显示装置及其控制方法

本申请要求享有于2020年12月30日提交的韩国专利申请No.10-2020-0187845的权益，通过引用将该专利申请并入本文，如同在本文完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种显示装置及其控制方法。

背景技术

包括在显示装置中的像素电路元件随着驱动时间的流逝而劣化。像素的劣化可降低亮度，导致显示质量的下降或者余像的产生。

因此，为了通过补偿像素劣化来提高显示质量，正在开发各种劣化补偿方法，比如基于像素使用时间来确定劣化补偿量的方法。

但是，传统的劣化补偿方法具有诸如用于存储相关数据的存储器之类的有限资源，因而具有难以执行精确补偿并且产品寿命根据存储器寿命也受到限制的问题。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种基本上克服了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的显示装置及其控制方法。

本发明的一个目的是提供一种显示装置及其控制方法，以提高用于劣化补偿的存储器的寿命。

为了实现这些目的和其他优点，根据本发明的意图，如在此具体化和广义描述的，提供一种显示装置，包括：具有多个像素的显示面板；存储器，在所述存储器中累积并存储所述像素的劣化数据并且存储关于所述劣化数据的补偿数据；以及控制器，所述控制器被配置为将所述补偿数据应用于输入图像数据以产生输出图像数据，并且在随着所述输出图像数据显示在所述显示面板上而产生的所述像素的劣化数据增加量等于或大于阈值时，所述控制器累积所述劣化数据增加量以将所述劣化数据存储在所述存储器中。

随着所述显示面板的累积驱动时间增加，所述控制器可增大劣化数据存储时段。

随着所述显示面板的累积驱动时间增加，所述控制器可降低劣化数据存储频率。

所述存储器可包括第N-1个存储的劣化数据、第N-2个存储的劣化数据、以及用于补偿第N-1个存储的劣化数据的第N-1个补偿数据，其中N为大于2的自然数。

所述控制器可基于第N-2个存储的劣化数据与第N-1个存储的劣化数据之差来计算先前劣化数据，并且在随着根据第N-1个补偿数据补偿的输出图像数据显示在所述显示面板上而产生的劣化数据与所述先前劣化数据之差等于或大于所述阈值时，所述控制器可将新产生的劣化数据与第N-1个存储的劣化数据累积在一起，并且存储累积的数据作为第N个劣化数据。

所述控制器可包括：驱动量累积器，所述驱动量累积器被配置为基于输出到所述显示面板的输出图像数据来累积所述像素的电流驱动量；劣化数据控制器，所述劣化数据控制器被配置为基于先前存储在所述存储器中的劣化数据以及所述驱动量累积器的累积电流驱动量来确定所述劣化数据增加量是否等于或大于所述阈值，在所述劣化数据增加量等于或大于所述阈值时将所述累积电流驱动量反映在所述劣化数据中，并且将所述劣化数据累积并存储在所述存储器中；以及补偿数据计算器，所述补偿数据计算器被配置为计算关于所述劣化数据的补偿数据，以更新所述存储器中的先前补偿数据。

所述劣化数据控制器可包括：减法器，所述减法器被配置为加载存储在所述存储器中的第N-1个劣化数据和第N-2个劣化数据，以计算第N-1个劣化数据和第N-2个劣化数据之间的差值；比较器，所述比较器被配置为将所述差值和所述累积电流驱动量之差与所述阈值进行比较，并且在所述差值和所述累积电流驱动量之差等于或大于所述阈值时，输出所述累积电流驱动量。

所述控制器还可包括图像补偿器，所述图像补偿器被配置为将所述补偿数据应用于所述输入图像数据，以产生输出图像数据，其中在所述输出图像数据中，所述像素的劣化得到补偿。

在本发明的另一方面，提供一种控制显示装置的方法，所述显示装置包括：具有多个像素的显示面板；以及存储器，在所述存储器中累积并存储所述像素的劣化数据并且存储关于所述劣化数据的补偿数据，所述方法包括如下步骤：将所述补偿数据应用于输入图像数据以产生输出图像数据；累积随着所述输出图像数据显示在所述显示面板上而产生的所述像素的劣化数据；以及在劣化数据增加量等于或大于阈值时，累积所述劣化数据增加量并将所述劣化数据存储在所述存储器中。

随着所述显示面板的累积驱动时间增加，劣化数据存储时段可增大。

随着所述显示面板的累积驱动时间增加，劣化数据存储频率可降低。

累积随着所述输出图像数据显示在所述显示面板上而产生的所述像素的劣化数据的步骤可包括：基于所述输出图像数据来累积所述像素的电流驱动量。

在所述劣化数据增加量等于或大于阈值时将所述劣化数据存储在所述存储器中的步骤可包括：基于存储在所述存储器中的第N-1个劣化数据和第N-2个劣化数据之差来计算先前劣化数据；确定所述先前劣化数据与所述像素的电流驱动量的累积值之差是否等于或大于所述阈值；以及在所述先前劣化数据与所述像素的电流驱动量的累积值之差等于或大于所述阈值时，将所述像素的电流驱动量的累积值反映在第N-1个存储的劣化数据中，并将得到的值存储为第N个劣化数据。

附图说明

被包括用来对本发明提供进一步理解且被并入并构成本申请的一部分的附图图解了本发明的实施方式，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是示意性图解根据本发明实施方式的显示装置的框图；

图2是示意性图解包括在图1的显示装置中的子像素的框图；

图3是根据本发明实施方式的劣化补偿系统的控制框图；

图4是图3的劣化数据控制器的控制框图；

图5是根据本发明实施方式的劣化补偿系统的控制流程图；

图6至图9是用于描述根据本发明实施方式的劣化补偿方法的曲线图。

具体实施方式

通过参照附图如下详细描述的实施方式，本发明的优点和特征及其实现方式将变得清楚。但是，本发明不限于下文公开的实施方式，而是可以按照很多不同的形式来实现。提供这些示例性实施方式是为了使本发明的公开内容透彻完整，并将本发明的范围充分传达给所属领域的普通技术人员。因此，本发明的范围应当由权利要求书限定。

为了描述本发明的各个实施方式而在附图中公开的形状、尺寸、比例、角度、数量等仅仅是示例性的，因此，本发明不限于图中的示例。相同或极相似的元件在整个说明书中由相同的附图标记指代。在本说明书中，当采用术语“包含”、“具有”等时，可添加其他元件，除非与术语“仅”一起使用。

在解释本发明的各实施方式中包括的构成元素时，即使没有明确描述，也应将构成元素解释为包括误差范围。

在描述本发明的各实施方式时，当描述位置关系时，例如，当两个部件之间的位置关系被描述为“在……上”、“在……上方”、“在……下方”或“在……旁边”等时，可在这两个部件之间设置一个或多个其他部件，除非使用了“正好”或“紧接”。

尽管例如可使用诸如“第一”、“第二”之类的术语来描述各种元件，但这些术语仅用来将相同或相似的元件彼此区分开。因此，在本说明书中，在本发明的技术范围内，由“第一”修饰的元件可与由“第二”修饰的元件相同，除非另有提及。

在整个本说明书中，相同的附图标记指代相同的构成元素。

下文描述的显示装置可被实现为电视机、视频播放器、个人电脑(PC)、家庭影院、智能电话、虚拟现实(VR)装置等。下文将描述显示装置是基于有机发光二极管(OLED)(发光元件)的有机发光显示装置的例子。但是，可基于无机发光二极管实现如下描述的显示装置。

下文，将参照附图详细描述本发明的实施方式。在如下的实施方式中，显示装置是包括有机发光元件的有机发光显示装置。但是，本发明的技术范围不限于有机发光显示装置，并且可应用于包括无机发光元件的无机发光显示装置。

在本发明的下文描述中，当确定对本文涉及的已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题模糊不清时，将省略其详细描述。

图1是示意性图解根据本发明实施方式的显示装置的框图；图2是示意性图解包括在图1的显示装置中的子像素的框图。

如图1和图2所示，根据本发明实施方式的显示装置可包括：图像提供器110、时序控制器120、存储器160、扫描驱动器130、数据驱动器140、显示面板150和电源(未示出)。

图像提供器110(或主机系统)与从外部提供的图像数据信号或者存储在内部存储器器中的图像数据信号一起输出各种驱动信号。图像提供器110可向时序控制器120提供数据信号和驱动信号。

多条数据线DL1至DLn以及多条扫描线GL1至GLm布置在显示面板150中。在多条数据线DL1至DLn与多条扫描线GL1至GLm的交叉部分处设置有多个子像素SP。

显示面板150可基于诸如玻璃、硅或聚酰亚胺基板之类的硬基板或柔性基板来制造。发光的子像素可由红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素构成，或者可由红色子像素、绿色子像素、蓝色子像素和白色子像素构成。单个子像素SP具有包括开关晶体管SW、驱动晶体管、存储电容器和有机发光二极管的子像素电路PC。

扫描驱动器130响应于从时序控制器120提供的栅极时序控制信号GDC来输出扫描信号(或扫描电压)。扫描驱动器130经由扫描线GL1至GLm将扫描信号提供给显示面板150中包括的子像素。扫描驱动器130可被配置为IC或者以面板内栅极结构直接形成在显示面板150上，但本发明不限于此。

数据驱动器140响应于从时序控制器120提供的数据时序控制信号DDC将数据信号DATA转换为模拟数据电压，并且在用于显示图像的显示模式中将模拟数据电压提供给显示面板150。数据驱动器140可被配置为IC并且安装在显示面板150或印刷电路板上，但本发明不限于此。

电源基于外部输入电压产生高电平电压(EVDD)和低电平电压(EVSS)，并且将高电平电压EVDD和低电平电压EVSS输出给显示面板150。在显示模式中，显示面板150的子像素SP能够响应于高电平电压EVDD和低电平电压EVSS发光。

时序控制器120输出用于控制扫描驱动器130的操作时序的栅极时序控制信号GDC、用于控制数据驱动器140的操作时序的数据时序控制信号DDC以及各种同步信号(垂直同步信号(Vsync)和水平同步信号(Hsync))。时序控制器120将从图像提供器110提供的数据信号DATA与数据时序控制信号DDC一起提供给数据驱动器140。时序控制器120可被配置为集成电路(IC)并且可安装在印刷电路板上，但本发明不限于此。

时序控制器120可将子像素SP的劣化数据以及关于劣化数据的补偿数据存储在存储器160中。可对于每个子像素SP或者子像素SP的每个块(block)来累积并存储劣化数据。时序控制器120对随着输出图像数据显示在显示面板150上而产生的子像素SP的多个或多条(piece)劣化数据进行计数。当劣化数据的增加量等于或大于阈值时，时序控制器120可累积劣化数据的增加量并且将劣化数据存储在存储器160中。劣化数据可包括施加给子像素的驱动电流的累积量，或者可包括累积驱动时间。时序控制器120可使用存储在存储器160中的劣化数据来补偿输入图像数据，以产生输出图像数据，在输出图像数据中，子像素SP的劣化得到补偿。

尽管时序控制器120、扫描驱动器130和数据驱动器140被描述为分离的组件，但是时序控制器120、扫描驱动器130和数据驱动器140的至少之一可根据显示装置实现方法而集成在一个IC中。

子像素SP的劣化数据被累积并存储在存储器160中，并且关于劣化数据的补偿数据也存储在存储器160中。存储器160可设置在时序控制器120的外部。存储器160可读取/写入数据并且在未被提供电源的状态下保存数据。存储器160可包括闪存、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、相变随机存取存储器(PRAM)、电阻式随机存取存储器(RRAM)、纳米浮栅存储器(NFGM)、聚合物随机存取存储器(PoRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)等。

图3是根据本发明实施方式的劣化补偿系统的控制框图。

参照图3，劣化补偿系统可包括存储器160、驱动量累积器210、劣化数据控制器212、补偿数据计算器214以及图像补偿器200。

存储器160可存储子像素SP的劣化数据例如包括累积驱动量N-1和N-2的劣化数据以及用于图像补偿的补偿数据C_data。存储在存储器160中的累积驱动量N-1和N-2可以是提供给每个子像素SP的电流量的累积值，以便在运送显示面板150之后显示图像。可通过将根据显示面板的操作产生的电流驱动量添加到先前存储的累积驱动量并且存储所得到的量来更新累积驱动量。最新存储的累积驱动量N-1(即第N-1个存储的劣化数据)和先前存储的累积驱动量N-2(即第N-2个存储的劣化数据)可存储在存储器160中，其中N为大于2的自然数。此外，用于根据最新存储的累积驱动量N-1来补偿子像素SP的劣化的补偿数据C_data(即第N-1个补偿数据)可存储在存储器160中。存储在存储器160中的补偿数据C_data可应用于当前输入的图像数据。

驱动量累积器210可根据显示在显示面板150上的补偿后图像数据DATA’计算子像素的电流使用率(current usage)。驱动量累积器210可累积每个子像素SP的电流使用率，以根据输出到显示面板150的补偿后图像数据DATA’中包括的帧数据来计算电流使用率N’。驱动量累积器210可计算每个子像素SP的电流使用率，或者将多个子像素SP分成组，并按照每个块的颜色来计算电流使用率。

劣化数据控制器212可确定是否将当前累积的电流使用率N’作为累积驱动量存储在存储器160中。根据确定结果，劣化数据控制器212可将当前累积的电流使用率N’(即，新产生的劣化数据)添加至最新存储的累积驱动量N-1并且将当前累积驱动量N(currentcumulative driver amount)作为劣化数据(即，第N个劣化数据)存储在存储器160中。劣化数据控制器212从存储器160加载最新存储的累积驱动量N-1(即，第N-1个劣化数据)和先前存储的累积驱动量N-2(即，第N-2个劣化数据)，并计算他们之间的差(N-1)-(N-2)，以计算最新添加的电流使用率(N-1)’(即，先前劣化数据)。劣化数据控制器212将最新添加的电流使用率(N-1)’与当前累积的电流使用率N’(即累积电流驱动量)进行比较，并且当他们之间的差等于或大于阈值时，将当前累积的电流使用率N’反映在劣化数据中，并且将劣化数据存储在存储器160中。劣化数据控制器212可将当前累积的电流使用率N’添加到最新存储的累积驱动量N-1，以计算当前累积驱动量N并且将当前累积驱动量N存储在存储器160中。在此，作为用于确定是否存储累积驱动量的标准的阈值可根据显示面板的劣化特性而被设定为具体值。

补偿数据计算器214可基于当前累积驱动量N来计算用于修正图像数据的补偿数据C_data，以更新存储在存储器160中的先前补偿数据。补偿数据计算器214可基于当前累积驱动量N预测子像素SP的劣化量，并且将适用于目标(target)的补偿增益计算为补偿数据。补偿数据计算器214可使用基于子像素的累积驱动量的补偿数据计算公式，或者使用基于累积驱动量的补偿数据图表(graph)，或者使用存储基于累积驱动量的补偿数据的查找表，计算补偿数据。

图像补偿器200可将补偿数据C_data应用于输入图像数据DATA，以输出补偿后图像数据DATA’。图像补偿器200可使用补偿数据C_data产生输出图像数据DATA’并将输出图像数据DATA’输出，其中在输出图像数据DATA’中，由于子像素SP的劣化而导致的亮度下降和效率下降得到补偿。

在当前累积的电流使用率N’与最新添加的电流使用率(N-1)’之差等于或大于阈值时，根据具有上述配置的本发明实施方式的劣化补偿系统可将当前累积的电流使用率N’反映在劣化数据中，并且将其存储在存储器160中，并且基于存储在存储器160中的劣化数据来对输入图像数据DATA进行补偿，从而产生输出图像数据DATA’。在这种劣化补偿系统中，除了存储器160之外的组件可以按照程序或逻辑器的形式包括在时序控制器120中。

图4是图3的劣化数据控制器212的控制框图。在当前累积的电流使用率N’与最新添加的电流使用率(N-1)’之差等于或大于阈值时，劣化数据控制器212可将当前累积的电流使用率N’反映在劣化数据中，并且将当前劣化数据存储在存储器160中。为了执行这种处理，劣化数据控制器212可包括比较器300、减法器304、加法器302和备份存储器(backupmemory)306。

备份存储器306可存储从存储器160加载的数据以用于算法运算和算法运算数据。例如，备份存储器306可存储从存储器160加载的最新存储的累积驱动量N-1和先前存储的累积驱动量N-2。备份存储器306不能在未被提供电源的状态下保存数据，但是可被实现为能够以相对较高的速度来处理数据的动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)等。

减法器304计算最新存储的累积驱动量N-1与先前存储的累积驱动量N-2之差，并且将最新添加的电流使用率(N-1)’输出给比较器300。

比较器300将当前累积的电流使用率N’与最新添加的电流使用率(N-1)’进行比较。在当前累积的电流使用率N’与最新添加的电流使用率(N-1)’之差等于或大于预存的阈值时，比较器300将当前累积的电流使用率N’输出到加法器302。

加法器302将从比较器300输出的当前累积的电流使用率N’添加到最新存储的累积驱动量N-1，以输出当前累积驱动量N。

从劣化数据控制器212输出的当前累积驱动量N被存储在作为非易失性存储器的存储器160中。

如上所述，在当前累积的电流使用率N’与最新添加的电流使用率(N-1)’之差，即，劣化增加范围(deterioration increase range)，等于或大于预存的阈值时，根据本发明实施方式的劣化数据控制器212更新当前累积驱动量N。

图5是根据本发明实施方式的劣化补偿系统的控制流程图。

可根据显示在显示面板150上的补偿后图像数据DATA’累积每个子像素SP的电流使用率，以计算电流使用率N’(步骤S110)。在此，可按照每个子像素SP计算电流使用率N’，或者可对子像素SP进行分组并且可计算按照每个组的颜色的电流使用率。

计算存储在存储器160中的最新存储的累积驱动量N-1(即，第N-1累积数据)与先前存储的累积驱动量N-2(即，第N-2累积数据)之差，以计算先前劣化数据(步骤S112)。

将计算的劣化数据与累积的电流使用率N’进行比较(步骤S114)，并且确定他们之间的差是否等于或大于阈值(步骤S116)。

一旦确定当前累积的电流使用率N’与最新添加的电流使用率(N-1)’之差等于或大于阈值，就将当前累积的电流使用率N’反映在劣化数据中并且将劣化数据备份在存储器中(步骤S118)。

图6至图9是用于描述根据本发明实施方式的劣化补偿方法的曲线图。

图6和图7是用于描述显示面板的驱动时间与劣化数据备份时间之间的关系的曲线图。图6是根据本发明实施方式的曲线图，图7是根据比较例的曲线图。

在图6和图7的曲线图中，X轴表示驱动时间，Y轴表示劣化数据量。如曲线图中所示的，随着显示面板驱动时间增加，劣化数据量增加。显示面板的劣化数据量具有如下特性：在显示面板的早期操作阶段(early operation stage)中急剧增加、并且在劣化扩展之后劣化数据的增加范围减小。

参照示出了本发明实施方式的图6，本发明将劣化数据的增加范围设定为阈值并且在劣化数据的量增加了阈值的时间处备份劣化数据。也就是说，在劣化数据的量增加了Th1的时间T1处，备份劣化数据，并且在劣化数据的量增加了阈值并在时间T2处被累积了Th2时，在时间T2处备份累积的劣化数据Th2。之后，在劣化数据被累积了Th3的时间T3处、在劣化数据被累积了Th4的时间T4处、在劣化数据被累积了Th5的时间T5处、在劣化数据被累积了Th6的时间T6处以及在劣化数据累积了Th7的时间T7处，备份劣化数据。

当劣化数据的增加范围被设定为阈值并且劣化数据被备份时，在劣化数据量急剧增加的早期操作阶段中，劣化数据备份时段减小，比如T1、T2、T3和T4处。另一方面，在劣化数据的增加范围减小时，劣化数据备份时段增大，比如T5、T6和T7处。

如上所述，由于在劣化速率较高的早期操作阶段中备份时段较短，所以备份频率较高，因而能够提高数据补偿精度。此外，即使由于在劣化速率较高的早期操作阶段中的断电而导致劣化数据无法备份，也可将丢失数据的量最小化。另一方面，在劣化扩展之后，劣化数据的增加范围减小并且备份频率降低，由此可提高存储器的寿命。也就是说，随着显示面板的累积驱动时间增加，时序控制器可增大劣化数据存储时段。或者，随着显示面板的累积驱动时间增加，时序控制器可降低劣化数据存储频率。

参照示出了比较例的图7，传统的劣化数据备份方法以规则间隔来备份劣化数据。也就是说，在以规则间隔隔开的时间T1至时间T7备份劣化数据Data1至Data5。

如图7所示，当以规则间隔备份劣化数据时，在劣化数据量急剧增加的早期操作阶段中数据补偿精度降低。此外，当在劣化速率较高的早期操作阶段中由于断电导致无法备份劣化数据时，相比本发明的实施方式，丢失数据的量增大，由此数据补偿精度会降低。

在劣化扩展之后，劣化数据的增加范围减小，但是在比较例中以规则间隔备份劣化数据。因此，由于即使在劣化数据几乎不改变因而不需要备份时也以规则间隔来执行备份，所以可降低存储器的寿命。

如上面通过比较描述的，根据本发明实施方式的劣化数据备份方法通过将劣化数据的增加范围设定为阈值来备份劣化数据。因此，可在劣化速率较高的早期操作阶段中提高备份频率，以提高数据补偿精度，并且将由于备份之前的断电导致的数据丢失量最小化。另一方面，当劣化数据的增加范围减小时，备份频率也降低，因而可提高存储器的寿命。

图8和图9是用于描述在劣化数据备份时间与面板效率之间的关系的曲线图。图8是根据本发明实施方式的曲线图，图9是根据比较例的曲线图。

在图8和图9的曲线图中，X轴表示驱动时间，Y轴表示面板效率。如曲线图中所示的，随着显示面板驱动时间增加，显示面板的面板效率降低。面板效率具有这样的特性：其在早期操作阶段中急剧降低，并且其降低范围随着驱动时间增加而减小。

参照示出本发明实施方式的图8，由于通过劣化数据的增加范围来确定本发明的劣化数据备份时段，劣化数据备份时段较短比如在T1、T2、T3和T4处，并且随着驱动时间增加而增加比如在T5、T6和T7处。

当备份劣化数据时，根据备份的劣化数据来更新并应用补偿数据。因此在面板效率急剧降低的早期操作阶段中，如图8所示，劣化数据备份效率较高，因而补偿数据更新和应用频率也较高。因此，在早期操作阶段中的补偿性能可改进。

参照示出了比较例的图9，传统的劣化数据备份方法以规则间隔备份劣化数据。也就是说，在以规则间隔隔开的时间T1至时间T7处备份劣化数据，并且根据备份的劣化数据来更新和应用补偿数据。

如图9所示，当以规则间隔备份并补偿劣化数据时，如图9所示，在劣化数据量急剧增加的早期操作阶段中，数据补偿精度降低。因此，早期操作阶段中的补偿性能可劣化。

如上所述，根据本发明的显示装置及其控制方法通过将劣化数据的增加范围设定为阈值来备份劣化数据。因此，可以在劣化速率较高的早期操作阶段中提高备份频率以提高数据补偿精度，并且在劣化显著扩展时降低备份频率以提高存储器的寿命。

对于所属领域的普通技术人员来说将很明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的条件下可在本发明中进行各种修改和变化。因此，本发明的范围应由所附权利要求书及其法律上的等同物而不是由上述具体描述来确定。

根据本发明的显示装置及其控制方法可通过根据像素劣化程度不同地设定关于劣化补偿的数据备份时段，来提高用于劣化补偿的存储器的寿命。

此外，可以在劣化速率较高的早期操作阶段中提高备份频率以提高数据补偿精度，并且在劣化显著扩展时降低备份频率以提高闪存的寿命。

可由本发明获得的效果不限于上述效果，各种其他效果对于本发明所属领域的普通技术人员来说根据上文描述也很容易理解。