一种OLED显示器的驱动电路和OLED显示器的制作方法

一种oled显示器的驱动电路和oled显示器
技术领域
1.本实用新型涉及显示器技术领域，尤其涉及一种oled显示器的驱动电路和oled显示器。


背景技术：

2.在ar(增强现实augmented reality)应用领域，显示器的原始图像需要通过光学反射或折射，人眼所能观察到的图像相对原图显示亮度是有损耗的，因此对显示器的原始亮度要求比较高，传统的显示器很难满足这个亮度。目前有部分由模拟信号驱动的rgbw四色像素oled显示器，其单色亮度能达到10000cd/m2以上，可满足ar显示器的亮度要求。驱动这类oled显示器需要用到数模转换器，在现有的适配驱动电路中，采用的都是视频类dac集成芯片(视频类数模转换集成芯片)或通用高速dac集成芯片，相关集成芯片功耗高，有的功耗甚至高于oled显示器，不符合ar产品低功耗要求。另外，视频类dac集成芯片一般只有三通道，提供rgb三色驱动，当所驱动的显示器为rgbw 四色屏时，三通道的dac集成芯片就不够用了。此外，高速dac集成芯片功能很丰富但价格高、pcb布局占用体积大，不满足ar产品低成本、小型化的需求。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，有必要提出一种oled显示器的驱动电路以解决或部分解决上述问题，本实用新型提出的技术方案如下：
4.一种oled显示器的驱动电路，包括处理器、dac电阻网络、配置接口，其中：
5.所述处理器的输入端用于与外部视频类传感器连接，输出端与预设路数的dac电阻网络连接，所述预设路数为oled显示器所需的子像素路数；所述处理器用于将接入的数字视频信号转化为满足oled显示器各路子像素的灰度级要求的数字电平信号，并利用该数字电平信号调节各路dac电阻网络的输出信号；所述处理器的输出端还与配置接口输入端连接，用于输出视频的时序控制信号；
6.所述dac电阻网络的输入端与所述处理器输出端连接，所述dac电阻网络的输出端与所述配置接口连接，用于将所述处理器输出的所述数字电平信号转换为模拟电压信号输出给所述配置接口；
7.所述配置接口输入端分别与所述处理器输出端、所述dac电阻网络输出端连接，所述配置接口输出端用于与外部oled显示器连接，接收dac电阻网络输出的所述模拟电压信号以及所述处理器发送的时序控制信号，并传输给oled显示器。
8.进一步的，所述每路dac电阻网络包括一位权网络和一求和电路，其中：
9.所述位权网络的输入端与所述处理器输出端连接，所述位权网络的输出端与求和电路连接，用于根据处理器输出的所述数字电平信号产生与位权成正比的电流值，并输出给所述求和电路；
10.所述求和电路的输入端与所述位权网络的输出端连接，所述求和电路的输出端与
配置接口连接，用于对位权网络输入的各电流值求和，并转换成电压值输出给所述配置接口。
11.进一步的，所述求和电路包括一个反馈电阻和第一运算放大器，反馈电阻的一端与第一运算放大器的反相输入端相连，反馈电阻的另一端与第一运算放大器的输出端相连；第一运算放大器的同相输入端接地。
12.进一步的，所述位权网络为倒t型电阻网络，该倒t型电阻网络包括n个电阻，各电阻的一端分别与所述处理器一输出io端口连接，各电阻的另一端共同连接于所述第一运算放大器的反相输入端，其中，n为满足所述oled显示器要求的子像素灰度级的位数，各电阻的阻值分别为所述反馈电阻阻值乘以2t，t为从1到n的整数。
13.进一步的，所述每路dac电阻网络包括一r
‑
2r型电阻网络，该r
‑
2r型电阻网络包括n 1个分压电阻、n
‑
1个求和电阻，n为满足所述oled显示器要求的子像素灰度级的位数，分压电阻阻值为求和电阻阻值的2倍，其中：
14.n个分压电阻的一端分别与所述处理器的n个输出io端口连接，各相邻两个分压电阻的另一端之间连接一个求和电阻；
15.所述n
‑
1个求和电阻依次相连，相连后的一端与第n 1个分压电阻的一端连接，相连后的另一端与所述配置接口连接；
16.第n 1个分压电阻的一端与依次相连的n
‑
1个求和电阻的一端相连，第n 1个分压电阻的另一端接地。
17.进一步的，所述每路dac电阻网络还包括第一电阻，第一电阻的一端与所述r
‑
2r 型电阻网络的输出端连接，第一电阻的另一端接地。
18.进一步的，所述每路dac电阻网络还包括一电压跟随电路，所述电压跟随电路包括第二运算放大器，第二运算放大器的同相输入端与所述r
‑
2r型电阻网络的输出端连接，第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端连接，第二运算放大器的输出端与所述配置接口连接。
19.进一步的，所述每路dac电阻网络还包括一电压放大电路，所述电压放大电路包括第三运算放大器、第二电阻和第三电阻，其中：
20.第三运算放大器的同相输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，第三运算放大器的反相输入端通过串联的第二电阻和第三电阻与第三运算放大器的输出端连接，第三运算放大器的输出端与所述配置接口连接；
21.第二电阻和第三电阻的公共端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的反相输入端接地。
22.进一步的，所述每路dac电阻网络还包括一运放电路，所述运放电路包括第四运算放大器、第四电阻和第五电阻，其中：
23.第四运算放大器的同相输入端与所述r
‑
2r型电阻网络的输出端连接，第四运算放大器的反相输入端通过第五电阻与第四运算放大器的输出端连接，第四运算放大器的输出端与所述配置接口连接；
24.第四电阻的一端与第五电阻和第四运算放大器反相输入端的公共端连接，第四电阻的另一端接地。
25.进一步的，所述每路dac电路网络还包括一滤波电路，所述滤波电路包括第一电容
电阻网络200、配置接口300，其中：
41.所述处理器100的输入端与外部视频类传感器连接，输出端与预设路数的dac电阻网络200连接，所述预设路数为oled显示器所需的子像素路数；所述处理器100用于将接入的数字视频信号转化为满足oled显示器各路子像素的灰度级要求的数字电平信号，并利用该数字电平信号调节各路dac电阻网络的输出信号；所述处理器100还与配置接口300的三个时序信号输入端连接，用于输出视频的三个时序信号(帧同步、行同步、像素时钟)。
42.所述dac电阻网络200的输入端与处理器100输出端连接，每路dac电阻网络的输出端与配置接口300的一个子像素输入口连接，并分别与外部oled显示器所需的一个子像素对应，用于将处理器100输出的所述数字电平信号转换为模拟电压信号输出给配置接口300。
43.所述配置接口300输入端分别与处理器100输出端、dac电阻网络200输出端连接，配置接口300输出端与外部oled显示器连接，用于接收dac电阻网络200输出的所述模拟电压信号、以及处理器100发送的所述时序控制信号，并传输给oled显示器。
44.具体的，各路dac电阻网络的结构相同，以第一dac电阻网络201为例，第一dac 电阻网络201内具有n位并行通路，在相同的接入电压下，各通路单独导通时为输出端提供的输出电压值均不相同，各通路的输出电压值之间呈2倍式递增关系。
45.处理器100处理子像素的精度和第一dac电阻网络201内并行通路的位数根据显示器所需子像素的灰度级设定；处理器100提供对应数量的输出io端口与各路dac电阻网络的各并行通路连接，并根据接入的数字视频信号在输出io端口生成电平状态为d 的数字信号，d表示为0或1，对应的电压为0v或vdd。第一dac电阻网络201在所述电平状态d的作用下，决定每一位并行通路的状态为导通或断开，使得第一dac电阻网络201的输出电压vout具有相应的变化，各并行通路导通提供的输出电压值分别为 1/2vdd、1/4vdd、1/8vdd
···
1/2
n
vdd，得到输出电压vout的数值如公式(1)所示：
[0046][0047]
式(1)中vdd为处理器100输出io端口的供电电压，即处理器的供电电源电压； d0，d1，
…
，d(n
‑
1)表示处理器100输出io端口的电平状态，对应为0或1；n为一路电阻网络内的并行通路位数，即与处理器100输出io端口连接的位数。
[0048]
由公式可得，输出电压vout的电压值在0～(2
n
‑
1)/2
n
vdd范围内，精度为1/2
n
，具有2
n
种变化，从而得到一个灰度级为2
n
的子像素模拟信号。
[0049]
本oled显示器的驱动电路实现了将数字视频信号转换为灰度级为2
n
的模拟信号子像素的功能，由于实现数模转换的dac电阻网络200主要由电阻器件构成，该驱动电路的待机功耗接近于零，工作时的功耗主要为处理器100的输出io端口电平翻转功耗， dac电阻网络200几乎无功耗，与现有使用视频类dac集成芯片或通用高速dac集成芯片相比具有功耗低的特点；并且，与通用高速dac集成芯片相比，当本驱动电路的dac 电阻网络200使用体积较小的电阻元件时，该dac电阻网络200可以比dac集成芯片体积更小，从而使整个驱动电路体积更小。
[0050]
另外，dac电阻网络200的预设路数根据显示器所需子像素的数量决定，当显示器由rgb三色驱动时，dac电阻网络200为三路，处理器100与三路dac电阻网络构成三个子像素
通道，为配置接口300提供三个子像素信号；当显示器由rgbw四色驱动时， dac电阻网络200为四路，处理器100与四路dac电阻网络构成四个子像素通道，为配置接口300提供四个子像素信号。本oled显示器的驱动电路可以通过选择dac电阻网络200的路数提供不同数量的子像素，在rgb三色显示器或rgbw四色显示器上都能适用，避免了现有视频类dac集成芯片不能应用在rgbw四色显示器上的问题。
[0051]
本实施例公开了一种由模拟信号驱动的oled高亮显示器的驱动电路，该驱动电路利用dac电阻网络将处理器传入的带电平状态的数字信号转换为高灰度级的子像素模拟信号，满足了高亮显示器的需要。由于实现数模转换的dac电阻网络主要由电阻器件构成，该驱动电路的待机功耗接近于零，工作时的功耗主要为处理器的io电平翻转功耗， dac电阻网络几乎无功耗，与现有使用视频类dac集成芯片或通用高速dac集成芯片相比具有功耗低的特点；并且，本oled显示器的驱动电路可以通过选择dac电阻网络的路数提供不同数量的子像素，在rgb三色显示器或rgbw四色显示器等显示器上都能适用，避免了现有视频类dac集成芯片不能应用在rgbw四色显示器上的问题；另外，与通用高速dac集成芯片相比，当本驱动电路的dac电阻网络使用体积较小的电阻元件时，该dac电阻网络的体积可以比通用高速dac集成芯片更小，从而使整个驱动电路体积更小。
[0052]
实施例二
[0053]
在一些实施例中，结合图2所示，所述每路dac电阻网络包括一位权网络和一求和电路，其中：
[0054]
所述位权网络的输入端与处理器100输出端连接，位权网络的输出端与求和电路连接，用于根据处理器100输出的数字电平信号产生与位权成正比的电流值，并输出给求和电路。
[0055]
所述求和电路的输入端与位权网络的输出端连接，求和电路的输出端与配置接口 300连接，用于对位权网络输入的各电流值求和，并转换成电压值输出给所述配置接口 300。
[0056]
可选的，所述求和电路包括一个反馈电阻r
t
和第一运算放大器u1，反馈电阻r
t
的一端与第一运算放大器u1的反相输入端2相连，反馈电阻r
t
的另一端与第一运算放大器u1的输出端3相连；第一运算放大器u1的同相输入端1接地，第一运算放大器u1 的正电源端4接电源，第一运算放大器u1的负电源端5接地；第一运算放大器u1的输出端3即为该dac电阻网络的输出端，用于与所述配置接口300连接。
[0057]
可选的，所述位权网络为倒t型电阻网络，该倒t型电阻网络包括n个电阻，各电阻的一端分别与所述处理器一输出io端口连接，各电阻的另一端共同连接于所述第一运算放大器u1的反相输入端2，其中，n为满足所述oled显示器要求的子像素灰度级的位数，各电阻的阻值分别为所述反馈电阻阻值乘以2t，t为从1到n的整数。
[0058]
本实施例利用求和电路对电路进行求和，将处理器100输出io端口电压通过不同位权的电阻连接到加法电路输入端，得到输出电压vout。受处理器100输出io口电平状态d的影响，输出电压vout的数值如公式(1)所示，vout有2
n
种变化，数字信号经倒t型dac电阻网络，被转换为精度为1/2
n
的模拟信号，从而为oled显示器提供灰度级为2
n
的子像素模拟信号。
[0059]
本实施例提供了一种由位权网络和求和电路组成的dac电阻网络，这种dac电阻网
络可实现将输入的数字视频信号转换为子像素模拟信号进行输出的功能，并且通过设定该dac电阻网络中位权网络的位数，可为子像素提供较高的灰度级，从而为oled显示器提供较高的亮度。
[0060]
实施例三
[0061]
实施例二公开的dac电阻网络用到了求和电路，所述求和电路需要用到运算放大器，且运算放大器需要连接电源，这使得电路结构比较复杂；同时，所述位权网络中需要用到n种阻值依次倍增的标准电阻，在实际应用时比较困难。
[0062]
为解决上述问题，在另一些实施例中，结合图3所示，所述每路dac电阻网络包括一r
‑
2r型电阻网络，该r
‑
2r型电阻网络包括n 1个分压电阻ra、n
‑
1个求和电阻rb， n为满足所述oled显示器要求的子像素灰度级的位数，分压电阻ra阻值为求和电阻rb 阻值的2倍，其中：
[0063]
n个分压电阻ra的一端分别与处理器100的n个输出io端口连接，各相邻两个分压电阻ra的另一端之间连接一个求和电阻rb。
[0064]
所述n
‑
1个求和电阻rb依次相连，相连后的一端与第n 1个分压电阻ra的一端连接，相连后的另一端用于与所述配置接口300连接。
[0065]
第n 1个分压电阻ra的一端与依次相连的n
‑
1个求和电阻rb的一端相连，第n 1 个分压电阻ra的另一端接地。
[0066]
受处理器100输出io端口电平状态d的影响，该r
‑
2r型电阻网络的输出电压vout 的值如公式(1)所示，与实施例二中倒t型电阻网络和求和电路组成的dac电阻网络的输出电压一致。
[0067]
本实施例公开的r
‑
2r型电阻网络具有与实施例二所述dac电阻网络相同的功能，并且避免了实施例二所述dac电阻网络中需要用到运算放大器和电源的问题，使得电路结构更简单、功耗更低；同时，r
‑
2r型dac电阻网络中只含有两种阻值的电阻，与倒t 型dac电阻网络中九种阻值依次倍增的电阻相比更容易实现。
[0068]
实施例四
[0069]
实施例三所述驱动电路的输出电压受到处理器100口供电电压的控制，输出的电压高峰接近于电源电压vdd，当电源电压vdd高于显示器的最佳信号电压时，则还需要调节供电电压vdd的大小来适配显示器。
[0070]
为解决上述问题，在一些实施例中，结合图4所示，所述每路dac电阻网络还包括第一电阻r1，第一电阻r1的一端与所述r
‑
2r型电阻网络的输出端连接，第一电阻r1 的另一端接dgnd；所述r
‑
2r型电阻网络的输出端用于与所述配置接口300连接。
[0071]
r
‑
2r型电阻网络由纯电阻器件构成，其无论从哪个位置断开，向内看阻抗均为rb，因此其输出阻抗等效为rb。所述r
‑
2r型电阻网络的输出电压vout经第一电阻r1分压后输出的电压记为v
a
，v
a
的数值如公式(2)所示：
[0072][0073]
式(2)中v
out
表示r
‑
2r型电阻网络输出端的电压，rb表示r
‑
2r型电阻网络的输出阻抗，即为r
‑
2r型电阻网络中一个求和电阻rb的阻值。
[0074]
本实施例通过第一电阻r1的分压作用降低dac电阻网络的输出电压，以适配显示
器的最佳信号电压。
[0075]
实施例五
[0076]
实施例四所述的dac电阻网络主要由电阻元件构成，其容易受到后端负载的影响而改变输出电压，使得输出电压不稳定，并导致驱动能力不足。
[0077]
为解决上述问题，在一些实施例中，结合图5所示，所述每路dac电阻网络还包括一电压跟随电路，所述电压跟随电路包括第二运算放大器u2，第二运算放大器u2的同相输入端6与r
‑
2r型电阻网络的输出端连接，第二运算放大器u2的反相输入端7与第二运算放大器u2的输出端8连接，第二运算放大器u2的输出端8用于与所述配置接口 300连接。
[0078]
第二运算放大器u2输出端8输出的电压记为v
b
，由于电压跟随电路的输入阻抗高、输出阻抗低的特点，避免了后端负载对r
‑
2r型电阻网络输出电压的影响，输出电压v
b
＝ v
a
，v
a
的值见公式(2)。
[0079]
本实施例通过在每路dac电阻网络中增加一个跟随器，避免了后端负载对dac电阻网络输出电压的影响，从而增强了该驱动电路的驱动能力。
[0080]
实施例六
[0081]
本oled显示器的驱动电路输出电压的大小由处理器100输出io端口供电电压决定，电压值不高，若外部显示器要求较高的电压，则驱动电路的输出电压可能不足。
[0082]
为解决上述问题，在一些实施例中，结合图6所示，在实施例五的基础上，所述每路dac电阻网络还包括一电压放大电路，所述电压放大电路包括第三运算放大器u3、第二电阻r2和第三电阻r3，其中：
[0083]
第三运算放大器u3的同相输入端9与所述第二运算放大器u2的输出端8连接，第三运算放大器u3的反相输入端10通过串联的第二电阻r2和第三电阻r3与第三运算放大器u3的输出端11连接,第三运算放大器u3的正电源端12接电源，第三运算放大器 u3的负电源端13接地，第三运算放大器u3的输出端11用于与所述配置接口300连接；
[0084]
第二电阻r2和第三电阻r3的公共端与所述第二运算放大器u2的反相输入端7连接，所述第二运算放大器u2的反相输入端7接地。
[0085]
本电压放大电路可对所述第二运算放大器u2的输出电压v
b
进行放大，放大程度与各电阻的阻值有关，选择各电阻阻值的大小可以调节电压放大倍数。第三运算放大器u3 的输出端11输出的电压记为v
c
，v
c
电压值如公式(3)所示：
[0086][0087]
式(3)中v
b
表示运算放大器u2输出端8的电压，vout表示r
‑
2r型电阻网络的输出端的电压。
[0088]
本实施例通过在每路dac电阻网络中增加一个运放电路，可提高该驱动电路的输出电压以满足oled显示器的需要。
[0089]
实施例七
[0090]
实施例六所述dac电阻网络的电压放大能力与电压放大电路供电电源相关联，电源的电压值需大于处理器100供电电压vdd，因此需额外施加一电源；同时，该方案使用的元器件较多，电路比较复杂。
[0091]
为解决上述问题，在另一些实施例中，结合图7所示，实施例六所述的每路dac电阻
网络中的电压跟随电路和电压放大电路可以合并为一个运放电路，所述运放电路包括第四运算放大器u4、第四电阻r4和第五电阻r5，其中：
[0092]
第四运算放大器u4的同相输入端14与r
‑
2r型电阻网络的输出端连接，第四运算放大器u4的反相输入端15通过第五电阻r5与第四运算放大器u4的输出端16连接，第四运算放大器u4的正电源端17接电源，第四运算放大器u4的负电源端18接地，第四运算放大器u4的输出端16用于与所述配置接口300连接；
[0093]
第五电阻r5和第四运算放大器u4反相输入端15的公共端与第四电阻r4的一端连接，第四电阻r4的另一端接地。
[0094]
第四运算放大器u4的输出端16输出的电压记为v
d
，v
d
＝v
c
，v
c
电压值如公式(3) 所示。
[0095]
本实施例在每路dac电阻网络中只使用一个运放电路，仍为dac电阻网络同时实现了增加驱动能力和放大输出电压的功能，从而减少了dac电阻网络中的元器件，简化了的电路结构，并降低了电路功耗。
[0096]
实施例八
[0097]
在另一些实施例中，结合图8所示，实施例七所述每路dac电路网络还包括一个滤波电路，所述滤波电路包括第一电容c1和第六电阻r6，第六电阻r6的一端与第四运算放大器u4的同相输入端14连接，第六电阻r6的另一端与第一电容c1的一端连接，第一电容c1的另一端与第四运算放大器u4的反相输入端15连接。
[0098]
本实施例通过在每路dac电阻网络中增加一滤波电路提升了电阻网络输出模拟量的连续性。
[0099]
实施例九
[0100]
本实施例公开了一种oled显示器，所述oled显示器包括实施例一至实施例八中任意一个公开的oled显示器的驱动电路，所述oled显示器的驱动电路包括处理器100、 dac电阻网络200、配置接口300，其中：
[0101]
所述处理器100的输入端接收外部数字视频信号，输出端与预设路数的dac电阻网络200连接，用于将数字视频信号转化为满足oled显示器子像素灰度级要求的数字电平信号；所述处理器100的输出端还与配置接口300输入端连接，用于输出视频的时序控制信号。
[0102]
所述dac电阻网络200输入端与处理器100输出端连接，所述dac电阻网络200输出端与配置接口300连接，用于将所述处理器100输出的数字电平信号转换为模拟电压信号。
[0103]
所述配置接口300输入端分别与处理器100输出端、dac电阻网络200输出端连接，用于接收dac电阻网络200输出的所述模拟电压信号、以及处理器100发送的所述时序控制信号，并传输给oled显示器。
[0104]
本实施例公开的oled显示器应用了一种驱动电路，该驱动电路通过处理器和由电阻器件构成的dac电阻网络实现数模转换，使得该驱动电路的待机功耗接近于零，工作时的功耗主要为处理器的io电平翻转功耗，dac电阻网络几乎无功耗，从而降低了oled 显示器的工作功耗；并且，所述dac电阻网络可以提供不同路数的子像素，本oled显示器可以选择接入的子像素数量来改变显示方案；另外，与使用通用高速dac集成芯片相比，本oled显示器使用的驱动电路利用的dac电阻网络主要由电阻元件组成，其布局灵活、体积灵活，可以使整个oled显示器体积更小。
[0105]
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。
[0106]
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式级似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。