CN114694571A - 显示驱动电路和其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种显示驱动电路和其驱动方法，驱动方法适用于显示驱动电路。显示驱动电路用于驱动显示面板。显示面板包含多个分区。每个分区包含至少一像素电路。每个像素电路包含晶体管。驱动方法包含以下步骤：计算每个分区对应第一帧的至少一第一数据电压；计算每个分区对应第二帧的至少一第二数据电压，其中第一帧晚于第二帧；计算分区的至少一第一数据电压和至少一第二数据电压的至少一差值；确认至少一差值中的极值；比较极值和晶体管的临界电压值以产生比较结果；依据比较结果选择性重置分区中的至少一像素电路。

Description

显示驱动电路和其驱动方法

技术领域

本公开文件有关显示装置的驱动技术，特别涉及一种能节省显示装置电力的显示驱动电路与驱动方法。

背景技术

随着科技不断进步，微发光二极管显示器是一种新兴的平面显示器技术，各种运用此技术的智能穿戴式产品纷纷出笼。为及时提供各种方便功能，穿戴式产品待机时电力是属必要的消耗，其电源不能中断，例如智能手表在非使用时间仍会消耗电池的电力，然而电池的电力是有限的。影响穿戴式装置电池续航力的主因在于显示面板，例如无论是触控操作或单纯显示画面，微发光二极管显示器中的像素电路会不断的充电或放电以更新画面，因此电量会快速流失。

发明内容

本公开文件提供一种驱动方法，适用于显示驱动电路。显示驱动电路用于驱动显示面板。显示面板包含多个分区。每个分区包含至少一像素电路。每个像素电路包含晶体管。驱动方法包含以下步骤：计算每个分区对应第一帧的至少一第一数据电压；计算每个分区对应第二帧的至少一第二数据电压，其中第一帧晚于第二帧；计算分区的至少一第一数据电压和至少一第二数据电压的至少一差值；确认至少一差值中的极值；比较极值和晶体管的临界电压值以产生比较结果；依据比较结果选择性重置分区中的至少一像素电路。

本公开文件提供一种显示驱动电路，用于控制显示面板。显示面板包含多个分区。每个分区包含至少一像素电路。每个像素电路包含晶体管。显示驱动电路包含存储器、信号产生电路和处理器。存储器用于存储第一帧的第一显示数据与第二帧的第二显示数据。信号产生电路用于产生多个控制信号以控制每个分区中的至少一像素电路。处理器用于执行以下运行：依据第一显示数据计算每个分区对应第一帧的至少一第一数据电压；依据该第二显示数据计算每个分区对应第二帧的至少一第二数据电压，其中第一帧晚于第二帧；计算分区的至少一第一数据电压和至少一第二数据电压的至少一差值；确认至少一差值中的极值；比较极值和晶体管的临界电压值以产生比较结果；依据比较结果控制信号产生电路选择性重置分区中的至少像素电路。

上述驱动方法和显示驱动电路的优点之一，在于能降低像素的充电或放电程度而达到省电的效果。

附图说明

图1为依据本公开文件一实施例的显示面板简化后的功能方框图。

图2为依据本公开文件一实施例的P型晶体管像素电路的电路示意图。

图3为输入图2的P型晶体管像素电路像素电路的信号简化后的波形示意图。

图4为依据本公开文件一实施例的驱动方法的流程图。

图5为依据本公开文件一实施例的说明相邻帧的数据电压差值的计算过程的示意图。

图6为依据本公开文件一实施例的N型晶体管像素电路的电路示意图。

图7为输入图6的N型晶体管像素电路像素电路的信号简化后的波形示意图。

附图标记说明：

100：显示装置

Data_1～Data_N：显示数据

110：显示驱动电路

111：存储器

112：处理器

113：信号产生电路

Flag_rst：重置旗标

V_data：数据电压

120：源极驱动器

130：栅极驱动器

PA：显示面板

140：分区

150：像素电路

V_gate：栅极信号

V_ini：重置电压

V_emi：发光信号

VDD：工作电压

T1,T2,T3,T_s,T_i：晶体管

T_d：驱动晶体管

C1：电容

D1：发光元件

C：节点

400：驱动方法

S410～S480：步骤

V_{N_11}～V_{N_xy}：数据电压

V_{N-1_11}～V_{N-1_xy}：数据电压

ΔV_{N_11}～ΔV_{N_xy}：数据电压差值

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本公开文件的实施例。在附图中，相同的标号表示相同或类似的元件或方法流程。

图1为依据本公开文件一实施例的显示装置100简化后的功能方框图。显示装置100包含显示驱动电路110、显示面板PA、源极驱动器120和栅极驱动器130。显示面板PA包含多个分区140，其中每个分区140包含显示面板PA的多个像素电路150的一部分像素电路150。显示驱动电路110包含存储器111、处理器112和信号产生电路113。显示驱动电路110用于按序接收显示数据Data_1～Data_N以驱动显示面板PA，显示数据Data_1～Data_N会传送至处理器112、存储器111和信号产生电路113，其中显示数据Data_1～Data_N标号中的索引对应于特定的帧，例如显示数据Data_N为第N帧接收的显示数据。存储器111会于第N-1帧记录显示数据Data_N-1，接着处理器112会于第N帧自存储器112读取显示数据Data_N-1，亦即处理器112会自存储器111读取上一帧的显示数据。处理器112用于依据当前帧显示数据与前一帧显示数据产生多个重置旗标Flag_rst至信号产生电路113。信号产生电路113用于处理显示数据Data_1～Data_N，例如调整分辨率或转换数据格式，并用于控制栅极驱动器130产生多个控制信号，例如图2中的发光信号V_emi、栅极信号V_gate和重置信号V_ini，其中信号产生电路113会依据多个重置旗标Flag_rst决定重置信号V_ini的波形。在一些实施例中，显示数据Data_1～Data_N可以来自于图形处理器(GPU)或中央处理器(CPU)。源极驱动器120用于依据处理后的显示数据Data_1～Data_N提供多个数据电压V_data至多个像素电路150。

在一实施例中，栅极驱动器130可以是栅极驱动芯片并通过接合垫(bonding pad)电性连接至显示面板PA。在另一实施例中，栅极驱动器130可以是设置于显示面板PA的阵列基板上的阵列上栅极驱动电路(Gate on Array，简称GOA)。在一实施例中，显示驱动电路110可以由显示器驱动芯片(Display Driver IC，简称DDIC)来实现。在另一实施例中，显示驱动电路110是由时序控制电路(Timing Controller，简称TCON)来实现。

多个分区140排列为具有i横列和j直行的矩阵，亦即总共有i*j个分区140，其中i和j为正整数。在一些实施例中，多个重置旗标Flag_rst分别对应于多个分区140，信号产生电路113可以依据重置旗标Flag_rst决定重置信号V_ini的波形，以重置有重置需求的区域140中的像素电路150，并且不重置其他区域140，进而节省电力消耗。在一些实施例中，分区140可以为矩形、正方形、平行四边形、菱形、筝形、梯形或四边形。在一些实施例中，分区140可以由多个像素电路150组成。在一些实施例中，分区140是一个像素电路150。

图2为依据本公开文件一实施例的P型晶体管像素电路200的电路示意图。P型晶体管像素电路200可用于实现图1的像素电路150。P型晶体管像素电路200包含驱动晶体管T_d、晶体管T_s、T_i和T1～T3，且包含电容C1和发光元件D1。晶体管T1的控制端用于接收栅极信号V_gate，第一端用于接收数据电压数据电压V_data，第二端耦接于晶体管T_s的第一端。晶体管T_s的控制端耦接于节点C、第一端耦接于晶体管T1的第二端，第二端耦接于晶体管T2的第一端。晶体管T2控制端用于接收栅极信号V_gate，第一端耦接于晶体管T_s，第二端耦接于节点C。晶体管T_i的控制端用于接收于重置信号V_ini，第一端耦接于节点C，第二端接地。晶体管T3的控制端用于接收发光信号V_emi，第一端用于接收工作电压VDD，第二端耦接于驱动晶体管T_d的第一端。驱动晶体管T_d的控制端耦接于节点C，第一端耦接于晶体管T3，第二端耦接于发光元件D1的阳极端，发光元件D1的阴极端接地。电容C1的第一端耦接于节点C，第二端接地。

图3为输入图2的P型晶体管像素电路200的信号简化后的波形示意图。P型晶体管像素电路200于一帧中的运行可区分成三个阶段，分别为重置阶段、数据写入阶段和发光阶段。在重置阶段中，当节点C的电压被重置时，节点C的电压变化以及重置信号V_ini的波形以虚线标示。另一方面，在重置阶段中，当不重置节点C时，节点C的电压变化以及重置信号V_ini的波形以实线标示。由图3可以得知，若不重置P型晶体管像素电路200，则节点C于数据写入阶段的充电幅度会较小，进而达到省电的效果。

在数据写入阶段时，栅极信号V_gate会下降，使得晶体管T1和T2导通，数据电压V_data流入节点C，并同时将晶体管T_s的临界电压值记录于节点C。在一实施例中，由于晶体管T_s与驱动晶体管T_d的布局位置相近，两者会具有实质上相同的临界电压值，因而将晶体管T_s的临界电压值记录于节点C可补偿驱动晶体管T_d的临界电压变异。

在发光阶段时，发光信号V_emi会下降，使得驱动晶体管T_d和晶体管T3导通，进而使得发光元件D1发光。

图4为依据本公开文件一实施例的驱动方法400的流程图。图1的显示驱动电路110可以执行驱动方法400以重置有重置需求的分区140，并且不重置其他分区140，以下将配合图2～5进一步说明。

步骤S410中，处理器112依据当前帧(第N帧)的显示数据Data_N，计算出源极驱动器120将于当前帧(第N帧)中提供至每个分区140的每个像素电路150的数据电压V_data。

步骤S420中，处理器112自存储器111读取上一帧(第N-1帧)的显示数据Data_N-1，并依据显示数据Data_N-1计算出源极驱动器120于上一帧(第N-1帧)提供至每个分区140的每个像素电路150的数据电压V_data。

步骤S430中，针对每个分区140，处理器112会计算该分区140中每个像素电路150的当前帧(第N帧)数据电压V_data和上一帧(第N-1帧)数据电压V_data的差值。在一些实施例中，若存储器111无存储上一帧的数据电压V_data(例如N等于1)，则可将上一帧的数据电压V_data视为0。

以下将配合图5详细说明步骤S430，图5为用于说明相邻帧的数据电压V_data的差值的计算过程的示意图。为便于说明，图5仅示出了针对一个分区140的计算过程，但可以理解的是，图5的计算过程适用于显示面板PA中的每个分区140，亦即图5的计算过程于步骤S430中可以被多次执行。依据当前帧(第N帧)的显示数据Data_N所计算出的多个数据电压Vdata，在图5中以数据电压V_{N_11}～V_{N_xy}表示，而依据上一帧(第N-1帧)的显示数据Data_N-1所计算出的多个数据电压Vdata，在图5中以数据电压V_{N-1_11}～V_{N-1_xy}表示。

在本实施例中，分区140包含x*y个像素电路150，其中x和y为正整数。数据电压V_{N_11}～V_{N_xy-}和V_{N-1_11}～V_{N-1_xy}标号中的索引代表对应的像素电路150。处理器112将前一帧(第N-1帧)的数据电压V_{N-1_11}～V_{N-1_xy}分别减去当前帧(第N帧)的数据电压V_{N_11}～V_{N_xy}，以得到对应于当前帧(第N帧)的数据电压差值ΔV_{N_11}～ΔV_{N_xy}。例如，处理器112可以将数据电压V_{N-1_11}减去数据电压V_{N_11}以得到数据电压差值ΔV_{N_11}。

处理器112可以针对每个分区140执行以下的步骤S440～S480，亦即步骤S440～S480于驱动方法400中可以多次执行，直到显示面板PA的每个分区140于当前帧(第N帧)中已被重置或省略重置。

步骤S440中，处理器112会找出并确认分区140的数据电压差值ΔV_{N_11}～ΔV_{N_xy}的一极值。在一实施例中，若像素电路150是由图2的P型晶体管像素电路200实现，则步骤S440是找出最大值。

步骤S450中，处理器112会比较前述极值和图2中晶体管T_s的临界电压值以产生一比较结果。应当理解的是，步骤S450不限于使用晶体管T_s的临界电压值进行比较。在一些实施例中，像素电路150于运行过程会记录驱动晶体管T_d本身的临界电压值，而无须记录邻近驱动晶体管的其他晶体管的临界电压值，并以驱动晶体管T_d本身的临界电压值补偿驱动晶体管T_d的临界电压变异，在此情况下，处理器112会于步骤S450中将极值与驱动晶体管T_d的临界电压值进行比较。在一实施例中，驱动晶体管T_d指的是依据数据电压V_data提供对应大小的驱动电流至发光单元的晶体管。

请参考图2，在步骤S460中，处理器112会依据比较结果判断分区140中的像素电路150是否需要重置。具体来说，当处理器112判断分区140的极值小于晶体管T_s的临界电压值时，则处理器112可以接着执行步骤S480以省略重置分区140；若极值大于或等于晶体管T_s的临界电压值，则处理器112可以接着执行步骤S470晶体管以重置分区140。

于步骤S470中，处理器112会重置分区140。处理器112可以产生对应的重置旗标Flag_rst(例如数值1)至信号产生电路113，以令栅极驱动器产生图3中以虚线表示的重置信号V_ini。在此情况下，晶体管T_i会于重置阶段中导通以将接地电压传递至节点C。

于步骤S480中，处理器112会省略重置分区140。处理器112可以产生对应的重置旗标Flag_rst(例如数值0)至信号产生电路113，以令栅极驱动器产生图3中以实线表示的重置信号V_ini。在此情况下，晶体管T_i会于重置阶段中保持关断以避免接地电压传递至节点C。

图6为依据本公开文件一实施例的N型晶体管像素电路600简化后的电路示意图。N型晶体管像素电路600包含驱动晶体管T_d、晶体管T_s、重置晶体管T_i和晶体管T1～T3、电容C1和发光元件D1。晶体管T1的控制端用于接收栅极信号V_gate，第一端用于接收数据电压数据电压V_data，第二端耦接于晶体管T_s的第一端。晶体管T_s的控制端耦接于节点C、第一端耦接于晶体管T1的第二端，第二端耦接于晶体管T2的第一端。晶体管T2控制端用于接收栅极信号V_gate，第一端耦接于晶体管T_s，第二端耦接于节点C。重置晶体管T_i的控制端用于接收于重置电压V_ini，第一端用于接收参考电压V_REF，第二端耦接于节点C。驱动晶体管T_d的控制端用于接收发光信号V_emi，第一端耦接于晶体管T3的第二端，第二端接地。晶体管T3的控制端耦接于节点C，第一端耦接于发光元件D1的负极，第二端耦接于驱动晶体管T_d的第一端，发光元件D1的阳极端用于接收工作电压VDD，阴极端耦接于晶体管T3的第一端。电容C1第一端耦接于节点C，第二端接地。

请同时参考图1、图4和图6，当图1的像素电路150是以图6的N型晶体管像素电路600实现时，步骤S440可修正为找出数据电压差值ΔV_{N_11}～ΔV_{N_xy}中的最小值。在此情况下，在步骤S460中，若处理器112判断某个分区140的极值大于晶体管T_S的临界电压值，则处理器112可以接着执行步骤S480以省略重置该分区140；若极值小于或等于晶体管T_S的临界电压值，则处理器112可以接着执行步骤S470以重置该分区140。

图7为输入图6的N型晶体管像素电路600的信号简化后的波形示意图。N型晶体管像素电路600于一帧中的运行可区分成三个阶段，分别为重置阶段、数据写入阶段和发光阶段。在重置阶段中，当节点C的电压被重置时，节点C的电压变化以及重置信号V_ini的波形以虚线标示。另一方面，在重置阶段中，当不重置节点C时，节点C的电压变化以及重置信号V_ini的波形以实线标示。由图7可以得知，若不重置N型晶体管像素电路600，则节点C于数据写入阶段的放电幅度会较小，进而达到省电的功能。N型晶体管像素电路600在运行上相似于图2的P型晶体管像素电路200，其差异在于N型晶体管像素电路600须使用高电压电平和低电压电平的控制信号分别导通和关断其晶体管，因而N型晶体管像素电路600的控制信号波形(示出于图7)反相于P型晶体管像素电路200的控制信号波形(示出于图2)，为简洁起见，相关内容在此不重复赘述。

在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的元件。然而，所属技术领域中技术人员应可理解，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。说明书及权利要求并不以名称的差异做为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来做为区分的基准。在说明书及权利要求所提及的“包含”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，则代表第一元件可通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式而直接地连接于第二元件，或者通过其他元件或连接手段间接地电性或信号连接至该第二元件。

在此所使用的“及/或”的描述方式，包含所列举的其中的一或多个项目的任意组合。另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的涵义。

以上仅为本公开文件的优选实施例，凡依本公开文件权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本公开文件的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种驱动方法，适用于一显示驱动电路，其中该显示驱动电路用于驱动一显示面板，该显示面板包含多个分区，每个分区包含至少一像素电路，每个像素电路包含一晶体管，该方法包含：

计算每个分区对应一第一帧的至少一第一数据电压；

计算每个分区对应一第二帧的至少一第二数据电压，其中该第一帧晚于该第二帧；

计算该分区的该至少一第一数据电压和该至少一第二数据电压的至少一差值；

确认该至少一差值中的一极值；

比较该极值和该晶体管的一临界电压值以产生一比较结果；以及

依据该比较结果选择性重置该分区中的该至少一像素电路。

2.如权利要求1所述的方法，其中，每个分区包含多个像素电路，该晶体管是P型晶体管，该极值是该至少一差值中的最大值；

其中依据该比较结果选择性重置该分区中的该多个像素电路包含：

若该极值小于该临界电压值，则不重置该多个像素电路；以及

若该极值大于或等于该临界电压值，则重置该多个像素电路。

3.如权利要求1所述的方法，其中，每个分区包含多个像素电路，该晶体管是N型晶体管，该极值是该至少一差值中的最小值；

其中依据该比较结果选择性重置该分区中的该多个像素电路包含：

若该极值大于该临界电压值，则不重置该多个像素电路；以及

若该极值小于或等于该临界电压值，则重置该多个像素电路。

4.如权利要求1所述的方法，其中，每个分区仅包含一像素电路，该晶体管是P型晶体管；

其中依据该比较结果选择性重置该分区中的该像素电路包含：

若该数据电压差值小于该临界电压值，则不重置该像素电路；以及

若该数据电压差值大于或等于该临界电压值，则重置该像素电路。

5.如权利要求1所述的方法，其中，每个分区仅包含一像素电路，该晶体管是N型晶体管；

其中依据该比较结果选择性重置该分区中的该像素电路包含：

若该数据电压差值大于该临界电压值，则不重置该像素电路；以及

若该数据电压差值小于或等于该临界电压值，则重置该像素电路。

6.一种显示驱动电路，用于控制一显示面板，其中该显示面板包含多个分区，每个分区包含至少一像素电路，每个像素电路包含一晶体管，该显示驱动电路包含：

一存储器，用于存储一第一帧的一第一显示数据与一第二帧的一第二显示数据；

一信号产生电路，用于产生多个控制信号以控制每个分区中的该至少一像素电路；以及

一处理器，用于执行以下运行：

依据该第一显示数据计算每个分区对应该第一帧的至少一第一数据电压；

依据该第二显示数据计算每个分区对应该第二帧的至少一第二数据电压，其中该第一帧晚于该第二帧；

计算该分区的该至少一第一数据电压和该至少一第二数据电压的至少一差值；

确认该至少一差值中的一极值；

比较该极值和该晶体管的一临界电压值以产生一比较结果；以及

依据该比较结果控制该信号产生电路选择性重置该分区中的该至少一像素电路。

7.如权利要求6所述的显示驱动电路，其中，每个分区包含多个像素电路，该晶体管是P型晶体管，其中该极值是该至少一差值中的最大值；

其中依据该比较结果控制该信号产生电路以选择性重置该分区中的该多个像素电路包含：

若该极值小于该临界电压值，则不开启该重置电压；以及

若该极值大于或等于该临界电压值，则开启该重置电压。

8.如权利要求6所述的显示驱动电路，其中，每个分区包含多个像素电路，该晶体管是N型晶体管，其中该极值是该至少一差值中的最小值；

其中依据该比较结果控制该信号产生电路以选择性重置该分区中的该多个像素电路包含：

若该极值大于该临界电压值，则不提供该重置电压；以及

若该极值小于或等于该临界电压值，则提供该重置电压。

9.如权利要求6所述的显示驱动电路，其中，该每个分区为一像素电路，该晶体管是P型晶体管；

其中该极值是该至少一差值中的最大值；

其中依据该比较结果控制该信号产生电路以选择性重置该分区中的该像素电路包含：

若该数据电压差值小于该临界电压值，则不开启该重置电压；以及

若该数据电压差值大于或等于该临界电压值，则开启该重置电压。

10.如权利要求6所述的显示驱动电路，其中，该每个分区为一像素电路，该晶体管是N型晶体管；

其中该极值是该至少一差值中的最大值；

其中依据该比较结果控制该信号产生电路以选择性重置该分区中的该像素电路包含：

若该数据电压差值大于该临界电压值，则不开启该重置电压；以及

若该数据电压差值小于或等于该临界电压值，则开启该重置电压。

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