。

尽管已经参考本发明的多个示例性实施例描述了本发明，但是应当理解：可以由本领域技术人员构思出属于本发明的原理的范围内的大量其他修改方案和实施方案。尤其是，可以对属于本发明内容、附图和所附权利要求内的主题组合方案的组成部件和/或结构作出各种变化和修改。除了组成部件和/或结构的变化和修改之外，替代使用对于本领域技术人员而言也是显而易见的。

Claims (11)

1.一种有机发光二极管显示装置的驱动方法，所述有机发光二极管显示装置具有多个像素，每一个所述像素包括响应于像素数据而发出光的有机发光二极管，所述驱动方法包括：

在紧接施加系统电源之后的预定时间内，仅施加黑数据至所述像素；

在施加所述黑数据至所述像素的初始驱动期间，提供驱动电压至所述有机发光二极管；

在从提供驱动电压至所述有机发光二极管的时刻起已过去至少一帧之后的第一不发光期间，感测因所述黑数据而流经所述有机发光二极管的驱动电流；以及

在所述初始驱动之后的正常驱动期间，施加像素数据至所述像素，

其中因所述黑数据而流经所述有机发光二极管的驱动电流具有与所述像素数据对应的预定电流值中的最小电流值。

2.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的驱动方法，其中所述预定时间从提供驱动电压至所述有机发光二极管之前开始，直到像素数据被施加至所述像素为止。

3.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的驱动方法，其中所述不发光期间指垂直消隐期间。

4.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的驱动方法，其中感测所述驱动电流的步骤包括：

将流经所述有机发光二极管的驱动电流转换成电压并放大所述电压；以及

将放大的模拟电压值转换成数字感测电流值。

5.根据权利要求1所述的有机发光二极管显示装置的驱动方法，其中所述正常驱动的步骤包括：

计算对应于所述像素数据的数字估算电流值；

在所述第一不发光期间之后的第二不发光期间以及随后的不发光期间，通过感测因像素数据而流经所述有机发光二极管的驱动电流来检测数字感测电流值；以及

通过比较所述数字估算电流值和所述数字感测电流值而产生数字亮度调整值，以使所述数字感测电流值与所述数字估算电流值相等，并基于所述数字亮度调整值调整高电势伽马电压源。

6.一种有机发光二极管显示装置，包括：

显示面板，所述显示面板具有多个像素，每一个所述像素包括响应于像素数据而发出光的有机发光二极管；

数据驱动电路，所述数据驱动电路驱动所述显示面板的数据线；

时序控制器，在施加像素数据之前，在紧接施加系统电源之后的预定时间内，所述时序控制器仅施加黑数据至所述数据驱动电路；

驱动电压提供电路，所述驱动电压提供电路在仅施加所述黑数据至所述像素的初始驱动期间，提供驱动电压至所述有机发光二极管；以及

亮度补偿电路，包括电流感测电路，在从提供驱动电压至所述有机发光二极管的时刻起已过去至少一帧之后的第一不发光期间，所述电流感测电路感测因黑数据而流经所述有机发光二极管的驱动电流，

其中因黑数据而流经所述有机发光二极管的驱动电流具有与所述像素数据对应的预定电流值中的最小电流值。

7.根据权利要求6所述的有机发光二极管显示装置，其中所述预定时间从提供所述驱动电压至所述有机发光二极管之前开始，直到像素数据被施加至所述像素为止。

8.根据权利要求6所述的有机发光二极管显示装置，其中所述不发光期间指垂直消隐期间。

9.根据权利要求8所述的有机发光二极管显示装置，其中所述电流感测电路包括：

运算放大器，所述运算放大器将流经所述有机发光二极管的驱动电流转换成电压并放大所述电压；

模数转换器，所述模数转换器将放大的模拟电压值转换成数字感测电流值；以及

开关元件，响应于电流感测启动信号，切换与所述有机发光二极管连接的驱动电压供给线的感测电阻的两末端和运算放大器之间的电气连接状态，

其中所述电流感测启动信号在每一垂直消隐期间都具有高逻辑电平，所述每一垂直消隐期间包括在从提供所述驱动电压至所述有机发光二极管的时刻起已过去至少一帧时间之后开始的垂直消隐期间，以及在所述垂直消隐期间之后的垂直消隐期间。

10.根据权利要求9所述的有机发光二极管显示装置，其中所述电流感测电路在所述第一垂直消隐期间之后的第二垂直消隐期间以及随后的垂直消隐期间，通过感测因像素数据而流经所述有机发光二极管的驱动电流来检测数字感测电流值。

11.根据权利要求10所述的有机发光二极管显示装置，其中所述亮度补偿电路还包括：

电流估算电路，所述电流估算电路计算对应于所述像素数据的数字估算电流值；以及

伽马电压调整电路，所述伽马电压调整电路通过比较所述数字估算电流值和所述数字感测电流值而产生数字亮度调整值，以使所述数字感测电流值与所述数字估算电流值相等，并基于所述数字亮度调整值调整高电势伽马电压源。