CN116486741B - 一种oled屏幕显示驱动电路 - Google Patents
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Abstract
一种OLED屏幕显示驱动电路，包括：控制模块，控制模块连接有数据采样模块和灰阶扩展/纠正模块，所述的数据采样模块连接有存储器、灰阶扩展/纠正模块、锁存模块、行驱动模块和灰度值计数器，灰度值计数器，根据数据采样模块生成的信号进行周期性的计数，并将计数结果发送到数模转换模块和列驱动模块；数模转换模块将灰度值计数器的输出结果转换成对应的模拟电压，与子像素驱动模块连接；子像素驱动模块根据数模转换模块和列驱动模块的输出结果，输出显示信号。本发明的屏幕显示驱动电路中数模转换模块的数量由原来的n个变为1个，使得芯片的面积和功耗得以大幅度减少，同时也解决了屏幕显示效果的一致性和均匀性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示驱动电路领域，具体涉及一种OLED屏幕显示驱动电路。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)器件，又称有机电致发光二极管器件，因具有自发光、色彩丰富、响应速度快、视角宽、重量轻、厚度薄、耗电少、可实现柔性显示等优点，因此受到广泛关注，而且，采用OLED器件制得的OLED显示屏被视为具有巨大应用前景的显示屏。
现有技术中，像素点发光亮度由电压或电流决定，电压可以通过数模转换得到。随着屏幕分辨率的不断提高，像素列数不断增加，导致数模转换器的数量不断增加，如图1所示，由此必然增加芯片的功耗和面积，显示驱动芯片中根据分辨率的不同往往有成千上万个列驱动，每一个列驱动都是由数模转换器组成，这将会极大的增大芯片功耗和面积，导致一致性和均匀性问题，同时增加成本，产品竞争力下降。
发明内容
针对上述的技术问题，本技术方案提供了一种OLED屏幕显示驱动电路，屏幕显示驱动电路中数模转换模块的数量由原来的n个变为1个，使得芯片的面积和功耗得以大幅度减少，同时也解决了屏幕显示效果的一致性和均匀性差的问题；能有效的解决上述问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种OLED屏幕显示驱动电路，包括：控制模块、数据采样模块、存储器、灰阶扩展/纠正模块、锁存模块、灰度值计数器、数模转化模块、列驱动模块、行驱动模块和子像素驱动模块；
所述的控制模块与数据采样模块和灰阶扩展/纠正模块连接，将外部控制信号进行处理，生成内部电路控制信号后发送至数据采样模块和灰阶扩展/纠正模块；
所述数据采样模块对外部视频信号进行采样，对采样信号进行分析处理，生成相应的数据信息和控制信号发送至控制模块、存储器、灰阶扩展/纠正模块、锁存模块、行驱动模块、灰度值计数器相连接；
所述灰度值计数器根据数据采样模块生成的信号进行周期性的计数，并将计数结果发送到数模转换模块和列驱动模块；
所述数模转换模块将灰度值计数器的输出结果转换成对应的模拟电压，与子像素驱动模块连接；
所述存储器模块根据数据采样模块生成的信号，利用乒乓操作的方式，对数据信息进行存储；所述存储器模块与灰阶扩展/纠正模块连接；
所述灰阶扩展/纠正模块根据数据采样模块生成的信号，对存储器模块输出数据进行扩展/纠正，使其符合列驱动所需数据格式，和锁存模块连接；
所述锁存模块根据数据采样模块生成的控制信号，对校准模块输出的数据进行锁存，和列驱动模块连接；
所述行驱动模块利用移位寄存器，对数据采样模块生成的行驱动信号进行控制，和列驱动模块连接；
所述列驱动模块根据行驱动模块、灰度值计数器和锁存模块的输出结果，产生列像素控制信号，和子像素驱动模块相连接；
所述子像素驱动模块，用于根据数模转换模块和列驱动模块的输出结果，输出显示信号。
进一步的，所述的控制模块通过总线与外部设备进行通信，外部设备可以通过总线修改显示驱动电路的工作模式；同时，显示驱动电路也可以通过总线向外部设备报告电路内部的运行状况或错误。
进一步的，所述的外部设备可以通过总线修改显示驱动电路的灰阶纠正系数。
进一步的，所述的总线采用SPI总线或/和IIC总线。
进一步的，所述的控制模块与数据采样模块连接，接收数据采样模块的信号，利用该信息判断当前数据接收功能、系统工作是否正常，并决定是否上报系统异常状态；所述的控制模块与灰阶扩展/纠正模块连接，驱动灰阶扩展/纠正模块，修正因温度、老化等因素对显示效果造成的影响。
进一步的，所述的数据采样模块采样接收所述外部视频数据，并将其解析为控制信号和数据信号；所述控制信号包括不限于视频流的行、场同步信号，控制信号分别被发送至控制模块、存储器、灰阶扩展/纠正模块、锁存模块、灰度值计数器和行驱动模块；所述数据信号包括实际待显示数据，发送至存储器模块。
进一步的，所述的行驱动模块包括多个D触发器；其中，第一个D触发器的数据输入端连接数据采样模块生成的行驱动信号，第一个D触发器的数据输出端连接第二个D触发器的数据输入端，同时，第一个D触发器的输出端还作为第一行的行有效信号；以此类推，第n个D触发器的数据输入端连接第n-1个触发器的数据输出端，数据输出端作为第n行的行有效信号。
进一步的，所述的列驱动模块包括比较器和逻辑门；其中，比较器的负输入端连接灰度值计数器的输出，比较器的正输入端接锁存模块的输出，当灰度值计数器的值大于锁存模块的值，则比较器输出低电平信号，相反，则输出高电平信号；所述比较器的输出和行驱动模块的输入经过逻辑运算后生成列驱动输出信号。
进一步的，所述的子像素驱动模块包括传输门、逻辑门、驱动管和储能电容；其中，传输门的数据端连接数模转换模块的输出端，传输门的正控制端连接列驱动模块的输出端，列驱动模块的输出经过逻辑运算后连接到传输门的负控制端，传输门的输出分别连接到储能电容和驱动管的栅极，所述储能电容的另一端连接到地，所述驱动管的源级连接电源，漏极即为显示信号。
进一步的，所述数模转换模块的输出经过传输门后作为驱动管的栅极电压，同时储能电容开始充电，随着灰度值计数器的值不断增加，驱动管的栅压不断增大，驱动管的导通能力不断增大，最终导致显示信号的电压强度不断增大；当列驱动信号无效时，传输门关闭，数模转换模块产生的电压不再控制储能电容和驱动管，此时驱动管的栅压由储能电容驱动，确保一定时间内显示信号的电压值恒定。
有益效果
本发明提出的一种OLED屏幕显示驱动电路,与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
本发明的屏幕显示驱动电路中数模转换模块的数量由原来的n个变为1个，利用单个数模转换模块为OLED屏幕上所有像素点提供所需灰度电压，使得芯片的面积和功耗得以大幅度减少；在同等面积和功耗下，可以实现更高的屏幕分辨率。同时，单个数模转换模块的设置，可以有效的避免了多个数模转换模块在转换时出现转换结果之间误差的问题，解决了显示效果的一致性和均匀性差的问题。
附图说明
图1为背景技术中现有技术的结构示意框图。
图2为本发明的整体电路示意框图。
图3为本发明实施例的行驱动模块示例图。
图4为本发明实施例的列驱动模块示例图。
图5为本发明实施例的子像素驱动模块示例图。
图6为本发明实施例的显示面板驱动模块示例。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围。
实施例
如图2所示，一种OLED屏幕显示驱动电路，包括：控制模块、数据采样模块、存储器、灰阶扩展/纠正模块、锁存模块、灰度值计数器、数模转化模块、列驱动模块、行驱动模块和子像素驱动模块。
所述的控制模块与数据采样模块和灰阶扩展/纠正模块连接，将外部控制信号进行处理，生成内部电路控制信号后发送至数据采样模块和灰阶扩展/纠正模块。外部设备通过SPI总线将信息发送到控制模块，控制模块驱动数据采样模块修改显示驱动电路工作模式，例如把刷新频率从60Hz修改为120Hz。另控制模块与灰阶扩展/纠正模块连接，驱动灰阶扩展/纠正模块，修正因温度、老化等因素对显示效果造成的影响。
数据采样模块对外部视频信号进行采样，采样接收外部视频信号，对采样信号进行分析处理，将其解析为控制信号和数据信号。
控制信号包括视频流的行、场同步信号，数据有效信号等信息，数据信号包括待显示数据；控制信号分别发送至存储器、灰阶扩展/纠正模块、锁存模块、灰度值计数器、行驱动模块，控制各个模块同步工作。控制信号还发送至所述控制模块，控制模块利用该信息判断当前数据接收功能、系统工作是否正常，并决定是否通过SPI总线上报系统异常状态；所述数据信号直接发送至存储器模块进行缓存。
控制模块通过总线与外部设备进行通信，外部设备可以通过总线修改显示驱动电路的工作模式；同时，显示驱动电路也可以通过总线向外部设备报告电路内部的运行状况或错误。
存储器模块根据数据采样模块生成的信号，利用乒乓操作的方式，对数据信息进行存储；所述存储器模块与灰阶扩展/纠正模块连接；在一些示例中，存储器模块分为大小相同的两个区域，一个区域的存储量为1行显示数据的大小，以256*256的分辨率，8位灰阶的显示区域为例，则一块存储器的大小为256*3*8=6144bit；设置两块存储器是为了乒乓操作，在数据采样模块产生的控制信号的驱动下，当第一块存储器接收数据采样模块传来的第n行数据时，第二块存储器开始传出第n-1行数据进行后续运算显示。可选的，在另一些示例中，所述存储器模块根据系统要求不同，可以有不同的组织方式。
灰阶扩展/纠正模块根据数据采样模块生成的信号，对存储器模块输出数据进行扩展/纠正，使其符合列驱动所需数据格式，和锁存模块连接。灰阶扩展/纠正模块对存储器发送的数据进行位扩展并纠正后，发送到锁存模块；以8位灰阶的显示亮度为例，灰阶模块将8位灰阶信息扩展成10位的同时对灰阶信息进行纠正，完成后送到锁存模块。外部设备通过控制模块修改灰阶模块的纠正系数，以此抵消温度、环境等对显示效果造成的影响。
锁存模块根据数据采样模块生成的控制信号，对校准模块输出的数据进行锁存，和列驱动模块连接；锁存模块包含一系列锁存器，一些示例中，以256*256的分辨率，8位灰阶的显示区域为例，经过灰阶扩展后变为256*256的分辨率，10位灰阶显示区域，则需要256*3*10=7680个锁存器。
行驱动模块利用移位寄存器，对数据采样模块生成的行驱动信号进行控制，和列驱动模块连接；行驱动模块包括多个D触发器；其中，第一个D触发器的数据输入端连接数据采样模块生成的行驱动信号，第一个D触发器的数据输出端连接第二个D触发器的数据输入端，同时，第一个D触发器的输出端还作为第一行的行有效信号；以此类推，第n个D触发器的数据输入端连接第n-1个触发器的数据输出端，数据输出端作为第n行的行有效信号。
行驱动模块利用D触发器，对数据采样模块生成的行驱动信号进行控制。一些示例中，如图3所示，以256*256的分辨率为例，则有256个首尾依次连接的D触发器形成移位寄存器，每个D触发器的数据输出端作为该行驱动信号；其中，第一个触发器的数据输入端连接数据采样模块产生的行驱动信号，在每一个内部时钟的驱动下，行驱动信号依次传递，由此产生每一行的驱动信号。
灰度值计数器根据数据采样模块生成的信号进行周期性的计数，并将计数结果发送到数模转换模块和列驱动模块；以10位灰阶的显示亮度为例，计数器的位宽为10位，从0开始向上计数。
列驱动模块根据行驱动模块、灰度值计数器和锁存模块的输出结果，产生列像素控制信号，和子像素驱动模块相连接；列驱动模块包括比较器和逻辑门；其中，比较器的负输入端连接灰度值计数器的输出，比较器的正输入端接锁存模块的输出，当灰度值计数器的值大于锁存模块的值，则比较器输出低电平信号，相反，则输出高电平信号；所述比较器的输出和行驱动模块的输入经过逻辑运算后生成列驱动输出信号。
所述列驱动模块，利用比较器和逻辑门，对锁存模块、行驱动模块、灰度值计数器的信号进行运算，产生列控制信号；一些示例中，如图4所示，以256*256的分辨率，10位灰阶的显示区域为例，锁存器锁存好256*3*10=7680位的数据后，灰度值计数器开始从0向上计数，比较器的正输入端为10位待显示灰阶信息，负输入端为灰度值计数器的计数结果，当计数结果大于10位灰阶信息时，比较器输出低电平；比较器的输出结果和行驱动输入信号做逻辑运算后得到列驱动输出。
数模转换模块将灰度值计数器的输出结果实时转换成对应的模拟电压，与子像素驱动模块连接。
子像素驱动模块，用于根据数模转换模块和列驱动模块的输出结果，输出显示信号。子像素驱动模块包括传输门、逻辑门、驱动管和储能电容；其中，传输门的数据端连接数模转换模块的输出端，传输门的正控制端连接列驱动模块的输出端，列驱动模块的输出经过逻辑运算后连接到传输门的负控制端，传输门的输出分别连接到储能电容和驱动管的栅极，所述储能电容的另一端连接到地，所述驱动管的源级连接电源，漏极即为显示信号。
子像素驱动模块利用逻辑门、驱动管等模块产生最终的显示信号，一些示例中，如图5所示，当列驱动信号有效时，数模转换模块的输出经过传输门后作为驱动管的栅极电压，同时储能电容开始充电，随着所述灰度值计数器的值不断增加，所述驱动管的栅压不断增大，驱动管的导通能力不断增大，最终导致显示信号的电压强度不断增大；当所述列驱动信号无效时，传输门关闭，数模转换模块产生的电压不再控制储能电容和驱动管，此时驱动管的栅压由储能电容驱动，以此保证一定时间内显示信号的电压值恒定。
在一些示例中，如图6所示，数模转换的结果连接至子像素驱动电路。
相较于背景技术中的像素驱动结构，本发明解决了一致性和均匀性问题，同时数模转换模块的数量也大幅减少，由原来的n个变为1个，因此芯片的功耗和面积也大幅度减少，成本也得以降低。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围不仅局限与此，任何在本发明揭露的技术范围内的变化、替换和改进，均在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种OLED屏幕显示驱动电路，其特征在于：包括：控制模块、数据采样模块、存储器、灰阶扩展/纠正模块、锁存模块、灰度值计数器、数模转换模块、列驱动模块、行驱动模块和子像素驱动模块；
所述的控制模块与数据采样模块和灰阶扩展/纠正模块连接，将外部控制信号进行处理，生成内部电路控制信号后发送至数据采样模块和灰阶扩展/纠正模块；
所述数据采样模块对外部视频数据进行采样，对采样信号进行分析处理，生成相应的数据信号和控制信号发送至控制模块、存储器、灰阶扩展/纠正模块、锁存模块、行驱动模块、灰度值计数器；所述灰度值计数器根据数据采样模块生成的信号进行周期性的计数，并将计数结果发送到数模转换模块和列驱动模块；
所述数模转换模块将灰度值计数器的输出结果转换成对应的模拟电压，与子像素驱动模块连接；
所述存储器根据数据采样模块生成的信号，利用乒乓操作的方式，对数据信号进行存储；所述存储器与灰阶扩展/纠正模块连接；
所述灰阶扩展/纠正模块根据数据采样模块生成的信号，对存储器输出数据进行扩展/纠正，使其符合列驱动所需数据格式，和锁存模块连接；
所述锁存模块根据数据采样模块生成的控制信号，对灰阶扩展/纠正模块输出的数据进行锁存，和列驱动模块连接；
所述行驱动模块利用移位寄存器，对数据采样模块生成的行驱动信号进行控制，和列驱动模块连接；
所述的列驱动模块包括比较器和逻辑门，根据行驱动模块、灰度值计数器和锁存模块的输出结果，产生列驱动输出信号，和子像素驱动模块相连接；其中，比较器的负输入端连接灰度值计数器的输出，比较器的正输入端接锁存模块的输出，当灰度值计数器的值大于锁存模块的值，则比较器输出低电平信号，相反，则输出高电平信号；所述比较器的输出信号和行驱动模块的输出经过逻辑运算后生成列驱动输出信号；
所述子像素驱动模块包括传输门、逻辑门、驱动管和储能电容，用于根据数模转换模块和列驱动模块的输出结果，输出显示信号；其中，传输门的数据端连接数模转换模块的输出端，传输门的正控制端连接列驱动模块的输出端，列驱动模块的输出经过逻辑运算后连接到传输门的负控制端，传输门的输出分别连接到储能电容和驱动管的栅极，所述储能电容的另一端连接到地，所述驱动管的源级连接电源，漏极即为显示信号。
2.根据权利要求1所述的一种OLED屏幕显示驱动电路，其特征在于：所述的控制模块通过总线与外部设备进行通信，外部设备通过总线修改显示驱动电路的工作模式；同时，显示驱动电路通过总线向外部设备报告电路内部的运行状况或错误。
3.根据权利要求2所述的一种OLED屏幕显示驱动电路，其特征在于：所述的外部设备通过总线修改显示驱动电路的灰阶纠正系数。
4.根据权利要求2或3所述的一种OLED屏幕显示驱动电路，其特征在于：所述的总线采用SPI总线或/和IIC总线。
5.根据权利要求1所述的一种OLED屏幕显示驱动电路，其特征在于：所述的控制模块与数据采样模块连接，接收数据采样模块的信号，利用该信号判断当前数据接收功能、系统工作是否正常，并决定是否上报系统异常状态；所述的控制模块与灰阶扩展/纠正模块连接，驱动灰阶扩展/纠正模块，修正因温度、老化因素对显示效果造成的影响。
6.根据权利要求1所述的一种OLED屏幕显示驱动电路，其特征在于：所述的数据采样模块采样接收所述外部视频数据，并将其解析为控制信号和数据信号；所述控制信号包括不限于视频流的行、场同步信号，控制信号分别被发送至控制模块、存储器、灰阶扩展/纠正模块、锁存模块、灰度值计数器和行驱动模块；所述数据信号包括实际待显示数据，发送至存储器。
7.根据权利要求1所述的一种OLED屏幕显示驱动电路，其特征在于：所述的行驱动模块包括多个D触发器；其中，第一个D触发器的数据输入端连接数据采样模块生成的行驱动信号，第一个D触发器的数据输出端连接第二个D触发器的数据输入端，同时，第一个D触发器的输出端还作为第一行的行有效信号；以此类推，第n个D触发器的数据输入端连接第n-1个触发器的数据输出端，数据输出端作为第n行的行有效信号。
8.根据权利要求1所述的一种OLED屏幕显示驱动电路，其特征在于：所述数模转换模块的输出经过传输门后作为驱动管的栅极电压，同时储能电容开始充电，随着灰度值计数器的值不断增加，驱动管的栅压不断增大，驱动管的导通能力不断增大，最终导致显示信号的电压强度不断增大；当列驱动输出信号无效时，传输门关闭，数模转换模块产生的电压不再控制储能电容和驱动管，此时驱动管的栅压由储能电容驱动，确保一定时间内显示信号的电压值恒定。
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