显示面板电压降校正

摘要

本文公开了一种用于补偿平板显示器中电源电压造成的电压降的平板显示设备和方法。

权利要求

1.一种电子显示器，包括：

显示面板，所述显示面板被配置为接收显示电压；

电源管理集成电路(PMIC)，所述电源管理集成电路被配置为向所述显示面板供应电致发光电压；

显示驱动器集成电路，所述显示驱动器集成电路具有校正电路，所述校正电路被配置为感测供应给所述显示面板的所述电致发光电压，从所述电致发光电压和预期电源电压计算电压降，并且校正所述显示电压以匹配所述电压降，其中所述电源管理集成电路还包括：模拟复用器，所述模拟复用器被配置为将输出电流输出至所述校正电路，其中所述校正电路使用所述输出电流和来自所述电致发光电压的所述电压降来计算所述面板的电阻；以及

所述校正电路使用所述面板的所述电阻来校正所述显示电压以匹配所述电压降。

2.根据权利要求1所述的电子显示器，其中所述显示面板是发光二极管(LED)或液晶显示(LCD)显示器。

3.根据权利要求1所述的电子显示器，其中所述显示面板是有机发光二极管(OLED)显示器。

4.根据权利要求1所述的电子显示器，所述显示面板还包括：多个感测环，所述多个感测环嵌入所述显示面板之内，所述感测环中的每个被配置为在整个所述显示面板的多个位置处提供电阻测量值，并且向所述校正电路提供所述电阻测量值。

5.根据权利要求4所述的电子显示器，其中所述校正电路被配置为从所述感测环中的每个接收所述电阻测量值，并且从来自所述感测环的中每个的所述电阻测量值的所述电致发光电压和预期电源电压计算所述电压降，以在整个所述显示面板上的所述多个位置处匹配所述电压降。

6.根据权利要求5所述的电子显示器，其中所述显示面板是发光二极管(LED)或液晶显示(LCD)显示器。

7.根据权利要求5所述的电子显示器，其中所述显示面板是有机发光二极管(OLED)显示器。

说明书

显示面板电压降校正

[0001] 相关申请

[0002] 本申请要求2018年7月31日提交的美国临时专利申请序列62/712,623；以及2018年11月5日提交的美国专利申请序列16/181,212的优先权；这两个申请中的每个都出于所
有目的据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

[0003] 本公开的各方面总体涉及平板显示器。各方面包括补偿由平板显示器中的电致发光电压源导致的电压降的方法和设备。

背景技术

[0004] 显示器是用于使人们能够看到内容，诸如静止图像、移动图像、文本或其他视觉材料的电子查看技术。

[0005] 一种平板显示器包括显示面板，该显示面板包括以矩阵格式布置的多个像素。显示面板包括在行方向(y轴)上形成的多个扫描线和在列方向(x轴)上形成的多个数据线。多
个扫描线和多个数据线被布置成彼此交叉。每个像素由从其对应的扫描线和数据线供应的
扫描信号和数据信号驱动。

[0006] 平板显示器可被分类为无源矩阵型发光显示设备或有源矩阵型发光显示设备。有源矩阵面板选择性地照亮每个单位像素。由于有源矩阵面板的分辨率、对比度和操作速度
特性，因此使用了它们。

[0007] 一种类型的有源矩阵显示器是有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器。有源矩阵有机发光显示器通过使电流流向有机发光二极管来产生光而产生图像。有机发光二极管
是像素中的发光元件。每个像素的驱动薄膜晶体管(TFT)使电流根据图像数据的层次而流
动。

[0008] 当存在由电致发光电压源(“ELVDD”，也称为“像素电压源”)造成的电压降(“IR降”)时，AMOLED显示器的亮度均匀度降低。

[0009] 平板显示器被用于许多便携式设备中，诸如膝上型电脑、移动电话、智能电话、平板电脑和其他数字设备。

发明内容

[0010] 实施方案包括被设计为补偿电子显示器中的电源电压导致的电压降的电子显示器。

[0011] 在一个实施方案中，一种电子显示器包括显示面板、电源管理集成电路(PMIC)和显示驱动器集成电路。显示面板被配置为接收像素数据电压。电源管理集成电路被配置为
向显示面板供应电致发光电压。显示驱动器集成电路包括校正电路。校正电路被配置为感
测供应给显示面板的电致发光电压，从电致发光电压和预期电源电压计算电压降，并且校
正显示电压以匹配电压降。电子显示器的变型包括电子显示器，其中校正电路被进一步配
置为感测在整个显示面板的多个位置处供应给显示面板的电致发光电压，从电致发光电压
和预期电源电压计算电压降，并且校正显示电压以匹配整个显示面板的多个位置处的电压
降。

[0012] 在另一个实施方案中，一种电子显示器包括显示面板、显示驱动器集成电路和电源管理集成电路(PMIC)。显示驱动器集成电路包括校正电路。校正电路被配置为感测供应
给显示面板的电致发光电压，从电致发光电压和预期电源电压计算电压降，并且基于电压
降计算电致发光电压失真。电源管理集成电路(PMIC)被配置为从显示驱动器集成电路接收
电致发光电压失真，并且基于电致发光电压失真向显示面板供应预失真电致发光电压。

[0013] 在本公开的另一个实施方案中，一种电子显示器包括显示面板、电源管理集成电路(PMIC)、计算器和显示驱动器集成电路。显示面板被配置为接收显示电压。电源管理集成
电路被配置为向显示面板供应电致发光电压(ELVDD)。计算器被配置为计算供应给显示面
板的当前图像帧和供应给显示面板的前一图像帧的平均像素亮度。显示驱动器集成电路具
有校正电路。校正电路被配置为从计算器接收平均像素亮度，并且基于平均像素亮度校正
显示电压。

[0014] 为更好地理解本公开的性质和优点，应参考以下描述及附图。然而，应当理解，图中的每个仅被提供用于例示的目的，并且图中的每个并非旨在作为对本公开的范围的限制
的定义。而且，作为一般性规则，且除非明显与描述相反，若在不同图中的元件使用相同附
图标号，则元件在功能或目的上一般是相同或至少类似的。

附图说明

[0015] 图1示出了在常规平板显示器上的电致发光电压和恒定像素数据电压的电压降，其中平板显示器具有对应的亮度下降。

[0016] 图2示出了通过改变像素数据电压来补偿整个平板显示器上的电致发光电压降以保持显示器亮度的方法。

[0017] 图3是实施图2所示方法的本公开的平板显示器的框图。

[0018] 图4示出了通过预失真电致发光电压来补偿整个平板显示器上的电致发光电压降以保持显示器亮度的方法。

[0019] 图5是实施图4所示方法的本公开的平板显示器的框图。

[0020] 图6是本公开的平板显示器的替代实施方案的框图，其使用了嵌入在显示面板中的多个感测环，通过改变像素数据电压来补偿整个平板显示器上的电致发光电压降，以保
持显示器亮度。

[0021] 图7是本公开的平板显示器的替代实施方案的框图，其使用前一帧数据，通过改变像素数据电压来补偿整个平板显示器上的电致发光电压降，以保持显示器亮度。

具体实施方式

[0022] 本公开的各方面包括以下发现：在平板显示器中，可能存在全局性的颜色和亮度不均匀性。具体地讲，颜色和亮度不均匀性本身表现为具有在显示面板的y轴上的亮度降低
的色移。并非从显示面板的顶部到底部(横跨y轴，即行)为均匀颜色，颜色可能会从明亮的
绿色色调转变为暗红色色调。当平板显示器的面板尺寸增大时，该问题可能更显著且更严
重。

[0023] 本公开的一个方面包括以下理解：显示面板的色移和减小的亮度是由显示面板的电致发光电压源(ELVDD)的电压降引起的，而像素数据电压(VDATA)保持恒定。图1示出了由
常规平板显示器y轴上的电致发光电压和恒定像素数据电压的电压降造成的问题1000，其
中平板显示器具有对应的亮度下降。

[0024] 本公开的另一方面包括以下认识：通过校正像素数据电压以形成ELVDD下降的镜像，或预期ELVDD下降并通过预失真ELVDD电压信号来校正预期的ELVDD下降，可以补偿由电
致发光电压源产生的电压降。

[0025] 为了更好地理解本公开的特征和方面，在以下部分中，通过论述平板显示器的若干具体实施来提供本公开的更多上下文，该具体实施包括根据本公开的实施方案解决由电
致发光电压源导致的电压降。这些实施方案仅用于解释目的，可在其他显示设备中采用其
他实施方案。例如，本公开的实施方案可与补偿电致发光电压源电压降的任何显示设备一
起使用。

[0026] 图2为曲线图，其示出了补偿横跨显示面板的y轴的电致发光电压源电压降的方法2000。在此类实施方案中，校正像素数据电压以形成ELVDD下降的镜像，这使得平板显示器
具有一致的亮度和颜色。转到图3，本公开的平板显示器3000实施图2所示的方法2000。

[0027] 平板显示器3000包括显示面板3300、电源管理集成电路(PMIC)3100和显示驱动器集成电路(DIC)3200。

[0028] 显示面板3300可为有机发光二极管(OLED)显示器，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在其他实施方案中，显示面板3300可为液晶显示器(LCD)或微型发光二极管
(微型LED)显示器。显示面板3300基于像素显示电压来显示图像并且由电致发光电压供电。
如图3所示，从显示驱动器集成电路(DIC)3200接收像素显示电压，并且电源管理集成电路
3100供应电致发光电压。

[0029] 电源管理集成电路3100是被配置为管理平板显示器3000的功率要求的集成电路，并且可执行电子功率转换(诸如动态电压缩放)和/或功率控制功能。电源管理集成电路
3100被配置为向显示面板3300供应电致发光电压。电源管理集成电路3100还可包括模拟复
用器3110(AMUX)，该模拟复用器被配置为向显示驱动器集成电路3200供应输出电流IOUT1。

[0030] 显示驱动器集成电路(DIC)3200为半导体集成电路，其在显示面板3300与微处理器、微控制器、专用集成电路或其他通用外围设备接口(未示出)之间提供接口功能。在一些
实施方案中，显示驱动器集成电路3200可另选地包括由分立逻辑部件和其他部件构成的状
态机。

[0031] 显示驱动器集成电路3200可结合随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)和/或只读存储器(ROM)(未示出)。在一些实施方案中，显示驱动器
集成电路3200可包括帧缓冲器。显示驱动器集成电路3200包括校正电路3210。校正电路
3210被配置为校正像素数据电压(VDATA)以匹配电致发光电压降，并且可为模拟或数字校
正电路。校正电路3210从模拟复用器3110接收输出电流IOUT1。校正电路3210还被配置为感
测由显示面板3300接收的电致发光电压(ELVDD SENSE)。使用输出电流IOUT和所感测的电
致发光电压ELVDD SENSE，校正电路3210能够使用电阻＝电压/电流这一关系来计算面板的
电阻R_TRACE。本领域的技术人员应当理解，面板的电阻R_TRACE控制面板上电致发光电压
ELVDD下降的斜率。这使得校正电路3210能够通过匹配电致发光电压降来校正像素数据电
压VDATA，从而保持面板亮度和颜色均匀度。

[0032] 在另一个实施方案中，平板显示器可通过感测来自整个显示面板的多个位置的电阻来补偿电致发光电压源电压降，而不是使用整个显示面板的电阻。图6是平板显示器6000
的框图，该平板显示器通过开始并结束于显示驱动器集成电路6200来感测整个显示面板上
多个位置的电阻，从而补偿显示面板y轴上的电致发光电压源电压降。

[0033] 平板显示器6000包括显示面板6300、电源管理集成电路(PMIC)6100和显示驱动器集成电路6200。

[0034] 显示面板6300可为有机发光二极管(OLED)显示器，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。显示面板6300基于像素显示电压来显示图像并且由电致发光电压供电。在
该实施方案中，感测环63101‑n嵌入在显示面板6300之内，其允许显示器驱动器集成电路
6200在整个显示面板6300的n个位置处确定面板电阻R_TRACESENSE1‑n，其中n为大于1的整
数。本领域的技术人员应当理解，如果n＝1，则平板显示器6000可在操作上类似于平板显示
器3000的实施方案。每个感测环63101‑n具有电流感测；因此，使用电阻＝电压/电流这一关
系来确定电阻。

[0035] 如图6所示，从显示驱动器集成电路(DIC)6200接收像素显示电压，并且电源管理集成电路6100供应电致发光电压。

[0036] 电源管理集成电路6100是被配置为管理平板显示器6000的功率要求的集成电路，并且可执行电子功率转换(诸如动态电压缩放)和/或功率控制功能。电源管理集成电路
6100被配置为向显示面板6300供应电致发光电压。电源管理集成电路6100还可包括模拟复
用器6110(AMUX)。

[0037] 显示驱动器集成电路6200为半导体集成电路，其在显示面板6300与微处理器、微控制器、专用集成电路或其他通用外围设备接口(未示出)之间提供接口功能。在一些实施
方案中，显示驱动器集成电路6200可另选地包括由分立逻辑部件和其他部件构成的状态
机。

[0038] 显示驱动器集成电路6200可结合随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)和/或只读存储器(ROM)(未示出)。在一些实施方案中，显示驱动器
集成电路6200可包括帧缓冲器。显示驱动器集成电路6200包括校正电路6210。校正电路
6210被配置为校正像素数据电压(VDATA)以匹配电致发光电压降，并且可为模拟或数字校
正电路。校正电路6210从模拟复用器6110接收输出电流IOUT1。校正电路6210还被配置为感
测由显示面板6300接收的面板电阻(R_TRACE SENSE1‑n)。本领域的技术人员应当理解，面板
的电阻R_TRACE控制面板上电致发光电压ELVDD下降的斜率。这使得校正电路6210能够校正
像素数据电压VDATA以匹配电致发光电压降，从而保持面板亮度和颜色均匀度。

[0039] 面板显示器上的图像通常被称为“帧”。图7中所示的替代实施方案示出了平板显示器7000的框图，该平板显示器使用当前帧和前一帧数据，通过改变像素数据电压来补偿
电致发光电压降，以维持显示器亮度。在此类实施方案中，在当前图像帧(帧N)和前一图像
帧(帧N‑1)之间计算平均像素亮度(APL)。APL被提供给校正电路以允许校正电路调节像素
数据电压VDATA以保持图像的明度(亮度)。

[0040] 如图7所示，平板显示器7000包括显示面板7300、电源管理集成电路(PMIC)7100、显示驱动器集成电路7200和平均像素亮度计算器7400。

[0041] 显示面板7300可为有机发光二极管(OLED)显示器，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。显示面板7300基于像素显示电压来显示图像并且由电致发光电压供电。从
显示驱动器集成电路(DIC)6200接收像素显示电压，并且电源管理集成电路6100供应电致
发光电压。

[0042] 电源管理集成电路7100是被配置为管理平板显示器7000的功率要求的集成电路，并且可执行电子功率转换(诸如动态电压缩放)和/或功率控制功能。电源管理集成电路
7100被配置为向显示面板7300供应电致发光电压。

[0043] 平均像素亮度计算器7400为半导体集成电路，其计算当前图像帧(帧N)和前一图像帧(帧N‑1)的平均像素亮度。应当理解，平均像素亮度计算器7400可与帧缓冲器一起工
作，该帧缓冲器可在平均像素亮度计算器7400的内部或外部。当帧缓冲器位于平均像素亮
度计算器7400的外部时，其可被包含为显示驱动器集成电路7200的一部分。一旦计算出来，
就将平均像素亮度提供给显示驱动器集成电路7200。在一些实施方案中，平均像素亮度计
算器7400可从显示驱动器集成电路7200接收帧信息。

[0044] 显示驱动器集成电路7200为半导体集成电路，其在显示面板7300与微处理器、微控制器、专用集成电路或其他通用外围设备接口(未示出)之间提供接口功能。在一些实施
方案中，显示驱动器集成电路7200可另选地包括由分立逻辑部件和其他部件构成的状态
机。

[0045] 显示驱动器集成电路7200可结合随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)和/或只读存储器(ROM)(未示出)。在一些实施方案中，显示驱动器
集成电路7200可包括帧缓冲器。显示驱动器集成电路7200包括校正电路7210。校正电路
7210被配置为从平均像素亮度计算器7400接收平均像素亮度，以校正像素数据电压
(VDATA)以匹配电致发光电压降，并且可为模拟或数字校正电路。

[0046] 补偿整个平板显示器上的电致发光电压降的替代方法是通过预失真电致发光电压以保持显示器亮度。如图4所示，当在平板显示器的y轴上传输预失真的电致发光电压(示
为虚线)时，实际所得电致发光电压(ELVDD)保持恒定，这有助于保持显示器亮度并防止颜
色失真。

[0047] 图5是实施图4所示方法4000的本公开的平板显示器5000的框图。

[0048] 平板显示器5000包括显示面板5300、电源管理集成电路(PMIC)5100和显示驱动器集成电路5200。

[0049] 显示面板5300可为有机发光二极管(OLED)显示器，诸如无源矩阵(PMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。显示面板5300基于像素显示电压来显示图像并且由电致发光电压供电。如
图5所示，电源管理集成电路5100为显示面板5300供应电致发光电压ELVDD。

[0050] 电源管理集成电路5100是被配置为管理平板显示器5000的功率要求的集成电路，并且可执行电子功率转换(诸如动态电压缩放)和/或功率控制功能。电源管理集成电路
5100被配置为向显示面板5300供应电致发光电压。电源管理集成电路5100还可包括模拟复
用器5110(AMUX)，该模拟复用器被配置为向显示驱动器集成电路5200供应输出电流IOUT1
并从其接收预失真的电致发光数据(ELVDDPredistortion)。预失真电致发光数据是指示电
源管理集成电路5100将输出电致发光电压ELVDD输出到显示面板5300以便有效地保持稳定
的实际电致发光电压的数据。

[0051] 显示驱动器集成电路(DIC)5200为半导体集成电路，其在显示面板5300与微处理器、微控制器、专用集成电路或其他通用外围设备接口(未示出)之间提供接口功能。在一些
实施方案中，显示驱动器集成电路5200可另选地包括由分立逻辑部件和其他部件构成的状
态机。

[0052] 显示驱动器集成电路5200可结合随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)和/或只读存储器(ROM)(未示出)。在一些实施方案中，显示驱动器
集成电路5200可包括帧缓冲器。显示驱动器集成电路5200包括校正电路5210。校正电路
5210可以是模拟或数字校正电路。校正电路5210被配置为校正为电源管理集成电路5100提
供的预失真电致发光数据，以匹配预期的电致发光电压降。校正电路5210从模拟复用器
5110接收输出电流IOUT1。校正电路5210还被配置为感测由显示面板5300接收的电致发光
电压(ELVDD SENSE)。使用输出电流IOUT和所感测的电致发光电压ELVDD SENSE，校正电路
5210能够使用电阻＝电压/电流这一关系来计算面板的电阻R_TRACE。本领域的技术人员应
当理解，面板的电阻R_TRACE控制面板上电致发光电压ELVDD下降的斜率。这使得校正电路
5210能够校正ELVDD Predistortion数据以匹配电致发光电压降，从而保持面板亮度和颜
色均匀度。

[0053] 本领域的技术人员应当理解，本文所述的系统可在多种硬件或固件解决方案中实现。

[0054] 提供实施方案的此前描述以使本领域的任何技术人员能够实践本公开。对于本领域的技术人员而言，对这些实施方案的各种修改将是显而易见的，并且可以无需使用创造
性才能就将本文所定义的一般原理应用于其他实施方案。因此，本公开并非旨在限于本文
所示出的实施方案，而是将被赋予与本文所公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。