TWI389077B - 有機發光二極體顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

Description

有機發光二極體顯示裝置及其驅動方法

本領域係關於一種有機發光二極體顯示裝置及其之驅動方法。且特別係關於一種有機發光二極體顯示裝置及其之驅動方法，其係能夠根據一個發光區域而限制亮度及根據資料訊號而實施一個發光區域。

已經發展出許多不同的平板顯示裝置，其相較於一個陰極射線管係具有減少的重量及體積。平板顯示裝置係使用複數個像素作為一個顯示區域，該複數個像素係以一個矩陣形式配置於一個基板上，且藉由施加資料訊號至每一個連接掃瞄線及資料線之像素，而顯示該些像素。

平板顯示器係可以為一個被動矩陣型顯示裝置或一個主動矩陣型顯示裝置。主動矩陣型顯示裝置係能夠藉由根據解析度、對比及操作速度選擇每一個像素效能而照明像素。

如此之平板顯示裝置係已經被使用作為用於可攜式資訊終端之顯示裝置及類似物，諸如個人電腦、行動電話、個人數位助理等等，或者一個用於許多不同的資訊設備之監視器。如此之平板顯示裝置的範例係包含使用一個液晶面板之液晶顯示器、一個使用一個有機發光二極體之有機發光二極體顯示裝置、及使用一個電漿面板之電漿顯示面板。尤其是，一個有機發光顯示裝置係由於優良的發光效率的能力、亮度及視角及一個高速的響應時間特性而為有利的。

因此，呈現一種有機發光二極體顯示裝置及一種驅動方法。該方法係能夠在於整個顯示區域中顯示一個高亮度之區域係為大之情況下，藉由限制流至像素之電流量及降低整體亮度而減少電力消耗及改進影像之品質。

圖1係為一個顯示一個有機發光二極體顯示裝置之結構圖。參照圖1，一個有機發光二極體顯示裝置係包含一個像素單元10、一個資料驅動器20、一個掃瞄驅動器30及一個電源供應單元40。該像素單元10係配置為複數個像素11，其中，該些個別的像素11係與發光二極體(未示出)連接。該像素單元係配置有：形成於列方向之n個掃瞄線S1,S2,...Sn－1,Sn，且該些掃瞄線係傳送掃瞄訊號；形成於一個行方向之m個資料線D1,D2,...Dm－1,Dm，其係傳送一個資料訊號；m個第一電源線L1，其係傳送一個第一電源ELVdd；及m個第二電源線L2，其係傳送一個第二電源ELVss，其係具有一個比該第一電源ELVdd之電位為低的電位。該像素單元10係根據該些掃瞄訊號、該些資料訊號、該第一電源ELVdd及該第二電源ELVss，藉由發光二極體而顯示影像。

該資料驅動器20係為係建構成施加該些資料訊號至該像素單元10，且係連接至該像素單元10之該些資料線D1,D2,...Dm－1,Dm，以施加該些資料訊號至該像素單元10。

該掃瞄驅動器30係建構成循序輸出掃瞄訊號且連接至該些掃瞄線S1,S2,...Sn－1,Sn之單元，以提供該掃瞄訊號至該像素單元10之一個特定列。接收該些掃瞄線之該像素單元10之該些特定列係接收自該資料驅動器20輸入之資料訊號，以顯示該些影像。一旦所有列係已經被循序選擇及驅動時，一個框係完成。

該電源供應單元40係傳送該第一電源ELVdd及該第二電源ELVss至該像素單元10，該第二電源ELVss係具有一個比該第一電源ELVdd為低的電位，由於該第一電源ELVdd及該第二電源ELVss之一個電壓差，一個對應於該資料訊號之一個電流係被允許於每一個像素內流動。

於如上文所建構之某些有機發光二極體顯示裝置之中，假如其係以一個高亮度發光，則係需要一個大的電流流至該像素單元10，且假如其係以一個低亮度發光，則係需要一個小的電流流至該像素單元10。因此，該電源供應單元40係必須能夠提供至少顯示高亮度所需之電流。

此外，在有許多區域顯示高亮度且皆由一個共同電源供應之情況下，顯示影像的品質係降低的問題係產生。

圖2係為一個顯示根據一個實施例之一個有機發光二極體顯示裝置之示意圖。參照圖2，該有機發光二極體顯示裝置係包含一個像素單元100、一個亮度控制器200、一個資料驅動器300、一個掃瞄驅動器400、一個伽瑪(gamma)校正單元500及一個電源供應單元600。

該像素單元100係以複數個像素110配置，其中，該些個別像素110係與有機發光元件(未示出)連接。該些像素單元100係配置為：n個掃瞄線S1,S2,...Sn－1,Sn，其係形成於一個列方向，且傳送掃瞄訊號；n個光發射控制訊號線E1,E2,...En－1,En，其係形成於一個行方向上且傳送光發射控制訊號；m個資料線D1,D2,...Dm－1,Dm，其係形成於一個列方向，且傳送資料訊號；一個第一電源線L1，其係傳送一個第一電源ELVdd至像素；及一個第二電源線L2，其係傳送一個第二電源ELVss至像素。該第二電源線L2係均等地置放且其係可以形成於該像素單元100之上之整個區域上，以電連接至該些個別像素110。

該亮度控制器200係輸出亮度控制訊號而限制顯示影像之像素單元100之亮度，使得該亮度係不超過一個預定範圍。該像素單元100之亮度在高亮度下之區域係比在高亮度下之區域係較小時為高。然而，當於高亮度下之發光區域係大時，該像素單元係可以有利於以一個較低亮度顯示，以節省電力。

亮度係能夠藉由根據高亮度下發光區域實施亮度限制範圍，而根據高亮度下發光區域之改變，而作改變。

該亮度控制器200係決定輸入至一個框之視訊資料訊號的總和的框資料之大小，以決定是否該框資料係大的。框資料的總和係提供框的亮度之指示。一個高的總和係指示一個高的亮度，且因而一個高的電流。因此，假如該框資料訊號的大小係超過一臨限值，則該亮度控制器200係輸出亮度控制訊號以限制亮度，使得當顯示時，顯示於該像素單元100上的影像的亮度係減少。

假如該像素單元100之亮度係被該亮度控制器200所限制，則至該像素單元100之電流量係被限制，使得不需要該電源供應單元600之高的輸出。假如該像素單元100之亮度係不受到限制，則該些發射像素之發射時間係被維持長的，以使該亮度為高的。於此情況下，該些發射像素及非發射像素之對比比率係大的。

於另一個減少流入該像素單元100之電流量之方法中，該些像素之發光時間係減少，使得高電流之時間係減少。

該亮度控制器200係控制透過光發射控制訊號線E1,E2,...En－1,En傳送之光發射控制訊號的脈波寬度，以控制該像素單元100之發光時間，且因而控制框期間之發光時間。假如脈波寬度係長的，則該亮度控制器200係使流入該像素單元100之電流為大的，使得該像素單元100之總計亮度係不減少；且假如脈波寬度係短的，則其係使流入該像素單元100之電流量係小的，使得該像素單元100之總計亮度係減少。

該資料驅動器300係建構成接收一個具有紅、藍及綠成分之視訊資料，以產生一個資料訊號，且施加一個資料訊號至該像素單元100。該資料驅動器300係連接至該像素單元100之該些資料線D1,D2,...Dm－1,Dm，且係建構成施加該產生之資料訊號至該像素單元100。

該掃瞄驅動器400係建構成施加該些掃瞄訊號及該些光發射控制訊號至該像素單元100，且該掃瞄驅動器400係連接至該些掃瞄線S1,S2,...Sn－1,Sn及該些光發射訊號線E1,E2,...En－1,En，以傳送該掃瞄訊號及該光發射控制訊號至該像素單元100之特定列。接收該些掃瞄線之該像素110係接收自該資料驅動器300輸出而來的資料訊號，且該像素110係接收該些光發射控制訊號，且根據該些光發射控制訊號而發光。

該掃瞄驅動器400係包含：一個建構成產生掃瞄訊號之掃瞄驅動電路及一個建構成產生光發射控制訊號之光發射驅動電路。該掃瞄驅動電路及該光發射驅動電路係可以包含於一個元件之內，或者分離成獨立的元件。

接收該些掃瞄線之該像素110之特定列係接收自該資料驅動器300輸入之資料訊號，且該些發光二極體係被提供對應於該些光發射控制訊號及該些資料訊號之電流。該影像係藉由導通該些發光元件而顯示。

該伽瑪校正單元500係藉由控制影像資料及亮度之關係而改進可見性。該伽瑪校正單元500係接收影像資料及亮度之關係為非線性的資料訊號，且使灰階對於亮度之比率成為線性地顯示。該伽瑪校正單元500係包含一個暫存器，且使用該暫存器內之伽瑪校正值以控制影像資料及亮度之關係。再者，該伽瑪校正單元500係包含一個當該亮度控制器係關閉時操作之暫存器，及一個當該亮度控制器係打開時操作之暫存器。因此，資料訊號之影像資料及亮度之關係係藉由使用儲存於該當該亮度控制器係打開時操作之暫存器內之伽瑪校正值而被調整，使得假如相同的資料訊號被輸入之情況下，當該亮度控制器200係打開時，其係具有高很多的值。

該電源供應單元600係傳送該第一電源ELVdd及該第二電源ELVss至該像素單元400，以根據該第一電源ELVdd及該第二電源ELVss之間之差而提供對應於個別像素內資料訊號之電流。

圖3係為一個顯示使用於有機發光二極體顯示裝置之亮度控制器的一個實施例之示意圖。參照圖3，該亮度控制器200係包含一個資料加總單元210，一個查閱表220及一個亮度控制驅動器230。

該資料加總單元210係藉由加總具有輸入至一個框之紅、藍及綠色上之資訊的視訊資料而取出框資料上之資訊。可以瞭解的是，假如該框資料的資料值係大的，則該框資料係包含許多顯示高灰階之資料，且假如該框資料的資料值係小的，則該框資料係包含少的顯示高灰階之資料。亦即，該發光區域係能夠根據該框資料的大小而決定。於某些實施例中，該發光區域係由下列方程式1所定義：

對於某些實施例而言，該查閱表220係根據該框資料之加總值，而指定該些光發射控制訊號之光發射期間的寬度。該框資料的較高位元係可以被使用於指定該光發射期間之寬度。該發光區域係可以藉由使用舉例而言，該框資料之較高5個位元，而被推導出。

當該像素單元100之亮度係逐漸增加，且到達超過預定亮度之亮度時，該像素單元100之亮度係受到限制。此外，隨著該像素單元100之亮度增加，該亮度限制率係變成較大，而防止該像素單元100之亮度過度增加。

假如不管該像素單元100之亮度增加，該亮度限制率係為固定的，則當該像素單元100係顯示非常高亮度時，該乩度係過度受到限制，使得能夠提供一個足夠亮的螢幕，而減少整體亮度。因此，當該像素單元100之亮度係整體顯示為白色，則亮度設定範圍係設定為最大值，以防止該像素單元100之亮度下降成低於其之限制範圍。

表1係指示查閱表之一個範例。由表1可以瞭解，根據發射超過亮度界限之亮度的光的像素之數量之光發射比係限制為最大值之50%的範圍。

假如作為全比例之一部分的框資料係為36%或更少，則亮度係不受到限制，且假如作為全比例之一部分的框資料係超過36%，則亮度係受到限制，使得當作為全比例之一部分的框資料係增加時，該亮度之限制率亦增加。為了防止亮度受到過度限制，該亮度限制率係設定為50%，使得雖然該像素單元100之大部分像素係發射具有最大亮度之光，該亮度之限制率係為50%或更低。

表2係指示查閱表之另一個範例。由圖2能夠瞭解，根據發射超過亮度界限之亮度的光的像素之數量之光發射比係限制為最大值之33%的範圍。

假如作為全比例之一部分的框資料係為14%或更少，則亮度係不受到限制，且假如作為全比例之一部分的框資料係超過14%，則亮度係受到限制，使得當於最大亮度下發光之區域係增加時，該亮度之限制率亦增加。為了防止亮度受到過度限制，該亮度限制率係限制為33%，使得雖然該像素單元100之大部分像素係發射具有最大亮度之光，該亮度之限制率係為33%或更低。於表1及2中所指示之發光區域係使用一個框資料的較高5個位元值計算出。

該亮度控制驅動器230係接收較高5位元值，以輸出該亮度控制訊號。該些亮度控制訊號係輸出至該掃瞄驅動器400以控制該掃瞄驅動器400，使得該掃瞄驅動器300係根據該些亮度控制訊號而輸出該些光發射控制訊號。特別是，該些亮度控制訊號係輸入至光發射控制電路，以根據該些亮度控制訊號而輸出該些光發射控制訊號。

於某些實施例中，該些光發射控制訊號的最大光發射期間係被設定為325個週期。因為8位元係能夠表示256個值，且9位元係能夠表示512個值，為了如示於圖1產生該些光發射控制訊號之光發射期間，較佳的情況為，該些亮度控制訊號係輸出9位元訊號。該些亮度控制訊號係可以使用一個起始脈波，且該些光發射控制訊號之寬度係可以被決定。

圖4係為一個顯示根據一個發光區域之亮度變化之圖。參照圖4，一個水平軸係表示一個發光區域，且一個垂直軸係表示根據一個發光區域之最大亮度，其中，“a”係表示最大亮度係不論發光區域為何而為固定的情況，且“b”係表示最大亮度係根據發光區域而改變之情況，且當發光區域係小的時，藉由使用伽瑪校正值，最大亮度係變成較高。

首先，“a”之情況係為該亮度控制器係關閉之情況。於此情況下，即使該發光區域改變，該亮度係不改變。於像素之亮度係高之情況下，當發光區域係小的時，於高亮度下發光之像素係不是很多，使得功率消耗係不大。然而，當發光區域係大的時，於高亮度下發光之像素係很多，使得功率消耗係大的。因此，該電源供應單元600係被供應相當多的負載，使得其係需要一個大的容量。此外，當發光區域係大的時，其係能夠於相當高亮度下發光，使得眩光現象係能夠產生。

“b”之情況係為該亮度控制器係打開之情況。於“b”之情況下，對應於灰階之亮度值係比“a”之情況之亮度值高。且伽瑪校正係藉由使用自“a”之情況中所施加之伽瑪校正值而來的不同伽瑪校正值而被實施。假如，舉例而言，發光區域係為70%或更多，則最大亮度係比“a”之情況之亮度低，且假如發光區域係為70%或更少，則最大亮度係比“a”之情況之亮度高。最大亮度於發光區域為70%或更少之部分下係為高的。當發光區域係小的時，亮度係為高的。暗的部分及亮的部分之亮度係非常高，以使暗的部分及亮的部分之間之亮度差係為大的，使得對比係增加。因此，顯示於像素單元上之影像的亮度部分係顯示成亮很多。且，假如發光區域係為70%或更多之部分內之亮度係為低的，則該亮度係被限制，使得眩光現象係減少。

對比係根據發光區域而改變，使得可見性係改善。因此，於某些實施例中，該些伽瑪校正值係被調整，以改變亮度值，如示於“b”。因此，功率消耗係減少，對比係增加，且可見性係改善。

圖5係為顯示示於圖2之伽瑪校正單元之示意圖。參照圖5，該伽瑪校正單元500係包含一個第一暫存器510，一個第二暫存器520，一個選擇器530及一個伽瑪校正電路540。

該第一暫存器510係建構成儲存資料訊號之第一伽瑪校正值，且當該亮度控制器係不操作時被選擇，以校正該些資料訊號。該些第一伽瑪校正值係為用於改變一個灰階亮度的非線性輸入比成為一個灰階亮度的線性輸入比之整體校正值。

該第二暫存器520係建構成儲存資料訊號之第二伽瑪校正值，且當該亮度控制器係操作時被選擇，以校正該些資料訊號。由儲存於該第二暫存器520內之該些第二伽瑪校正值所校正之資料訊號係能夠比由儲存於該第一暫存器510內之該些第一伽瑪校正值所校正之資料訊號顯示較高的亮度。

一個選擇器係建構成選擇該第一暫存器510及該第二暫存器520之一，且係能夠藉由使用自該亮度控制器200而來之選擇訊號而選擇該第一暫存器510及該第二暫存器520之一。

一個伽瑪校正電路540係建構成藉由接收自該第一暫存器510及該第二暫存器520之一而來之伽瑪校正係數，而控制亮度對灰階之比及控制資料訊號之間之電壓差，而控制對應於灰階之亮度。

藉由該有機發光二極體顯示裝置及一種其之驅動方法，該有機發光二極體顯示裝置之功率消耗係能夠減少，且電源供應單元之最大輸出係能夠減少以節省其之製造成本。此外，對比係增加，以改善可見性。

雖然一些實施例係已經使用特定名詞及範例而予以敘述，熟習本項技術者係可以體認，在不偏離本發明之範疇及精神之下，許多修改及變化係可以於此實施例中實施。

10．．．像素單元

20．．．資料驅動器

30．．．掃瞄驅動器

40．．．電源供應單元

11．．．像素

S1,S2,...Sn－1,Sn．．．掃瞄線

D1,D2,...Dm－1,Dm．．．資料線

L1．．．第一電源線

L2．．．第二電源線

ELVss．．．第二電源

ELVdd．．．第一電源

100．．．像素單元

200．．．亮度控制器

300．．．資料驅動器

400．．．掃瞄驅動器

500．．．伽瑪校正單元

600．．．電源供應單元

110．．．像素

210．．．資料加總單元

220．．．查閱表

230．．．亮度控制驅動器

E1,E2,...En－1,En．．．控制訊號線

510．．．第一暫存器

520．．．第二暫存器

530．．．選擇器

540．．．伽瑪校正電路

圖1係為一個顯示一個有機發光二極體顯示裝置之示意圖；圖2係為一個顯示一個有機發光二極體顯示裝置之示意圖；圖3係為一個顯示使用於有機發光二極體顯示裝置之亮度控制器的一個實例之示意圖；圖4係為一個顯示根據一個發光區域之亮度變化之圖；圖5係為顯示示於圖2之伽瑪校正單元之示意圖。

100．．．像素單元

200．．．亮度控制器

300．．．資料驅動器

400．．．掃瞄驅動器

500．．．伽瑪校正單元

600．．．電源供應單元

110．．．像素

S1,S2,...Sn－1,Sn．．．掃瞄線

D1,D2,...Dm－1,Dm．．．資料線

L1．．．第一電源線

L2．．．第二電源線

ELVss．．．第二電源

ELVdd．．．第一電源

E1,E2,...En－1,En．．．控制訊號線

Claims (20)

1. 一種有機發光二極體顯示裝置，其係包含：一個像素單元，其係包含複數個像素，其係建構成藉由接收複數個掃瞄訊號、複數個光發射控制訊號及複數個資料訊號，以顯示一個影像；一個掃瞄驅動器，其係建構成傳送該些掃瞄訊號及該些光發射控制訊號至該像素單元；一個資料驅動器，其係建構成根據視訊資料而產生複數個資料訊號，且傳送該些資料訊號至該像素單元；一個亮度控制器，其係建構成至少一部分根據該像素單元之發光區域及一個框內輸入之該視訊資料的大小，而選擇性地控制該像素單元之一個亮度控制範圍；及一個伽瑪校正單元，其係建構成藉由使用第一伽瑪校正值及第二伽瑪校正值之任一個，而控制對應於全比例資料之最大亮度的部分，其中，該伽瑪校正單元係包含：一個第一暫存器，其係建構成儲存該第一伽瑪校正值；一個第二暫存器，其係建構成儲存該第二伽瑪校正值；及一個選擇器，其係建構成根據自該亮度控制器而來之資料而選擇該第一暫存器及該第二暫存器。
2. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體顯示裝置，其中，當該亮度控制器係控制該亮度控制範圍時，該第二暫存器係被選擇。
3. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該發光區域發光之時間係至少一部分根據該框資料的大小而被控制。
4. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該些第二伽瑪校正值係建構成設定亮度比該些第一伽瑪校正值為高。
5. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該掃瞄驅動器係包含：一個掃瞄驅動電路，其係建構成傳送該些掃瞄訊號；及一個光發射控制驅動電路，其係建構成傳送該些光發射控制訊號，其中，該亮度控制器係建構成控制該光發射控制驅動電路。
6. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該亮度控制器係包含：一個資料加總器，其係建構成加總一個框期間輸入之資料訊號；一個查找表，其係建構成儲存對應於該些資料訊號之加總值之亮度限制範圍；及一個亮度控制驅動器，其係建構成根據所產生之亮度限制範圍而控制該像素單元之發光時間，以回應於於該資料加總器中加總之資料訊號。
7. 如申請專利範圍第6項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該些光發射控制訊號之脈波寬度係由該亮度控制器所控制。
8. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體顯示裝置，其係進一步包含一個電源供應單元，其係建構成提供電力給該像素單元。
9. 如申請專利範圍第1項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該亮度限制範圍係建構成限制流至該像素單元之電流量。
10. 如申請專利範圍第9項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該電流量係由該些像素之發光時間所控制。
11. 一種有機發光二極體顯示裝置之驅動方法，該方法係包含：決定一個亮度限制範圍，以回應於框資料之一個加總；至少一部分根據該亮度限制範圍而選擇性地限制像素之亮度；及根據第一伽瑪校正值及第二伽瑪校正值之一而伽瑪校正該些資料訊號。
12. 如申請專利範圍第11項之有機發光二極體顯示裝置之驅動方法，其中，當至少一部分根據該亮度限制範圍而不限制該亮度時，該些第一伽瑪校正值係被選擇。
13. 如申請專利範圍第11項之有機發光二極體顯示裝置之驅動方法，其中，對應於根據該些第二伽瑪校正值而被校正之該些資料訊號的亮度係被校正成為比對應於根據該些第一伽瑪校正值而被校正之該些資料訊號的亮度為高。
14. 如申請專利範圍第11項之有機發光二極體顯示裝置之驅動方法，其中，該些像素之亮度限制範圍係對應於該些像素之發光時間。
15. 一種有機發光二極體顯示裝置，其係包含：一個亮度控制器，其係建構成至少一部分根據一個框內輸入之視訊資料的大小，而選擇性地控制一個亮度控制範圍；及一個伽瑪校正單元，其係建構成藉由根據複數個伽瑪校正值之一，而控制對應於全比例資料之最大亮度的部分。
16. 如申請專利範圍第15項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該複數個伽瑪校正值係包含第一伽瑪校正值及第二伽瑪校正值，且當該亮度控制器係控制該亮度控制範圍時，該些第二伽瑪校正值係被使用。
17. 如申請專利範圍第15項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該顯示裝置之一部分發光的時間係至少一部分根據該亮度控制範圍而被控制。
18. 如申請專利範圍第15項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該顯示裝置之一部分藉其而發光之電流係至少一部分根據該亮度控制範圍而被控制。
19. 如申請專利範圍第15項之有機發光二極體顯示裝置，其中，該些第二伽瑪校正值係建構成設定亮度比該些第一伽瑪校正值為高。
20. 如申請專利範圍第15項之有機發光二極體顯示裝置，其係進一步包含一個資料驅動器，其係建構成根據該亮度控制範圍而修改影像資料。