CN102394048A

CN102394048A - Oled显示器驱动电路和显像分析算法及其网络应用方法

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Publication number: CN102394048A
Application number: CN2011103892825A
Authority: CN
Inventors: 陈怡然
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: CN102394048B

Abstract

本发明公开了一种OLED显示器驱动电路和显像分析算法及其网络应用方法，它包括驱动电流、第一控制电压、第二控制电压、第三控制电压、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、电容，当第一控制电压为高电平时，第一晶体管、第二晶体管和第四晶体管处于工作状态，驱动电流流经第一晶体管和第四晶体管，同时驱动电流流经第二晶体管并为电容充电；当第一控制电压为低电平时，第一晶体管和第二晶体管处于截止状态，驱动电流无效，第二控制电压为高电平，第三晶体管处于工作状态，第三控制电压与第四晶体管相导通并使第四晶体管处于饱和状态，电容放电。

Description

OLED显示器驱动电路和显像分析算法及其网络应用方法

技术领域

本发明涉及一种OLED显示器驱动电路和显像分析算法及其网络应用方法。

背景技术

随着信息时代的发展，以手机及平板电脑为主的多种移动多媒体设备的发展取得了长足的进步。与此同时人们对于其中显示设备的需求量日益增加，对其能耗以及图像质量的要求也趋于严格。近些年来的传统显示器的设计制造主要基于LCD（Liquid Crystal Display）技术。其显示器以底层的背光板为光源，各像素的光线通过上层的LCD杆状水晶分子改变方向，并在滤光层分离出不同的色彩从而产生画面。然而LCD技术背光板所发射的光线在滤光过程中无法得到有效的利用，导致其显示器在功耗方面存在着巨大的缺陷。根据调查显示，LCD显示器的功耗通常占移动多媒体设备总功耗的40% ~ 60%。大大限制了移动多媒体设备的供电时长，无法满足现今多媒体设备的发展需求。

与此同时，新一代的显示器技术也日趋成熟，其中最具有市场前景的为OLED技术。该技术将发光有机材料置于链接电压源的基板上，当电流流经有机材料时可以激发其荧光特性，使之成为稳定高效的可见光源。同时通过添加特定的金属添加物，可以使其荧光表现不同的色彩。相较于传统的LCD技术，OLED基板可以使用玻璃以外的塑料等材质，从而实现轻薄且可弯曲的特性。并且OLED技术的光源来自有机材料自身所发出的荧光，其亮度及对比度均优于LCD技术，并且其可视角度较大，不受水晶分子旋转限制。

然而由于有机材料的差异，针对OLED显示过程中的不同亮度，不同色彩的像素，OLED电路的功耗效能不尽相同。然而现有的OLED技术在对显示器工作过程，一旦基板供电电压降低，图像均会出现大范围失真。各像素的驱动电路并未针对不同亮度及色彩进行动态优化，同时也没有相应的显像分析算法。从而现有的OLED技术在动态调节和显像分析方面仍然遗留了极大的节能空间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种OLED显示器驱动电路和显像分析算法及其网络应用方法。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种OLED显示器驱动电路，它包括驱动电流、第一控制电压、第二控制电压、第三控制电压、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、电容，第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管为TFT NMOS晶体管，当第一控制电压为高电平时，第一晶体管、第二晶体管和第四晶体管处于工作状态，驱动电流流经第一晶体管和第四晶体管，同时驱动电流流经第二晶体管并为电容充电，第二控制电压为低电平，第三晶体管处于截止状态，第三控制电压与驱动电路断开；当第一控制电压为低电平时，第一晶体管和第二晶体管处于截止状态，驱动电流无效，第二控制电压为高电平，第三晶体管处于工作状态，第三控制电压与第四晶体管相导通并使第四晶体管处于饱和状态，电容放电。

进一步地，第一晶体管分别与驱动电流、第一控制电压、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管相连接，第二晶体管分别与第一控制电压、第一晶体管、第三晶体管、第四晶体管、电容相连接，第三晶体管分别与第二控制电压、第三控制电压、第一晶体管、第二晶体管、第四晶体管相连接，第四晶体管分别与第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、电容相连接。

本发明提供的另一技术方案是：一种针对上述OLED显示器驱动电路的显像分析算法，包括以下步骤：

a．图像分区：初始图像首先通过区域划分与OLED显示器基板的分区匹配；

b．电压选择：对区域内的供电电压进行选择，选择出尽可能小的供电电压；

c．像质评估：对分区区域内所有像素RGB三维度的像素亮度进行统计评估，如果评估通过，则形成最终成像，如果部分区域内的图像失真，则这些区域内的失真像素的控制电流将被重置为可能限度内的最大值以尽量减小图像失真程度；

d．色彩重置：对控制电流重置后获得的图像再次进行像素亮度的统计评估，如果评估通过，则形成最终成像，如果部分区域内的图像仍失真，则增大供电电压，并重复步骤b。

本发明提供的另一技术方案是：一种针对上述的OLED显示器节能驱动电路的动态显像分析算法的网络应用方法，图片或视频的开发者预先对视频流进行显像分析，并制作与视频相关的电压调节文档以供用户下载；当用户在网络媒体终端软件观看视频时可以自动下载并加载于其观看的视频相关联的电压调节文档。

通过采用以上技术方案，本发明OLED显示器驱动电路和显像分析算法及其网络应用方法具有以下特点：

1.驱动电路在接受到电压调节信号后可以在降低对区域内各像素的供电的基础上，保证低功耗像素的图像质量，从而通过各区域的减压，实现总体上的能耗优化。经实际测试，通过上述方法，OLED显示器可以在保证高画质的同时实现20%～40%的节能效果。

本发明优化驱动电路，使其在一定程度内降低供电电压的同时，保证低于该电压范围内的供电的电流不变，从而使有机材料的显示效果几乎不被破坏。仅在个别超出电压范围的高亮点，产生人眼较难识别的轻微图像损失。有效避免了降低电压所带来的大范围图像失真。

本发明的进一步改进在于：将OLED的显示器基板合理分区供电。在优化驱动电路的基础上，每个像素在不同图像的显示过程中都会有不同的电压需求。倘若对像素进行逐一分析及电压调节，大量的计算功耗在所难免。从而基于图像各区域的相关度及显示内容对显示器基板进行合理分区，并同区域内的亮度及色彩集中分别进行并行分析，可以在避免的复杂计算。同时可以独立对各区域进行各项参数的调节，从而达到较好的动态调节自由度。

本发明的进一步改进在于：在分区供电基础上，可以通过基板拼接使屏幕设计可以适应各种曲面环境。由于OLED基板可以制作在相对柔软的塑料材质之上，OLED显示器具有一定的柔韧性。而通过显示器基本的拼接，可以进一步发挥OLED这一特性。可以使其应用于环境较为复杂的公共设施，或为小型的多媒体移动设备提供更好的折叠弯曲等设计方案。

本发明的进一步改进在于：在分区供电基础上，可以通过基板拼接扩大OLED屏幕面积。在分区驱动电路的基础上，可以对分区概念逆向应用，在基板制作过程中通过多个基板的拼接和分区电压的有效控制，增大OLED屏幕面积，解决OLED现有的屏幕面积限制问题。可以应用于公共信息牌、广告播放器等设施。

本发明的进一步改进在于：设计相应的OLED显像分析算法。OLED显示器通常基于RGB色彩空间进行图像的调色。该算法可以通过RGB信息对像素的亮度灰阶，色彩构成等方面进行分析。在保证较高图像质量的同时，牺牲少量的高能耗的像素，给出尽可能低的供电电压，并调节相应的基板区域。

本发明的进一步改进在于：在OLED显示其中使用色彩重映射电路，通过硬件实现显像分析算法。结合节能显像分析算法，针对部分可以补偿的失真信号进行图像重新编码；针对无法复原的失真信号，将编码值调至最大，尽量减少失真率。

本发明的进一步改进在于：可以有效地适应不同的显示内容，节能效果良好。对于人机界面或者相对静止的图片，例如手机界面、公共信息牌、广告播放器，显示内容变化较慢，图像分析的计算量较小。系统可以定期地对显示内容进行分析并进行电源调节。对于视频流媒体，画面变化相对较大，图像分析的计算了也相对较快，可以通过对画面的预分析，实现播放时的实时调节。

本发明的进一步改进在于：可以通过上层用户程序对显示设备的基础驱动进行调控。显像的分析算法可以嵌入到媒体播放器中，以便对驱动电路进行直接的电压调节。良好的硬件基础及软件衔接为其广泛应用提供了广泛的应用基础。不受操作系统，硬件平台种类的限制，可以应用于等不同工作设备。

本发明的进一步改进在于：可以通过云计算网络或其他网络实现对电脑显示器或移动设备显示器等硬件设备的直接调控。个人用户在使用时可以通过播放器对视频文件进行简单的预分析，制作电源调节文档。在播放时可以通过加载文档实现对显示器电源的及时调节。而对于网络媒体运营商，可以提供于视频流配套的调节文档资料库供用户使用。

本发明的进一步改进在于：随着OLED技术的发展，OLED也被逐渐应用到电视机制造中。本技术可以通过碟片播放器或有线电视机顶盒实现对电视显示设备的直接调控。由于碟片或者有线电视网络所播放的内容通常在播放器已经预先固定并由运营商提供，这为硬件控制调节提供了更大的准备空间。运营商可以预先提供调节文档，并通过上述媒体载体或者广播网络直接调控显示设备。

附图说明

图1为本发明的FDVS OLED驱动电路图，其中标号10为OLED显示器；

图2为本发明的FDVS OLED性能测试分析；

图3为本发明的FDVS OLED显像分析算法；

图4为本发明的网络应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如附图1所示，一种针对OLED显示器节能驱动电路，它包括驱动电流I _data 、第一控制电压V _sel 、第二控制电压V _ctrl 、第三控制电压V _dd 、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、电容Cs。第一晶体管（T1）、第二晶体管（T2）、第三晶体管（T3）、第四晶体管（T4）为TFT NMOS晶体管。

第一晶体管T1分别与驱动电流I _data 、第一控制电压V _sel 、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4相连接，第二晶体管T2分别与第一控制电压V _sel 、第一晶体管T1、第三晶体管T3、第四晶体管T4、电容Cs相连接，第三晶体管T3分别与第二控制电压V _ctrl 、第三控制电压V _dd 、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第四晶体管T4相连接，第四晶体管T4分别与第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、电容Cs相连接。

当第一控制电压V _sel 为高电平时，第一晶体管T1、第二晶体管T2和第四晶体管T4处于工作状态，驱动电流I _data 流经第一晶体管T1和第四晶体管T4，同时驱动电流I _data 流经第二晶体管T2并为电容Cs充电，第二控制电压V _ctrl 为低电平，第三晶体管T3处于截止状态，第三控制电压V _dd 与驱动电路断开。I _data 流经晶体管T1及T4注入OLED像素，同时相同大小电流通过T2控制门极电压Cs，此时通过T4的电流I _data 使得OLED像素被设定为特定的显示内容。

当第一控制电压V _sel 为低电平时，第一晶体管T1和第二晶体管T2处于截止状态，驱动电流I _data 无效，第二控制电压V _ctrl 为高电平，第三晶体管T3处于工作状态，第三控制电压V _dd 与第四晶体管T4相导通并使第四晶体管T4处于饱和状态，电容Cs放电。此时由于T4晶体管工作于饱和区，其控制的流经OLED显示器的电流I _cell 大小仅与门极电压Cs相关，仍为I _data 保持不变。从而在一定范围内，即便V _dd 被减小，倘若T4仍工作于饱和区，I _cell 则不会发生任何失真。

如附图2所示的针对上述OLED显示器驱动电路的性能测试分析，图中测试了在不同供电电压下，本发明的驱动电路中通过OLED电流的大小。根据OLED电流及其亮度的线性关系，间接阐明了不通电压下FDVS OLED的驱动效果。图中纵轴为流经OLED的电流大小，电流值越大说明其能耗越高。横轴则为以15V电压为准，各电流值百分比。从图中可以发现随着供电电流的减小，高能耗像素逐渐失真，然而大多数的低功耗点仍然保持原有的图像质量。

如附图3所示，一种针对上述OLED显示器驱动电路的显像分析算法，包括以下步骤：

c．像质评估：对分区区域内所有像素RGB三维度的像素亮度进行统计评估，如果评估通过，则形成最终成像，如果部分区域内的图像失真，则这些区域内的失真像素的控制电流将被重置为可能限度内的最大值以尽量减小图像失真程度；其余像素则保留原有的图像质量；

如附图4所示，一种针对上述的OLED显示器驱动电路的显像分析算法的网络应用方法，图片或视频的开发者预先对视频流进行显像分析，并制作与视频相关的电压调节文档以供用户下载；当用户在网络媒体终端软件观看视频时可以自动下载并加载于其观看的视频相关联的电压调节文档。不需要用户单独对视频流进行电源控制解析即可实现功耗的优化控制。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种OLED显示器驱动电路，其特征在于：它包括驱动电流（I_data）、第一控制电压（V_sel）、第二控制电压（V_ctrl）、第三控制电压（V_dd）、第一晶体管（T1）、第二晶体管（T2）、第三晶体管（T3）、第四晶体管（T4）、电容（Cs），所述的第一晶体管（T1）、第二晶体管（T2）、第三晶体管（T3）、第四晶体管（T4）为TFT NMOS晶体管，当第一控制电压（V_sel）为高电平时，第一晶体管（T1）、第二晶体管（T2）和第四晶体管（T4）处于工作状态，驱动电流（I_data）流经第一晶体管（T1）和第四晶体管（T4），同时驱动电流（I_data）流经第二晶体管（T2）并为电容（Cs）充电，第二控制电压（V_ctrl）为低电平，第三晶体管（T3）处于截止状态，第三控制电压（V_dd）与驱动电路断开；当第一控制电压（V_sel）为低电平时，第一晶体管（T1）和第二晶体管（T2）处于截止状态，驱动电流（I_data）无效，第二控制电压（V_ctrl）为高电平，第三晶体管（T3）处于工作状态，第三控制电压（V_dd）与第四晶体管（T4）相导通并使第四晶体管（T4）处于饱和状态，电容（Cs）放电。

2.根据权利要求1所述的OLED显示器驱动电路，其特征在于：所述的第一晶体管（T1）分别与驱动电流（I_data）、第一控制电压（V_sel）、第二晶体管（T2）、第三晶体管（T3）、第四晶体管（T4）相连接，所述的第二晶体管（T2）分别与第一控制电压（V_sel）、第一晶体管（T1）、第三晶体管（T3）、第四晶体管（T4）、电容（Cs）相连接，所述的第三晶体管（T3）分别与第二控制电压（V_ctrl）、第三控制电压（V_dd）、第一晶体管（T1）、第二晶体管（T2）、第四晶体管（T4）相连接，所述的第四晶体管（T4）分别与第一晶体管（T1）、第二晶体管（T2）、第三晶体管（T3）、电容（Cs）相连接。

3.一种针对权利要求1所述的OLED显示器驱动电路的显像分析算法，包括以下步骤：

a．图像分区：初始图像首先通过区域划分与OLED显示器基板的分区匹配；

b．电压选择：对区域内的供电电压进行选择，选择出尽可能小的供电电压；

4.一种针对权利要求3所述的OLED显示器驱动电路的显像分析算法的网络应用方法，其特征在于：图片或视频的开发者预先对视频流进行显像分析，并制作与视频相关的电压调节文档以供用户下载；当用户在网络媒体终端软件观看视频时可以自动下载并加载于其观看的视频相关联的电压调节文档。