用于amoled像素驱动器的功率节约的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明一般涉及AMOLED显示器，并且特别地涉及对于一定的高亮度状况节约这种显示器上的功率消耗。
【背景技术】
[0002]当前，正提出有源矩阵有机发光器件(“AM0LED”)显示器。这种显示器的优点包括较低功率消耗、制造灵活以及较快的刷新速率。与传统的LCD显示器相反，在AMOLED显示器中没有背光，并且每个像素由独立发光的不同的OLED组成。每个像素中消耗的功率与该像素中产生的光的大小有关系。典型的像素包括有机发光器件和薄膜驱动晶体管。编程电压被施加到驱动晶体管的栅极，其大致与流过驱动晶体管到发光器件的电流成比例。然而，电流的使用使得像素的性能依赖于驱动晶体管，该驱动晶体管的特性可能变化，因为当前许多这种晶体管由非晶硅制造。例如，非晶硅晶体管的阈值电压可能在长期使用中漂移，结果导致由于漂移而引起来自编程电压的数据被不正确地施加。
[0003]虽然公知有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器具有低的平均功率消耗，但是在峰值亮度处功率消耗仍然可能高于有源矩阵液晶显示器(AMIXD)。这使得AMOLED显示器较少得到诸如电子邮件、网上冲浪和电子书之类的应用，因为显示这种应用要求大量的白色(高亮度)背景。AMOLED显示器中的功率耗损取决于与薄膜驱动晶体管和OLED本身关联的功率耗损。虽然较高效率OLED的发展继续显著地降低显示器的功率消耗，但是在要求高亮度的应用中的电流OLED显示器的功率消耗大于可比较的AMLCD。因此需要TFT操作中的新的方法来进一步减少功率。因此需要用于在一定的亮度状况中减少功率消耗以便补偿增加的功率要求的方法。
【发明内容】
[0004]本公开的方面包括一种用于显示器的像素的电流偏置的电压编程的电路。所述电路包括:输出电源电压的可控的电源电压源。有机发光器件发射具有作为电流的函数的亮度水平的光。驱动晶体管具有与所述可控的电源电压源耦接的漏极和与所述有机发光器件耦接的源极。所述驱动晶体管具有由用于确定通过发光器件的电流的编程电压输入控制的栅极输入。为了节约能量，所述系统监测所述显示器的选择段的内容，将所述电源电压设定为所述显示器的所述选择段的当前内容所需的最小电源电压，判定需要比所设定的值大的电源电压的像素的数量是否大于预定阀值数量，并在回答为否定时将所述电源电压减小预定步长量。
[0005]鉴于参考附图进行的各种实施例和/或方面的详细描述，本领域技术人员将明白本发明的上述和另外的方面和实施例，接下来提供附图的简短描述。
【附图说明】
[0006]在阅读以下详细描述时和在参考附图时本发明的上述和其它优点将变得清晰。
[0007]图1是AMOLED显示器的框图；
[0008]图2是用于图1中的AMOLED显示器的像素驱动器电路的框图；
[0009]图3是对于图2中的像素驱动器电路的功率消耗节约的不同模式的电压电平的图示；
[0010]图4是可替代的像素驱动器电路，其可以在控制电压降和防止阈值电压漂移的同时使用功率消耗控制；
[0011]图5是对于图4中的驱动器电路的控制和数据信号的时序图；
[0012]图6是对于不同的图形图像的示例驱动器电路对比传统的AMOLED显示器的功率消耗图示；
[0013]图7是电致发光显示器中的功耗源的示意图；
[0014]图8是用于基于显示器的选择段的内容以及预定阀值来调整用于像素电路的电源电压的技术的流程图；
[0015]图9是用于针对显示器的选择段的内容来求解最小电源电压的值的算法的流程图；
[0016]图10是用于补偿关于其它补偿因子的电源电压变化的过程的流程图；以及
[0017]图11是使用效应矩阵(effectmatrix)来补偿电源电压变化的改进过程的流程图。
[0018]虽然本发明易受到各种修改和可替代的形式，但是特定实施例已经在附图中通过示例的方式而示出并且将在本申请中详细描述。然而，应当明白，本发明并不意图限于所公开的特殊形式。相反，本发明覆盖落入如由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。
【具体实施方式】
[0019]〈成像装置的应用示例〉
[0020]图1是具有有源矩阵区域或像素阵列102的电子显示系统100，在该像素阵列102中像素104的阵列以行和列的配置来布置。为了方便示例，仅仅示出了两行和两列。在像素阵列102的有源矩阵区域的外部是外围区域106，其中布置有用于驱动和控制像素阵列102的外围电路。外围电路包括栅极或地址驱动器电路108、源极或数据驱动器电路110、控制器112和电源电压(例如，Vdd)驱动器114。控制器112控制栅极驱动器108、源极驱动器110和电源电压驱动器114。栅极驱动器108在控制器112的控制之下对地址线或选择线SEL[i]、SEL[i+1]等进行操作，对于像素阵列102中的像素104中的每一行有一个地址线或选择线。视频源120将处理过的视频数据馈送到控制器112中，以便显示在显示系统100上。视频源120表示从诸如计算机、蜂窝电话、PDA等的使用显示系统100的装置输出的任何视频。控制器112将处理过的视频数据转换为适当的到显示器100系统100上的像素104的电压编程信息。
[0021]在下述的像素共享的配置中，栅极或地址驱动器电路108还可以可选地对全局选择线GSEL[ j ]且可选地对/GSEL[ j ]进行操作，全局选择线GSEL[ j ]或/GSEL[ j ]对像素阵列102中的像素104中的多个行(诸如像素104的每两行)进行操作。源极驱动器电路110在控制器112的控制之下对电压数据线Vdata[k]、Vdata[k+Ι]等进行操作，对于像素阵列102中的像素104中的每一列有一个电压数据线。电压数据线给每一个像素104运送表示像素104中的每个发光器件的亮度的电压编程信息。在每个像素104中的存储元件(诸如电容器)存储电压编程信息直到发射或驱动周期使发光器件导通。电源电压驱动器114在控制器112的控制之下控制电源电压(EL_Vdd)线上的电压电平，对于像素阵列102中的像素104中的每一行有一个电源电压线。可替代地，电压驱动器114可以单独地控制用于像素阵列102中的每一行像素104或像素阵列1 2中的每一列像素104的电源电压的电平。如将说明的，电源电压的电平根据要求的亮度而被调节，以便节约由像素阵列102消耗的功率。
[0022]如已知的，显示系统100中的每个像素104需要被用指示对于特定帧的像素104中的有机发光器件的亮度的信息来编程。一个帧限定了包括编程周期或阶段以及驱动或发射周期或阶段的时间段，在编程周期或阶段期间用表示亮度的编程电压来对显示系统100中的每个像素进行编程，并且在驱动或发射周期或阶段期间每个像素中的每个发光器件被导通以便以与存储在存储元件中的编程电压相称的亮度发光。因此帧是组成在显示系统100上显示的完整的运动图像的许多静态图像中的一个。至少存在用于编程和驱动像素的两种方案:逐行或者逐帧。在逐行编程中，一行像素被编程并且随后在下一行像素被编程和驱动之前被驱动。在逐帧编程中，显示系统100中的所有行的像素都被首先编程，并且所有像素被逐行地驱动。任一种方案都可以采用在每个帧的开始或结束处的简短的垂直消隐时间，在该垂直消隐时间期间像素既不被编程也不被驱动。
[0023]位于像素阵列102外面的组件可以被布置在其上布置有像素阵列102的同一个物理衬底上的在像素阵列102周围的外围区域106中。这些组件包括栅极驱动器108、源极驱动器110和电源电压控制114。可替代地，在外围区域中的一些组件可以被布置在与像素阵列102相同的衬底上而其它组件被布置在不同的衬底上，或者在外围区域中的所有组件可以被布置在与其上布置有像素阵列102的衬底不同的衬底上。栅极驱动器108、源极驱动器110和电源电压控制114 一起构成显示驱动器电路。某些配置中的显示驱动器电路可以包括栅极驱动器108和源极驱动器110但不包括电源电压控制114。
[0024]将图1中的AMOLED显示系统100用于具有亮背景的应用(诸如电子邮件、因特网冲浪等)要求较高功率消耗，因为需要每个像素用作这种应用的光源。然而，当像素被切换到不同程度的灰度级(亮度)时，仍然使用施加到每个像素的驱动晶体管的相同的电源电压。因此，电流示例管理用于要求较高亮度的视频数据的驱动晶体管的供应功率，因此与具有到驱动晶体管的恒定的电源电压的通常AMOLED显示器相比结果得到在维持必需的发光的同时节约功率。
[0025]图2是用于诸如图1中的像素104之类的像素的简单的单独驱动器电路200的电路图。如上面所说明的，图1中的像素阵列102中的每一个像素104由图2中的驱动器电路200驱动。驱动器电路200包括耦接到有机发光器件204的驱动晶体管202。在该示例中，有机发光器件204是由电流激活