CN104183208A - 自发光显示设备和驱动自发光显示设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是自发光显示设备和驱动自发光显示设备的方法。显示设备的自发光型子像素的输出亮度是被施加至子像素的模拟驱动电压和相应的用于控制子像素的数字灰度命令信号的函数。所述显示设备根据施加的电流限制参数生成相应的模拟调光值和数字调光值，并且使用所述模拟调光值和所述数字调光值生成控制值信号。它还根据所述数字调光值改变一个帧的输入视频信号的原始灰度数字数据值。

Description

自发光显示设备和驱动自发光显示设备的方法

技术领域

本发明的公开内容涉及自发光显示设备和驱动自发光显示设备的方法。更具体地，本公开涉及有机发光显示器和驱动有机发光显示器的方法。

背景技术

最近，已经开发了许多能够减少重量和体积的薄（例如，平坦的或弯曲的）面板显示器。

这种薄（例如，平坦的）面板显示设备的示例可包括液晶显示器（LCD）、场发射显示器（FED）、等离子显示屏（PDP）和有机发光显示设备（OLEDD）。

具体地，由于有机发光型显示设备使用有机发光二极管（OLED）作为其光源产生图像；也就是说，它是自发射型显示设备，那么设备消耗的电流和功率倾向于随平均照片亮度（APL）的增加而增加。具有一种在适当的时候不失时机地减少功率消耗的方法是有利的。

在驱动有机发光显示设备（OLEDD）的传统方法中，仅数字数据用于基于从外部输入的像素数据信号限定RGB光源的期望灰度。这些数字限定的灰度在逐帧的基础上改变。然而，当所谓的ADS（地址显示分离）方法被应用，由此输入的图像帧被分成多个临时驱动的子字段（也被称为随时间的抖动），在减少每个子字段中的实际显示灰度量的同时通过ADS方法可获得相同的分辨率。此外，当子字段的全部像素同时打开以在给定的子字段显示特定的亮度灰度时，相对较大的电流同时流动以向全部高亮度产生OLED供电，使得给定子字段的瞬时电流消耗不理想地较大，并且相应地大量的功率被消耗用于显示该子字段。消耗的功率的一些可能是浪费的功率。

将理解，此背景技术部分用于提供理解所公开的技术的有用背景，如此背景技术部分可包括不是本文所公开的主题的相应发明日期之前的相关技术领域的技术人员所知道和理解的内容的一部分的理念、概念或认知。

发明内容

根据本发明公开的一个实施方式，设定功率消耗限制，并且提供一种显示设备，该显示设备够控制瞬时电流和瞬时功率消耗以一般地具有不大于所建立的限制值的值并且同时不减少可显示的灰度的量（例如，以仅使亮度变暗）。还提供了驱动显示设备的方法。

根据一个示例性实施方式，所述显示设备包括帧运算处理器、图像数据处理器、显示器和供电电源。所述帧运算处理器根据实际的电流限制参数生成模拟调光值和数字调光值。所述图像数据处理器根据生成的数字调光值，改变帧的输入视频信号的初始灰度数字数据值。所述显示器包括多个自发光子像素并且通过所述子像素显示与视频信号对应的图像。所述供电电源是根据所述控制值信号控制施加至所述子像素的电源电压且将控制的电源电压施加至所述多个子像素的可变供电电源。

所述电源电压包括被施加至所述多个子像素的所述有机发光二极管的阳极的第一电源电压和被施加至所述有机发光二极管的阴极的第二电源电压，并且所述供电电源可根据所述控制值信号控制所述第一电源电压。

所述电流限制参数包括屏幕色温、功率消耗限制值和用户调光值，并且所述帧运算处理器包括电流运算器、调光值运算器和电压控制器。

所述电流值运算器通过使用所述屏幕色温计算所述帧中的实际电流值。所述调光值运算器通过使用所述实际电流值、所述功率消耗限制值和所述用户调光值生成所述模拟调光值和所述数字调光值，并且通过使用所述模拟调光值和所述数字调光值计算所述帧中的目标电流值。所述电压控制器比较所述像素消耗的测量的电流值与所述目标电流值以生成所述控制值信号。

所述供电电源可测量从所述电源电压流出且被施加至所述子像素的电流值以将测量的电流值输出至所述电压控制器。

所述电压控制器可生成其控制值信号从而当所述测量的电流值小于所述目标电流值时所述控制值信号使所述电源电压增加。

所述调光值运算器可包括净功率控制（NPC）逻辑处理器、分配器和调光值确定器。所述净功率控制（NPC）逻辑处理器由通过所述帧中的所述实际电流值计算的负载因子确定相应帧的比例变量。所述分配器将所述比例变量分成模拟比例变量和数字比例变量。所述调光值确定器通过使用所述模拟比例变量和使用所述用户调光值生成所述模拟调光值，并且通过使用所述数字比例值和所述用户调光值生成所述数字调光值。

所述调光值运算器可包括目标电流值运算器，所述目标电流值运算器通过将所述模拟调光值、所述数字调光值和所述实际电流值相乘计算所述目标电流值。

所述图像数据处理器可包括数字调光运算器，所述数字调光运算器将所述帧的视频信号的灰度数据乘以所述数字调光值以改变所原始述视频信号的灰度数据。

所述控制值信号可为脉宽调制（PWM）信号，或者它们可为用于指定相应的电压水平的数字值。

多个子像素可被分成第一颜色的第一子像素和不同的第二颜色的第二子像素，所述电源电压可包括被施加至所述第一子像素的有机发光而激光的阳极的第一电源电压和被施加至所述第二子像素的有机发光二极管的阳极的第二电源电压，并且所述供电电源可根据相应的控制值信号控制所述第一电源电压和所述电源电压。

所述控制值信号可包括与所述第一颜色对应的第一控制值和与所述第二颜色对应的第二控制值，所述模拟调光值可包括与所述第一颜色对应的第一模拟调光值和与所述第二颜色对应的第二模拟调光值，并且所述数字调光值可包括与所述第一颜色对应的第一数字调光值和与所述第二颜色对应的第二数字调光值。

根据另一实施方式，提供了驱动包括多个自发光子像素的显示设备的方法。所述方法包括：根据被施加的从外部输入的电流限制参数生成模拟调光值和数字调光值；通过使用所述模拟调光值和所述数字调光值生成控制值信号；根据所述控制值信号控制被施加至所述多个子像素的有机发光二极管的电源电压；以及通过所述多个子像素显示与从外部输入的一个帧的视频信号对应的图像。

在显示图像的步骤中，所述输入视频信号的原始灰度数据通过使用所述数字调光值改变。

所述电源电压可被施加至所述多个子像素的有机发光二极管的阳极。

多个子像素被分成第一颜色的第一子像素和第二颜色的第二子像素，并且所述电源电压可包括被施加至所述第一子像素的有机发光二极管的阳极的电压和被施加至所述第二子像素的有机发光二极管的阳极的第二电源电压。

所述电流限制参数可包括屏幕色温、功率消耗限制值和用户调光值，并且生成所述模拟调光值和所述数字调光值的步骤可包括：通过使用所述屏幕色温计算所述视频信号的实际电流值；通过使用所述实际电流值和所述功率消耗限制值计算模拟比例变量和数字比例变量；通过使用所述模拟比例变量和所述用户调光值生成所述模拟调光值；以及通过使用所述数字比例变量和所述用户调光值生成所述数字调光值。

生成所述控制值信号的步骤可包括：通过使用所述模拟调光值和所述数字调光值计算所述帧中的目标电流值；测量被施加至所述多个子像素的电源电压消耗的电流值；以及比较测量的电流值与所述目标电流值以生成所述控制值信号。

比较所述测量的电流值与所述目标电流值以生成所述控制值信号的步骤可包括：生成所述控制值信号以当所述测量的电流值小于所述目标电流值时使相应的电源电压增加；以及生成所述控制值信号以当所述测量的电流值不小于所述目标电流值时使相应的电源电压减小。

附图说明

图1是示出了根据本发明公开的一个示例性实施方式的自发光显示设备的示意图；

图2是示出了根据一个示例性实施方式的多个子像素之一的视图；

图3是示出了根据本公开的一个示例性实施方式的被施加至像素的单独的功率源电压的实施例的视图；

图4是示出了图1所示的帧运算处理器的实施例的视图；

图5是示出了图4所示的调光值运算器的视图；

图6是示出了根据一个示例性实施方式的净功率控制（NCP）曲线的实施例的视图；

图7是示出了图1所示的帧运算处理器的另一实施例的视图；

图8是示出了图1所示的帧运算处理器的又一实施例的视图；以及

图9是示出了图1所示的图像数据处理器的视图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，理解简单地通过说明的方式示出和描述了本教导的仅一些示例性实施方式。本领域的技术人员将认识到，在理解本公开之后，所描述的实施方式可以多种不同的方式改变而不背离本教导的精神和范围。由此，附图和说明被认为在实质上是说明性的而非限制性的。在说明书中相似的参考标号表示相似的元件。

在整个说明书和权利要求中，除非被明确描述为相反，否则自语“包括（comprise）”及其变型诸如“包括（comprises）”或“包括（comprising）”将被理解为表示包括所列的元件而非排除任何其它元件。

在整个说明书和权利要求中，当描述一个元件“连接”至另一元件时，元件可直接连接至另一个元件或者可在***其它元件的情况下“电连接”至另一元件。此外，除非被明确描述被相反，词语“包括（comprise）”及其变型诸如“包括（comprises）”或“包括（comprising）”将被理解为表示包括所列的元件而非排除任何其它元件。

将参考附图详细描述根据本发明公开的示例性实施方式的显示设备和驱动该显示设备的方法。

图1是示出了根据一个示例性实施方式的显示设备100的示意图。图2是示出了根据一个示例性实施方式的多个子像素之一的电路图。

首先简要参考图2并且为了设定上下文，所示的OLED是自发射受控光源的实施例，其中流过OLED的电流I的量确定其亮度输出（亮度）。与此同时，可根据等式P_浪费=I²*R_DS，确定由控制晶体管M2作为废热被浪费的功率，其中R_DS是控制晶体管M2的漏源电阻。通过增加控制晶体管M2的栅极驱动电压并同时减少电压节点ELV_DD与ELV_SS之间的电压降，在流过OLED的驱动电流I保持不变的同时漏源电阻R_DS可减小。在本文中，对控制晶体管M2的栅极驱动电压的控制将被称为“数字”控制，对电压节点ELVD_DD与ELV_SS之间的电压降的控制将被称为“模拟”控制。

接下来，更详细地参考图1，所示的根据本发明公开配置的显示设备100包括显示面板110、图像数据处理器120、帧存储器130、帧运算处理器140、扫描驱动器150、数据驱动器160和供电电源170。关于后者供电电源170，可看出控制信号PWM-红、PWM-绿和PWM-蓝从帧运算处理器140被提供给供电电源170并且供电电源170响应地产生面板驱动电压ELV_DD和ELV_SS。

显示面板110包括衬底，衬底上设置有沿列方向延伸的多个数据线D1至Dm和沿行方向延伸的多个扫描线S1至Sn。多个子像素SPX（示出了一个）以矩阵形式布置在数据线Dj与扫描线Si（其中j和i是适当的整数）的相应数据线和扫描线的交叉处。更具体地，在一个实施方式中，多个子像素SPX分别显示红R、绿G和蓝B原色中的一个。然而，本公开不限于仅此三色布置，并且可预期到通过各自的子像素的白光（W）输出和/或颜色的其它组合。

多个数据线D1至Dm传输与由图像数据处理器120输出的数字数据视频信号R’、G’和B’对应的模拟驱动信号。（在D1至Dm上）传输的模拟驱动信号相应地耦接至多个子像素SPX，同时扫描线S1至Sn中的被激活的扫描线将激活扫描信号传输至这些行中的一个，以选择将响应然后（在D1至Dm上）输出模拟驱动信号的那行子像素SPX。尽管在图1中未示出，但是每个子像素SPX包括存储装置（见图2的Cst），当扫描信号（S1至Sn）中的相应一个激活该行时，存储装置存储（在D1至Dm上）发送至其的对应的模拟驱动信号。所存储的模拟驱动信号将部分地确定给定帧周期内对应子像素SPX(i,j)的子像素驱动电流I_ij，从而对应的发光元件（例如，OLED）发出它们与由图像数据处理器120输出的相应的数字数据信号R’、G’和B’所需要的驱动电流（I_ij）对应的光分量（例如，R、G、B）。数字数据信号R’、G’和B’的输出与第一驱动控制信号CONT1同步。

扫描驱动器150根据第二驱动控制信号CONT2将多个扫描信号传输至扫描线S1至Sn。第一和第二驱动控制信号CONT1和CONT2由图像数据处理器120输出。

现在参考图2的细节，根据一个示例性实施方式的每个子像素SPXi,j连接至其对应的第i个扫描线Si和第j个数据线Dj。子像素SPX包括开关（也称为寻址）晶体管M1和驱动晶体管M2。子像素SPX还包括存储电容器Cst和有机发光二极管OLED。在图2中，开关晶体管M1和驱动晶体管M2被显示为p沟道金属氧化物半导体晶体管（PMOS）。然而，它在本公开的设想范围内可以使用其它类型的晶体管，包括取代PMOS晶体管的NMOS晶体管。

开关晶体管M1包括与扫描线Si连接的栅电极、与数据线Dj连接的源电极和与驱动晶体管M2的栅电极（并且与存储电容器Cst的一个电极）连接的漏电极。

驱动晶体管M2包括与DD电源电压ELVDD连接的源电极、与有机发光二极管OLED的阳极连接的漏电极和在开关晶体管M1导通期间数据信号被传输至其的栅电极。

电容器Cst连接在驱动晶体管M2的栅电极与源电极之间。有机发光二极管OLED的阴极连接至SS电源电压ELVSS。

子像素SPX的详细操作将被描述如下。当开关晶体管M1由通过扫描线Si传输的扫描信号被导通时，通过数据线Dj传输的数据信号被传输至驱动晶体管M2的栅电极而且还被存储电容器Cst捕获。

电容器Cst在一致的周期（例如，图像帧周期）内保持驱动晶体管M2的栅电极电压与驱动晶体管M2的源电极电压之间的差。驱动电流（I）流过驱动晶体管M2，其中驱动电流（I）的大小由驱动晶体管M2的栅电极电压与驱动晶体管M2的源电极电压之间的差确定。有机发光二极管OLED发出具有与驱动电流的大小对应强度的光。

再次参考图1，供电电源170向子像素SPX供应电源电压ELVDD和ELVSS。

不同类型的OLED（例如，R、G、B）中的每个具有其各自的电源电压ELVDD和ELVSS组。图3是示出了根据本公开的示例性实施方式的供给对应的子像素的单独的电源电压的实施例的示意图。

参考图3，每个像素PX可包括各自的红R、绿G和蓝B子像素10、20和30。

电源电压ELVDD可包括供给红R子像素10的电源电压ELVDD_R、供给绿G子像素20的电源电压ELVDD_G和供给蓝B子像素30的电源电压ELVDD_B。电源电压ELVDD_R、ELVDD_G和ELVDD_B可彼此相同或者它们可以是不同的电压。

此外，电源电压ELVSS可包括被施加至红R子像素10的电源电压ELVSS_R、被施加至绿G子像素20的电源电压ELVSS_G和被施加至蓝B子像素30的电源电压ELVSS_B。电源电压ELVSS_R、ELVSS_G和ELVSS_B可彼此相同或者它们可以是不同的电压。

再次参考图1和图3，供电电源170从帧运算处理器140接收与红R、绿G和蓝B子像素10、20和30对应的控制值PWMR、PWMG和PWMB，并且根据控制值PWMR、PWMG和PWMB控制电源电压ELVDD_R、ELVDD_G和ELVDD_B。

如上所述，当电源电压ELVDD_R、ELVDD_G和ELVDD_B根据控制值PWMR、PWMG和PWMB被控制使得M2浪费的功率P_浪费=I²*R_DS减少时，希望灰度的显示完全不受影响。为此，在ELVDD减去ELVSS的模拟电源电压降减少的同时数字数据信号R’、G’和B’增加。做到这一点的一种方式是增加ELVDD水平使得即使不改变数据线D1至Dm上的驱动电压的绝对值的情况下C_ST两端的电压增加。与此同时，ELVSS水平可通过不改变OLED驱动电流（I）的相应大小的方式上升。结果，可维持灰度的量并且减少面板110的峰值功率消耗。在一个实施方式中，在人眼可辨别的不同的灰度的量被保持为相同的同时，多个子字段的对应子字段上由对应的OLED产生的光发射的最大量减少（例如，消除），结果，每个子字段的有机发光二极管OLED的峰值电流消耗可减少。

此外，供电电源170响应于向子像素10、20和30施加的电源电压ELVDD_R、ELVDD_G和ELVDD_B，为了反馈目的测量由子像素10、20和30消耗的电流IMR、IMG和IMB。供电电源170将测量的电流值IMR、IMG和IMB传输至帧运算处理器140。

图像数据处理器120从外部接收当前帧的包括红R、绿G和蓝B灰度数字数据的视频信号R、G和B和相应的同步信号（例如，VSYNC）。图像数据处理器120从当前帧的视频信号R、G和B和同步信号生成第一和第二驱动控制信号CONT1和CONT2。

当前帧的输入视频信号R、G和B被存储在帧存储器130中。帧存储器130将输入视频信号R、G和B延迟至少一个帧并且将延迟的视频信号R、G和B输出至图像数据处理器120。

图像数据处理器120从当前帧的视频信号R、G和B推导出理想的电流值IR、IG和IB并且将运算的理想的电流值IR、IG和IB输出至帧运算处理器140。理想的电流值IR、IG和IB被规范化使得在全白状态下IR:IG:IB=1:1:1。

此外，图像数据处理器120从帧运算处理器140接收与帧的红R、绿G和蓝B子像素10、20和30对应的数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB并且通过使用接收到的数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB改变延迟了一个或多个帧且以延迟形式从帧存储器130输出的输入视频信号R、G和B的灰度数据。

在相应帧的全部视频信号R、G和B被输入到图像数据处理器120之后，一个帧的理想的电流值IR、IG和IB的推导就完成了。为了从帧运算处理器140接收使用一个帧的理想的电流值IR、IG和IB计算的数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB并且将接收的数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB应用至相应帧的视频信号R、G和B，相应帧的视频信号R、G和B必须被延迟至少一个帧。因此，需要帧存储器130，从外部输入的当前帧的视频信号R、G和B被存储在帧存储器130中，并且帧存储器130将当前帧的输入视频信号R、G和B延迟至少一个帧并且将延迟的视频信号R、G和B输出至图像数据处理器120。

图像数据处理器120将改变的灰度数据的修改的视频信号R’、G’和B’以及第一驱动控制信号CONT1输出至数据驱动器160并且将第二驱动控制信号CONT2输出至扫描驱动器150。

帧运算处理器140从外部的控制源接收用于对面板110的电流消耗进行限定的多个电流限制参数Pth、DIM和T_色。它还从图像数据处理器120接收当前帧的视频信号R、G和B的理想的电流值IR、IG和IB以最终生成“模拟”调光值DIMAR、DIMAG和DIMAB（见图5）和相应的“数字”调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB。电流限制参数Pth是功率消耗限制值。电流限制参数DIM是用户选择的用户所期望的图像调光值。电流限制参数T色表示屏幕色温。

通过使用所生成的模拟调光值DIMAR、DIMAG和DIMAB，帧运算处理器140生成对应的色供电控制值PWMR、PWMG和PWMB以控制被施加至子像素10、20和30的对应的电源电压ELVDD_R、ELVDD_G和ELVDD_B。帧运算处理器140还将数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB输出至图像数据处理器120，并且它将对应的色供电控制值PWMR、PWMG和PWMB输出至供电电源170。

图4是示出了图1所示的帧运算处理器140的实施例的示意图。

参考图4，帧运算处理器140包括电流系数计算器142、电流值运算器144、调光值运算器146和电压控制器148。帧运算处理器140可由现场可编程门阵列（FPGA）或微控制器单元（MCU）实现并且以每秒若干帧的单位（例如，60Hz）产生其运算结果。

电流系数计算器142根据屏幕色温存储红R、绿G和蓝B电流系数值并且将与从外部输入的屏幕色温T色对应的红R、绿G和蓝B电流系数值ER、EG和EB输出至电流值运算器144。例如，当屏幕色温T_色为10,000K时ER:EG:EB可为0.50:0.50:1.0，当屏幕色温T_色为6,500K时ER:EG:EB可为0.53:0.50:0.73。

与此同时，电流系数计算器142可根据屏幕色温以查询表(LUT)形式存储红R、绿G和蓝B电流系数值和/或可使用算法基于红R、绿G和蓝B色坐标计算与屏幕色温对应的电流系数值。

电流值运算器144将从图像数据处理器120输出的理想的电流IR、IG和IB乘以对应的电流系数值ER、EG和EB以计算待显示在相应帧中的视频信号R、G和B的实际电流值IOR、IOG和IOB。

调光值运算器146根据由电流值运算器144计算的实际电流值IOR、IOG和IOB以及从外部输入的功率消耗限制值Pth和调光值DIM，生成模拟调光值DIMAR、DIMAG和DIMAB和数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB。

调光值运算器146根据下面的等式1，使用模拟调光值DIMAR、DIMAG和DIMAB、数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB、以及实际电流值IOR、IOG和IOB，计算应用了调光的要被实际显示的子像素10、20和30的目标电流值ITR、ITG和ITB。调光值运算器146将计算的目标电流值ITR、ITG和ITB输出至电压控制器148。

（等式1）

ITR=IOR*DIMAR*DIMDR+I_偏移

ITG=IOG*DIMAG*DIMDG+I_偏移

ITB=IOB*DIMAB*DIMDB+I_偏移

在等式1中，I_偏移表示黑色情况下的电流。

电压控制器148比较由调光值运算器146计算的目标电流值ITR、ITG、ITB与由供电电源170测量的所测量的电流值IMR、IMG和IMB以生成相应的控制值PWMR、PWMG和PWMB并且将生成的控制值PWMR、PWMG和PWMB输出至供电电源170。此时，控制值PWMR、PWMG和PWMB对应于脉宽调制（PWM）信号。也就是说，电源电压ELVDD_R、ELVDD_G和ELVDD_B根据脉宽调制控制信号PWMR、PWMG和PWMB被施加至红R、绿G和蓝B子像素10、20和30。

具体地说，并且作为一个实施例，电压控制器148生成在测量的电流值IMR小于目标电流值ITR时使电源电压ELVDD_R增加的控制值PWMR，并且生成在测量的电流值IMR不小于目标电流值ITR时使电源电压ELVDD_R减小的控制值PWMR。电压控制器148生成在测量的电流值IMG小于目标电流值ITG时使电源电压ELVDD_G增加的控制值PWMG，并且生成测量的电流值IMG不小于目标电流值ITG时使电源电压ELVDD_G减小的控制值PWMG。电压控制器148生成在测量的电流值IMB小于目标电流值ITB时使电源电压ELVDD_B增加的控制值PWMB，并且生成在测量的电流值IMB不小于目标电流值ITB时使电源电压ELVDD_B减小的反馈控制值PWMB。

图5是示出了图4所示的调光值运算器的示意图。图6是示出了根据本发明公开的一个示例性实施方式的净功率控制（NPC）曲线的视图。

参考图5，调光值运算器146包括NPC逻辑处理器1461、分配器1462、调光值确定器1463和目标电流值运算器1464。

NPC逻辑处理器1461确定相应帧的比例变量S。在此时，可存在对应的红R、绿G和蓝B比例变量。相应帧的比例变量S是根据预定的比例变量S与相应帧的输入负载L或设定的NPC曲线的关系确定的。在此时，比例变量S被设定使得用于给定帧的有机发光二极管OLED的电流消耗和功率消耗不大于预定的限制值。帧的输入负载因子L如等式2所示被确定。

（等式2）

$L=\frac{\mathrm{IOR}+\mathrm{IOG}+\mathrm{IOB}}{{\mathrm{IOR}}_{\max }+{\mathrm{IOG}}_{\max }+{\mathrm{IOB}}_{\max }}$

在等式2中，IOR_max、IOG_max和IOB_max表示用于帧的实际电流值IOR、IOG和IOB的最大允许值。

分配器1462将由NPC逻辑处理器1461确定的比例变量S分成红R、绿G和蓝B模拟比例变量SAR、SAG和SAB以及红R、绿G和蓝B数字比例变量SDR、SDG和SDB。在此时，模拟比例变量SAR、SAG和SAB以及数字比例变量SDR、SDG和SDB满足下面等式3的关系。

（等式3）

S=SAR*SDR=SAG*SDG=SAB*SDB

根据比例变量S的模拟比例变量SAR、SAG和SAB可以查询表的形式存储并且可由预定的计算进行计算。如上所述，当模拟比例变量SAR、SAG和SAB被确定时，数字比例变量SDR、SDG、SDB根据等式3被确定为相应的关于S的倒数。

调光值确定器1463根据红R、绿G和蓝B模拟比例变量SAR、SAG和SAB、红R、绿G和蓝B数字比例变量SDR、SDG和SDB、以及所应用的用户调光值DIM，确定模拟调光值DIMAR、DIMAG和DIMAB和数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB。用户调光值DIM可仅被反映为模拟调光值的确定，或者可仅被反映为数字调光值的确定。此外，用户调光值DIM可被分配给模拟调光值DIMAR、DIMAG和DIMAB以及数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB。例如，用户调光值DIM可被分配使得SAR*DIM*DIMAR=SDR*DIM*DIMDR。这里，DIMAR*DIMDR=1。

目标电流值运算器1464使用模拟调光值DIMAR、DIMAG和DIMAB、数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB、以及实际电流值IOR、IOG和IOB通过等式1的计算计算目标电流值ITR、ITG和ITB，并且将计算的目标电流值ITR、ITG和ITB输出至电压控制器148。

另一方面，根据实现供电电源170的方法，电压控制器148可将用于指定电源电压ELVDD_R、ELVDD_G和ELVDD_B的水平的数字值输出至供电电源170。将参考图7描述这种示例性实施方式。

图7是示出了图1所示的帧运算处理器的另一实施例的视图。

参考图7，帧运算处理器140’的电压控制器148’比较由调光值运算器146计算的目标电流值ITR、ITG和ITB与由供电电源170测量的测量电流值IMR、IMG和IMB，以生成数字值VOLR、VOLG和VOLB用于输出至供电电源170，由此指定电源电压ELVDD_R、ELVDD_G和ELVDD_B的电压水平。

当供电电源170从电压控制器148’接收到数字值VOLR、VOLG和VOLB时，数字值VOLR、VOLG和VOLB通过数字模拟变换器（DAC）（未示出）改变成相应的模拟电压值，并且电源电压ELVDD_R、ELVDD_G和ELVDD_B根据模拟电压值被控制。在此时，DAC可设置在供电电源170中并且可与供电电源170分离地设置。

此外，不同于上面的示例性实施方式，相同的电源电压可被施加至红R、绿G和蓝B子像素10、20和30。如上所述，当被施加至红R、绿G和蓝B子像素10、20和30的电源电压被设定为相同（ELVDD_R=ELVDD_G=ELVDD_B）时，帧运算处理器140和140’的运算复杂度可被降低并且供电电源170也可被简化。

图8是示出了图1所示的帧运算处理器的另一实施例的视图，其中被施加至红R、绿G和蓝B子像素10、20和30的电源电压被设定成用于所有颜色的公共ELVDD值。

参考图8，帧运算处理器140’’的电流系数计算器142’根据不同于图4和图7的屏幕色温存储电流系数值并且将与从与外部输入的屏幕色温对应的电流系数值E输出至电流值运算器144’。

电流值运算器144’将从图像数据处理器120输出的理想的电流值IR、IG和IB乘以电流系数值E并且计算实际的平均电流值IO。

调光值运算器146’根据由电流值运算器144’计算的实际的平均电流值IO以及从外部输入的功率消耗限制值Pth和调光值DIM确定最终施加的调光水平。

调光值运算器146’从确定的调光水平生成模拟调光值DIMA和数字调光值DIMD，并且将数字调光值DIMD输出至图像数据处理器120。

调光值运算器146’可如等式4所示使用模拟调光值DIMA、数字调光值DIMD、以及实际的平均电流值IO计算目标电流值IT。调光值运算器146’将计算的目标电流值IT输出至电压控制器148’’。

（等式4）

IT=IO*DIMA*DIMD+I_偏移

电压控制器148’’比较由调光值运算器146’计算的目标电流值IT与由供电电源170测量的测量的像素PX的电流值IM，以生成控制值PWM并将生成的控制值PWM输出至供电电源170。

供电电源170根据接收的控制值信号PWM控制公共的电源电压ELVDD，由此将相应控制的一个电源电压ELVDD输出至红R、绿G和蓝B子像素10、20和30。

图9是示出了图1所示的图像数据处理器120的视图。

参考图9，图像数据处理器120包括帧电流运算器122和数字调光运算器124。图像数据处理器120可由特定用途集成电路（ASIC）或现场可编程门阵列（FPGA）实现，并且以每秒若干像素（700MHz至300MHz）为单位处理其运算。

帧电流运算器122接收当前帧的包括红R、绿G和蓝B灰度数据的视频信号R、G和B以运算一个帧的理想的电流值IR、IG和IB。当显示器110的伽马值为g时，每个像素PX的电流与上升至功率g的输入灰度值成正比。

数字调光运算器124将通过帧存储器130的动作延迟了一个或多个帧的当前帧的视频信号R、G和B的灰度数据乘以数字调光值DIMDR、DIMDG和DIMDB，以改变视频信号R、G和B的灰度数据并且将具有改变的灰度数据的视频信号R’、G’和B’输出至数据驱动器160。

根据本公开的示例性实施方式，从外部输入的RGB像素的灰度被改变，并且分别着色的有机发光二极管OLED的电源电压ELVDD（颜色）被控制以减少被显示的图像的每个子字段的光发射或电流消耗的量。在此时，由于灰度的显示完全不被影响，可维持不同灰度的量并且限制或减少面板的峰值电流。因此，可限制电流/功率。

本公开的示例性实施方式不仅由上述的具体装置实现和/或还可由执行与示例性实施方式的元件对应的功能的软件程序或记录有程序的记录介质实现。上面内容可容易地由本领域技术人员根据上面的描述容易地实现。

尽管已经结合当前被认为是实际的示例性实施方式的内容提供了本发明的公开，但是将理解，本教导不限于所公开的实施方式，但是相反，本教导不用于覆盖包含在本教导的精神和范围内的各种修改和等同配置。

Claims (10)

1.一种自发光型显示设备，在所述自发光型显示设备中输出的亮度是模拟驱动电压和相应数字灰度命令信号的函数，所述显示设备包括：

帧运算处理器，被配置为生成与所述模拟驱动电压中待输出的模拟驱动电压对应的模拟调光值，并且被配置为生成与所述数字灰度命令信号中待输出的数字灰度命令信号对应的相应数字调光值，所述帧运算处理器响应于施加的电流限制参数，所述帧运算处理器被配置为使用所生成的模拟调光值和所述数字调光值，生成控制值信号；

图像数据处理器，被配置为通过使用由所述帧运算处理器生成的所述数字调光值，改变帧的输入视频信号的初始灰度数字数据值；

自发光型显示面板，包括多个自发光子像素，被配置为显示与对应图像帧的输入视频信号对应的图像；

可变的供电电源，被配置为控制用于驱动所述显示面板的所述子像素的电源电压，所述电源电压根据由所述帧运算处理器生成的所述控制值信号被控制。

2.如权利要求1所述的显示设备，其中所述自发光子像素包括有机发光二极管，并且所述电源电压包括被施加至所述有机发光二极管的阳极的第一电源电压和被施加至所述有机发光二极管的阴极的第二电源电压；以及

其中所述供电电源根据由所述帧运算处理器生成的所述控制值信号控制所述第一电源电压。

3.如权利要求1所述的显示设备，其中所述施加的电流限制参数包括屏幕色温、功率消耗限制值和用户调光值，

其中所述帧运算处理器包括：

电流值运算器，通过使用所述屏幕色温计算所述帧中的实际电流值；

调光值运算器，通过使用所述实际电流值、所述功率消耗限制值和所述用户调光值生成所述模拟调光值和所述数字调光值，并且通过使用所述模拟调光值和所述数字调光值计算所述帧中的目标电流值；以及

电压控制器，比较所述子像素的测量的电流值与所述目标电流值，由此生成所述控制值信号。

4.如权利要求3所述的显示设备，其中所述供电电源包括测量电路，所述测量电路被配置为响应于施加至所述子像素的电源电压，测量由所述子像素消耗的电流值。

5.如权利要求3所述的显示设备，其中所述电压控制器生成控制值信号从而当所述测量的电流值小于所述目标电流值时所述控制值信号使所述电源电压增加。

6.如权利要求3所述的显示设备，其中所述调光值运算器包括：

净功率控制逻辑处理器，由通过所述帧中消耗的所述实际电流值计算的负载因子确定所述帧的比例变量；

分配器，将所述比例变量分成模拟比例变量和数字比例变量；以及

调光值确定器，通过使用所述模拟比例变量和使用所述用户调光值生成所述模拟调光值，并且通过使用所述数字比例值和所述用户调光值生成所述数字调光值。

7.如权利要求3所述的显示设备，其中所述调光值运算器包括目标电流值运算器，所述目标电流值运算器通过将所述模拟调光值、所述数字调光值和所述实际电流值相乘计算所述目标电流值。

8.如权利要求1所述的显示设备，其中所述图像数据处理器包括数字调光运算器，所述数字调光运算器将所述帧的输入视频信号的灰度数据乘以所述数字调光值以改变所述输入视频信号的灰度数据。

9.如权利要求1所述的显示设备，其中所述控制值信号为脉宽调制信号。

10.如权利要求1所述的显示设备，其中所述控制值信号为用于指定相应电压水平的数字值。