显示设备和操作该显示设备的方法

专利名称：显示设备和操作该显示设备的方法
技术领域：
实施例涉及一种用于显示均勻亮度的显示设备和操作该设备的方法。
背景技术：
显示设备包括将电源电压供应给显示模块的直流电(DC)-DC转换器。显示模块将 数据驱动器产生的数据信号施加到多个像素电路以调整每个像素的亮度。数据驱动器从伽 马滤波器电压产生多个伽马电压，从所述多个伽马电压产生多个数据信号并将所述多个数 据信号输出到多个像素。

发明内容
实施例的一个特点在于提供一种补偿从直流电(DC)-DC转换器输出的第一电源 电压的偏移的显示设备和方法。实施例的另一特点在于提供一种产生补偿从DC-DC转换器输出的第一电源电压 的偏移的数据信号的显示设备和方法。实施例的另一特点在于提供一种显示均勻亮度的显示设备和方法。以上和其他特点以及优点中的至少一个可通过提供一种包括显示模块和显示模 块外部的直流电(DC)-DC转换器的显示设备来实现。DC-DC转换器将第一电源电压施加到 显示模块。显示模块产生补偿第一电源电压的偏移的数据信号。显示模块可包括数据驱动器，所述数据驱动器补偿第一电源电压的偏移，以产生 数据信号并将所述数据信号输出到多个像素电路；扫描驱动器，所述扫描驱动器产生扫描 信号并将扫描信号输出到多个像素电路。多个像素电路，从DC-DC转换器接收第一电源电 压、从数据驱动器接收数据信号以及从扫描驱动器接收扫描信号。数据驱动器可包括电压偏移确定器，所述电压偏移确定器确定第一电源电压的 偏移；电压偏移补偿器，所述电压偏移补偿器将第一电源电压的偏移施加到伽马滤波器电 源电压，以产生补偿的伽马滤波器电源电压；伽马电压产生器，所述伽马电压产生器从补偿 的伽马滤波器电源电压产生多个伽马电压，其中，从所述多个伽马电压产生数据信号。电压偏移确定器可将第一电源电压与参考电压进行比较，以确定第一电源电压的 偏移。电压偏移补偿器可将第一电源电压的偏移添加到伽马滤波器电源电压或从伽马 滤波器电源电压减去第一电源电压的偏移，以产生补偿的伽马滤波器电源电压。电压偏移补偿器可将与第一电源电压的偏移匹配的伽马滤波器电源电压补偿添 加到伽马滤波器电源电压或从伽马滤波器电源电压减去与第一电源电压的偏移匹配的伽 马滤波器电源电压补偿，以产生补偿的伽马滤波器电源电压。显示设备可以是有机发光显示设备。以上和其他特点以及优点中的至少一个可通过提供一种操作配置为从DC-DC转 换器接收第一电源电压的显示模块的方法来实现，所述DC-DC转换器在显示模块的外部，所述方法包括接收第一电源电压；产生补偿第一电源电压的偏移的多个数据信号；将所 述多个数据信号输出到显示模块中的多个像素电路。产生数据信号的步骤可包括确定第一电源电压的偏移；将第一电源电压的偏移 施加到伽马滤波器电源电压，并产生补偿的伽马滤波器电源电压；从补偿的伽马滤波器电 源电压产生多个伽马电压；从多个伽马电压产生多个数据信号。确定步骤可包括将第一电源电压与参考电压进行比较以确定第一电源电压的偏 移。所述方法还可包括将第一电源电压的偏移添加到伽马滤波器电源电压或从伽马 滤波器电源电压减去第一电源电压的偏移，以产生补偿的伽马滤波器电源电压。所述方法还可包括将与第一电源电压的偏移匹配的伽马滤波器电源电压补偿添 加到伽马滤波器电源电压或从伽马滤波器电源电压减去与第一电源电压的偏移匹配的伽 马滤波器电源电压补偿，以产生补偿的伽马滤波器电源电压。显示设备可以是有机发光显示设备。以上和其他特点以及优点中的至少一个可通过提供一种配置为从DC-DC转换器 接收第一电源电压的显示模块来实现，所述DC-DC转换器在所述显示模块的外部，所述显 示模块包括多个像素电路，接收第一电源电压；数据驱动器，配置为产生补偿第一电源电 压的偏移的多个数据信号，并将所述多个数据信号输出到多个像素电路。


通过参照附图对示例性实施例进行的详细描述，以上和其他特点以及优点对本领 域的普通技术人员而言将变得更加清楚，在附图中图1示出根据实施例的显示设备的框图；图2示出根据实施例的显示模块的框图；图3示出根据实施例的数据驱动器的框图；图4示出根据实施例的图3的数据信号产生器的框图；图5示出根据实施例的像素电路的电路图；图6示出根据实施例的操作显示设备的方法的流程图。
具体实施例方式于2010年2月2日提交到韩国知识产权局的，标题为“显示设备和操作该显示设 备的方法”的第10-2010-0009557号韩国专利申请通过引用全部包含于此。现在将参照附图更充分地描述示例实施例；然而，示例实施例可按各种不同形式 实施并不应被解释为限于在此阐述的实施例。而是，提供这些实施例以使此公开充分和完 整，并将对本领域的技术人员充分表达本发明的范围。附图中相同的标号表示相同的元件。将理解的是，尽管可在此使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区 域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语所限制。这些术 语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。因此，在不脱离示例 实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、 组件、区域、层或部分。
在这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是为了限制示例实施例。 如在此所使用的，单数形式也意图包括复数形式，除非上下文另有清楚的指示。还将理解， 当在本说明中使用术语“包括”和/或“包含”时，其表示存在叙述的特征、整体、步骤、操作、 元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件 和/或它们的组。图1示出根据实施例的显示设备1000的框图。参照图1，显示设备1000包括直流 电(DC)-DC转换器200和显示模块100。DC-DC转换器200在显示模块100的外部，并将电源施加到显示模块100。更详细 地讲，DC-DC转换器200从例如电池等的电源(未示出)接收预定电压，将预定电压转换为 显示模块100所需的第一电源电压ELVDD和第二电源电压ELVSS，并将第一电源电压ELVDD 和第二电源电压ELVSS施加到显示模块100。根据实施例的DC-DC转换器200可安装在手
机等中。显示模块100使用输入图像数据显示图像。显示模块100包括具有多个像素电路 P的面板140、扫描驱动器130、数据驱动器120和时序控制器110。根据本实施例的显示模 块100补偿从DC-DC转换器200供应的第一电源电压ELVDD的偏移以产生多个数据信号D1、 D2.....和DM，并将数据信号DpD2.....和Dm施加到多个像素电路P以移除亮度偏移。图2示出根据实施例的显示模块100的框图。如图2所示，显示模块100可包括 时序控制器100、数据驱动器120、扫描驱动器130和显示面板140。参照图2，时序控制器110可接收垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据 使能信号DE和图像数据信号DATA_in，将图像数据信号DATA_in转换为适合数据驱动器 120的特征的R、G和B数据信号，并将R、G和B数据信号输出到数据驱动器120。时序控
制器110产生开始水平信号STH和负载信号TP以提供用于将数据信号DpD2.....和Dm从
数据驱动器120输出到多个像素电路P的参考时序，并且时序控制器110将开始水平信号 STH和负载信号TP输出到数据驱动器120。时序控制器110将用于选择第一扫描线的开始垂直信号STV、用于顺序地选择下 一扫描线的门时钟信号CPV和用于控制扫描驱动器130的输出的输出使能信号OE输出到 扫描驱动器130。数据驱动器120包括多个数据驱动器集成电路(IC)。数据驱动器120从时序控 制器110接收R、G和B数据信号、开始水平信号STH和负载信号TP，以产生数据信号D1,
D2.....和DM，并分别将数据信号Dp D2.....和Dm输出到数据线。将数据信号Dp D2.....
和Dm施加到多个像素电路P。根据本实施例，数据驱动器120补偿第一电源电压ELVDD的
偏移以产生多个数据信号DpD2.....和DM，并分别将数据信号DpD2.....和Dm输出到数据线。扫描驱动器130包括多个扫描驱动器IC。扫描驱动器130根据门时钟信号、开始
垂直信号STV和输出使能信号OE将扫描信号S1A2.....和、施加到多个像素电路P的扫
描线，以顺序扫描分别连接到扫描线的多个像素电路P。面板140包括按二维矩阵MXN(其中，M禾Π N是自然数)排列的多个像素电路P。
多个像素电路P由扫描信号S1A2.....和Sn和数据信号DpD2.....和Dm驱动，并根据数据
信号Dp D2.....和Dm的电压电平发光。为了驱动多个像素电路P，安装在显示模块100的外面的DC-DC转换器200将第一电源电压ELVDD和第二电源电压ELVSS施加到多个像素电 路P。之后将参照图5更详细地描述根据本发明实施例的多个像素电路P。图3示出根据实施例的数据驱动器120的框图。参照图3，数据驱动器120可包括 电压偏移确定器121、电压偏移补偿器122、伽马电压产生器123和数据信号产生器124。电压偏移确定器121从安装在显示模块100外面的DC-DC转换器200接收第一电 源电压ELVDD，并确定第一电源电压ELVDD的偏移。根据本实施例，电压偏移确定器121从 安装在显示模块100外面的DC-DC转换器200接收第一电源电压ELVDD的DC电压分量，并 确定参考电压Vref的DC电压分量和第一电源电压ELVDD的DC电压分量之间的差。电压偏移确定器121确定第一电源电压ELVDD和参考电压Vref之间的差。参考 电压Vref由电压偏移确定器121产生以测量第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD。尽管 图3中没有示出，但电压偏移确定器121可包括产生参考电压Vref的参考电压产生器。例 如，当第一电源电压ELVDD为4. 5V，并且参考电压Vref为4. 6V时，第一电源电压ELVDD的 偏移 AELVDD 为-0. IV。电压偏移确定器121的操作不限于以上操作，但电压偏移确定器121可通过模数 转换器(ADC)将第一电源电压ELVDD转换为数字值，将所述数字值与参考电压Vref的数字 值进行比较，并确定第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD。电压偏移补偿器122将由第一电压偏移确定器121获得的第一电源电压ELVDD 的偏移AELVDD施加到伽马滤波器电源电压Vgamma，以产生补偿的伽马滤波器电源电压 Vgamma' 0伽马滤波器电源电压Vgamma可以是从单独的电压源产生的电压以产生多个伽马
电压V0、V1.....V255，或者可以是通过划分从DC-DC转换器200施加的单独电源电压而产
生的电压。电压偏移补偿器122将由电压偏移确定器121获得的第一电源电压ELVDD的偏移 Δ ELVDD添加到伽马滤波器电源电压Vgamma或从伽马滤波器电源电压Vgamma减去由电压 偏移确定器121获得的第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD，以产生补偿的伽马滤波器电 源电压Vgamma’。电压偏移补偿器122将第一电源电压ELVDD的偏移Δ ELVDD添加到伽马 滤波器电源电压Vgamma或从伽马滤波器电源电压Vgamma减去第一电源电压ELVDD的偏移
AELVDD，使得第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD反映到最终产生的数据信号DpD2.....
和Dm的电压电平上。现在将根据实施例更详细地描述将第一电源电压ELVDD的偏移Δ ELVDD施加到 伽马滤波器电源电压Vgamma的方法。第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD可被施加到伽 马滤波器电源电压Vgamma，使得第一电源电压ELVDD的偏移Δ ELVDD反映到从数据驱动器 120施加到像素电路P的数据电压Vdata上。例如，可不直接将第一电源电压ELVDD的偏移 Δ ELVDD添加到伽马滤波器电源电压Vgamma或可不直接从伽马滤波器电源电压Vgamma减 去第一电源电压ELVDD的偏移ΔELVDD，而是将与第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD匹配 的伽马滤波器电源电压补偿(offset)Vgamma-offset添加到伽马滤波器电源电压Vgamma 或从伽马滤波器电源电压Vgamma减去与第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD匹配的伽马 滤波器电源电压补偿Vgamma-offset。伽马滤波器电源电压补偿Vgamma-offset可与第一 电源电压ELVDD的偏移AELVDD匹配，并可从查找表获得。可使用算法来确定伽马滤波器 电源电压补偿Vgamma-offset，或可通过对从重复实验获得的结果值求和确定伽马滤波器电源电压补偿Vgamma-offset。然而，将第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD施加到伽马滤 波器电源电压Vgamma的方法不限于此，可使用各种数学和实验的方法。根据本实施例的电压偏移补偿器122可包括放大补偿的伽马滤波器电源电压 Vgamma'的源极跟随器12加。将补偿的伽马滤波器电源电压Vgamma’施加到伽马电压产生器123。伽马电压产生器123从补偿的伽马滤波器电源电压Vgamma’产生多个伽马电压
vo、Vl.....V255。更具体地讲，伽马电压产生器123从电压偏移补偿器122接收补偿的
伽马滤波器电源电压Vgamma’，通过电阻串(R-string)划分补偿的伽马滤波器电源电压 Vgamma'以产生伽马电压V0、VI、. . .、V255，并将伽马电压V0、VI、. . .、V255施加到数据信 号产生器124。伽马电压产生器123可分别关于R、G和B数据信号产生不同伽马电压。伽 马电压V0、VI、. . .、V255的数量可根据R-string而变化，而不限于256个。图4示出根据实施例的图3的数据信号产生器IM的框图。如在此示出的，数据 信号产生器1 可包括多个数模转换器(DAC) 320a、320b.....320m。数据信号产生器124从伽马电压产生器123接收多个伽马电压V0、V1.....V255。
将多个伽马电压VO、VI、. . ·、V255施加到多个DAC 320a、320b、. . ·、320m、多个数据信号输 出单元330a、330b、330c、· · · ,330m以及移位寄存器310。多个DAC 320a、320b、...、320m从伽马电压产生器123输入的多个伽马电压V0、
Vl.....V255中选择与R、G和B数据信号对应的伽马电压，并将选择的伽马电压分别输出
到多个数据信号输出单元330a、330b、330c、· · ·、330m。移位寄存器310从时序控制器110接收开始水平信号STH、负载信号TP和R、G和 B数据信号，并将R、G和B数据信号分别输出到对应于数据线的DAC 320a、320b.....320m。多个数据信号输出单元330a、330b、330c、. . . ,330m 放大从 DAC 320a,320b,...、
320m输入的伽马信号，并将数据信号D1J2.....和Dm分别输出到数据线。可使用电压跟随
器实现多个数据信号输出单元330a、330b、330c、. . .、330m。图5示出根据实施例的像素电路P的电路图。根据本实施例的像素电路P包括开 关晶体管Ts、驱动晶体管TD、存储电容器Cst和有机发光装置。有机发光装置可包括有机 发光二极管(OLED)。当施加扫描信号Sn时，开关晶体管Ts导通，数据信号Dm被施加到第一结点Ni。因 此，第一结点W的电压可具有与数据信号Dm的电压电平相等的电压电平。将第一电源电 压ELVDD从DC-DC转换器200施加到像素电路P。因此，第二结点N2的电压可以是第一电 源电压ELVDD。如等式1，驱动晶体管Td通过根据栅电极G的电压与源电极S的电压之间 的差Vgs确定的驱动电压，将驱动电流Ioled输出到0LED，其中，Vth是驱动晶体管Td的阈 值电压，k是常量并且k= β/2 (β是增益因子)。Ioled = k (Vgs-Vth)2. . . (1)在图5中，栅电极G的电压与源电极S的电压之间的差Vgs等于第一电源电压 ELVDD与数据电压Vdata之间的差。数据电压Vdata是考虑到第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD由数据驱动器120 产生的值。因此，尽管从DC-DC转换器200施加到像素电路P的第一电源电压ELVDD的电 压差量不被补偿(即，第一电源电压ELVDD的偏移△ ELVDD存在)，但是第一电源电压ELVDD的电压差量由已反映在数据电压Vdata中的第一电源电压ELVDD的偏移Δ ELVDD抵消。因 此，第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD从差Vgs被移除。结果，当移除了第一电源电压 ELVDD的偏移AELVDD的驱动电流被输出时，可从显示模块100降低或消除亮度偏移，并且 显示模块100显示高质量图像。图6示出根据实施例的操作显示设备1000的方法的流程图。参照图6，显示设备1000包括如图1中显示的显示模块100的外部的DC-DC转换 器200，并将第一电源电压ELVDD施加到显示模块100。由于DC-DC转换器200安装在显示 模块200的外面，因此施加到显示模块100的第一电源电压ELVDD可能不均勻。因此，在本 实施例中，为了移除第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD，考虑第一电源电压ELVDD的偏移
AELVDD产生施加到显示模块100的数据信号D1. D2.....和DM。结果，显示模块100提供
具有均勻亮度的高质量图像。在步骤S601，将第一电源电压ELVDD从DC-DC转换器200施加到数据驱动器120。在操作S602，数据驱动器120将第一电源电压ELVDD与参考电压Vref进行比较以 确定第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD。在操作S603，将第一电源电压ELVDD的偏移ΔELVDD添加到伽马滤波器电源电压 Vgamma或从伽马滤波器电源电压Vgamma减去第一电源电压ELVDD的偏移Δ ELVDD,以产生 补偿的伽马滤波器电源电压Vgamma’。在操作S604，数据驱动器120从补偿的伽马滤波器电源电压Vgamma’产生多个伽 马电压 V0、V1、· · ·、V255。在操作S605，数据驱动器120从多个伽马电压V0、Vl.....V255产生多个数据信
号D1、D2.....和Dm，并将多个数据信号D1、D2.....和Dm输出到多个像素电路P。在步骤S606，包括在多个像素电路P中的OLED输出与数据信号D1, D2.....和Dm
对应的均勻亮度，在所述数据信号D1A2.....和Dm中，第一电源电压ELVDD的偏移AELVDD
已被补偿。根据本实施例，不管施加第一电源电压ELVDD的电源电路的价格如何低，都降低 了部分成本。换句话说，由于显示模块100的数据驱动器120补偿第一电源电压ELVDD的 偏移Δ ELVDD，因此不太昂贵的DC-DC转换器(即，具有较小均勻输出的DC-DC转换器)可 用于将电源供应给显示模块100。因此，尽管施加到面板140的第一电源电压ELVDD的偏移 ΔELVDD可能大，但所述偏移ΔELVDD不影响亮度。如上所述，在根据本实施例的显示设备和操作该显示设备的方法中，产生补偿从 DC-DC转换器输出的第一电源电压的偏移的数据信号。所述数据信号被施加到像素电路，以 便像素电路的OLED显示均勻的亮度。如上所述，显示设备1000产生补偿第一电源电压ELVDD的偏移Δ ELVDD的数据信 号，但是示例实施例不限于此。可选择地，显示设备1000可产生补偿第二电源电压ELVSS 的偏移AELVSS的数据信号。在此已公开了示例性实施例，尽管使用了特定术语，但这些特定术语仅以普通和 描述性的意义被使用和解释，而非用于限制的目的。因此，本领域的普通技术人员将理解， 在不脱离权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可进行形式和细节上的各种改变。
权利要求
1.一种显示设备，包括 显示模块；直流电DC-DC转换器，在显示模块的外部，所述DC-DC转换器配置为将第一电源电压施 加到显示模块，其中，显示模块配置为产生补偿第一电源电压的偏移的数据信号。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，显示模块包括数据驱动器，配置为产生补偿第一电源电压的偏移的数据信号，并输出所述数据信号；扫描驱动器，配置为产生扫描信号并输出所述扫描信号；多个像素电路，配置为从DC-DC转换器接收第一电源电压、从数据驱动器接收数据信 号以及从扫描驱动器接收扫描信号。
3.如权利要求2所述的显示设备，其中，数据驱动器包括 电压偏移确定器，配置为确定第一电源电压的偏移；电压偏移补偿器，配置为将第一电源电压的偏移施加到伽马滤波器电源电压，以产生 补偿的伽马滤波器电源电压；伽马电压产生器，配置为从补偿的伽马滤波器电源电压产生多个伽马电压， 其中，从所述多个伽马电压产生数据信号。
4.如权利要求3所述的显示设备，其中，电压偏移确定器将第一电源电压与参考电压 进行比较，以确定第一电源电压的偏移。
5.如权利要求3所述的显示设备，其中，电压偏移补偿器将第一电源电压的偏移添加 到伽马滤波器电源电压或从伽马滤波器电源电压减去第一电源电压的偏移，以产生补偿的 伽马滤波器电源电压。
6.如权利要求3所述的显示设备，其中，电压偏移补偿器将与第一电源电压的偏移匹 配的伽马滤波器电源电压补偿添加到伽马滤波器电源电压或从伽马滤波器电源电压减去 与第一电源电压的偏移匹配的伽马滤波器电源电压补偿，以产生补偿的伽马滤波器电源电 压。
7.如权利要求1所述的显示设备，其中，显示设备是有机发光显示设备。
8.一种操作显示模块的方法，所述显示模块配置为从显示模块外部的DC-DC转换器接 收第一电源电压，所述方法包括接收第一电源电压；产生补偿第一电源电压的偏移的多个数据信号； 将所述多个数据信号输出到显示模块中的多个像素电路。
9.如权利要求8所述的方法，其中，产生数据信号的步骤包括 确定第一电源电压的偏移；将第一电源电压的偏移施加到伽马滤波器电源电压，并产生补偿的伽马滤波器电源电压；从补偿的伽马滤波器电源电压产生多个伽马电压； 从多个伽马电压产生多个数据信号。
10.如权利要求9所述的方法，其中，确定步骤包括将第一电源电压与参考电压进行比较以确定第一电源电压的偏移。
11.如权利要求9所述的方法，还包括将第一电源电压的偏移添加到伽马滤波器电源 电压或从伽马滤波器电源电压减去第一电源电压的偏移，以产生补偿的伽马滤波器电源电压。
12.如权利要求9所述的方法，还包括将与第一电源电压的偏移匹配的伽马滤波器电 源电压补偿添加到伽马滤波器电源电压或从伽马滤波器电源电压减去与第一电源电压的 偏移匹配的伽马滤波器电源电压补偿，以产生补偿的伽马滤波器电源电压。
13.如权利要求7所述的方法，其中，显示设备为有机发光显示设备。
14.一种配置为从DC-DC转换器接收第一电源电压的显示模块，所述DC-DC转换器在所 述显示模块的外部，所述显示模块包括多个像素电路，接收第一电源电压；数据驱动器，配置为产生补偿第一电源电压的偏移的多个数据信号，并将所述多个数 据信号输出到多个像素电路。
全文摘要
提供了一种显示设备和操作该显示设备的方法，所述显示设备产生补偿从直流电(DC)-DC转换器输出的第一电源电压的偏移的数据信号。
文档编号G09G3/20GK102142220SQ201010524160
公开日2011年8月3日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年2月2日
发明者郑晧炼 申请人:三星移动显示器株式会社