用于提升OLED画面对比度的驱动方法及驱动装置与流程

本发明属于OLED显示领域，尤其涉及一种用于提升OLED画面对比度的驱动方法及驱动装置。

背景技术：

有机发光显示设备(Organic Light-Emitting Display，OLED)具有自发光的特点，无需背光源，因此OLED显示设备的屏幕可以做得很薄很轻，特别适合要求轻便的移动产品。同时，OLED显示设备还具有广视角、低耗电、快速反应等优点，因此获得了越来越广泛的应用。

OLED的驱动技术与现有的液晶显示产品不同，液晶显示器是电压控制器件，而OLED是电流控制器件，只有给OLED显示面板相应的控制电路提供了精确的电流和统一控制，才会获得最佳显示。但控制电路一般由非线性元件构成，要实现精确的电流和统一控制比较困难。在此基础上，如果要提高OLED的其他方面的显示性能就更加困难。

OLED是一种自发光器件，且组成OLED显示设备的每个发光点材料的退化程度不同，所以，OLED显示设备会出现显示的亮度差异。如何增加OLED显示的画面对比度，提升OLED显示的画质成为一个亟待解决的问题。本发明针对上述问题提出解决方案。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种增加OLED显示的画面对比度，提升OLED显示的画质的解决方案。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种用于提升OLED画面对比度的驱动方法，包括：将OLED显示面板划分为多个分区；基于所述分区计算待显示的一帧画面对应于各分区的平均像素等级，所述平均像素等级为分区内各像素单元的灰阶值的平均值；根据所述平均像素等级确定对应于各分区的施加于该分区内各像素驱动电路的放电参考电压的预置数值；将施加于各分区的像素驱动电路的放电参考电压调整为所述预置数值。

优选地，在根据所述平均像素等级确定对应于各分区的施加于该分区内各像素驱动电路的放电参考电压的预置数值后，还包括采用电压补偿算法重新确定所述放电参考电压的预置数值：当根据所述平均像素等级确定得到的相邻分区的所述放电参考电压的预置数值之间的差值大于设定的电压阈值时，降低较高的所述放电参考电压的预置数值，和/或升高较低的所述放电参考电压的预置数值。

优选地，在基于所述分区计算待显示的一帧画面对应于各分区的平均像素等级后，还包括采用图像补偿算法重新计算平均像素等级：比较任意两个分区的平均像素等级之间的差值；当所述差值小于等于设定的第一像素等级阈值时，按照设定的第一像素个数选取灰阶值较低的像素单元，并分别降低各像素单元的灰阶值；按照设定的第二像素个数选取灰阶值较高的像素单元，并分别升高各像素单元的灰阶值。

优选地，所述采用图像补偿算法重新计算平均像素等级，还包括：比较相邻两个分区的平均像素等级之间的差值；当所述差值大于设定的第二像素等级阈值时，将位于相邻两个分区的边缘处的灰阶值较高的像素单元的灰阶值降低；和/或将位于相邻两个分区的边缘处的灰阶值较低的像素单元的灰阶值升高。

优选地，在从当前帧的显示画面切换至所述待显示的一帧画面之前调整各分区的像素驱动电路的放电参考电压的数值。

优选地，所述将OLED显示面板划分为多个分区，包括：将OLED显示面板沿平行于像素单元的行的方向及平行于像素单元的列的方向均匀划分为m*n个分区，其中m和n均为自然数。

本申请的实施例还提供了一种用于提升OLED画面对比度的驱动装置，包括：分区模块，其将OLED显示面板划分为多个分区；像素等级计算模块，其基于所述分区计算待显示的一帧画面对应于各分区的平均像素等级，所述平均像素等级为分区内各像素单元的灰阶值的平均值；参考电压确定模块，其根据所述平均像素等级确定对应于各分区的施加于该分区内各像素驱动电路的放电参考电压的预置数值；调整模块，其将施加于各分区的像素驱动电路的放电参考电压调整为所述预置数值。

优选地，还包括电压补偿模块，所述电压补偿模块在所述参考电压确定模块确定对应于各分区的施加于该分区内各像素驱动电路的放电参考电压的预置数值后，采用电压补偿算法重新确定所述放电参考电压的预置数值：当根据所述平均像素等级确定得到的相邻分区的所述放电参考电压的预置数值之间的差值大于设定的电压阈值时，降低较高的所述放电参考电压的预置数值，和/或升高较低的所述放电参考电压的预置数值。

优选地，还包括图像补偿模块，所述图像补偿模块比较任意两个分区的平均像素等级之间的差值：当所述差值小于等于设定的第一像素等级阈值时，按照设定的第一像素个数选取灰阶值较低的像素单元，并分别降低各像素单元的灰阶值；按照设定的第二像素个数选取灰阶值较高的像素单元，并分别升高各像素单元的灰阶值。

优选地，所述图像补偿模块比较相邻两个分区的平均像素等级之间的差值：当所述差值大于设定的第二像素等级阈值时，将位于相邻两个分区的边缘处的灰阶值较高的像素单元的灰阶值降低；和/或将位于相邻两个分区的边缘处的灰阶值较低的像素单元的灰阶值升高。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

通过将OLED显示面板进行分区，使得一帧画面在显示时，具有多个不同的独立的放电参考电压(Vref)，能够显著地增加OLED在显示时的对比度，改善画质。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为现有技术中OLED的3T1C像素驱动电路的结构示意图；

图2为根据本发明一实施例的用于提升OLED画面对比度的驱动方法的流程示意图；

图3为对OLED显示面板进行分区的示意图；

图4为各分区的放电参考电压的预置数值的输入示意图；

图5为放电参考电压的电路模型示意图；

图6为对放电参考电压进行调整的时序示意图；

图7a-图7c为灰阶等级与亮度之间的关系示意图；

图8为根据本发明另一实施例的用于提升OLED画面对比度的驱动装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

图1为现有技术中OLED的3T1C(3transistor 1capacitance)像素驱动电路的结构示意图，如图所示，该驱动电路由薄膜晶体管T1、T2、T3，电容Cst以及有机发光二极管组成。其中，晶体管T1的栅极与扫描线相连接，其源极与数据线相连接，晶体管T1根据接收到的扫描信号和数据信号开启或关闭，并对存储电容Cst进行充电。T1的漏极与晶体管T2的栅极相连接，存储电容Cst的电压能够控制晶体管T2的栅极电位V_A，开启或关闭晶体管T2。

晶体管T3可以实现放电作用。晶体管T3的源极也耦接于晶体管T2的栅极，其漏极连接一用作参考的固定的电压值Vref。晶体管T3的栅极接收一控制信号，在该信号的作用下，晶体管T3开启，使存储电容Cst经由晶体管T3进行放电。晶体管T2的栅极电位V_A发生变化，电压稳定时V_A约为Vref，即可实现OLED的放电作用。

根据晶体管I-V方程，如表达式(1)所示：

I_ds,sat＝k·(V_GS-V_th,T2)²＝k·(V_A-V_S-V_th,T2)² (1)

式中，k为本征导电因子，V_th,T2为晶体管T2的开启电压。

从上式可以看出，I_ds,sat的大小与V_A有关，而V_A又与参考电压Vref有关，因此，可以控制Vref的大小来控制放电后V_A的值。

进一步地，通过T1和T3打开的时间来控制像素单元充电时间的长短，结合人眼对亮度的感知是时间上的积分原理，可使用数位电压(即两个Gamma电压)来显示不同灰阶亮度影像，即采用PWM(Pulse-Width Modulation)的方式进行驱动已经在现有技术中得到了应用。

本发明基于上述像素驱动电路提出一种提升OLED显示的画面对比度的方法，下面结合实施例进行说明。

图2为根据本发明一实施例的用于提升OLED画面对比度的驱动方法的流程示意图，如图所示，该方法包括以下步骤：

步骤S210、将OLED显示面板划分为多个分区。

步骤S220、基于得到的分区计算待显示的一帧画面对应于各分区的平均像素等级。

步骤S230、根据平均像素等级确定对应于各分区的施加于该分区内各像素驱动电路的放电参考电压的预置数值。

步骤S240、将施加于各分区的像素驱动电路的放电参考电压调整为上述预置数值。

具体的，在步骤S210中，将OLED显示面板进行平均划分，将OLED显示面板沿平行于像素单元的行的方向及平行于像素单元的列的方向均匀划分为m*n个分区，其中m和n均为自然数。各分区之间互不干扰。使每个分区的各像素驱动电路对应一个放电参考电压Vref，且各分区的参考电压是独立的。

以面板解析度为1920*1080为例，若分成4×4个分区，则Vref6,为对应为(line271,col481)、(line271,col960)、(line540,col481)、(line540,col960)4个点所对应的区域。

进一步地，如图3所示，将OLED显示面板的平均分成4*4个分区，分别分区1，分区2，……，分区15，分区16。每个分区对应一个Vref，即有16个Vref，对应上面的各个分区，将放电参考电压分别记为Vref1，Vref2，……，Vref15，Vref16，且在OLED面板上这些分区的Vref是互不相干的。

接下来，在步骤S220中，分别计算每一个分区的平均像素等级(Average Pixel Level，APL)。在本实施例中，平均像素等级指的是，对于一帧显示画面，显示的各个分区内各像素单元的灰阶值的平均值。

举例而言，分区1内进一步包含3*2个6个像素单元，其灰阶值分别为60、80、130、90、88、200，将上述各灰阶值相加并求得平均值为(60+80+130+90+86+200)/6＝108，即分区1的平均像素等级为108。根据上述方法依次求得各分区的平均像素等级。

在步骤S230中，利用电源管理模块确定对应于各平均像素等级(分区)的放电参考电压的预置数值。

举例而言，假设对于上述的16个分区，其平均像素等级分别记为P1，P2，……，P15，P16，根据上述数值，确定与之对应的放电参考电压的预置数值分别为Vref1，Vref2，……，Vref 15，Vref16。电源管理模块会根据预设的转换模型或通过查表确定平均像素等级与放电参考电压的预置数值之间的关系。一般的，分区的平均像素等级越大，对应的Vref也越大，反之分区的平均像素等级越小，对应的Vref也越小。

在步骤S240中，将在步骤S230中计算得到的各分区的放电参考电压的预置数值施加给OLED面板各分区的像素驱动电路。

放电参考电压的预置数值的输入方式如图4所示。需要说明的是，由于面板制程原因，每两条line或column之间会有一个相等的等效电阻RLine或RCol。也就是说，实际中同一分区内各放电参考电压的预置数值不是完全相等，Vref的参考电路模型如图5所示，在第134行Vref数据线和第135行Vref数据线之间有电阻R_L。一般在各分区位于区域中心的像素单元处设置的引线上输入由该分区的平均像素等级确定的预置数值Vref。

放电参考电压的预置数值的调整是在从当前帧的显示画面切换至待显示的一帧画面之前进行的，驱动时序如图6所示。当前帧(frame)各分区Vref的跳变是在上一个帧的使能信号(Frame_de)拉低(Blanking)之后，且当前帧的使能信号拉高(Active)之前完成的，调整放电参考电压的预置数值时需要使能信号Vref_de为高电平，如图6的所示。

本发明实施例的驱动方法能够提高OLED显示的画面的对比度，说明如下。对于采用PWM方式进行驱动的OLED显示设备，当整个显示驱动电路的Vref为某一值时，显示画面的灰度级(Gray Level)与亮度(Luminance)的关系如图7a所示，参见直线1，可计算此时画面的对比度Contrast＝Lb/La。

在本发明实施例中，通过将OLED显示面板进行分区，使得一帧画面在显示时，具有多个不同的Vref。而当改变Vref的值时，灰度级与亮度的关系曲线也会随之改变。

仍以前例进行说明，假设第3条纵向Vref3，Vref7，Vref11，Vref15的关系为Vref15>Vref3>Vref7>Vref11(Vref均为负值)。第3条横向Vref9，Vref10，Vref11，Vref12的关系为Vref12>Vref9>Vref10>Vref11。并进一步假设Vref1，Vref2，……，Vref15，Vref16的大小关系为Vref2>Vref4>Vref12>Vref15>Vref1>Vref9>Vref8>Vref5>Vref10>Vref6>Vref3>Vref16>Vref7>Vref11>Vref13>Vref14，则显示画面的16个分区对应的不同Vref的灰度级与亮度关系如图7b所示。

通过调节Vref的值来控制放电的快慢。当Vref的值较大时，存储电容的放电较慢，有可能出现在消隐(Blanking)的时间段内还没有放电完全的情况，如图7c所示。此时画面的亮度会比传统的PWM驱动方式显示的画面亮度高，反之则较低。所以单个分区的灰度级与亮度的关系曲线会随Vref的增大而向上移，整个画面的灰度级与亮度关系如图7a中的曲线2所示。

根据对比度的计算公式可知Contrast＝L32/L1，此时画面的对比度比任意单一曲线的对比度Contrast1＝L17/L1，Contrast2＝L18/L2，Contrast3＝L19/L3，……，Contrast16＝L32/L16要高。

本发明实施例的驱动方法，通过对OLED显示面板进行分区，并根据各分区的平均像素等级分别选取对应各分区的放电参考电压Vref，通过改变Vref的大小从而调节画面的对比度，使画面的对比度得到提高。

需要说明的是，显示画面分区越多，越有利于画面对比度的提高。但分区越多(m*n越大)，硬件成本也就越大。实际中，需要根据显示要求进行考虑。本发明上述各实施例所举的例子仅用于说明本发明，并不构成对本发明的限定。

在前述实施例中，分区内部的各Vref值虽然并不完全相等，但相互之间的数值非常接近，但对于相邻的两个分区，由于其Vref的数值是通过平均像素等级来确定的，因此，当相邻的分区Vref值相差较大，而分隔线边缘的灰度级相差较小时，显示的画面会出现亮度分隔线。

为了进一步改善分区之间的显示画质，在本发明的另一个实施例中，在根据平均像素等级确定对应于各分区的施加于该分区内各像素驱动电路的放电参考电压的预置数值之后，还包括采用电压补偿算法重新确定放电参考电压的预置数值。

具体的，当根据平均像素等级确定得到的相邻分区的放电参考电压的预置数值Vref之间的差值大于设定的电压阈值时，说明相邻两分区画面的亮度相差较大，因此为了避免出现分区间的亮度突变现象，平滑分区部分的亮度，适当降低数值较高的分区的放电参考电压的预置数值，也可以适当升高数值较低的分区的放电参考电压的预置数值，或者同时采用两种方式进行调节对Vref的电压进行补偿。

举例而言，假设分区1的Vref1的值为-1V，其对应的像素单元的APL为223，与其相邻的分区2的Vref2的值为-4V，其对应的像素单元的APL为31，可以知道，分区1和分区2的显示亮度相差很大，如果分区1和分区2之间的边界处的灰度级相差较小时，则在分区1和分区2之间会出现明显的亮度分割线。

进一步地，假设电压阈值为2V，则通过比较Vref1和Vref2的差值-1V与-4V可知，其差值超过了设定的阈值，可以对Vref1的值进行适当的降低，或者对Vref2的值进行适当的升高，或者同时对Vref1的值进行适当的降低以及对Vref2的值进行适当的升高。

在本实施例中，通过对相邻分区的Vref电压进行补偿，避免或减轻了显示的画面出现亮度分隔线的问题，改善了显示的画质。

在本发明的另一个实施例中，为了进一步对显示的图像进行补偿，在基于分区计算待显示的一帧画面对应于各分区的平均像素等级之后，还包括采用图像补偿算法重新计算平均像素等级。

具体的，比较任意两个分区的平均像素等级之间的差值，当任意两个分区的平均像素等级之间的差值中的全部或大部分差值均小于等于设定的第一像素等级阈值时，可以从全部像素单元中选取一部分灰阶值较低的像素单元(按照设定的第一像素个数选取)，并适当地降低这些像素单元的灰阶值，从从全部像素单元中选取一部分灰阶值较高的像素单元(按照设定的第二像素个数选取)，并适当地升高这些像素单元的灰阶值。经过上述处理可以对输入图像的像素值进行补偿。

进一步地，还可以将前面比较得到的相邻两个分区的平均像素等级之间的差值与设定的第二像素等级阈值进行对比，当相邻两个分区的平均像素等级之间的差值大于设定的第二像素等级阈值时，将位于相邻两个分区的边缘处的灰阶值较高的像素单元的灰阶值降低，或者将位于相邻两个分区的边缘处的灰阶值较低的像素单元的灰阶值升高，或者同时对灰阶值较高的像素单元的灰阶值进行降低，对灰阶值较低的像素单元的灰阶值进行升高。通过上述处理，能够平滑分区部分的亮度，改善画面的显示质量。

在本实施例中，通过采用图像补偿算法，进一步提高了显示画面的对比度，改善了显示的画质。

图8为根据本发明一实施例的用于提升OLED画面对比度的驱动装置的结构示意图，如图所示，由虚线框示出的上面一条驱动支路为本发明实施例的驱动装置，具体包括：

分区模块81，其将OLED显示面板划分为多个分区。

像素等级计算模块82，其基于分区计算待显示的一帧画面对应于各分区的平均像素等级；

参考电压确定模块83，其根据平均像素等级确定对应于各分区的施加于该分区内各像素驱动电路的放电参考电压的预置数值。

调整模块84，其将施加于各分区的像素驱动电路的放电参考电压调整为预置数值，将各预置数值输出给后端的OLED面板。

进一步地，还包括电压补偿模块85，电压补偿模块85在参考电压确定模块83确定对应于各分区的施加于该分区内各像素驱动电路的放电参考电压的预置数值之后，采用电压补偿算法重新确定放电参考电压的预置数值。

还包括图像补偿模块86，图像补偿模块86在像素等级计算模块82计算待显示的一帧画面对应于各分区的平均像素等级之后，采用图像补偿算法重新计算平均像素等级。

另外，图像补偿模块86的输出还被依次送入时序控制器T-Con，源驱动电路Source Driver，OLED面板，实现显示面板的驱动。

本发明实施例的驱动装置能够提高显示画面对比度，保持图像的原有画质。当画面的亮度表现为横向或纵向阶梯性变化较大时，可以显著地提高显示的对比度。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。