CN1930603A - 具有减小功耗的有源矩阵显示器 - Google Patents

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Abstract

一种有源矩阵显示器包括驱动选择电极(SE)的选择驱动器(SD)，以及将数据(D)提供给数据电极(DE)的数据驱动器(DD)。像素(10)与数据电极(DE)和选择电极(SE)的交叉处相关。像素(10)包括发光元件(L)和像素驱动电路(PD)。像素驱动电路(PD)通过电源电极(PE)接收电源电压(VB)，并通过数据电极(DE)接收数据(D)以用于控制发光元件(L)的亮度。电源(PS)提供电源电压(VB)。电源电极(PE)被设置为提供电源电压(VB)到像素(10)的线的像素驱动电路(PD)，该像素线以与选择电极(SE)或数据电极(DE)相同的方向延伸。与像素(10)的线相关的像素(10)引起的电源电极(PE)上的负载(AL；MA；IL)被确定(LD)，且电源电压(VB)的电平依据负载(AL；MA；IL)被控制(CO)。

Description

具有减小功耗的有源矩阵显示器
技术领域
本发明涉及一种有源矩阵显示器，有源矩阵显示器的控制器，以及控制有源矩阵显示器的方法。
背景技术
有源矩阵发光设备(还称为LED)显示器包括像素阵列。各像素包括像素驱动电路和LED。像素驱动电路通过选择电极接收一个寻址选择信号或一组寻址选择信号，通过数据电极接收数据信号，以及通过电源电极接收电源电压以提供产生通过LED的电流的电压。通常，像素以包括行和列的矩阵形式排列。在该矩阵排列中，通常，像素通过以行方向延伸的选择电极逐行被选择，且数据通过以列方向延伸的数据电极被提供到该被选择的像素。电源电极可以沿行方向或列方向延伸。像素的灰度级由数据电极上的电压电平来确定。可能使用不只一个选择电极来驱动像素电路，例如，控制光产出的占空比。LED是电流驱动装置，其亮度由流过它的电流来决定。
如果一个特定的选择电极具有表示像素驱动电路的相关行的电压，该像素驱动电路应该选择LED的相关行，像素驱动电路的相关行由数据信号编程以将各自的电流提供给所选择行的LED以产生对应于通过数据电极接收的各自数据信号的值的光量。当选择下一行的像素时，前一行的像素的状态被冻结。
电源电极提供LED发光所需的电流。因此，如果电源电极沿列方向延伸，在一特定电源电极中的电流取决于相关列中像素的状态。如果电源电极沿行方向延伸，在一特定电源电极中的电流取决于相关行中像素的状态。因为电源电极具有电阻，且电流流经它到达像素，经过它将产生压降，这可能导致串扰。提供给显示器各像素的电源电压对于像素驱动电路至少来说足够于提供电压到LED用于获得通过它所需的电流。提供电源电压到电源电极的电源必须被选择得足够高，用于处理电源电极两端可能的最大压降。因此，平均来讲，显示器的功耗将大大地高于所需的功耗。这对于大尺寸显示器来说尤其是一个问题，大尺寸显示器中电源电极相对较长，具有相对较高的电阻，且由于与电源电极相关的大量LED，所以必须提供较大的电流。
发明内容
本发明的目的在于减小矩阵显示器的功耗。
本发明的第一方面提供一种如权利要求1所请求的有源矩阵显示器。本发明的第二方面提供一种如权利要求13所请求的一种用于有源矩阵显示器的控制器。本发明的第三方面提供一种如权利要求14所请求的一种控制有源矩阵显示器的方法。优选的实施例限定在从属权利要求中。
根据本发明的第一方面的有源矩阵显示器包括驱动选择电极的选择驱动器和将数据提供给与选择电极交叉的数据电极的数据驱动器。例如，选择电极沿行方向延伸，而数据电极沿列方向延伸。可替换地，选择电极可以沿列方向延伸，数据电极可以沿行方向延伸。像素与数据电极和选择电极的交叉处相关联。各像素包括一LED和一像素驱动电路。与所选择的一个选择电极相关的像素驱动电路控制相关的LED以发出由数据电极上的数据表示的一定量的光。因此，像素驱动电路通过选择电极接收选择电压，通过数据电极接收数据信号，通过电源电压电极接收电源电压。电源向电源电极提供电源电压。电源电极可以以与选择电极相同的方向或以与数据电极相同的方向延伸。因此，与一个电源电极相关的像素线可以以与选择电极相同的方向或以与数据电极相同的方向延伸。
电源电压的电平由与像素驱动电路的线相关的像素导致的电源上的负载控制。电源电压被控制为具有随负载变化的电平以保证像素驱动电路正确的操作。因此，电源电压的电平总是足够高，因为考虑到电源电极的两端产生的且由负载决定的最大压降。另一方面，电源电压的电平不需要具有相对较高的固定值，该固定值是最大负载发生的最坏的情况下所需要的。现在电源电压的电平随实际产生的最大负载而变化。通常，最坏的情况发生在当所有LED必须产生最大的光量时。因此通过确定负载并控制电源电压，该电源电压取决于要显示的平均图像内容，且平均功耗减小。
优选地，对于与各电源电极相关的各个像素线分别确定负载。发生在提供相同的电源电压的一组像素线上的最大负载决定了该电源电压的电平。
US-A-5,684,368公开了以像素的行和列的阵列排列的发光装置(还称为LED)的阵列，各像素具有相关的电阻和电流需求量。驱动器包括分别通过列导体与列相连的多个列驱动器和通过行导体与行相连的多个行驱动器。该阵列形成一无源矩阵显示器，因为LED直接连接在列导体和行导体之间。此外，逐行选择该阵列，且所选择的行的像素只在该行被选择的时间期间发光。与各LED串联的集总电阻器表示相关列导体、相关行导体以及相关LED的电阻。
可控电源具有连接于列驱动器的第一终端，连接于行驱动器的第二终端，以及响应控制信号，被连接以控制施加于第一和第二终端之间的电源电压的控制终端。由于LED以及与LED串联的电阻器牵引的电流，如果相同的电流必须流入这些LED，则在列的第一和第二LED之间产生电压差。控制电路检测在与每个LED相关的一个电阻器两端的压降并控制电源用于补偿该压降。这对于像素每一个被选择的行是可能的，因为只有这些像素可以传导电流。然而，事实上，像素上的驱动电压直接被改变。这具有下述缺点，即该压降的补偿将影响到压降并由此导致很难应付的循环效应。
本发明不同于现有技术之处在于其不是LED所提供的变化的电压，而是像素驱动电路的电源电压。提供给LED的电流由提供给像素驱动电路的数据决定，且该电流应该独立于电源电压。一方面，该电源电压发生变化，使得它总是足够大以保证正确操作像素驱动电路。另一方面，电源电压优选为尽可能地低，用于减小有源矩阵显示器的功耗。根据本发明的像素驱动电路在现有技术中是不存在的。必须注意到相同列中的所有像素可以依赖于数据同时发光。因此就像在现有技术中不可能单独校正每一行的像素的电源电压。
在权利要求2所要求的实施例中，如果负载的电平增加则电源电压的电平增加。负载的增加表明发光的LED的数目增加。电源电极两端的压降将变得更大，且电源电压必须增加以保持像素驱动电路的正确操作。
在权利要求3所要求的实施例中，与像素驱动电路的线相关的像素的负载被定义为发光像素的总的灰度级和像素的最大灰度级之间的比例乘以像素线的像素总数目。该比例从数据中能容易地被算出。
在权利要求4所要求的实施例中，电源电极沿数据电极的方向延伸。相同的电源电压被提供到所有电源电极。对于每个电源电极单独确定负载。负载中最大的一个决定电源电压所需的电平。照这样，只需要一个单独的可控电源。电源产生的电源电压被控制，使得负载最重的电源电极接收足够的电源电压用于允许相关像素驱动电路的正确操作。对于其它电源电极，电源电压大于所需的电源电压，但是平均起来，电源功耗仍然低于电源电压具有适当地用于覆盖最坏情况的固定值的情况，在最坏的情况中与电源电极相关的所有LED都必须发光。
在权利要求5所要求的实施例中，电源电极沿选择电极的方向延伸。相同的电源电压被施加给所有的电源电极。对于每一个电源电极单独确定负载。电源电压被控制为适合于所确定的负载中最高一个的电平。此外，照这样，只需要一个可控的电源。电源产生的电源电压被控制使得负载最重的电源电极接收足够的电源电压以允许相关像素驱动电路的正确操作。对于其它电源电极，电源电压大于所需的电压。但是平均来讲，电源的功耗仍然低于电源电压具有用于覆盖最坏情况的固定值的情况，在最坏的情况中与电源电极相关的所有LED都必须发光。
在权利要求6所要求的实施例中，电源提供多个电源电压给多个相关组的电源电极。因此，电源电极被划分成多个组，每一组接收它们自己的电源电压。各组可以包括相同或不同数目的电源电极。各组可以包括一个单独的电源电极或多个电源电极。对于多个电源电压的每一个确定负载，并且每个电源电压的电平依据所确定的相关负载而被控制。因此，各组的电源电压可最佳化，使得依据各组的负载，该组的像素驱动电路正确地操作，且功耗被最小化。
在权利要求7所要求的实施例中，相同颜色的像素被分在一组用于接收相同的电源电压。在优选的实施例中，每一基色分为一组，因此一组覆盖所有红色子像素，第二组覆盖所有绿色子像素，并且第三组覆盖所有蓝色子像素。如果矩阵显示器还具有白色像素，这些白色像素也聚集成一组，该组接收它自己的电源电压。
在权利要求8所要求的实施例中，确定至少一组的每一个电源电极的负载，用于找到负载中最高的一个。与至少一组的最高负载相关的电源电压被控制为适用于在至少一组中所确定的最高一个负载的电平。优选地，对于各组确定该最高负载。
在权利要求9所要求的实施例中，还确定一由有源矩阵显示器的所有像素确定的平均图像负载。电源电压的电平不仅取决于与像素驱动电路的线相关的像素的负载，还取决于平均图像负载。平均图像负载表示显示器消耗的总电流。通常，由于受限的电源容量，该总电流被限制为小于当所有LED发光时产生的最大电流的值。因此，如果数据使得总电流变得高于电源能够提供的最大电流时，则减小了峰值亮度。例如，通过使依赖于所期望的平均负载的数据适合于降低一帧中输出的光，使得平均负载受到限制，从而控制峰值亮度。然而，如果平均图像负载相对较低，则允许较高的峰值亮度，这是因为总电流将不接近于电源能够处理的最大电流。然后，发光的LED中的电流相对较高，因此电源电极两端的电压降相对较高。因此，如权利要求10中的根据本发明的实施例所限定的，当平均负载减小时必须增加电源电压的电平。或换一种说法，对于较高的平均负载，可以降低电源电压，以及进一步降低有源矩阵显示器的功耗。
在权利要求11所要求的实施例中，电源电极既沿选择电极的方向又沿数据电极的方向延伸。在沿选择电极的方向延伸的电源电极和沿数据电极的方向延伸的电源电极的交叉处存在导电连接用于形成导电网格。在该网格中，压降将变得更小。如前所述仍然可能在选择电极的方向中或数据电极的方向中确定负载。如果在数据电极的方向中确定负载，这意味着该负载取决于与数据电极相关的LED的实际状态。此外，电源可以由该负载控制。此外，可以确定负载作为对于电源电极分别确定的负载中最高一个，且电源由该最高的负载来控制。然而，正如权利要求12所要求的根据本发明的实施例所限定的，如果电源电极形成网格，则可以只依据平均图像负载足够控制电源。
参考下面描述的实施例，本发明的这些和其它方面变得明显并得到解释。
附图说明
在附图中：
图1示出了矩阵显示装置的局部详图；
图2示出了根据本发明的有源矩阵显示系统的方块图；
图3示出了矩阵显示装置以及全部互联的并沿列向延伸的电源电极的图；
图4示出了矩阵显示装置以及成组互联的并沿列向延伸的电源电极的图；
图5示出了根据本发明的有源矩阵显示系统的方块图；
图6示出了电源电极的示意图；并且
图7示出了像素驱动电路的实施例。
具体实施方式
图1示出了矩阵显示装置的一部分的详图。只显示出四个像素10。在实际的实现中，矩阵显示装置可以具有更多的像素10。各像素10包括LED L和像素驱动电路PD。例如，LED可以是无机电致发光(EL)装置，有机EL装置，冷阴极或类似于聚合体或小分子LED的有机LED。尤其，聚合体和小分子OLED在制造高质量显示器方面已经开创了一条新的路径。这些显示器的优点是自发光技术，高亮度，几乎完美的视角以及快速的响应时间。这些优点表明OLED技术承诺比LED显示器提供更好的前部屏幕性能。可能使用无源矩阵和有源矩阵寻址。对于在现今的趋势中必须考虑到相对较大的显示器(＞10”)，需要有源矩阵寻址减小功耗。
通过示例，在图1中选择电极SE沿行方向延伸，而数据电极DE沿列方向延伸。选择电极SE沿列方向延伸，数据电极DE沿行方向延伸也是可以的。另外，通过示例，电源电极PE沿列方向延伸。电源电极PE也可沿行方向延伸，或可以形成网格。
各像素驱动电路PD从其相关的选择电极SE接收选择信号，从其相关的数据电极DE接收数据信号D，从其相关的电源电极PE接收电源电压VB，并将电压Vd和电流Id提供给其相关的LED L。尽管对于每一个像素，相同的附图标记用于表示相同的元件，但是信号、电压和数据的值可能不同。
通过像素驱动电路PD和电源电极PE驱动电流Id流经LED L。LED的灰度级由流经LED的电流值决定。电流Id由数据电极DE上的数据信号电平确定。选择电极(通常也称为寻址线)SE用于逐一选择(或寻址)像素10的各行。实际上，可以使用每条显示线上更多的寻址线，例如控制施加于LED L的电流Id的占空比。在某一时刻可以选择多于一行的像素10。
电源电极PE提供在LED L中产生所需的光量所需的电流。由于电源电极PE的电阻，在电源电极PE的两端产生压降。该压降将导致串扰。显示器的各像素10上的电压至少应该等于像素驱动电流PD所需的电压和，以使得操作正确，且LED两端所需的电压Vd能够产生所需的光量。电源电极PE的电阻效应将参考图6进行说明。像素驱动电路PD的一个示例将参考图7进行说明。
图2示出了根据本发明的有源矩阵显示器的方块图。有源矩阵显示器包括有源矩阵显示装置1，其包括与选择电极SE和数据电极DE的交叉处相关联的像素10(参见图1)。选择驱动器SD提供选择电压或选择数据给选择电极SE用于逐个选择该选择电极SE。这意味着与所选择的选择电极SE相关的像素10将产生一定数量的光，该光的数量由数据驱动器DD提供给数据电极DE的数据D决定。当下一选择电极SE被选择时，保留与前一被选择的选择电极SE相关的像素10的状态。此外，与当前选择的选择电极SE相关的像素10的状态由数据电极DE上的数据D决定。一帧周期之后所有的选择电极SE都已被选择一次，从而显示出完整的图像。在下一帧周期期间将显示下一图像。电源PS提供电源电压VB给显示装置1的电源电极PE(参见图1)。
为了正确地显示各图像，必须确定电源电极PE两端的最差情况的压降值。当使用沿列方向延伸的电源电极时，最大压降将发生在发出最大光量的显示列中，因此像素10的该列中具有最大的视频负载。因此，确定哪一列具有最大的视频负载。在该列中，最大电流流经电源电极PE。然后，对于该列决定需要保证像素驱动电路PD的正确操作的电源电压VB的值。由于这是最坏情况的值，计算值可以应用于整个显示器，且所有的像素驱动电路PD都正确操作。如果电源电压VB足够高以使得像素驱动电路PD能将电压Vd提供给LED L，则像素驱动电路PD正确操作。
现在讨论实现被提议的算法的可行方法。首先在帧缓存器FB中存储输入视频IV作为缓冲的输入视频BIV。线负载计算器LL接收该缓冲的输入视频BIV用于为显示器1的各列计算列负载AL，并将该计算好的列负载AL存储在列存储器LM中。像素10的特定列的列负载AL可以通过特定列的LED L所显示的灰度值的总和来确定。在整个图像被分析且所有列负载AL被确定之后，最大值检测器DMV检测列负载AL的最大值MA。控制器CO接收该最高值、输入视频IV的线同步信号Hs和帧同步信号Vs，并提供控制信号CP给电源PS以设置电源电压VB为适合于列负载AL的最高值MA的特定值。优选地，控制器CO使用预定表为不同的列负载AL提供适当的电源电压。适当的电源电压值具有足够高的电平，以使像素驱动电路PD能够正确操作。但是，如果列负载AL不是在和该列相关联的所有LED必须接收它们的最大电流时出现的最大负载，则这个适当的值低于最大负载所需的最大值，从而减小了功耗。线存储器LM不是必须的，通过比较当前计算的列负载AL与在此为止能找到的所存储的最大列负载AL，也能找到最大值MA。如果当前计算的列负载AL高于存储的列负载AL，则存储当前的列负载AL。
没有必要将相同的电源电压VB提供到显示器的所有电源电极PE。如参考图4更详细的描述，电源电极可以被分成多组，每组接收它们自己的电源电压VB1、VB2、VB3。现在列负载的最高值MA1、MA2、MA3由每组决定。这些最高值MA1、MA2、MA3可以由存储在线存储器LL中的列负载AL决定。因此在线存储器LL中，列负载AL对于各列都是可用的。现在控制信号CP能够控制电源PS所产生的多个电源电压VB1、VB2、VB3的电平。一种可能的分组方法是将相同子像素颜色(红、绿或蓝)的所有列收集到相同的组中。在具有红、绿和蓝色的分组时，对于通常具有不同效率的三种不同颜色可以最优化电压VB1、VB2和VB3。对于不同颜色的子像素的不同压降可以最优考虑。
没有必要确定最大值。各电源电极PE还可以具有其自己的电源电压VB，该电源电压的电平由该列所决定的电源负载AL来控制。还可能用负载AL的平均值控制电源电压VB的电平。对于完整显示器1的所有像素10或一组互联的电源电极PE优选地确定该平均值。尤其当电源电极PE形成网格时，只依赖于负载AL的平均值来控制电源电压VB的电平是足够的，如参考图5的详细描述所示。
如果电源电极PE沿行方向延伸，具有最大线负载AL的显示行中这些电极两端的压降将是最大的。注意到这种情况下，上述原理也是有效的，取代列负载AL，现在对于每行必须计算线负载AL。
控制器CO还提供控制信号CR给选择驱动器SD以及提供控制信号CC给数据驱动器DD以用于使选择像素10的行与提供数据D到像素10的所选择的行同步。控制器CO提供控制信号CV给最大值检测器DMV以控制最大值MA的确定。
图3示出矩阵显示装置及其全部互联并沿列向延伸的电源电极的图。区域CA表示有源显示区域DA的载体。电源电极PE沿列向延伸并全部互联用于从电源PS接收相同的电源电压VB。
图4示出矩阵显示装置及其成组互联并沿列向延伸的电源电极的图。在该示例中示出了三组互联的电源电极PE1、PE2、PE3，它们分别从电源PS1、PS2、PS3接收电源电压VB1、VB2、VB3。将电源电极PE划分为互联的电源电极PE的更多或更少的组也是可能的。还可以分别将独立可控的电源电压VB连接到各个电源电极PE上。
图5示出根据本发明的有源矩阵显示器的方块图。为了限制显示器1的最大功耗，实施一种所谓的电源控制算法。该电源控制算法根据要显示的图像改变显示器1的峰值亮度以获得平均功耗，该平均功耗受限于预定最大功耗。标注电源PS的大小以便能够提供该预定的最大电源。为了限制功耗，在具有大容量的图像中减小峰值亮度，而在具有低容量的图像中则允许峰值亮度较高。具有高和低容量分别表示在电源PS上导致高或低负载的容量。因此，通常当图像的大部分具有高亮度时存在高容量。
所有这些电源控制算法都影响电源电极PE两端的压降。例如，一种可能的方法是改变最大数据信号，该数据信号通过数据电极DE(参见图1)在像素驱动电路PD中被编程。用导致较低电流并由此导致较低亮度的较低电压对具有最高值的灰度级编程。因此，当显示器的亮度按比例降低以防止太大的平均负载时，电源电极PE两端的最大压降减小。因此，电源电极PE上的电压电平取决于电源控制算法的设置。如果电源控制算法检测出高容量则显示器的亮度减小，电源电极PE两端的压降减小，从而电源电压VB的电平可以被减小用于最优化功耗。
图5示出了依赖于所检测的图像容量控制电源电压VB的可能的实施图。图5中具有与图2中相同的附图标记具有相同的功能，在此不再赘述。最大值计算器MC包括线负载计算器LL，线存储器LM和最大值检测器DMV。和图2的主要差别在于增加了功率负载计算器CIL。功率负载计算器CIL通过确定整个图像负载执行功率控制算法，图像负载基本上是图像灰度级的总和。功率负载计算器CIL接收输入视频IV、控制信号CV并将整个图像负载IL提供到控制器CO。控制器CO利用该计算的整个图像负载IL来设置显示器1的峰值亮度。例如，控制器CO控制数据驱动器DD以改变像素驱动电路PD中编程的最大信号值。可替换的，控制器可以控制数据驱动器DD或数据处理器(未示出)以改变接收的数据字的值。在图5所示的根据本发明的实施例中，控制器利用计算了的整个图像负载IL和最大值MA来设置电源电压VB的值。
可替换地，可以只基于整个图像负载IL设置电源电压的值。如果采用电源网格而不是电源线的话这一点尤其可行。使用电源线意味着电源电极PE或者沿列向或者沿行方向延伸。使用网格意味着电源电极PE既沿列向也沿行向延伸，沿列方向延伸的电源电极PE和沿行方向延伸的电源电极PE的交叉处相互电连接。在该电源网格中，电流将分布在不同列的多个电源电极PE上，因为电流可以沿四个方向而不是两个方向流动。对于全白图像，如果使用电源网格而不是电源线，则电源的压降将会相同。然而，在低于最大图像负载的图像中，电流将传播到多条电源线和列，因此电源压降将更低。这意味着电源电压VB可以依赖于整个图像而不是列的平均图像负载IL变化。注意到在该方法中，优选地，如前所述要考虑电源控制环的亮度控制。
图6示出电源电极的示意图。假定电源电极PE包括集总电阻器R的串联设置，该集总电阻器R表示连续像素10之间的电源电极PE的电阻。第一和最后电阻器表示从第一像素到电源PS以及从最后像素到电源PS的电源电极PE的电阻。第一和最后电阻器R可以具有不同于其它电阻器的值。两个连续的集总电阻器R之间的连接上的数目i(范围从0到N-1)表示相关电流I(i)流过的像素10的数目。沿着电源电极PE的像素10的总数目是N。示出的电源电极PE可以沿列向或行向延伸。
沿着电源电极PE的压降可由下面的等式决定。
V n = V + R [ Σ j = 0 n ( n - j ) I ( j ) - n + 1 N + 1 Σ j = 0 N - 1 ( N - j ) I ( j ) ] (等式1)
其中n是像素数目，N是和电源电极PE相关联的像素10的总数目，R是两个连续的像素之间的电源电极PE的电阻，并且I(j)是流入像素j的电流。如果电源电极PE是以线形排列的话该等式是成立的。如果电源电极PE是以网格形式排列，则另一等式有效。
图7示出像素驱动电路的实施例。像素驱动电路PD包括晶体管T2的主电流通路和LED L的串联排列。示出的晶体管T2是FET，但是也可以是其他类型的晶体管，LED L描述为是二极管，但是也可以是其他电流驱动的发光元件。上述串联排列设置在电源电极PE和接地端(或者是绝对接地端或者是局部接地端，例如公共电压)之间。晶体管T2的控制电极与电容器C和晶体管T1的主电流通路的终端的连接点相连接。晶体管T1的主电流通路的另一终端连接于数据电极DE，且晶体管T1的控制电极连接于选择电极SE。示出的晶体管T1是FET，但是也可以是其他类型的晶体管。电容器C的静止自由端连接于电源电极PE。
现在下面解释电路的操作。当通过在与像素的行相关的选择电极SE上的适当电压来选择像素的行时，晶体管T1是导电的。具有表示LED L所需的光输出的电平的数据信号D被提供到晶体管T2的控制电极。晶体管T2根据数据电平获得一阻抗，且所期望的电流Id开始流经LED L。在像素的行所选择的周期之后，选择电极SE上的电压被改变，晶体管T1从而变为具有高电阻。存储在电容器C上的数据电压D驱动晶体管T2以仍用于获得通过LED L的所期望的电流Id。当再次选择该选择电极SE且改变数据电压D时电流Id将发生改变。
电流Id必须通过电源电极PE提供，该电源电极PE通过电阻器Rt接收电源电压VB。电阻器Rt表示到示出的像素10的电源电极的电阻。必须注意到与相同电源电极PE相关联的其它像素10也可以承载电流，该电流由Io表示。电流Id和Io流经电阻器Rt，并由此在电源电极PE中产生压降。只有晶体管T2的主电流通路和LED L的串联排列的两端的电压Vp足够高从而获得电流Id，像素驱动电路PD才能正常运行。电流Id决定数据D所表示的LED L的亮度。电源电压VB应该至少具有足够高的值用于提供所示的像素所需要的像素电压Vp。
通常，电源电压VB的电平被选择为覆盖最坏的情况。在最坏的情况下，与电源电极DE相关联的所有LED L必须产生最大的亮度。因此电源电极PE中的总电流(I+Io)是最大值，且压降也将是最大值。然而，依赖于与电源电极PE相关联的LED L的亮度，选择电源电压VB的较低电平就足够了。
根据本发明，电源电极PE上的负载被确定，且电源电压VB的电平依赖于该负载被控制。确定电源电极PE或互联的电源电极PE的组中的负载存在多种可行性。相对简单的方法是从输入视频IV计算负载，例如通过计算表示与电源电极PE或分组的电源电极PE相关联的像素10的亮度的数字值的总和。提供给电源电极PE或互联的电源电极PE组的电源电压VB被控制用于适应该确定的负载。该适应可以在预先操作显示器时被确定并可以存储在表中。如果单个的电源电压VB用于多于一个电源电极PE，每一个电源电极PE的负载则可以被计算。电源电压VB的值被改变用于适应计算出的最大负载。依赖于根据输入视频IV确定的负载的控制电源电压VB的方法相对于已知的方法具有功耗降低的优点，在已知的方法中电源电压为了应付最坏的情况一直具有较高的值，而实际上该最坏的情况在多数操作时间期间可能根本不存在。
可以通过更精确地确定与需要最高像素电压Vp的特定电源电极PE相关的像素10来进一步减小功耗。对于各像素输入视频IV表示LED L的期望的亮度。因此根据输入视频IV计算各节点1至N-1(参见图6)处期望的电流I(j)或Id。利用等式1计算备节点1至N-1上期望的电压Vp。像素驱动电路PD的动作是已知，例如，已知晶体管T2两端的多少电压幅度应该依赖于所提供的电流Id。因此，可以计算出有多少电压Vp应该存在于各像素上以使得能提供期望的电流Id。电源电压VB被控制，从而使其具有允许像素接收该电源电压VB以产生期望电流I所需的最小值。
依据计算出的和电源电极PE相关联的负载通过改变电源电压VB实现的平均功耗的减小也与像素驱动电路PD的其它构造相关，并应用于电压编程像素电路和电流编程像素电路中(其中数据信号分别是电压或电流)。例如，一些可替换的像素驱动电路PD公开在SID 02号文摘由D.Fish等人撰写的“A Comparison of Pixel Circuits for Active MatrixPolymer/Organic LED Displays(有源矩阵聚合体/有机LED显示器的像素电路的比较)”的出版物的第968-971页中。
应当注意到上述实施例用于说明而不是限制本发明，并且对于本领域的普通技术人员来说可以设计很多可替换的实施例而不脱离所附权利要求的范围。
在权利要求中，位于括号内的附图标记不限制权利要求的范围。动词“包括”以及其动词变化的使用也不排除除了权利要求中出现之外的其他元件或步骤的存在。在元件之前出现了冠词“一个”不排除多个上述元件的出现。本发明可以通过包括多个分立元件的硬件实现，并且可以通过适当的程序计算机实现。在装置权利要求列举的多个装置中，多个上述装置可以利用一个或相同的硬件被实施。在多个不同的从属权利要求中描述的特定方法的事实不表示上述方法的结合不用于最优。

Claims (14)

1、一种有源矩阵显示器，其包括：
驱动选择电极(SE)的选择驱动器(SD)，
将数据(D)提供给数据电极(DE)的数据驱动器(DD)，
提供电源电压(VB)的电源(PS)，
提供电源电压(VB)到至少一条线的像素(10)的像素驱动电路(PD)的至少一个电源电极(PE)，该像素线以与选择电极(SE)和/或数据电极(DE)相同的方向延伸，
与数据电极(DE)和选择电极(SE)的交叉点相关联的像素(10)，该像素(10)包括发光元件(L)、以及通过至少一个电源电极(PE)接收电源电压(VB)并通过数据电极(DE)接收数据(D)以用于控制发光元件(L)的亮度的像素驱动电路(PD)，
在至少一个电源电极(PE)上确定负载(AL；MA；IL)的装置(LD)，以及
用于依据所确定的负载(AL；MA；IL)控制电源电压(VB)的电平的装置(CO)。
2、根据权利要求1所述的有源矩阵显示器，其中控制电源电压(VB)的电平的装置(CO)被设置为在负载(AL；MA；IL)的电平增加时，提高电源电压(VB)的电平。
3、根据权利要求1所述的有源矩阵显示器，其中负载(AL；MA；IL)是图像负载，其表示与发光的至少一线的像素(10)相关的像素(10)的总灰度级与一个像素(10)的最大灰度级的比值乘以与至少一线的像素(10)相关的像素(10)的总数目。
4、根据权利要求1所述的有源矩阵显示器，其中至少一个电源电极(PE)包括沿数据电极(DE)方向延伸的多个电源电极(PE)，提供给所有电源电极(PE)的电源电压(VB)，以及用于确定负载(AL；MA；IL)的装置(LD)，该装置(LD)包括：
确定实际负载(AL)的装置(LL)，一个装置(LL)对应于每一个电源电极(PE)，以及
确定实际负载(MA)中最高一个负载的装置(DMV)，以及其中用于控制的装置(CO)被设置为控制电源电压(VB)到一个适应实际负载(MA)中最高一个负载的值。
5、根据权利要求1所述的有源矩阵显示器，其中至少一个电源电极(PE)包括沿选择电极(SE)的方向延伸的多个电源电极(PE)，提供给所有电源电极(PE)的电源电压(VB)；以及用于确定负载的装置(LD)，该装置(LD)包括：
确定实际负载(AL)的装置(LL)，一个装置(LL)对应于每一个电源电极(PE)，以及
确定实际负载(MA)中最高一个负载的装置(DMV)，以及
其中用于控制的装置(CO)被设置为控制电源电压(VB)到一个适应实际负载(MA)中的最高一个负载的值。
6、如权利要求1所述的有源矩阵显示器，其中电源(PS)被设置为提供多个电源电压(VB1，VB2，VB3)到至少一个电源电极(PE1，PE2，PE3)的相关的多个组，确定负载(AL)的装置(LD)包括确定至少一个电源电极(PE1，PE2，PE3)的多个组中每一组上的负载(AL1，AL2，AL3)的装置(LL)、以及用于控制的装置(CO)，该装置(CO)被设置为依赖于相关的负载(AL1，AL2，AL3)控制每一个电源电压(VB1，VB2，VB3)的电平。
7、根据权利要求6所述的有源矩阵显示器，其中具有相同子像素颜色的像素被集中在多个组的相关联一组中。
8、根据权利要求6所述的有源矩阵显示器，其中确定负载(AL)的装置(LD)包括
确定实际负载(AL1，AL2，AL3)的至少一组(PE1，PE2，PE3)的装置(LL)，每一个负载都位于所述至少一组(PE1，PE2，PE3)的每一个电源电极(PE)上，
确定实际负载(MA1，MA2，MA3)中最高一个负载的装置(DMV)，该实际负载在至少一组(PE1，PE2，PE3)中被确定，以及
其中用于控制的装置(CO)被设置为将与所述至少一组(PE1，PE2，PE3)相关的电源电压(VB1，VB2，VB3)控制在一个适应实际负载(MA1，MA2，MA3)中最高一个负载的值，该实际负载在所述至少一组(PE1，PE2，PE3)中被确定。
9、根据权利要求1至8中任一项所述的有源矩阵显示器，其中确定负载(LA)的装置(LD)包括确定平均图像负载(IL)的装置(CIL)，该平均图像负载由有源矩阵显示器的所有像素(10)确定，且其中用于控制的装置(CO)被设置为依赖于第一提及的负载(LA；LA1，LA2，LA3)和平均图像负载(IL)来控制电源电压(VB，VB1，VB2，VB3)的电平。
10、根据权利要求9所述的有源矩阵显示器，其中用于控制的装置(CO)被设置为当平均图像负载(IL)减小时，提高电源电压(VB，VB1，VB2，VB3)的电平。
11、根据权利要求1所述的有源矩阵显示器，其中至少一个电源电极(PE)包括既沿选择电极(SE)的方向又沿数据电极(DE)的方向延伸的多个电源电极用于形成导电的网格。
12、根据权利要求11所述的有源矩阵显示器，其中确定负载(AL)的装置(LD)包括确定平均图像负载(IL)的装置(CIL)，该平均图像负载由有源矩阵显示器的所有像素(10)确定，且其中用于控制的装置(CO)被设置为依赖于平均图像负载(IL)来控制电源电压(VB)的电平。
13、一种有源矩阵显示器的控制器，其包括：
驱动选择电极(SE)的选择驱动器(SD)，
将数据(D)提供给数据电极(DE)的数据驱动器(DD)，
提供电源电压(VB)到至少一条线的像素(10)的像素驱动电路(PD)的至少一个电源电极(PE)，该像素线以与选择电极(SE)或数据电极(DE)相同的方向延伸，
与数据电极(DE)和选择电极(SE)的交叉点相关联的像素(10)，该像素(10)包括发光元件(L)、以及通过至少一个电源电极(PE)接收电源电压(VB)并通过数据电极(DE)接收数据(D)以用于控制发光元件(L)的亮度的像素驱动电路(PD)，
在至少一个电源电极(PE)上确定负载(AL；MA；IL)的装置(LD)，以及
用于依据所确定的负载(AL；MA；IL)控制电源电压(VB)的电平的装置(CO)。
14、一种控制有源矩阵显示器的方法，其包括
驱动选择电极(SE)的选择驱动器(SD)，
将数据(D)提供给数据电极(DE)的数据驱动器(DD)，
提供电源电压(VB)的电源(PS)，
提供电源电压(VB)到至少一条线的像素(10)的像素驱动电路(PD)的至少一个电源电极(PE)，该像素线以与选择电极(SE)或数据电极(DE)相同的方向延伸，
与数据电极(DE)和选择电极(SE)的交叉点相关联的像素(10)，该像素(10)包括发光元件(L)、以及通过至少一个电源电极(PE)接收电源电压(VB)并通过数据电极(DE)接收数据(D)以用于控制发光元件(L)的亮度的像素驱动电路(PD)，
在至少一个电源电极(PE)上确定(LD)负载(AL；MA；IL)，和
依据所确定的负载(AL；MA；IL)控制(CO)电源电压(VB)的电平。
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