專利名稱：有源矩陣顯示器的驅動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種顯示技術，并且特別涉及用于諸如有源矩陣有機發(fā)光二極體(AMOLED)顯示器等有源矩陣顯示器的驅動系統(tǒng)。
背景技術：
以矩陣方式排布有大量像素(或子像素)的顯示裝置已被廣泛使用于各種應用中。這樣的顯示裝置包括具有像素的面板和用于控制該面板的周邊電路。一般地，各像素由掃描線和數(shù)據(jù)線的交叉點來限定，并且周邊電路包括用于掃描上述掃描線的柵極驅動器和用于向上述數(shù)據(jù)線提供圖像數(shù)據(jù)的源極驅動器。源極驅動器可包括用于控制各像素的灰度(gray scale)的伽馬校正(gamma correction)電路。為了顯示巾貞,源極驅動器和柵極驅動器分別向相應的數(shù)據(jù)線和相應的掃描線提供數(shù)據(jù)信號和掃描信號。于是，各像素將會顯示出預定的亮度(brightness)和顏色。近年來，因為有機發(fā)光器件(OLED)的耗電通常較低，所以使用這樣的有機發(fā)光器件的矩陣顯示器已被廣泛應用于諸如手持設備、移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)和相機等小型電子設備中。然而，基于OLED的像素的輸出的品質會受到驅動晶體管的特性以及OLED自身的特性的影響，所述驅動晶體管一般是由非晶硅或多晶硅制備的。特別地，這種晶體管的閾值電壓和遷移率往往隨著像素的老化而變化。此外，驅動晶體管的性能可能受到溫度的影響。為了維持圖像品質，必須通過調節(jié)對于像素的編程電壓(programming voltage)來補償上述這些參數(shù)。當通過基于OLED的像素產(chǎn)生較高電平的編程電壓和由此得出的較高的照度(luminance)時，通過改變編程電壓來進行的補償是更有效的。然而，照度等級很大程度上是由像素的圖像數(shù)據(jù)的亮度等級規(guī)定的，而在圖像數(shù)據(jù)的參數(shù)的范圍內(nèi)，可能無法實現(xiàn)所期望的更高等級的用于更有效補償?shù)恼斩?br/>發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個實施例，通過如下方式使用原始灰度圖像數(shù)據(jù)來驅動具有像素的顯示器:(1)將各幀至少分為第一子幀和第二子幀；以及(2)向各所述像素供給驅動電流。所述原始灰度圖像數(shù)據(jù)代表著將要以連續(xù)幀顯示出來的圖像，所述像素包括驅動晶體管和有機發(fā)光器件。關于所述驅動電流:(a)對于在第一預選范圍內(nèi)的原始灰度值，所述第一子巾貞中的所述驅動電流高于所述第二子幀中的所述驅動電流；(b)對于在第二預選范圍內(nèi)的原始灰度值，所述第二子幀中的所述驅動電流高于所述第一子幀中的所述驅動電流。所述顯示器可以是有源矩陣顯示器，并且優(yōu)選是AMOLED顯示器。在一個實施例中，各幀的所述原始灰度值被轉換為所述第一子幀和所述第二子幀的第一子幀灰度值和第二子幀灰度值，并且在所述第一子幀和所述第二子幀的期間內(nèi)供給至所述像素的所述驅動電流是基于所述第一子幀灰度值和所述第二子幀灰度值而定的?？梢灶A選所述第一子幀灰度值和所述第二子幀灰度值，以在該幀的期間內(nèi)產(chǎn)生如下像素照度:所述像素照度與該幀的所述原始灰度值具有預定的伽馬關系(例如，伽馬2.2曲線)。


在參照附圖且閱讀以下的詳細說明的基礎上，本發(fā)明的前述優(yōu)點和其它優(yōu)點將是顯而易見的。圖1是AMOLED顯示系統(tǒng)的框圖。圖2是圖1中AMOLED顯示器的像素驅動器電路的框圖。圖3是與圖1相似的框圖，但圖3更詳細地示出了源極驅動器。圖4A和圖4B是時序圖，圖示了一個完整幀的時間周期和在該完整幀時間周期內(nèi)的兩個子幀時間周期。圖5的(a)至(d)是一個像素在圖4A和圖4B的時間周期內(nèi)以兩種不同的驅動模式以及在被兩種不同的灰度值驅動時產(chǎn)生的照度的一系列圖解。圖6圖示了對于不同的灰度值，在兩種不同的驅動模式中使用的兩種不同的伽馬曲線。圖7圖示了用來將落入預選的低范圍內(nèi)的灰度數(shù)據(jù)映射至更高的灰度值的示例值。圖8是當原始灰度圖像數(shù)據(jù)處于兩個不同范圍中的任一者中時，用來在圖4A和圖4B中所示的兩個子幀時間周期內(nèi)驅動任何給定的像素的數(shù)據(jù)的圖解。圖9是由源極驅動器執(zhí) 行的用于將落入低范圍內(nèi)的原始灰度圖像數(shù)據(jù)轉換為更高的灰度值的處理的流程圖。圖10是由源極驅動器執(zhí)行的用于在兩種不同的操作模式中的任一者下向像素提供驅動數(shù)據(jù)的處理的流程圖。圖11是添加了平滑函數(shù)的與圖10中所示的處理相同的處理的流程圖。圖12圖示了源極驅動器中的處理電路中的多個查找表的使用。圖13是在圖1中的AMOLED顯示器的混合驅動模式下在幀間隔的期間內(nèi)被發(fā)送至各行的編程信號的時序圖。圖14A是對于使用單脈沖的混合驅動模式，示出了編程時間和非編程時間的用于行和列驅動信號的時序圖。圖14B是對于使用雙脈沖的混合驅動模式，示出了編程時間和非編程時間的用于行和列驅動信號的時序圖。圖15圖示了多個查找表和多個伽馬曲線的使用。圖16A是無滯后的自動亮度控制的圖1中所示AMOLED顯示器的照度等級圖。圖16B是有滯后的自動亮度控制的圖1中所示AMOLED顯示器的照度等級圖。圖17A至圖17E是變形的驅動方案的圖解。圖18是在另一變形的驅動方案中對于兩種不同的子巾貞,原始輸入灰度值與轉換后的灰度值之間的關系曲線。
具體實施例方式本發(fā)明可以有各種變形例和替代形式，借助附圖中的示例已經(jīng)示出了具體的實施例并且在這里將對其進行詳細說明。然而，應當理解，本發(fā)明并不限于所公開的特殊形式。恰恰相反，本發(fā)明旨在覆蓋落入由隨附的權利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有變形例、等同物和替代物。圖1是具有有源矩陣區(qū)域或像素陣列102的電子顯示系統(tǒng)100，在像素陣列102中，以行列結構布置有像素104的陣列。為易于說明，僅示出了 3行和3列。在像素陣列102這個有源矩陣區(qū)域之外的是布置有用于驅動和控制像素陣列102的周邊電路的周邊區(qū)域106。該周邊電路包括:柵極或地址驅動器電路108 ;源極或數(shù)據(jù)驅動器電路110 ;控制器112 ;和電源電壓(例如，Vdd)驅動器114。控制器112控制柵極驅動器108、源極驅動器110和電源電壓驅動器114。柵極驅動器108在控制器112的控制下，對地址或選擇線SEL[i]、SEL[i+l]等進行操作，每條選擇線對應于像素陣列102中的一行像素104。視頻源120將處理過的視頻數(shù)據(jù)饋送至控制器112以便顯示在顯示系統(tǒng)100上。視頻源120代表來自使用顯示系統(tǒng)100的設備(例如計算機、移動電話、PDA等)的任何視頻輸出?？刂破?12將處理過的視頻數(shù)據(jù)轉換為對于顯示系統(tǒng)100中的像素104的適當?shù)碾妷壕幊绦畔?。在下述的像素共用構造中，柵極或地址驅動器電路108還能夠任選地操作全局選擇線GSEL[j]和/GSEL[j]，全局選擇線對像素陣列102中的多行像素104 (諸如每三行像素104)進行操作。源極驅動器電路110在控制器112的控制下對電壓數(shù)據(jù)線Vdata[k]、Vdata[k+1]等進行操作，每條電壓數(shù)據(jù)線對應于像素陣列102中的一列像素104。電壓數(shù)據(jù)線將表示像素104中各發(fā)光器件的亮度(灰階)的電壓編程信息運送至各像素104。在各像素104中，諸如電容器等存儲元件存儲該電壓編程信息直至發(fā)光或驅動周期開啟發(fā)光器件。電源電壓驅動器114在控制器112的控制下控制電源電壓(EL_Vdd)線上的電壓的電平，每條電源電壓線對應于像素陣列102中的一行像素104。或者，電壓驅動器114可針對像素陣列102中的各行像素104或像素陣列102中的各列像素104個別地控制電源電壓的電平。眾所周知，對于特定的幀，顯示系統(tǒng)100中的各像素104都需要以表示該像素104中的有機發(fā)光器件(OLED)的亮度(灰階)的信息進行編程。一幀限定了包括編程周期(或階段)以及驅動或發(fā)光周期( 或階段)的時間周期，在所述編程周期(或階段)的期間內(nèi)，以表示亮度的編程電壓對顯示系統(tǒng)100中的每一個像素都進行編程；在所述驅動或發(fā)光周期(或階段)的期間內(nèi)，各像素中的各發(fā)光器件被開啟以與存儲元件中所存儲的編程電壓相稱的亮度發(fā)光。因此，一幀是構成顯示系統(tǒng)100上所顯示的完整的移動畫面的許多靜止圖像中的一個靜止圖像。至少存在有兩種用于編程和驅動像素的方案:逐行方案或逐幀方案。在逐行編程中，對一行像素進行編程然后進行驅動，此后才對下一行像素進行編程和驅動。在逐幀編程中，首先對顯示系統(tǒng)100中的所有像素行進行編程，并且所有像素是逐行驅動的。上述兩種方案中的任一種方案都能夠在每一幀的開頭或結尾處采用簡短的垂直消隱時間(vertical blanking time),在該垂直消隱時間內(nèi)像素既不被編程也不被驅動。位于像素陣列102外部的部件可在布置有像素陣列102的同一物理基板上被布置于像素陣列102周圍的周邊區(qū)域106中。這些部件包括柵極驅動器108、源極驅動器110和電源電壓控制器114?；蛘?，周邊區(qū)域中的一些部件可與像素陣列102布置在同一基板上，而另一些部件布置在另一基板上，或者周邊區(qū)域中的所有部件都布置在與布置有像素陣列102的基板不同的其他基板上。柵極驅動器108、源極驅動器110和電源電壓控制器114 一起組成了顯示驅動器電路。一些構造情況中的顯示驅動器電路可能包括柵極驅動器108和源極驅動器110,但不包括電源電壓控制器114?？刂破?12包括用于存儲各種查找表和其它數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲器(未圖示)，所述其它數(shù)據(jù)用于例如對諸如溫度、閾值電壓變化和遷移率變化等效果的補償?shù)裙δ?。與傳統(tǒng)AMOLED不同，顯示系統(tǒng)100使得在幀周期的一部分的期間內(nèi)能夠使用像素104的較高照度，而在該幀周期的其它部分中則不發(fā)光。在幀周期的有限時間的期間內(nèi)的較高照度導致了一幀的像素的所需亮度，但較高等級的照度有助于由控制器112進行的對驅動晶體管的參數(shù)變化的補償。顯示系統(tǒng)100也包括連接至控制器112的光傳感器130。光傳感器130可以是如本示例中那樣的位于像素陣列102附近的單個傳感器?；蛘?，光傳感器130可以是多個傳感器以使得在像素陣列102的各個角部都有一個傳感器。另外，光傳感器130或多個傳感器可嵌入在像素陣列102所處基板的同一基板中，或者在像素陣列102之上具有其自己的基板。如將要說明的那樣，光傳感器130使得能夠根據(jù)環(huán)境光條件來調節(jié)顯示系統(tǒng)100的總體亮度。圖2是用于像素(諸如圖1中的像素104)的簡單的個別的驅動器電路140的電路圖。如上所述，圖1中像素陣列102中的每一個像素104由圖2中的驅動器電路140驅動。驅動器電路140包括連接到有機發(fā)光器件(OLED) 202的驅動晶體管200。在這個例子中，有機發(fā)光器件202由發(fā)光的有機材料制備，該發(fā)光的有機材料是由電流激活的并且其亮度是電流大小的函數(shù)。電源電壓輸入端204與驅動晶體管200的漏極連接。電源電壓輸入端204和驅動晶體管200 —起產(chǎn)生發(fā)光器件202中的電流。該電流的大小可通過連接至驅動晶體管200的柵極的編程電壓輸入端206來控制。編程電壓輸入端206因而與圖1中的源極驅動器110相連。在這個例子中，驅動晶體管200是由氫化的非晶硅制備的薄膜晶體管。在簡單的驅動器電路140中可添加例如電容和晶體管等其它的電路部件(未圖示)，以使得能夠利用諸如由圖1中的柵極驅動器108輸入的那些信號等各種使能信號、選擇信號和控制信號來使像素工 作。這些部件用于像素的更快速編程、在不同的幀的期間內(nèi)保持像素的編程、以及其它功能。參照圖3，圖示了源極驅動器310，源極驅動器310向數(shù)據(jù)線DL供給數(shù)據(jù)線電壓，以對連接至該數(shù)據(jù)線DL的所選的像素進行編程。控制器312向源極驅動器310提供原始灰度圖像數(shù)據(jù)、至少一種操作時序信號和模式信號(混合或常規(guī)驅動模式)。柵極驅動器308和源極驅動器310每一者或它們的組合可以由單片的半導體集成電路(IC)芯片制造。源極驅動器310包括時序接口(I/F)342、數(shù)據(jù)接口(I/F) 324、伽馬校正電路340、處理電路330、存儲器320和數(shù)模轉換器(DAC) 322。存儲器320是用于存儲灰度圖像數(shù)據(jù)的例如圖形隨機存取存儲器(GRAM)。DAC322包括解碼器，該解碼器用來將從GRAM320讀取的灰度圖像數(shù)據(jù)轉換為與想要讓像素發(fā)光的照度對應的電壓。DAC322可以是CMOS數(shù)模轉換器。源極驅動器310通過數(shù)據(jù)I/F324接收原始灰度圖像數(shù)據(jù)，并且選擇開關334決定是將該數(shù)據(jù)直接供給至GRAM320 (被稱為常規(guī)模式)，還是供給至處理電路330 (被稱為混合模式)。例如通過利用混合查找表(Look-Up-Table，LUT) 332將供給至處理電路330的數(shù)據(jù)從典型的8位原始數(shù)據(jù)轉換為9位混合數(shù)據(jù)，該混合LUT332存儲在可以是處理電路330的一部分的永久性存儲器中或者存儲在諸如只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除只讀存儲器(EEPROM)、閃存等單獨的存儲裝置中。附加位表示各灰度數(shù)是位于預定的低灰度范圍LG內(nèi)還是位于預定的高灰度范圍HG內(nèi)。GRAM320將常規(guī)驅動模式下的原始8位數(shù)據(jù)以及混合驅動模式下的轉換后的9位數(shù)據(jù)提供給DAC322。伽馬校正電路340將如下信號提供給DAC322:這樣的信號指示當DAC322把來自GRAM320的數(shù)字信號轉換為用于數(shù)據(jù)線DL的模擬信號時將要由DAC322執(zhí)行的所期望的伽馬校正。執(zhí)行伽馬校正的DAC在顯示器行業(yè)中是眾所周知的。源極驅動器310的操作是通過從控制器312經(jīng)由時序I/F342供給至伽馬校正電路340的一個或多個時序信號來控制的。例如，可以將源極驅動器310控制成使得在常規(guī)驅動模式下在整個幀時T的期間內(nèi)都根據(jù)灰度圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生相同的照度，并且在混合驅動模式下在子幀周期Tl和T2的期間內(nèi)產(chǎn)生不同的照度等級以產(chǎn)生與常規(guī)驅動模式下相同的凈照度(net luminance)。在混合驅動模式下，處理電路330將處于預定的低灰度范圍LG內(nèi)的原始灰度數(shù)據(jù)轉換或映射至較高灰度值，從而使得由源自于任一范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)驅動的像素得到適當?shù)难a償，以在幀時T的期間內(nèi)形成均勻的顯示。該補償增加了由源自于低灰度范圍LG中的原始灰度圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)驅動的像素的照度，但是減少了這些像素的驅動時間，從而使得這些像素在整個幀時T內(nèi)的平均照度處于期望的等級。具體地，當原始灰度值處于預選的高灰度范圍HG內(nèi)時，該像素在整個幀時周期T內(nèi)的較大部分(例如圖5的(c)中所示的3/4T部分)的期間內(nèi)被驅動發(fā)光。當原始灰度值處于低灰度范圍LG內(nèi)時，該像素在整個幀時周期T的較小部分(例如圖5的(d)中所示的1/4T部分)的期間內(nèi)被驅動發(fā)光，以減小其中施加有增大的電壓的幀時。圖6圖示了將1-99低灰度范圍LG中的原始灰度值映射到102-245較高范圍內(nèi)的相應值的例子。在混合驅動模式下，將一幀分為兩個子幀時間周期Tl和T2。一個完整幀的持續(xù)時間為T，一個子幀時間周期的持續(xù)時間為Tl = α T，另一個子幀時間周期的持續(xù)時間為Τ2= (1-α)Τ，所以Τ = Τ1+Τ2。在圖5中所示的例子中，α = 3/4，因而Tl = (3/4)Τ，Τ2= (1/4)Τ。α的值不限于3/4而是可以變化的。如下所述，位于低灰度范圍LG中的原始灰度數(shù)據(jù)被轉換為在周期Τ2內(nèi)使用的高灰度數(shù)據(jù)。子幀周期的操作時序可由供給至時序I/F342的時序控制信號來控制。應當理解，通過具有不同數(shù)量的灰度范圍(向各范圍分配了不同的時間周期)，可以使用多于兩個的子幀時間周期。在圖5的(a)所示的例子中，LI表示當選擇常規(guī)驅動模式時，位于高灰度范圍HG內(nèi)的原始灰度數(shù)據(jù)在幀周期T的期間內(nèi)產(chǎn)生的平均照度。在圖5的(b)中，L3表示在常規(guī)驅動模式下，位于低灰度范圍LG內(nèi)的原始灰度數(shù)據(jù)在幀周期T的期間內(nèi)產(chǎn)生的平均照度。在圖5的(c)中，L2表示當選擇混合驅動模式時，位于高灰度范圍HG中的原始灰度數(shù)據(jù)在子幀周期Tl的期間內(nèi)的平均照度。在圖5的(d)中，L4表示當選擇混合驅動模式時，位于低灰度范圍LG中的原始灰度數(shù)據(jù)在子幀周期T2的期間內(nèi)的平均照度。由圖5的(c)和(d)中所示的子幀照度在整個幀周期T內(nèi)產(chǎn)生的平均照度分別與圖5的(a)和(b)中所示的整個幀周期T內(nèi)的照度相同，因為L2 = (4/3)LI，L4 = 4L3。如果原始灰度圖像數(shù)據(jù)位于低灰度范圍LG內(nèi)，那么源極驅動器310將與子幀周期T2中的黑電平(“O”)相對應的數(shù)據(jù)線電壓提供給數(shù)據(jù)線DL。如果原始灰度圖像數(shù)據(jù)位于高灰度范圍HG內(nèi)，那么源極驅動器310將與子幀周期Tl中的黑電平(“O”)相對應的數(shù)據(jù)線電壓提供給數(shù)據(jù)線 DL。
圖6圖示了 DAC322響應于由伽馬校正電路340提供至DAC322的控制信號而執(zhí)行的伽馬校正。源極驅動器310在混合驅動模式下使用用于伽馬校正的第一伽馬曲線4，而在常規(guī)驅動模式下使用用于伽馬校正的第二伽馬曲線6。在混合驅動模式下，低灰度范圍LG中的值被轉換為較高的灰度值，接著根據(jù)同一伽馬曲線4對轉換后的那些灰度值和落入在高灰度范圍HG內(nèi)的原始灰度值進行伽馬校正。經(jīng)過伽馬校正后的值從DAC322輸出至數(shù)據(jù)線DL并用作像素104的驅動信號，經(jīng)過伽馬校正后的高范圍值在第一子幀周期Tl內(nèi)驅動它們的像素，經(jīng)過轉換和伽馬校正后的低范圍值在第二子幀周期T2內(nèi)驅動它們的像素。在常規(guī)驅動模式下，根據(jù)第二伽馬曲線6對所有的原始灰度值進行伽馬校正。從圖6可以看出，在混合驅動模式中使用的伽馬曲線4所產(chǎn)生的伽馬校正后的值高于在常規(guī)驅動模式中使用的伽馬曲線6所產(chǎn)生的伽馬校正后的值。在混合驅動模式中產(chǎn)生的較高值補償了在該模式下使用的子幀周期Tl和T2的期間內(nèi)較短的驅動時間。顯示系統(tǒng)100將灰度分為低灰度范圍LG和高灰度范圍HG。具體地，如果像素的原始灰度值大于或等于參考值D (ref)，那么就認為此數(shù)據(jù)是高灰度范圍HG。如果原始灰度值小于參考值D (ref)，那么就認為此數(shù)據(jù)是低灰度范圍LG。在圖6所示的例子中，參考值D(ref)被設定為100。如圖6和圖7所示，通過使用圖3的混合LUT332來實施灰度轉換。圖7中示出了混合LUT332的一個例子，其中低灰度范圍LG中的灰度值1-99被映射至高灰度范圍HG中的灰度值102-245。假設來自控制器112的原始灰度圖像數(shù)據(jù)是8位數(shù)據(jù)，那么8位灰度數(shù)據(jù)被提供給各顏色(例如R、G、B等)并被用來驅動具有這些顏色的子像素。GRAM320將該數(shù)據(jù)存儲在用8位灰度數(shù)據(jù)加上一位附加位而得到的9位字中，所述附加位被添加以表示該8位值是在低灰度范圍內(nèi)還是在高灰度范圍內(nèi)。在圖9所示的流程圖中，GRAM320中的數(shù)據(jù)被表示為9位字GRAM[8:0]，且位GRAM[8]表示該灰度數(shù)據(jù)是位于高灰度范圍HG內(nèi)還是低灰度范圍LG內(nèi)。在混合驅動模式下,來自數(shù)據(jù)I/F32 4的所有輸入數(shù)據(jù)被分為如下兩種類型的8位灰度數(shù)據(jù):1、如果原始輸入數(shù)據(jù)是高灰度范圍內(nèi)的8位數(shù)據(jù)，那么將本地數(shù)據(jù)D[8]設定為“I” (D[8] = 1)，并且本地數(shù)據(jù)D[7:0]的8位就是原始灰度數(shù)據(jù)。本地數(shù)據(jù)D[8:0]在GRAM320 中被存為 GRAM[8:0]，其中 GRAM[8] = I。2、如果原始輸入數(shù)據(jù)在低灰度范圍LG內(nèi)，那么本地數(shù)據(jù)D[8]被設定為“0”(D[8]=O)，并且從混合LUT332獲得本地數(shù)據(jù)D[7:0]。本地數(shù)據(jù)D[8:0]在GRAM320中被存為GRAM[8:O]。圖9是用于將8位灰度數(shù)據(jù)存儲到GRAM320中作為9位GRAM數(shù)據(jù)字的操作的一個示例的流程圖。該操作是在源極驅動器310中的處理電路330中實施的。在步驟520處，從數(shù)據(jù)I/F324輸入原始灰度數(shù)據(jù)；在步驟522處提供8位數(shù)據(jù)。在步驟524處，處理電路330判定系統(tǒng)模式，即常規(guī)驅動模式或混合驅動模式。如果系統(tǒng)模式是混合驅動模式，那么該系統(tǒng)在步驟528處使用256X9位的LUT332以在步驟530處提供包括I位范圍指示位的9位數(shù)據(jù)D_R[8:0]。此數(shù)據(jù)在步驟532處被存儲于GRAM320中。如果系統(tǒng)模式是常規(guī)驅動模式，那么該系統(tǒng)在步驟534處使用原始8位輸入數(shù)據(jù)D_N[7:0]，并且在步驟532處將該數(shù)據(jù)存儲在GRAM320中。圖10是用于讀取9位GRAM數(shù)據(jù)字并且將該數(shù)據(jù)提供至DAC322的操作的一個示例的流程圖。在步驟540處，系統(tǒng)(例如，處理電路330)判定當前的系統(tǒng)模式是常規(guī)驅動模式還是混合驅動模式。如果當前的模式是混合驅動模式，那么該系統(tǒng)在步驟542處判定當前是否在編程時間內(nèi)。如果在步驟542處的答案是否定的，那么步驟544判定表示原始灰度值處在低灰度范圍LG的GRAM[8] = I是否成立。如果在步驟544處的答案是否定的，那么就表示原始灰度值是在高灰度范圍HG內(nèi)，提供GRAM[7:0]作為本地數(shù)據(jù)D[7:0]并且在步驟546處使用適當?shù)腖UT332的值從而在步驟548處將數(shù)據(jù)D [7:0]提供給DAC322。如果在步驟544處的答案是肯定的，那么在步驟552處將黑(VSL) ( “#00”)提供給DAC322，使得黑電平電壓從DAC322中輸出(參見圖8)。在編程期間中，步驟550判定GRAM[8] = I是否成立。如果在步驟550處的答案是肯定的，則表明原始灰度值處在高灰度范圍HG內(nèi)，系統(tǒng)前進至步驟546和步驟548。如果在步驟550處的答案是否定的，則表明原始灰度值在低灰度范圍LG內(nèi)，系統(tǒng)前進至步驟552以輸出黑電平電壓(參見圖8)。圖11是用于讀取9位GRAM數(shù)據(jù)并且將此數(shù)據(jù)提供給DAC322的操作的另一個示例的流程圖。為避免處理期間內(nèi)的扭曲效應，圖11中的例程(routine)對幀的不同部分使用平滑函數(shù)。平滑函數(shù)能夠但不限于抵消(offset)、移位(shift)或部分反轉(partialinversion)。在圖11中，用步驟560和步驟562替代圖10中的步驟552。當系統(tǒng)不在編程期間時，如果GRAM[8] = I (高灰度范圍HG灰度值)，那么在步驟560處用平滑函數(shù)f處理GRAM[7:0]然后將處理過的GRAM[7:0]提供至0八0322。在編程期間時，如果6狀1[8]古1(低灰度范圍LG灰度值)，那么在步驟562處用平滑函數(shù)f處理GRAM[7:0]然后將處理過的GRAM [7:0]提供給 DAC322。雖然圖3中只圖示了一個混合LUT332，但是如圖12中所示可使用多個混合LUT。在圖12中，多個混合LUT332(1)至332 (m)接收來自多路復用器350的數(shù)據(jù)，并且使得輸出連接至多路復用器350。不同范圍的灰度值可在不同的混合LUT中被轉換。圖13是在圖1和圖3中的AMOLED顯示器的混合驅動模式下在幀間隔的期間內(nèi)被發(fā)送至各行的編程信號的時序圖。各幀都被分配有諸如時間間隔600、602和604這樣的時間間隔，該時間間隔足夠用來對顯示器中的各行進行編程。在此例子中，顯示器具有480行。480行中的各行包括與可能在低灰度值范圍內(nèi)或高灰度值范圍內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)相對應的像素。在此例子中，時間間隔600、602和604中的每一者都表示60幀/秒或頻率為60Hz。當然，可在混合驅動模式下使用其它更高或更低的頻率以及不同的行數(shù)。圖13所示的時序圖包括為了避免撕裂效應(tearing effect)(在撕裂效應下,用于高灰度值 的編程數(shù)據(jù)和用于低灰度值的編程數(shù)據(jù)可能重疊)而必需的控制信號。該控制信號包括撕裂信號線610、數(shù)據(jù)寫入信號線612、存儲器輸出低值(R)信號線614和存儲器輸出高值(P)信號線616。通過啟用(enabling)撕裂信號線610來開始各幀的混合驅動模式。數(shù)據(jù)寫入信號線612接收用于顯示系統(tǒng)100中的各行的行編程數(shù)據(jù)620。使用如上所述的LUT來處理編程數(shù)據(jù)620，以將數(shù)據(jù)轉換為模擬值，該模擬值反映了各行中的每個像素的對于縮短的間隔的較高照度值。在此時間內(nèi)，消隱間隔622和630分別代表不存在通過存儲器寫入線614和616的輸出。一旦撕裂信號線610被設為低電平，行編程數(shù)據(jù)塊624就從存儲器輸出低值信號線614輸出。行編程數(shù)據(jù)塊624包括從第一行開始的連續(xù)各行中的所有像素的編程數(shù)據(jù)。行編程數(shù)據(jù)塊624僅包括針對在所選的行中的將要以低灰度范圍內(nèi)的值進行驅動的像素的數(shù)據(jù)。如上所述，在所選的行中的將要以高灰度范圍內(nèi)的值進行驅動的所有像素被設為O電壓或進行失真調節(jié)。因此，當各行被選通時，DAC322轉換低灰度范圍數(shù)據(jù)(對于在低灰度范圍內(nèi)進行編程的像素)且將編程信號發(fā)送至該行中的像素(用于低灰度范圍像素的LUT修正數(shù)據(jù)以及用于高灰度范圍像素的零電壓或失真調節(jié))。在輸出行編程數(shù)據(jù)塊624的同時，存儲器輸出高值信號線616在延時周期632內(nèi)保持空閑。在延時周期632之后，從存儲器輸出高值信號線616輸出行編程數(shù)據(jù)塊624。行編程數(shù)據(jù)塊634包括從第一行開始的連續(xù)各行中的所有像素的編程數(shù)據(jù)。行編程數(shù)據(jù)塊634僅包括針對在所選的行中的將要以高灰度范圍內(nèi)的值進行驅動的像素的數(shù)據(jù)。如上所述，在所選的行中的將要以低灰度范圍內(nèi)的值進行驅動的所有像素被設為O電壓。DAC322轉換高灰度范圍數(shù)據(jù)(對于在高灰度范圍內(nèi)進行編程的像素)且將編程信號發(fā)送至該行中的像素(用于高灰度范圍像素的LUT修正數(shù)據(jù)以及用于低灰度范圍像素的零電壓)。在這個例子中，延時周期632被設為(lF+x)/3，其中，F(xiàn)是對全部480行進行編程所需的時間，X是消隱間隔622和消隱間隔630的時間。變量X可由制造商基于為了消除撕裂而必需的諸如處理電路330等部件的速度來定義。因此，處理部件越快，X可以越小。對發(fā)出低灰度范圍內(nèi)的灰度等級的像素進行編程與對發(fā)出高灰度范圍內(nèi)的灰度等級的像素進行編程之間的延時周期632避免了撕裂效應。圖14A是對于圖1中所示的AMOLED顯示器的使用單脈沖的混合驅動模式，示出了編程時間和非編程時間的行和列驅動信號的時序圖。圖14A包括撕裂信號640、一組編程電壓選擇信號642、柵極時鐘信號644和行選通信號646a_646h。撕裂信號640低電平選通，以開始特定的視頻幀的混合驅動模式。編程電壓 選擇信號642使得能夠選擇特定行中的所有像素以接收來自圖3中DAC322的編程電壓。在這個例子中，各行中有960個像素。首先選擇編程電壓選擇信號642來將一組低灰度范圍編程電壓650發(fā)送至第一行像素。當柵極時鐘信號644被設為高電平時,第一行的選通信號646a產(chǎn)生脈沖652以選擇該行。然后，該行中的低灰度像素被來自DAC322的編程電壓驅動，同時高灰階像素被驅動至O電壓。在子幀時間周期之后，編程電壓選擇信號642被選擇以將一組高灰度范圍編程電壓654發(fā)送至第一行。當柵極時鐘信號644被設為高電平時,第一行的選通信號646a產(chǎn)生第二脈沖656以選擇該行。然后，該行中的高灰度像素被來自DAC322的編程電壓驅動，同時低灰階像素被驅動至O電壓。如圖14A所示，通過行選通信號646b至行選通信號646g對各行重復該過程。因此，各行被選通兩次，一次對低灰度像素進行編程，一次對高灰度值進行編程。當?shù)谝恍斜坏诙?56選通以對高灰度值進行編程時，開始后續(xù)行的第一次選通(諸如選通646c、646d等)直至最后一行(第481行)的選通(圖示為選通646e)。然后，如圖所示后續(xù)行在選通646f、選通646g、選通646h處依次被編程電壓656第二次選通,直至最后一行(第481行)選通(圖示為選通646e)。圖14B是對于使用雙脈沖的混合驅動模式，示出了編程時間和非編程時間的行和列驅動信號的時序圖。提供至下一行的驅動電路的雙脈沖使驅動晶體管的泄漏通路處于打開的狀態(tài)并且有助于提高驅動晶體管的補償。與圖14A相似，圖14B包括撕裂信號80、一組編程電壓選擇信號682、柵極時鐘信號684和行選通信號686a-686h。撕裂信號680低電平選通，以開始特定的視頻幀的混合驅動模式。編程電壓選擇信號682使得能夠選擇特定行中的所有像素以接收來自圖3中DAC322的編程電壓。在此例中，各行有960個像素。首先編程電壓選擇信號682被選擇以將一組低灰度范圍編程電壓690發(fā)送至第一行。當柵極時鐘信號684被設為高電平時,第一行的選通信號686a產(chǎn)生脈沖692以選擇該行。然后，該行中的低灰度像素被來自DAC322的編程電壓驅動，同時高灰度像素被驅動至O電壓。在子幀時間周期之后，編程電壓選擇信號682被選擇以將一組高灰度范圍編程電壓694發(fā)送至第一行。當柵極時鐘信號684被設為高電平時,第一行的選通信號686a產(chǎn)生第二脈沖696以選擇該行。然后，該行中的高灰度像素被來自DAC322的編程電壓驅動，同時低灰度像素被驅動至O電壓。如圖14B所示，通過行選通信號686b至686h對各行重復此過程。因此，各行因對低灰度像素進行編程而被選通一次，并且因對高灰度值進行編程而被選通一次。各行也會與前一行同時被選通，例如行選通線686a和686b上的高選通脈沖692,以使驅動晶體管的泄漏通路處于打開的狀態(tài)。在顯示器中，為了使驅動晶體管的泄漏通路處于打開的狀態(tài)。為顯示器中的最后有效行(第481行)選通偽線(圖示為選通646e)。圖15圖示了使用混合驅動方案來調節(jié)對應于不同應用的多個伽馬曲線和自動亮度控制的系統(tǒng)實施情形。自動亮度控制是這樣的特征:其中，控制器112根據(jù)由圖1中的光傳感器130探測到的環(huán)境光的水平來調節(jié)顯示系統(tǒng)100的總體照度水平。在此例中，顯示系統(tǒng)100可具有4個亮度等級:明亮，正常，暗淡和最暗淡。當然，可使用任何數(shù)量的亮度等級。在圖15中，來自LUT700(#l_#n)的不同組的電壓被供給至源極驅動器110中的多個DAC解碼器322a。該套電壓被用來通過不同組的電壓700來改變顯示器峰值亮度。提供有多個伽馬LUT702，使得盡管改變了峰值亮度，但DAC322a也能改變來自混合LUT700的電壓以獲得更加可靠的伽馬曲線。在此例中，存在著18種狀態(tài)，其具有存儲在圖3中的伽馬校正電路340的存儲器中的18條相應伽馬曲線LUT。各顏色(`紅、綠和藍)都存在6種伽馬狀態(tài)(伽馬2.2明亮、伽馬2.2正常、伽馬2.2暗淡、伽馬1.0、伽馬1.8和伽馬2.5)。根據(jù)亮度等級使用伽馬2.2明亮、伽馬2.2正常和伽馬2.2暗淡這三種伽馬狀態(tài)。在此例中，暗淡亮度等級和最暗淡亮度等級都使用伽馬2.2暗淡狀態(tài)。其它伽馬狀態(tài)用于特定需求應用。每一種顏色的6種伽馬狀態(tài)中的各者具有其自己的圖13中的伽馬曲線LUT702，根據(jù)具體顏色像素和所需的與亮度控制一致的伽馬狀態(tài)來獲取伽馬曲線LUT702。圖16A和圖16B是可由控制器112實施的亮度控制的兩種模式的圖表。圖16A示出了沒有滯后的亮度控制。圖表720的y軸示出了顯示系統(tǒng)100的整體照度的四個等級。這些照度等級包括明亮等級722、正常等級724、暗淡等級726和最暗淡等級728。圖表720的X軸表不光傳感器130的輸出。因此，當圖1中的光傳感器130的輸出增大超過一定的閾值電平時(這表示更大等級的環(huán)境光)，顯示系統(tǒng)100的照度增加。X軸示出了低電平730、中電平732和高電平734。當檢測到的來自光傳感器的輸出跨過電平730、732或734之一時，使用圖15中的LUT700將照度等級向下或向上調節(jié)至下一個等級。例如，當檢測到的環(huán)境光超過中電平732時，將顯示器的照度向上調節(jié)到正常等級724。如果環(huán)境光減小到低于低電平730，那么將顯示器的照度向下調節(jié)至最暗淡等級728。
圖16B是示出了在滯后模式下顯示系統(tǒng)100的亮度控制的圖表750。為了能夠獲得對于人眼而言更平滑的過渡，當在照度等級之間進行過渡時，將亮度等級維持更長的期間。與圖16A相似，圖表750的y軸示出了顯示系統(tǒng)100的總體照度的四個等級。這些等級包括明亮等級752、正常等級754、暗淡等級756和最暗淡等級758。圖表750的x軸表示光傳感器130的輸出。因此，當輸出增大超過一定的閾值電平時(這表明了更大等級的環(huán)境光)，顯示系統(tǒng)100的照度增大。X軸示出了低基準電平760、中基準電平762和高基準電平764。各電平760、762和764分別包括相應的增大閾值電平770、772和774以及相應的減小閾值電平780、782和784。照度的增大需要比基準電平760、762和764更大的環(huán)境光。例如，當檢測到的環(huán)境光超過諸如閾值電平770等增大閾值電平時，將顯示器的照度向上調節(jié)至暗淡等級756。照度的減小需要比基準電平760、762和764更低的環(huán)境光。例如，如果環(huán)境光減小至低于減小閾值電平784，那么將顯示器的照度向下調節(jié)到正常等級754。在圖17A至圖17E中所示的變形例中，原始輸入灰度值被轉換為與各幀F(xiàn)的兩個不同子幀SFl和SF2對應的兩個不同的子幀灰度值，使得將電流電平控制成既增強補償又增加弛豫間隔從而延長 顯示器的壽命。在圖17A至圖17E中的示例中，第一子幀SFl的持續(xù)時間是總幀時F的//4，第二子幀SF2的持續(xù)時間是總幀時F的3/4。如圖17A所示，原始輸入灰度值的值可以在從O到255的范圍內(nèi)變化。當輸入灰度值從O增大時，這些值被轉換為第一子幀SFl的增大的值sfl_gsv，而第二子幀SF2的灰度值sf2_gsv保持為O。此轉換可以使用查找表(LUT)來實現(xiàn)，所述查找表根據(jù)伽馬2.2曲線將各灰度輸入值映射至增大的子幀值sfl_gsv。當輸入灰度值增大時,如圖17B所示，第二子幀值保持在O (處于弛豫狀態(tài))直至第一子幀值sf l_gsv達到預設的閾值sf l_max (例如255)。因此，在第二子幀SF2的期間內(nèi)直到此時間點都沒有驅動電流被供給至像素，所以在第二子幀SF2的期間內(nèi)該像素保持為黑(處于弛豫狀態(tài))。由于來自LUT的第一子幀值sf l_gsv大于表示整個幀F(xiàn)的期望照度的輸入值，所以仍然實現(xiàn)了由輸入灰度值表示的期望照度。這通過提供更高的漏電流改善了補償。如圖17C中所示，在達到閾值灰度值sfl_max后，隨著輸入值繼續(xù)增加，第一子幀灰度值sfl_gsv保持在該最大值,而第二子巾貞灰度值sf2_gsv開始從O增大。從這階段開始，LUT使用如下等式來掌控第一灰度值與第二灰度值之間的關系:sfl_gsv = min[255-sf2_gsv+128, sfl_max] (I)因此,當?shù)诙咏碡懼祍f2_gsv增大時,第一子巾貞值sf l_gsv保持在sf l_max直至第二子幀值sf2_gsv達到第一閾值sf2_th(例如128)。如圖17D中所示，當輸入灰度值增大到會使第二子巾貞值sf2_gsv增大至閾值sf2_th之上的某值時,sf2_gsv的值繼續(xù)增大而第一子幀值sfl_gSV減小相等的量。該關系使得總照度(來自兩個子幀的照度之和)與原始灰度輸入值的關系遵循伽馬2.2曲線。如圖17E所示，同時發(fā)生的sf2_gsv的增大和sfl_gsv的減小繼續(xù)進行直到sf2_gsv達到最大值Sf2_max (例如255)，其對應于根據(jù)等式(I)為128的Sfl_gSV值。輸入灰度值在此時處于其最大值(例如255)，這里像素處于全亮度。當以全亮度運行時，減小的第一子幀值sfl_gsV為像素提供了適度的弛豫從而延長像素壽命。第二種實施情形利用了含有由圖18中的曲線繪制的灰度數(shù)據(jù)的LUT，圖18的x軸是原始灰度輸入值，y軸是對應的子巾貞值。用實線曲線SFl繪出了第一子巾貞的值sf l_gsv,用虛線曲線SF2繪出了第二子巾貞的值sf2_gsv。這些子巾貞值sf l_gsv和sf2_gsv是根據(jù)查找表(LUT)產(chǎn)生的，該查找表(LUT)將輸入灰度值映射到子幀值sfl_gsV和sf2_gsv，當輸入灰度值增大時該子巾貞值sfl_gsv和sf2_gsv根據(jù)伽馬2.2曲線增大照度。當輸入灰度值從O增大到95時，sfl_gsv的值從O增大至閾值sfl_max(例如，255)，并且sf2_gsV的值保持為O。因此，無論何時只要輸入灰度值在此范圍內(nèi)，像素在第二子幀SF2的期間內(nèi)就將會是黑，這提供了弛豫間隔，其有助于減小該像素的劣化速度從而延長該像素的壽命。當輸入灰度值達到96時，查找表LUT開始增大sf2_gsv的值并且將sf l_gsv的值保持在255。當輸入灰度值達到145時，查找表LUT逐漸地將sf l_gsv的值從255減小，同時繼續(xù)逐漸地增大sf2_gsv的值。雖然已經(jīng)對本發(fā)明的特定實施例和應用進行了說明和描述，但應理解，本發(fā)明不限于本說明書中所公開的精確結構和組成，并且在隨附的權利要求書中所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，根據(jù)上述描述進 行各種變形、改變和變化是顯而易見的。
權利要求
1.一種使用原始灰度圖像數(shù)據(jù)來驅動具有像素的顯示器的方法，所述原始灰度圖像數(shù)據(jù)代表將要以連續(xù)幀顯示出來的圖像，所述像素包括驅動晶體管和有機發(fā)光器件，所述方法包括以下步驟: 將各幀至少分為第一子幀和第二子幀；以及 向各所述像素供給驅動電流， 對于在第一預選范圍內(nèi)的原始灰度值，所述第一子幀中的所述驅動電流高于所述第二子幀中的所述驅動電流，并且 對于在第二預選范圍內(nèi)的原始灰度值，所述第二子幀中的所述驅動電流高于所述第一子幀中的所述驅動電流。
2.如權利要求1所述的方法，其中各幀的所述原始灰度值被轉換為所述第一子幀的第一子幀灰度值和所述第二子幀的第二子幀灰度值，并且在所述第一子幀和所述第二子幀的期間內(nèi)供給至所述像素的所述驅動電流是基于所述第一子幀灰度值和所述第二子幀灰度值而定的。
3.如權利要求2所述的方法，預選所述第一子幀灰度值和所述第二子幀灰度值以在相應幀的期間內(nèi)產(chǎn)生如下像素照度:所述像素照度與該幀的所述原始灰度值具有預定的伽馬關系。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述顯示器是有源矩陣顯示器。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述有源矩陣顯示器中的所述像素是OLED像素。
6.一種使用原始灰度圖像數(shù)據(jù)來驅動具有像素陣列的顯示器的裝置，所述原始灰度圖像數(shù)據(jù)代表將要以連續(xù)幀顯示出來的圖像，各所述像素都包括驅動晶體管、有機發(fā)光器件、多條選擇線以及多條數(shù)據(jù)線，所述多`條選擇線與所述陣列相連且用于傳送對各所述像素何時要被驅動進行選擇的信號，所述多條數(shù)據(jù)線用于向被選擇的所述像素傳送驅動信號，所述裝置包括: 源極驅動器，所述源極驅動器與所述多條數(shù)據(jù)線相連且包括處理電路，所述處理電路用于接收所述原始灰度圖像數(shù)據(jù)并且適用于: 將各幀至少分為第一子幀和第二子幀；以及 向各所述像素供給驅動電流， 對于在第一預選范圍內(nèi)的原始灰度值，所述第一子幀中的所述驅動電流高于所述第二子幀中的所述驅動電流，并且 對于在第二預選范圍內(nèi)的原始灰度值，所述第二子幀中的所述驅動電流高于所述第一子幀中的所述驅動電流。
7.如權利要求6所述的裝置，其中 所述處理電路適用于將各幀的所述原始灰度值轉換為所述第一子幀的第一子幀灰度值和所述第二子幀的第二子幀灰度值，并且在所述第一子幀和所述第二子幀的期間內(nèi)供給至所述像素的所述驅動電流是基于所述第一子幀灰度值和所述第二子幀灰度值而定的。
8.如權利要求7所述的裝置，其中所述第一子幀灰度值和所述第二子幀灰度值被預選以在相應幀的期間內(nèi)產(chǎn)生如下像素照度:所述像素照度與該幀的所述原始灰度值具有預定的伽馬關系。
9.如權利要求6所述的裝置，所述顯示器為有源矩陣顯示器。
10. 如權利要求9所述的裝置，所述有源矩陣顯示器中的所述像素是OLED像素。
全文摘要
使用原始灰度圖像數(shù)據(jù)來驅動具有像素的顯示器，所述原始灰度圖像數(shù)據(jù)代表將要以連續(xù)幀顯示出來的圖像，所述像素包括驅動晶體管和有機發(fā)光器件，該驅動是按照如下方式來實現(xiàn)的將各幀至少分為第一子幀和第二子幀，并且向各所述像素供給驅動電流。對于在第一預選范圍內(nèi)的原始灰度值，所述第一子幀中的所述驅動電流高于所述第二子幀中的所述驅動電流；對于在第二預選范圍內(nèi)的原始灰度值，所述第二子幀中的所述驅動電流高于所述第一子幀中的所述驅動電流。所述顯示器可以是諸如AMOLED顯示器等有源矩陣顯示器。
文檔編號G09G3/32GK103247259SQ20131004251
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權日2012年2月3日
發(fā)明者李孔寧, 瓦蘇達·古普塔, 戈爾拉瑪瑞扎·恰吉, 阿羅基阿·內(nèi)森 申請人:伊格尼斯創(chuàng)新公司