CN113593477A

CN113593477A - 显示装置及其驱动方法

Info

Publication number: CN113593477A
Application number: CN202110883756.5A
Authority: CN
Inventors: 窦维
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2021-11-02

Abstract

本申请公开了一种显示装置及其驱动方法。所述驱动方法包括：获取用于控制像素的预预特征值；判断所述预预特征值是否在特定区间；当所述预预特征值在所述特定区间间，计算衰减系数，并且根据所述衰减系数计算目标特征值，其中所述衰减系数与所述特定区间内的数值呈线性关系；以及根据所述目标特征值控制所述像素的发光强度。本申请通过计算与特定区间内的数值呈线性关系的衰减系数，并且根据所述衰减系数计算出目标特征值。显示装置基于目标特征值控制对对像素的发光强度，如此可以避免画面出现灰阶或亮度反转现象。

Description

显示装置及其驱动方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其驱动方法。

背景技术

随着显示技术的发展带，显示产品的种类逐步多样化。在显示产品的研究中，如何提升显示效果和降低功耗一直都是备受关注的课题。

有机发光二极体(organic light-emitting diode，OLED)显示器和发光二极体(light-emitting diode，LED)显示器具有自发光的特点，故每一个像素的发光强度可被单独控制。像素的发光强度与显示功耗息息相关。对于大尺寸的OLED或LED显示器，在显示时可发出大面积的光线，故可视作为一个大面积的面光源。根据人眼视场的研究，当人眼观视一个光强度均匀的面光源时，人眼对光强度的感知能力从光源中心向四周逐渐衰弱。因此，可藉由此特点，进一步降低大尺寸的OLED或LED显示器的功耗。

在降低功耗的技术中，现已提出一种凸功率控制(convex power control，CPC)算法。CPC算法是一种通过降低部分区域的亮度来实现控制显示装置的功耗的算法。具体为，将部分区域的预设亮度值乘以固定值的衰减系数以减少实际输出的亮度值,其中，离画面中心越远的区域，衰减系数越大。然而，根据现有的衰减系数的设定方案，当显示一些特殊画面时会出现灰阶或亮度反转现象，导致显示效果下降。

参照图1A和图1B，图1A显示现有技术中CPC计算的一种衰减系数设定方案的示意图，以及图1B显示现有技术中使用图1A的CPC计算的输入灰阶值与输出灰阶值的示意图。如图1A所示，依显示区域离画面中心的远近决定衰减系数后，并不是所有的输入灰阶值或亮度值均乘以这个衰减系数，而是当输入的灰阶值或亮度值大于设定的门槛灰阶值或门槛亮度值时，采用固定值的衰减系数将输入的灰阶值或亮度值衰减。当输入的灰阶值或亮度值低于设定的门槛灰阶值或门槛亮度值时，为了避免影响损失太多低亮度的细节，即不进行衰减。如图1B所示，以灰阶值为例，输入灰阶值的范围在0至255灰度级之间。线A为未使用CPC计算的输入灰阶值与输出灰阶值的关系线，以及线B为使用图1A的CPC衰减系数设定方案计算后的输入灰阶值与输出灰阶值的关系线。以灰度级为99的灰阶值做为门槛灰阶值为例，超过99灰度级以上的灰阶值使用CPC计算，将输入灰阶值乘以固定值的衰减系数以获得转换后的输出灰阶值。以衰减系数为20％为例，当输入灰阶值为100时，计算后的输出灰阶值为80。由此可知，输入灰阶值为100所获得的输出灰阶值会低于输入灰阶值为99所获得的输出灰阶值，如此输出灰阶值发生了反转。并且，当输入灰阶值大于124时所获得的输出灰阶值才会大于输入灰阶值为99所获得的输出灰阶值。因此，若采用图1B的输入灰阶值与输出灰阶值关系曲线控制像素的发光亮度时，使得原本该像素应相对于另一像素显示较高亮度，但采用现有技术的CPC衰减系数设定方案计算后的像素的实际输出亮度相对低于另一像素的亮度。

有鉴于此，有必要提出一种显示装置及其驱动方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为解决上述现有技术的问题，本申请的目的在于提供一种显示装置及其驱动方法，其能降低显示装置的功耗和避免显示画面出现灰阶或亮度反转的问题。

为达成上述目的，本申请提供一种显示装置的驱动方法。所述驱动方法包括：

获取用于控制像素的预设特征值；

判断所述预设特征值是否在特定区间；

当所述预设特征值在所述特定区间时，计算衰减系数，并且根据所述衰减系数计算目标特征值，其中所述衰减系数与所述特定区间内的数值呈线性关系；以及

根据所述目标特征值控制所述像素的发光强度。

在一些实施例中，所述目标特征值大于或等于通过计算比所述预设特征值低1的另一预设特征值而获得的另一目标特征值。

在一些实施例中，所述衰减系数的公式为：

其中K为所述衰减系数，E_in为所述预设特征值，E_Min为所述特定区间的最小值，E_Max为所述特定区间的最大值，K_Max为最大衰减系数。

在一些实施例中，所述最大衰减系数的公式为：

在一些实施例中，在判断所述预设特征值是否在特定区间之后还包含：当所述预设特征值小于所述特定区间的最小值时，所述衰减系数为0，且所述目标特征值等于所述预设特征值。

在一些实施例中，在判断所述预设特征值是否在特定区间之后还包含：当所述预设特征值大于所述特定区间的最大值时，根据最大衰减系数计算出目标特征值，所述最大衰减系数的公式为：

其中K_Max为最大衰减系数，E_Max为所述特定区间的最大值，E_Min为所述特定区间的最小值。

本申请还提供一种显示装置。所述显示装置包括时序控制器、栅极控制器、源极控制器和显示面板。

所述时序控制器存储有配置为控制多个像素的多个预设特征值，其中所述时序控制器判断所述预设特征值在特定区间时，计算衰减系数，并且根据所述衰减系数计算出目标特征值，其中所述衰减系数与所述特定区间内的数值呈线性关系。

所述栅极控制器与所述时序控制器连接，配置为输出栅极信号。

所述源极控制器，与所述时序控制器连接，配置为接收所述目标特征值，并且将所述目标特征值转换为数据电压。

所述显示面板与所述栅极控制器和所述源极控制器连接，配置当输入所述栅极信号时，基于所述数据电压控制对应像素的发光强度。

在一些实施例中，所述时序控制器包含存储器、比较器和计算器。

所述存储器配置为存储所述多个预设特征值。

所述比较器与所述存储器连接，配置为获取至少一所述预设特征值，并且比较所述预设特征值与所述特定区间的端值的大小。

所述计算器与所述存储器连接，配置为根据所述比较器的比较结果计算所述衰减系数，并且根据所述衰减系数计算出目标特征值，其中所述衰减系数的公式为：

在一些实施例中，响应于所述比较器的所述比较结果为所述预设特征值小于所述特定区间的最小值时，所述衰减系数为0，且所述目标特征值等于所述预设特征值。

在一些实施例中，响应于所述比较器的所述比较结果为所述预设特征值大于所述特定区间的最大值时，所述计算器计算最大衰减系数，并且根据所述最大衰减系数计算出目标特征值，其中所述最大衰减系数的公式为：

相较于先前技术，本申请通过当像素的预设特征值在特定区间时，计算与特定区间内的数值呈线性关系的衰减系数，并且根据所述衰减系数计算出目标特征值。显示装置基于目标特征值控制对应像素的发光强度。通过本申请的CPC计算可以避免画面出现灰阶或亮度反转现象，进而避免显示效果下降。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1A显示现有技术中CPC计算的一种衰减系数设定方案的示意图。

图1B显示现有技术中使用图1A的CPC计算的输入灰阶值与输出灰阶值的示意图。

图2显示根据本申请的实施例的显示装置的示意图。

图3显示根据本申请的实施例的显示装置的驱动方法的流程图。

图4显示本申请的预设特征值与衰减系数的关系图。

图5显示本申请的预设特征值与根据衰减系数获得的目标特征值的示意图。

具体实施方式

下面将较合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图2，其显示根据本申请的实施例的显示装置10的示意图。显示装置10包含时序控制器110、源极控制器120、栅极控制器130、显示面板140。时序控制器110与源极控制器120和栅极控制器130连接。源极控制器120通过多条数据线和显示面板140连接。栅极控制器130通过多条栅极线和显示面板140连接。显示面板140包含多个像素P，每个像素P与对应的数据线和栅极线连接。

如图2所示，时序控制器110包含存储器111、比较器112和计算器113。时序控制器110获取关于显示一帧画面的多个像素的多个预设特征值，并将该些预设特征值存储在存储器111中。在本实施例中，时序控制器110使用存储器111、比较器112和计算器113执行凸功率控制(convex power control，CPC)计算，将预设特征值转换为目标特征值。时序控制器110执行的CPC计算将详述于后。

栅极控制器130基于来自时序控制器110的时时信号输出对应的栅极信号，并且将栅极信号施加至显示面板140，以控制像素P的开关元件开启或关闭。

源极控制器120配置为接收来自时序控制器110的目标特征值，并且将目标特征值转换为数据电压。源极控制器120将数据电压输入至显示面板140，使得显示面板140基于根据目标特征值获得的数据电压控制对应像素的发光强度。

在本申请中，时序控制器110执行的CPC计算可实现保证不影响视觉效果的情况下，降低画面亮度从而控制显示器功耗的算法。此外，通过本申请的CPC计算可以避免显示一些特殊画面时会出现灰阶或亮度反转现象，进而避免显示效果下降。时序控制器110执行的CPC计算的具体步骤如下。应当注意的是，时序控制器110只针对显示面板的的部分区域执行CPC计算，如显示面板的周围区域，以降低部分区域的亮度来实现控制显示装置的功耗。

参照图2和图3，图3显示根据本申请的实施例的显示装置10的驱动方法的流程图。

在步骤S101中，时序控制器110获取关于显示一帧画面的多个像素的多个预设特征值。应当注意的是，本申请的特征值为用于控制像素的发光强度的参数值，包含像素的灰阶值和/或亮度值。举例来说，当特征值为灰阶值时，预设特征值为范围在0至255灰度级之间的数值。

在步骤S102中，时序控制器110判断预设特征值是否在特定区间。具体来说，时序控制器110通过比较器112比较预设特征值和特定区间的端值的大小，以判断预设特征值是否在特定区间。本申请的特定区间的数值的选择逻辑为当预设特征值小于此特定区间时不执行额外的计算来降低亮度。当预设特征值位于此特定区间内，用于执行CPC计算的衰减系数会随着特征值增加而增加，且衰减系数与特定区间内的数值呈线性关系。当预设特征值大于此特定区间时使用最大衰减系数执行CPC计算。通过本申请的CPC计算可实现通过降低像素的发光强度来达到降低功耗的同时，还保证了画面的显示质量。应当理解的是，本申请的特定区间的数值可以由制造商根据不同产品特性自定义。举例来说，对于某款产品A，它的发光效率和光学特性要求在低亮度下必须使用精准的灰阶值来保证显示质量，因此特定区间的最小值应设定为相对较大的数值。又，对于功耗要求比较高的产品B，其对低亮度的显示的精确度的要求相对较低，因此可以将特定区间的最小值设定为相对较小的数值，从而增加对功耗的控制能力。若特定区间的最小值设定过低，可能会导致的画面产生亮暗不均(mura)。若特定区间的最小值设定过高，可能会导致对功耗的降低效果差。同理，特定区间的最大值设定的逻辑相似于最小值的设定逻辑。当特定区间的最大值设定的越低时，功耗的降低能力越强，但显示效果的损失也会加大。显示效果的损失应当被控制在画面品质能够接受的范围内。因此，不同产品会有不同的特定区间的数值的设定要求。

如图3所示，当比较器112的比较结果为预设特征值在特定区间时，执行步骤S103。在步骤S103中，时序控制器110通过计算器113计算衰减系数。具体来说，首先计算器113根据特定区间的端值计算出最大衰减系数，接着计算器113通过最大衰减系数计算出预设特征值对应的衰减系数。最大衰减系数的公式为：

在公式(1)中，K_Max为最大衰减系数，E_Max为特定区间的最大值，E_Min为特定区间的最小值。通过公式(1)可决定CPC计算中的最大衰减系数。

又，衰减系数的公式为：

在公式(2)中，K为衰减系数，E_in为预设特征值。参照图4，其显示本申请的预设特征值与衰减系数的关系图。如图4所示，在特定区间内，衰减系数与特定区间内的数值呈线性关系。应当理解的是，在面板的相同区域选用相同的最大衰减系数，以及在面板的不同区域选用不同的最大衰减系数。最大衰减系数从面板的中心处向边缘处递增。无论针对面板的那个区域执行CPC计算，最大衰减系数必须符合公式(1)。

在本申请中，最大衰减系数意指无灰阶或亮度反转下可设定的衰减系数的最大值。由于最大衰减系数与特定区间的端值为相互关系，因此可根据设定的特定区间计算出最大衰减系数。在一些实施例中，亦可考虑欲达到的功耗降低目标其需要设定的最大衰减系数，并且根据公式(2)来计算合理的特定区间。

如图3所示，当计算器113计算出衰减系数时，执行步骤S104。在步骤S104中，计算器113根据衰减系数计算目标特征值，其中目标特征值的计算公式为：

E_out＝E_in*(1–K) (3)

在公式(3)中，E_out为目标特征值。

由公式(3)可知，衰减系数的数值大小会影响CPC算法对功耗的控制能力。当衰减系数的数值越大，计算出的目标特征值越低，像素的发光亮度衰减越多，因此显示装置的功耗越低。衰减系数的数值的范围介于0～1之间。

在本申请中，最大衰减系数的公式(1)的推导公式为：

在公式(4)中，(E_in–1)是比当前像素的预设特征值低1单位(如低1灰阶的灰阶值)的另一预设特征值。因此，计算获得的目标特征值大于或等于通过计算比预设特征值低1单位的另一预设特征值而获得的另一目标特征值。应当理解的是，亮度反转现象有两种，包含：同一像素在两帧不同画面之间的亮度反转，以及同一帧画面不同区域的两像素之间的亮度反转，但原因是一致的。通过公式(4)推导出的最大衰减系数的公式(1)，可以同时避免了上述两种亮度反转情况。

如图3所示，当计算器113计算出目标特征值时，执行步骤S105。在步骤S105中，根据目标特征值控制像素的发光强度。具体来说，栅极控制器130基于来自时序控制器110的时钟信号输出对应的栅极信号，并且将栅极信号施加至显示面板140，以控制像素P的开关元件开启或关闭。源极控制器120接收来自时序控制器110的目标特征值，并且将目标特征值转换为数据电压。源极控制器120将数据电压输入至显示面板140，使得显示面板140基于根据目标特征值获得的数据电压控制对应像素的发光强度。

当最大衰减系数及特定区间的端值满足公式(1)时，可彻底解决显示画面灰阶或亮度反转问题。参照图5，其显示本申请的预设特征值与根据衰减系数获得的目标特征值的示意图。在图5中，以根据特定区间计算合理的最大衰减系数为例：假设特征值为灰阶值，且特定区间为80至160。即，特定区间的最小值为80，特定区间的最大值E_Max＝160。由公式(1)计算可得最大衰减系数K_Max≤33.47％。如图4所示，当最大衰减系数设定为K_Max≤33.47％时，在灰阶值80至160的特定区间下，预设特征值经过CPC算法衰减后，不会出现反转现象。E_Max＝160

另一方面，如图3所示，当比较器112的比较结果为预设特征值不在特定区间时，执行步骤S106。在步骤S106中，判断预设特征值是否大于特定区间的最大值。具体为，时序控制器110通过比较器112比较预设特征值和特定区间的最大值的大小，以判断预设特征值是否大于特定区间的最大值。当预设特征值大于特定区间的最大值时，执行步骤S107。当预设特征值不大于特定区间的最大值时，执行步骤S109。

如图3所示，在步骤S107中，计算最大衰减系数。应当理解的是，最大衰减系数可由上述公式(1)计算。

如图4所示，当预设特征值大于特定区间的最大值时，使用最大衰减系数作为CPC计算的衰减系数。因此，如图3所示，当计算出最大衰减系数之后，执行步骤S108。在步骤S108中，计算器113根据最大衰减系数计算目标特征值，其中目标特征值的计算公式为：E_out＝E_in*(1–K_Max)。如图5所示，由于本申请设定了适当的特定区间的数值，因此当预设特征值大于特定区间的最大值时，使用最大衰减系数作为CPC计算的衰减系数，获得的目标特征值不会出现反转现象。

如图3所示，当计算器113计算出目标特征值时，执行步骤S105。步骤S105如上所述，在此不加以赘述。

此外，如图3所示，在步骤S109中，预设特征值不大于特定区间的最大值时，相当于预设特征值小于特定区间的最小值。此时，如图4所示，当预设特征值小于特定区间的最小值时，CPC计算的衰减系数为0。也就是说，计算后的目标特征值等于预设特征值。因此，在一些实施例中，当时序控制器110判断预设特征值小于特定区间时，不执行额外的计算，并且根据预设特征值控制像素的发光强度，即不降低该像素的亮度。如图5所示，由于本申请设定了适当的特定区间的数值，因此当预设特征值小于特定区间的小大值时，使用数值为0的衰减系数，获得的目标特征值不会出现反转现象。

如图3所示，以预设特征值作为目标特征值时，执行步骤S105。步骤S105如上所述，在此不加以赘述。

综上所述，本申请通过当像素的预设特征值在特定区间时，计算与特定区间内的数值呈线性关系的衰减系数，并且根据所述衰减系数计算出目标特征值。显示装置基于目标特征值控制对应像素的发光强度。通过本申请的CPC计算可以避免画面出现灰阶或亮度反转现象，进而避免显示效果下降。

以上对本申请实施例所提供的一种显示装置及其驱动方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记记的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。