CN113625893B - 触控显示装置的驱动方法、驱动电路和触控显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种用于OLED触控显示装置的驱动方法、驱动电路和OLED触控显示装置。驱动方法包括:将每个显示帧划分为交替的至少一个显示时段和至少一个触摸检测时段;在每个显示时段期间:产生依次移位的栅极驱动信号和依次移位的发光控制信号,并且依次向至少一部分栅极驱动线施加依次移位的栅极驱动信号和对应的发光控制线施加依次移位的发光控制信号;在每个触摸检测时段期间:暂停生成依次移位的栅极驱动信号,或还暂停生成依次移位的发光控制信号,直至触摸检测时段结束;在预定时段内调整多行像素的平均显示亮度,使得显示亮度均匀,并且使得用于每一行像素的栅极驱动信号和发光控制线的发光控制信号保持预设时序关系。

Description

触控显示装置的驱动方法、驱动电路和触控显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年5月7日在美国专利商标局提交的并且序列号为63/021,663的美国临时申请的权益,该美国临时申请的全部公开内容通过引用被并入于此。
技术领域
本公开涉及触摸屏技术领域,更具体地,涉及触摸显示装置的驱动方法、驱动电路和触控显示装置。
背景技术
近年来,触摸感应技术迅速地发展,许多消费性电子产品例如移动电话、卫星导航系统、平板计算机、个人数字助理(PDA)及笔记本计算机等均内建有触摸功能。在上述各种电子产品中,原先显示面板的区域被赋予触摸感应的功能,也就是说,将原先单纯的显示面板转换成具有触摸感测功能的触摸显示面板。依据触摸面板(触摸屏或触摸感应层)的结构设计上的不同,一般可区分为外挂式(out-cell)与内嵌式(in-cell/on-cell)触摸面板。其中,外挂式触摸面板是将独立的触摸面板与一般的显示面板组合而成,而内嵌式触摸面板则是将触摸面板直接设置在显示面板中基板内侧或外侧上。与外挂式触摸面板相比,内嵌式触摸面板具有更薄的厚度与更高的光透过率。
触摸面板用来进行触摸感应操作,即使用者可使用手指或其它物体接触面板以执行各种功能。触摸面板的感应操作可能受到显示面板的显示操作的干扰,因此,如何降低触摸面板执行触摸感应操作受到显示面板的显示操作的干扰已成为业界努力的目标。
发明内容
根据本公开的一方面,提供了一种用于OLED触控显示装置的驱动方法,所述OLED触控显示装置包括显示面板,所述显示面板包括一一对应的多行像素、多条栅极驱动线(GL)、以及多条发光控制线(EM),所述驱动方法包括:将每个显示帧划分为交替的至少一个显示时段和至少一个触摸检测时段;在每个显示时段期间:生成依次移位的栅极驱动信号和依次移位的发光控制信号,并且依次向所述多条栅极驱动线中的至少一部分栅极驱动线施加依次移位的栅极驱动信号和依次向与所述至少一部分栅极驱动线对应的发光控制线施加依次移位的发光控制信号;在每个触摸检测时段期间:仅暂停生成依次移位的栅极驱动信号而不暂停生成依次移位的发光控制信号,直至所述触摸检测时段结束;在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度,使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,并且使得施加到每一行像素对应的栅极驱动线的栅极驱动信号与施加到对应的发光控制线的发光控制信号满足预设时序关系,其中每一行像素的平均显示亮度与该行像素在预定时段内的总发光时长相关。
此外,提供了另一种用于所述OLED触控显示装置的驱动方法,所述驱动方法包括:将每个显示帧划分为交替的至少一个显示时段和至少一个触摸检测时段;在每个显示时段期间:产生依次移位的栅极驱动信号,并且依次向所述多条栅极驱动线中的至少一部分栅极驱动线施加依次移位的栅极驱动信号和对应的发光控制线施加依次移位的发光控制信号;在每个触摸检测时段期间:暂停生成依次移位的栅极驱动信号且同时暂停生成依次移位的发光控制信号,直至所述触摸检测时段结束;在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,其中每一行像素的平均显示亮度与该行像素在预定时段内的总发光时长相关。
根据本公开的另一方面,还提供了一种驱动电路,用于OLED触控显示装置中的显示面板,所述显示面板包括一一对应的多行像素、多条栅极驱动线(GL)、以及多条发光控制线(EM),所述驱动电路被设计为执行如上所述的驱动方法。
根据本公开的再一方面,还提供了一种OLED触控显示装置,包括:显示面板,包括一一对应的多行像素、多条栅极驱动线(GL)、以及多条发光控制线(EM);触摸感应层和触摸控制器;以及如上所述的驱动电路,用于驱动所述显示面板。
通过上述的驱动方法,可以实现触摸检测和显示分时驱动,如此,在进行触摸检测操作时不存在来自显示驱动操作的噪声干扰,使得触摸检测时不需要很长时间,因此可节省功率。此外,在触摸检测和显示分时驱动的情况下,触摸检测用的驱动信号的频率的选择无须考虑显示驱动相关的各个信号的定时和频率,因此可以具有较多可选频率来对抗其它噪声来源。此外,还可以使得显示面板上的各行像素的平均显示亮度大致相同,从而使得显示面板的显示亮度能够均匀,进而提高显示效果。
附图说明
附图用来提供对本公开实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本公开实施例一起用于解释本公开,并不构成对本公开的限制。在附图中,相同的参考标号通常代表相同/类似部件或步骤。
图1是根据本公开实施例的一触控显示装置的示意图。
图2A示出了一种像素单元的电路结构图。
图2B-D示出了图2A中的像素单元的工作过程示意图。
图3示出了上述触控显示装置中的各个驱动器所产生的信号相关的时序示意图。
图4A示出了根据本公开实施例的一种用于驱动OLED触控显示装置的驱动方法的流程图。
图4B为在分时驱动的情况下,在触摸检测时段期间仅暂停生成依次移位的栅极驱动信号而不暂停生成依次移位的发光控制信号时各个信号的时序示意图。
图4C-4D为采用了参考图4A描述的驱动方法后,在分时驱动的情况下,在触摸检测时段期间仅暂停生成依次移位的栅极驱动信号而不暂停生成依次移位的发光控制信号时各个信号的时序示意图。
图5示出了在分时驱动的情况下,在触摸检测时段期间暂停生成依次移位的栅极驱动信号且暂停生成依次移位的发光控制信号时各个信号的示意时序图。
图6A-6B示出了根据本公开的实施例的用于OLED触控显示装置的另一驱动方法的流程示意图。
图7A-7B示出了根据本公开实施例的、在多个显示帧之间进入触控检测时段的不同像素行和不同时间点的示意图。
图8示出了根据本公开实施例的、通过附加的一控制信号来调整每行像素的平均显示亮度的示意时序图。
图9示出了根据本公开实施例的、调整部分行像素的显示数据相关联的示意时序图。
具体实施方式
在本公开说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言,若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置,则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置,或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。本公开说明书全文(包括权利要求书)中提及的“第一”、“第二”等用语是用以命名元件(element)的名称,或区别不同实施例,而并非用来限制元件数量的上限或下限,亦非用来限制元件的次序。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同附图标记的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同附图标记或使用相同用语的元件/构件/步骤可以相互参照相关说明。单数形式的表达可包括复数形式的表达,复数形式的表达也可包括单数形式的表达,除非上下文中清楚地定义。
图1是根据本公开实施例的一触控显示装置10的示意图。
请参考图1,触控显示装置10包含有一显示面板100、一触控感应层110、一源极驱动器120、一栅极驱动器130、一发光控制驱动器140(取决于像素单元的电路结构而可以不设置)、一触控驱动器150以及一触控处理器160(可以统称为触摸控制器)。虽然图1中用于显示面板的各个驱动器被分离地示出,但是作为示例,各个驱动器可以集成在作为驱动电路(例如,驱动IC)的一个电路中,并且该驱动电路还可以包括各种计算处理功能,而用于触摸感应层的各部分模块(例如触控驱动器和触控处理器)也可以集成在一个模块中。
显示面板100包含以二维矩阵方式排列的像素单元102(在后文中可与“像素”互换使用),因此包括多条栅极驱动线和与栅极线垂直布置的多条数据线(源极线),并可选地包括多条发光控制线(例如,采用如图2A所示的像素单元结构的情况下)。像素单元102包括电容、开关元件(例如,TFT)和发光元件(例如,有机电致发光器件OLED)构成的电路。相似地,触控感应层110也包含以二维矩阵方式排列的触摸感测单元112,因此包括多条触控驱动线和多条触控感测线。
源极驱动器120根据待显示的一影像信号FRM,产生源极驱动信号VS_1~VS_M,以通过数据线指示像素单元102的色彩强度。栅极驱动器130根据一时序信号SEQ1,依次产生栅极驱动信号GL_1~GL_N,以指示像素单元102的更新时序,即对于每一条栅极驱动线连接的每一行像素,根据施加在该栅极驱动线上的栅极驱动信号而导通像素单元中的数据写入对应的开关元件,从而可以通过数据线向该行像素写入数据,M、N均为大于1的整数。
同时,在像素单元为例如如图2A所示的像素单元的情况下,触控显示装置10还应包括发光控制驱动器140,发光控制驱动器140根据一时序信号SEQ2,依次产生发光控制信号EM_1~EM_N,以指示像素单元102的发光时序。对于每一行像素,栅极驱动信号和发光控制信号是一一对应的。对于每一条发光控制线连接的每一行像素,根据施加在该发光控制线上的发光控制信号而使发光元件发光。
同时,触控驱动器150产生多个驱动信号VD_1~VD_P施加到触控驱动线,以用来触发触摸感测单元112。被触发的触摸感测单元112产生感应信号VR_1~VR_K。由于碰触触摸感测单元112会改变触摸感测单元112的电容值或电阻值(视触摸感测单元112为电容式或电阻式感测单元而定),被碰触的触摸感测单元112产生的触摸检测信号不同于未被碰触的触摸感测单元112产生的触摸检测信号。如此一来,触控处理器160可根据触摸检测信号VR_1~VR_K的变化,判断被碰触的触摸感测单元112的位置,K、P均为大于1的整数。
需注意的是,触控显示装置10可以为外接式或内嵌式触控显示装置,本公开对此不做限制。此外,由于触控感应层110的分辨率需求低于显示面板100,因此为了节省成本,触摸感测单元112的铺设密度低于像素单元102。
在一具体示例中,像素单元的结构可以如图2A所示,并相应地具有图2B-D所示的工作过程。
图2A示出了像素单元的一种示例性电路结构图,图2B-D示出了该像素单元的工作过程示意图。该像素单元由7个TFT和1个存储电容组成的具有补偿功能的7T1C结构。但是,应理解的是,也可以采用其他具有补偿功能的结构的像素单元,例如,类似的结构还有6T1C,5T2C等。或者,也可以是不包括补偿功能的结构的像素单元,例如2T1C等。
图2B-D分别示出了像素单元的复位(1)、补偿(2)、发光(3)三个阶段,其中在补偿阶段把诸如TFT的开关元件的阈值电压Vth先储存在栅源电压Vgs内,在发光阶段,通过Vgs-Vth对Vth的影响进行抵消,从而提高了像素单元的电路中电流的一致性。
在图2A-D中,EM[N]代表当前行像素的发光控制信号(即来自发光控制线的信号EM_1~EM_N之一),S[N]和S[N-1]分别代表当前行和前一行像素的栅极驱动信号(即来自栅极驱动线的信号GL_1~GL_N中的相邻两个)。在图2A-D中,EM[N]和S[N]的低电平为有效电平,然而本发明不限于此,可以根据具体电路的不同,改变EM[N]和S[N]的有效电平。
在复位阶段(1)中,如图2B所示,扫描信号S[N-1]开启晶体管T1,以将驱动晶体管T0的栅极电压拉到较低电平Vinit,使得该栅极电压可在后续阶段进行补偿。需注意的是,复位阶段可视为前一扫描周期的尾端,此时显示数据VD输出前一笔数据D[N-1]。
在补偿阶段(2)中,如图2C所示,显示数据VD改为当前数据D[N],扫描信号S[N]开启晶体管T2以将数据D[N]写入驱动晶体管T0的源极电压。此时晶体管T3开启,使驱动晶体管T0连接为二极管型式(diode-connected),以找出驱动晶体管T0的阈值电压Vth,并消除该阈值电压Vth对于有机发光二极管L3的亮度的影响,即,对有机发光二极管L3的亮度进行补偿。
接下来,在发光阶段(3)中,如图2D所示,发光控制信号EM[N]开启晶体管T4及T5,使驱动晶体管T0的漏极电流通过有机发光二极管L3,进而控制有机发光二极管L3发光。
在目前很多的OLED触摸显示装置中,显示和触摸检测是同时进行驱动的。在显示驱动的同时,触控驱动器也不断输出触摸驱动信号到触摸感应层上的多个触摸感测单元并且触控处理器从触摸感测单元获取触摸检测信号,以进行触摸检测。触控驱动器和触控处理器也可以集成为一个电路或为同一个电路,并且触摸感应层上的触摸感测单元可以基于自电容和互电容而形成,且对应地设置适合的驱动和触摸检测方式,这是本领域熟知的,因此这里不对具体的触摸检测工作过程进行描述。
在显示和触摸检测是同时进行驱动的情况下,显示和触摸检测可以是同步驱动的,也可以是异步驱动的。例如,显示和触摸检测可以是完全独立进行驱动的,相互时序没有任何关联性,此时即为异步驱动的情况。再例如,可利用用于显示面板的各个定时信号(如VSYNC,HSYNC,GSTV,EMSTV,EMCK…等)来进行触摸驱动信号的生成,此时对应的是同步驱动的情况。
此外,在触摸检测操作中,每个显示帧中可进行多次触摸检测操作,每个触摸检测操作可以是对一部分触摸感测单元进行触摸检测。例如,触摸感应层上的多个触摸感测单元可以被分为20组,在每个触摸检测操作中对每个组的触摸感测单元进行触摸检测。
图3示出了上述OLED触控显示装置中的各个驱动器所产生的信号相关的时序图(以图2A所示的像素单元的结构为例,也适用于基于其他结构的像素单元)。图3中显示和触摸检测是同时进行驱动的,并且图中用DP表示显示时段,TP表示触摸检测时段,VP表示每个显示帧的无效时段。
如图3所示,栅极驱动器可根据一时序信号SEQ1(包括第一时钟信号(GCK)和第一起始信号(GSTV)),依次产生栅极驱动信号GL_1~GL_N,以分别将这些信号传送至面板上各行像素(实际为像素单元内的开关元件)。同样地,发光控制驱动器可根据另一时序信号SEQ2(包括第二时钟信号(EMCK)和第二起始信号(EMSTV))依次产生发光控制信号EM_1~EM_N等,以分别将这些信号传送至面板上各行像素。在此例中,GSTV的有效电平脉宽等于第一时钟信号(GCK)的一个时钟周期,因此各个栅极驱动信号GL_1~GL_N是通过将GSTV移位之后产生的脉冲信号,其有效电平脉宽也等于第一时钟信号(GCK)的一个时钟周期,而EMSTV的无效电平脉宽约等于第二时钟信号(EMCK)的四个时钟周期,因此输出至发光控制线的各个发光控制信号EM_1~EM_N是将EMSTV移位之后产生的脉冲信号,其无效电平脉宽也约等于四个时钟周期,并且第一时钟信号的时钟周期和第二时钟信号的时钟周期相等。对于每一行像素,施加到该行像素对应的栅极驱动线和发光控制线栅极驱动信号和发光控制信号需要满足特定的预设时序关系,例如,在栅极驱动信号为有效电平期间,发光控制信号需要保持为无效电平,并且可选地在栅极驱动信号变为无效电平之后的一段时间后发光控制信号才变为有效电平,如图2A以及图3中所示的。在本公开的实施例中,在显示面板包括的像素单元中的所有开关元件中,低电平作为开关元件的有效电平,高电平作为开关元件的无效电平,即低电平可以导通像素单元内的开关元件,而高电平则可以关断像素单元内的开关元件。当然,根据开关元件类型的不同,也可以将低电平作为开关元件的无效电平,高电平作为开关元件的有效电平。
一般来说,驱动IC(包括用于显示面板的各个驱动器)可通过数千条数据线将显示数据传送至显示面板上的像素,而栅极驱动信号和发光控制信号可以被依次施加至面板上各行像素,其数量可视显示面板的分辨率而定。例如,显示面板可以是例如2k×2k面板,其包含有2160行及2160列的像素,因而具有2160条数据线,2160个栅极驱动信号G_1~G_2160以及2160个发光控制信号EM_1~EM_2160。
在显示时段中,对于每一行像素,在栅极驱动信号的有效电平脉冲的作用下,该行像素单元中控制对该行像素写入数据的开关元件被导通,从而显示数据可以通过数据线被写入该行像素单元中。GL_1~GL_N依次施加到显示面板每条栅极驱动线上的像素单元,对应的EM_1~EM_N依次施加到显示面板内的每条发光控制线上的像素单元,使得这些像素单元内的发光元件(例如,OLED)在对应的栅极驱动信号为有效电平时不发光(使得像素单元内的控制发光元件发光用的开关元件的栅极为无效电平),在显示数据由数据线写入像素单元之后,再使像素单元内的发光元件发光(使得像素单元内的控制发光元件发光用的开关元件的栅极为有效电平,后文为了便于描述,简单描述为“使像素发光”)。需注意的是,通过数据线向像素单元写入数据的时段须和栅极驱动信号为有效电平的时段对应,同时发光控制信号需为无效电平以使OLED的导通路径关闭,以避免数据写入影响显示。如图3所示,以第一行像素为例,GL_1变为有效电平之前,EM_1已经变为无效电平(例如,EM_1的无效电平起始点超前于GL_1的有效电平起始点预设时段,图中示出为两个时钟周期,但也可以为其他数量的时钟周期),并且在GL_1为有效电平期间,EM_1保持为无效电平,进行第一行像素的数据写入,同时EM_1持续到GL_1重新变为无效电平后一小段时间(图中示出为1个时钟周期,但也可以为其他数量的时钟周期)。
如前面所述,在OLED触控显示装置中,显示和触摸检测大多是同时进行驱动的,这种情况下会存在以下缺陷:
(1)关于功耗:在同时驱动的情况下,触摸检测时可检测到显示驱动相关的噪声,为了抑制这些噪声,需增加触摸检测的时间,以通过较长时间获取的数据接收来抑制噪声,然而,此做法需要较长的检测时间,也因此较为耗电。
(2)关于触摸检测频率(即触摸驱动信号的频率):在同时驱动的情况下,触摸检测频率会牵涉到显示驱动相关的信号的频率,也就是说,触摸驱动信号的频率的选择上需要避开可能严重干扰到显示驱动的频率。一般来说,除了显示驱动的频率之外,触摸驱动信号的频率的选择上还需要考虑各种无法避免的外界噪声(如电源噪声等),因此,对显示驱动的频率的干扰的问题导致触摸驱动信号的频率的选择更加受到限制。
此外,无论采用同步或异步的驱动方法,在进行触摸检测操作时显示面板上也在进行栅极驱动以对各行像素进行扫描驱动,并根据显示画面内容的不同数据线上也会传送不同的数据电压(显示数据相关联的电压),且这些显示画面内容通常是触摸处理器无法预测的,这些数据电压的变化可能由于数据线与触摸感测单元之间的寄生电容等而造成触摸检测操作时接收到非预期的干扰,即噪声。如此一来,触摸处理器只能利用更长的时间去进行触摸检测,以通过更长时间的检测来得到更多真正的触摸感测信号,以提升信噪比(SNR:signal-to-noise ratio),避免因SNR不佳而出现错误的触摸检测结果。
因此,在本公开的实施例中提出了在OLED触控显示装置中采用触摸检测和显示分时驱动的方式。如此,在进行触摸检测操作时不存在来自显示驱动操作的噪声干扰,使得触摸检测时不需要很长时间,因此可节省功率。此外,在触摸检测和显示分时驱动之下,触摸检测用的驱动信号的频率的选择无须考虑显示驱动相关的各个信号的定时和频率,因此可以具有较多可选频率来对抗其它噪声来源。
触摸检测和显示分时驱动可通过时钟周期相等的第一时钟信号(GCK)和第二时钟信号(EMCK)的控制来实现。如上所述,栅极驱动信号和发光控制信号基于第一时钟信号和第二时钟信号生成,并由栅极驱动器和发光控制驱动器(可以集成到驱动IC中)输出到显示面板上,因此,可任意配置显示驱动操作和触摸检测操作的时间,并对应中断第一时钟信号和第二时钟信号中的至少一者的输出以实现分时的控制。
在设计过程中,需要使得触控显示装置的显示面板的显示亮度是均匀的,由于每一行像素的平均显示亮度与发光时长相关,细化到每一行像素来说,期望它们发光时长是相等的以使得平均显示亮度是基本相同的。
因此,本公开的实施例提出了一种用于OLED触控显示装置的驱动方法,用于在触摸检测和显示分时驱动的情况下,保证该OLED触控显示装置的显示面板的显示亮度是均匀的。所述OLED触控显示装置包括显示面板,所述显示面板包括一一对应的多行像素、多条栅极驱动线(GL)、以及多条发光控制线(EM)。
图4A示出了该驱动方法的流程示意图。图4B为分时驱动的情况下仅暂停生成依次移位的栅极驱动信号(也称为栅极驱动信号的移位)而不暂停生成依次移位的发光控制信号(也称为发光控制信号的移位)时各个信号的时序图。图4C-4D为采用了参考图4A描述的一种具体驱动方法后、在分时驱动的情况下仅暂停生成依次移位的栅极驱动信号而不暂停生成依次移位的发光控制信号时各个信号的时序图。
如图4A所示,在步骤S410中,将每个显示帧划分为交替的至少一个显示时段和至少一个触摸检测时段。
例如,每个显示帧依次划分为第一显示时段、第一触摸检测时段、第二显示时段、第二触摸检测时段、……、第X显示时段和第X触摸检测时段,其中,X为大于等于2的整数。每个显示帧的第一显示时段可以在显示帧首部的无效时段之后开始,并且第X触摸检测时段可以结束于显示帧尾部的无效时段之前。
在每个触摸检测时段,可以进行至少一部分触摸感测单元的触摸检测。例如,可以将图1所示的触控感应层110上的多个触摸感测单元分为多个组(例如20个组),分别对应多个触摸检测操作(例如,RX-1,RX-2,…,RX-20),而在每个触摸检测时段,可以对一个或多个组包括的多个触摸感测单元进行触摸检测,如4A中所示出的,在示出的一个触摸检测时段期间可以对前两个组包括的触摸感测单元进行触摸检测。
在步骤S420中,在每个显示时段期间:产生依次移位的栅极驱动信号和依次移位的发光控制信号,并且依次向所述多条栅极驱动线中的至少一部分栅极驱动线施加依次移位的栅极驱动信号和与所述至少一部分栅极驱动线对应的发光控制线施加依次移位的发光控制信号。
例如,每个显示帧划被分为多个交替的显示时段和触摸检测时段,所述显示帧依次包括第一显示时段、第一触摸检测时段、第二显示时段和第二触摸检测时段,在所述第一显示时段内,对于第一数量的像素行,产生依次移位的栅极驱动信号;在所述第二显示时段内,对于第二数量的像素行,产生依次移位的栅极驱动信号;其中所述第二数量的像素行紧接在所述第一数量的像素行之后。
可选地,依次移位的栅极驱动信号和依次移位的发光控制信号通过以下方式产生:基于第一时钟信号(GCK)生成依次移位的栅极驱动信号,所述栅极驱动信号的移位时长(步长)等于所述第一时钟信号的时钟周期,基于第二时钟信号(EMCK)生成依次移位的发光控制信号,所述发光控制信号的移位时长(步长)等于所述第二时钟信号的时钟周期,其中第一时钟信号与第二时钟信号具有相同的时钟周期。应了解,尽管在本公开中分别给出了第一时钟信号(GCK)和第二时钟信号(EMCK),在第一时钟信号与第二时钟信号具有相同的时钟周期的情况下,可以仅利用一个时钟信号来作为第一时钟信号(GCK)和第二时钟信号(EMCK)。栅极驱动信号和发光控制信号均为脉冲信号,并且在施加到每一条栅极驱动线上的栅极驱动信号为有效电平期间施加到该条栅极驱动线对应的发光控制线上的发光控制信号为无效电平。在本文中为了描述方便,也可以将施加到每一行像素的栅极驱动线和发光控制线上的栅极驱动信号和发光控制信号认为是对应的。例如,图3中,GL_1的有效电平期间,EM_1均为无效电平(高电平)。在EM_1变为有效电平之后,第一行像素可以进行发光。
此外,对于每一行像素,用于该行像素的栅极驱动信号和发光控制信号应满足如下预设时序关系:施加到该行像素所对应的栅极驱动线的栅极驱动信号为有效电平期间,施加到对应的发光控制线上的发光控制信号为无效电平。也就是说,在每个显示时段期间,一部分行的像素对应的一部分栅极驱动线和对应的一部分发光控制线分别依次被施加栅极驱动信号和发光控制信号,使得这些像素能够在各自的栅极驱动信号和发光控制信号的控制下正常进行数据写入(例如,当栅极驱动信号为有效电平时)以及发光。
此外,在触摸检测时段,因为栅极驱动信号暂停移位,不需要将显示数据由数据线写入,在此情形下,可将数据线维持在前一显示数据相关联的电压,或将数据线设置为预设电压(与预设显示数据相关联的电压)后,因此不会使触摸检测操作收到来自显示面板的噪声。此时因显示面板上任何栅极驱动线上施加的栅极驱动信号均无效,不会进行数据写入,因此数据线上的电压可停留在任何电压而不影响显示操作。
在步骤S430中,在每个触摸检测时段期间:仅暂停生成依次移位的栅极驱动信号而不暂停生成依次移位的发光控制信号,直至所述触摸检测时段结束。
具体地,由于要将显示操作和触摸检测操作分时驱动,所以在每个触摸检测时段期间需要暂停显示驱动操作,因此可以暂停对像素的数据写入。而且,由于像素的平均显示亮度是通过对应的发光控制信号的有效电平时长来控制的,因此在分时驱动情况下,通过使施加到每一行像素对应的发光控制线的发光控制信号的有效电平时长基本相同,可以保证触控显示装置的平均显示亮度基本均匀。因此,不暂停生成依次移位的发光控制信号。通过在触摸检测时段期间不暂停生成依次移位的发光控制信号,即,使发光控制信号正常移位,以避免以下情况:在暂停移位的情况下,在进入触摸检测时段时为无效电平的发光控制信号在触摸检测时段期间会继续维持无效电平,因此某些行上的像素的发光控制信号的有效电平时长与其他行的发光控制信号的有效电平时长不同,从而会造成行与行之间的像素的平均显示亮度不均匀。这种平均显示亮度不均匀的情况,是因为预定时段内(例如,一显示帧)每行像素的总发光时长不相等而造成的。
此外,在一些触控显示装置的设计中,为了简化设计,可以使栅极驱动器通过栅极驱动线在触摸检测时段期间向触摸感应层上的触摸感测单元施加触摸驱动信号(只是该触摸驱动信号的幅值不足以使像素单元中的开关元件打开,因此不会影响显示面板的显示操作),因此在触摸检测时段,栅极驱动器不产生依次移位的栅极驱动信号,而是需要复用作触摸驱动器产生触摸驱动信号。
在步骤S440中,在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度,使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,并且使得施加到每一行像素对应的栅极驱动线的栅极驱动信号与施加到对应的发光控制线的发光控制信号满足预设时序关系,其中每行像素的平均显示亮度与该行像素在预定时段内的总发光时长相关。
可选地,预定时段可以为一显示帧。
应注意,触摸检测时段期间依然产生了依次移位的发光控制信号,而暂停生成了栅极驱动信号,因此对于一些行的像素,其栅极驱动信号和对应的发光控制信号的时序关系可能不能再满足,因此导致驱动异常,将结合图4B更具体地解释这种情形。
如图4B所示,显示时段(Display Period,DP)(用于显示驱动)和触摸检测时段(touch period)为分时的,不同于图3中所示的DP和TP的同时关系。
在触摸检测时段内第二时钟信号(EMCK)不暂停,而第一时钟信号(GCK)暂停,此时栅极驱动信号暂停移位,而发光控制信号继续按照第二时钟信号(EMCK)的时钟周期而依次移位,第一时钟信号和第二时钟信号的时钟周期相同。如图4B所示,在第218行像素的数据写入阶段完成(栅极驱动信号持续一个GCK周期)后进入触摸检测时段,在触摸检测时段结束之后,第219行像素的栅极驱动信号才重新变为有效电平以进行该行像素的数据写入;同时,在触摸检测时段,发光控制信号依然从第218行像素顺序地向下继续移位。
当在针对某一特定行像素的数据写入之后进入的触摸检测时段结束后,则进入另一显示时段,产生用于该特定行之后一行像素的栅极驱动信号。在显示时段中,针对在该特定行之后的每一行像素,用于该行像素的栅极驱动信号和发光控制信号也需要满足预设时序关系,才能实现正常显示。然而,因为触摸检测时段期间发光控制信号的移位没有暂停,使得用于该特定行之后的每一行像素的栅极驱动信号和发光控制信号的定时发生错乱,从而导致驱动异常。如图4B所示,在第218行像素的栅极驱动信号变为无效电平之后进入触摸检测时段,设TP时段为n1个GCK,在第219行像素的栅极驱动信号变为有效电平而准备进行数据写入时,由于在触摸检测时段发光控制信号移位了n1行(一个GCK移位一行)而栅极驱动信号未移位,因此此时产生的发光控制信号已经是用于第219+n1行像素的发光控制信号了,因此栅极驱动信号和对应的发光控制信号的定时已经发生错乱。从另一个角度来讲,如图4B所示,在第219行像素的栅极驱动信号变为有效电平而准备进行数据写入时,对应的发光控制信号EM_219早已经变为有效电平,因此会在数据写入期间使第219行像素发光,这也是不能允许的。
因此,需要在所述预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度使得所述多行像素的多个平均显示亮度基本相同且施加到每一行像素对应的栅极驱动线的栅极驱动信号与施加到对应的发光控制线的发光控制信号满足预设时序关系。例如,预设时序关系可以为:在施加到每一行像素对应的栅极驱动线的栅极驱动信号为有效电平期间,施加到对应的发光控制线的发光控制信号为无效电平。当然,根据像素单元的电路结构不同,而可以不同地限定预设时序关系,本文对此不做具体限制。
根据一种具体的示例,步骤S440可以包括以下各个子步骤。
在步骤S440-1中,将每个显示帧内施加到每条发光控制线的发光控制信号的无效电平脉冲的数量设置为该显示帧中存在于显示时段之间的触摸检测时段的数量加1,其中每个脉冲的脉冲宽度相等。
例如,每个显示帧可能依次被划分为第一显示时段、第一触摸检测时段、第二显示时段,则存在于显示时段之间的触摸检测时段为1个,则可以将每个发光控制信号的无效电平脉冲的数量设置为2个。再例如,每个显示帧可能依次被划分为第一显示时段、第一触摸检测时段、第二显示时段、第二触摸检测时段、第三显示时段、第三触摸检测时段,则存在于显示时段之间的触摸检测时段为2个,则可以将每个发光控制信号的无效电平脉冲的数量设置为3个。也即,每增加一个存在于显示时段之间的触摸检测时段,则发光控制信号的无效电平脉冲的数量增加1。
在每个触摸检测时段中,进行触摸感应层上的至少一部分触摸感测单元的触摸检测,如在图4C中,进行第一个触摸检测操作RX-1(例如对应于第一组触摸感测单元)和第二个触摸检测操作RX-2(例如,对应于第二组触摸感测单元)。
在步骤S440-2中,将每个显示帧内每两个相邻的无效电平脉冲的起始点之间的时长设置为与一个触摸检测时段的时长相等。
这样,可以使得每行像素具有相同的发光时长,从而具有相同的平均显示亮度。此外,这种设置还可以使得用于每行像素的栅极驱动信号和发光控制信号能够保持特定的预设时序关系,以避免驱动异常。以下结合图4C详细说明基于上述步骤能够使得每行像素的栅极驱动信号和发光控制信号能够保持特定的预设时序关系的原理。
如图4C所示,每个显示帧可能依次被划分为第一显示时段DP1、第一触摸检测时段TP1、第二显示时段DP2,该显示帧内仅存在一个触摸检测时段,因此将发光控制信号的无效电平脉冲数量设置为2个。
在第一显示时段DP1之后(完成第218行像素的栅极驱动并进行了数据写入之后)的第一触摸检测时段TP1期间,暂停生成依次移位的栅极驱动信号但不暂停生成依次移位的发光控制信号的情况下,在第一触摸检测时段TP1结束之后进入第二显示时段DP2时,在第二显示时段生成的第一个栅极驱动信号(GL_219)与对应的发光控制信号(EM_219)也能满足预设时序关系,因为在进入触摸检测时段之前,用于第1至218行像素中的每一者的发光控制信号在时间上落后的无效电平脉冲(左边的第一个)与用于该行像素的栅极驱动信号满足预设时序关系,在触摸检测时段期间,发光控制信号(EM_219及其之后的发光控制信号)继续往下移位,而栅极驱动信号(GL_219及其之后的栅极驱动信号)暂停移位,在触摸检测时段结束时,发光控制信号EM_219及其之后的发光控制信号中的每一者在时间上超前的脉冲(如图中所示的发光控制信号EM_219的右边第一个无效电平脉冲)也能使得在对应的栅极驱动信号(GL_219及其之后的栅极驱动信号)为有效电平期间保持无效电平,从而不会使得像素发光。
针对上述生成两个脉冲的发光控制信号的情况,发光控制驱动器可在起始信号EMSTV上先输出一个脉冲,并且在预定间隔后输出另一个脉冲,该预定间隔为一个触摸检测时段的时长。当然,根据系统需求,可在每个显示帧期间内按其他的预定间隔输出任意数量的脉冲。如前面所述的,具有任意数量脉冲的发光控制信号可以按照第二时钟信号的时钟周期依次施加到各条发光控制线上。
相应地,如果在一个显示帧内显示时段和触摸检测时段的数量越多,则需要设置发光控制信号越多的脉冲,并且如前面所述,为了使用于每一行像素的栅极驱动信号和发光控制信号能保持所述预设时序关系,则需要将每两个相邻的无效电平脉冲的起始点之间的时长设置为与触摸检测时段的时长相等。当然,也可以认为是每两个相邻的无效电平脉冲的中心点、每两个相邻的无效电平脉冲的结束点之间的时长设置为与触摸检测时段的时长相等。如此一来,由于每一条发光控制线上均施加了相同属性的发光控制信号,即用于所有行像素的发光控制信号包括宽度且相同数量的脉冲,因此所有行的像素的发光时长均相同,因此可维持所有行的像素的平均显示亮度的一致性,并且还能保证每一行像素的发光控制信号和的栅极驱动信号满足预设时序关系,使得驱动正常。
当然,为了避免因发光控制信号的无效电平脉冲的数量增加而降低像素的发光时长,从而降低显示面板的整体亮度,可以通过减少无效电平脉冲的脉冲宽度来保证像素的发光时长,即,在显示面板的期望平均显示亮度(与显示面板的整体亮度对应)被确定的情况下,可以使在每个显示帧内施加到每条发光控制线的发光控制信号的无效电平脉冲的脉冲宽度与无效电平脉冲的数量相关联,并且无效电平脉冲的数量越多,无效电平脉冲的脉冲宽度越小。然而,应了解,每个无效电平脉冲的脉冲宽度可以至少大于2个时钟周期,例如在像素单元的电路结构的工作过程包括复位阶段的情况下,以便能够在复位阶段和补偿阶段避免发光。
进一步地,发光控制信号的无效电平脉冲的数量和宽度可以用来调整显示面板的整体亮度。举例来说,如果期望使显示面板的整体亮度降低,可以通过以下方式来实现:提高发光控制信号的无效电平脉冲的脉冲宽度和/或加入更多数量的无效电平脉冲的方式来降低像素的发光时长,同时使用于每行像素的发光控制信号和栅极驱动信号的预设时序关系能够满足。此外,针对每一行像素,只需要发光控制信号的其中一个无效电平脉冲在对应的栅极驱动信号为有效电平期间(向像素写入显示数据期间)为无效电平即可。
以上设置发光控制信号的无效电平脉冲的方式仅仅是示例性的,本领域技术人员还可以采用其他的方式。例如,在触摸检测时段的数量较少时,对于一个显示帧,可以仍然使发光控制信号仅包括一个无效电平脉冲,该无效电平脉冲的宽度可以为根据像素单元的结构而预先确定的发光控制信号的例如至少2个时钟周期的脉冲宽度加上该显示帧内触摸检测时段的总长度,并且使用于第一行像素的栅极驱动信号的有效电平脉冲的结束点比用于该第一行像素的发光控制信号的无效电平脉冲的结束点至少提前触摸检测时段的总长度。如图4D所示,仅设置有一个触摸检测时段,通过将无效电平脉冲的宽度从根据像素单元的结构而预先确定的4个时钟周期延长一个触摸检测时段的时长,并且使用于第一行像素的栅极驱动信号的有效电平脉冲的结束点比用于该第一行像素的发光控制信号的无效电平脉冲的结束点提前一个触摸检测时段的长度和一个时钟周期之和,这样仍然可以使用于每一行像素的栅极驱动信号为有效电平期间,对应的发光控制信号为无效电平。因此,每一行像素的发光时长相同从而平均显示亮度基本相同,且用于每一行像素的栅极驱动信号和发光控制信号也能满足预设时序关系。
综上所述,基于参考图4A所描述的驱动方法,可以使得在预定时段内(例如,一显示帧内)触控显示装置内的显示面板的多行像素的发光时长基本相同,因此平均显示亮度基本相同,同时还使得用于每一行像素的栅极驱动信号和发光控制信号满足所述预设时序关系,因此还能保持正常的驱动时序。
应注意,图4A中以及将在后文描述的各方法描述的各步骤虽然是以顺序的方式示出,但是不代表它们必须按示出的顺序执行,它们可以以任何合适的其他顺序执行,本公开对此不进行限制,只要能实现该驱动方法旨在实现的目标即可。
在上述参考图4A-4D描述的实施例中,触摸检测和显示分时驱动,如此,在进行触摸检测操作时不存在来自显示驱动操作的噪声干扰,使得触摸检测时不需要很长时间,因此可节省功率,同时,在分时驱动之下,触摸检测用的驱动信号的频率的选择无须考虑显示相关的各个信号的定时和频率,因此可以具有较多可选频率来对抗其它噪声来源。此外,在触摸检测时段期间仅暂停生成依次移位的栅极驱动信号而不暂停生成依次移位的发光控制信号,并且调整各行像素的平均显示亮度使得平均显示亮度均匀从而改善显示效果,以及确保用于每一行像素的栅极驱动信号和发光控制信号满足预设时序关系。
在另一些实施例中,还可以在触摸检测时段期间暂停生成依次移位的栅极驱动信号且暂停生成依次移位的发光控制信号,并且调整各行像素的平均显示亮度使得显示亮度均匀,来完成触摸检测和显示的分时驱动。
以下将结合图5-9来对在触摸检测时段期间暂停生成依次移位的栅极驱动信号且暂停生成依次移位的发光控制信号的情况下触摸检测和显示的分时驱动进行详细介绍。
图5示出了采用触摸检测操作和显示操作分时驱动,且在触摸检测时段期间暂停生成依次移位的栅极驱动信号且暂停生成依次移位的发光控制信号时各个信号的示意时序图。
详细来说,如图5所示,在每个显示时段期间,产生依次移位的栅极驱动信号和依次移位的发光控制信号,并且依次向所述多条栅极驱动线中的至少一部分栅极驱动线施加依次移位的栅极驱动信号和对应的发光控制线施加依次移位的发光控制信号。
可选地,基于第一时钟信号(GCK)生成依次移位的栅极驱动信号,所述栅极驱动信号的移位时长等于所述第一时钟信号的时钟周期,基于第二时钟信号(EMCK)生成依次移位的发光控制信号,所述发光控制信号的移位时长等于所述第二时钟信号的时钟周期,其中第一时钟信号与第二时钟信号具有相同的时钟周期。栅极驱动信号和发光控制信号均为脉冲信号,并且对于每个栅极驱动信号,当该栅极驱动信号为有效电平期间对应的发光控制信号应为无效电平。例如,图5中,GL_1的有效电平期间,EM_1均为无效电平(高电平)。在EM_1变为有效电平之后,第一行像素可以进行发光。
为了让显示操作与触摸检测操作分时驱动,需要在触摸检测时段期间将显示驱动操作暂停,此时可以暂停生成依次移位的栅极驱动信号且同时暂停生成依次移位的发光控制信号,直至所述触摸检测时段结束。如此一来,在触摸检测时段期间,栅极驱动信号和发光控制信号均暂停往下移位。
如图5所示,当触摸检测时段开始时,即第218行像素的数据写入结束后进入触摸检测时段,用于第218行像素的栅极驱动信号暂停移位,发光控制信号也暂停移位,并且此时已经为无效电平(图中为高电平)的发光控制信号(EM_217-EM_220)将持续保持为无效电平,直到触摸检测时段期间结束后第二时钟信号(EMCK)恢复以重新控制移位。当第二时钟信号恢复时,这些发光控制信号依序切换回有效电平并且发光控制信号(EM_218)继续往下移位,例如,在重新进入显示时段时,根据第二时钟信号的时钟周期,EM_218被生成并向下移位,而且EM_217首先变为有效电平,然后EM_218-EM_220也依次变为有效电平。
在这种情况下,由于栅极驱动信号和发光控制信号在触摸检测时段期间均暂停移位,因此两者的时序关系能够满足,因此不会导致驱动异常。但是在触摸检测时段期间,在触摸检测时段开始时已经为无效电平的发光控制信号会保持无效电平,因此这些发光控制信号中的每一者的无效电平脉冲的脉宽会被延长,因此,在进入触摸检测时段时已经为无效电平的发光控制信号所施加到的多行像素相较于在进入触摸检测时段时不为无效电平的发光控制信号所施加的其他行像素而言,暂停发光的时间较长,因此这些行的像素具有较低的平均亮度,导致显示效果呈现亮度不均的情况。在此例中,第217~220行上的像素会具有较暗的亮度。因此,会在显示面板上呈现出亮度较暗的横向区间,如果一个显示帧被划分成多个显示时段和触摸检测时段交替,则面板上会出现多段亮度较暗的横向区间。这种现象可以通过使显示面板输出纯色画面并测量第一时钟信号和第二时钟信号来进行验证,例如在一段时间内暂停输出第一时钟信号和第二时钟信号(因此不会产生移位的栅极驱动信号和发光控制信号),同时观察部分横向区间的横条纹暗线。
因此,本公开的实施例还提供了一种用于OLED触摸显示面板的驱动方法。图6A-6B示出了根据本公开的实施例的用于OLED触摸显示面板的另一驱动方法的流程示意图。
如图6A所示,在步骤S610中,将每个显示帧划分为交替的至少一个显示时段和至少一个触摸检测时段。
在步骤S620中,在每个显示时段期间:产生依次移位的栅极驱动信号,并且依次向所述多条栅极驱动线中的至少一部分栅极驱动线施加依次移位的栅极驱动信号和与所述至少一部分栅极驱动线对应的发光控制线施加依次移位的发光控制信号。
步骤S610-S620与参考图4A描述的步骤S410和S420相同,因此这里不再详细描述。
在步骤S630中,在每个触摸检测时段期间:暂停生成依次移位的栅极驱动信号且同时暂停生成依次移位的发光控制信号,直至所述触摸检测时段结束。
也就是说,在触摸检测时段期间,栅极驱动信号和发光控制信号均暂停移位,从而可以保证用于每一行像素的栅极驱动信号和发光控制信号的预设时序关系依然被满足,即针对每一行像素,栅极驱动信号为有效电平期间,对应地发光控制信号为无效电平。
在步骤S640中,在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,其中每行像素的平均显示亮度与该行像素在预定时段内的总发光时长相关。
如前面参考图5所描述的,如果不进行调整,那么在预定时段内有些行上的像素的发光时长会短于其他行,从而这些行上的像素的平均显示亮度将比其他行上的像素的平均显示亮度暗,因此会影响显示面板的显示效果。
因此,本公开的实施例提出了可以对这些行的像素的平均显示亮度进行调整,以使得各行像素的平均显示亮度基本相同(差值小于一预定阈值),从而提高显示面板的显示效果。
为了使本公开的实施例更清楚完善以使得其优势更加明显,下面结合图6B-9将对三种具体的示例性调整方式进行详细描述。但本领域技术人员应理解,以下调整方式仅仅是示例性的而非限制性的,只要能够在显示和触摸检测分时驱动的情况下,当暂停生成依次移位的栅极驱动信号且同时暂停生成依次移位的发光控制信号时,仍能保证每行像素的平均显示亮度基本相同即可。
第一种调整方式
步骤S640中的调整方式可以包括:在所述预定时段(多个显示帧)包括多个触摸检测时段的情况下,在所述预定时段内,将显示面板的多行像素均匀地分布在多个触摸检测时段内,使得所述多行像素在所述预定时段内的多个总发光时长之间的偏差小于预定时长阈值。
也就是说,不断改变每个显示帧中触摸检测时段开始时栅极驱动信号的移位所暂停的像素行,即栅极驱动信号的移位相对于每个显示帧暂停在不同的像素行。
图7A-7B示出了根据本公开实施例的、在多个显示帧之间进入触控检测时段期间的不同像素行和不同时间点的示意图。
例如,如图7A所示,假设显示面板的像素行的数量为1000,一个显示帧包括交替的2个触摸检测时段和3个显示时段。在第n显示帧当中,栅极驱动信号的移位分别在第400行和第800行之后暂停,在这两个触摸检测时段分别结束后,分别从第401行和第801行开始继续移位;而在第n+1显示帧中,栅极驱动信号的移位可以分别在第450行和第850行之后暂停,在这两个触摸检测时段分别结束后,分别从第451行和第851行开始继续移位。
从时间方面来说,如图7B所示,假设在一个显示帧期间,存在五个触摸检测时段TID1、TID2、TID3、TID4、TID5。这五个触摸检测时段TID1、TID2、TID3、TID4、TID5在第n显示帧中会在第一组时间点t1、t2、t3、t4、t5(分别对应栅极驱动信号暂停移位的像素行位置)开始;在第n+a显示帧中会开始于第二组时间点t1a、t2a、t3a、t4a、t5a;在第n+b显示帧中会开始于第三组时间点t1b、t2b、t3b、t4b、t5b。由于各个显示帧中的时间点不同且错开,因此可以将存在暗线的横向区间平均分配到显示画面当中,使人眼不易观察出来。每个显示帧中触控检测时段期间TID1、TID2、TID3、TID4、TID5开始的时间点可以随机选定。
通过这种调整方式,通过在预定时段内(多个显示帧)将多个像素行均匀地分布在多个触摸检测时段内,使由于触摸检测时段期间发光控制信号暂停移位而导致的暗线的横向区间对整个显示画面均匀化,人眼将无法观察到存在暗线的横向区间。
第二种调整方式
步骤S640中的调整方式也可以包括:在所述预定时段内,禁止显示面板上的所述多行像素在触摸检测时段期间发光,使得所述多行像素在所述预定时段内的多个总发光时长之间的偏差小于预定时间阈值。
具体地,可以通过以下方式来禁止显示面板上的所述多行像素在触摸检测时段期间发光:在触摸检测时段期间,将全局发光禁止信号设置为有效电平,使得所述多行像素均不发光;并且在触摸检测时段期间结束时,将所述全局发光禁止信号设置为无效电平,使得所述多行像素中的每一行像素能够根据施加到该行像素对应的发光控制线上的发光控制信号而发光或不发光。
图8示出了根据本公开实施例的、通过附加的一控制信号来调整各行像素的平均显示亮度的示意时序图。
例如,如图8所示,假设预定时段为一显示帧,通过附加的控制信号-全局发光禁止信号EM_off来禁止显示面板上的所述多行像素在触摸检测时段期间发光。从图8中可以看出,在触摸检测时段(TP)期间,将全局发光禁止信号EM_off设置为有效电平(图中示例为高电平),使得所述多行像素均不发光;并且在触摸检测时段期间(TP)结束时,将所述全局发光禁止信号EM_off设置为无效电平(图中示例为低电平),使得所述多行像素中的每一行像素能够根据施加到该行像素对应的发光控制线上的发光控制信号而发光或不发光。
此外,在基于全局发光禁止信号禁止显示面板上的所述多行像素在触摸检测时段期间发光的情况下,该调整方式可以具体包括:对于每行像素,将所述全局发光禁止信号与施加到该行像素对应的发光控制线上的发光控制信号进行逻辑运算,以产生用于该行像素的最终发光控制信号,并利用该最终发光控制信号控制该行像素发光或不发光;或者在所述全局发光禁止信号处于有效电平的情况下,利用所述全局发光禁止信号控制所有行的像素均不发光。在前者情况下,例如可以在每个像素单元中与发光控制信号被提供至的开关元件串联连接一个附加开关元件,或者在每条发光控制线与发光控制驱动器之间串联一个附加开关元件,该全局发光禁止信号连接到每个附加开关元件的控制端,从而针对每个像素单元,相当于将全局发光禁止信号和发光控制信号进行逻辑与运算,以得到用于控制该像素单元发光与否的最终发光控制信号。
通过这种调整方式,通过简单地设置一个附加的控制信号和附加开关元件,就能够在触摸检测时段期间使所有行的像素均不发光,从而可以使得各行像素的发光时长基本相同,因此基本具有相同的平均显示亮度。
第三种调整方式
步骤S640中的调整方式也可以包括:为使所述多行像素的平均显示亮度大致相同,可调整存在暗线的横向区间所对应的行的像素的显示数据,使得其平均显示亮度与其他行上的像素的平均显示亮度大致相同。
因此,步骤S640中的调整方式可以包括以下各个子步骤。以预定时段为一显示帧为例。
在步骤S640-1中,确定所述显示帧的总时长。
应注意,在本公开中提及的显示帧的时长相关的概念,均是指显示帧的有效时段的时长。
可选地,每个显示帧内的触摸检测时段为一个或多个。该确定过程可以具体包括:将触摸检测时段的时长乘以所述显示帧内的触摸检测时段的数量得到触摸检测时段的总时长;将发光控制线的数量乘以时钟周期得到所述显示帧的原始时长;以及将触摸检测时段的总时长加上所述显示帧的原始时长得到所述显示帧的总时长。
在步骤S640-2中,确定施加到每条发光控制线上的发光控制信号保持无效电平的时长。
可选地,该确定过程可以具体包括:对于在每个触摸检测时段开始时被施加的发光控制信号为无效电平的至少一条发光控制线中的每条发光控制线,基于施加到该发光控制线的发光控制信号保持无效电平的基准时长和每个触摸检测时段的时长而确定施加到该发光控制线的发光控制信号保持无效电平的时长;以及对于其他发光控制线中的每条发光控制线,将所述基准时长作为施加到该发光控制线的发光控制信号保持无效电平的时长。基准时长可以为发光控制信号的无效电平脉冲的预设时长,例如图中所示的四个时钟周期。
在步骤S640-3中,基于施加到每条发光控制线上的发光控制信号保持无效电平的时长以及所述显示帧的总时长,按比例调整在每个触摸检测时段开始时被施加的发光控制信号为无效电平的至少一条发光控制线对应的至少一行像素的显示数据。
可选地,该过程可以具体包括:对于所述至少一条发光控制线中的每条发光控制线,基于施加到该发光控制线上的发光控制信号保持无效电平的时长和该显示帧的总时长得到该发光控制信号保持有效电平的时长,作为第一时长;对于其他发光控制线中的每条发光控制线,基于该发光控制线上的发光控制信号保持无效电平的时长和该显示帧的总时长得到该发光控制信号保持有效电平的时长,作为第二时长;基于所述第一时长和所述第二时长而确定所述比例;以及按所述比例调整所述至少一条发光控制线对应的至少一个像素行的显示数据。
图9示出了根据本公开实施例的、调整部分行像素的显示数据相关联的示意时序图。在一具体示例中,假设显示面板具有2160行像素,假设发光控制信号的无效电平脉冲的宽度为4个时钟周期(基准时长),一个显示帧内的触摸检测时段的数量为N1,每个触摸检测时段的时长等于100个时钟周期,因此,如图9所示的,在某个触摸检测时段开始时为无效电平的发光控制信号(例如,EM_217~EM_220)的无效电平脉冲的脉冲宽度被延长到100+4个时钟周期。在这种情况下,这些发光控制信号所施加到的发光控制线对应的行上的像素的发光时长(即发光控制信号为有效电平的时长)占显示帧的总时长的第一比值(R1)为:
其中,N1为1个显示帧内触摸检测时段的数量。其它像素行上的像素发光时长占显示帧的总时长的第二比值(R2)为:
因此,为了使所有行上的像素的平均显示亮度基本相同,则可以将用于发光时长较短的行的像素的显示数据乘以R2/R1的放大比例。
此外,虽然上述过程是基于显示数据来对发光时长较短的行的像素的平均显示亮度进行调整,但是,在实践中,上述亮度调整方式还可以与电子产品的背景亮度调整模式和其它亮度调整功能结合或替换使用,并且可利用数据代码(data code)、gamma代码及/或gamma电压的调整来达成调整平均显示亮度的目的。
计算显示数据调整的比例的算法可以预先设定,并且如前面分析的,此比例与一个显示帧内触摸检测时段的数量以及每条发光控制线上的发光控制信号的无效电平的时长有关。由于触摸检测时段与显示时段的配置是预先配置的,因此每个触摸检测时段开始时施加到发光控制线上的哪些发光控制信号为无效电平是已知的,因此可以在设置这些行像素的显示数据时直接将原始的显示数据进行调整,然后将调整后的显示数据在应该对这些行像素进行数据写入时(栅极驱动信号为有效电平时)提供至这些行像素。
通过该调整方式,仅需要预先对用于发光时长较短从而平均显示亮度较暗的行上的像素的显示数据进行按比例调整,可以使得这些行像素的平均显示亮度与其他行上的像素的平均显示亮度大致相同。
以上对三种具体的示例性调整方式分别进行详细描述,但本领域技术人员应理解,这些实施方式可以单独使用或者组合使用,或者可以采用其他调整方式,只要能够在显示和触摸检测分时驱动的情况下,当暂停生成依次移位的栅极驱动信号且同时暂停生成依次移位的发光控制信号时,仍能保证每行像素的平均显示亮度基本相同即可。
在上述参考图5-9描述的实施例中,可以实现触摸检测和显示分时驱动,如此,在进行触摸检测操作时不存在来自显示驱动操作的噪声干扰,使得触摸检测时不需要很长时间,因此可节省功率,同时,在分时驱动之下,触摸检测用的驱动信号的频率的选择无须考虑显示相关的各个信号的定时和频率,因此可以具有较多可选频率来对抗其它噪声来源。此外,对于在触摸检测时段期间暂停生成依次移位的栅极驱动信号且暂停生成依次移位的发光控制信号的情况下导致的存在暗线的横向区间,通过调整各行像素的平均显示亮度使得其均匀,从而可以改善显示面板的显示效果。
根据本公开的另一方面,还公开了一种驱动电路,该驱动电路可以用于OLED触控显示装置中的显示面板中。该驱动电路可以包括各个驱动器,如前面参考图1描述的栅极驱动器、源极驱动器、发光控制驱动器,并且该驱动电路还可以具有一定的计算处理功能,例如,可以计算上述用于调整显示数据的比例。
该驱动电路被设计为实现如前面参考图4A-9描述的各种驱动方法,使得能够实现触摸检测和显示分时驱动,并且可以使得各行像素的平均显示亮度大致相同,从而使得显示面板的显示亮度能够均匀,从而提高显示效果。
根据本公开的再一方面,还公开了一种OLED触控显示装置。该OLED触控显示装置可以具有与参考图1描述的OLED触控显示装置大致相同的布置。例如,本公开实施例的OLED触控显示装置可以包括:显示面板,该显示面板包括一一对应的多行像素、多条栅极驱动线(GL)、以及多条发光控制线(EM);触摸感应层,其上包括多个触摸感测单元;以及驱动电路,其中该驱动电路可以包括各个驱动器,如前面参考图1描述的栅极驱动器、源极驱动器、发光控制驱动器,并且该驱动电路还应该具有一定的计算处理功能,例如,可以计算上述用于调整显示数据的比例。即,该驱动电路被设计为实现如前面参考图4A-9描述的各种驱动方法,使得能够实现触摸检测和显示分时驱动,并且可以使得各行像素的平均显示亮度大致相同,从而使得显示面板的显示亮度能够均匀,进而提高显示效果。
也就是说,在本公开实施例公开的驱动电路和OLED触控显示装置中,可以实现触摸检测和显示分时驱动,如此,在进行触摸检测操作时不存在来自显示驱动操作的噪声干扰,使得触摸检测时不需要很长时间,因此可节省功率。同时,在分时驱动之下,触摸检测用的驱动信号的频率的选择无须考虑显示驱动相关的各个信号的定时和频率,因此可以具有较多可选频率来对抗其它噪声来源。此外,还可以使得各行像素的平均显示亮度大致相同,从而使得显示面板的显示亮度能够均匀,进而提高显示效果。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (16)

1.一种用于OLED触控显示装置的驱动方法,所述OLED触控显示装置包括显示面板,所述显示面板包括一一对应的多行像素、多条栅极驱动线(GL)、以及多条发光控制线(EM),所述驱动方法包括:
将每个显示帧划分为交替的至少一个显示时段和至少一个触摸检测时段;
在每个显示时段期间:生成依次移位的栅极驱动信号和依次移位的发光控制信号,并且依次向所述多条栅极驱动线中的至少一部分栅极驱动线施加依次移位的栅极驱动信号和依次向与所述至少一部分栅极驱动线对应的发光控制线施加依次移位的发光控制信号;
在每个触摸检测时段期间:仅暂停生成依次移位的栅极驱动信号而不暂停生成依次移位的发光控制信号,直至所述触摸检测时段结束;
在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度,使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,并且使得施加到每一行像素对应的栅极驱动线的栅极驱动信号与施加到该行像素对应的发光控制线的发光控制信号能够满足预设时序关系,其中每一行像素的平均显示亮度与该行像素在预定时段内的总发光时长相关。
2.根据权利要求1所述的驱动方法,其中,所述预定时段为一个显示帧,每个栅极驱动信号和每个发光控制信号均为脉冲信号,
其中,在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度,使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,并且使得施加到每一行像素对应的栅极驱动线的栅极驱动信号与施加到该行像素对应的发光控制线的发光控制信号能够满足预设时序关系,包括:
将每个显示帧内施加到每条发光控制线的发光控制信号的无效电平脉冲的数量设置为所述显示帧中存在于显示时段之间的触摸检测时段的数量加1,其中每个无效电平脉冲的脉冲宽度相等,
将每个显示帧内每两个相邻无效电平脉冲的起始点之间的时长设置为与一个触摸检测时段的时长相等。
3.根据权利要求2所述的驱动方法,其中,在所述显示面板的期望平均显示亮度被确定的情况下,所述显示帧内施加到每条发光控制线的发光控制信号的无效电平脉冲的脉冲宽度与无效电平脉冲的数量相关联,并且无效电平脉冲的数量越多,无效电平脉冲的脉冲宽度越小。
4.根据权利要求1-3任一项所述的驱动方法,其中,依次移位的栅极驱动信号和依次移位的发光控制信号通过以下方式生成:
基于第一时钟信号(GCK)生成依次移位的栅极驱动信号,所述栅极驱动信号的移位时长等于所述第一时钟信号的时钟周期;
基于第二时钟信号(EMCK)生成依次移位的发光控制信号,所述发光控制信号的移位时长等于所述第二时钟信号的时钟周期,
其中,第一时钟信号与第二时钟信号具有相同的时钟周期,
其中,所述预设时序关系为:在施加到每一行像素对应的栅极驱动线的栅极驱动信号为有效电平期间,施加到对应的发光控制线的发光控制信号为无效电平。
5.根据权利要求1-3任一项所述的驱动方法,其中,每个显示帧划被分为多个交替的显示时段和触摸检测时段,所述显示帧依次包括第一显示时段、第一触摸检测时段、第二显示时段和第二触摸检测时段,
在所述第一显示时段内,对于第一数量的行的像素,产生依次移位的栅极驱动信号;
在所述第二显示时段内,对于第二数量的行的像素,产生依次移位的栅极驱动信号;其中所述第二数量的行的像素紧接在所述第一数量的行的像素之后。
6.一种用于OLED触控显示装置的驱动方法,所述OLED触控显示装置包括显示面板,所述显示面板包括一一对应的多行像素、多条栅极驱动线(GL)、以及多条发光控制线(EM),所述驱动方法包括:
将每个显示帧划分为交替的至少一个显示时段和至少一个触摸检测时段;
在每个显示时段期间:产生依次移位的栅极驱动信号和依次移位的发光控制信号,并且依次向所述多条栅极驱动线中的至少一部分栅极驱动线施加依次移位的栅极驱动信号和依次向与所述至少一部分栅极驱动线对应的发光控制线施加依次移位的发光控制信号;
在每个触摸检测时段期间:暂停生成依次移位的栅极驱动信号且同时暂停生成依次移位的发光控制信号,直至所述触摸检测时段结束;
在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,其中每一行像素的平均显示亮度与该行像素在预定时段内的总发光时长相关。
7.根据权利要求6所述的驱动方法,其中,在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,包括:
在所述预定时段内,将所述多行像素均匀地分布在多个触摸检测时段内,使得在所述预定时段内所述多行像素的多个总发光时长之间的偏差小于预定时长阈值。
8.根据权利要求6所述的驱动方法,其中,在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,包括:
在所述预定时段内,禁止所述多行像素在触摸检测时段期间发光,使得在所述预定时段内所述多行像素的多个总发光时长之间的偏差小于预定时长阈值。
9.根据权利要求8所述的驱动方法,其中,禁止所述多行像素在触摸检测时段期间发光,包括:
在触摸检测时段期间,将全局发光禁止信号设置为有效电平,使得所述多行像素均不发光;以及
在触摸检测时段期间结束时,将所述全局发光禁止信号设置为无效电平,使得所述多行像素中的每一行像素能够根据施加到与该行像素对应的发光控制线上的发光控制信号而发光或不发光。
10.根据权利要求9所述的驱动方法,还包括:
对于每行像素,将所述全局发光禁止信号与施加到该行像素的发光控制线上的发光控制信号进行逻辑运算,以产生用于该行像素的最终发光控制信号,并利用该最终发光控制信号控制该行像素发光或不发光;或者
在所述全局发光禁止信号处于有效电平的情况下,利用所述全局发光禁止信号控制所有行的像素均不发光。
11.根据权利要求6所述的驱动方法,其中,所述预定时段为一个显示帧,
其中,在预定时段内调整所述多行像素的平均显示亮度使得所述多行像素的多个平均显示亮度之间的偏差小于预定阈值,包括:
确定所述显示帧的总时长;
确定施加到每条发光控制线的发光控制信号保持无效电平的时长;以及
基于施加到每条发光控制线上的发光控制信号保持无效电平的时长以及所述显示帧的总时长,按比例调整在每个触摸检测时段开始时被施加的发光控制信号为无效电平的至少一条发光控制线对应的至少一个像素行的显示数据。
12.根据权利要求11所述的驱动方法,其中,所述显示帧内的触摸检测时段为一个或多个,其中,确定所述显示帧的总时长包括:
将触摸检测时段的时长乘以所述显示帧内的触摸检测时段的数量得到触摸检测时段的总时长;
将发光控制线的数量乘以时钟周期得到所述显示帧的原始时长;以及
将触摸检测时段的总时长加上所述显示帧的原始时长得到所述显示帧的总时长。
13.根据权利要求12所述的驱动方法,其中,确定施加到每条发光控制线上的发光控制信号保持无效电平的时长,包括:
对于所述至少一条发光控制线中的每条发光控制线,基于施加到该发光控制线的发光控制信号保持无效电平的基准时长和每个触摸检测时段的时长而确定施加到该发光控制线的发光控制信号保持无效电平的时长;以及
对于其他发光控制线中的每条发光控制线,将所述基准时长作为施加到该发光控制线的发光控制信号保持无效电平的时长。
14.根据权利要求13所述的驱动方法,其中,基于施加到每条发光控制线上的发光控制信号保持无效电平的时长以及所述显示帧的总时长,按比例调整在每个触摸检测时段开始时被施加的发光控制信号为无效电平的至少一条发光控制线对应的至少一个像素行的显示数据,包括:
对于所述至少一条发光控制线中的每条发光控制线,基于施加到该发光控制线上的发光控制信号保持无效电平的时长和该显示帧的总时长得到该发光控制信号保持有效电平的时长,作为第一时长;
对于其他发光控制线中的每条发光控制线,基于该发光控制线上的发光控制信号保持无效电平的时长和该显示帧的总时长得到该发光控制信号保持有效电平的时长,作为第二时长;
基于所述第一时长和所述第二时长而确定所述比例;以及
按所述比例调整所述至少一条发光控制线对应的至少一个像素行的显示数据。
15.一种驱动电路,用于OLED触控显示装置中的显示面板,所述显示面板包括一一对应的多行像素、多条栅极驱动线(GL)、以及多条发光控制线(EM),所述驱动电路被设计为执行根据权利要求1-14任一项所述的驱动方法。
16.一种OLED触控显示装置,包括:
显示面板,包括一一对应的多行像素、多条栅极驱动线(GL)、以及多条发光控制线(EM);
触摸感应层和触摸控制器;以及
根据权利要求15所述的驱动电路,用于驱动所述显示面板。
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