专利名称：基于amoled面板一维分区策略动态调整供电电压的方法
技术领域：
本发明涉及一种有机光电显示器件，具体涉及一种基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，属于光电显示技术领域。
背景技术：
近年来，随着有机发光材料、透明电极、TFT阵列制备技术的进步，有源驱动方式的有机发光二极管(AMOLED)显示器得到了快速的发展，凭藉其简单的器件结构、高清晰度的面板、优异的显示性能、柔性显示的潜力，正逐渐成为新一代的平板显示器件，被誉称为梦幻显示器(Dream Display)。当前，节能与环保是时代的主题，尽管相比于TFT-1XD显示器，AMOLED显示器有其固有的低功耗优势，但是AMOLED显示器的功耗还没有达到人们预期的水平。当前AMOLED显示器最大的应用在于便携式移动显示领域，而这方面的应用自然限制了预留给电池的空间，也就限制了可供给的能量；同时，随着移动设备拥有越来越多新颖的功能，更大的功耗以及应用的拓展导致了功耗的增长速度超过了电池密度的增长。低功耗有利于延长设备的运行时间、降低系统负荷以及所需容量的电池体积，此外，减小功耗能够降低设备工作温度，有利于增长设备的使用寿命。因此，有效地降低AMOLED显示器中消耗能量份额最大的组件——AMOLED面板的功耗水平便有着特殊的意义。AMOLED面板的功耗主要包含动态和静态两个部分。动态功耗主要消耗在薄膜晶体管的电极、数据储存电容以及扫描线与数据线间的寄生电容的充放电；静态功耗主要消耗在供电电源、有机发光二极管和驱动晶体管这一通路上。由于静态功耗在整个显示器的工作周期内都在持续着，因此其相比于动态功耗来说更加显著。在电路中，像素电路的工作电压值是选取能够满足二极管最大发光亮度的数值，同时满足驱动晶体管工作在饱和区以避免驱动电流受漏极电压波动的影响。然而，对于显示低灰度级的像素而言，有机发光二极管的压降以及保证薄膜晶体管工作在饱和区的电压值都相应降低了，这将导致在薄膜晶体管漏源两极的压降升高，从而造成多余的静态功耗。从文献检索的情况来看，对于降低AMOLED显示器的功耗还没有一个很好的解决方案。申请号为 200920242611.1,201220112410.1 与 201220113241.3 的三个中国专利申请利用发光材料的余辉效应以及人眼的视觉惰性，在一个帧周期内关闭发光单元一段时间，来实现节能的效果。但是这种方法会让像素电路与驱动时序的设计复杂度增加，不利于提高AMOLED面板的解析度。在文献中也有研究人员采取根据像素灰度信息来改变供电电压的方式，以实现降低功耗的目的；有的对面板上供电电压进行整体调整，也有进行二维分区调整，但是大多针对的是无源驱动的OLED显示面板(PMOLED)，其不适用于高清晰度的AMOLED面板，无法在AMOLED面板上实现根据区域像素灰度信息来调整供电电压，以达到更好的节能效果。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，将AMOLED面板在一维方向上分成多个区，各区内的供电电压根据区内显示图像的灰度信息进行分别调整，以达到降低显示器面板功耗的效果，同时修正信号电压以补偿灰度的失真。本发明是通过以下技术方案实现的:—种基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，将所述AMOLED面板在一维方向上分成若干个区，对各区内的供电电压根据区内显示图像的灰度信息分别进行调整，同时根据驱动晶体管的输出特性曲线及对应灰度的电流对灰度信号电压进行补偿。所述的若干个区中每一区至少有一个边与AMOLED面板的边缘相连,并且每一区由独立的供电芯片提供供电电压。所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法的步骤如下:I)根据像素中不同颜色发光单元的发光强度与电压的关系，分配合适的子像素面积，使不同颜色发光单元的同一灰度的驱动电压达到一致，所述的像素是指AMOLED面板中一个具有确定面积的独立单元，该独立单元内含有不同颜色的发光单元，即能够发出不同颜色光的子像素，所述的合适的子像素面积是指在像素面积确定的情况下，实现以同一驱动电压驱动不同颜色光的各子像素的面积；2)根据像素中不同颜色发光单元的最大灰度所对应的驱动电流，调整驱动晶体管的沟道宽度，使驱动不同颜色发光单元同一灰度的驱动晶体管的偏置电压达到一致；3)将所述AMOLED面板在一维方向上分成若干个区，每个区的供电电压独立驱动；4)在显示图像的时候，搜索每个区的灰度最高的像素点，根据该像素点所要求的供电电压来确定该区的供电电压；5)根据驱动晶体管的输出特性曲线及对应灰度的电流，对灰度信号电压进行补
\-ZX O所述的驱动晶体管是指驱动发光单元的晶体管，流经发光单元的电流同时也全部流经该驱动晶体管，该驱动晶体管为薄膜晶体管，其沟道长度在200纳米以上。步骤2)中所述的调整驱动晶体管的沟道宽度是指，在驱动晶体管制备工艺确定和沟道长度确定的前提下，将驱动晶体管的沟道宽度调整为能够实现以同一信号电压驱动不同颜色发光单元同一灰度的各子像素的沟道宽度。所述的信号电压是指所述发光单元实现某一灰度时施加到驱动晶体管的栅极与源极间的偏置电压。所述的一维方向是指沿驱动不同区域公共电极芯片的排列方向。所述的供电电压是指提供给某一发光单元及其串联的驱动晶体管的电压。所述的对灰度信号电压进行补偿是指，根据某一发光单元显示特定灰度时所要求的电流及所在区的供电电压，以及该驱动晶体管的输出特性曲线，确定该电流所要求的新的灰度信号电压。本发明与现有技术相比具有以下优点:本发明根据发光单元的亮度-电压关系以及驱动晶体管的电流-沟道宽度关系，得到同一灰度下不同子像素一致的供电电压以及信号电压；在一维方向上分成若干区域，根据显示图像的灰度信息调整各区域的供电电压，从而实现了 AMOLED显示屏功耗的降低；由于分区有两个边缘可以与外围供电驱动芯片相连，更有利于实际电路的实现；同时根据灰度-电流信息以及驱动晶体管的输出特性曲线补偿信号电压，从而保证了显示图像的质量。
图la，b, c分别是红、绿、蓝子像素各灰度级电流与驱动晶体管偏置电压关系的示意图。图2是本发明在一维方向上对AMOLED显示屏进行分区的示意图。图3是本发明根据某灰度级电流确定工作电压的原理示意图。图4是在驱动晶体管有限输出阻抗的情况下信号电压补偿的原理示意图。图5a，b，c，d，e，f，g是本发明在静态图片上的测试结果图。
具体实施例方式本发明涉及的是一种有源矩阵有机二极管(AMOLED)面板实现低功耗的方法，其途径是根据一维方向上分区以及对应的图像灰度信息，分别动态调整各个分区中供电电压，从而降低AMOLED面板的功耗，同时还提出一种信号电压修正策略，以补偿由驱动晶体管有限输出电阻的影响所导致的灰度失真问题。本发明所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法的技术方案是，首先将所述AMOLED面板在一维方向上分成若干个区，该若干个区中每一区至少有一个边与AMOLED面板的边缘相连，并且每一区由独立的供电芯片提供供电电压，然后对各区内的供电电压根据区内显示图像的灰度信息分别进行调整，同时根据驱动晶体管的输出特性曲线及对应灰度的电流对灰度信号电压进行补偿。所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法的具体步骤如下:I)根据像素中不同颜色发光单元的发光强度与电压的关系，分配合适的子像素面积，使不同颜色发光单元的同一灰度的驱动电压达到一致；所述的像素是指AMOLED面板中一个具有确定面积的独立单元，该独立单元内含有不同颜色的发光单元，即能够发出不同颜色光的子像素；所述的合适的子像素面积是指在像素面积确定的情况下，实现以同一驱动电压驱动不同颜色光的各子像素的面积。2)根据像素中不同颜色发光单元的最大灰度所对应的驱动电流，在驱动晶体管制备工艺确定和沟道长度确定的前提下，将驱动晶体管的沟道宽度调整为能够实现以同一信号电压驱动不同颜色发光单元同一灰度的各子像素的沟道宽度，使驱动不同颜色发光单元同一灰度的驱动晶体管的偏置电压达到一致；所述的驱动晶体管是指驱动发光单元的晶体管，流经发光单元的电流同时也全部流经该驱动晶体管，该驱动晶体管为薄膜晶体管，其沟道长度在200纳米以上；所述的信号电压是指所述发光单元实现某一灰度时施加到驱动晶体管的栅极与源极间的偏置电压。3)将所述AMOLED面板在一维方向上分成若干个区，每个区的供电电压独立驱动；所述的供电电压是指提供给某一发光单元及其串联的驱动晶体管的电压；所述的一维方向是指沿驱动不同区域公共电极芯片的排列方向。
4)在显示图像的时候，搜索每个区的灰度最高的像素点，根据该像素点所要求的供电电压来确定该区的供电电压。5)根据驱动晶体管的输出特性曲线及对应灰度的电流，即根据某一发光单元显示特定灰度时所要求的电流及所在区的供电电压以及该驱动晶体管的输出特性曲线，确定该电流所要求的新的灰度信号电压。下面结合实施例和附图对本发明作详细说明，该实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例第一步，首先，根据像素中不同颜色发光单元的发光强度与电压的关系，分配合适的子像素面积，以实现不同颜色发光单元的同一灰度的驱动电压是一致的；所述的像素是指在AMOLED面板中一个面积一定的独立单元，内有不同颜色的发光单元，即可发出不同颜色光的子像素；所述的合适的子像素面积是指在像素面积一定的情况下，实现以同一驱动电压驱动不同颜色发光单元的各个子像素的面积。第二步，然后，根据像素中不同颜色的发光单元的最大灰度对应的驱动电流，来调整驱动晶体管的沟道宽度，以实现驱动不同颜色发光单元同一灰度的驱动晶体管的偏置电压是一致的；所述的驱动晶体管是指驱动发光单元的晶体管，其与子像素中的发光单元串联，流经发光单元的电流同时也全部流经相应的驱动晶体管，该驱动晶体管是薄膜晶体管，沟道长度在200纳米以上；所述的调整驱动晶体管的沟道宽度是指，在晶体管制备工艺确定的情况下，在沟道长度一定的前提下，实现以同一信号电压驱动不同颜色发光单元同一灰度的各个子像素驱动晶体管的沟道宽度；所述的信号电压是指对某一发光单元，实现某一灰度时施加到驱动晶体管栅极与源极间的偏置电压。见图la，b, c，本实施例中，限定最高灰度级的亮度为200尼特，像素面积为6400平方微米，半导体层迁移率为30cm2/Vs，最高供电电压为15V，得到红、绿、蓝三种子像素不同灰度级下驱动晶体管的电压偏置。第三步，随后，在一维方向上对AMOLED面板分成若干区域，每个分区都有至少一个边与AMOLED面板的边缘相连，并且每个区域的供电电压由独立的供电芯片独立提供驱动；所述的一维方向是指沿驱动不同区域公共电极芯片的排列方向，若公共电极驱动芯片位于AMOLED面板的上部，那么此方向就是从左到右的方向。图2表示了在一维方向上对AMOLED面板进行分区的情况，其中I为AMOLED面板，Ia表示面板上的某一分区，2表示面板边缘驱动某一分区的供电芯片的相对位置。在本实施例中，AMOLED面板I的分辨率为1280*720，探索了左右方向分区数目为1、2、4、5、8、10时的情况。第四步，根据区内显示图像的灰度信息分别调整各区内的供电电压，即在显示图像的时候，搜索每个区域的灰度级最高的像素点，根据这一像素点所要求的供电电压来确定本区域的供电电压；所述的供电电压是指提供给某一子像素发光单元以及与之串联的驱动晶体管这一路的电压。图3表示了本实施例根据某一灰度级所要求的电流，得到此电流下驱动晶体管最低的源漏间偏置电压(也就是驱动晶体管的饱和电压)，从而确定子像素发光单元的电压，得到供电电压，以避免冗余电压，达到降低功耗的目的。
第五步，同时，根据驱动晶体管的输出特性曲线及对应灰度的电流，补偿灰度信号电压以补偿图像的失真；所述的补偿灰度信号电压是指，根据某一发光单元显示特定灰度时所要求的电流及所在区域的供电电压，基于该驱动晶体管的输出特性曲线，来得到此电流所要求的新的灰度信号电压，即新的驱动晶体管的源栅间电压。图4表示本实施例在驱动晶体管的输出阻抗有限的情况下，在源栅电压时输出电流会随源漏电流有微弱增大，当以上述原则拉低驱动源漏晶体管的源漏电压时，需要同时稍提高对驱动晶体管的源栅间的偏置电压，也即对信号电压进行补偿。图5为对若干静态图像进行测试的结果。本实施例分别对5幅静态图像进行测试，探索有信号电压补偿以及无信号电压补偿时降低功耗以及图像质量保持的情况。
权利要求
1.一种基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，将所述AMOLED面板在一维方向上分成若干个区，对各区内的供电电压根据区内显示图像的灰度信息分别进行调整，同时根据驱动晶体管的输出特性曲线及对应灰度的电流对灰度信号电压进行补偿。
2.根据权利要求1所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，所述方法的步骤如下: 1)根据像素中不同颜色发光单元的发光强度与电压的关系，分配合适的子像素面积，使不同颜色发光单元的同一灰度的驱动电压达到一致，所述的像素是指AMOLED面板中一个具有确定面积的独立单元，该独立单元内含有不同颜色的发光单元，即能够发出不同颜色光的子像素，所述的合适的子像素面积是指在像素面积确定的情况下，实现以同一驱动电压驱动不同颜色光的各子像素的面积； 2)根据像素中不同颜色发光单元的最大灰度所对应的驱动电流，调整驱动晶体管的沟道宽度，使驱动不同颜色发光单元同一灰度的驱动晶体管的偏置电压达到一致； 3)将所述AMOLED面板在一维方向上分成若干个区，每个区的供电电压独立驱动； 4)在显示图像的时候，搜索每个区的灰度最高的像素点，根据该像素点所要求的供电电压来确定该区的供电电压； 5)根据驱动晶体管的输出特性曲线及对应灰度的电流，对灰度信号电压进行补偿。
3.根据权利要求2所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，所述的驱动晶体管是指驱动发光单元的晶体管，流经发光单元的电流同时也全部流经该驱动晶体管，该驱动晶体管为薄膜晶体管，其沟道长度在200纳米以上。
4.根据权利要求2所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，步骤2)中所述的调整驱动晶体管的沟道宽度是指，在驱动晶体管制备工艺确定和沟道长度确定的前提下，将驱动晶体管的沟道宽度调整为能够实现以同一信号电压驱动不同颜色发光单元同一灰度的各子像素的沟道宽度。
5.根据权利要求4所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，所述的信号电压是指所述发光单元实现某一灰度时施加到驱动晶体管的栅极与源极间的偏置电压。
6.根据权利要求1或2所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，所述的一维方向是指沿驱动不同区域公共电极芯片的排列方向。
7.根据权利要求1或2所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，所述的供电电压是指提供给某一发光单元及其串联的驱动晶体管的电压。
8.根据权利要求2所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，所述的对灰度信号电压进行补偿是指，根据某一发光单元显示特定灰度时所要求的电流及所在区的供电电压，以及该驱动晶体管的输出特性曲线，确定该电流所要求的新的灰度信号电压。
9.根据权利要求1所述的基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，所述的若干个区中每一区至少有一个边与AMOLED面板的边缘相连，并且每一区由独立的供电芯片提供供电电压。
全文摘要
本发明公开了一种基于AMOLED面板一维分区策略动态调整供电电压的方法，其特征在于，将所述AMOLED面板在一维方向上分成若干个区，对各区内的供电电压根据区内显示图像的灰度信息分别进行调整，同时根据驱动晶体管的输出特性曲线及对应灰度的电流对灰度信号电压进行补偿。本发明不仅有利于匹配图像信息并实现了AMOLED面板功耗的降低，而且有利于连接外围供电芯片和实际电路的实现，同时根据灰度-电流信息以及驱动晶体管的输出特性曲线对信号电压作出了补偿，从而保证了显示图像的质量。
文档编号G09G3/32GK103177688SQ20131004456
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者崔晴宇, 蒋琛, 姚广宇, 徐小丽, 郭小军 申请人:上海交通大学