CN115472131A - 一种显示装置源极驱动电路的电平衡方法及其源极驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示装置源极驱动电路的电平衡方法及其源极驱动电路，所述源极驱动电路包括：第一锁存器、第二锁存器、电平转换器、数模转换器、运算放大器和源极电压输出端，所述源极电压输出端用于将源极电压输出至显示单元驱动电路，包括如下步骤：设置一个比较器模块和电容模块；比较器模块比较第一锁存器和第二锁存器中储存的数据；比较结果满足预设的电容充放电条件时，开启电容模式，否则不开启电容模式。本发明将电容模块与显示单元驱动电路的寄生电容电连接，将电路中原有的电荷储存到电容内，再通过比较当前行和下一行的显示数据，在满足EQ所需的条件时再利用储存的电荷实现EQ功能，使得在有效控制成本同时减小因接入VCI电压端产生的功耗。

Description

一种显示装置源极驱动电路的电平衡方法及其源极驱动电路

技术领域

本发明属于图像处理控制技术领域，尤其涉及一种显示装置源极驱动电路的电平衡方法及其源极驱动电路。

背景技术

目前OLED显示领域(消费品手机、穿戴)十分关注功耗的问题，除了面板内部要尽量减小电流或电压外，驱动芯片的一些功能也被要求，比如EQ(equalizer，电平衡)电路功能。

现在市面上在面板中常用的显示单元驱动电路如图1所示，以7T1C像素补偿电路为例，采用降低PVDD和PVEE以及S1、S2、EMIT及Vdata的电压，或者提升OLED的发光效率(即用很小的电流就能产生很大亮度)来实现节省功耗。但当面板TFT因为工艺的考量，输入面板内部的VGHO、VGLO、clock(其中，VGHO为面板TFT的开启电压，VGLO为面板TFT的关断电压，三者配合可以产生S1、S2、EMIT)无法降低时，这部分功耗就无法单纯从电压调整来实现降低功耗。目前多数驱动芯片都采取中间电压准位来减小GOA这部分由于电平翻转充放电峰值电流造成的功耗损失。

VGHO和VGLO的关系，如图2所示，正常情况下是虚线，当开启了EQ功能后，波形就变成实线。假设电压从VGLO到VGHO产生的电流为I₀，按照正常情况，那么这部分功耗损失为P₀＝I₀*(VGHO-VGIO)，对于IC(驱动芯片)内部，VGHO及VGLO由AVDD经过电荷泵再经过LDO(线性稳压器)产生，所以对于IC内部这部分功耗损失就落在了AVDD或VCI上。当采用了EQ功能后，实际上峰值电流可以认为没有发生变化，但将其平均分成了两段，最终的功耗损失为P₁＝1/2I₀*(VGHO-V_EQ)+1/2I₀*(V_EQ-VGLO)。

以图3为例，左侧为正常情况时的功耗示意图，当I₀＝2mA，VGHO＝8V，VGLO＝-7V，那么P₀＝30mW，若AVDD＝7V的话，那么AVDD的功耗P_AVDD＝14mW；右侧为以GND端进行EQ功能时的功耗示意图，由于一部分电荷宣泄到了GND上而不计入功耗，因此P₁＝1/2I₀*(VGHO-V_EQ)+1/2I₀*(V_EQ-VGLO)＝15mW，AVDD的功耗P_AVDD＝7*1＝7mW。由此可见EQ功能的使用可以降低面板及IC内部功耗。

如果利用此逻辑，将设计理念应用在源极驱动电路中，如图4所示，对功耗的降低也有贡献，在运算放大器输出当前行数据对应的源极电压至显示单元驱动电路时，利用开关，来启动EQ功能，电平衡开关的一端接入源极电压输出端，另一端接参考电位端(例如VCI电压端)。通常情况下，面板内部的源极电压范围为0～7V，EQ功能一般不会以0V的GND端为参考电位端，所以通常情况下会选择VCI，但VCI也是主板产生的，因此也会产生一部分功耗损失。

因此，如何在加入EQ功能的同时进一步减少因接入VCI端产生的功耗损失，是一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种显示装置源极驱动电路的电平衡方法及其源极驱动电路，通过设置电容模块及比较器模块，利用电容上的存储电荷替代VCI电压端作为EQ泄放路径，进而减小功耗。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种显示装置源极驱动电路的电平衡方法，所述源极驱动电路包括：第一锁存器、第二锁存器、电平转换器、数模转换器、运算放大器和源极电压输出端，所述源极电压输出端用于将源极电压输出至显示单元驱动电路，包括如下步骤：

S1：设置一个比较器模块和电容模块，所述比较器模块用于比较第一锁存器和第二锁存器中储存的数据，所述电容模块用于储存或者释放电荷，所述电容模块与源极电压输出端之间通过至少一开关组件电连接；

S2：在当前行数据和下一行数据储存于第一锁存器和第二锁存器中时，对当前行数据和下一行数据进行比较，在比较结果满足预设的电容充放电条件时，开启电容模式，否则不开启电容模式；

S3：在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后，若开启电容模式，则使源极电压输出端与电容模块之间导通，对电容模块进行充电或者放电，使源极电压输出端的电压变化至预充电压值，在下一行数据写入显示单元驱动电路前，使源极电压输出端与电容模块之间关断；若不开启电容模式，源极电压输出端与电容模块之间保持关断。

优选的，所述预充电压值介于当前行数据对应的源极电压和下一行数据对应的源极电压之间。

优选的，所述电容充放电条件为下一行数据的像素灰阶值大于当前行数据的像素灰阶值。

优选的，所述电容充放电条件为下一行数据的像素灰阶值与预设的阈值系数的乘积大于当前行数据的像素灰阶值，所述阈值系数大于1。

优选的，在所述步骤S2中，若不开启电容模式时，判断当前行数据和下一行数据是否满足预设的VCI模式条件，在满足所述VCI模式条件时，则开启VCI模式，否则不开启VCI模式；

在所述步骤S3中，在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后，若开启VCI模式，则使源极电压输出端与VCI电压端之间导通，在下一行数据写入显示单元驱动电路前，使源极电压输出端与VCI电压端之间关断；若不开启VCI模式，则使源极电压输出端与VCI电压端之间保持关断。

优选的，所述显示装置中各个源极驱动电路共用同一个电容模块，在步骤S2中，所述“对当前行数据和下一行数据进行比较”具体为：对当前行数据的像素灰阶平均值和下一行数据的像素灰阶平均值进行比较。

优选的，所述电容充放电条件为下一行数据的像素灰阶平均值与预设的阈值系数的乘积大于当前行数据的像素灰阶平均值，所述阈值系数大于等于1。

优选的，所述预充电压值介于当前行数据的像素灰阶平均值对应的源极电压和下一行数据的像素灰阶平均值对应的源极电压之间。

优选的，在步骤S1中，所述“电容模块与源极电压输出端之间通过至少一开关组件电连接”，具体为：所述运算放大器和源极电压输出端之间设置有数据写入开关组件，所述电容模块依次通过电容模式开关组件、电平衡开关组件与源极电压输出端电连接；

在步骤S2中，所述“在比较结果满足预设的电容充放电条件时，开启电容模式，否则不开启电容模式”，具体为：所述比较器模块输出一电平衡模式控制信号控制电容模式开关组件的导通或关断，在比较结果满足预设的电容充放电条件时，所述电平衡模式控制信号为导通信号，否则为关断信号；

在步骤S3中，所述“在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后，若开启电容模式，则使源极电压输出端与电容模块之间导通，对电容模块进行充电或者放电，使源极电压输出端的电压变化至预充电压值，在下一行数据写入显示单元驱动电路前，使源极电压输出端与电容模块之间关断”，具体为：在一个数据写入周期内，所述数据写入开关组件根据数据写入使能信号进行导通然后关断，所述电平衡开关组件根据电平衡使能信号进行导通然后关断，并且所述电平衡使能信号先于数据写入使能信号，若开启电容模式，则在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后对电容模块进行充电或者放电，使源极电压输出端的电压变化至预充电压值。

本发明另一方面提供了一种基于电荷储存的电平衡的源极驱动电路，包括第一锁存器、第二锁存器、电平转换器、数模转换器、运算放大器、源极电压输出端、比较器模块和电平衡模块；

所述比较器模块用于判断第一锁存器和第二锁存器中储存的数据是否满足预设的电容充放电条件，并且根据判断结果输出电平衡模式控制信号；

所述电平衡模块包括电容模块和电平衡开关组件，所述电容模块用于储存或者释放电荷；

所述运算放大器和源极电压输出端之间设置有数据写入开关组件，所述电平衡开关组件的一端与源极电压输出端电连接，所述电平衡模块的另一端通过电容模式开关组件与电容模块电连接；

所述电平衡模式控制信号在第一锁存器和第二锁存器中储存的数据满足电容充放电条件时，控制电容模式开关组件导通；所述电平衡模式控制信号在第一锁存器和第二锁存器中储存的数据不满足电容充放电条件时，控制电容模式开关组件关断；

在一个数据写入周期内，所述数据写入开关组件根据数据写入使能信号进行导通然后关断，所述电平衡开关组件根据电平衡使能信号进行导通然后关断，并且所述电平衡使能信号先于数据写入使能信号。

本发明将电容模块与显示单元驱动电路的寄生电容电连接，将电路中原有的电荷储存到电容内，再通过增加比较器，比较当前行和下一行的显示数据，在满足EQ所需的条件时再利用储存的电荷实现EQ功能，使得在有效控制成本同时减小因接入VCI电压端产生的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中像素补偿电路的示意图；

图2为EQ原理示意图；

图3为使用EQ功能前后的功耗对比示意图；

图4为EQ功能应用在源极驱动电路的电路示意图；

图5为现有技术的源极驱动电路示意图；

图6为本发明实施例的源极驱动电路示意图；

图7为本发明实施例的电压信号输出流程示意图；

图8为本发明实施例的数据写入的时序示意图。

具体实施方式

本发明的核心之一在于提供一种显示装置源极驱动电路的电平衡方法，通过设计电容模块及比较器模块，利用电容上的存储电压替代VCI电压端做EQ泄放路径，进而减小功耗。

本发明的另一核心在于提供一种基于电荷储存的电平衡的源极驱动电路。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例中公开了一种显示装置源极驱动电路的电平衡方法，应用于显示装置源极驱动电路中，本领域技术人员能够理解，源极驱动电路包括：第一锁存器、第二锁存器、电平转换器、数模转换器、运算放大器和源极电压输出端，源极电压输出端用于将源极电压输出至显示单元驱动电路，本实施例中所公开的显示装置源极驱动电路的电平衡方法包括步骤：

S1：设置一个比较器模块和电容模块，所述比较器模块用于比较第一锁存器和第二锁存器的数据，所述电容模块用于储存或者释放电荷，所述电容模块与源极电压输出端之间通过一开关组件电连接；

S2：在当前行数据和下一行数据储存于第一锁存器和第二锁存器中时，对当前行数据和下一行数据进行比较，在满足预设的电容充放电条件时，开启电容模式，否则不开启电容模式；

S3：在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后，若开启电容模式，则使源极电压输出端与电容模块之间导通，对电容模块进行充电或者放电，使源极电压输出端的电压变化至预充电压值，在下一行数据写入显示单元驱动电路前，使源极电压输出端与电容模块之间关断；若不开启电容模式，源极电压输出端与电容模块之间保持关断。

在一个较佳的实施例中，电容充放电条件即为使预充电压值能够介于当前行数据对应的源极电压和下一行数据对应的源极电压之间所对应的条件。

在一个较佳的实施例中，电容充放电条件具体为：下一行数据的像素灰阶值大于当前行数据的像素灰阶值；在另一个较佳的实施例中，电容充放电条件具体为：下一行数据的像素灰阶值与预设的阈值系数的乘积大于当前行数据的像素灰阶值，阈值系数大于1。

如图5、图6所示，在常规设计的基础上对latch 1(第一锁存器)和latch2(第二锁存器)内数据进行比较，在满足预设的电容充放电条件时，开启电容模式，否则不开启电容模式(本发明实施例中称其为悬浮模式)。方便起见，图6中仅示出了设置在其中一个源极通道的比较器模块和电容模块。

在一个较佳的实施例中，如图7所示，运算放大器和源极电压输出端之间设置有数据写入开关组件，电容模块依次通过电容模式开关组件、电平衡开关组件与源极电压输出端电连接；比较器模块输出一电平衡模式控制信号控制电容模式开关组件的导通或关断，在比较结果满足预设的电容充放电条件时，电平衡模式控制信号为导通信号，否则为关断信号。在一个数据写入周期内，数据写入开关组件根据数据写入使能信号进行导通然后关断，电平衡开关组件根据电平衡使能信号进行导通然后关断，并且电平衡使能信号先于数据写入使能信号，若开启电容模式，则在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后对电容模块进行充电或者放电，使源极电压输出端的电压变化至预充电压值，图8示出了本发明实施例的数据写入的时序。

在实际使用过程中，当EQ功能开启时，源极驱动电路会先对锁存在latch 1及latch2的图像信息进行比较，比如当前行latch2的数据为0灰阶，实际上送到面板的电压为7V；下一行的数据latch1为255灰阶，实际上送到面板的电压为1.5V；经比较器模块比较之后，满足latch2小于latch1的情况(即电容充放电条件)，则启动电容模式，在latch2写入显示单元驱动电路完毕后，由于显示单元驱动电路中与从源极电压输出端至GND端之间存在寄生电容，因此源极输出电压端会暂存一个7V的电压。而新增加的电容模块会与该寄生电容分压，那么在源极电压输出端会有一个分压后的电压，比如为3V。当latch 2写入显示单元驱动电路完毕后，latch1的数据已经在写入latch2时，在运算放大器再次将1.5V电压推到源极电压输出端前，电容模块先对源极输出电压端放电，使源极电压输出端的电压变为预充电压值3V(时间可调)，然后切换开关输出正常的1.5V。这样就完成了EQ功能，实际上相当于只是1.5V对3V的电荷泄放路径(并且没有用到VCI)，就起到了节省功耗的作用。

倘若当前行latch2的数据为255灰阶，实际上送到面板的电压为1.5V；下一行的数据latch1为0灰阶，实际上送到面板的电压为7V；经比较器模块比较之后，此时latch2大于latch1(不满足电容充放电条件)，则进入悬浮模式，当在latch2写入显示单元驱动电路完毕后，源极输出电压端会暂存一个1.5V的电压，当latch 2写入显示单元驱动电路完毕后，latch1的数据已经在写入latch2时，在运算放大器再次将7V电压推到源极电压输出端前，线上一直维持1.5V(假设源极输出电压端的电容模块不漏电)。

在其他的一些实施例中，还增加了VCI模式，实现三选一功能，具体为：在步骤S2中，若不开启电容模式时，判断当前行数据和下一行数据是否满足预设的VCI模式条件，在满足所述VCI模式条件时，则开启VCI模式，否则不开启VCI模式；

在步骤S3中，在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后，若开启VCI模式，则使源极电压输出端与VCI电压端之间导通，在下一行数据写入显示单元驱动电路前，使源极电压输出端与VCI电压端之间关断；若不开启VCI模式，则使源极电压输出端与VCI电压端之间保持关断；

在其他的一些实施例中，电容模块可以外设在面板或者COF上，也可采用DDIC内设，那么每一个源极电压输出端通道对应一个电容，也可以将所有源极电压输出端都连接在一个电容上，若采取共用的方式，可以将同一行的所有显示单元的像素灰阶值进行平均后，再对下一行的所有显示单元的像素灰阶值平均后比较，最终相同行的预充电压值相同，为所有寄生电容与此电容模块分压得到的电压值。

本发明实施例另一方面还公开了一种基于上述方法的源极驱动电路，包括：第一锁存器、第二锁存器、电平转换器、数模转换器、运算放大器、源极电压输出端、比较器模块和电平衡模块；

比较器模块用于判断第一锁存器和第二锁存器中储存的数据是否满足预设的电容充放电条件，并且根据判断结果输出电平衡模式控制信号；

电平衡模块包括电容模块和电平衡开关组件，电容模块用于储存或者释放电荷；

运算放大器和源极电压输出端之间设置有数据写入开关组件，电平衡开关组件的一端与源极电压输出端电连接，电平衡模块的另一端通过电容模式开关组件与电容模块电连接；

电平衡模式控制信号在第一锁存器和第二锁存器中储存的数据满足电容充放电条件时，控制电容模式开关组件导通；电平衡模式控制信号在第一锁存器和第二锁存器中储存的数据不满足电容充放电条件时，控制电容模式开关组件关断；

在一个数据写入周期内，数据写入开关组件根据数据写入使能信号进行导通然后关断，电平衡开关组件根据电平衡使能信号进行导通然后关断，并且电平衡使能信号先于数据写入使能信号。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种显示装置源极驱动电路的电平衡方法，所述源极驱动电路包括：第一锁存器、第二锁存器、电平转换器、数模转换器、运算放大器和源极电压输出端，所述源极电压输出端用于将源极电压输出至显示单元驱动电路，其特征在于，包括如下步骤：

S1：设置一个比较器模块和电容模块，所述比较器模块用于比较第一锁存器和第二锁存器中储存的数据，所述电容模块用于储存或者释放电荷，所述电容模块与源极电压输出端之间通过至少一开关组件电连接；

S2：在当前行数据和下一行数据储存于第一锁存器和第二锁存器中时，对当前行数据和下一行数据进行比较，在比较结果满足预设的电容充放电条件时，开启电容模式，否则不开启电容模式；

S3：在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后，若开启电容模式，则使源极电压输出端与电容模块之间导通，对电容模块进行充电或者放电，使源极电压输出端的电压变化至预充电压值，在下一行数据写入显示单元驱动电路前，使源极电压输出端与电容模块之间关断；若不开启电容模式，源极电压输出端与电容模块之间保持关断。

2.根据权利要求1所述的显示装置源极驱动电路的电平衡方法，其特征在于，所述预充电压值介于当前行数据对应的源极电压和下一行数据对应的源极电压之间。

3.根据权利要求1所述的显示装置源极驱动电路的电平衡方法，其特征在于，所述电容充放电条件为下一行数据的像素灰阶值大于当前行数据的像素灰阶值。

4.根据权利要求1所述的显示装置源极驱动电路的电平衡方法，其特征在于，所述电容充放电条件为下一行数据的像素灰阶值与预设的阈值系数的乘积大于当前行数据的像素灰阶值，所述阈值系数大于1。

5.根据权利要求1所述的显示装置源极驱动电路的电平衡方法，其特征在于，

在所述步骤S2中，若不开启电容模式时，判断当前行数据和下一行数据是否满足预设的VCI模式条件，在满足所述VCI模式条件时，则开启VCI模式，否则不开启VCI模式；

在所述步骤S3中，在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后，若开启VCI模式，则使源极电压输出端与VCI电压端之间导通，在下一行数据写入显示单元驱动电路前，使源极电压输出端与VCI电压端之间关断；若不开启VCI模式，则使源极电压输出端与VCI电压端之间保持关断。

6.根据权利要求1所述的显示装置源极驱动电路的电平衡方法，其特征在于，所述显示装置中各个源极驱动电路共用同一个电容模块，在步骤S2中，所述“对当前行数据和下一行数据进行比较”具体为：对当前行数据的像素灰阶平均值和下一行数据的像素灰阶平均值进行比较。

7.根据权利要求6所述的显示装置源极驱动电路的电平衡方法，其特征在于，所述电容充放电条件为下一行数据的像素灰阶平均值与预设的阈值系数的乘积大于当前行数据的像素灰阶平均值，所述阈值系数大于等于1。

8.根据权利要求6所述的显示装置源极驱动电路的电平衡方法，其特征在于，所述预充电压值介于当前行数据的像素灰阶平均值对应的源极电压和下一行数据的像素灰阶平均值对应的源极电压之间。

9.根据权利要求1所述的显示装置源极驱动电路的电平衡方法，其特征在于，

在步骤S1中，所述“电容模块与源极电压输出端之间通过至少一开关组件电连接”，具体为：所述运算放大器和源极电压输出端之间设置有数据写入开关组件，所述电容模块依次通过电容模式开关组件、电平衡开关组件与源极电压输出端电连接；

在步骤S2中，所述“在比较结果满足预设的电容充放电条件时，开启电容模式，否则不开启电容模式”，具体为：所述比较器模块输出一电平衡模式控制信号控制电容模式开关组件的导通或关断，在比较结果满足预设的电容充放电条件时，所述电平衡模式控制信号为导通信号，否则为关断信号；

在步骤S3中，所述“在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后，若开启电容模式，则使源极电压输出端与电容模块之间导通，对电容模块进行充电或者放电，使源极电压输出端的电压变化至预充电压值，在下一行数据写入显示单元驱动电路前，使源极电压输出端与电容模块之间关断”，具体为：在一个数据写入周期内，所述数据写入开关组件根据数据写入使能信号进行导通然后关断，所述电平衡开关组件根据电平衡使能信号进行导通然后关断，并且所述电平衡使能信号先于数据写入使能信号，若开启电容模式，则在当前行数据写入显示单元驱动电路完毕后对电容模块进行充电或者放电，使源极电压输出端的电压变化至预充电压值。

10.一种基于电荷储存的电平衡的源极驱动电路，包括：第一锁存器、第二锁存器、电平转换器、数模转换器、运算放大器和源极电压输出端，其特征在于，还包括：

比较器模块，所述比较器模块用于判断第一锁存器和第二锁存器中储存的数据是否满足预设的电容充放电条件，并且根据判断结果输出电平衡模式控制信号；

电平衡模块，所述电平衡模块包括电容模块和电平衡开关组件，所述电容模块用于储存或者释放电荷；

所述运算放大器和源极电压输出端之间设置有数据写入开关组件，所述电平衡开关组件的一端与源极电压输出端电连接，所述电平衡模块的另一端通过电容模式开关组件与电容模块电连接；

所述电平衡模式控制信号在第一锁存器和第二锁存器中储存的数据满足电容充放电条件时，控制电容模式开关组件导通；所述电平衡模式控制信号在第一锁存器和第二锁存器中储存的数据不满足电容充放电条件时，控制电容模式开关组件关断；

在一个数据写入周期内，所述数据写入开关组件根据数据写入使能信号进行导通然后关断，所述电平衡开关组件根据电平衡使能信号进行导通然后关断，并且所述电平衡使能信号先于数据写入使能信号。

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