TWI740735B - 發光時間調變驅動方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種發光時間調變驅動方法，適用於驅動電路及發光元件，驅動電路在第一畫面時間中提供第一電流及第二畫面時間中提供第二電流，第一電流與第二電流不相等。在第一畫面時間中提供第一發光控制訊號，使得第一畫面時間中具有第一責任時間。在第二畫面時間中提供第二發光控制訊號，使得第二畫面時間中具有第二責任時間。第一責任時間與第一電流的乘積相等於第二責任時間與第二電流的乘積。

Description

發光時間調變驅動方法

本發明是關於一種發光時間調變驅動方法，特別是關於一種通過發光控制訊號調整發光元件的發光時間，以避免產生畫面閃爍的發光時間調變驅動方法。

顯示器具備顯示畫面的顯示區域，顯示區域當中的各個像素中，會設置驅動電路來驅動發光元件發光，使得各個像素能顯示所欲呈現的亮度及顏色，進而形成顯示區域中的整體畫面。當顯示器在操作時，這些發光元件發光時的亮度，取決於流過發光元件的驅動電流大小，若提供至發光元件的電流大小改變，其發光元件的亮度將會雖之改變。

一般而言，考量到使用者眼睛的敏感度，在顯示器更新頻率較高時，即便發光元件亮度產生變化，使用者仍不易察覺到這些亮度的變化。但若顯示頻率降低時，同樣的變化幅度就可能讓使用者在視覺上產生畫面閃爍的感覺，影響顯示器的顯示效果。

綜觀前所述，本發明之發明者思索並設計一種發光時間調變驅動方法，以期針對習知技術之問題加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於先前技術所述之問題，本發明的目的在於提供一種發光時間調變驅動方法，避免顯示器當中各個像素的發光元件在不同畫面時間中產生畫面閃爍的問題。

基於上述目的，本發明提供一種發光時間調變驅動方法，適用於驅動電路及發光元件，發光時間調變驅動方法包含：驅動電路在第一畫面時間中提供第一電流及第二畫面時間中提供第二電流以驅動發光元件，第一電流與第二電流不相等；在第一畫面時間中提供第一發光控制訊號至驅動電路，第一發光控制訊號於第一畫面時間中具有第一責任時間；在第二畫面時間中提供第二發光控制訊號至驅動電路，第二發光控制訊號於第二畫面時間中具有第二責任時間；其中，第一責任時間與第一電流的乘積相等於第二責任時間與第二電流的乘積。

在本發明的實施例中，發光元件可於第一顯示頻率與第二顯示頻率之間進行切換，第一顯示頻率為第一畫面時間或第二畫面時間的頻率週期，第二顯示頻率為第一畫面時間加上第二畫面時間的頻率週期。在實施例中，第一電流可小於第二電流，第一責任時間可大於第二責任時間。

在本發明的實施例中，第一發光控制訊號可包含至少一第一脈波，第二發光控制訊號可包含至少一第二脈波，第一脈波的脈波頻率大於第二脈波的脈波頻率。在實施例中，至少一第一脈波可平均分布於第一畫面時間，至少一第二脈波可平均分布於該第二畫面時間。

在本發明的實施例中，發光時間調變驅動方法可進一步包含：在第三畫面時間中提供第三電流以驅動發光元件發光，第三電流與第一電流或第 二電流不相等；在第三畫面時間中提供第三發光控制訊號至驅動電路，第三發光控制訊號於第三畫面時間中具有第三責任時間；其中，第三責任時間與第三電流的乘積相等於第一責任時間與第一電流的乘積，且第三責任時間與第三電流的乘積相等於第二責任時間與第二電流的乘積。

在本發明的實施例中，發光元件可於第一顯示頻率與第二顯示頻率之間進行切換，第一顯示頻率為第一畫面時間、第二畫面時間或第三畫面時間的頻率週期，第二顯示頻率包含第一畫面時間、第二畫面時間及第三畫面時間。在實施例中，第一電流、第二電流及第三電流可呈漸進式增加，第一責任時間、第二責任時間及第三責任時間可呈漸進式減少。

在本發明的實施例中，第一發光控制訊號可包含至少一第一脈波，第二發光控制訊號可包含至少一第二脈波，第三發光控制訊號可包含至少一第三脈波，第一脈波、第二脈波及第三脈波的脈波頻率呈漸進式降低。在實施例中，至少一第一脈波可平均分布於第一畫面時間，至少一第二脈波可平均分布於第二畫面時間，至少一第三脈波可平均分布於第三畫面時間。

承上所述，本發明之發光時間調變驅動方法，能通過發光控制訊號的調整，維持顯示器的亮度，避免在切換更新頻率時產生畫面閃爍的問題，提升顯示器的顯示品質。

10:驅動電路

11:第一電晶體

12:第二電晶體

13:第三電晶體

14:第四電晶體

15:第五電晶體

16:第六電晶體

17:第七電晶體

18:第八電晶體

B1:亮度面積

B2:亮度面積

C1:第一電容

D1:第一責任時間

D2:第二責任時間

EM:發光控制訊號

I_OLED:驅動電流

I1:第一電流

I2:第二電流

N1:第一節點

N2:第二節點

N3:第三節點

N4:第四節點

N5:第五節點

OLED:發光元件

OVDD:高電壓源

OVSS:低電壓源

S1:第一掃描訊號

S2:第二掃描訊號

T1:第一畫面時間

T2:第二畫面時間

T3:第三畫面時間

T4:第四畫面時間

T5:第五畫面時間

T6:第六畫面時間

T7:第七畫面時間

T8:第八畫面時間

T9:第九畫面時間

V_DATA:資料電壓

V_REF:參考電壓

為使本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本發明配合以下附圖進行說明：第1A圖及第1B圖為為本發明實施例之發光時間調變驅動方法的示意圖。

第2圖為本發明另一實施例之發光訊號控制方法的示意圖。

第3A圖及第3B圖為本發明實施例之亮度變化量測的示意圖。

第4A圖及第4B圖為本發明另一實施例之亮度變化量測的示意圖。

為利瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

在附圖中，為了淸楚起見，放大了基板、面板、區域、線路等的厚度或寬度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如基板、面板、區域或線路的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反地，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的「連接」，其可以指物理及/或電性的連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。此外，應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，其係用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，僅用於描述目的，而不能將其理解為指示或暗示相對重要性或者其順序關係。

除非另有定義，本文所使用的所有術語具有與本發明所屬技術領域的通常知識者通常理解的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地如此定義。

請參閱第1A圖及第1B圖，其為本發明實施例之發光時間調變驅動方法的示意圖。其中，第1A圖為本發明實施例之驅動電路的示意圖，第1B圖為本發明實施例之發光訊號控制方法的示意圖。顯示器的像素區域當中可包含複數個驅動電路10，由這些驅動電路10接收控制訊號來控制每個像素的發光元件OLED發光。在本實施例中，驅動電路10為八個電晶體及一個電容(8T1C)的驅動電路，但本揭露不侷限於此，驅動電路10也可包含其他數量的電晶體及電容。

如第1A圖所示，驅動電路10包含第一電晶體11、第二電晶體12、第三電晶體13、第四電晶體14、第五電晶體15、第六電晶體16、第七電晶體17、第八電晶體18及第一電容C1。第一電晶體11的一端耦接第一節點N1，另一端耦接參考電壓V_REF，控制端耦接第一掃描訊號S1；第二電晶體12的一端耦接參考電壓V_REF，另一端耦接第二節點N2，控制端耦接發光控制訊號EM；第一電容C1一端耦接第二節點N2，另一端耦接第三節點N3；第三電晶體13的一端耦接第三節點N3，另一端耦接第一節點N1，控制端耦接第二掃描訊號S2；第四電晶體14的一端耦接第一節點N1，另一端耦接第四節點N4，控制端耦接第二掃描訊號S2；第五電晶體15的一端耦接高電壓源OVDD，另一端耦接第四節點N4，控制端耦接第三節點N3；第六電晶體16的一端耦接第四節點N4，另一端耦接第五節點N5，控制端耦接發光控制訊號EM；第七電晶體17的一端耦接第二節點N2， 另一端耦接資料電壓V_DATA，控制端耦接第三電晶體13及第四電晶體14的控制端；第八電晶體18的一端耦接第五節點N5，另一端以二極體連接方式耦接控制端於第一掃描訊號S1。發光元件OLED的一端耦接第五節點N5，另一端耦接低電壓源OVSS。

在驅動電路10操作時，發光控制訊號EM控制第六電晶體16的開啟或關閉，決定驅動電流I_OLED是否流過發光元件OLED來驅動發光元件OLED發光。請同時參閱第1B圖，驅動電路10的畫面時間可分為相同的第一畫面時間T1及第二畫面時間T2，劃分為第一畫面時間T1與第二畫面時間T2的時間可依據顯示器的顯示頻率來調整，例如顯示器在正常模式(Normal mode)下的第一顯示頻率為60Hz，在跳幀模式(Skip mode)時，畫面的第二顯示頻率降為30Hz，第二顯示頻率的一個幀畫面(Frame)時間為第一顯示頻率的幀畫面時間的2倍，即第一顯示頻率可為第一畫面時間T1或第二畫面時間T2的頻率週期，而第二顯示頻率為第一畫面時間T1加上第二畫面時間T2的頻率週期。

驅動電路10能在正常模式與跳幀模式切換時，是依據頻率轉換的倍數決定跳幀模式像素更新的次數，例如在第一畫面時間T1進行更新後，於第二畫面時間T2跳過像素更新的操作，使得第一畫面時間T1加上第二畫面時間T2的時間週期成為跳幀模式的一個幀畫面的時間週期。在整個幀畫面的週期中，流經發光元件OLED的驅動電流I_OLED是依據第一電容C1儲存的驅動電壓改變，但由於驅動電路10當中會產生電晶體漏電流的現象，造成在第一畫面時間T1與第二畫面時間T2中，流經發光元件OLED的第一電流I1與第二電流I2有所不同。在本實施例中，第一電流I1小於第二電流I2，在其他實施例中，由於不同電晶體元件生產的特性，第一電流I1也可能大於第二電流I2。

在顯示器的各個像素當中，發光元件OLED的亮度是對應於驅動電流I_OLED的大小，當第一畫面時間T1與第二畫面時間T2當中的第一電流I1與第二電流I2不相同時，發光元件OLED的亮度變化會產生視覺上的閃爍現象，加上跳幀模式下顯示頻率降低，畫面閃爍的現象將更加明顯而影像到顯示品質。為解決上述問題，通過發光控制訊號EM的調整，控制第六電晶體16的開啟及關閉時間，調整發光元件OLED的亮度，進而降低畫面閃爍現象的發生。

在本實施例中，於第一畫面時間T1中提供第一發光控制訊號至驅動電路10，當發光控制訊號EM為低電位時，第六電晶體16開啟而使驅動電流I_OLED流過發光元件OLED而發光，當訊號為高電位時，第六電晶體16關閉而關閉發光元件OLED。第一發光控制訊號於第一畫面時間T1中具有第一責任時間D1，這裡所述的第一責任時間D1是繪示訊號高電位與低電位時間的加總，並非單指一個訊號脈波，第一發光控制訊號可包含至少一個第一訊號脈波，其可平均分配於第一畫面時間T1當中，使得發光元件OLED在第一責任時間D1當中發光。在第二畫面時間T2中，則提供第二發光控制訊號至驅動電路10，第二發光控制訊號於第二畫面時間T2中具有第二責任時間D2，同樣可由平均分配於第二畫面時間T2中的至少一個第二訊號脈波形成。在本實施例中，第一責任時間D1大於第二責任時間D2，由於第一畫面時間T1中的第一電流I1小於第二畫面時間T2的第二電流I2，第一責任時間D1與第一電流I1的乘積相等於第二責任時間D2與第二電流I2的乘積，及第一畫面時間T1當中的亮度面積B1等於第二畫面時間T2中的亮度面積B2。通過第一發光控制訊號及第二發光控制訊號分別控制畫面時間中發光元件OLED的發光時間，使得第一畫面時間T1與第二畫面時間T2當中不會產生畫面閃爍的問題。

請參閱第2圖，其為本發明另一實施例之發光訊號控制方法的示意圖。顯示器的顯示區當中可包含複數個像素，每一個像素可藉由驅動電路驅動發光元件發光來呈現像素的畫面，驅動電路請參閱前述實施例的說明，相同技術特徵不再重複描述。在本實施例中，顯示器在正常模式(Normal mode)下的第一顯示頻率為45Hz，即第一畫面時間T1、第二畫面時間T2、第三畫面時間T3、第四畫面時間T4、第五畫面時間T5、第六畫面時間T6、第七畫面時間T7、第八畫面時間T8或第九畫面時間T9各為正常模式下的一個幀畫面的時間。當顯示器轉換至跳幀模式(Skip mode)時，畫面的第二顯示頻率降為5Hz，第二顯示頻率的一個幀畫面(Frame)時間為第一顯示頻率的幀畫面時間的9倍，即第一畫面時間T1、第二畫面時間T2…至第九畫面時間T9的加總為一個幀畫面的時間。

與前述實施例類似，當顯示器由正常模式轉為跳幀模式時，一個幀畫面中的各個畫面時間具有不同的驅動電流，在本實施例中，第一畫面時間T1、第二畫面時間T2…至第九畫面時間T9的第一電流、第二電流…至第九電流可呈漸進式的增加，若發光時間相同，第一畫面時間T1的發光亮度最暗，而第九畫面時間T9的亮度最亮。為補償顯示器的亮度變化，通過發光控制訊號EM控制電晶體的開啟及關閉，調整驅動電流流過發光元件的時間，使得顯示器的亮度變化頻率難以被人眼察覺，防止畫面閃爍的現象發生。

如圖所示，發光控制訊號EM可通過脈波訊號的頻率及寬度來控制電晶體低電位的責任時間，脈波頻率越高寬度越長，則關閉發光元件的時間越長，顯示器的亮度越暗。在第一畫面時間T1中，可通過9個平均分布的第一脈波，使得第一責任時間最高，即電晶體開啟時間與驅動電流流過發光元件的時間最長，進而補償顯示器於第一畫面時間T1中的亮度。接著第二畫面時間T2至 第九畫面時間T9當中的脈波數量逐漸減少，使得第二責任時間至第九責任時間呈漸進式的減少，由於第一電流至第九電流是呈漸進式的增加，因此在各個畫面時間中，電流與責任時間的乘積相等。在每一個畫面時間中，發光控制訊號的脈波可平均分布於各個畫面時間當中，避免產生低頻亮度變化而影響顯示品質。

請參閱第3A圖及第3B圖，其為本發明實施例之亮度變化量測的示意圖。其中，第3A圖為本發明實施例之亮度與時間的示意圖，第3B圖為本發明實施例之亮度變化與頻率的示意圖。在本實施例中，以像素為255灰階的顯示器為例，當顯示器由一般模式切換為跳幀模式時，畫面顯示頻率由45Hz轉換為5Hz，依據前述實施例所提的發光控制訊號控制方法，調整不同畫面時間中發光元件發光的責任時間，實際量測亮度與時間的關係圖，如第3A圖所示，經由本揭露的發光時間調變驅動方法，顯示器的亮度變成中心點一致的較高頻訊號，其亮度變化的頻率低。圖中的虛線示出亮度的變化，以此亮度變化與發生頻率產生第3B的關係圖，如圖所示，畫面閃爍的頻率明顯優於未改善前，有效避免畫面閃爍的情況發生。

請參閱第4A圖及第4B圖，其為本發明另一實施例之亮度變化量測的示意圖。其中，第4A圖為本發明另一實施例之亮度與時間的示意圖，第3B圖為本發明另一實施例之亮度變化與頻率的示意圖。在本實施例中，以像素為128灰階的顯示器為例，當顯示器由一般模式切換為跳幀模式時，畫面顯示頻率由45Hz轉換為5Hz，依據前述實施例所提的發光控制訊號控制方法，調整不同畫面時間中發光元件發光的責任時間，實際量測亮度與時間的關係圖，如第4A圖所示，經由本揭露的發光時間調變驅動方法，顯示器的亮度變成中心點一致的較 高頻訊號，其亮度變化的頻率低。圖中的虛線示出亮度的變化，以此亮度變化與發生頻率產生第4B的關係圖，如圖所示，畫面閃爍的頻率明顯優於未改善前，有效避免畫面閃爍的情況發生。

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。

B1:亮度面積

B2:亮度面積

D1:第一責任時間

D2:第二責任時間

EM:發光控制訊號

I_OLED:驅動電流

I1:第一電流

I2:第二電流

T1:第一畫面時間

T2:第二畫面時間

Claims (10)

1. 一種發光時間調變驅動方法，適用於一驅動電路及一發光元件，該發光時間調變驅動方法包含：該驅動電路在一第一畫面時間中提供一第一電流及一第二畫面時間中提供一第二電流以驅動該發光元件，該第一電流與該第二電流不相等；在該第一畫面時間中提供一第一發光控制訊號至該驅動電路，該第一發光控制訊號於該第一畫面時間中具有一第一責任時間；在該第二畫面時間中提供一第二發光控制訊號至該驅動電路，該第二發光控制訊號於該第二畫面時間中具有一第二責任時間；其中，該第一責任時間與該第一電流的乘積相等於該第二責任時間與該第二電流的乘積。
2. 如請求項1所述之發光時間調變驅動方法，其中該發光元件於一第一顯示頻率與一第二顯示頻率之間進行切換，該第一顯示頻率為該第一畫面時間或該第二畫面時間的頻率週期，該第二顯示頻率為該第一畫面時間加上該第二畫面時間的頻率週期。
3. 如請求項2所述之發光時間調變驅動方法，其中該第一電流小於該第二電流，該第一責任時間大於該第二責任時間。
4. 如請求項3所述之發光時間調變驅動方法，其中該第一發光控制訊號包含至少一第一脈波，該第二發光控制訊號包含至少一第二脈波，該至少一第一脈波的脈波頻率大於該至少一 第二脈波的脈波頻率。
5. 如請求項4所述之發光時間調變驅動方法，其中該至少一第一脈波平均分布於該第一畫面時間，該至少一第二脈波平均分布於該第二畫面時間。
6. 如請求項1所述之發光時間調變驅動方法，進一步包含：在一第三畫面時間中提供一第三電流以驅動該發光元件發光，該第三電流與該第一電流或該第二電流不相等；在該第三畫面時間中提供一第三發光控制訊號至該驅動電路，該第三發光控制訊號於該第三畫面時間中具有一第三責任時間；其中，該第三責任時間與該第三電流的乘積相等於該第一責任時間與該第一電流的乘積，且該第三責任時間與該第三電流的乘積相等於該第二責任時間與該第二電流的乘積。
7. 如請求項6所述之發光時間調變驅動方法，其中該發光元件於一第一顯示頻率與一第二顯示頻率之間進行切換，該第一顯示頻率為該第一畫面時間、該第二畫面時間或該第三畫面時間的頻率週期，該第二顯示頻率包含該第一畫面時間、該第二畫面時間及該第三畫面時間。
8. 如請求項7所述之發光時間調變驅動方法，其中該第一電流、該第二電流及該第三電流呈漸進式增加，該第一責任時間、該第二責任時間及該第三責任時間呈漸進式減少。
9. 如請求項6所述之發光時間調變驅動方法，其中該第一發光控制訊號包含至少一第一脈波，該第二發光控制訊號包含至 少一第二脈波，該第三發光控制訊號包含至少一第三脈波，該至少一第一脈波、該至少一第二脈波及該至少一第三脈波的脈波頻率呈漸進式降低。
10. 如請求項9所述之發光時間調變驅動方法，其中該至少一第一脈波平均分布於該第一畫面時間，該至少一第二脈波平均分布於該第二畫面時間，該至少一第三脈波平均分布於該第三畫面時間。

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