TWI467544B - 有機發光二極體面板的驅動方法及其驅動裝置 - Google Patents

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Description

有機發光二極體面板的驅動方法及其驅動裝置
本發明係有關於一種有機發光二極體面板的驅動方法及其驅動裝置，特別是有關於一種控制有機發光二極體面板的發光時間的驅動方法及其驅動裝置。
有機發光二極體面板具有許多超越其他平面面板的優點，包括消耗功率低、高亮度及容易製造等優點。
所以，有機發光二極體面板的運用範圍在可攜式或手持式電子產品時，如手機、數位相機、數位攝錄影機等之零組件基本上有一重要之特性要求，就是低功率消耗。因此，廠商通常會要求這些零組件運作時必須在限定的消耗功率範圍內。就顯示裝置而言，以自發光之有機發光二極體面板為例，這代表有機發光二極體面板在顯示任何影像畫面時，必須確保其消耗功率都能低於規格值。
先前技術所揭露的一種解決方法為，偵測有機發光二極體面板的電源供應之電流大小，若偵測到電流大於額定值，則降低畫面的灰階，使有機發光二極體顯示器電源供應之電壓減小，以確保有機發光二極體顯示器工作在限定消耗功率內。
但是上述的方法的缺點除了降低了實際灰階的解析度，還產生了抖動雜訊(Dither noise)與圖框調變(FRC)閃爍的問題。
因此，便有需要提供有機發光二極體面板之驅動方法，能夠解決前述的問題。
本發明之一目的為控制有機發光二極體的發光時間，以控制消耗功率。
本發明提供一種有機發光二極體面板之驅動方法，包括下列步驟：輸入一影像訊號至一功率控制單元(Look-up table，LUT)，其中該功率控制單元包括一計算器及一功率控制查詢表；以及依據該影像訊號，該計算器計算得到一畫面負載比，該功率控制單元從該功率控制查詢表找出相對於該畫面負載比之發光時間比，該發光時間比被轉換成一發光時間訊號，該發光時間訊號被輸入該有機發光二極體面板，以進行該有機發光二極體面板之消耗功率之控制。
本發明更提供一種有機發光二極體面板之驅動裝置，用以驅動一有機發光二極體面板，該有機發光二極體面板包括複數條發光控制線(emitting control line)，該發光控制線用以控制該有機發光二極體面板之發光時間。該驅動裝置包括：一影像訊號輸出單元，用以輸出一影像訊號；以及一功率控制單元，電性連接該影像訊號輸出單元，該功率控制單元用以接收該影像訊號，該功率控制單元包括一計算器及一功率控制查詢表，該計算器依據該影像訊號，計算得到一畫面負載比，該功率控制單元依據該畫面負載比，從該功率控制查詢表找出相對於該畫面負載比之一發光時間比，該發光時間比被轉換成一發光時間訊號，該發光時間訊號被輸入該有機發光二極體面板之該些發光控制線，以進行該有機發光二極體面板之消耗功率之控制。
因此，本發明利用發光控制線控制有機發光二極體的發光時間，控制消耗功率，改善有機發光二極體的壽命，並維持相同灰階的解析度，間接改善動態模糊的影像品質，而且沒有前案提到的抖動雜訊與圖框調變閃爍的問題。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。
圖1為本發明之一實施例之有機發光二極體面板之電路圖。有機發光二極體面板1包括複數條資料線15、複數條掃描線14、複數條發光控制線16、複數個紅色區域11R、複數個綠色區域11G及複數個藍色區域11B。但為了方便說明，圖1僅顯示三條資料線15、一掃描線14、一發光控制線16、一紅色區域11R、一綠色區域11G及一藍色區域11B。每一區域包括一畫素電路111、一第一薄膜電晶體Q1、一第二薄膜電晶體Q2以及一有機發光二極體D11R、D11G或D11B。每一區域之第一薄膜電晶體Q1之第一端Q11電性連接相對應之資料線15；第二端Q12電性連接畫素電路111；以及控制端Q13電性連接該掃描線14。其中資料線15、掃描線14和第一薄膜電晶體Q1控制相對應區域畫素之灰階值，並由相同區域之畫素電路111儲存其灰階值。第二薄膜電晶體Q2之第一端Q21電性連接畫素電路111，第二端Q22電性連接有機發光二極體D11R、D11G或D11B，控制端Q23電性連接該發光控制線16。每一畫素電路111都有一操作電壓112R、112G或112B，該操作電壓112R、112G或112B用以提供畫素電路111一個電壓訊號。該發光控制線16可控制該有機發光二極體D11R、D11G或D11B是否被點亮及有機發光二極體面板1之發光時間。
圖2為掃描線、發光控制線及有機發光二極體之訊號時序圖，並請同時參閱圖1。當掃描線14為一高準位訊號時，導通第一薄膜電晶體Q1，影像訊號由資料線15寫入相對應之畫素電路111，而發光控制線16及有機發光二極體D11R、D11G及D11B為截止狀態。當掃描線14為截止狀態時，該發光控制線16為高準位訊號，並導通第二薄膜電晶體Q2使有機發光二極體D11R、D11G及D11B分別電性連接畫素電路111，藉由該畫素電路111之訊號點亮該有機發光二極體D11R、D11G及D11B。其中該有機發光二極體D11R、D11G及D11B之灰階程度由相對應之畫素電路111提供。圖2中發光控制線16的高準位訊號所維持的時間為發光時間。
請參閱圖3a，並請同時參閱圖1。掃描線14將整個畫面掃描過一次的時間定義為掃描時間ST，有機發光二極體D11R、D11G及D11B被點亮的時間定義為發光時間T1，其中一個圖框周期所花的時間等於掃描時間ST加上發光時間T1。如圖3a所示，當掃描線14將整個畫面掃描過一次後，發光控制線16立刻點亮有機發光二極體D11R、D11G及D11B，直到一個圖框周期結束，上述的發光時間T1為最大發光時間。
請參閱圖3b，並請同時參閱圖1。掃描線14將整個畫面掃描過一次的時間定義為掃描時間ST，有機發光二極體D11R、D11G及D11B被點亮的時間定義為發光時間T2，在掃描時間ST結束但有機發光二極體D11R、D11G及D11B被點亮前的時間定義為等待時間WT，其中一個圖框周期所花的時間=掃描時間ST加上發光時間T2再加上等待時間WT。如圖3b所示，當掃描線14將整個畫面掃描過一次後，經過一段等待時間WT，發光控制線16才點亮有機發光二極體D11R、D11G及D11B，直到一個圖框周期結束，上述的發光時間T2為實際發光時間。
本發明可透過發光控制線16來控制功率消耗，當發光時間比愈小，則功率消耗愈小，發光時間比(Duty%)的計算方式為：
Duty%=(T2 /T1 )×100%………公式A；
其中，各參數代表含義如下：Duty%：發光時間比；T1 ：最大發光時間；T2 ：實際發光時間。
本發明利用畫面負載(Display Loading)來推算現行畫面的原消耗功率，計算方式為：
其中，各參數代表含義如下，並請參閱圖1及圖4：Display Loading：畫面負載，代表有機發光二極體面板1於點亮畫面時所看到的負載；kred ：與有機發光二極體面板1之紅色區域11R的畫素面積111R和操作電壓112R有關；kgreen ：與有機發光二極體面板1之綠色區域11G的畫素面積111G和操作電壓112G有關；kblue ：與有機發光二極體面板1之藍色區域11B的畫素面積111B和操作電壓112B有關；Red Gray Level：將畫面中所有紅色區域11R的畫素灰階值加總起來；Green Gray Level：將畫面中所有綠色區域11G的畫素灰階值加總起來；Blue Gray Level：將畫面中所有藍色區域11B的畫素灰階值加總起來。
舉例而言，針對面板條件，即畫面負載與發光時間比(Duty%)的關係，來設計功率控制查詢表，假設使用的面板條件如下：
(1)、解析度為640×480解析度；
(2)、紅色區域11R之畫素面積111R=綠色區域11G之畫素面積111G=藍色區域11B之畫素面積111B；
(3)、紅色區域11R之操作電壓112R=綠色區域11G之操作電壓112G=藍色區域11B之操作電壓112B；
(4)、紅色區域11R最高灰階度所消耗功率=綠色區域11G最高灰階度所消耗功率=藍色區域11B最高灰階度所消耗功率；
(5)、有機發光二極體面板1最大消耗功率=紅色區域11B最高灰階度所消耗功率+綠色區域11G最高灰階度所消耗功率+藍色區域11B最高灰階度所消耗功率=100W(亦即在Duty 100%時，消耗功率為100W，為最大消耗功率)；
(6)、有機發光二極體面板1最小消耗功率=紅色區域11R最低灰階度所消耗功率+綠色區域11G最低灰階度所消耗功率+藍色區域11B最低灰階度所消耗功率=10W(亦即在Duty 100%時，消耗功率為10W，為最小消耗功率，俗稱暗電力)；
(7)、透過發光控制線控制發光時間，令最大消耗功率僅為25W，將25W定義為額定功率。
由以上條件可知kred=kgreen=kblue=1；故不同畫面的畫面負載值可透過公式B算出：
全畫面WGray255=R(640×480×255)+G(640×480×255)+B(640×480×255)≒235×106；
全畫面WGray000=R(640×480×0)+G(640×480×0)+B(640×、480×0)=0；
進行歸一化處理，令最大畫面負載值為1，即WGray255=100%(原消耗功率為100W，也就是最大消耗功率)，最小畫面負載值為0，即WGray000=0%(原消耗功率為10W，也就是最小消耗功率)。
假設Duty%與消耗功率呈線性關係，當原消耗功率大於額定功率時，可透過下列式子算出Duty%應調至多少：
Duty%=[(額定消耗功率-最小消耗功率)/(原消耗功率-最小消耗功率)]×100%………公式C。
第一、當原消耗功率大於一額定功率時，下列舉出三種不同影像所得到的Duty %，以製作功率控制查詢表：
(1)、當畫面為白色且灰階值為255時：WGray255=[R(640×480×255)+G(640×480×255)+B(640×480×255)]≒235×106，進行歸一化處理，其畫面負載比=[(235×106)/(235×106)]×100%=100%(原消耗功率為100W)，再將原消耗功率代入公式C得到Duty %=[(25W-10W)/(100W-10W)]×100%=16.67%。
(2)、當畫面為紅色且灰階值為255時：RGray255=R(640×480×255)+G(0×0×0)+B(0×0×0)≒78.3×106，進行歸一化處理，其畫面負載比=[(78.3×106)/(235×106)]×100%=33.3%(原消耗功率相對為40W)，再將原消耗功率代入公式C得到Duty %=[(25W-10W)/(40W-10W)]×100%=50%。
(3)、當畫面為黃色且灰階值為200時：YellowGray200=R(640×480×200)+G(640×480×200)+B(0×0×0)≒122.9×106，進行歸一化處理，其畫面負載YellowGray200=[(122.9×106)/(235×106)]×100%=52.3%(原消耗功率相對為57W)，再將原消耗功率代入公式C得到Duty %=[(25W-10W)/(57W-10W)]×100%=31.9%。
換言之，由上述之計算方式可用來依據一影像訊號，計算求出該有機發光二極體面板之一原消耗功率以及一畫面負載比；以及當該原消耗功率大於該額定功率時，該額定功率與一最小消耗功率之差，除以該原消耗功率與該最小消耗功率之差，可作為發光時間比。
第二、當該原消耗功率小於一額定功率時，下列舉出一種影像所得到的Duty %，以製作功率控制查詢表：
(1)、當畫面為黑色且灰階值為0時：
WGray000=R(640*480*0)+G(640*480*0)+B(640*480*0)≒0，進行歸一化處理，其畫面負載WGray000=0(原消耗功率相對為10W)，當原消耗功率小於額定功率25W時，得到最大發光時間比(Duty %=100%)。
換言之，依據一影像訊號求出該有機發光二極體面板之一原消耗功率以及一畫面負載；以及當該原消耗功率小於一額定功率時，100%可作為發光時間比，亦即最大發光時間比。
再由上述的相關算法，將不同畫面負載算出相對應的發光時間比(Duty %)就可得到圖5所示之關係曲線圖。
如圖6所示，並請同時參閱圖5。圖6為本發明之一實施例之有機發光二極體面板之驅動裝置之方塊架構圖。有機發光二極體面板之驅動裝置用以驅動一有機發光二極體面板630，並包括一影像訊號輸出單元610及一功率控制單元620。其中該功率控制單元620包括一計算器622及一功率控制查詢表(look-up table；LUT)621，該功率控制查詢表621為圖5中畫面負載比與發光時間比的對應表。該影像訊號輸出單元610，用以輸出一影像訊號。該功率控制單元620電性連接該影像訊號輸出單元610，用以接收該影像訊號，其中該計算器622用以依據該影像訊號，計算得到一畫面負載比。詳言之，該計算器的計算動作包括下列步驟：將所有畫素區域的最大灰階值加總起來，計算得到一最大畫面負載值；計算該影像訊號，將所有畫素區域的灰階值加總起來，得到一畫面負載值；以及該畫面負載值除以該最大畫面負載值，以得到該畫面負載比。
該功率控制單元620依據該畫面負載比，從該功率控制查詢表621找出相對於該畫面負載比之一發光時間比，該發光時間比被轉換成一發光時間訊號，該發光時間訊號被輸入該有機發光二極體面板630之該些發光控制線16，以進行該有機發光二極體面板630之消耗功率之控制。亦即，該有機發光二極體面板630電性連接該功率控制單元620，用以接收該發光時間比。該發光時間比為一實際發光時間與一最大發光時間之比例。該有機發光二極體面板630依據該發光時間比轉換成一發光時間訊號，以進行有機發光二極體面板630點亮之動作以及點亮的時間。有機發光二極體面板630亦電性連接該影像訊號輸出單元610，用以接收該影像訊號，以顯示影像之灰階值。
圖7為有機發光二極體面板之驅動方法，同時請參閱圖6。輸入該影像訊號610至功率控制單元620以及有機發光二極體面板630(步驟S610)。該功率控制單元620之計算器622依據該影像訊號計算得到一畫面負載比(步驟S620)。該功率控制單元620從該功率控制查詢表621找出相對於該畫面負載比之發光時間比Duty%(步驟S630)，該發光時間比被轉換成一發光時間訊號，該發光時間訊號被輸入該有機發光二極體面板630。驅動該有機發光二極體面板630，並依據該發光時間比Duty%，控制該有機發光二極體面板630之發光時間，以進行該有機發光二極體面板630之消耗功率之控制(步驟S640)。
因此，本發明利用發光控制線控制有機發光二極體的發光時間，控制消耗功率，改善有機發光二極體的壽命，並維持相同灰階的解析度，間接改善動態模糊的影像品質，而且沒有前案提到的抖動雜訊與圖框調變閃爍的問題。
綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明申請專利範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
1．．．有機發光二極體面板
11R．．．紅色區域
11G．．．綠色區域
11B．．．藍色區域
111．．．畫素電路
111R．．．畫素面積
111G．．．畫素面積
111B．．．畫素面積
112R．．．操作電壓
112G．．．操作電壓
112B．．．操作電壓
14．．．掃描線
15．．．資料線
16．．．發光控制線
610．．．影像訊號輸出單元
620．．．功率控制單元
621．．．功率控制查詢表
622．．．計算器
630．．．有機發光二極體面板
D11R．．．有機發光二極體
D11G．．．有機發光二極體
D11B．．．有機發光二極體
Q1．．．第一薄膜電晶體
Q11．．．第一端
Q12．．．第二端
Q13．．．控制端
Q2．．．第二薄膜電晶體
Q21．．．第一端
Q22．．．第二端
Q23．．．控制端
ST．．．掃描時間
T1．．．發光時間
T2．．．發光時間
WT．．．等待時間
圖1為本發明之一實施例之有機發光二極體面板之電路圖；
圖2為掃描線、發光控制線及有機發光二極體之訊號時序圖；
圖3a為一個圖框周期內掃描時間和發光時間之示意圖；
圖3b為一個圖框周期內掃描時間、發光時間和等待時間之示意圖；
圖4為本發明之一實施例之有機發光二極體面板之畫素面積示意圖；
圖5為本發明之一實施例之畫面負載比與發光時間比以及畫面負載比與消耗功率關係曲線圖；
圖6為本發明之一實施例之有機發光二極體面板之驅動裝置之方塊架構圖；以及
圖7為有機發光二極體面板之驅動方法流程圖。
步驟S610~步驟S640

Claims (9)

  1. 一種有機發光二極體面板之驅動方法，包括下列步驟：輸入一影像訊號至一功率控制單元，其中該功率控制單元包括一計算器及一功率控制查詢表；以及依據該影像訊號，該計算器計算得到一畫面負載比，該功率控制單元從該功率控制查詢表找出相對於該畫面負載比之一發光時間比，該發光時間比被轉換成一發光時間訊號，該發光時間訊號被輸入該有機發光二極體面板，以進行該有機發光二極體面板之消耗功率之控制；其中，該計算器計算得到一畫面負載比之步驟更包括：將所有畫素區域的最大灰階值加總起來，計算得到一最大畫面負載值；計算該影像訊號，將所有畫素區域的灰階值加總起來，得到一畫面負載值；以及該畫面負載值除以該最大畫面負載值得到該畫面負載比。
  2. 如申請專利第1項所述之有機發光二極體面板之驅動方法，其中該功率控制查詢表為該發光二極體面板之畫面負載比與發光時間比的對應表。
  3. 如申請專利第1項所述之有機發光二極體面板之驅動方法，其中該功率控制查詢表之製作更包括下列步驟：依據一第一影像訊號，計算出該發光二極體面板之 一第一原消耗功率以及一第一畫面負載比；以及當該第一原消耗功率大於一額定功率時，該額定功率與一最小消耗功率之差，除以該第一原消耗功率與該最小消耗功率之差，作為該發光時間比。
  4. 如申請專利第1項所述之有機發光二極體面板之驅動方法，其中該功率控制查詢表之製作更包括下列步驟：依據一第二影像訊號求出，該發光二極體面板之一第二原消耗功率以及一第二畫面負載比；以及當該第二原消耗功率小於一額定功率時，100%作為該發光時間比。
  5. 如申請專利第4項所述之有機發光二極體面板之驅動方法，其中該發光時間比為一最大發光時間比。
  6. 如申請專利第1項所述之有機發光二極體面板之驅動方法，其中該發光時間比為一實際發光時間與一最大發光時間之比例。
  7. 一種有機發光二極體面板之驅動裝置，用以驅動一有機發光二極體面板，該有機發光二極體面板包括複數條發光控制線，該發光控制線用以控制該有機發光二極體面板之發光時間，該驅動裝置包括：一影像訊號輸出單元，用以輸出一影像訊號；以及一功率控制單元，電性連接該影像訊號輸出單元，該功率控制單元用以接收該影像訊號，該功率控制單元包括一計算器及一功率控制查詢表，該計算器依據該影像訊號，計算得到一畫面負載比，該功率控制單元依據 該畫面負載比，從該功率控制查詢表找出相對於該畫面負載比之一發光時間比，該發光時間比被轉換成一發光時間訊號，該發光時間訊號被輸入該有機發光二極體面板之該些發光控制線，以進行該有機發光二極體面板之消耗功率之控制；其中，該計算器計算得到一畫面負載比之步驟更包括：將所有畫素區域的最大灰階值加總起來，計算得到一最大畫面負載值；計算該影像訊號，將所有畫素區域的灰階值加總起來，得到一畫面負載值；以及該畫面負載值除以該最大畫面負載值得到該畫面負載比。
  8. 如申請專利第7項所述之有機發光二極體面板之驅動裝置，其中該功率控制查詢表為該發光二極體面板之畫面負載比與發光時間比的對應表。
  9. 如申請專利第7項所述之有機發光二極體面板之驅動裝置，其中該發光時間比為一實際發光時間與一最大發光時間之比例。
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