LED驱动装置和LED驱动方法与流程

led驱动装置和led驱动方法
技术领域
1.本发明涉及一种用于驱动发光二极管(led)的技术。


背景技术：

2.随着社会变得越来越以信息为导向，用于使信息可视化的各种显示装置正在被开发。液晶显示(lcd)装置、有机发光二极管(oled)显示装置、或等离子体显示面板(pdp)等是迄今为止已经开发或正在开发的显示装置的代表示例。为了适当地显示高分辨率的图像，正在开发这种显示装置。
3.然而，尽管上述显示装置具有具备高分辨率的优点，但是它们难以被大型化。例如，迄今为止已经开发的oled显示装置具有80英寸(约2m宽)或100英寸(约2.5m宽)等的屏幕尺寸。这种显示装置不足以被制造成具有大于10m的宽度。
4.为了使显示装置大型化，对发光二极管(led)显示装置的关注正在增长。根据led显示装置技术，一个大型化的面板可以通过在其上布置所需数量的模块化led像素来制成。除此以外，根据led显示装置技术，一个大型化的面板结构可以通过包括所需数量的单元面板(单元面板具有多个led像素)来制成。如此，led显示装置技术允许根据需要来增加led像素的数量以便于实现大型化的显示装置。
5.led显示装置在使面板尺寸多样化以及使面板大型化的方面也具有优点。根据该led显示装置技术，通过适当地布置led像素，可以使面板的水平尺寸和垂直尺寸多样化。
6.另一方面，当显示装置被放大或被定制时，制造显示装置的成本增加，并且该成本的增加使得对显示装置的维护的关注增长。因此，在显示装置的一些像素有缺陷的情况下，该显示装置的用户考虑到成本而更可能尝试修复它们或防止缺陷扩展到其它像素，而不是像以前那样丢弃该显示装置。


技术实现要素：

7.在该背景下，本发明的方面是提供用于检测发光二极管(led)显示装置中的像素的缺陷的技术。本发明的另一方面是提供用于确定led显示装置中的像素的短路的技术。本发明的又一方面是提供用于检测led显示装置中的不完全短路的像素的技术。
8.为此，在一方面，本发明提供一种发光二极管(led)驱动装置，包括：驱动电路，用于根据扫描信号在不同时间分别驱动多个led；以及保护电路，用于在第一时间中感测与所述多个led中的第一led的正向电压相对应的第一电压，在第二时间中感测与所述多个led中的第二led的正向电压相对应的第二电压，并且使用所述第一电压和所述第二电压来确定所述第二led的状态。
9.在另一方面，本发明提供一种发光二极管(led)驱动装置，包括：驱动电路，用于利用扫描线顺次驱动多个像素，所述多个像素各自包括led；以及保护电路，用于感测在各个像素的位置处形成的电压作为第一电压，经由布置有压降元件的路径来感测针对像素的第一电压中的最高电压作为第二电压，并且通过比较所述第一电压和所述第二电压来确定各
个像素的状态。
10.所述保护电路可以将所述第一电压和所述第二电压输入到包括磁滞回线的比较器中，并且根据来自所述比较器的输出来确定各个像素是否有缺陷。
11.所述驱动电路可以包括用于根据脉宽调制(pwm)信号来调整各个像素的亮度的开关，并且所述开关可以根据合成了从所述比较器输出的信号和所述pwm信号的信号而被控制为接通或断开。
12.在又一方面，本发明提供一种led驱动方法，包括：在不同时间中使用通道分别驱动多个led；在每个驱动时间中使用所述通道来感测各个led的正向电压；存储比较对象电压，并且在一个驱动时间中的所述正向电压比所存储的比较对象电压高了至少预定电压的情况下，使用通过从所述一个驱动时间中的所述正向电压减去所述预定电压而获得的电压来更新所述比较对象电压；以及将所述正向电压与所述比较对象电压进行比较，以确定led的状态。
13.所述led驱动方法可以还包括在所述led被确定为有缺陷的情况下生成保护信号，以及通过识别生成所述保护信号的时间点来识别被确定为有缺陷的led的位置或者存储该位置。
14.如上所述，本发明允许检测led显示装置的像素是否有缺陷。另外，本发明允许确定led显示装置的像素的短路，以及检测处于不完全短路状态的像素。
附图说明
15.通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其它方面、特征和优点将更加明显，其中：
16.图1是根据实施例的显示装置的配置图；
17.图2是示出根据实施例的显示装置中的扫描信号的波形的图；
18.图3是示出根据实施例的驱动装置的配置的图；
19.图4是示出根据实施例的保护电路的配置的图；
20.图5是一般保护电路的配置图；
21.图6是示出根据实施例的驱动装置的主波形的图；
22.图7是根据实施例的峰值检测电路的配置图；
23.图8是示出根据实施例的压降元件的第一示例的图；
24.图9是示出根据实施例的压降元件的第二示例的图；以及
25.图10是根据实施例的用于驱动led的方法的流程图。
具体实施方式
26.图1是根据实施例的显示装置的配置图。
27.参考图1，显示装置100可以包括驱动装置110和面板120。
28.在面板中，可以在第一方向上(例如，在图1中的水平方向上)和第二方向上(例如，在图1中的垂直方向上)布置多个像素p以形成矩阵。
29.各个像素p可以包括至少一个发光二极管(led)，并且像素p的亮度可以由led的亮度所确定。
30.在面板120中，可以布置有驱动线dl和扫描线sl。驱动线dl可以沿第二方向连接像素的一侧，并且扫描线可以沿第一方向连接像素的另一侧。例如，布置在像素p中的led的阳极侧可以与驱动线dl电连接，并且led的阴极侧可以与扫描线sl电连接。在led的阴极侧被共同地连接的情况下，图1所示的结构可以被称为共阴极结构，然而，本发明不限于此。
31.扫描线sl可以分别包括扫描开关swc1、swc2、
…
、swcn，并且可以根据扫描开关swc1、swc2、
…
、swcn的打开或关闭来确定供给驱动电流ie所经由的扫描线sl。
32.图2是示出根据实施例的显示装置中的扫描信号的波形的图。
33.参考图1和图2，在每帧中，扫描信号scan《1》、scan《2》、
…
、scan《n》可以被顺次供给至相应的扫描开关swc1、swc2、
…
、swcn。根据这样的扫描信号scan《1》、scan《2》、
…
、scan《n》，驱动电流ie可以顺次分别被供给至第一扫描线、第二扫描线、
…
、第n扫描线。
34.扫描线sl可以连接到显示装置100中的诸如地电位等的低电压部分。扫描开关swc1、swc2、
…
、swcn可以布置在面板120中、单独的基板中、或者根据实施例而布置在驱动装置110内部。
35.扫描信号scan《1》、scan《2》、
…
、scan《n》可以由驱动装置110或由单独的控制装置来供给。
36.可以根据在预定时间内所供给的驱动功率量来确定布置在各个像素p中的led的亮度。可以以脉宽调制(pwm)的方式来驱动led，并且可以根据接通时间在pwm控制时间中的比率来确定led的亮度。在led通过驱动电流ie而接通的情况下，可以在led中形成正向电压。在将正向电压乘以驱动电流ie以获得结果、并且对pwm控制时间内的接通时间期间的这些结果进行累积的情况下，可以获得供给至led的驱动功率量，并且这样的驱动功率量可以确定led的亮度。在假设led的正向电压和驱动电流ie的电平是固定变量的情况下，可以认为驱动功率量与pwm控制时间中的接通时间成比例。根据该原理，驱动装置110可以通过控制pwm控制时间中的接通时间来控制led和像素p的亮度。
37.驱动装置110可以包括与驱动线dl连接的多个(n个)通道，并且各个通道可以向各个像素p供给驱动电流ie。
38.另一方面，在像素p具有缺陷的情况下，可能在该像素p中形成与像素处于正常状况时的电压不同的电压。例如，在像素具有缺陷的情况下，led的正向电压可能低于像素处于正常状况时的正向电压。驱动装置110可以感测在像素p中所形成的这样的电压，并且基于所感测电压来检测像素p的缺陷。
39.图3是示出根据实施例的驱动装置的配置的图。
40.参考图3，在输入和输出方面，驱动装置110可以包括输入端子ti和输出端子to，通过输入端子ti来输入图像数据rgb，通过输出端子to来输出由图像数据rgb中所包括的灰度值所控制的驱动电流ie。驱动装置110可以包括驱动电路310和保护电路320。
41.驱动电路310可以使用一个通道ch来根据扫描信号scan《1》、scan《2》、scan《3》在不同时间分别驱动多个led(led1、led2、led3)。例如，供给了第一扫描信号scan《1》的情况下，驱动电路310可以在第一扫描时间中使用一个通道ch来驱动第一led(led1)，在供给了第二扫描信号scan《2》的情况下，驱动电路310可以在第二扫描时间中使用该一个通道ch来驱动第二led(led2)，并且在供给了第三扫描信号scan《3》的情况下，驱动电路310可以在第三扫描时间中使用该一个通道ch来驱动第三led(led3)。
42.所述一个通道ch可以包括以串联方式布置的驱动电流源330和驱动开关swp，并且所述一个通道的输出可以与输出端子to连接。
43.驱动电路310可以根据图像数据rgb或从外部装置接收到的控制信号来生成pwm信号sp以控制led(led1、led2、led3)的亮度，并且可以根据该pwm信号sp来控制各个通道ch的驱动开关swp的接通时间。在驱动开关swp接通的情况下，从驱动电流源330输出的驱动电流ie可以经由输出端子to和驱动线dl被供给至led(led1、led2、led3)。
44.驱动电路310可以包括pwm发生器312，以将包括各个像素的灰度值的图像数据rgb转换为pwm信号sp。另外，驱动电路310还可以包括与(and)逻辑元件314。与逻辑元件314可以对pwm信号sp和保护信号sf或保护信号sf的反信号进行与操作，并输出其结果。根据这种与操作，可以停止供给用于驱动开关swp的pwm信号sp。
45.保护电路320可以将保护信号sf供给至驱动电路310，以断开驱动开关swp或使驱动开关swp保持在断开状态下。
46.保护电路320可以感测像素的电压，使用所感测电压来确定像素是否有缺陷，并且根据确定结果来生成保护信号sf。例如，保护电路320可以感测led(led1、led2、led3)的正向电压或与其正向电压相对应的电压，并使用所感测电压来确定led(led1、led2、led3)是否有缺陷。随后，保护电路320可以根据该确定结果来生成保护信号sf。
47.保护电路320可以感测在各个通道ch的输出中形成的电压，例如，在输出端子to中形成的电压。各个通道ch的输出可以与led(led1、led2、led3)的阳极侧连接。在这种情况下，在各个通道ch的输出中形成的电压可以与在各个led(led 1、led2、led3)的阳极侧形成的电压相同。在这种示例中，在led(led1、led2、led3)的阴极侧与地电位连接的情况下，在各个通道ch的输出中形成的电压可以与各个led(led1、led2、led3)的正向电压大致相同。
48.保护电路320可以将所感测电压与一个电压进行比较，并且在所感测电压与所述一个电压相差至少预定量的情况下，确定为相应的像素或相应的led(led1、led2、led3)有缺陷。这里，保护电路320可以将在先前时间中的所感测电压设置为作为比较对象的一个电压。
49.例如，保护电路320可以在第一时间感测与第一led(led1)的正向电压相对应的第一电压，并且可以在第二时间感测与第二led(led2)的正向电压相对应的第二电压。随后，保护电路320可以将第一电压设置为作为比较对象的电压，并且将第二电压与第一电压进行比较以确定第二led(led2)是否有缺陷。
50.参考图3，可以顺次供给第一扫描信号scan《1》、第二扫描信号scan《2》和第三扫描信号scan《3》。当通过一个通道ch供给第一扫描信号scan《1》时，保护电路320可以在第一扫描时间中感测与第一led(led1)的正向电压相对应的第一电压，当通过该一个通道ch供给第二扫描信号scan《2》时，保护电路320可以在第二扫描时间中感测与第二led(led2)的正向电压相对应的第二电压，并且当通过一个通道ch提供第三扫描信号scan《3》时，保护电路320可以在第三时间感测与第三led(led3)的正向电压相对应的第三电压。
51.保护电路320可以将各个扫描时间中所感测到的电压与比较对象电压进行比较，并根据比较结果来确定与各个扫描时间相对应的像素或led是否有缺陷。这里，保护电路320可以使用在先前扫描时间中的一个扫描时间中所感测到的电压来生成比较对象电压。例如，保护电路320可以使用第一扫描时间中的第一电压来生成比较对象电压，并且将所生
成的比较对象电压与第二扫描时间中的第二电压进行比较。随后，保护电路320可以使用第二扫描时间中的第二电压来生成比较对象电压，并且将所生成的比较对象电压与第三扫描时间中的第三电压进行比较。另外，保护电路320随后可以使用第三扫描时间中的第三电压来生成比较对象电压，并且将所生成的比较对象电压与第一扫描时间中的第一电压进行比较。
52.可以对比较对象电压进行存储和更新。保护电路320可以原样存储所感测电压或者存储通过从所感测电压中减去预定电压而获得的电压，以形成比较对象电压并且在每个扫描时间中更新比较对象电压。
53.在所感测电压低于比较对象电压的情况下，保护电路320可以确定为相应的led有缺陷。在led(led1、led2、led3)被正常驱动的情况下，其正向电压至少维持在预定电平。因此，在正向电压低于预定电压(比较对象电压)的情况下，这可能意味着led处于短路状态或处于不完全短路状态。保护电路320可以通过在每个扫描时间中将所感测电压与比较对象电压进行比较来检查led(led 1、led 2、led 3)的状态。
54.led的正向电压通常可以维持在预定电平，例如2～3v。因此，传统驱动装置通过测量led的正向电压并将所测量到的电压与固定的参考电压进行比较来确定该led是否处于短路状态。然而，led的正向电压可能由于led的老化而改变。然而，传统方法不能反映正向电压中的这种变化。在led的正向电压由于该led的老化而降低的情况下，驱动装置甚至可以在该led处于正常状况的情况下确定为该led有缺陷。为了使这种问题最小化，传统驱动装置倾向于将作为比较对象电压的参考电压设置为低。然而，在参考电压低的情况下，可能存在另一个问题：无法感测到led的不完全短路状态。换句话说，不能感测到如下状态：正向电压低于当led处于正常状态时的电压，但正向电压具有预定值。
55.为了解决这种问题，根据实施例的驱动装置可以生成反映led的当前状态的比较对象电压。例如，根据实施例的驱动装置可以使用在一个通道中的先前扫描时间中所感测到的电压来生成比较对象电压。换句话说，根据实施例的驱动装置可以生成先前扫描时间中所感测到的电压的代表值作为比较对象电压。这里，代表值可以是平均值、中值、或最大值等。
56.图4是示出根据实施例的保护电路的配置的图。
57.参考图4，保护电路320可以包括峰值检测电路410、比较电路420、与逻辑元件430、毛刺(glitch)去除电路440和保护逻辑电路450。
58.通过比较电路420的一个端子(例如，负输入端子)，可以输入在像素的位置处所形成的电压(例如，led(led1、led2、led3)的阳极所形成的电压)作为第一电压。可以在每个扫描时间中通过比较电路420的一个端子输入第一电压。
59.峰值检测电路410可以通过布置有压降元件的路径来感测各个像素的第一电压中的最大第一电压作为第二电压。随后，峰值检测电路410可以通过另一端子(例如，比较电路420的正输入端子)来输入第二电压。
60.比较电路420可以将第一电压与第二电压进行比较，并且在第一电压低于第二电压的情况下，可以确定为当前像素有缺陷。随后，比较电路420可以以比较信号cm的形式输出确定结果。在像素有缺陷的情况下，比较信号cm可以具有高电平，并且在像素处于正常状况的情况下，比较信号cm可以具有低电平。除此以外，在像素有缺陷的情况下，即当第一电
压低于第二电压时，比较电路420可以输出低电平的比较信号cm，并且在像素处于正常状况的情况下，比较电路420可以输出高电平的比较信号cm。
61.比较电路420可以包括用以生成比较信号cm的比较器。比较器可以接收第一电压和第二电压作为输入，并输出比较信号cm。由于比较器中包括磁滞回线(hysteresis loop)，因此即使在第一电压和第二电压具有相似的电平的情况下，比较器也可以输出稳定的信号。
62.与逻辑元件430可以通过利用与操作对比较信号cm和pwm信号sp进行合成来生成合成信号cm’。保护电路320可以对比较信号cm和pwm信号sp进行与操作以形成合成信号cm’。与操作使得比较信号cm仅在pwm信号sp具有高电平的区间中通过。以这种方式，保护电路320可以生成合成信号cm’。保护电路320可以在led(led1、led2、led3)被驱动的区间中确定像素是否有缺陷，并且led(led1、led2、led3)被驱动的区间可以被认为是pwm信号sp具有高电平的区间。
63.毛刺去除电路440可以通过去除合成信号cm’中所包括的毛刺来生成稳定的信号，并且保护逻辑电路450可以通过对经由一系列组件发送的信号进行最终处理来生成保护信号sf。保护逻辑电路450可以通过反转输入信号或通过添加其它补充确定(supplementary determination)来生成保护信号sf。
64.图5是一般保护电路(general protection circuit)的配置图，并且图6是示出根据实施例的驱动装置的主波形的图。
65.参考图4、图5和图6，在保护电路中形成的第二电压vp可以具有高于用于一般保护电路的参考电压vr的电平。因此，根据实施例的驱动装置可以检测甚至处于不完全短路状态下的像素。
66.图5所示的一般保护电路50可以通过将使用输出端子to所感测到的电压与预定的参考电压vr进行比较来生成保护信号sf’。然而，因为需要考虑由于像素的老化而引起的所感测电压的下降，所以这样的一般保护电路50可以不将参考电压vr设置为高。因此，一般保护电路50将参考电压vr设置为低。然而，这样的低参考电压vr可能妨碍如上所述地检测处于不完全短路状态的像素。
67.由于根据实施例的驱动装置使用反映led的当前状态的电压作为比较对象电压，因此电压的电平可以是相对较高的。在作为比较对象电压的第二电压是高的、并且后面由于led的老化而使得所感测电压降低的情况下，由于第二电压也被降低，因此可以防止由于led的老化而错误地确定缺陷。
68.参考图4和图6，为了查看驱动器的具体示例，在供给了第一扫描信号scan《1》的时间中，驱动电流ie可以流入第一led(led1)。在第一扫描时间中(特别是在pwm信号sp处于高电平时)在输出端子中形成的电压vt可以与第一led(led 1)的正向电压相对应。驱动装置可以将电压vt(第一电压)与在峰值检测电路410中生成的峰值电压vp(第二电压)进行比较以生成保护信号sf。由于在第一扫描时间在输出端子中形成的电压vt(第一电压)高于峰值电压vp(第二电压)，因此保护信号sf可以具有低电平。另一方面，在第二扫描时间，在输出端子中形成的电压vt(第一电压)低于峰值电压vp(第二电压)。在这种情况下，保护信号sf可以具有指示相应像素有缺陷的高电平。
69.图7是根据实施例的峰值检测电路的配置图。
70.参考图7，峰值检测电路410可以在其一侧与输出端子to连接以接收在输出端子to中形成的电压vt，并且可以通过其另一侧输出峰值电压vp。
71.峰值检测电路410可以包括布置在一侧和另一侧之间的压降元件710。峰值电压vp可以通过将在输出端子to中形成的电压vt降低预定电压vds来形成。
72.峰值检测电路410还可以包括电容器cp以存储峰值电压vp。峰值电压vp可以在一个扫描时间中存储在电容器cp中，并且在另一个扫描时间中用作比较电路的输入电压。
73.由于电容器cp具有内阻或泄漏电阻，因此其中存储的电压的电平可能随着时间下降。然而，在每个扫描时间中，可以从输出端子to供给附加的电荷，并且因此，可以将电压持续保持在预定电平。
74.在电容器cp的自然放电率太慢的情况下，存储在电容器cp中的电压可能不能适当地反映led的当前状态。为了补救这种问题，重置开关sr可以与电容器cp并联布置。驱动装置可以周期性或非周期性地接通重置开关sr以释放存储在电容器cp中的电荷，并用新的峰值电压改变存储在电容器cp中的峰值电压vp。
75.可以将采样时间限制电路720连接至输出端子to。采样时间限制电路720可以在pwm信号sp具有高电压电平时允许对led中形成的电压按原样进行感测。相反，采样时间限制电路720可以将输出端子to中的电压强制维持为预定电压vds，以防止输出端子to中的电压在pwm信号sp具有低电压电平时影响峰值电压vp。
76.另外，采样时间限制电路720可以向输出端子to输出预定电压vds，以维持驱动线的电压恒定。
77.采样时间限制电路720可以包括限制开关sds，用于控制输出端子to与预定电压vds之间的连接以及栅极驱动电路722，以使用pwm信号sp的反信号来控制限制开关sds的栅极。
78.图8是示出根据实施例的压降元件的第一示例的图，以及图9是示出根据实施例的压降元件的第二示例的图。
79.参考图8，压降元件可以包括至少一个二极管810。这里，二极管810的阳极可以与输出端子to连接，并且其阴极可以与电容器cp连接。
80.参考图9，压降元件可以包括至少一个二极管接法晶体管910。这里，二极管接法晶体管910的栅极和漏极可以彼此连接，漏极可以与输出端子to连接，并且阴极可以与电容器cp连接。晶体管910可以是场效应晶体管(fet)。
81.图10是根据实施例的用于驱动led的方法的流程图。
82.参考图10，led驱动装置可以利用通道存储比较对象电压(s1000)。比较对象电压可以存储在电容器中或另一元件中。各个通道可以与一个驱动线连接，并且该一个驱动线可以与多个led连接。
83.led驱动装置可以使用一个通道在不同时间中分别驱动多个led(s1002)。多个led可以根据扫描信号在不同时间中分别与一个驱动线连接，并从该一个通道接收驱动电流。
84.led驱动装置可以在每个驱动时间中使用通道来感测各个led的正向电压(s1004)。
85.随后，led驱动装置可以将通过从所感测电压中减去预定电压而获得的电压与比较对象电压进行比较(s1006)，并且在通过从所感测电压中减去预定电压而获得的电压高
于比较对象电压(s1006中为“是”)的情况下，led驱动装置可以利用通过在每个驱动时间中从所感测电压中减去预定电压而获得的电压来更新比较对象电压(s1008)。
86.比较对象电压可以存储在电容器中。然而，由于电容器的寄生元件，因此比较对象电压可以被自然放电，并且由于这种自然放电，比较对象电压可以频繁地被更新。
87.可以周期性或非周期性地重置比较对象电压。为了防止在每帧中的同一时间点重置比较对象电压，可以以与帧的间隔不同的间隔来重置比较对象电压。
88.在确定了比较对象电压之后，led驱动装置可以将所感测到的正向电压与比较对象电压进行比较(s1010)，并且在所感测到的正向电压低于比较对象电压(s1010中为“是”)的情况下，led驱动装置可以确定为相关led有缺陷并生成保护信号(s1012)。
89.在上文中，描述了根据实施例的用于驱动led的技术。这样的实施例允许检测led显示装置中的像素的缺陷，确定led显示装置中的像素的短路，以及检测led显示装置中的处于不完全短路的像素。
90.相关申请的交叉引用
91.本技术要求于2020年7月21日提交的韩国专利申请10-2020-0090201的优先权，在此通过引用并入其全部内容。