TWI444974B - 有機發光二極體顯示裝置及其低功率驅動方法 - Google Patents

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Description

有機發光二極體顯示裝置及其低功率驅動方法
本發明的實施例旨在提供一種有機發光二極體(OLED)顯示器及該OLED顯示器的低功率驅動方法。
各種平板顯示器(FPD)已被開發，平板顯示器可取代陰極射線管(CRT)顯示器之重量及尺寸的缺陷。示例FPD包括液晶顯示器(LCD)、場發射顯示器(FED)、電漿顯示面板(PDP)顯示器以及電致發光裝置(ED)顯示器。
ED顯示器分為無機型及有機型，有機型一般稱為“有機發光二極體(OLED)顯示器”。作為自發光元件，OLED具有很多優勢，例如快速反應速度以及高發光效率、亮度及視角。
OLED顯示器可由各種方法驅動，該等方法的部分實例包括電壓驅動、電壓補償、電流驅動、數位驅動或外部補償方法。又，電壓補償驅動方法為驅動OLED顯示器的方法之一。
按價格、功率消耗、電磁干擾(EMI)或尺寸，裝置間的傳統低速平行連接是不具吸引力的。在一些裝置通過點對點連接方法連接到另一個的環境中，傳統串聯介面連接具有複雜性增加及效率降低的缺陷。為了解決傳統介面電路的問題，介面電路技術已朝向低電壓、高速串列傳送來發展。MIPI(行動產行業處理器介面)在具有低電壓及高資料速率的行動環境中顯示出最佳成就，其中MIPI為一種標準串列介面。
藉由標準命令進行低功率驅動，具有MIPI介面的行動LCD可被轉換至低功率模式。低功率也稱為“部分閒置模式(PIM)”或“暗淡低功率(dimmed low power,DLP)模式”。低功率模式使行動LCD處於低功率消耗操作，例如關閉背光單元。在低功率模式中，行動LCD顯示器藉由反射外部光類似反射型LCD預設空資料，並因此亮度的任意調整是不可能的。
該低功率模式不適用於自發光元件的OLED。使用自發光OLED較佳化的PIM驅動方法是尚未開發的。在低功率模式驅動的情況下，隨著進入低功率模式該等OLED可顯示出異常視覺效果。
本發明的示例性實施例提供一種有機發光二極體(OLED)顯示器及該OLED顯示器的低功率驅動方法，該OLED顯示器可防止在低功率模式中有降低功率消耗的異常視覺效果。
根據本發明的實施例，提供一種有機發光二極體(OLED)顯示器，包括一顯示面板，該顯示面板包含資料線，與資料線交叉的掃描線以及以矩陣形式排列的發光單元，其中該等發光單元分別包括OLED；一DC-DC轉換器，該DC-DC轉換器在正常模式中被致能，用以將一第一高電位電源電壓供應至該顯示面板，並且在低功率模式中使該DC-DC轉換器失能；以及一面板驅動器，該面板驅動器驅動顯示面板的資料線及掃描線，在低功率模式中使該DC-DC轉換器失能，並將一第二高電位電源電壓供應至該顯示面板。
其中該第二高電位電源電壓在該面板驅動器內產生。
該DC-DC轉換器包含一反饋電阻，連接至該顯示面板的高電位驅動電壓供應終端、以及一開關，切換開/關該反饋電阻的一端與一接地電壓源之間的一電流通路，其中在該面板驅動器的控制下，在低功率模式中開/關該開關以切斷該電流通路。
該面板驅動器包含一電荷泵、一二極體以及一第一開關，該電荷泵調節一輸入電壓以輸出第二高電位電源電壓，該二極體連接至該顯示面板的高電位電源電壓供應終端，該第一開關在低功率模式中經該二極體，將第二高電位電源電壓供應至該顯示面板，以響應自外部主機系統輸入的一模式轉換命令。
在正常模式中，該面板驅動器伽瑪校正每個滿位元RGB資料並將該伽瑪校正的RGB資料供應至該顯示面板的該等資料線，以及在低功率模式中，伽瑪僅對MSB校正RGB資料並將該伽瑪校正的RGB資料供應至該顯示面板的該等資料線。
該面板驅動器包含一第一分壓電路，其產生一伽瑪參考電壓、一第二分壓電路，其分離該第一分壓電路的輸出電壓；一個或多個放大器，放大來自該第一分壓電路的各自對應輸出並將該等放大的輸出供應至該第二分壓電路；一灰階電壓產生電路，其藉由調節該第二分壓電路的一輸出電壓產生灰階電壓；一解碼器，其依據數位視訊資料選擇一灰階電壓；以及一輸出緩衝器，其將來自該解碼器的一輸出電壓供應至該顯示面板的該等資料線，其中在低功率模式中，僅一個在該一個或多個放大器中放大一最高伽瑪參考電壓的放大器被致能，並且使其他放大器失能。
該顯示驅動器進一步包含一第四開關，其切換開/關放大該最高灰階伽瑪參考電壓的放大器的一輸出端與輸出一最高灰階電壓的該解碼器的一輸出端之間的一電流通路、一第五開關，其切換開/關該輸出緩衝器的一輸入端與一輸出端之間的一電流通路、以及一第六開關，其切換開/關該接地電壓源與用於該最高灰階電壓外的其他灰階電壓供應的電壓線之間的一電流通路。
供應至該顯示面板的該高電位電源電壓在低功率模式中要低於在正常模式中。
低功率模式的圖框週期比正常模式的圖框週期長。
在從正常模式轉向低功率模式時期的至少一部分期間內，該面板驅動器供應一黑灰階電壓至該顯示面板的該等資料線。
在低功率模式的早期，該面板驅動器增加供應至該顯示面板的每個發光單元的一參考電壓。
根據本發明的一實施例，提供一種有機發光二極體(OLED)顯示器的低功率驅動方法，該OLED顯示器包括一顯示面板，該顯示面板包含資料線、與資料線交叉的掃描線、和分別包括OLED的發光單元；以及一面板驅動器，該面板驅動器驅動該顯示面板的該等資料線及該等掃描線，該方法包括在正常模式中致能一DC-DC轉換器，用以將自該DC-DC轉換器產生的一第一高電位電源電壓供應至該顯示面板；以及在低功率模式中使該DC-DC轉換器失能，用以將自該面板驅動器產生的一第二高電位電源電壓供應至該顯示面板。
以下，參考所附圖式將描述本發明的示例性實施例，其中貫穿說明書及附圖使用相同的附圖標記代表相同或相似的部分。
參見第1圖至第3圖，根據實施例的有機發光二極體(OLED)顯示器包括一顯示面板10、一資料驅動器20、一掃描驅動器30、一直流對直流(DC-DC)轉換器50以及一時序控制器40。
顯示面板10包括用於資料電壓供應的資料線、用於掃描脈衝SCAN及發光控制脈衝EM連續供應的掃描線、以及以矩陣形式排列的像素11。該等資料線與掃描線相交。像素11被供應有高電位電源電壓VDDEL。
如第2圖所示，每個像素11包括複數個薄膜電晶體(TFT)、一電容Cb、以及一OLED。像素11被初始化以響應驅動TFT(DT)的掃描脈衝SCAN及採樣臨界電壓。在發光控制脈衝EM的低邏輯狀態(或發光期間)期間，藉由流經一驅動TFT的電流，該OLED發光，該驅動TFT藉由補償驅動TFT的臨界電壓而獲得的資料電壓來驅動。
在時序控制器40的控制下，資料驅動器20將數位視訊資料RGB轉換為伽瑪補償電壓用以輸出一資料電壓，並將該資料電壓供應至該等資料線。在時序控制器40的控制下，掃描驅動器30將掃描脈衝SCAN及發光控制脈衝EM供應至該等掃描線。
在正常顯示輸入數位視訊資料的正常模式中，致能DC-DC轉換器50以產生一高電位電源電壓VDDEL，用來驅動像素11。在低功率模式中，DC-DC轉換器50被失能沒有輸出。
在正常模式中，時序控制器40將輸入數位視訊資料自主機系統60供應至資料驅動器20，並且在低功率模式中，將在記憶體內預存的低功率資料供應至資料驅動器20。該低功率資料可為一螢幕資料，該螢幕資料顯示一具有黑-灰階背景的低亮度時間。根據實施例，該低功率資料可為各種類型的DLP影像資料。基於自主機系統60輸入的外部時序信號如垂直/水平同步信號及時鐘信號，時序控制器40產生時序控制信號，用於控制資料驅動器20及掃描驅動器30的操作時序。如第5圖至第9圖，在一圖框週期開始時產生垂直同步信號，例如，該垂直同步信號可用作相互區分圖框週期的TE(撕裂效果)信號。
主機60連接至一通信模組(未顯示)、一攝像模組(未顯示)，一音訊處理模組(未顯示)、一介面模組(未顯示)、一電池(未顯示)、一使用者輸入裝置(未顯示)、以及時序控制器40。主機系統60將模式轉換命令供 應至時序控制器40，用以從正常模式轉為低功率模式以響應使用者的命令、通信待機狀態或資料無輸入計數結果。
資料驅動器20、掃描驅動器30及時序控制器40可被整合至一面板驅動晶片100，該面板驅動晶片100為一單晶片。為響應來自主機系統60的模式轉換命令，在正常模式中面板驅動晶片100致能DC-DC轉換器50並在低功率模式中將能量從內電源(未顯示)供應至顯示面板10的像素11，而同時使DC-DC轉換器50失能。
如第2圖所示，每個像素11包括一OLED、六個TFT M1至M5及DT、以及一電容Cb。驅動電壓如高電位電源電壓VDDEL、基極電壓VSS或GND、或參考電壓VREF被供應至每個像素11。TFT M1至M5及DT可包括p型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。根據實施例，像素11可具有各種結構。例如，TFT的數量及連接可部分改變。因此，本申請的實施例不侷限於此。
高電位電源電壓VDDEL大約為10V DC。設定參考電壓Ref，使得與基極電壓GND的差異小於OLED的臨界電壓。例如，可設定參考電壓VREF大約等於2V。
當將參考電壓VREF供應至OLED的陽極以及將基極電壓GND供應至OLED的陰極時，該OLED沒被開啟，因此不發光。可將參考電壓VREF設定為一負電壓，以便當初始化連接至該OLED的驅動TFT(DT)時，一反向偏壓可被施加至該OLED。由於該反向偏壓被週期性地施加至該OLED，該OLED不太可能被破壞，因此增加了OLED的壽命。
第一開關TFT M1將一資料電壓Vdata自資料線施加至第一節點n1，以響應低邏輯位準的掃描脈衝SCAN，該低邏輯位準的掃描脈衝SCAN在第一及第二時間週期t1及t2期間產生，如第3圖所示。第三開關TFT M3在第一節點n1及第二節點n3之間形成一電流通路，以響應在第一及第二時間週期t1及t2期間產生的低邏輯位準掃描脈衝SCAN，藉以使驅動TFTDT操作如同二極體。第五開關TFT M5將參考電壓VREF供應至該OLED的陽極，以響應第一及第二時間週期t1及t2期間的低邏輯位準掃描脈衝SCAN。第一開關TFT M1的源極連接至資料線，該資料線係連接至第一節點n1。第一開關TFT M1的閘極連接至一掃描線，該掃描線被供應有掃描脈衝SCAN。第三開關TFT M3的源極連接至第二節點n2，以及第三開關TFT M3的汲極連接至第三節點n3。第三開關TFT M3的閘極連接至掃描線，該掃描線被供應有掃描脈衝SCAN。參考電壓VREF被供應至第五開關TFR M5的源極，其中該第五開關TFT M5的汲極連接至該OLED的陽極。第五開關TFT M5的閘極連接至被供應有掃描脈衝SCAN的掃描線。第一節點n1連接至第一及第二開關TFT M1及M2的汲極以及電容Cb的一終端。第二節點n2連接至電容Cb的另一終端、驅動TFT DT的閘極以及第三開關TFT M3的源極。第三節點n3連接至第三開關TFT M3及驅動TFT DT的汲極以及第四開關TFT M4的源極。
關閉第二及第四開關TFT M2及M4，以響應如第3圖所示的第二及第三時間週期t2及t3期間的高邏輯位準發光控制脈衝EM，並在剩餘時間內維持ON。參考電壓VREF被供應至第二開關TFT M2的源極，該第二開關TFT M2的汲極連接至第一節點n1。第二開關TFT M2的閘極連接至被供應有發光控制脈衝EM的掃描線。第四開關TFT M4的源極連接至第三節點n3，以及第四開關TFT M4的汲極連接至該OLED的陽極及第五開關TFT M5的汲極。第四開關TFT M4的閘極連接至被供應有發光控制脈衝EM的掃描線。
電容Cb連接在第一節點n1及第二節點n2之間，用來以分別施加至第一及第二節點n1及n2的電壓之間的一差分電壓電氣充電，因此採樣驅動TFT DT的臨界電壓。自電容Cb將臨界電壓-補償資料電壓Vdata施加至驅動TFT DT的閘極，以便可依據臨界電壓-補償資料電壓Vdata調節流過OLED的電流量。高電位電源電壓VDDEL被供應至驅動TFT DT的源極，該驅動TFT DT的汲極連接至第三節點n3。驅動TFT DT的閘極連接至第二節點n2。
該OLED的陽極連接至第四及第五開關TFT M4及M5的汲極，以及該OLED的陰極連接至接地電壓源GND。從方程式1中看出，流過該OLED的電流，該電流在方程式1中稱為IOLED ，不受驅動TFT DT的臨界電壓偏離或高電位電源電壓VDDEL的影響。
[方程式1]
這裏，“k”為一常數，其為分別代表驅動TFT DT的遷移率、寄生電容及通道比的“μ”、“Cox”及“W/L”之間的關係。
如第4圖所示，該OLED的陰極通過第六開關TFT M6連接至接地電壓源GND。第六開關TFT M6為N型MOSFET(NMOS)。第六開關TFT M6被安置在印刷電路板(PCB)上，其中面板驅動晶片100也安置在該印刷電路板上。在正常或低功率模式中，第六開關TFT M6控制該OLED的發光。第六開關TFT M6共同地連接至所有像素。因此，一單第六開關TFT M6被安置在該PCB上。第六開關TFT M6的源極連接至該OLED的陰極，其中該OLED的陰極形成在各自對應像素中，並且第六開關TFT M6的汲極連接至接地電壓源GND。第六開關TFT M6的閘極連接至面板驅動晶片100的第一低功率模式控制終端GPIO1。當自第一低功率模式控制終端GPIO1輸出的電壓為高邏輯位準時，第六開關TFT M6保持ON狀態，以便像素11的OLED連接至接地電壓源GND。當自第一低功率模式控制終端GPIO1輸出的電壓轉向低邏輯位準時，第六開關TFT M6關閉，用以關閉像素11的OLED及接地電壓源GND之間的電流通路。
第4圖說明在低功率模式中面板驅動晶片100的控制下DC-DC轉換器50的失能操作及高電位電源電壓VDDEL的開關操作。第4圖僅顯示包括面板驅動晶片100、DC-DC轉換器50、以及顯示面板10的電路結構的一部分，其中該電路結構涉及在低功率模式中高電位電源電壓VDDEL的開關。
參見第4圖，面板驅動晶片100包括一電荷泵(CP)、一第一開關SW1、以及一二極體101。
電荷泵CP將一DC電壓從大約2.3V至4.8V範圍的電池轉換為一大約6V的DC電壓DDVDH。該DC電壓DDVDH藉由一調節器(未顯示)被轉換為一掃描脈衝高電位電壓(或閘極高電壓，第9圖的VGH)以及一掃描脈衝低電位電壓(或閘極低電壓，第9圖的VGH)。高電位電壓VGH等於或大於DC電壓DDVDH。
面板驅動晶片100利用調節器將自電荷泵CP輸出的DC電壓DDVDH調節至參考電壓VREF，並通過一功率電容將該調節的電壓供應至顯示面板10的每個像素11。藉由結合第5圖至第9圖描述的方法，在低功率模式中面板驅動晶片100調節參考電壓VREF的電位。
第一開關SW1開啟以響應通過緩衝器102自主機系統60輸入的模式轉換命令。在正常模式邏輯高位準及低功率模式邏輯低位準產生該模式轉換命令。第一開關SW1為一N型MOSFET(NMOS)，其包括一連接至電荷泵CP的輸出端的汲極、一連接至二極體101的陽極的源極、以及一連接至緩衝器102的反向輸出端的閘極。當在正常模式高邏輯位準產生一模式轉換命令時，來自緩衝器102的反向輸出電壓具有一低邏輯位準。在正常模式中，第一開關SW1保持OFF狀態，用以阻擋電荷泵CP與二極體101之間的電流通路。在低功率模式中，該模式轉換命令被反向為低邏輯位準，以及來自緩衝器102的反向輸出電壓被反向為高邏輯位準。在低功率模式中，第一開關SW1開啟以形成電荷泵CP與二極體101之間的電流通路，並將輸出電壓DDVDH自電荷泵CP供應至二極體101。
為響應來自主機系統60的模式轉換命令，面板驅動晶片100反向經第二低功率模式控制終端GPIO2輸出的致能/失能信號。例如，在正常模式中經第二低功率模式控制終端GPIO2，面板驅動晶片100輸出具有一高邏輯位準的致能/失能信號以致能DC-DC轉換器50，並在低功率模式中經第二低功率模式控制終端GPIO2輸出具有一低邏輯位準的致能/失能信號以使DC-DC轉換器50失能。
DC-DC轉換器50包括一致能終端EN及一第二開關SW2，其中該致能終端EN連接至面板驅動晶片100的第二低功率模式控制終端GPIO2。DC-DC轉換器50被致能以響應正常模式中高邏輯位準致能/失能信號，藉以產生一大小為10的高電位電源電壓VDDEL以劃分顯示面板10的像素11。在正常模式中為了響應高邏輯位準致能/失能信號，第二開關SW2連接第二電阻R2至接地電壓源GND，其中一反饋電壓分離電阻電路包括第一電阻R1及第二電阻R2。第一電阻R1連接至顯示面板10的高電位電源電壓供應終端及電容C。第二開關SW2為一N型MOSFET(NMOS)，其包括一連接至第二電阻R2的源極、一連接至接地電壓源GND的汲極、以及一閘極，其中一致能/失能信號經致能終端EN被施加至該閘極。DC-DC轉換器50檢測經反饋電壓分離電阻電路R1及R2輸入至反饋終端FB的反饋信號的變化，用以調節供應至顯示面板10的高電位電源電壓VDDEL，藉以持續維持供應至顯示面板10的像素11的高電位電源電壓VDDEL，即使顯示面板10的負載已改變。
為響應低模式中低邏輯位準致能/失能信號，使DC-DC轉換器50失能以不產生輸出。為響應低功率模式中低邏輯位準致能/失能信號，第二開關SW2關閉以切斷一漏電流Ileak ，該漏電流經反饋電壓分離電阻電路R1及R2流至接地電壓源GND，藉以減小功率消耗。
DC-DC轉換器50的第三開關SW3可用來釋放功率電容C中剩餘的電荷。根據實施例，假設在正常及低功率模式中第三開關SW3保持OFF狀態。然而，本發明的實施例並不限於此，並且各種實施例可依據設計目的而變化。
當從正常模式轉換至低功率模式時，在正常模式中已自DC-DC轉換器50產生的高電位電源電壓VDDEL被切斷，並且自面板驅動晶片100的電荷泵CP輸出的DC電壓DDVDH通過二極體101被供應至顯示面板10的像素11。因此，在正常模式中供應至顯示面板10的像素11的高電位電源電壓VDDEL大約為10V，並且該高電位電源電壓VDDEL被降至一電壓，該電壓隨著正常模式轉向低功率模式從6V減去二極體101的臨界電壓。
二極體101的陽極連接至第一開關SW1。二極體101的陰極連接至第一電阻R1、顯示面板10的高電位電源電壓供應終端以及電容C。根據實施例，二極體101為可在高速操作的肖特基二極體(shottky diode)。
第5圖說明當從正常模式轉向低功率模式時，OLED顯示器的示例性操作。
參見第5圖，假設該正常模式從第n-1圖框週期持續至第n+1圖框週期，以及低功率模式(DLP模式)持續在第n+2和第n+3圖框週期期間(其中“n”為自然數)。低功率模式的圖框週期被設定比正常模式的圖框週期長。例如，在正常模式中圖框頻率為60Hz，以及在低功率模式中圖框頻率為5-35Hz。在低功率模式中圖框頻率可在5Hz至35Hz變化。
為了從正常模式進入低功率模式，在第n圖框週期的開始時間，主機系統60產生一DLP影像寫入命令①，與第n TF信號脈衝同步。然後，主機系統60連續產生一定義部分區域大小命令、一部分模式ON、以及一空閒模式。
為響應DLP影像寫入命令，從第n+1圖框週期開始面板驅動晶片100開始將自主機系統60輸入的DLP影像資料寫入內圖框記憶體SRAM內。該DLP影像資料包括唯一低灰階最小資料，例如，時間資料。隨後，面板驅動晶片100定義顯示該DLP影像資料的顯示區域，以響應定義部分區域大小命令。在識別部分模式ON及空閒模式的接收時，在第n+1圖框週期期間，面板驅動晶片100供應黑灰階資料電壓至顯示面板10的資料線，與第n+1 TE信號脈衝同步，藉以在顯示面板10的整個螢幕上顯示一黑灰階。在第n+1圖框週期期間，面板驅動晶片100的資料輸出通道電壓被維持為對應於黑灰階電壓的基極電壓GND。在第n+1圖框週期期間，顯示面板10的所有像素關閉以顯示一黑灰階，因此當主機系統60自正常模式進入低功率模式(DLP模式)時，阻止異常螢幕出現。
當低功率模式開始時，自第n+2圖框週期面板驅動晶片100將DLP影像資料供應至顯示面板10的資料線。面板驅動晶片100僅讀出三個MSB(最高有效位元)，每個MSB來自內圖框記憶體SRAM的每個RGB，並且面板驅動晶片100將讀出的三個MSB供應至顯示面板10的資料線。即對於DLP影像資料的每個像素資料，RGB資料的24位元-每個RGB資料具有8位元且因此RGB資料總共具有24位元-被儲存在內圖框記憶體SRAM中，並且如第10圖所示，在低功率模式中該RGB資料的MSB被逐一讀出。因此，面板驅動晶片100在低功率模式中僅讀出三個MSB並轉換具有類比伽瑪補償電壓的該三個MSB，藉以在低功率模式中顯示僅具有23 =8色的DLP影像資料。在低功率模式中面板驅動晶片100僅讀出來自圖框記憶體SRAM的三個MSB，並僅對該等三個MSB執行伽瑪校正，因此最小化功率消耗。在正常模式中像素資料的每24位元(R,G和B的個數3×每個R,G和B的8位=24位元)被寫入顯示面板10的內記憶體SRAM中，並且每24位被讀出用以再產生全色。
在第n+1圖框週期開始時，其中第n+1圖框週期為面板驅動晶片100已接收DLP影像寫入命令之後的一圖框，面板驅動晶片100將第二低功率模式控制終端GPIO2的輸出電壓反向為一低邏輯位準以使DC-DC轉換器50失能，並且將電荷泵CP的輸出電壓供應至顯示面板10作為高電位電源電壓VDDEL。自第n+1圖框週期的開始週期起，當保持低功率模式時面板驅動晶片100使DC-DC轉換器50失能，以及當重新進入正常模式時致能DC-DC轉換器50。
在第n+1圖框週期開始時，面板驅動晶片100增加參考電壓VREF，並接著在低功率模式中保持該增加的參考電壓VREF恒定。增加該參考電壓VREF可減小通過像素11的OLED的電流，因此降低功率消耗。顯示面板10的整體亮度在低功率模式中比正常模式中低。因此，即使增加參考電壓VREF，對比度可調節至具有與正常模式中對比度相似的水準。當重新進入正常模式中，面板驅動晶片100減小參考電壓VREF。
藉由改變VREG2OUT的電壓及放大器120的輸出，如第11圖所示，在低功率模式中面板驅動晶片100可調節顯示面板10的亮度在5至50Nit的範圍內。
在正常及低功率模式中，面板驅動晶片100可保持第一低功率模式控制終端GPIO1的電壓在一高邏輯位準，或者，在進入低功率模式之前自一圖框起可將第一低功率模式控制終端GPIO1的電壓反向至一低邏輯位準。當第一低功率模式控制終端GPIO1的電壓處於低邏輯位準時，第六開關TFT M6關閉以切斷像素11的OLED與接地電壓源之間的電流通路，藉以防止在該等OLED處發生洩漏電流。
第6圖為說明當從正常模式轉向低功率模式時，OLED顯示器操作的時序圖。
參見第6圖，假設該正常模式從第n-1圖框週期持續至第n+1圖框週期，以及低功率模式(DLP模式)持續在第n+2和第n+3圖框週期期間。
為了從正常模式進入低功率模式，在第n-1至第n圖框週期期間，主機系統60連續產生模式轉換命令，如顯示OFF、寫入DLP影像、定義部分區域大小、部分模式ON以及閒置模式ON、顯示ON。在第n-1圖框週期期間，顯示OFF由面板驅動晶片100接收，以及在第n圖框週期期間，寫入DLP影像、定義部分區域大小、部分模式ON、閒置模式ON及顯示ON由面板驅動晶片100連續接收。寫入DLP影像與n TE脈衝同步。
為響應顯示OFF及寫入DLP影像，在第n圖框週期期間，面板驅動晶片100供應一黑灰階電壓至顯示面板10的資料線，並將自主機系統60輸入的DLP影像資料寫入內圖框記憶體SRAM。隨後，在第n+1圖框週期期間，面板驅動晶片100供應黑灰階資料電壓至顯示面板10的資料線，以響應定義部分區域大小、部分模式ON、閒置模式ON及顯示ON，用來藉以驅動顯示面板10處於OFF狀態，並且自第n+2圖框週期起，面板驅動晶片100讀取DLP影像資料的像素資料的每三個MSB，其中面板驅動晶片100進入低功率模式用以將讀取的資料供應至顯示面板10的資料線。
在第n+1圖框週期開始時，面板驅動晶片100將第二低功率模式控制終端GPIO2的輸出電壓反向為一低邏輯位準，藉以使DC-DC轉換器50失能，並且將電荷泵CP的輸出電壓供應至顯示面板10的像素11作為高電位電源電壓VDDEL。在第n+1圖框週期開始之後保持低功率模式時，面板驅動晶片100使DC-DC轉換器50失能，並且當重新進入正常模式時，面板驅動晶片100接著致能DC-DC轉換器50。
在第n+1圖框週期的開始時，面板驅動晶片100增加參考電壓VREF並接著在低功率模式中保持該增加的參考電壓VREF恒定。當重新進入正常模式時，面板驅動晶片100減小參考電壓VREF。
在正常及低功率模式中，面板驅動晶片100可保持第一低功率模式控制終端GPIO1的電壓在一高邏輯位準，或者，在進入低功率模式之前自一圖框起可將第一低功率模式控制終端GPIO1的電壓反向至一低邏輯位準。
第7圖為說明當從低功率模式轉向正常模式時OLED顯示器操作的時序圖。
參見第7圖，假設該低功率模式包括第n和第n+1圖框週期，且正常模式包括第n+2至第n+7圖框週期。
為了從低功率模式進入正常模式，在第n+1圖框週期期間，主機系統60連續產生正常模式ON、閒置模式OFF及寫入正常影像。寫入正常影像與n+1 TE脈衝同步。
為響應正常模式ON，在第n+2圖框週期期間，面板驅動晶片100將第二低功率模式控制終端GPIO2的輸出電壓反向至一高邏輯位準，用以致能DC-DC轉換器50，並且為了響應空閒模式OFF及寫入正常影像，在第n+2和第n+3圖框週期期間，面板驅動晶片100減小參考電壓VREF的電壓位準。此外，為了響應來自主機系統60的模式轉換命令、及，在第n+2和第n+3圖框週期期間，面板驅動晶片100將自主機系統60輸入的正常視訊資料寫入內圖框記憶體SRAM，用以將第一低功率模式控制終端GPIO1的電壓反向至一低邏輯位準。在第n+2及第n+3圖框週期期間，面板驅動晶片100供應黑灰階資料電壓至顯示面板10的資料線。
隨後，從進入正常模式的第n+4圖框週期起，面板驅動晶片100將儲存在內圖框記憶體SRAM內的正常視訊資料轉換為一伽瑪補償電壓，並將轉換的資料供應至顯示面板10的資料線。在正常模式中，正常視訊資料的像素資料的每24位元(R,G和B的個數3×每個R,G和B的8位=24位元)被寫入顯示面板10的內記憶體SRAM中，並且為了全彩的再現，每24位被讀出。
第8圖為說明當從低功率模式轉向正常模式時OLED顯示器操作的時序圖。
參見第8圖，假設該低功率模式包括第n及第n+1圖框週期，且正常模式包括第n+2至第n+7圖框週期。
為了從低功率模式進入正常模式，在第n圖框週期期間，主機系統60首先產生顯示OFF及寫入正常影像，且在第n+1圖框週期期間，接著相繼產生正常模式ON、閒置模式OFF及顯示ON。
為響應顯示OFF，在第n+2圖框週期期間，面板驅動晶片100將第二低功率模式控制終端GPIO2的輸出電壓反向至一高邏輯位準，用以致能DC-DC轉換器50，並且為響應寫入正常影像及正常模式ON，在第n+2及第n+3圖框週期期間，面板驅動晶片100減小參考電壓VREF的電壓位準。此外，為響應來自主機系統60的模式轉換命令、、、及，在第n+2及第n+3圖框週期期間，面板驅動晶片100將自主機系統60輸入的正常視訊資料寫入內圖框記憶體SRAM，用以將第一低功率模式控制終端GPIO1的電壓反向至一低邏輯位準。在第n+2及第n+3圖框週期期間，面板驅動晶片100供應黑灰階電壓至顯示面板10的資料線。
隨後，從進入正常模式的第n+4圖框週期起，面板驅動晶片100將儲存在內圖框記憶體SRAM內的正常視訊資料轉換為一伽瑪補償電壓，並將轉換的資料供應至顯示面板10的資料線。
第9圖為說明當從休眠模式轉向低功率模式(也稱為DLP模式)時OLED顯示操作的時序圖。
參見第9圖，假設休眠模式包括第n-1及第n圖框週期，以及休眠結束模式包括第n+1至第n+7圖框週期。還假設顯示On/DLP模式包括第n+8至第n+10圖框週期，以及顯示Off/DLP模式包括第n+11至第n+13圖框週期。
在休眠模式中，主機系統60控制該OLED顯示器用以消耗最小功率。例如，在休眠模式中主機系統60停止DC-DC轉換器50及內部振盪器(未顯示)的操作以及顯示面板10的掃描。儘管主機系統60及記憶體操作在休眠模式中，該記憶體不保持該存儲的資料。同樣，在休眠模式中關閉使用者輸入裝置，如鍵盤或小鍵盤。休眠結束模式介於休眠模式與低功率模式之間。在休眠模式中，VGH、VDDEL和DDVDH維持在基極電壓，以及VGL維持在高電位電壓。
為響應自主機系統60輸入的模式轉換命令，自第n+2圖框週期開始時在休眠結束模式中，面板驅動晶片100將VGH、VDDEL及DDVDH增加至正常操作電壓，並從第n+3圖框週期開始時，將VGL降至正常操作電壓。在第n+1至第n+3圖框週期期間，面板驅動晶片100浮動連接至顯示面板10的資料線的資料輸出通道用以保持高阻態輸出通道或以保持資料輸出通道的電壓為基極電壓GND。在第n+4至第n+7圖框週期期間，面板驅動晶片100通過連接至顯示面板10的資料線的資料輸出通道輸出黑灰階電壓，並自第n+5圖框週期開始時，藉由致能掃描驅動器開始掃描顯示面板用以將黑灰階電壓寫入顯示面板10的像素。自第n+6圖框週期開始時，面板驅動晶片100增加參考電壓VREF，並在第n+7圖框週期開始時，將第一低功率模式控制終端GPIO1的電壓反轉至高邏輯位準。
為響應自主機系統60輸入的模式轉換命令，面板驅動晶片100進入顯示ON/DLP模式以將DLP影像資料電壓供應至顯示面板10的資料線。當從顯示ON/DLP模式轉換至顯示Off/DLP模式時，在第一圖框週期期間面板驅動晶片100供應黑灰階電壓至顯示面板10的資料線。當從顯示Off/DLP模式轉換至休眠模式時，在第一圖框週期期間面板驅動晶片100供應黑灰階電壓至顯示面板10的資料線。
第11圖為說明面板驅動晶片100的伽瑪校正電路的圖式。
參見第11圖，伽瑪校正電路包括一第一分壓電路110、一放大器120、一第二分壓電路130、一灰階產生電路140、一解碼器150、一輸出緩衝器160、以及第四至第六開關SW4、SW5及SW6。
第一分壓電路包括一電阻串R-string，該電阻串包括一個或多個相互串聯的電阻。第一分壓電路110將一電壓分為VREG2OUT及VGS以產生伽瑪參考電壓。自第一分壓電路110輸出的伽瑪參考電壓經放大器120、第二分壓電路130及灰階產生電路140被分成數位視訊資料的灰階電壓。為響應該數位視訊資料，解碼器150為每個灰階選擇類比灰階電壓並且經輸出緩衝器160將一資料電壓Vdata供應至顯示面板10的資料線。
由於在正常模式中，對於來自連接至正常操作的第一分壓電路110的輸出端的面板驅動晶片100、放大器和緩衝器的圖框記憶體的每個R、G及B，RGB資料藉由8位元被讀出。在正常模式中，第四至第六開關SW4至SW6保持OFF狀態。
在低功率模式中，對於來自面板驅動晶片100的圖框記憶體的每個R、G和B，RGB資料由一MSB輸出。根據實施例，僅致能放大器120，該放大器120放大對應一MSB的最高伽瑪參考電壓，並且不需要其他放大器並因此而使其他放大器失能。根據一實施例，在低功率模式中開啟第四開關SW4，用以將放大器120的輸出電壓直接供應至解碼器150，因此減小通過第二分壓電路130及灰階產生電路140的功率消耗。根據一實施例，在低功率模式中開啟第五開關SW5，以便解碼器150的輸出電壓被直接供應至顯示面板10的資料線而不通過緩衝器160，藉以減小流至緩衝器160的電流。根據一實施例，在低功率模式中開啟第六開關SW6，用以將被供應有其他灰階電壓而不是最高灰階電壓的電壓線連接至接地電壓源GND，藉以阻止灰階電壓不必要地施加至電壓線。
根據本發明的實施例，隨著OLED顯示器進入低功率模式，利用失能DC-DC轉換器自面板驅動晶片產生的高電位電源電壓被供應至顯示面板，並且在低功率模式的早期，顯示面板的顯示狀態被控制在OFF狀態。結果，該OLED顯示器可防止在具有最小化功率消耗的低功率模式中顯示一異常螢幕。
儘管以其涉及的一些說明性的實施例來描述實施例，可以理解的是，在本發明的精神或範圍中，熟悉本領域的人員可設計多種修飾和實施例。尤其，在本發明，圖式以及申請專利範圍的範圍內，可對組成部分和/或排列進行各種修飾和變更。除了組成部分和/或排列的各種修飾和變更外，對於熟悉本領域的人員選擇性的使用是顯而易見的。
本申請案主張於2010年9月20日提交的韓國申請第10-2010-0092500號的權益，該專利申請在此全部引用作為參考。
10‧‧‧顯示面板
11‧‧‧像素
20‧‧‧資料驅動器
30‧‧‧掃描驅動器
40‧‧‧時序控制器
50‧‧‧直流對直流(DC-DC)轉換器
60‧‧‧主機系統
100‧‧‧面板驅動晶片
101‧‧‧二極體
102‧‧‧緩衝器
110‧‧‧第一分壓電路
120‧‧‧放大器
130‧‧‧第二分壓電路
140‧‧‧灰階產生電路
150‧‧‧解碼器
160‧‧‧輸出緩衝器
CP‧‧‧電荷泵
EN‧‧‧致能終端
FB‧‧‧反饋終端
GPIO1‧‧‧第一低功率模式控制終端
GPIO2‧‧‧第二低功率模式控制終端
M1‧‧‧第一開關TFT
M2‧‧‧第二開關TFT
M3‧‧‧第三開關TFT
M4‧‧‧第四開關TFT
M5．．．第五開關TFT
M6．．．第六開關TFT
R1．．．第一電阻
R2．．．第二電阻
SW1．．．第一開關
SW2．．．第二開關
SW3．．．第三開關
所附圖式其中提供關於本發明實施例的進一步理解並且結合與構成本說明書的一部份，說明本發明的實施例並且與描述一同提供對於本發明實施例之原則的解釋。圖式中：
第1圖為根據本發明實施例說明OLED顯示器的方塊圖；
第2圖為說明第1圖的發光單元的電路圖；
第3圖說明第2圖的發光單元的驅動信號的波形；
第4圖說明在低功率模式中面板驅動晶片的控制下，DC-DC轉換器的失能操作以及高電位電源電壓VDDEL的切換操作；
第5圖說明當從正常模式轉換成低功率模式時，根據本發明實施例的OLED顯示器的示例性操作；
第6圖為說明當從正常模式轉換成低功率模式時，根據本發明實施例的OLED顯示器操作的時序圖；
第7圖為說明當從低功率模式轉換成正常模式時，根據本發明實施例的OLED顯示器操作的時序圖；
第8圖為說明當從低功率模式轉換成正常模式時，根據本發明實施例的OLED顯示器操作的時序圖；
第9圖為說明當從休眠模式轉換成低功率模式時，根據本發明實施例的OLED顯示器操作的時序圖；第10圖說明瞭根據本發明實施例在低功率模式中一記憶體的讀取操作；以及第11圖為說明面板驅動晶片的伽瑪校正電路的圖式。
10．．．顯示面板
50．．．直流對直流(DC-DC)轉換器
100．．．面板驅動晶片
101．．．二極體
102．．．緩衝器
CP．．．電荷泵
EN．．．致能終端
FB．．．反饋終端
GPIO1．．．第一低功率模式控制終端
GPIO2．．．第二低功率模式控制終端
M6．．．第六開關TFT
R1．．．第一電阻
R2．．．第二電阻
SW1．．．第一開關
SW2．．．第二開關
SW3．．．第三開關

Claims (17)

  1. 一種有機發光二極體(OLED)顯示器，包括：一顯示面板，該顯示面板包含資料線、與該等資料線交叉的掃描線、以及以矩陣形式排列的發光單元，其中該等發光單元分別包含OLED；一直流對直流(DC-DC)轉換器，該DC-DC轉換器在正常模式中被致能，用以將一第一高電位電源電壓供應至該顯示面板，並且在一低功率模式中使該DC-DC轉換器失能；以及一面板驅動器，該面板驅動器驅動該顯示面板的該等資料線及該等掃描線，在該低功率模式中使該DC-DC轉換器失能，並將一第二高電位電源電壓供應至該顯示面板，其中該第二高電位電源電壓係在該面板驅動器內產生。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器，其中該DC-DC轉換器包含一回饋電阻，連接至該顯示面板的一高電位驅動電壓供應終端、以及一開關，接通/切斷該回饋電阻的一端與一接地電壓源之間的一電流通路，其中在該面板驅動器的控制下，在該低功率模式中開/關該開關用以切斷該電流通路。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器，其中該面板驅動器包含一電荷泵、一二極體、以及一第一開關，該電荷泵調節一輸入電壓用以輸出該第二高電位電源電壓，該二極體連接至該顯示面板的該高電位電源電壓供應終端，該第一開關在該低功率模式中通過該二極體將該第二高電位電源電壓供應至該顯示面板以響應自一外部主機系統輸入的一模式轉換命令。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器，其中在該正常模式中，該面板驅動器伽瑪校正每個滿位元的RGB資料並將該伽瑪校正的RGB資料供應至該顯示面板的該等資料線，以及在該低功率模式中，該面板驅動器伽瑪僅校正MSB的RGB資料並將該伽瑪校正的RGB資料供應至該顯示面板的該等資料線。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器，其中該面板驅動器包含：一第一分壓電路，其產生一伽瑪參考電壓；一第二分壓電路，其分離該第一分壓電路的一輸出電壓；一個或多個放大器，其放大來自該第一分壓電路的各自對應輸出並將該等放大的輸出供應至該第二分壓電路；一灰階電壓產生電路，其藉由調節該第二分壓電路的一輸出電壓產生灰階電壓；一解碼器，其依據數位視訊資料選擇一灰階電壓；以及一輸出緩衝器，其將來自該解碼器的一輸出電壓供應至該顯示面板的該等資料線，其中在該低功率模式中，只有在該一個或多個放大器中放大一最大灰階伽瑪參考電壓的一個放大器被致能，並且使其他放大器失能。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器，其中該面板驅動器進一步包含：一第四開關，其接通/切斷在放大該最大灰階伽瑪參考電壓的該放大器的一輸出端與輸出一最大灰階電壓的該解碼器的一輸出端之間的一電流通路，一第五開關，其接通/切斷該輸出該緩衝器的一輸入端與一輸出端之間的一電流通路，以及一第六開關，其接通/切斷接地電壓源與用於該最大灰階電壓外的其他灰階電壓供應的電壓線之間的一電流通路。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器，其中在該低功率模式中開啟該第四開關至該第六開關。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器，其中該第二高電位電源電壓比該第一高電位電源電壓低。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器， 其中該低功率模式的一圖框週期比該正常模式的一圖框週期長。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器，其中在從該正常模式轉向該低功率模式時的至少一部分時間週期內，該面板驅動器供應一黑灰階電壓至該顯示面板的該等資料線。
  11. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體(OLED)顯示器，其中在該低功率模式的早期，該面板驅動器增加供應至該顯示面板的每個發光單元的一參考電壓。
  12. 一種有機發光二極體(OLED)顯示器的低功率驅動方法，該有機發光二極體(OLED)顯示器包括一顯示面板，該顯示面板包括資料線、與資料線交叉的掃描線及分別包括OLED的發光單元；以及一面板驅動器，該面板驅動器驅動該顯示面板的該等資料線及該等掃描線，該方法包括：在一正常模式中致能一直流對直流(DC-DC)轉換器，用以將自該DC-DC轉換器產生的一第一高電位電源電壓供應至該顯示面板；以及在一低功率模式中使該DC-DC轉換器失能，用以將自該面板驅動器產生的一第二高電位電源電壓供應至該顯示面板。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述之有機發光二極體(OLED)顯示器的低功率驅動方法，進一步包括：在該低功率模式中，切斷該DC-DC轉換器的一回饋電阻及接地電壓源之間的一電流通路。
  14. 依據申請專利範圍第12項所述之有機發光二極體(OLED)顯示器的低功率驅動方法，進一步包括：在該正常模式中伽瑪校正每個滿位元的RGB資料，用以將該伽瑪校正的RGB資料供應至該顯示面板的該等資料線；以及在該低功率模式中伽瑪僅校正MSB的該RGB資料，用以將該伽瑪校正的RGB資料供應至該顯示面板的該等資料線。
  15. 依據申請專利範圍第12項所述之有機發光二極體(OLED)顯示器的低功率驅動方法，其中該第二高電位電源電壓比該第一高電位電源電壓低。
  16. 依據申請專利範圍第12項所述之有機發光二極體(OLED)顯示器的低功率驅動方法，其中該低功率模式的一圖框週期比該正常模式的一圖框週期長。
  17. 依據申請專利範圍第12項所述之有機發光二極體(OLED)顯示器的低功率驅動方法，其中在從該正常模式轉向該低功率模式的至少一部分時間週期期間，該面板驅動器供應一黑灰階電壓至該顯示面板的該等資料線。
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