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TWI865115B - 重置電壓控制電路 - Google Patents

重置電壓控制電路 Download PDF

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TWI865115B
TWI865115B TW112140142A TW112140142A TWI865115B TW I865115 B TWI865115 B TW I865115B TW 112140142 A TW112140142 A TW 112140142A TW 112140142 A TW112140142 A TW 112140142A TW I865115 B TWI865115 B TW I865115B
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貢振邦
張瑋志
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敦泰電子股份有限公司
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Abstract

一種重置電壓控制電路提供至少一重置電壓給一有機發光二極體面板，該有機發光二極體面板受驅動以顯示至少一圖框，每一圖框具有多數個像素且對應一重置電壓，該有機發光二極體面板依據該重置電壓來進行有機發光二極體開啟狀態重置，其中，該重置電壓為依據該圖框的該多數個像素而動態產生。

Description

重置電壓控制電路
本發明係關於有機發光二極體的技術領域，尤指一種有機發光二極體重置電壓控制電路。
於有機發光二極體(OLED)像素電路的驅動中，由於電荷容易聚積在像素電路的電晶體中，因此，一般需額外設置重置電晶體，以在驅動像素電路後，施加重置電壓至重置電晶體來開啟或關閉像素電路的電流路徑，此稱之為OLED開啟狀態重置(On State Reset)，據此可消除聚積在電晶體中的電荷，以避免影響顯示的效果。
為說明前述OLED開啟狀態重置，圖1顯示一習知OLED像素電路，其中，前述電荷聚積例如是指因電晶體T3的遲滯現象所導致電荷聚積在電晶體T3的汲極端上，而為提供OLED開啟狀態重置的功能，如圖所示，在OLED像素電路中加入重置電晶體T8以及提供重置電壓Vint3，藉由施加重置電壓至重置電晶體T8，可於電晶體T5關閉時開啟電晶體T8，以利用節點N2的電壓Vint3與電壓ELVSS之間的流經電晶體T3的電流來沖去汲極端上的電荷。
在現有OLED像素電路中，重置電壓Vint3為一固定值，而由於電晶體T3的遲滯現象與流經電晶體T3的電流和電晶體T3的閘 汲極偏壓Vgd有相當大的關係，故為了能充分將堆積在汲極端的電荷清除，重置電壓Vint3一般會使用接近甚至高於ELVDD的固定電壓，導致功耗會比較高，且OLED面板的高功耗所形成的熱還會對OLED面板的薄膜電晶體(TFT)特性以及OLED材料造成信賴性與可靠性的影響。
因此，在習知有機發光二極體像素電路的設計上，實仍存在有諸多缺失而有予以改善之必要。
本發明之目的主要係在提供一種重置電壓控制電路，可藉由動態調整重置電壓以達成降低功耗的目的。
為達成前述之目的，本發明提出一種重置電壓控制電路，用以提供至少一重置電壓給一有機發光二極體面板，該有機發光二極體面板受驅動以顯示至少一圖框，每一圖框具有多數個像素且對應一重置電壓，該有機發光二極體面板依據該重置電壓來進行有機發光二極體開啟狀態重置，其中，該重置電壓為依據該圖框的該多數個像素而動態產生。
以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質，是為了進一步說明本發明的申請專利範圍，而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖式加以闡述。
T3、T5:電晶體
T8:重置電晶體
Vint3、Vint:重置電壓
Vgd:閘汲極偏壓
10:重置電壓控制電路
20:OLED面板
21:像素電路
231:像素
23、23-a、23-b、23-c、23-d、23-e:圖框
PN、PB:預定值
61:顯示驅動晶片
101:圖框分析單元
102:圖框閂鎖器
103:動態電壓控制器
104:電壓產生器
71:電源晶片
圖1顯示習知OLED像素電路。
圖2A示意地顯示使用本發明之重置電壓控制電路的OLED面板的驅動顯示。
圖2B顯示圖2A的OLED面板的其中一個像素電路的連接示意圖。
圖3A顯示本發明第一實施例的重置電壓控制電路的一控制示意圖。
圖3B顯示本發明第一實施例的重置電壓控制電路的另一控制示意圖。
圖4顯示本發明第二實施例的重置電壓控制電路的控制示意圖。
圖5顯示本發明第三實施例的重置電壓控制電路的控制示意圖。
圖6顯示本發明之重置電壓控制電路的一實施態樣。
圖7顯示本發明之重置電壓控制電路的另一實施態樣。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明的實施方式，並不用於限定本發明。
圖2A示意地顯示使用本發明之重置電壓控制電路的有機發光二極體(OLED)面板的驅動顯示，其中，OLED面板20具有多數排列為矩陣形式的像素電路21，OLED面板20可受驅動以顯示至少一圖框(frame)23，每一圖框23具有多數個像素231，每一像素231具有一代表亮度的灰階值，圖2B進一步顯示其中一個像素電路21的連接示意圖，請一併參照圖2A及圖2B，OLED面板20的像素電路21依據控制訊號之驅動而在一圖框期間(frame period)顯示對應的圖框23的像素231，亦 即，像素電路21受控制訊號之驅動以依據代表圖框23的輸入資料來顯示對應的像素231，且在OLED面板20顯示一圖框23的過程中，重置電壓控制電路10提供對應此顯示的圖框23的至少一重置電壓Vint給OLED面板20，OLED面板20依據此重置電壓Vint來進行OLED開啟狀態重置，其中，重置電壓控制電路10所提供的重置電壓Vint係可依據圖框23的多數個像素231而動態產生。
於本發明之重置電壓控制電路10的第一實施例中，重置電壓Vint是依據圖框23的亮度訊息而動態產生，亦即，重置電壓控制電路10藉由分析圖框23的亮度來進行電壓控制，以動態調整重置電壓Vint，進而實現降低功耗的目的。於一範例中，基於一顯示的圖框23中的多數個像素231，重置電壓控制電路10計算對應每一灰階值的像素231的數量，以選擇對應具有最多數量的像素231的灰階值來產生重置電壓Vint，如圖3A所示為本實施例的重置電壓控制電路10的一控制示意圖，假設OLED面板驅動顯示的灰階值為0~255，而其中對應灰階值為i的像素單元231的數量最多，則選擇以灰階值為i來產生重置電壓Vint，其中，所產生的重置電壓Vint的大小正比於所選擇的灰階值，亦即，當亮度越高，則重置電壓Vint越大。
於另一範例中，基於一顯示的圖框23中的多數個像素231，重置電壓控制電路10找出超過一第一預定值PN的對應灰階值中的最大灰階值，以此最大灰階值來產生重置電壓Vint，如圖3B所示為本實施例的重置電壓控制電路10的另一控制示意圖，假設OLED面板驅動顯示的灰階值為0~255，而超過第一預定值PN的對應灰階值為2、 3...i-1、i、i+1...k-1、k...等，其中灰階值為k是超過第一預定值PN的最大灰階值，故選擇灰階值為k來產生重置電壓Vint，其中，所產生的重置電壓Vint的大小正比於此最大灰階值，亦即，當亮度越高，則重置電壓Vint越大。
於再一範例中，基於一顯示的圖框23中的多數個像素231的對應灰階值，重置電壓控制電路10計算多數個像素231的平均灰階值AG，其中，假設OLED面板驅動顯示的灰階值為0~255，則平均灰階值AG為(0×G0+1×G1+2×G2+3×G3+...+254×G254+255×G255)/(G0+G1+G2+G3+...+G254+G255)，當中G0~G255分別為灰階值為O~255的像素231的數量，並以此平均灰階值AG來產生重置電壓Vint，其中，所產生的重置電壓Vint的大小正比於此平均灰階值AG，亦即，當亮度越高，則重置電壓Vint越大。
於第一實施例中，重置電壓控制電路10為依據顯示的圖框23的亮度訊息反應出電流大小以及閘極汲偏壓Vgd，以在OLED發光完畢進入OLED開啟狀態重置時，調整重置電壓Vint的電壓訊號。當汲極端產生的離子堆積多時，調高重置電壓Vint以加強釋放汲極端的堆積電荷。反之當汲極端產生的離子堆積少時，則調低重置電壓Vint以降低功耗。藉由依據顯示的圖框23的亮度訊息動態調整OLED開啟狀態重置的電壓，實現降低功耗的目的。
於本發明之重置電壓控制電路10的第二實施例中，重置電壓Vint是依據圖框23的亮度訊息以及時程資訊而動態產生，亦即，重置電壓控制電路10藉由分析圖框23的亮度及基於圖框顯示的時間的進 展來進行電壓控制，以動態調整重置電壓Vint，進而實現降低功耗的目的。圖4顯示依據本實施例之重置電壓控制電路10的控制示意圖，於本實施例中，對於一圖框23，除可依第一實施例來產生重置電壓Vint之外，當連續顯示多數個具有相同重置電壓Vint的圖框23時，重置電壓控制電路10可依圖框顯示的時間的進展來逐步調高圖框23的重置電壓Vint，例如，如圖4所示，假設連續顯示的三個圖框23-a,23-b,23-c具有相同的平均灰階值為255(亦具有相同重置電壓Vint)，則當圖框23-a的重置電壓Vint為V1時，圖框23-b的重置電壓Vint調整為V1+d，圖框23-c的重置電壓Vint調整為V1+2d。
於本實施例中，重置電壓控制電路10為依據圖框23的亮度訊息反應出電流大小以及閘汲極偏壓Vgd，同時參考顯示驅動的時間，當累積的電荷達到一定的數量造成電晶體的遲滯現象足以影響圖框23的響應時，便在OLED發光完畢進入OLED開啟狀態重置時，調整重置電壓Vint的電壓訊號進行OLED開啟狀態重置的動作，以當汲極端產生的離子堆積多時，調高重置電壓Vint來加強釋放汲極端的堆積電荷。反之當汲極端產生的離子堆積少時，則調低重置電壓Vint以降低功耗。藉由依據圖框23的亮度訊息以及時程資訊來動態調整OLED開啟狀態重置的電壓，實現降低功耗的目的。
於本發明之重置電壓控制電路10的第三實施例中，重置電壓Vint是依據圖框23的亮度訊息以及亮度差異而動態產生，亦即，重置電壓控制電路10藉由分析圖框23的亮度訊息以及連續顯示的兩圖框23的亮度差異來進行電壓控制，以動態調整重置電壓Vint，進而實現降 低功耗的目的。圖5顯示依據本實施例之重置電壓控制電路10的控制示意圖，於本實施例中，對於連續顯示的圖框23-d及圖框23-e，除可依第一實施例來產生重置電壓Vint之外，並在圖框23-d及圖框23-e之亮度差異大於一第二預定值PB時，可將圖框23-e的重置電壓Vint補償一電壓補償值ΔV，亦即，對圖框23-e的重置電壓Vint加上或減去電壓補償值ΔV，例如，如圖5所示，圖框23-d所對應的重置電壓Vint為V2，圖框23-e所對應的重置電壓Vint為V3，假設第二預定值PB為100，且圖框23-d之亮度Ld(例如平均灰階值)為255，圖框23-e之亮度Le(例如平均灰階值)為120，則圖框23-d與圖框23-e之亮度差異為|Ld-Le|=|255-120|=125，由於亮度差異(=125)大於第二預定值PB(=100)，因此，可對圖框23-e的重置電壓Vint進行補償，且由於Ld>Le，因此，圖框23-e的重置電壓Vint為V3+ΔV，需注意的是，於其他實施例中，當Ld<Le，則圖框23-e的重置電壓Vint為V3-ΔV。
本實施例可解決因為遲滯現象造成暫態殘影的問題，當連續顯示的兩圖框23出現亮度差異時，表示連續顯示的兩圖框23對應的OLED像素內的電晶體承受不同的電荷堆積，因此在圖框切換時的部分像素231容易因為電晶體的堆積造成亮度變化跟不上，因此形成靜態殘影。為此需要參考連續顯示的兩圖框23的亮度訊息來進行圖框23變化瞬間的OLED開啟狀態重置的電壓調整，降低圖框切換時的殘像。以當前一個圖框23對應的汲極端產生的離子堆積多，則調高重置電壓Vint以加強釋放汲極端的堆積電荷。反之當汲極端產生的離子堆積少，則調低重置電壓Vint以降低功耗。藉由依據圖框23的亮度訊息動態調整 OLED開啟狀態重置的電壓，實現降低功耗的目的。
圖6顯示本發明之重置電壓控制電路10的一實施態樣，其中，重置電壓控制電路10是實作在一顯示驅動晶片(DDIC)61中，且包括一圖框分析單元101、一圖框閂鎖器102、一動態電壓控制器103，及一電壓產生器104，其中，圖框分析單元101接收代表圖框23的輸入資料，以根據前述各實施例來分析圖框23的多數個像素231；圖框閂鎖器102耦接至圖框分析單元101，以閂鎖住輸入資料；動態電壓控制器103耦接至圖框分析單元101及圖框閂鎖器102，以根據圖框閂鎖器102所閂鎖住的輸入資料及圖框分析單元101的分析結果來進行電壓控制，並輸出一動態電壓訊號DV；電壓產生器104再根據動態電壓訊號DV來產生重置電壓Vint。在另一實施例中，也可以是使用觸控顯示驅動整合晶片(TDDI)替代顯示驅動晶片61。
圖7顯示本發明之重置電壓控制電路10的另一實施態樣，其與圖6的重置電壓控制電路10的實施態樣相似，不同之處在於重置電壓控制電路10是是實作在一顯示驅動晶片61及一位於顯示驅動晶片61外部的電源晶片(Power IC)71中，其中，圖框分析單元101、圖框閂鎖器102、及動態電壓控制器103是設置於顯示驅動晶片61中，而電壓產生器104則是設置於電源晶片71中，據此可充分利用電源晶片71的電壓產生的功能，有效降低硬體成本。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
Vint:重置電壓
10:重置電壓控制電路
20:OLED面板
21:像素電路
23:圖框
231:像素

Claims (10)

  1. 一種重置電壓控制電路，用以提供至少一重置電壓給一有機發光二極體面板，該有機發光二極體面板受驅動以顯示至少一圖框，每一圖框具有多數個像素且對應一重置電壓，該有機發光二極體面板依據該重置電壓來進行有機發光二極體開啟狀態重置，其中，該重置電壓為依據該圖框的該多數個像素而動態產生；其中，該重置電壓依據該圖框的亮度訊息而動態產生；其中，每一像素具有一灰階值，且基於該圖框中的該多數個像素，該重置電壓控制電路計算對應每一灰階值的像素的數量，以選擇對應具有最多數量的像素的灰階值來產生該重置電壓。
  2. 如請求項1所述之重置電壓控制電路，其中，當連續顯示多數個具有相同重置電壓的圖框時，該重置電壓控制電路是依時間的進展來逐步調高該多數個圖框對應的重置電壓。
  3. 如請求項1所述之重置電壓控制電路，其中，對於連續顯示的第一圖框及第二圖框，當該第一圖框及該第二圖框之亮度差異大於一第二預定值時，將該第二圖框對應的重置電壓補償一電壓補償值。
  4. 如請求項1所述之重置電壓控制電路，其更包括：一圖框分析單元，接收代表該圖框的輸入資料，以分析該圖框的該多數個像素；一圖框閂鎖器，耦接至該圖框分析單元，以閂鎖住該輸入資料；一動態電壓控制器，耦接至該圖框分析單元及該圖框閂鎖器，以根據該圖框閂鎖器所閂鎖住的該輸入資料及該圖框分析單元的分析結果來進 行電壓控制，並輸出一動態電壓訊號；以及一電壓產生器，根據該動態電壓訊號來產生該重置電壓。
  5. 如請求項4所述之重置電壓控制電路，其中，該圖框分析單元、該圖框閂鎖器及該動態電壓控制器設置於一顯示驅動晶片中，該電壓產生器設置於一位於顯示驅動晶片外部的電源晶片中。
  6. 如請求項4所述之重置電壓控制電路，其中，該圖框分析單元、該圖框閂鎖器、該動態電壓控制器及該電壓產生器設置於一顯示驅動晶片中。
  7. 一種重置電壓控制電路，用以提供至少一重置電壓給一有機發光二極體面板，該有機發光二極體面板受驅動以顯示至少一圖框，每一圖框具有多數個像素且對應一重置電壓，該有機發光二極體面板依據該重置電壓來進行有機發光二極體開啟狀態重置，其中，該重置電壓為依據該圖框的該多數個像素而動態產生；其中，該重置電壓依據該圖框的亮度訊息而動態產生；其中，每一像素具有一灰階值，且基於該圖框的該多數個像素，該重置電壓控制電路找出超過一第一預定值的對應灰階值中的最大灰階值，以該最大灰階值來產生該重置電壓。
  8. 如請求項7所述之重置電壓控制電路，其中，當連續顯示多數個具有相同重置電壓的圖框時，該重置電壓控制電路是依時間的進展來逐步調高該多數個圖框對應的重置電壓。
  9. 如請求項7所述之重置電壓控制電路，其中，對於連續顯示的第一圖框及第二圖框，當該第一圖框及該第二圖框之亮度差異大於一第二預定值時，將該第二圖框對應的重置電壓補償一電壓補償值。
  10. 一種重置電壓控制電路，用以提供至少一重置電壓給一有機發光二極體面板，該有機發光二極體面板受驅動以顯示至少一圖框，每一圖框具有多數個像素且對應一重置電壓，該有機發光二極體面板依據該重置電壓來進行有機發光二極體開啟狀態重置，其中，該重置電壓為依據該圖框的該多數個像素而動態產生；其中，該重置電壓依據該圖框的亮度訊息而動態產生；其中，每一像素具有一灰階值，且基於該圖框中的該多數個像素的對應灰階值，該重置電壓控制電路計算該多數個像素的平均灰階值，以該平均灰階值來產生該重置電壓。
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