TWI409763B - 影像補償模組、有機發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示裝置及影像補償方法 - Google Patents

影像補償模組、有機發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示裝置及影像補償方法 Download PDF

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Description

影像補償模組、有機發光二極體顯示面板、有機發光 二極體顯示裝置及影像補償方法
本發明關於一種影像補償模組、顯示面板、顯示裝置及影像補償方法，特別關於一種影像補償模組、有機發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示裝置及影像補償方法。
有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)具有自發光、高亮度、高對比、體積輕薄、低耗電及反應速度快等優點，已逐漸應用於各類顯示影像系統，例如有機發光二極體顯示裝置。有機發光二極體元件可依據其驅動方式區分為被動矩陣式(Passive Matrix)與主動矩陣式(Active Matrix)。然而，被動矩陣式受限於驅動模式，並有壽命較短與無法大面積化等缺點，因此主動矩陣式較能夠應用於高效能與大尺寸之顯示用途。
主動矩陣式有機發光顯示器可使用非晶矽(Amorphous Silicon,a-Si)薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)或低溫多晶矽(Low Temperature Poly Silicon,LPTS)薄膜電晶體來驅動。使用非晶矽薄膜電晶體製程的優點為所製造的薄膜電晶體特性較為相近，上述提到的特性例如為元件的臨界電壓(Threshold voltage)和電子遷移率(Mobility)，然而其缺點是，元件的臨界電壓和電子遷移率隨著時間而有飄移現象產生，進而造成顯示畫面有縱向波紋(mura)現象產生。
而使用低溫多晶矽薄膜電晶體製程的優點為，由於多晶矽的晶粒(grain)比非晶矽的晶粒大，故能減少缺陷，並得到高載子遷移率，因此可使電晶體製作得更小，進而增加畫素結構之開口率(aperture ratio)。另外，由於載子遷移率之提高，可以將部分面板周邊驅動電路隨同薄膜電晶體製程同時製造於玻璃基板上，大幅降低接線數目，並藉此大幅提升有機發光面板的特性及可靠度，使得面板製造成本大幅降低。然而，由於利用低溫多晶矽技術所製成的薄膜電晶體存在著特性不一的問題，因而會造成顯示畫面有縱向波紋的現象。
為解決縱向波紋問題，習知技術提出一種資料電壓補償的方式，其係儲存各畫素在顯示各灰階時之臨界電壓和電子遷移率值，藉由各畫素的臨界電壓和電子遷移率以補償輸入各畫素的畫素資料，進而使各畫素顯示正確的顏色，然而，此方式的缺點為需要較大的記憶體空間以儲存龐大的資料量。
因此，如何提供一種能減少記憶體空間且能顯示正確顏色的影像補償模組、有機發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示裝置及影像補償方法，實為當前重要課題之一。
有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能減少記憶體空間且能顯示正確顏色的影像補償模組、有機發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示裝置及影像補償方 法。
為達上述目的，依本發明之一種影像補償方法係與一影像補償模組配合應用。影像補償模組具有一補償記憶單元及一參考記憶單元。而影像補償方法包含以下步驟：輸入一目標灰階；自補償記憶單元得到一對應目標灰階的目標電流值，其中目標灰階與目標電流值之間存在一伽瑪方程式特性；自參考記憶單元得到一參考灰階及一對應參考灰階的參考電流值，其中參考灰階與參考電流值之間存在伽瑪方程式特性；以及依據目標電流值、參考灰階及參考電流值而得到一補償灰階。
為達上述目的，依本發明之一種影像補償模組包含一補償記憶單元、一參考記憶單元及一運算補償單元。補償記憶單元儲存一對應一目標灰階的目標電流值。參考記憶單元儲存一對應一參考灰階的參考電流值。運算補償單元與補償記憶單元及參考記憶單元電性連接，運算補償單元依據目標電流值、參考灰階及參考電流值而得到一補償灰階。
為達上述目的，依本發明之一種有機發光二極體顯示面板具有複數個畫素，有機發光二極體顯示面板與一影像補償模組搭配應用，其中影像補償模組包含一補償記憶單元、一參考記憶單元及一運算補償單元。補償記憶單元儲存一對應一目標灰階的目標電流值。參考記憶單元儲存一對應一參考灰階的參考電流值。運算補償單元與補償記憶單元及參考記憶單元電性連接，運算補償單元依據目標電流值、參考灰階及參考電流值而得到一補償灰階。
為達上述目的，本發明亦揭露一種有機發光二極體顯示裝置包含一有機發光二極體顯示面板及一影像補償模組。有機發光二極體顯示面板具有複數個畫素。影像補償模組鄰設於有機發光二極體顯示面板，影像補償模組係包含包含一補償記憶單元、一參考記憶單元及一運算補償單元。補償記憶單元儲存一對應一目標灰階的目標電流值。參考記憶單元儲存一對應一參考灰階的參考電流值。運算補償單元與補償記憶單元及參考記憶單元電性連接，運算補償單元依據目標電流值、參考灰階及參考電流值而得到一補償灰階。
承上所述，依據本發明之一種影像補償模組、有機發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示裝置及影像補償方法，係藉由補償記憶單元儲存一對應該目標灰階的目標電流值，及由參考記憶單元儲存一參考灰階及一對應參考灰階的參考電流值，而由運算補償單元利用伽瑪方程式特性並依據目標電流值、參考灰階及參考電流值得到一補償灰階，進而減少補償記憶單元及參考記憶單元所需的記憶體空間，另外亦能對有機發光二極體顯示裝置及有機發光二極體顯示面板進行補償，以顯示正確顏色，進而提升顯像品質。
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種影像補償模組、有機發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示裝置及影像補償方法。
圖1為本發明較佳實施例之一種有機發光二極體顯示面板1的架構方塊圖。在此有機發光二極體顯示面板1係以低溫多晶矽薄膜電晶體來驅動為例，因此，於出廠時需對有機發光二極體顯示面板1進行補償，以提高顯像品質。
如圖1所示，有機發光二極體顯示面板1與一影像補償模組2搭配應用，且有機發光二極體顯示面板1包含複數個畫素P11 ~Pnm 、一時序控制電路3、一掃描驅動電路4及一資料驅動電路5。影像補償模組2包含一補償記憶單元21、一參考記憶單元22及一運算補償單元23，其中運算補償單元23與補償記憶單元21及參考記憶單元22電性連接。
請再參照圖2A及圖2B所示，依據本發明較佳實施例之有機發光二極體顯示面板的影像補償方法係包含步驟S01至步驟S03及步驟S11至步驟S15。以下說明請再同時參照圖1、圖2A及圖2B。
首先要說明的是，有機發光二極體顯示面板1的影像補償方法係分為量測階段與顯示階段。其中量測階段係可於有機發光二極體顯示面板1出廠時進行、於有機發光二極體顯示面板1開機時進行或於一使用者自訂時間進行，以儲存影像補償所需要的資訊。以下先針對量測階段進行說明，如圖2A所示，在量測階段時，影像補償方法包含步驟S01至步驟S03。
步驟S01係輸入一參考灰階GLR 至有機發光二極體顯示面板1。在本實施例中，有機發光二極體顯示面板1具有複數個畫素P11 ~Pnm ，在此僅以畫素P11 作為說明。時 序控制電路3將參考灰階GLR 輸入至資料驅動電路5，再經由資料驅動電路5輸出一相對應的電壓或電流，以驅動有機發光二極體顯示面板1之畫素P11 ，於此並不限定參考灰階GLR 的值，亦即參考灰階GLR 的值可為0~255(以8位元為例)。
步驟S02係量測有機發光二極體顯示面板1中，對應參考灰階GLR 的參考電流值IR 。本實施例中，影像補償模組2更包含一量測單元24，其係量測有機發光二極體顯示面板1之畫素P11 中，對應參考灰階GLR 的參考電流值IR 。另外，在不同的實施方式中，量測單元24亦可整合至資料驅動電路5。
步驟S03係儲存參考電流值IR 於參考記憶單元22中。在本實施例中，參考電流值IR 輸入至運算補償單元23，再經由運算補償單元23儲存至參考記憶單元22，在此實施例中，量測單元24量測到的參考電流值IR 為類比形式，因此需轉換為數位形式才能儲存於參考記憶單元22，在此係利用類比/數位轉換器將類比形式的參考電流值IR 轉換為數位形式的參考電流值IR ，而類比/數位轉換器係可整合於運算補償單元23，亦可整合於量測單元24，當然亦可單獨為一構件，在此並不加以限定。
接下來，如圖2B所示，在顯示階段時，影像補償方法包含步驟S11至步驟S15。在此，亦僅以單一畫素為例說明。
步驟S11係輸入一目標灰階GLT 。在本實施例中，時序控制電路3將目標灰階GLT 輸入至運算補償單元23，其 中目標灰階GLT 是系統原始期望顯示面板顯示的灰階值，且其灰階值以8位元為例可為0~255。
步驟S12係自補償記憶單元21得到對應目標灰階GLT 的目標電流值IT ，其中目標灰階GLT 與目標電流值IT 之間存在一伽瑪方程式特性。在本實施例中，補償記憶單元21儲存對應目標灰階GLT 的目標電流值IT ，其中目標灰階GLT 與目標電流值IT 之間符合一伽瑪方程式的關係，如下式所示：
其中伽瑪參數Γ的值例如為2.0、2.1及2.2等等，在此伽瑪參數Γ以2.2為例，電流I255 為在伽瑪參數Γ的條件下，當目標灰階GLT 等於255灰階所對應的電流值。
圖3顯示灰階對應電流值的特性曲線。曲線L1 為有機發光二極體顯示面板1於出廠時依據亮度要求、材料特性及開口率大小所需達到的特性曲線。運算補償單元23依據式(1)計算出電流I255 的值後，即可再依據式(1)計算出不同目標灰階GLT 對應的不同電流值，以得到曲線L1 ，因此，補償記憶單元21僅需儲存對應目標灰階GLT 的目標電流值IT ，如此一來，可節省補償記憶單元21的記憶容量，以及加快讀取補償記憶單元21的速度。
上述所提的目標灰階GLT 及目標電流值IT 及曲線L1 為有機發光二極體顯示面板1於出廠時依據亮度要求、材料特性及開口率大小所決定的規格資料，而這些規格資料將作為對有機發光二極體顯示面板1進行補償的依據。
步驟S13係自參考記憶單元22得到參考灰階GLR 及對應參考灰階GLR 的參考電流值IR ，其中參考灰階GLR 與參考電流值IR 之間存在伽瑪方程式特性。在本實施例中，於步驟S02中，參考記憶單元22儲存對應參考灰階GLR 的參考電流值IR ，其中參考灰階GLR 與參考電流值IR 之間符合一伽瑪方程式的關係，如下式所示：
其中伽瑪參數Γ的值以2.2為例，電流I’255 為在伽瑪參數Γ的條件下，對有機發光二極體面板1輸入255灰階所量測的電流值，但亦可對有機發光面板輸入其他灰階值量得電流值之後，再利用該電流值、輸入灰階值與式(2)換算出電流I’255 。
如圖3所示，曲線L2 為在伽瑪參數Γ的條件下，灰階對應電流值的特性曲線。運算補償單元23依據量測電流值及式(2)計算出I’255 的值後，即可再依據式(2)計算出不同參考灰階GLR 對應的不同電流值，以得到曲線L2 。因此，參考記憶單元22僅需儲存對應參考灰階GLR 的參考電流值IR ，如此一來，可節省參考記憶單元22的記憶容量，以及加快讀取參考記憶單元22的速度。
步驟S14係依據目標電流值IT 、參考灰階GLR 及參考電流值IR 得到一補償灰階GLC 。在本實施例中，如圖3所示，由於利用低溫多晶矽技術所製作出的薄膜電晶體的一致性不佳，使得薄膜電晶體的特性一致性亦不佳，所以其特性往往與出廠時的規格資料不相符，其特性如圖3中之 曲線L2 ，於此係將曲線L1 上的目標電流值IT 映射(Mapping)至曲線L2 以求得補償灰階GLC 。將式1及式2相除並簡化可得：
運算補償單元23依據式(3)與目標電流值IT 、參考灰階GLR 及參考電流值IR ，以計算出補償灰階GLC 。
步驟S15係將補償灰階GLC 輸入有機發光二極體顯示面板1。在本實施例中，運算補償單元23將補償灰階GLC 輸入至資料驅動電路5，再經由資料驅動電路5輸出一相對應的電壓或電流，以驅動有機發光二極體顯示面板1之畫素P11 ，畫素P11 即可顯示正確的資料。
以上說明係針對補償記憶單元21儲存的值為單一個對應一個目標灰階GLT 的目標電流資料DT 的情況。以下，將針對補償記憶單元21中儲存有單一畫素中對應複數目標灰階的複數目標電流值的情況進一步的說明。
如圖1所示，有機發光二極體顯示面板1具有複數畫素P11 ~Pnm ，有機發光二極體顯示面板1與影像補償模組2搭配應用。由於低溫多晶矽薄膜電晶體存在特性不一的問題，將使得該等畫素P11 ~Pnm 的特性彼此間具有差異，因此，影像補償模組2需對該等畫素P11 ~Pnm 進行補償。
補償記憶單元21儲存一對應至少一目標灰階GLT 的目標電流資料DT 。在本實施例中，目標電流資料DT 除了可包含一對應目標灰階GLT 的目標電流值IT ，亦可包含對應複數目標灰階的複數目標電流值，例如對應0~255灰 階的複數目標電流值IT0 ~IT255 ，藉此將可減輕運算補償單元23的負荷。
參考記憶單元22儲存一對應一參考灰階GLR 的參考電流資料DR 。在本實施例中，參考電流資料DR 包含不同畫素中對應目標灰階GLT 的複數參考電流值，於此係以儲存m*n個對應目標灰階GLT 的複數參考電流值IR11 ~IRnm 為例。
運算補償單元23與補償記憶單元21及參考記憶單元22電性連接，運算補償單元23依據式(3)與目標電流資料DT 、參考灰階GLR 及參考電流資料DR 得到一補償灰階GLC 。由於影像補償的方法已詳述於上，故不再贅述。
值得一提的是，為了使有機發光二極體顯示面板1有不同的顯示效果，有機發光二極體顯示面板1可區分為複數個顯示區域(圖未顯示)，各顯示區域可依據不同的伽瑪參數條件及上述的影像補償方法進行補償，所以，目標電流資料DT 還可包含不同畫素中對應目標灰階GLT 的複數目標電流值，或不同畫素中對應複數目標灰階的複數目標電流值。
本發明較佳實施例之一種有機發光二極體顯示裝置包含一有機發光二極體顯示面板及一影像補償模組。有機發光二極體顯示面板具有複數個畫素。影像補償模組鄰設於有機發光二極體顯示面板，影像補償模組包含一補償記憶單元、一參考記憶單元及一運算補償單元。補償記憶單元儲存一對應一目標灰階的目標電流值。參考記憶單元儲存一對應一參考灰階的參考電流值。運算補償單元與補償 記憶單元及參考記憶單元電性連接，運算補償單元依據目標電流值、參考灰階及參考電流值得到一補償灰階。由於有機發光二極體顯示面板及影像補償模組已詳述於上，故不再贅述。
綜上所述，依本發明之一種影像補償模組、有機發光二極體顯示面板、有機發光二極體顯示裝置及有機發光二極體顯示面板的影像補償方法，係藉由補償記憶單元儲存一對應該目標灰階的目標電流值，及參考記憶單元儲存一參考灰階及一對應參考灰階的參考電流值，運算補償單元利用一伽瑪方程式特性並依據目標電流值、參考灰階及參考電流值得到一補償灰階，進而減少補償記憶單元及參考記憶單元的記憶體空間，另外亦能對有機發光二極體顯示裝置及有機發光二極體顯示面板進行補償，以顯示正確顏色，進而提升顯像品質。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1‧‧‧有機發光二極體顯示面板
2‧‧‧影像補償模組
21‧‧‧補償記憶單元
22‧‧‧參考記憶單元
23‧‧‧運算補償單元
24‧‧‧量測單元
3‧‧‧時序控制電路
4‧‧‧掃描驅動電路
5‧‧‧資料驅動電路
DR ‧‧‧參考電流資料
DT ‧‧‧目標電流資料
GLC ‧‧‧補償灰階
GLR ‧‧‧參考灰階
GLT ‧‧‧目標灰階
I255 、I’255 ‧‧‧電流
IR 、IR11 ~IRnm ‧‧‧參考電流值
IT 、IT0 ~IT255 ‧‧‧目標電流值
L1 、L2 ‧‧‧曲線
P11 ~Pnm ‧‧‧畫素
Γ1 、Γ2 ‧‧‧伽瑪參數
S01~S03、S11~S15‧‧‧影像補償方法之步驟
圖1為依據本發明較佳實施例之一種有機發光二極體顯示面板的電路方塊圖；圖2A及圖2B為依據本發明較佳實施例之有機發光二極體顯示面板的影像補償方法的流程圖；以及圖3依據本發明較佳實施例之有機發光二極體顯示面板的影像補償方法，其中灰階對應電流值的特性曲線之示 意圖。
S11~S15‧‧‧影像補償方法之步驟

Claims (24)

  1. 一種影像補償方法，係與一影像補償模組配合應用，該影像補償模組具有一補償記憶單元及一參考記憶單元，該影像補償方法包含以下步驟：輸入一目標灰階；自該補償記憶單元得到一對應該目標灰階的目標電流值，其中該目標灰階與該目標電流值之間存在一伽瑪方程式特性；自該參考記憶單元得到一參考灰階及一對應該參考灰階的參考電流值，其中該參考灰階與該參考電流值之間存在該伽瑪方程式特性；以及依據該目標電流值、該參考灰階及該參考電流值得到一補償灰階。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像補償方法，其中該補償灰階係藉由一補償運算式得到，該補償運算式為，GLC 為該補償灰階，GLR 為該參考灰階，IT 為該目標電流值，IR 為該參考電流值，Γ1 為一伽瑪參數。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像補償方法，更包含：輸入該參考灰階至一有機發光二極體顯示面板；量測該有機發光二極體顯示面板中，對應該參考灰階的該參考電流值；以及儲存該參考電流值於該參考記憶單元中。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之影像補償方法，其中於 儲存該參考電流值於該參考記憶單元前，更包含：將類比形式的該參考電流值轉換為數位形式的該參考電流值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像補償方法，其中該目標電流值係直接儲存於該補償記憶單元中或經由一伽瑪方程式計算得到。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之影像補償方法，更包含：將該補償灰階輸入一有機發光二極體顯示面板。
  7. 一種影像補償模組，包含：一補償記憶單元，儲存一對應一目標灰階的目標電流值；一參考記憶單元，儲存一對應一參考灰階的參考電流值；以及一運算補償單元，與該補償記憶單元及該參考記憶單元電性連接，該運算補償單元依據該目標電流值、該參考灰階及該參考電流值得到一補償灰階。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之影像補償模組，其中該補償灰階係藉由一補償運算式得到，該補償運算式為，GLC 為該補償灰階，GLR 為該參考灰階，IT 為該目標電流值，IR 為該參考電流值，Γ1 為一伽瑪參數。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之影像補償模組，更包含：一量測單元，量測一有機發光二極體顯示面板中，對應該參考灰階的該參考電流值。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之影像補償模組，其中該目標電流值係直接儲存於該補償記憶單元中或經由一伽瑪方程式計算得到。
  11. 一種有機發光二極體顯示面板，具有複數個畫素，該有機發光二極體顯示面板與一影像補償模組搭配應用，其中該影像補償模組包含：一補償記憶單元，儲存一對應至少一目標灰階的目標電流資料；一參考記憶單元，儲存一對應一參考灰階的參考電流資料；以及一運算補償單元，與該補償記憶單元及該參考記憶單元電性連接，該運算補償單元依據該目標電流資料、該參考灰階及該參考電流資料得到一補償灰階。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該目標電流資料包含一對應該目標灰階的目標電流值或對應複數目標灰階的複數目標電流值。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該目標電流資料包含不同畫素中對應該目標灰階的複數目標電流值或不同畫素中對應複數目標灰階的複數目標電流值。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該參考電流資料包含不同畫素中對應該目標灰階的複數參考電流值。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體顯示 面板，其中該補償運算式為，GLC 為該補償灰階，GLR 為該參考灰階，IT 為該目標電流值，IR 為該參考電流值，Γ1 為一伽瑪參數。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體顯示面板，更包含：一量測單元，量測該有機發光二極體顯示面板中，對應該參考灰階的該參考電流資料。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體顯示面板，其中該目標電流資料係直接儲存於該補償記憶單元中或經由一伽瑪方程式計算得到。
  18. 一種有機發光二極體顯示裝置，包含：一有機發光二極體顯示面板，具有複數個畫素；以及一影像補償模組，鄰設於該有機發光二極體顯示面板，該影像補償模組係包含：一補償記憶單元，儲存一對應至少一目標灰階的目標電流資料；一參考記憶單元，儲存一對應一參考灰階的參考電流資料；及一運算補償單元，與該補償記憶單元及該參考記憶單元電性連接，該運算補償單元依據該目標電流資料、該參考灰階及該參考電流資料得到一補償灰階。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該目標電流資料包含一對應該目標灰階的 目標電流值或對應複數目標灰階的複數目標電流值。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該目標電流資料包含不同畫素中對應該目標灰階的目標電流值或不同畫素中對應複數目標灰階的複數目標電流值。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該參考電流資料包含不同畫素中對應該目標灰階的複數參考電流值。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該補償運算式為，GLC 為該補償灰階，GLR 為該參考灰階，IT 為該目標電流值，IR 為該參考電流值，Γ1 為一伽瑪參數。
  23. 如申請專利範圍第18項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該有機發光二極體顯示面板更包含：一量測單元，量測該有機發光二極體顯示面板中，對應該參考灰階的該參考電流資料。
  24. 如申請專利範圍第18項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該目標電流資料係直接儲存於該補償記憶單元中或經由一伽瑪方程式計算得到。
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