CN112634831A - 一种温度自适应oled驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温度自适应OLED驱动电路，所述温度自适应OLED驱动电路的输入端包括所述温度检测模块，所述温度检测模块的数字码输出端耦接所述温度自适应控制模块的输入端，所述温度自适应控制模块的高、低基准电压输出端均耦接所述伽玛校正及驱动模块的输入端，所述温度自适应OLED驱动电路的输出端包括所述伽玛校正及驱动模块的驱动电信号输出端，所述数字逻辑控制模块的高、低基准控制信号输出端耦接温度自适应控制模块的控制信号输入端，所述数字逻辑控制模块的伽玛数据及RGB数据输出端耦接伽玛校正及驱动模块的数据输入端。本发明提供温度自适应OLED驱动电路，实现OLED在较宽温度范围内的稳定发光亮度，同时保证OLED显示的伽玛特性。

Description

一种温度自适应OLED驱动电路
技术领域
本发明涉及微显示电路技术领域，具体涉及一种温度自适应OLED驱动电 路。
背景技术
微显示技术结合了集成电路和光电子技术，将光电器件及其驱动电路通过 成熟的半导体工艺集成在面积较小的硅片上；由于其具有面积小、功耗低、分 辨率高等优点，微显示技术广泛应用在AR/VR、投影、近眼显示等领域。
有机发光半导体(OrganicElectroluminesence Display，OLED)在现有技术 中已广泛应用。OLED属于一种电流型的有机发光器件，是通过载流子的注入和 复合而致发光的现象，发光强度与注入的电流成正比。OLED在电场的作用下， 阳极产生的空穴和阴极产生的电子就会发生移动，分别向空穴传输层和电子传 输层注入，迁移到发光层。当二者在发光层相遇时，产生能量激子，从而激发 发光分子最终产生可见光。
现有技术中，OLED属于有机发光器件，通过载流子的注入和复合而发光， 而有机载流子的迁移率具有明显的温度特性；在恒压驱动模式下，OLED发光亮 度随温度的升高而升高，且OLED微显示技术应用于多种场合，不同场合的温 度具有较大的变化范围，导致OLED发光不太稳定，难以保证OLED显示的伽 玛特性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种温度自适应OLED驱 动电路，实现在较宽温度范围内的稳定发光亮度，同时保证OLED显示的伽玛 特性。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种温度自适应OLED驱动电路，其特征在于，包括温度检测 模块、温度自适应控制模块、伽玛校正及驱动模块、数字逻辑控制模块；所述 温度自适应OLED驱动电路的输入端包括所述温度检测模块，所述温度检测模 块用于检测温度并生成数字码，所述温度检测模块的数字码输出端耦接所述温 度自适应控制模块的输入端；所述温度自适应控制模块根据所述数字码生成对 应的高、低基准电压，所述温度自适应控制模块的高、低基准电压输出端均耦 接所述伽玛校正及驱动模块的输入端；所述数字逻辑控制模块用于传输高、低 基准控制信号、伽玛数据及RGB数据到对应模块，所述数字逻辑控制模块的高、 低基准控制信号输出端耦接温度自适应控制模块的控制信号输入端，所述数字 逻辑控制模块的伽玛数据及RGB数据输出端耦接所述伽玛校正及驱动模块的数 据输入端；所述伽玛校正及驱动模块用于根据接收到的信号驱动OLED像素负 载。OLED意为有机发光半导体(OrganicElectroluminesence Display)。
进一步的，所述温度检测模块包括PTAT电路和与所述PTAT电路耦接的 ADC电路，所述PTAT电路表示绝对温度比例电路，用于生成与温度成正比的 电压，所述ADC电路将该电压转换为数字码，其中，所述数字码的位数为所述 ADC电路的精度，所述ADC电路表示模数转换器电路。
进一步的，所述温度自适应控制模块包括与所述ADC电路输出端耦接的译 码电路、与所述译码电路输出端耦接的DAC电路和第二缓冲器，所述DAC电 路表示数模转换器电路；所述译码电路用于根据所获取的数字码生成温度自适 应控制信号，其中，所述温度自适应控制信号的位数为所述DAC电路的精度； 所述DAC电路用于根据所获取的所述温度自适应控制信号和所述高、低基准控 制信号产生高、低基准电压；所述第二缓冲器电路输入端耦接DAC电路的高、 低基准电压输出端，所述第二缓冲器输出端耦接伽玛校正及驱动模块的高、低 基准电压输入端。
进一步的，所述DAC电路包含两个DAC子电路，所述DAC子电路均包括 电流源阵列、基准电压开关阵列、温度自适应电阻串、温度自适应开关阵列、 第一缓冲器和分压电阻；
所述电流源阵列的一端彼此相连，另一端与所述基准电压开关阵列的一端 一一相连，所述基准电压开关阵列的另一端彼此相连，并耦接所述第一缓冲器 的同相输入端和所述温度自适应电阻串的一端，所述电流源阵列及所述基准电 压开关阵列的位数为所述高、低基准控制信号的位数。所述温度自适应电阻串 包括多个串联的电阻和温度自适应开关阵列，所述温度自适应电阻串的一端耦 接所述基准电压开关阵列的另一端以及第一缓冲器的同相端，所述温度自适应 电阻串的各结点依次连接所述温度自适应开关的一端，温度自适应开关阵列的 一端彼此相连于接地端(GND)，所述温度自适应电阻串所包含电阻的个数以及 温度自适应开关阵列所包含开关的个数为所述温度自适应控制信号的位数；所述第一缓冲器的同相输入端耦接温度自适应电阻串的一端以及基准开关阵列的 另一端，所述第一缓冲器的反相端耦接所述分压电阻的结点，所述第一缓冲器 的输出端耦接分压电阻的一端并构成所述DAC电路的输出端，所述分压电阻的 另一端耦接接地端(GND)。
进一步的，所述电流源阵列的各电流源电流大小呈二进制分布，即 In＝2n-2I2＝2n-1I1，其中，In为第n个电流源的电流大小,I1为第1个电流源的电流 大小,I2为第2个电流源的电流大小。
进一步的，所述温度自适应电阻串阻值满足如下条件：
Figure BDA0002829697170000031
Figure RE-GDA0002899693860000042
其中，
Figure RE-GDA0002899693860000043
表示温度为Tm时DAC电路中温度自适应电阻串到接地端(GND) 的阻值，
Figure RE-GDA0002899693860000044
表示温度为Tm-1时DAC电路中温度自适应电阻串到接地端(GND) 的阻值，Tm、Tm-1表示不同时刻所检测的温度，Tj表示恒压驱动下OLED亮度随 温度变化曲线中转折点的温度，m为温度自适应电阻串的电阻个数，A、B、C 为由OLED器件发光特性所决定的常数。
进一步的，所述温度自适应开关阵列每次有且仅有一个开关导通，其余开 关断开。
进一步的，所述伽玛校正及驱动电路包括与所述数字逻辑控制模块连接的 伽玛校正电路、与所述伽玛校正电路连接的列选电路和与所述列选电路连接的 OLED驱动；所述伽玛校正电路根据所获取的高、低基准电压以及伽玛数据产生 伽玛电压；所述列选电路根据所获取的所述伽玛电压以及RGB数据产生对应列 的驱动电信号；所述OLED驱动电路根据所获取的驱动电信号驱动OLED像素 负载。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：相对于现有技术，本发明提 供的温度自适应OLED驱动电路能够根据检测到的温度改变伽玛校正电路的高、 低基准电压，使得OLED驱动电压随温度的变化而变化，其在较宽的温度范围 内稳定发光亮度；同时，可通过数字逻辑控制电路改变DAC电路的电流大小， 从而改变高、低基准电压压差，以保证OLED显示的伽玛特性。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的温度自适应OLED驱动电路的一种电路示 意图；
图2是恒压下OLED亮度随温度变化特性曲线；
图3是根据本发明实施例提供的温度自适应OLED驱动电压随温度变化响 应曲线；
图4是根据本发明实施例提供的温度自适应OLED亮度随温度变化特性曲 线。
图中：
1、温度自适应OLED驱动电路；11、温度检测模块；12、温度自适应控制 模块；13、伽玛校正及驱动模块；14、数字逻辑控制模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明 本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
参照图1，本发明提供的温度自适应OLED驱动电路1包括温度检测模块 11、温度自适应控制模块12、伽玛校正及驱动模块13和数字逻辑控制模块14。
温度检测模块11包括PTAT电路和ADC电路，PTAT电路用于将温度转换 为与温度成正比的电压，并通过ADC电路将该电压转换为数字码，温度自适应 控制模块12包括译码电路、DAC电路、缓冲器，译码电路根据ADC电路输出 的数字码生成温度自适应控制信号，DAC电路根据温度自适应控制信号和高、 低基准控制信号生成高、低基准电压，高、低基准电压通过缓冲器耦接伽玛校 正电路，伽玛校正及驱动模块13包括伽玛校正电路、列选电路、OLED驱动电 路，伽玛校正电路接收高、低基准电压和伽玛数据生成一组伽玛电压，列选电路接收伽玛电压和RGB数据生成对应列的驱动电信号，OLED驱动电路接收驱 动电信号驱动OLED像素负载，数字逻辑控制模块14将高、低基准控制信号、 伽玛数据、RGB数据存储、传输至对应模块；本发明提供温度自适应OLED驱 动电路，实现OLED在较宽温度范围内的稳定发光亮度，同时保证OLED显示 的伽玛特性。
温度检测模块11构成温度自适应OLED驱动电路1的输入端，温度检测模 块11的数字码B1-Bz输出端耦接温度自适应控制模块12的输入端，温度自适 应控制模块12的高、低基准电压输出端耦接伽玛校正及驱动模块13的输入端， 伽玛校正及驱动模块13的驱动电信号输出端构成温度自适应OLED驱动电路1 的输出端，数字逻辑控制模块14的高、低基准控制信号、伽玛数据及RGB数 据输出端分别耦接温度自适应控制模块12的控制信号输入端和伽玛校正及驱动 模块13的数据输入端。
温度检测模块12包括PTAT电路和ADC电路，PTAT电路生成与温度成正 比的电压PTAT电压，ADC电路将该电压转换为数字码B1-Bz，其中，数字码 的位数为ADC电路的精度，所述ADC电路表示模数转换器电路。
温度自适应控制模块13包括译码电路、DAC电路、第二缓冲器；译码电路 根据所获取的温度数字码B1-Bz生成温度自适应控制信号S1-Sm，其中，温度 自适应控制信号的位数为DAC电路的精度；DAC电路根据所获取的温度自适 应控制信号S1-Sm和高、低基准控制信号H1-Hn、L1-Ln产生高、低基准电压； 第二缓冲器电路输入端耦接DAC电路的高、低基准电压输出端，第二缓冲器输 出端耦接伽玛校正及驱动模块的高、低基准电压输入端。图1中，第二缓冲器 位置如缓冲器2所示。
DAC电路包含DACH、DACL两个子电路，各DAC分别均包括电流源阵 列I1-In、基准电压开关阵列、温度自适应电阻串R1-Rm、温度自适应开关阵列、 第一缓冲器、分压电阻Ra和Rb，所述DAC电路表示数模转换器电路。图1中， 第一缓冲器位置如缓冲器1所示。
电流源阵列I1-In的一端彼此相连，各电流源的另一端与基准电压开关的一 端一一相连，基准电压开关阵列的另一端彼此相连，以及耦接第一缓冲器的同 相输入端和温度自适应电阻串的一端，电流源阵列I1-In及基准电压开关阵列的 位数为数字逻辑控制模块14的基准控制信号的位数；电流源阵列I1-In的各电 流源电流大小呈二进制分布，即In＝2n-2I2＝2n-1I1，其中，In为第n个电流源的电 流大小,I1为第1个电流源的电流大小,I2为第2个电流源的电流大小。
温度自适应电阻串R1-Rm由m个电阻串联而成，温度自适应电阻串的一端 耦接基准开关阵列的另一端以及第一缓冲器的同相端，电阻串的各结点依次连 接温度自适应开关的一端，温度自适应开关阵列的一端彼此相连于接地端 (GND)，温度自适应电阻串R1-Rm所包含电阻的个数以及温度自适应开关阵 列所包含开关的个数为译码电路的温度自适应控制信号的位数。
第一缓冲器的同相输入端耦接温度自适应电阻串的一端以及基准开关阵列 的另一端，第一缓冲器的反相端耦接分压电阻的结点，缓冲器的输出端耦接分 压电阻的一端并构成DAC电路的输出端，分压电阻的另一端耦接接地端(GND)。
温度自适应电阻串R1-Rm阻值满足如下条件：
Figure BDA0002829697170000061
Figure BDA0002829697170000062
其中，
Figure BDA0002829697170000063
表示温度为Tm时DAC电路中温度自适应电阻串到接地端(GND) 的阻值，
Figure BDA0002829697170000064
表示温度为Tm-1时DAC电路中温度自适应电阻串到接地端(GND) 的阻值，Tm、Tm-1表示不同时刻所检测的温度，Tj表示恒压驱动下OLED亮度随 温度变化曲线中转折点的温度，A、B、C为常数且由OLED器件发光特性所决 定。
温度自适应开关阵列每次有且仅有一个开关导通，其余开关断开。
伽玛校正及驱动电路13包括伽玛校正电路、列选电路、OLED驱动；伽玛 校正电路根据所获取的高、低基准电压VREFH、VREFL以及伽玛数据产生一 组伽玛电压；列选电路根据所获取的一组伽玛电压以及RGB数据产生对应列的 驱动电信号；OLED驱动电路根据所获取的驱动电信号驱动OLED像素负载。
伽玛特性是非线性电路(伽玛校正电路)处理后形成的曲线特性，经过伽 玛校正电路处理的光导电特性呈现非线性特征，特别是对比度被压缩了的高光 部分增强了感光能力。
在其他实施方式中，ADC的精度、DAC的精度、基准控制信号的位数、伽 玛数据的位数、RGB数据的位数可根据需要进行设置。
参照图2，恒压下OLED亮度随温度变化特性曲线具有分段性；温度在T1-T2 之间变化时，OLED发光亮度与温度呈线性关系，发光亮度在B1-B2之间；温 度在T2-T3之间变化时，OLED发光亮度与温度呈对数关系，发光亮度在B2-B3 之间。
参照图3，本发明提供的温度自适应OLED驱动电压随温度变化响应曲线具 有分段性；温度在T1-T2之间变化时，温度自适应OLED驱动电压与温度呈线 性关系，驱动电压在V1-V2之间；温度在T2-T3之间变化时，温度自适应OLED 驱动电压与温度呈反比例关系，驱动电压在V2-V3之间。
参照图4，本发明提供的温度自适应驱动电路中OLED发光亮度在T1-T3 较宽的温度变化范围内保持在B4不变。
本发明提出的温度自适应OLED驱动电路，根据检测到的温度改变伽玛校 正电路的高、低基准电压，使得OLED驱动电压随温度的变化而变化，其在较 宽的温度范围内稳定发光亮度；同时，可通过数字逻辑控制电路改变DAC电路 的电流大小，从而改变高、低基准电压压差，以保证OLED显示的伽玛特性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改 进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种温度自适应OLED驱动电路，其特征在于，包括温度检测模块、温度自适应控制模块、伽玛校正及驱动模块、数字逻辑控制模块；
所述温度自适应OLED驱动电路的输入端包括所述温度检测模块，所述温度检测模块用于检测温度并生成数字码，所述温度检测模块的数字码输出端耦接所述温度自适应控制模块的输入端；
所述温度自适应控制模块根据所述数字码生成对应的高、低基准电压，所述温度自适应控制模块的高、低基准电压输出端均耦接所述伽玛校正及驱动模块的输入端；
所述数字逻辑控制模块用于传输高、低基准控制信号、伽玛数据及RGB数据到对应模块，所述数字逻辑控制模块的高、低基准控制信号输出端耦接温度自适应控制模块的控制信号输入端，所述数字逻辑控制模块的伽玛数据及RGB数据输出端耦接所述伽玛校正及驱动模块的数据输入端；
所述伽玛校正及驱动模块用于根据接收到的信号驱动OLED像素负载。
2.根据权利要求1所述的温度自适应OLED驱动电路，其特征在于，所述温度检测模块包括PTAT电路和与所述PTAT电路耦接的ADC电路，所述PTAT电路表示绝对温度比例电路，用于生成与温度成正比的电压，所述ADC电路将该电压转换为数字码，其中，所述数字码的位数为所述ADC电路的精度，所述ADC电路表示模数转换器电路。
3.根据权利要求1所述的温度自适应OLED驱动电路，其特征在于，所述温度自适应控制模块包括与所述ADC电路输出端耦接的译码电路、与所述译码电路输出端耦接的DAC电路和第二缓冲器，所述DAC电路表示数模转换器电路；
所述译码电路用于根据所获取的数字码生成温度自适应控制信号，其中，所述温度自适应控制信号的位数为所述DAC电路的精度；
所述DAC电路还与所述温度自适应控制模块的控制信号输入端相连接；所述DAC电路用于根据所获取的所述温度自适应控制信号和所述高、低基准控制信号产生高、低基准电压；
所述第二缓冲器电路输入端耦接DAC电路的高、低基准电压输出端，所述第二缓冲器输出端耦接伽玛校正及驱动模块的高、低基准电压输入端。
4.根据权利要求3所述的温度自适应OLED驱动电路，其特征在于，所述DAC电路包含两个DAC子电路，所述DAC子电路均包括电流源阵列、基准电压开关阵列、温度自适应电阻串、温度自适应开关阵列、第一缓冲器和分压电阻；
所述电流源阵列的一端彼此相连，另一端与所述基准电压开关阵列的一端一一相连，所述基准电压开关阵列的另一端彼此相连，并耦接所述第一缓冲器的同相输入端和所述温度自适应电阻串的一端，所述电流源阵列及所述基准电压开关阵列的位数为所述高、低基准控制信号的位数。
所述温度自适应电阻串包括多个串联的电阻和温度自适应开关阵列，所述温度自适应电阻串的一端耦接所述基准电压开关阵列的另一端以及第一缓冲器的同相端，所述温度自适应电阻串的各结点依次连接所述温度自适应开关的一端，温度自适应开关阵列的一端彼此相连于接地端，所述温度自适应电阻串所包含电阻的个数以及温度自适应开关阵列所包含开关的个数为所述温度自适应控制信号的位数；
所述第一缓冲器的同相输入端耦接温度自适应电阻串的一端以及基准开关阵列的另一端，所述第一缓冲器的反相端耦接所述分压电阻的结点，所述第一缓冲器的输出端耦接分压电阻的一端并构成所述DAC电路的输出端，所述分压电阻的另一端耦接接地端。
5.根据权利要求4所述的温度自适应OLED驱动电路，其特征在于，所述电流源阵列的各电流源电流大小呈二进制分布，即In＝2n-2I2＝2n-1I1，其中，In为第n个电流源的电流大小,I1为第1个电流源的电流大小,I2为第2个电流源的电流大小。
6.根据权利要求4所述的温度自适应OLED驱动电路，其特征在于，所述温度自适应电阻串阻值满足如下条件：
Figure FDA0002829697160000031
Figure FDA0002829697160000032
其中，
Figure FDA0002829697160000033
表示温度为Tm时DAC电路中温度自适应电阻串到接地端的阻值，
Figure FDA0002829697160000034
表示温度为Tm-1时DAC电路中温度自适应电阻串到接地端的阻值，Tm、Tm-1表示不同时刻所检测的温度，Tj表示恒压驱动下OLED亮度随温度变化曲线中转折点的温度，m为温度自适应电阻串的电阻个数，A、B、C为由OLED器件发光特性所决定的常数。
7.根据权利要求4所述的温度自适应OLED驱动电路，其特征在于，所述温度自适应开关阵列每次有且仅有一个开关导通，其余开关断开。
8.根据权利要求1所述的温度自适应OLED驱动电路，其特征在于，所述伽玛校正及驱动电路包括与所述数字逻辑控制模块连接的伽玛校正电路、与所述伽玛校正电路连接的列选电路和与所述列选电路连接的OLED驱动；
所述伽玛校正电路根据所获取的高、低基准电压以及伽玛数据产生伽玛电压；
所述列选电路根据所获取的所述伽玛电压以及RGB数据产生对应列的驱动电信号；
所述OLED驱动电路根据所获取的驱动电信号驱动OLED像素负载。
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