有机发光二极管面板及其功率控制方法及设备的制作方法
专利名称：有机发光二极管面板及其功率控制方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及功率控制方法与设备以及有机发光二极管(organic light-emitting diode,0LED)显示器，且特别涉及能调整OLED面板的升压电压的功率控制方法与设备以及 OLED显示器。
背景技术：
一般而言，有机发光二极管(organic light-emitting diode, 0LED)是一种自发光显示元件，其通过电性地激发一种发光的有机化合物而发光。近来，OLED已经受到关注并应用于平面显示器、电视机屏幕、计算机显示器以及便携式电子装置屏幕的领域。当使用于显示器时，OLED相较平面显示器能提供数个优点，例如其自发光能力、广视角、与高亮度。然而，基于OLED的显示器有与功率消耗相关的问题。因为在OLED装置中的不同的电路特性，某些电路比其他电路消耗更多功率。为了确保基于OLED的显示器具有足够功率以显示图像，升压电压或功率电平通常是设定于足以允许OLED式显示器显示所有种类的图像的电平。如此，当显示图像需要低亮度时，传统的作法仍维持相同电平的升压电压。 此时，过高电压被施加至OLED面板，也可说是OLED面板使用了并非如需求的超过的功率而产生额外的热能。此额外的热能是不被期望的，因其导致基于OLED的显示器的功率消耗的问题。
发明内容
本发明涉及一种功率控制方法及设备以及有机发光二极管(organic light-emitting diode, 0LED)显示器，用以调整自电压产生器提供至OLED面板的升压电压，藉以降低驱动OLED面板的功率消耗，并降低功率损失。根据本发明的一方面，提出一种OLED面板的功率控制方法。此方法包含以下步骤依据一图像的图像内容估计一电压值，电压值代表一允许OLED面板显示器图像的最小需求电压；以及依据估计的电压值控制一电压产生器以调整一提供至OLED面板的升压电压。根据本发明的另一方面，提出一种OLED显示器。OLED显示器包含一 OLED面板及一功率控制设备。OLED面板具有多个用以显示一图像的OLED元件。功率控制设备用以依据图像的图像内容来估计一电压值。电压值代表一允许OLED面板显示器图像的最小需求电压。功率控制设备用以依据估计的电压值来控制一电压产生器，以调整一提供至OLED面板的升压电压。根据本发明的另一方面，提出一种OLED面板的功率控制设备。此设备包含一负载电流估计电路、一 OLED电流估计电路及一功率估计电路。负载电流估计电路用以依据一图像的图像内容来估计一第一电流值，第一电流值相关于OLED面板在显示图像时的压降。OLED电流估计电路用以依据图像的图像内容来估计一第二电流值，第二电流值相关于 OLED面板在显示图像时的最高显示电压。功率估计电路用以依据估计的第一电流值与第二电流值的组合来估计一电压值，此电压值代表一允许OLED面板显示图像的最小需求电压。 功率估计电路并用以依据估计的电压值来控制一电压产生器，以调整一提供至OLED面板的升压电压。为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为显示主动矩阵型有机发光二极管面板的基本面板示意图。图2绘示图1的面板所使用的升压电压与图像内容的对应电流之间的关系示意图。图3绘示图1的面板在依据本发明的一实施例时所使用的升压电压与图像内容的对应电流之间的关系示意图。图4绘示为依据本发明的一实施例的OLED面板的驱动方法的流程图。图5绘示依据本发明的一实施例的OLED显示器的方块图。图6绘示图5的OLED显示器的功率控制设备在依据本发明的一实施例时的一示例的方块图。图7绘示图6的功率控制设备的负载电流电路在依据第一方程式时的一示例的方块图。图8绘示图6的功率控制设备的OLED电流估计电路在依据第二方程式时的一示例的方块图。图9绘示图5的OLED显示器的功率控制设备在依据本发明的另一实施例时的一示例的方块图。主要元件符号说明100:0LED 面板102 面板电阻 102R、104R、106R、108R 区域104:切换电路106 =OLED 电路500 =OELD 显示器510 =OLED 面板520:电压产生器530、1130 功率控制设备632、1132 负载电流估计电路634,1134 =OLED 电流估计电路636、1136 功率估计电路636a、636b 查找表636c 组合单元732a 加总单元732b 乘法器
732c 加总与输出单元734a 最大值单元734b 乘法器734c 最大值与输出单元1136a、1136b 查找表1138:电流限制电路1138a:调光因子判定单元1138b:电流修改单元DF 调光因子Foled, R、Foled, G、Foled, B、Foled, W 加权数值Iload:第一电流值Imax:限制电流值Ioled:第二电流值Lin:图像内容LR, i、LG，i、LB，i、LW，i 原色子像素数据Lvl、Lv2:电平Pvdd:电源电压Pvee:阴极电压S4KKS42O:步骤Vl 第一电压值V2:第二电压值Vboost:升压电压Vex、Vloss 过高电压Vg:控制电压Vload 压降Vofs:偏置电压Voled:最高显示电压Vs 电压值
具体实施例方式请参图1，其绘示主动矩阵型有机发光二极管(organic light-emitting diode, 0LED)面板的基本面板示意图。面板100包含一面板电阻102、一切换电路104及一 OLED 电路106。面板100接收各种不同电平的电压，其包含电源电压Pvdd及阴极电压Pvee。电源电压Pvdd与阴极电压Pvee之间的电压差异表示OLED面板100的升压电压，其可从电压产生器例如升压器(booster)提供。面板电阻102表示位于面板100上的各种元件的总电阻值，如电源电压Pvdd的配线、弹性印刷电路(FPC)的配线、阴极电压Pvee的配线、氧化铟锡(ITO)阴极平面、或电性接触的电阻值。切换电路104包含多个主动开关元件，如薄膜晶体管(thin film transistor, TFT)。切换电路104的主动开关元件接收从图像数据转换而来的多个控制电压Vg，并传导对应的电流以供OLED电路106使用。OLED电路106包含多个OLED元件，这些OLED元件从切换电路104接收对应的电流而受激发光，以产生图像。 本领域技术人员很明显可以了解到，图1的面板100提供作为示范图例，而OLED面板往往比图1更复杂。请参照图2，其绘示图1的面板所使用的升压电压与图像内容的对应电流之间的关系示意图。如图2所示，电流以从左到右的递增顺序配置。区域102R表示面板电阻102 上的压降Vload。区域106R表示多个显示电压的电压范围Vl-Vx，如3. 10-3. 70V。每个显示电压代表一驱动电压，用以传输至OLED电路106的OLED元件，或代表一像素数据，存储在 OLED电路106的OLED元件(当图像或画面待显示于其上时)。显示电压相关于流经OLED 元件的电流。主动开关元件在接收控制电压并导通时操作于饱和区。操作于饱和区的主动开关元件具有实质上固定的压降，约0.5V。由于升压电压在已知中通常是设定于相当高的电平Lvl，故知，如区域104R所示，过高电压Vex会施加在切换电路104的主动开关元件，例如是施加在TFT的漏极-源极接面，从而导致功率消耗的问题。此外，此过高电压Vex还会产生热能，导致元件的加速老化、并缩短OLED面板的寿命。请参照图3，其绘示图1的面板在依据本发明的一实施例时所使用的升压电压与图像内容的对应电流之间的关系示意图。如图3所示，横轴表示从左到右以递增顺序配置的电流。依据本发明的实施例，升压电压可基于图像内容而被调整，并设定在足以允许OLED 面板显示图像的电平。图像例如是视频的每个画面或一个画面。电平可依照不同图像的图像内容而对应地调整。换句话说，如图3所示，升压电压可被设定于比电平Lvl低的电平 Lv2。为了决定电平Lv2，可依据图像的图像内容来决定OLED面板的各种电压。举例而言， 电平Lv2可从OLED面板的三个电压来决定(1)面板电阻102上的压降Vload ；⑵切换电路104上的压降，可视为约0. 5V的偏置电压Vofs ；以及(3)OLED电路106的OLED元件的最高显示电压Voled。依此方式，升压电压可依据待显示图像而被调整，以减少如区域108R 所示的过高电压Vloss。如此，便能降低驱动OLED面板的功率消耗，并降低功率损失。请参照图4，其绘示为依据本发明的一实施例的OLED面板的驱动方法的流程图。 此方法用于OLED面板的功率控制。此方法包含下述步骤。在步骤S410，依据一图像的图像内容估计一电压值，此电压值代表一允许OLED面板显示图像的最小需求电压。在步骤 S420，依据估计的电压值控制一电压产生器以调整一提供至OLED面板的升压电压。依据前述的OLED面板的驱动方法，可估测出OLED面板在显示图像时的最小需求电压的电压值，并以所估测的电压值来调整OLED面板所使用的升压电压。最小需求电压的使用表示升压电压可按照图像内容而被调整至一适当电平，以降低功率消耗。因此，依据本发明实施例来驱动OLED面板可降低功率消耗。请参照图5，其绘示依据本发明的一实施例的OLED显示器的方块图。OELD显示器 500包含一 OLED面板510、一电压产生器520及一功率控制设备530。OLED面板510具有多个用以显示图像的OLED元件。OLED面板510另具有多个开关元件，每一个开关元件与对应的OLED元件可被定义为一子像素。在实作例子中，OLED面板可以是一种具有RGBW彩色滤光片的白色OLED面板。或者，OLED面板例如是一并列(side-by-side，SBS)0LED面板， 其R、G、B OLED材料以并列的方式沉积在面板上而形成图案化的RGB子像素，但本发明并不限于此。电压产生器520提供一升压电压Vboost至OLED面板510。升压电压Vboost譬如以电源电压Pvdd与阴极电压Pvee之间的电压差异来表示，如于图1所示。功率控制设备530依据图像的图像内容Lin估计一电压值Vs。图像内容Lin譬如是图像的图像数据， 或其他从部分或全部图像数据取得的信息。电压值Vs代表一允许OLED面板510显示图像的最小需求电压。最小需求电压譬如是被设定于图3的电平Lv2的升压电压。依据所估计的电压值Vs，功率控制设备530控制电压产生器520以调整提供至OLED面板510的升压电压Vboost。举例而言，功率控制设备530可使用电压值Vs来修改电压产生器520的电压设定，以使电压产生器520将升压电压Vboost设定于电平Lv2。请参照图6，其绘示图5的OLED显示器的功率控制设备在依据本发明的一实施例时的一示例的方块图。功率控制设备530包含一负载电流估计电路632、一 OLED电流估计电路634及一功率估计电路636。负载电流估计电路632依据图像内容Lin估计一第一电流值Iload。第一电流值Iload譬如代表OLED面板在显示图像时的负载电流。OLED电流估计电路634依据图像内容Lin估计一第二电流值Ioled。第二电流值Ioled譬如代表OLED 面板510在显示图像时经过其中一个OLED元件的最大电流。在实作例子中，为了让图6的功率控制设备530估计电流值Iload与Ioled，图像内容Lin例如是从图像数据转换而来的亮度(luminance)值。在有关AMOLED的实作例子中，流经单一像素的电流可被估计为与其驱动电压的平方成比例的数值，并正比于与其子像素的亮度。换句话说，在图6的例子中，子像素的亮度值可从原始图像数据的平方值转换而来，并作为图像内容Lin而被提供至电流估计电路632与634，以进行电流估计。然而，本发明并不限于此。在其他的例子中，图像数据与亮度的转换也可将伽玛修正纳入考虑。除了亮度的信息以外，图像内容Lin可以是其他本领域技术人员用来估计电流值的信息。在有关电流估计电路632与634的操作实例中，电流值Iload与Ioled的估计可使用一加权总和(weighted sum)。加权总和相关于经转换所得的亮度值与多个加权数值。 现在进一步说明于下。在一实施例中，第一电流值Iload可依据属个子像素亮度值与多个对应的加权数值而被估计。每个子像素亮度值可从一对应的原色子像素数据来转换。举例而言，OLED面板510可包含四种原色子像素，其各包含OLED元件及对应的主动开关元件，而第一电流值 Iload可依据第一方程式EQ. 1被估计如下!load ~ ^ ^load,χ . ^ 丄x"￡Q \
x=R,G,B,Wi=\..N^其中11(^表示第一电流值 Iload ；Lx, i (x = R, G，B, W) (i = 1:N)表示 N 像素的四个子像素亮度值；而Fload，x(x = R，G，B, W)表示四个子像素亮度值的四个加权数值。请参照图7，其绘示图6的功率控制设备的负载电流估计电路在依据第一方程式时的一示例的方块图。负载电流估计电路632包含四个加总单元73加、四个乘法器732b 及一加总与输出单元732c。四个加总单元73 接收并加总四原色子像素数据LR，i、LG， i、LB，i、LW，i，并分别传输它们的结果至四个乘法器732b。四个乘法器732b将加总单元 732a的结果分别乘以四个加权数值Fload, R，Fload, G，Fload, B, Fload, W。加总与输出单元732c接收并加总四个乘法器73 的结果，从而产生第一电流值Iload。在一实施例中，第二电流值Ioled可依据多个子像素亮度值与多个对应的加权数值而被估计。相仿于前述在估计第一电流值Iload的是，此例的OLED面板510也可包含四种原色子像素，第二电流值Ioled可依据第二方程式EQ. 2被估计如下
9
权利要求
1.一种有机发光二极管OLED面板的功率控制方法，包含以下步骤依据一图像的图像内容估计一电压值，该电压值代表一允许该OLED面板显示该图像的最小需求电压；以及依据该估计的该电压值控制一电压产生器，以调整一提供至该OLED面板的升压电压。
2.如权利要求1所述的方法，其中估计该电压值的步骤包含依据该图像的图像数据估计一第一电压值，该第一电压值代表该OLED面板在显示该图像时的一压降；以及依据该估计的该第一电压值决定代表该最小需求电压的该电压值。
3.如权利要求2所述的方法，其中估计该第一电压值的步骤包含依据从该图像的该图像数据转换而来的多个亮度(luminance)值来估计一第一电流值，该第一电流值代表该OLED面板在显示该图像时流过的负载电流；以及依据该估计的该第一电流值决定代表该压降的该第一电压值。
4.如权利要求3所述的方法，其中在依据从该图像的该图像数据转换而来的多个亮度值估计该第一电流值的步骤中，依据多个子像素亮度值与多个对应的加权数值估计该第一电流值。
5.如权利要求3所述的方法，其中该第一电压值依据该第一电流值与一查找表而决定。
6.如权利要求1所述的方法，其中估计该最小需求电压的步骤包含依据该图像的图像数据估计一第二电压值，该第二电压值代表该OLED面板在显示该图像时的最高显示电压；以及依据该估计的该第二电压值来决定代表该最小需求电压的该电压值。
7.如权利要求6所述的方法，其中估计代表该最高显示电压的该第二电压值的步骤包含依据从该图像数据转换而来的多个亮度值估计一第二电流值，该第二电流值代表该 OLED面板在显示该图像时流过其多个OLED元件的其中之一的最大电流；以及依据该估计的该第二电流值来决定代表该最高显示电压的该第二电压值。
8.如权利要求7所述的方法，其中在依据从该图像数据转换而来的多个亮度值来估计该第二电流值的步骤中，依据多个子像素亮度值与多个对应的加权数值来估计该第二电流值。
9.如权利要求7所述的方法，其中该第二电压值依据该第二电流值与一查找表而决定。
10.如权利要求1所述的方法，其中估计代表该最小需求电压的该电压值的步骤包含 依据该图像的图像数据来估计一第一电压值，该第一电压值代表该OLED面板在显示该图像时的一压降；依据该图像的该图像数据来估计一第二电压值，该第二电压值代表该OLED面板在显示该图像时的最高显示电压；以及依据该估计的该第一电压值与该第二电压值的组合来决定代表该最小需求电压的该电压值。
11.如权利要求10所述的方法，其中估计该第一电压值的步骤包含依据从该图像数据转换而来的多个亮度值来估计一第一电流值，该第一电流值代表一该OLED面板在显示该图像时所流过的一负载电流；及依据该估计的该第一电流值来决定代表该压降的该第一电压值； 估计该第二电压值的步骤包含依据从该图像数据转换而来的多个亮度值来估计一第二电流值，该第二电流值代表该 OLED面板在显示该图像时流过其多个OLED元件的其中之一的最大电流；及依据该估计的该第二电流值来决定代表该最小需求电压的该第二电压值。
12.如权利要求11所述的方法，还包含限制该估计的该第一电流值与该估计的该第二电流值，其中在决定该第一电压值与该第二电压值的步骤中，分别依据受限制的第一电流值与受限制的第二电流值来决定该第一电压值与该第二电压值。
13.如权利要求12所述的方法，其中限制该估计的该第一电流值与该估计的该第二电流值的步骤包含依据一限制电流值与该第一电流值的一比率来决定一调光因子(dim factor)；以及依据该调光因子来修改该第一电流值与该第二电流值。
14.一种有机发光二极管OLED显示器，包含一 OLED面板，具有多个用以显示一图像的OLED元件；以及一功率控制设备，用以依据该图像的图像内容来估计一电压值，该电压值代表一允许该OLED面板显示该图像的最小需求电压，且该功率控制设备用以依据该估计的该电压值控制一电压产生器，以调整一提供至该OLED面板的升压电压。
15.如权利要求14所述的显示器，其中该功率控制设备包含一负载电流估计电路，用以依据从该图像的图像数据转换而来的多个亮度值来估计一第一电流值，该第一电流值代表该OLED面板在显示该图像时所流过的一负载电流；以及一功率估计电路，用以依据该估计的该第一电流值来决定一第一电压值，该第一电压值代表该OLED面板在显示该图像时的一压降，其中该功率控制设备依据该估计的该第一电压值来决定代表该最小需求电压的该电压值。
16.如权利要求14所述的显示器，其中该功率控制设备包含一 OLED电流估计电路，用以依据从该图像的图像数据转换而来的多个亮度值来估计一第二电流值，该第二电流值代表该OLED面板在显示该图像时流过这些OLED元件的其中之一的最大电流；以及一功率估计电路，用以依据该估计的该第二电流值来决定一第二电压值，该第二电压值代表该OLED面板在显示该图像时的最高显示电压，其中该功率控制设备依据该估计的该第二电压值来决定代表该最小需求电压的该电压值。
17.如权利要求16所述的显示器，其中该第二电流值依据多个子像素亮度值与多个对应的加权数值而被估计。
18.一种有机发光二极管OLED面板的功率控制设备，包含一负载电流估计电路，用以依据一图像的图像内容来估计一第一电流值，该第一电流值相关于该OLED面板在显示该图像时的压降；一 OLED电流估计电路，用以依据该图像的该图像内容来估计一第二电流值，该第二电流值相关于该OLED面板在显示该图像时的最高显示电压；以及一功率估计电路，用以依据该估计的该第一电流值与该第二电流值的一组合来估计一电压值，该电压值代表一允许该OLED面板显示该图像的最小需求电压，且该功率估计电路用以依据该估计的该电压值控制一电压产生器，以调整一提供至该OLED面板的升压电压。
19.如权利要求18所述的设备，还包含一电流限制电路，用以限制该估计的该第一电流值与该估计的该第二电流值；其中该功率估计电路依据该受限制的第一电流值与该受限制的第二电流值来决定该电压值。
20.如权利要求19所述的设备，其中电流限制电路包含一调光因子判定单元，用以依据一限制电流值与该第一电流值的一比率来决定一调光因子；以及一电流修改单元，用以依据该调光因子来修改该第一电流值与该第二电流值。
全文摘要
一种有机发光二极管面板及其功率控制方法及设备，此方法包含多个步骤依据图像的图像内容来估计电压值，电压值代表允许OLED面板显示图像的最小需求电压；以及依据估计的电压值控制电压产生器来调整提供至OLED面板的升压电压。
文档编号G09G3/32GK102347000SQ20111020728
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月22日 优先权日2010年7月23日
发明者爵本.海克斯撮, 瑟孚.蓝比, 隆恩.琳森 申请人:奇美电子股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司
技术领域：
本发明涉及功率控制方法与设备以及有机发光二极管(organic light-emitting diode,0LED)显示器，且特别涉及能调整OLED面板的升压电压的功率控制方法与设备以及 OLED显示器。
背景技术：
一般而言，有机发光二极管(organic light-emitting diode, 0LED)是一种自发光显示元件，其通过电性地激发一种发光的有机化合物而发光。近来，OLED已经受到关注并应用于平面显示器、电视机屏幕、计算机显示器以及便携式电子装置屏幕的领域。当使用于显示器时，OLED相较平面显示器能提供数个优点，例如其自发光能力、广视角、与高亮度。然而，基于OLED的显示器有与功率消耗相关的问题。因为在OLED装置中的不同的电路特性，某些电路比其他电路消耗更多功率。为了确保基于OLED的显示器具有足够功率以显示图像，升压电压或功率电平通常是设定于足以允许OLED式显示器显示所有种类的图像的电平。如此，当显示图像需要低亮度时，传统的作法仍维持相同电平的升压电压。 此时，过高电压被施加至OLED面板，也可说是OLED面板使用了并非如需求的超过的功率而产生额外的热能。此额外的热能是不被期望的，因其导致基于OLED的显示器的功率消耗的问题。
发明内容
本发明涉及一种功率控制方法及设备以及有机发光二极管(organic light-emitting diode, 0LED)显示器，用以调整自电压产生器提供至OLED面板的升压电压，藉以降低驱动OLED面板的功率消耗，并降低功率损失。根据本发明的一方面，提出一种OLED面板的功率控制方法。此方法包含以下步骤依据一图像的图像内容估计一电压值，电压值代表一允许OLED面板显示器图像的最小需求电压；以及依据估计的电压值控制一电压产生器以调整一提供至OLED面板的升压电压。根据本发明的另一方面，提出一种OLED显示器。OLED显示器包含一 OLED面板及一功率控制设备。OLED面板具有多个用以显示一图像的OLED元件。功率控制设备用以依据图像的图像内容来估计一电压值。电压值代表一允许OLED面板显示器图像的最小需求电压。功率控制设备用以依据估计的电压值来控制一电压产生器，以调整一提供至OLED面板的升压电压。根据本发明的另一方面，提出一种OLED面板的功率控制设备。此设备包含一负载电流估计电路、一 OLED电流估计电路及一功率估计电路。负载电流估计电路用以依据一图像的图像内容来估计一第一电流值，第一电流值相关于OLED面板在显示图像时的压降。OLED电流估计电路用以依据图像的图像内容来估计一第二电流值，第二电流值相关于 OLED面板在显示图像时的最高显示电压。功率估计电路用以依据估计的第一电流值与第二电流值的组合来估计一电压值，此电压值代表一允许OLED面板显示图像的最小需求电压。 功率估计电路并用以依据估计的电压值来控制一电压产生器，以调整一提供至OLED面板的升压电压。为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为显示主动矩阵型有机发光二极管面板的基本面板示意图。图2绘示图1的面板所使用的升压电压与图像内容的对应电流之间的关系示意图。图3绘示图1的面板在依据本发明的一实施例时所使用的升压电压与图像内容的对应电流之间的关系示意图。图4绘示为依据本发明的一实施例的OLED面板的驱动方法的流程图。图5绘示依据本发明的一实施例的OLED显示器的方块图。图6绘示图5的OLED显示器的功率控制设备在依据本发明的一实施例时的一示例的方块图。图7绘示图6的功率控制设备的负载电流电路在依据第一方程式时的一示例的方块图。图8绘示图6的功率控制设备的OLED电流估计电路在依据第二方程式时的一示例的方块图。图9绘示图5的OLED显示器的功率控制设备在依据本发明的另一实施例时的一示例的方块图。主要元件符号说明100:0LED 面板102 面板电阻 102R、104R、106R、108R 区域104:切换电路106 =OLED 电路500 =OELD 显示器510 =OLED 面板520:电压产生器530、1130 功率控制设备632、1132 负载电流估计电路634,1134 =OLED 电流估计电路636、1136 功率估计电路636a、636b 查找表636c 组合单元732a 加总单元732b 乘法器
732c 加总与输出单元734a 最大值单元734b 乘法器734c 最大值与输出单元1136a、1136b 查找表1138:电流限制电路1138a:调光因子判定单元1138b:电流修改单元DF 调光因子Foled, R、Foled, G、Foled, B、Foled, W 加权数值Iload:第一电流值Imax:限制电流值Ioled:第二电流值Lin:图像内容LR, i、LG，i、LB，i、LW，i 原色子像素数据Lvl、Lv2:电平Pvdd:电源电压Pvee:阴极电压S4KKS42O:步骤Vl 第一电压值V2:第二电压值Vboost:升压电压Vex、Vloss 过高电压Vg:控制电压Vload 压降Vofs:偏置电压Voled:最高显示电压Vs 电压值
具体实施例方式请参图1，其绘示主动矩阵型有机发光二极管(organic light-emitting diode, 0LED)面板的基本面板示意图。面板100包含一面板电阻102、一切换电路104及一 OLED 电路106。面板100接收各种不同电平的电压，其包含电源电压Pvdd及阴极电压Pvee。电源电压Pvdd与阴极电压Pvee之间的电压差异表示OLED面板100的升压电压，其可从电压产生器例如升压器(booster)提供。面板电阻102表示位于面板100上的各种元件的总电阻值，如电源电压Pvdd的配线、弹性印刷电路(FPC)的配线、阴极电压Pvee的配线、氧化铟锡(ITO)阴极平面、或电性接触的电阻值。切换电路104包含多个主动开关元件，如薄膜晶体管(thin film transistor, TFT)。切换电路104的主动开关元件接收从图像数据转换而来的多个控制电压Vg，并传导对应的电流以供OLED电路106使用。OLED电路106包含多个OLED元件，这些OLED元件从切换电路104接收对应的电流而受激发光，以产生图像。 本领域技术人员很明显可以了解到，图1的面板100提供作为示范图例，而OLED面板往往比图1更复杂。请参照图2，其绘示图1的面板所使用的升压电压与图像内容的对应电流之间的关系示意图。如图2所示，电流以从左到右的递增顺序配置。区域102R表示面板电阻102 上的压降Vload。区域106R表示多个显示电压的电压范围Vl-Vx，如3. 10-3. 70V。每个显示电压代表一驱动电压，用以传输至OLED电路106的OLED元件，或代表一像素数据，存储在 OLED电路106的OLED元件(当图像或画面待显示于其上时)。显示电压相关于流经OLED 元件的电流。主动开关元件在接收控制电压并导通时操作于饱和区。操作于饱和区的主动开关元件具有实质上固定的压降，约0.5V。由于升压电压在已知中通常是设定于相当高的电平Lvl，故知，如区域104R所示，过高电压Vex会施加在切换电路104的主动开关元件，例如是施加在TFT的漏极-源极接面，从而导致功率消耗的问题。此外，此过高电压Vex还会产生热能，导致元件的加速老化、并缩短OLED面板的寿命。请参照图3，其绘示图1的面板在依据本发明的一实施例时所使用的升压电压与图像内容的对应电流之间的关系示意图。如图3所示，横轴表示从左到右以递增顺序配置的电流。依据本发明的实施例，升压电压可基于图像内容而被调整，并设定在足以允许OLED 面板显示图像的电平。图像例如是视频的每个画面或一个画面。电平可依照不同图像的图像内容而对应地调整。换句话说，如图3所示，升压电压可被设定于比电平Lvl低的电平 Lv2。为了决定电平Lv2，可依据图像的图像内容来决定OLED面板的各种电压。举例而言， 电平Lv2可从OLED面板的三个电压来决定(1)面板电阻102上的压降Vload ；⑵切换电路104上的压降，可视为约0. 5V的偏置电压Vofs ；以及(3)OLED电路106的OLED元件的最高显示电压Voled。依此方式，升压电压可依据待显示图像而被调整，以减少如区域108R 所示的过高电压Vloss。如此，便能降低驱动OLED面板的功率消耗，并降低功率损失。请参照图4，其绘示为依据本发明的一实施例的OLED面板的驱动方法的流程图。 此方法用于OLED面板的功率控制。此方法包含下述步骤。在步骤S410，依据一图像的图像内容估计一电压值，此电压值代表一允许OLED面板显示图像的最小需求电压。在步骤 S420，依据估计的电压值控制一电压产生器以调整一提供至OLED面板的升压电压。依据前述的OLED面板的驱动方法，可估测出OLED面板在显示图像时的最小需求电压的电压值，并以所估测的电压值来调整OLED面板所使用的升压电压。最小需求电压的使用表示升压电压可按照图像内容而被调整至一适当电平，以降低功率消耗。因此，依据本发明实施例来驱动OLED面板可降低功率消耗。请参照图5，其绘示依据本发明的一实施例的OLED显示器的方块图。OELD显示器 500包含一 OLED面板510、一电压产生器520及一功率控制设备530。OLED面板510具有多个用以显示图像的OLED元件。OLED面板510另具有多个开关元件，每一个开关元件与对应的OLED元件可被定义为一子像素。在实作例子中，OLED面板可以是一种具有RGBW彩色滤光片的白色OLED面板。或者，OLED面板例如是一并列(side-by-side，SBS)0LED面板， 其R、G、B OLED材料以并列的方式沉积在面板上而形成图案化的RGB子像素，但本发明并不限于此。电压产生器520提供一升压电压Vboost至OLED面板510。升压电压Vboost譬如以电源电压Pvdd与阴极电压Pvee之间的电压差异来表示，如于图1所示。功率控制设备530依据图像的图像内容Lin估计一电压值Vs。图像内容Lin譬如是图像的图像数据， 或其他从部分或全部图像数据取得的信息。电压值Vs代表一允许OLED面板510显示图像的最小需求电压。最小需求电压譬如是被设定于图3的电平Lv2的升压电压。依据所估计的电压值Vs，功率控制设备530控制电压产生器520以调整提供至OLED面板510的升压电压Vboost。举例而言，功率控制设备530可使用电压值Vs来修改电压产生器520的电压设定，以使电压产生器520将升压电压Vboost设定于电平Lv2。请参照图6，其绘示图5的OLED显示器的功率控制设备在依据本发明的一实施例时的一示例的方块图。功率控制设备530包含一负载电流估计电路632、一 OLED电流估计电路634及一功率估计电路636。负载电流估计电路632依据图像内容Lin估计一第一电流值Iload。第一电流值Iload譬如代表OLED面板在显示图像时的负载电流。OLED电流估计电路634依据图像内容Lin估计一第二电流值Ioled。第二电流值Ioled譬如代表OLED 面板510在显示图像时经过其中一个OLED元件的最大电流。在实作例子中，为了让图6的功率控制设备530估计电流值Iload与Ioled，图像内容Lin例如是从图像数据转换而来的亮度(luminance)值。在有关AMOLED的实作例子中，流经单一像素的电流可被估计为与其驱动电压的平方成比例的数值，并正比于与其子像素的亮度。换句话说，在图6的例子中，子像素的亮度值可从原始图像数据的平方值转换而来，并作为图像内容Lin而被提供至电流估计电路632与634，以进行电流估计。然而，本发明并不限于此。在其他的例子中，图像数据与亮度的转换也可将伽玛修正纳入考虑。除了亮度的信息以外，图像内容Lin可以是其他本领域技术人员用来估计电流值的信息。在有关电流估计电路632与634的操作实例中，电流值Iload与Ioled的估计可使用一加权总和(weighted sum)。加权总和相关于经转换所得的亮度值与多个加权数值。 现在进一步说明于下。在一实施例中，第一电流值Iload可依据属个子像素亮度值与多个对应的加权数值而被估计。每个子像素亮度值可从一对应的原色子像素数据来转换。举例而言，OLED面板510可包含四种原色子像素，其各包含OLED元件及对应的主动开关元件，而第一电流值 Iload可依据第一方程式EQ. 1被估计如下!load ~ ^ ^load,χ . ^ 丄x"￡Q \
x=R,G,B,Wi=\..N^其中11(^表示第一电流值 Iload ；Lx, i (x = R, G，B, W) (i = 1:N)表示 N 像素的四个子像素亮度值；而Fload，x(x = R，G，B, W)表示四个子像素亮度值的四个加权数值。请参照图7，其绘示图6的功率控制设备的负载电流估计电路在依据第一方程式时的一示例的方块图。负载电流估计电路632包含四个加总单元73加、四个乘法器732b 及一加总与输出单元732c。四个加总单元73 接收并加总四原色子像素数据LR，i、LG， i、LB，i、LW，i，并分别传输它们的结果至四个乘法器732b。四个乘法器732b将加总单元 732a的结果分别乘以四个加权数值Fload, R，Fload, G，Fload, B, Fload, W。加总与输出单元732c接收并加总四个乘法器73 的结果，从而产生第一电流值Iload。在一实施例中，第二电流值Ioled可依据多个子像素亮度值与多个对应的加权数值而被估计。相仿于前述在估计第一电流值Iload的是，此例的OLED面板510也可包含四种原色子像素，第二电流值Ioled可依据第二方程式EQ. 2被估计如下
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权利要求
1.一种有机发光二极管OLED面板的功率控制方法，包含以下步骤依据一图像的图像内容估计一电压值，该电压值代表一允许该OLED面板显示该图像的最小需求电压；以及依据该估计的该电压值控制一电压产生器，以调整一提供至该OLED面板的升压电压。
2.如权利要求1所述的方法，其中估计该电压值的步骤包含依据该图像的图像数据估计一第一电压值，该第一电压值代表该OLED面板在显示该图像时的一压降；以及依据该估计的该第一电压值决定代表该最小需求电压的该电压值。
3.如权利要求2所述的方法，其中估计该第一电压值的步骤包含依据从该图像的该图像数据转换而来的多个亮度(luminance)值来估计一第一电流值，该第一电流值代表该OLED面板在显示该图像时流过的负载电流；以及依据该估计的该第一电流值决定代表该压降的该第一电压值。
4.如权利要求3所述的方法，其中在依据从该图像的该图像数据转换而来的多个亮度值估计该第一电流值的步骤中，依据多个子像素亮度值与多个对应的加权数值估计该第一电流值。
5.如权利要求3所述的方法，其中该第一电压值依据该第一电流值与一查找表而决定。
6.如权利要求1所述的方法，其中估计该最小需求电压的步骤包含依据该图像的图像数据估计一第二电压值，该第二电压值代表该OLED面板在显示该图像时的最高显示电压；以及依据该估计的该第二电压值来决定代表该最小需求电压的该电压值。
7.如权利要求6所述的方法，其中估计代表该最高显示电压的该第二电压值的步骤包含依据从该图像数据转换而来的多个亮度值估计一第二电流值，该第二电流值代表该 OLED面板在显示该图像时流过其多个OLED元件的其中之一的最大电流；以及依据该估计的该第二电流值来决定代表该最高显示电压的该第二电压值。
8.如权利要求7所述的方法，其中在依据从该图像数据转换而来的多个亮度值来估计该第二电流值的步骤中，依据多个子像素亮度值与多个对应的加权数值来估计该第二电流值。
9.如权利要求7所述的方法，其中该第二电压值依据该第二电流值与一查找表而决定。
10.如权利要求1所述的方法，其中估计代表该最小需求电压的该电压值的步骤包含 依据该图像的图像数据来估计一第一电压值，该第一电压值代表该OLED面板在显示该图像时的一压降；依据该图像的该图像数据来估计一第二电压值，该第二电压值代表该OLED面板在显示该图像时的最高显示电压；以及依据该估计的该第一电压值与该第二电压值的组合来决定代表该最小需求电压的该电压值。
11.如权利要求10所述的方法，其中估计该第一电压值的步骤包含依据从该图像数据转换而来的多个亮度值来估计一第一电流值，该第一电流值代表一该OLED面板在显示该图像时所流过的一负载电流；及依据该估计的该第一电流值来决定代表该压降的该第一电压值； 估计该第二电压值的步骤包含依据从该图像数据转换而来的多个亮度值来估计一第二电流值，该第二电流值代表该 OLED面板在显示该图像时流过其多个OLED元件的其中之一的最大电流；及依据该估计的该第二电流值来决定代表该最小需求电压的该第二电压值。
12.如权利要求11所述的方法，还包含限制该估计的该第一电流值与该估计的该第二电流值，其中在决定该第一电压值与该第二电压值的步骤中，分别依据受限制的第一电流值与受限制的第二电流值来决定该第一电压值与该第二电压值。
13.如权利要求12所述的方法，其中限制该估计的该第一电流值与该估计的该第二电流值的步骤包含依据一限制电流值与该第一电流值的一比率来决定一调光因子(dim factor)；以及依据该调光因子来修改该第一电流值与该第二电流值。
14.一种有机发光二极管OLED显示器，包含一 OLED面板，具有多个用以显示一图像的OLED元件；以及一功率控制设备，用以依据该图像的图像内容来估计一电压值，该电压值代表一允许该OLED面板显示该图像的最小需求电压，且该功率控制设备用以依据该估计的该电压值控制一电压产生器，以调整一提供至该OLED面板的升压电压。
15.如权利要求14所述的显示器，其中该功率控制设备包含一负载电流估计电路，用以依据从该图像的图像数据转换而来的多个亮度值来估计一第一电流值，该第一电流值代表该OLED面板在显示该图像时所流过的一负载电流；以及一功率估计电路，用以依据该估计的该第一电流值来决定一第一电压值，该第一电压值代表该OLED面板在显示该图像时的一压降，其中该功率控制设备依据该估计的该第一电压值来决定代表该最小需求电压的该电压值。
16.如权利要求14所述的显示器，其中该功率控制设备包含一 OLED电流估计电路，用以依据从该图像的图像数据转换而来的多个亮度值来估计一第二电流值，该第二电流值代表该OLED面板在显示该图像时流过这些OLED元件的其中之一的最大电流；以及一功率估计电路，用以依据该估计的该第二电流值来决定一第二电压值，该第二电压值代表该OLED面板在显示该图像时的最高显示电压，其中该功率控制设备依据该估计的该第二电压值来决定代表该最小需求电压的该电压值。
17.如权利要求16所述的显示器，其中该第二电流值依据多个子像素亮度值与多个对应的加权数值而被估计。
18.一种有机发光二极管OLED面板的功率控制设备，包含一负载电流估计电路，用以依据一图像的图像内容来估计一第一电流值，该第一电流值相关于该OLED面板在显示该图像时的压降；一 OLED电流估计电路，用以依据该图像的该图像内容来估计一第二电流值，该第二电流值相关于该OLED面板在显示该图像时的最高显示电压；以及一功率估计电路，用以依据该估计的该第一电流值与该第二电流值的一组合来估计一电压值，该电压值代表一允许该OLED面板显示该图像的最小需求电压，且该功率估计电路用以依据该估计的该电压值控制一电压产生器，以调整一提供至该OLED面板的升压电压。
19.如权利要求18所述的设备，还包含一电流限制电路，用以限制该估计的该第一电流值与该估计的该第二电流值；其中该功率估计电路依据该受限制的第一电流值与该受限制的第二电流值来决定该电压值。
20.如权利要求19所述的设备，其中电流限制电路包含一调光因子判定单元，用以依据一限制电流值与该第一电流值的一比率来决定一调光因子；以及一电流修改单元，用以依据该调光因子来修改该第一电流值与该第二电流值。
全文摘要
一种有机发光二极管面板及其功率控制方法及设备，此方法包含多个步骤依据图像的图像内容来估计电压值，电压值代表允许OLED面板显示图像的最小需求电压；以及依据估计的电压值控制电压产生器来调整提供至OLED面板的升压电压。
文档编号G09G3/32GK102347000SQ20111020728
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月22日 优先权日2010年7月23日
发明者爵本.海克斯撮, 瑟孚.蓝比, 隆恩.琳森 申请人:奇美电子股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司
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