CN102810293A - 有机发光显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种有机发光显示装置，包括：包括RGBW子像素的显示面板；将RGB数据信号转换为RGBW数据信号的第一数据转换单元；为所述RGB数据信号计算APL的平均图像电平计算单元；通过使用所述APL和查找表控制至少一帧的亮度的峰值亮度控制器；和数据补偿单元，当从所述第一数据转换单元输出的所述RGBW数据信号之中的W数据信号的色坐标与目标值不同时，所述数据补偿单元用于对所述RGB数据信号中至少一个进行补偿操作。

Description

有机发光显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种有机发光显示装置及其驱动方法。
背景技术
有机发光显示装置中使用的有机电致发光(EL)元件(或有机发光二极管(OLED))是其中在两个电极之间形成发光层的自发光元件。就是说，在有机EL元件中，电子和空穴分别从电子注入电极(或阴极)和空穴注入电极(或阳极)注入发光层中，当注入的电子和空穴结合时形成电子空穴对并当电子空穴对从激发态跃迁到基态时发光。
在有机发光显示装置中，当给以矩阵形式设置的子像素供给扫描信号、数据信号、电信号等时，所选择的子像素发光，由此显示图像。
有机发光显示装置分为具有R，G和B子像素的RGB有机发光显示装置和具有R，G，B和W子像素的RGBW有机发光显示装置。
RGB有机发光显示装置使用峰值亮度控制(PLC)方法，其中通过根据基于RGB子像素的亮度分量计算的平均图像电平(average picture level)(APL)改变伽马电压来实现上述峰值亮度控制方法。峰值亮度控制方法具有根据显示图像调整亮度的优点。
因而，RGB有机发光显示装置可通过使用峰值亮度控制方法降低功耗并提高显示质量。另一方面，RGBW有机发光显示装置不使用峰值亮度控制方法。因而，RGBW有机发光显示装置的功耗比RGB有机发光显示装置高。因此，RGBW有机发光显示装置需要降低功耗并提高显示质量。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种有机发光显示装置，包括：包括RGBW子像素的显示面板；将RGB数据信号转换为RGBW数据信号的第一数据转换单元；为所述RGB数据信号计算APL的平均图像电平计算单元；通过使用所述APL和查找表控制至少一帧的亮度的峰值亮度控制器；和数据补偿单元，当从所述第一数据转换单元输出的所述RGBW数据信号之中的W数据信号的色坐标与目标值不同时，所述数据补偿单元用于对所述RGB数据信号中至少一个进行补偿操作。
根据本发明的另一个方面，提供了一种驱动有机发光显示装置的方法，所述方法包括下述步骤：将RGB数据信号转换为RGBW数据信号的数据转换步骤；针对所述RGB数据信号计算APL的平均图像电平计算步骤；产生数据信号的数据产生步骤，从而当所述RGBW数据信号之中的W数据信号的色坐标与目标值不同时，供给从所述RGB信号选择的数据信号；以及增益计算步骤，其中该步骤将通过对当前APL和最大APL进行算术运算获得的值乘以与所述最大APL相对的所述RGB数据信号的增益和与目标峰值亮度APL相对的所述RGB数据信号的增益之间的差值，并给所述乘积的结果值加上与所述目标峰值亮度APL相对的所述RGB数据信号的所述增益，从而计算所述RGB数据信号的所述校正增益值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种有机发光显示装置，包括：包括RGBW子像素的显示面板；分别驱动所述显示面板的扫描线和数据线的扫描驱动器和数据驱动器；控制所述扫描驱动器和所述数据驱动器的时序控制器；数据提取单元，所述数据提取单元在从外部供给的一帧数据中确定每一像素的代表值，并将所有像素的代表值平均；平均图像电平计算单元，所述平均图像电平计算单元通过对从所述数据提取单元提取的所述平均代表值进行算术运算来计算APL；和通过使用由所述APL计算单元计算的所述APL和查找表控制至少一帧的亮度的峰值亮度控制器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种驱动有机发光显示装置的方法，所述方法包括：将在单个像素中包含的RGB子像素之中具有最大数据量的子像素确定为单个像素的代表值，然后将所有像素的代表值平均；通过对所述提取的所述平均代表值进行算术运算来计算APL；以及通过使用所述计算的APL和查找表控制至少一帧的亮度。
附图说明
本发明上述的和其他的方面、特征和其他优点将从下面结合附图的详细描述变得更容易理解，其中：
图1是根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的示意性框图；
图2是显示子像素的电路构造的示图；
图3是扫描驱动器的框图；
图4是数据驱动器的框图；
图5是显示根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的主要部分的简要框图；
图6是显示根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的所述主要部分的详细框图；
图7是解释数据补偿单元的色坐标补偿方案的示图；
图8是解释与比较例的方案相比，根据本发明第一个实施方式的方案的峰值亮度控制方案的曲线图；
图9是具体解释根据第一个实施方式的峰值亮度控制方案的曲线图；
图10是增益值与灰度级的曲线图，其中显示了比较例的方案和第一个实施方式的方案；
图11是解释根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的驱动方法的流程图；
图12和13是与实际增益值相比，根据第一个实施方式的方案的增益值的曲线图；
图14是根据第一个实施方式的伽马曲线与根据实际测量的伽马曲线的曲线图；
图15是显示根据直接伽马设定在色坐标上应用第一个实施方式之后实际测量的色坐标的曲线图；
图16是显示根据本发明第二个实施方式的图像处理单元和外围电路单元的内部构造的框图；
图17是显示根据现有技术的方法和第二个实施方式的方法，帧的APL之间的比较的曲线图。
具体实施方式
之后，将参照附图详细描述根据本发明的实施方式。
<第一个实施方式>
图1是根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的示意性框图。图2是显示子像素的电路构造的示图。图3是扫描驱动器的框图。图4是数据驱动器的框图。
如图1中所示，根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置包括图像处理单元110、时序控制器120、数据驱动器130、扫描驱动器140和显示面板150。
显示面板150由包括以矩阵形式设置的子像素SPr，SPg，SPb和SPw的有机发光显示面板形成。子像素SPr，SPg，SPb和SPw分别表示红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素，这些子像素组成单个像素P。
如图2中所示，每个子像素都包括开关晶体管SW、驱动晶体管DR、电容器Cst和有机发光二极管(OLED)D。响应于经第一扫描线SL1供给的扫描信号，开关晶体管SW导通或关断，以进行开关操作，从而使经第一数据线DL1供给的数据信号供给到第一节点n1。数据信号在电容器Cst中存储为数据电压。驱动晶体管DR根据电容器Cst中存储的数据电压操作，以使驱动电流在第一电源端VDD和第二电源端GND之间流动。OLED D根据经驱动晶体管DR流动的驱动电流操作，从而发光。
如上所述，子像素SPr，SPg，SPb和SPw可构造成具有包括开关晶体管SW、驱动晶体管DR、电容器Cst和OLED D的结构，所述结构简称为2T1C，T是指晶体管，C是指电容器。子像素SPr，SPg，SPb和SPw还可构造成具有包括诸如3T1C，4T2C，5T2C等这样的额外晶体管和电容器的结构。
在结构上，可根据顶侧发光方案、底侧发光方案或双侧发光方案形成子像素SPr，SPg，SPb和SPw。同时，红色子像素SPr、绿色子像素SPg和蓝色子像素SPb可根据在白色子像素SPw的基础上使用滤色器的方案来实现，或者根据其中将子像素的OLED D中包含的有机物质形成为具有相应的颜色的方案来实现，等等。
图像处理单元110接收垂直同步信号、水平同步信号、数据使能信号、时钟信号和RGB数据信号RGB。图像处理单元110将RGB数据信号RGB转换为RGBW数据信号RGBW，并将转换的RGBW数据信号供给到时序控制器120。图像处理单元110根据RGB数据信号RGB的平均图像电平(APL)确定实现峰值亮度控制的伽马电压。图像处理单元110进行各种图像处理，其细节将在后面描述。
时序控制器120从图像处理单元110接收垂直同步信号、水平同步信号、数据使能信号、时钟信号和RGBW数据信号RGBW。时序控制器120通过使用诸如垂直同步信号、水平同步信号、数据使能信号、时钟信号等这样的时序信号控制数据驱动器130和扫描驱动器140的操作时序。时序控制器120可通过计算一个水平周期的数据使能信号确定帧周期，所以可省略从外部供给的垂直同步信号和水平同步信号。由时序控制器产生的控制信号包括用于控制扫描器140的操作时序的栅极时序控制信号GDC和用于控制数据驱动器130的操作时序的数据时序控制信号DDC。栅极时序控制信号GDC包括栅极起始脉冲、栅极移位时钟、栅极输出使能信号等。数据时序控制信号DDC包括源极起始脉冲、源极采样时钟、源极输出使能信号等。
响应于从时序控制器120供给的栅极时序控制信号GDC，扫描驱动器140顺序产生扫描信号，以驱动组成显示面板150中包含的子像素SPr，SPg，SPb和SPw的晶体管。扫描驱动器140通过扫描线SL1～SLm将产生的扫描信号供给到显示面板150中包含的子像素SPr，SPg，SPb和SPw。
如图3中所示，扫描驱动器140包括移位寄存器61、电平转换器63、连接在移位寄存器61与电平转换器63之间的多个逻辑乘积与门(即或非门)62、用于反转栅极输出使能信号GOE的反相器64等。移位寄存器61根据栅极移位时钟GSC，通过使用多个级联的D-触发器顺序移位栅极起始脉冲GSP。每个与门62将来自移位寄存器61的输出信号和栅极输出使能信号GOE的反转信号相与，以产生输出。反相器64反转栅极输出使能信号GOE并将其供给到与门62。电平转换器63将与门62的输出电压摆动宽度转换为扫描电压的摆动宽度。从电平转换器63输出的扫描信号顺序供给到栅极线SL1～SLm。在图3中，以集成电路(IC)的形式图解了扫描驱动器140。然而，本发明并不限于此，可通过薄膜晶体管(TFT)工艺在显示面板150上以面板内栅极的形式形成扫描驱动器140。
响应于从时序控制器120供给的数据时序控制信号DDC，数据驱动器130采样从时序控制器120供给的RGBW数据信号RGBW并锁存采样的信号，以将它们转换为并行数据信号。其中，当数据驱动器130将采样的信号转换为具有并行数据信号的数据信号时，数据驱动器130根据伽马电压将RGBW数据信号RGBW从数字数据信号转换为模拟数据信号。其中，通过数据驱动器130中包含的数字-模拟转换器(DAC)将数字数据信号转换为模拟数据信号。数据驱动器130通过数据线DL1～DLn将转换的RGBW数据信号RGBW供给到显示面板150中包含的子像素SPr，SPg，SPb和SPw。
如图4中所示，数据驱动器130包括移位寄存器51、数据寄存器52、第一锁存器53、第二锁存器54、转换单元55、输出电路56等。移位寄存器51对从时序控制器120供给的源极采样时钟SSC进行移位。第一寄存器51将载波信号CAR传送给下一个移位寄存器。数据寄存器52临时存储从时序控制器120供给的数据信号RGBW并将其供给到第一锁存器53。第一锁存器53根据从移位寄存器51顺序供给的时钟采样连续输入的数据信号并将它们锁存，然后同时输出锁存的信号。第二锁存器54锁存从第一锁存器53供给的数据信号RGBW，然后响应于源极输出使能信号SOE，与不同源极驱动器IC的第二锁存器54同步地同时输出锁存地信号。转换单元55将从第二锁存器54输入的数据信号RGBW转换为伽马电压GMA1～GMAn。响应于源极输出使能信号SOE，从输出电路56输出的数据信号RGBW供给到数据线DL1～DLn。图4中图解的数据驱动器130仅仅是示例性的，本发明并不限于此。就是说，数据驱动器130可形成为具有各种形式。
下面将更加详细地描述根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置。
图5是显示根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的主要部分的简要框图。图6是显示根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的所述主要部分的详细框图。图7是解释数据补偿单元的色坐标补偿方案的示图。图8是解释与比较例的方案相比，根据本发明第一个实施方式的方案的峰值亮度控制方案的曲线图。图9是具体解释根据第一个实施方式的峰值亮度控制方案的曲线图。
如图5和6中所示，根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置包括图像处理单元110、时序控制器120、数据驱动器130和伽马单元(P-Gamma)135。有机发光显示装置进一步包括光学补偿LUT 119。
如图5中所示，图像处理单元110包括DE-伽马单元114、第一数据转换单元(RGB到RGBW)116、数据补偿单元117、第二数据转换单元(RGB到YCbCr)111、平均图像电平(APL)计算单元112、以及峰值亮度控制器(PLC)113。如图6中更详细所示，图像处理单元110包括DE-伽马单元114、DE-伽马查找表(LUT)115以及第二数据转换单元(RGB到YCbCr)111。
DE-伽马单元114用于对单个帧中包含的RGB数据信号进行de-伽马处理。详细地说，为了防止在将从外部输入的RGB数据信号转换为RGBW数据信号的算术运算过程中产生溢位等，DE-伽马单元114对接收的逆伽马进行de-伽马处理，从而将其变为线性形式，然后对其进行位拉伸(bit stretching)。其中，通过DE-伽马单元114进行的位拉伸，RGB数据信号从10位变为12位并输出。DE-伽马单元114可通过使用DE-伽马查找表(LUT)115进行位拉伸。
第一数据转换单元(RGB到RGBW)116用于将从DE-伽马单元114输出的RGB数据信号转换为RGBW数据信号。通过使用第一数据转换单元(RGB到RGBW)116将RGB数据信号转换为RGBW数据信号的原因是为了驱动包括RGBW子像素的显示面板。
第二数据转换单元(RGB到YCbCr)111用于将从外部供给的RGB数据信号转换为YCbCr数据信号。在该情形中，第二数据转换单元(RGB到YCbCr)111可通过使用诸如下面所示方程1这样的变换公式将RGB数据信号转换为YCbCr数据信号。
[方程1]
Y Cb Cr = 0.299000 0.587000 0.114000 - 0.168736 - 0.331264 0.500000 0.500000 - 0.418688 - 0.081312 R G B
当RGB数据信号转换为YCbCr数据信号时，APL计算单元112可根据转换后的YCbCr数据信号计算APL。
APL计算单元112对从第二数据转换单元111供给的YCbCr数据信号计算APL。APL计算单元112也可对除YCbCr数据信号之外的其他类型的数据信号计算APL。在该情形中，第二数据转换单元111不是将RGB数据信号转换为YCbCr数据信号，而是进行不同的操作，例如仅提取RGB数据信号的最大值的操作等等，或者可删除第二数据转换单元111。APL计算单元112可重新计算平均代表值，例如可以以N帧(例如5帧、30帧等)为单位再次将平均代表值进行平均，从而可给多个帧(特定量的帧)施加相同的APL。这是为了防止当为每一帧进行计算时出现的诸如闪烁等这样的问题。APL计算单元112可根据图像的运动AVG或根据场景变化检测来计算APL。
当从第一数据转换单元116输出的RGBW数据信号之中的W数据信号的色坐标与目标值不同时，数据补偿单元(LIMO)117输出用于显示理想色坐标的经补偿的RGBW数据信号。在使用包括RGBW子像素的显示面板的情形中，当显示W图像时，仅使用W子像素。在该情形中，W数据信号的色坐标与目标值不同。因此，数据补偿单元117通过给W信号添加R，G和B数据信号中至少一个而产生经补偿的RGBW数据信号，如图7中所示。其中，RGBW数据信号RGBW通过数据补偿单元117从12位变为10位并从数据补偿单元117输出。数据补偿单元117将通过对当前APL和最大APL进行算术运算获得的值乘以与最大APL对应的RGB数据信号的增益和与目标峰值亮度APL对应的RGB数据信号的增益之间的差值，从而获得结果值。然后，数据补偿单元117给所述结果值加上与目标峰值亮度APL对应的RGB数据信号的所述增益，以计算(或获得)RGB数据信号的校正增益值Gain。
峰值亮度控制器(PLC)113用于通过使用由APL计算单元112计算的APL、从数据补偿单元(LIMO)117供给的RGB数据信号的校正增益值Gain、以及来自光学补偿LUT 119的光学补偿数据信号，控制至少一帧的峰值亮度。为此，PLC 113根据从数据补偿单元117供给的校正增益值产生用于控制所述帧的亮度的亮度控制值。PLC 113通过将所述亮度控制值供给到依次给数据驱动器(SD-IC)130提供伽马电压的伽马单元(P-伽马)135而进行峰值亮度控制。其中，对于LUT 119，可使用存储光学补偿数据信号的内部或外部存储器，如EEPROM。伽马单元135可使用其中可响应于从PLC 113供给的亮度控制值plcc而变化的可编程伽马电压(或伽马曲线)。
数据补偿单元117根据下面的方程2计算用于校正RGB数据信号的RGB数据信号的校正增益值Gain。
[方程2]
RGB数据信号的校正增益值＝(Max APL RGB增益-Target Peak LumAPL RGB增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-TargetPeak Lum APL)}+Target Peak Lum APL RGB增益+RGB增益权重。
其中，Max APL RGB增益是与最大APL对应的RGB数据信号的实际增益测量值，Target Peak Lum APL RGB增益是与目标峰值亮度APL对应的RGB数据信号的实际增益测量值，Current APL是当前APL，Max APL是最大APL，Target Peak Lum APL是目标峰值亮度APL，RGB增益权重是RGB数据信号的增益权重。
由于将在下文陈述的原因，数据补偿单元117通过使用根据方程2计算的校正增益值对RGB数据信号之中的G数据信号和B数据信号进行补偿。具体地说，数据补偿单元117通过使用根据方程2计算的校正增益值改变GB数据信号的增益，并给W信号加上其中增益已经改变的G数据信号和B数据信号中的至少一个。关于这一点，因为与GB子像素相比，显示面板中包含的R子像素具有较高的发光效率，所以不计算R数据信号的校正增益值。然而，当需要计算R数据信号的校正增益值时，可使用方程2。相比而言，因为显示面板中包含的B子像素具有比R和G子像素低的发光效率，所以可非线性地将B子像素补偿到下述程度，即其中B子像素的增益比RG子像素的增益改变得大。因而，在B数据信号的情形中，在方程2中额外包括B数据信号的增益权重，B数据信号的增益权重是基于通过测量显示面板中形成的B子像素的特性而获得的实际测量值的。就是说，B数据信号的增益权重可根据装置特性而变化。此外，对于RG数据信号，可额外增加一增益权重，该增益权重是基于通过测量RG子像素的特性而获得的实际测量值的，在该情形中，增加的增益权重一般为0。原因是RG子像素的发光效率高于B子像素的发光效率。然而，当RG子像素具有不同于本发明的发光效率时，可为RG子像素增加增益权重。
同时，将与图8的比较例的方案(a)相比，参照第一个实施方式的方案(b)进一步描述通过补偿单元117计算校正增益值Gain。
首先，在比较例的方案(a)中，为了根据平均图像电平(APL)控制峰值亮度(最大亮度级)，可在从第一点P1到第n点Pn的几个点的每个点处进行实际增益测量。就是说，对于RGB数据信号，应当在从最大亮度伽马到最小亮度伽马的多个测量点P1～Pn处进行实际增益测量。除测量点P1～Pn之外的其他点处的增益应当接近线性。因而，因为对于RGB数据信号，在从最大亮度伽马到最小亮度伽马的多个测量点P1～Pn处进行实际增益测量，所以使用比较例的方案(a)需要更多的测量时间。
同时，在第一个实施方式的方案(b)中，为了根据APL控制峰值亮度(最大亮度级)，仅需要在两个点处，即在与最大亮度伽马对应的点P1处以及与最小亮度伽马对应的点Pn处进行实际增益测量。就是说，仅需要获得与最大APL对应的RGB数据信号的实际增益测量值以及与目标峰值亮度APL对应的RGB数据信号的实际增益测量值。根据上述方程2计算在除测量点P1和P2之外的其他点处的增益。因而，因为仅需要在两个点处测量实际增益测量值，所以使用第一个实施方式的方案(b)缩短了测量时间。
这样，可通过使用前述公式分别获得R数据信号的增益、G数据信号的增益以及B数据信号的增益。根据这些增益，PLC 113很容易进行峰值亮度控制。
同时，在数据补偿单元117中，RGB数据信号的校正增益值Gain可按照诸如FPGA和ASIC之类的IC的方式来配置。因而，根据第一个实施方式的方案(b)，可实时计算校正增益值，PLC 113很容易进行峰值亮度控制。因为通过外部光学补偿设备将校正增益值Gain数字化，所以可使用其中将校正增益值Gain记录在存储光学补偿LUT 119的存储器件中的方法，所述存储器件例如是存储器(EEPROM)，它与如FPGA或ASIC这样的IC或图像处理单元110协同操作。
根据前面的描述，数据补偿单元117可根据下面所示的方程3，基于目标峰值亮度的APL计算G数据信号(或R数据信号)的校正增益值。
[方程3]
G数据信号的校正增益值＝(Max APL G增益-Target Peak Lum APL G增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-Target Peak LumAPL)}+Targe Peak Lum APL G增益
其中，Max APL G增益是与最大APL对应的G数据信号的实际增益测量值，Target Peak Lum APL G增益是与目标峰值亮度APL对应的G数据信号的实际增益测量值，Current APL是当前APL，Max APL是最大APL，Target PeakLum APL是目标峰值亮度的APL。
根据前面的描述，可根据方程3计算与目标峰值亮度的APL对应的G数据信号的校正增益值Gain。因此，在图9中，Target Peak Lum APL是用于限定峰值亮度的APL的由设定者(或使用者)输入的变量。
此外，根据前面的描述，数据补偿单元117可根据下面的方程4，基于目标峰值亮度的APL计算B数据信号的校正增益值。
[方程4]
B数据信号的校正增益值＝(Max APL B增益-Target Peak Lum APL B增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-Target Peak LumAPL)}+Targe Peak Lum APL B增益+B增益权重
其中，Max APL B增益是与最大APL对应的B数据信号的实际增益测量值，Target Peak Lum APL B增益是与目标峰值亮度APL对应的B数据信号的实际增益测量值，Current APL是当前APL，Max APL是最大APL，Target PeakLum APL是目标峰值亮度的APL，B增益权重是B数据信号的增益权重。
根据前面的描述，可根据方程4计算与目标峰值亮度的APL对应的B数据信号的校正增益值Gain。因此，在图9中，Target Peak Lum APL是用于限制目标峰值亮度APL的由设定者输入的变量。
同时，与B数据信号的增益权重类似，也可进一步增加RG数据信号的增益权重。
下面以比较例的方案(a)和上述第一个实施方式的方案(b)为具体例子。
图10是基于比较例的方案(a)和第一个实施方式的方案(b)的灰度级/增益值曲线。在图10中，针对R数据信号的校正增益值(绿色增益)和B数据信号的校正增益值(蓝色增益)显示了灰度级/增益值。因而，与方案(a)类似，第一个实施方式的方案(b)获得校正增益值。
下面的表1和表2分别显示了使用比较例的方案(a)的校正增益值(表1)和使用第一个实施方式的方案(b)的校正增益值(表2)。
[表1]
在实际直接测量之后设定的增益值(APL 43.75％)
  R增益   G增益   B增益
  255   0   29   120
  223   0   31   125
  191   0   32   125
  159   0   32   127
  127   0   34   130
  95   0   36   129
  63   0   40   165
  31   0   40   165
  0   0   0   0
[表2]
通过使用公式计算的(APL 43.75％)
  R增益   G增益   B增益
  255   0   28   120
  223   0   29   124
  191   0   29   127
  159   0   31   128
  127   0   33   130
  95   0   33   130
  63   0   43   164
  31   0   43   164
  0   0   0   0
在表2的公式中，如下计算G和B数据信号的校正增益值(G增益，B增益)29和27。
G数据信号的校正增益值＝(51-22)*{(43.75-25)/(100-25)}+22+0＝29.25。
B数据信号的校正增益值＝(153-99)*{(43.75-25)/(100-25)}+99+15.14825＝127.64825。
其中，15.14825，即B数据信号的增益权重，是基于显示面板中形成的B子像素的实际测量值的，B数据信号的增益权重＝-0.245(43.75)+25.867＝15.14825。
从表1，表2和图10可以看出，根据比较例的方案(a)的实际测量值的增益以及根据第一个实施方式使用方程的增益具有相似的灰度级。因而，可注意到，使用第一个实施方式的方案(b)的方法并不在多个点处进行实际测量，而通过使用方程可表现出与基于实际测量的那些灰度级相似或相等的灰度级。
因此，第一个实施方式的方案(b)可通过使用方程计算同时供给(或在显示面板中同时发射)的红色、绿色和蓝色的校正增益值以补偿白色色坐标的方案，为显示面板快速精确实现理想的目标色坐标和亮度。
之后，将描述根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的驱动方法。
图11是解释根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的驱动方法的流程图。
将参照图1到11描述第一个实施方式。
根据本发明第一个实施方式的有机发光显示装置的驱动方法包括数据转换步骤(S111)、APL计算步骤(S113)、数据信号补偿步骤(S114)、校正增益值计算步骤(S115)。亮度控制值产生步骤(S119)、伽马电压设定步骤(S121)和图像显示步骤(S123)。
当给图像处理单元110供给RGB数据信号RGB时，第一数据转换单元116进行将RGB数据信号RGB转换为RGBW数据信号RGBW的数据转换步骤(S111)。
APL计算单元112进行对RGB数据信号RGB计算APL的APL计算步骤(S113)。
当RGBW数据信号之中的数据信号W的色坐标与目标值不同时，数据补偿单元117通过将R，G和B信号中的至少一个添加到W信号，进行产生经补偿的RGBW数据信号的数据信号补偿步骤(S114)。
具体地说，数据补偿单元117将通过对当前APL和最大APL进行算术运算获得的值乘以与最大APL对应的RGB数据信号的增益和与目标峰值亮度APL对应的RGB数据信号的增益之间的差值，从而获得结果值。并且，数据补偿单元117通过给所述结果值加上与目标峰值亮度APL对应的RGB数据信号的所述增益，进行计算RGB数据信号的校正增益值Gain的增益计算步骤(S115)。
在增益计算步骤(S115)中，如下计算校正增益值Gain：从RGB数据信号RGB中选择的数据信号的校正增益值＝(Max APL RGB增益-Target PeakLum APL RGB增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-Target Peak Lum APL)}+Target Peak Lum APL RGB增益+RGB增益权重。
在该情形中，数据补偿单元117如下计算G数据信号的校正增益值Gain：G数据信号的校正增益值Gain＝(Max APL G增益-Target Peak Lum APL G增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-Target Peak LumAPL)}+Target Peak Lum APL G增益。
此外，数据补偿单元117如下计算B数据信号的校正增益值Gain：B数据信号的校正增益值＝(Max APL B增益-Target Peak Lum APL B增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-Target Peak LumAPL)}+Target Peak Lum APL B增益+B增益权重(步骤S117)。
其中，Target Peak Lum APL是用于限定目标峰值亮度的APL的由设定者输入的变量。B数据信号的增益权重是基于通过测量显示面板150中形成的B子像素SPb的特性而获得的实际测量值的。
数据补偿单元117将从RGB数据信号RGB之中选择的数据信号的校正增益值Gain供给到PLC 113。PLC 113基于从数据补偿单元117供给的校正增益值Gain，进行产生亮度控制值plcc以控制一个或所选帧的亮度的亮度控制值产生步骤(S119)。
PLC 113将亮度控制值plcc供给到伽马单元135。伽马单元135基于从PLC113供给的亮度控制值plcc进行设定伽马电压的伽马电压设定步骤(S121)。数据驱动器130基于伽马电压映射从时序控制器120供给的RGBW数据信号RGBW，并将映射后的RGBW供给到显示面板150。
显示面板150基于通过伽马单元135设定的伽马电压而映射的RGBW数据信号RGBW，进行显示图像的图像显示步骤(S123)。通过前述步骤，显示面板150显示其中色坐标被校正且峰值亮度被控制的图像。
图12和13是根据第一个实施方式的方案的增益值与实际增益值的曲线图。在图12和13中，X轴表示灰度级，Y轴表示亮度。
如图12和13中所示，根据第一个实施方式的方法(b)计算的GB数据信号的校正增益值(例如当前亮度计算的绿色增益，当前亮度计算的蓝色增益)与根据比较例的方法(a)实际测量的GB数据信号的校正增益值(例如当前亮度实际绿色增益，当前亮度实际蓝色增益)相似或相等。
同时，由元件的限制，导致在B数据信号的校正增益值中产生差别，如63灰度级和31灰度级。因而，在第一个实施方式的方法(b)中，除了由元件的限制导致的误差之外，没有任何其他较大误差就可获得相似或相同的校正增益值。
图14是根据第一个实施方式的伽马曲线与根据实际测量的伽马曲线的曲线图。图15是显示根据直接伽马设定在色坐标上应用第一个实施方式之后实际测量的色坐标的曲线图。在图14中，X轴表示灰度级，Y轴表示亮度。在图15中，X轴表示灰度级，Y轴表示色坐标。
如图14和15中所示，通过应用根据第一个实施方式的方法(b)计算的RGB数据信号的校正增益值而获得的亮度(当前亮度计算的伽马)和色坐标(在应用公式之后实际测量的X，Y坐标)类似于或者等于通过应用实际测量的RGB数据信号的校正增益值而获得的亮度(当前亮度实际伽马)和色坐标(直接伽马设定X，Y坐标)。
因而，在第一个实施方式的方法(b)中，通过前述公式而不必直接设定(或实际测量RGB数据信号的校正增益值)，可获得RGB数据信号的理想的校正增益值。此外，与现有技术的峰值亮度控制方法相比，第一个实施方式的方法(b)可获得精确的亮度和色坐标。
如上所述，当通过所述方程计算RGB数据信号的校正增益值时，通过简单测量两个点可获得能实现精确亮度和色坐标的RGB数据信号的校正增益值。
如上所述，根据本发明的第一个实施方式，在获得同时供给的红色、绿色和蓝色的校正增益值以补偿白色色坐标时，通过使用所述方程而不必直接获得大量的增益值，显示面板可快速搜索到精确的值。此外，根据本发明的第一个实施方式，在驱动具有包括红色、绿色、蓝色和白色的子像素结构的有机发光显示装置(RGBW OLED)的PLC时，可通过计算同时供给的红色、绿色和蓝色的校正增益值以补偿白色色坐标，在显示面板中精确实现理想的目标色坐标和亮度。
<第二个实施方式>
图16是显示根据本发明第二个实施方式的图像处理单元和外围电路单元的内部构造的框图。图17是显示根据现有技术的方法和第二个实施方式的方法的各帧的APL之间的比较的曲线图。
如图16中所示，根据本发明第二个实施方式的有机发光显示装置中包含的图像处理单元110包括数据提取单元111、APL计算单元112、峰值亮度控制单元113、DE-伽马单元114、第一数据转换单元116和数据补偿单元117。
数据提取单元(RGB MAX)111在从外部供给的单个帧数据中确定每一像素的代表值，并对所有像素的代表值进行平均。为此，数据提取单元111将在单个像素(RGB子像素之和)中的RGB子像素之中具有最大数据量(换句话说，RGB数据的最大值)的子像素确定为该像素的代表值，然后对所有像素的代表值进行平均。
APL计算单元(APL Cal)112用于通过对从数据提取单元111提取的平均代表值进行算术运算来计算APL。APL计算单元112以N帧(例如，5帧、30帧等)为单位对所述平均代表值进行算术运算，从而给所有的帧(特定量的帧)施加相同的APL。这是为了防止当为每一帧进行算术运算时出现的诸如闪烁等这样的问题。
APL计算单元112可根据图像的运动AVG或根据场景变化检测来计算APL。
PLC 113用于通过使用由APL计算单元112计算的APL和LUT(光学补偿LUT)119的输出而对至少一帧控制亮度。PLC 113通过使用APL以多个帧为单位(以多个帧为一组)控制亮度。为此，PLC 113通过给伽马单元(P-伽马)135提供控制信号plc来控制亮度，从而伽马单元(P-伽马)135在控制信号plc的控制下给数据驱动器(SD-IC)130提供伽马电压。
其中，对于LUT 119，可使用存储光学补偿数据信号的内部或外部存储器，如EEPROM。伽马单元135可使用其中伽马电压(或伽马曲线)响应于从PLC113供给的控制信号plc而变化的可编程伽马单元。
图像处理单元110中的前述数据提取单元111、APL计算单元112和PLC113确定所有像素的代表值，对所有像素的代表值进行平均以计算APL，然后通过输出控制信号plc控制亮度，因而降低了功耗。
下面描述通过使用数据提取单元111、APL计算单元112和PLC 113控制亮度的方法。
首先，对于每一单个像素，将单个像素中包含的RGB子像素之中具有最大数据量的子像素确定为该单个像素的代表值，从而确定所有像素的代表值，并对所有像素的代表值进行平均。如上所述，通过数据提取单元111进行该操作。
接着，对平均代表值进行算术运算，以获得APL。如上所述，通过APL计算单元112进行该算术运算。
然后，通过使用APL和来自光学补偿LUT 119的输出对至少一帧控制亮度。如上所述，通过PLC 113进行该操作。之后将描述根据第二个实施方式的亮度控制方法降低显示面板功耗。
DE-伽马单元114用于对单个帧中包含的RGB数据信号进行de-伽马处理。详细地说，为了防止在将从外部输入的RGB数据信号转换为RGBW数据信号的算术运算过程中产生溢位等，DE-伽马单元114通过使用从DE-伽马查找表(LUT)115输出的逆伽马对RGB数据信号进行de-伽马处理，从而将RGB数据信号变为线性形式，然后对其进行位拉伸。其中，通过DE-伽马单元114进行的位拉伸，RGB数据信号从10位变为12位并输出。
第一数据转换单元(RGB到RGBW)116用于将从DE-伽马单元114输出的RGB数据信号转换为RGBW数据信号。通过使用第一数据转换单元(RGB到RGBW)116将RGB数据信号转换为RGBW数据信号的原因是为了驱动包括RGBW子像素的显示面板。
当从第一数据转换单元116输出的RGBW数据信号之中的W数据信号的色坐标与目标值不同时，数据补偿单元(LIMO)117输出用于显示理想色坐标的经补偿的RGBW数据信号。在使用包括RGBW子像素的显示面板的情形中，当显示W图像时，仅使用W子像素。在该情形中，W数据信号的色坐标与目标值不同。因此，数据补偿单元117通过将R，G和B数据信号中的至少一个添加到W信号而产生经补偿的RGBW数据信号，如图7中所示。其中，RGBW数据信号RGBW通过数据补偿单元117从12位变为10位并从数据补偿单元117输出。
因为使用数据提取单元111、APL计算单元112和PLC 113，所以前述图像处理单元110可比现有技术的方法进一步降低功耗，这将在下面描述。
在现有技术中，通过使用下面所示的方程5计算APL以控制亮度。
[方程5]
APL＝(Current Y/Full white Y)×100。
在方程5中，APL表示平均图像电平，Current Y表示当前亮度，Full white表示全白。
根据方程5，通过Y＝(0.3)*R+(0.6)*G+(0.1)*B确定亮度。
在RGB＝(0，9，255)的情形中，亮度Y为Y＝(0.3)*0+(0.6)*0+(0.1)*255＝25.5，APL＝(25.5/255)*100＝10％。
在该情形中，当峰值亮度控制为150/500时，B的全图像应为500nit(当目标APL为30％时)。
峰值亮度控制的目标是高对比度和低功耗，因而并不绝对需要将B的全图像发射为峰值亮度。然而，现有技术的方法以高亮度进行驱动。结果，现有技术的方法导致显示面板的功耗无意义地增加。
同时，在第二个实施方式的方法中，通过使用下面所示的方程6计算APL以控制亮度。
[方程6]
APL＝Avg.{Max.(R，G，B)/255}×100。
在方程6中，APL表示平均图像电平，Avg表示平均，Max表示在255灰度级中RGB数据的最大值。
从方程5和方程6可以看出，在现有技术的方法中，通过使用当前亮度计算APL，而在第二个实施方式的方法中，通过使用具有最大数据量的RGB数据的最大值(Max)计算APL。
例如，假定RGB＝(0，0，255)且亮度Y＝(255/255)×100＝100％。
在该情形中，当峰值亮度控制为150/500时，B的全图像为150nit。因而，与现有技术的方法中使用的当前亮度(500nit)相比，根据第二个实施方式的方法的B的全图像可实现功耗降低超过70％的效率。
在另一个例子中，假定RGB＝(255，5，2)且亮度Y＝(255/255)×100＝100％。
在该情形中，当峰值亮度控制为150/500时，R的全图像为150nit。因而，与现有技术的方法中使用的当前亮度(500nit)相比，根据第二个实施方式的方法的R的全图像可实现功耗降低超过70％的效率。
同时，当在相同条件下进行峰值亮度控制时，现有技术的方法和第二个实施方式的方法具有如下面表3和表4中所示的功耗的差别。
[表3]
现有技术的方法
[表4]
第二个实施方式的方法
Figure BSA00000729149300201
从表3和表4可以看出，现有技术的方法在纯色系中消耗大量的功耗，表现出高功耗。同时，在第二个实施方式的方法中，因为纯色系的功耗显著降低，所以与现有技术的方法相比功耗较低。
此外，从图17可以看出，第二个实施方式的方法仅在纯色系中降低了功耗，与现有技术的方法没有太大差别，不影响整体APL的分布。
如上所述，第二个实施方式提供了能通过RGB最大值计算APL并基于APL控制峰值亮度的有机发光显示装置的效果，因而降低了功耗。
同时，在上面的描述中，单独描述了第一和第二个实施方式，但第一和第二个实施方式中包含的元件可组合。因而，第一个实施方式中包含的第二数据转换单元可由第二个实施方式中包含的数据提取单元代替，或者第二个实施方式中包含的数据补偿单元可由第一个实施方式中包含的数据补偿单元代替，但本发明并不限于此。
前述实施方式和优点仅仅是示例性的，并不构成对本发明的限制。本发明的教导很容易应用于其他类型的装置。前述实施方式的描述意在举例说明，并不限制权利要求的范围。一些选择、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。在权利要求中，部件加功能的表述意在覆盖可执行所述功能的所述结构，不仅仅是结构的等价物，而且还包括等价的结构。

Claims (20)

1.一种有机发光显示装置，包括：
包括RGBW子像素的显示面板；
将RGB数据信号转换为RGBW数据信号的第一数据转换单元；
为所述RGB数据信号计算APL的平均图像电平计算单元；
通过使用所述APL和查找表控制至少一帧的亮度的峰值亮度控制器；和
数据补偿单元，当从所述第一数据转换单元输出的所述RGBW数据信号之中的W数据信号的色坐标与目标值不同时，所述数据补偿单元用于对所述RGB数据信号中的至少一个进行补偿操作。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示装置，其中所述数据补偿单元通过使用校正增益值对所述RGB数据信号进行补偿操作，其中将通过对当前APL和最大APL进行算术运算获得的值乘以与所述最大APL对应的所述RGB数据信号的增益和与目标峰值亮度APL对应的所述RGB数据信号的增益之间的差值，并给所述乘积的结果值加上与所述目标峰值亮度APL对应的所述RGB数据信号的所述增益，来计算所述校正增益值。
3.根据权利要求2所述的有机发光显示装置，其中所述数据补偿单元根据下面的方程计算所述校正增益值：
从所述RGB数据信号之中选择的数据信号的所述校正增益值＝(MaxAPL RGB增益-Target Peak Lum APL RGB增益)*{(Current APL-TargetPeak Lum APL)/(Max APL-Target Peak Lum APL)}+Target Peak Lum APLRGB增益+RGB增益权重，
其中，Max APL RGB增益是与所述最大APL对应的所述RGB数据信号的实际增益测量值，Target Peak Lum APL RGB增益是与所述目标峰值亮度APL对应的所述RGB数据信号的实际增益测量值，Current APL是当前APL，Max APL是最大APL，Target Peak Lum APL是目标峰值亮度APL，RGB增益权重是所述RGB数据信号的增益权重。
4.根据权利要求3所述的有机发光显示装置，其中所述数据补偿单元通过使用根据所述方程计算的所述校正增益值对所述G数据信号和B数据信号进行所述操作补偿，所述RGB数据信号的所述增益权重是基于通过测量所述显示面板中形成的所述RGB子像素的特性而获得的实际测量值的。
5.根据权利要求3所述的有机发光显示装置，其中所述数据补偿单元根据下面的方程计算所述G数据信号的所述校正增益值：
G数据信号的所述校正增益值＝(Max APL G增益-Target Peak Lum APLG增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-Target Peak LumAPL)}+Targe Peak Lum APL G增益，
其中，Max APL G增益是与所述最大APL对应的所述G数据信号的实际增益测量值，Target Peak Lum APL G增益是与所述目标峰值亮度APL对应的所述G数据信号的实际增益测量值，Current APL是当前APL，Max APL是最大APL，Target Peak Lum APL是目标峰值亮度的APL。
6.根据权利要求3所述的有机发光显示装置，其中所述数据补偿单元根据下面的方程计算所述B数据信号的所述校正增益值：
B数据信号的所述校正增益值＝(Max APL B增益-Target Peak Lum APLB增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-Target Peak LumAPL)}+Targe Peak Lum APL B增益+B增益权重，
其中，Max APL B增益是与所述最大APL对应的所述B数据信号的实际增益测量值，Target Peak Lum APL B增益是与所述目标峰值亮度APL对应的所述B数据信号的实际增益测量值，Current APL是当前APL，Max APL是最大APL，Target Peak Lum APL是目标峰值亮度的APL，B增益权重是所述B数据信号的增益权重。
7.根据权利要求5或6所述的有机发光显示装置，其中所述Target PeakLum APL是用于限制所述峰值亮度的APL的由设定者输入的变量。
8.一种驱动有机发光显示装置的方法，所述有机发光显示装置包括包含RGBW子像素的显示面板，所述方法包括：
将从外部供给的RGB数据信号转换为RGBW数据信号的数据转换操作；
为所述RGB数据信号计算APL的平均图像电平计算操作；
通过使用所述APL和查找表控制至少一帧的亮度的峰值亮度控制操作；和
当所述RGBW数据信号之中的W数据信号的色坐标与目标值不同时，对所述RGB数据信号中的至少一个进行补偿操作的数据补偿操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述数据补偿操作通过使用校正增益值对所述RGB数据信号进行所述补偿操作，其中将通过对当前APL和最大APL进行算术运算获得的值乘以与所述最大APL对应的所述RGB数据信号的增益和与目标峰值亮度APL对应的所述RGB数据信号的增益之间的差值，并给所述乘积的结果值加上与所述目标峰值亮度APL对应的所述RGB数据信号的所述增益，来计算所述校正增益值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中根据下面的方程计算所述校正增益值：
从所述RGB数据信号之中选择的数据信号的所述校正增益值＝(MaxAPL RGB增益-Target Peak Lum APL RGB增益)*{(Current APL-TargetPeak Lum APL)/(Max APL-Target Peak Lum APL)}+Target Peak Lum APLRGB增益+RGB增益权重，
其中，Max APL RGB增益是与所述最大APL对应的所述RGB数据信号的实际增益测量值，Target Peak Lum APL RGB增益是与所述目标峰值亮度APL对应的所述RGB数据信号的实际增益测量值，Current APL是当前APL，Max APL是最大APL，Target Peak Lum APL是目标峰值亮度APL，RGB增益权重是所述RGB数据信号的增益权重。
11.根据权利要求10所述的方法，其中根据下面的方程计算所述G数据信号的所述校正增益值：
G数据信号的所述校正增益值＝(Max APL G增益-Target Peak Lum APLG增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-Target Peak LumAPL)}+Targe Peak Lum APL G增益，
其中，Max APL G增益是与所述最大APL对应的所述G数据信号的实际增益测量值，Target Peak Lum APL G增益是与所述目标峰值亮度APL对应的所述G数据信号的实际增益测量值，Current APL是当前APL，Max APL是最大APL，Target Peak Lum APL是目标峰值亮度的APL。
12.根据权利要求10所述的方法，其中根据下面的方程计算所述B数据信号的所述校正增益值：
B数据信号的所述校正增益值＝(Max APL B增益-Target Peak Lum APLB增益)*{(Current APL-Target Peak Lum APL)/(Max APL-Target Peak LumAPL)}+Targe Peak Lum APL B增益+B增益权重，
其中，Max APL B增益是与所述最大APL对应的所述B数据信号的实际增益测量值，Target Peak Lum APL B增益是与所述目标峰值亮度APL对应的所述B数据信号的实际增益测量值，Current APL是当前APL，Max APL是最大APL，Target Peak Lum APL是目标峰值亮度的APL，B增益权重是所述B数据信号的增益权重。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述Target Peak Lum APL是用于限制所述峰值亮度的APL的由设定者输入的变量。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述RGB数据信号的所述增益权重是基于通过测量所述RGB子像素的特性而获得的实际测量值的。
15.一种有机发光显示装置，包括：
包括RGBW子像素的显示面板；
分别驱动所述显示面板的扫描线和数据线的扫描驱动器和数据驱动器；
控制所述扫描驱动器和所述数据驱动器的时序控制器；
数据提取单元，所述数据提取单元确定从外部供给的一帧数据中的每一像素的代表值，并对所有像素的代表值进行平均；
平均图像电平计算单元，所述平均图像电平计算单元通过对从所述数据提取单元提取的所述平均代表值进行算术运算来计算APL；和
通过使用由所述APL计算单元计算的所述APL和查找表控制至少一帧的亮度的峰值亮度控制器。
16.根据权利要求15所述的有机发光显示装置，其中所述数据提取单元将在单个像素中包含的RGB子像素之中具有最大数据量的子像素确定为该像素的代表值，然后将所有像素的代表值平均。
17.根据权利要求15所述的有机发光显示装置，其中所述数据提取单元、所述APL计算单元和所述PLC被包含在向所述时序控制器供给帧数据的图像处理单元中。
18.一种驱动有机发光显示装置的方法，所述方法包括：
将在单个像素中包含的RGB子像素之中具有最大数据量的子像素确定为该像素的代表值，然后对所有像素的代表值进行平均；
通过对所述提取的所述平均代表值进行算术运算来计算APL；和
通过使用所述计算的APL和查找表控制至少一帧的亮度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中通过使用所述APL以多个帧为单元控制所述亮度。
20.根据权利要求18所述的方法，其中在计算APL时，以N帧为单位进所述算术运算，从而给所述多个帧施加相同的APL。
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