CN117789624A - 电压调节方法、终端设备、芯片及存储介质 - Google Patents

电压调节方法、终端设备、芯片及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请的实施例提供了一种电压调节方法、终端设备、芯片及存储介质,涉及显示技术领域,能够改善终端设备的显示驱动电路功耗较高的问题。电压调节方法包括获取待显示图像的每种颜色通道的最高灰阶;确定显示驱动电路显示每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压,以根据显示的内容调节显示电路的工作电压;将显示驱动电路显示每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压中的最大值确定为显示驱动电路的目标工作电压,这样根据待显示图像的灰阶确定显示驱动电路的目标工作电压,能够确保待显示图像的每种颜色通道的每一个灰阶都可以被正常显示,而且在待显示图像的最高灰阶低于发光器件能够显示的最高灰阶时降低显示驱动电路的功耗。

Description

电压调节方法、终端设备、芯片及存储介质
技术领域
本申请涉及显示技术领域,尤其涉及一种电压调节方法、终端设备、芯片及存储介质。
背景技术
显示器或者显示屏是将电信号转换为图像信号的输出设备,是电脑、手机、电视机等电子设备的重要组成部分。目前使用比较广泛的显示器分别是液晶显示器(liquidcrystal display,LCD)和有机发光半导体(organic light-emitting diode,OLED),这两类显示器的显示原理都是基于通过多种基色组合成像素点的光学原理,例如每一个像素点包括红(red,R)、绿(green,G)、蓝(blue,B)三个子像素,简称为RGB,或者包括红(red,R)、绿(green,G)、蓝(blue,B)、白(white,W)等子像素,简称为RGBW,不同的子像素显示的亮度或灰阶不同,多种基色混合后像素点显示不同的颜色。
以OLED为例,OLED的发光单元在不同大小的驱动电流下显示的灰阶不同,驱动信号的电流越大,显示的灰阶越大,驱动信号的电流越小显示的灰阶越小,因此可以通过控制发光单元的驱动信号的电流大小,或者调节驱动信号的占空比来调节各个颜色的发光单元显示的灰阶。
目前显示组件通常为固定电压工作方式,即驱动管和发光器件串联在固定压差的电源之间,但OLED发光单元或者其他的发光单元显示的内容是动态变化的,并非所有的显示画面都出现亮度最高的灰阶,因此以固定电压工作的方式使得显示组件的功耗较大。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种电压调节方法、终端设备、芯片及存储介质,用以改善终端设备的显示驱动电路以固定电压工作模式导致的功耗较高的问题。
第一方面,本申请提供一种电压调节方法,应用于终端设备的处理器,终端设备还包括显示组件,显示组件包括显示驱动电路,方法包括,获取待显示图像的每个颜色通道的最高灰阶,例如图像被显示驱动电路以RGB模式显示,那么则获取红色、绿色和蓝色三个通道的最高灰阶,若图像被显示驱动电路以RGBW模式显示,那么则获取红色、绿色、蓝色和白色四个通道的最高灰阶;确定显示驱动电路没种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压;显示驱动电路的工作电压主要由驱动晶体管的分压和发光器件的分压组成,当显示最高灰阶时,发光器件的分压达到最高状态,驱动晶体管的分压达到最低状态,由于驱动晶体管工作在饱和区,因此,将发光器件的分压达到最高状态时,驱动晶体管在饱和区的最低饱和电压与发光器件的分压之和作为显示驱动电路的最低工作电压,能够确保每一个灰阶都可以被正常显示,将显示驱动电路显示每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压中的最大值确定为显示驱动电路的目标工作电压,从而可以确保待显示图像不同颜色通道的各个灰阶都可以被正常显示,还可以在待显示图像的灰阶低于发光器件的最高灰阶时降低显示驱动电路的功耗。
在一种可能的实现方式中,显示驱动电路包括驱动晶体管与发光器件,驱动晶体管用于向发光器件提供驱动电流,确定显示驱动电路显示没种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压包括:根据预先存储的每种颜色通道的发光器件的灰阶与驱动电流的对应关系,以及驱动电流与驱动电压的对应关系,确定发光器件显示每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电流和驱动电压;根据预先存储的驱动晶体管的电流与电压的对应关系,确定驱动晶体管输出驱动电流时的最低饱和电压;将发光器件显示每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电压与最低饱和电压之和确定为显示通道的最高灰阶所需的最低工作电压。显示驱动电路的工作电压主要由驱动晶体管的分压和发光器件的分压构成,其中驱动晶体管工作在饱和区,输出的电流不随分压变化而变化,当发光器件显示某一种颜色通道的最高灰阶时,发光器件的驱动电压达到最大,将此时的驱动电压以及驱动晶体管在发光器件的驱动电压达到最大时的工作在饱和区的最低电压之和作为最低工作电压,最低工作电压可以保障发光器件能够显示这一颜色通道的任意灰阶。
在一种可能的实现方式中,根据预先存储的驱动晶体管的电流与电压的对应关系,确定驱动晶体管输出驱动电流时的最低饱和电压包括:根据预先存储的驱动晶体管的电流与电压的对应关系,将驱动晶体管工作在饱和区时,输出电流为驱动电流对应的最低电压,确定为驱动晶体管的最低饱和电压。
在一种可能的实现方式中,电压调节方法还包括:发送控制指令至显示组件,以使显示组件将显示驱动电路的工作电压调整至目标工作电压。
在一种可能的实现方式中,控制指令包括电压调整量,电压调整量为显示驱动电路的输入电压与目标工作电压的差值,或者,控制指令包括目标工作电压。
在一种可能的实现方式中,电压调节方法还包括:根据电压调整量以及预先存储的驱动晶体管的电流与电压的对应关系,确定驱动晶体管的电流变化量;电压调整量为显示驱动电路的输入电压与目标工作电压的差值;根据电流变化量确定亮度补偿量;发送亮度补偿量至显示组件。由于驱动晶体管可能达不到理想状态,在调整显示驱动电路的工作电压时,驱动晶体管的电压降低至最低饱和电压,可能导致驱动晶体管输出的饱和电流有所减小,也就是说会导致发光区间的驱动电流减小,导致发光器件显示的灰阶降低,因此根据驱动晶体管的电流变化量补偿发光器件的亮度,避免因为驱动晶体管达不到理想状态而导致显示的灰阶降低。
在一种可能的实现方式中,获取待显示图像的每种颜色通道的最高灰阶包括:获取待显示图像每一个像素点的每种颜色通道的灰阶;将待显示图像全部像素点的同一种颜色通道的灰阶的最大值作为该通道的最高灰阶。
第二方面,本申请的实施例提供了一种终端设备,包括:显示组件以及一个或多个处理器,处理器与显示组件连接,显示组件包括显示驱动电路;处理器用于执行计算机程序指令,以实现如前述第一方面任一种实现方式提供的电压调节方法。
第三方面,本申请的实施例提供了一种芯片,芯片应用于终端设备,芯片包括一个或多个处理器,处理器用于执行计算机程序指令,以使终端设备执行如前述第一方面任一种实现方式提供的电压调节方法。
第四方面,本申请的实施例还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储计算机程序,当计算机程序被处理器执行时,使得终端设备执行如前述第一方面任一种实现方式提供的电压调节方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种显示驱动电路的电路图;
图3为本申请实施例提供的一种驱动晶体管的电流与电压的关系示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种显示驱动电路的电路图;
图5为本申请实施例提供的一种终端设备的示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种终端设备的示意图;
图7为本申请实施例提供的另一种终端设备的示意图;
图8为本申请实施例提供的一种终端设备的系统架构示意图;
图9为本申请实施例提供的一种电压调节方法的流程示意图;
图10为本申请实施例提供的另一种电压调节方法的流程示意图;
图11为本申请实施例提供的另一种电压调节方法的流程示意图;
图12为本申请实施例提供的一种灰阶直方图;
图13为本申请实施例提供的另一种电压调节方法的流程示意图;
图14为本申请实施例提供的一种红色发光器件的电流与电压关系示意图;
图15为本申请实施例提供的一种蓝色发光器件的电流与电压关系示意图;
图16为本申请实施例提供的一种绿色发光器件的电流与电压关系示意图;
图17为本申请实施例提供的另一种驱动晶体管的电流与电压关系示意图;
图18为本申请实施例提供的另一种电压调节方法的流程示意图。
具体实施方式
本申的请实施例应用于终端设备100,本申请实施例提供的终端设备100可以是手机、智慧屏、平板电脑、可穿戴电子设备、车机、增强现实(augmented reality,AR)设备、虚拟现实(virtual reality,VR)设备、笔记本电脑、个人数字助理(personal digitalassistant,PDA)、投影仪等等,本申请实施例对终端设备100的类型不做限制。
下面以终端设备为手机为例,说明本申请实施所应用的一种终端设备100的结构示意图。请参阅图1,终端设备100可以包括:处理器110,外部存储器接口120,内部存储器121,通用串行总线(universal serial bus,USB)接口130,充电管理模块140,电源管理模块141,电池142,天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,传感器模块180,按键190,马达191,指示器192,摄像头193,显示屏194,以及用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口195等。
其中,上述传感器模块180可以包括压力传感器,陀螺仪传感器,气压传感器,磁传感器,加速度传感器,距离传感器,接近光传感器,指纹传感器,温度传感器,触摸传感器,环境光传感器和骨传导传感器等传感器。
可以理解的是,本实施例示意的结构并不构成对终端设备100的具体限定。在另一些实施例中,终端设备100可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器110可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),控制器,存储器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
控制器可以是终端设备100的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器110中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器110的等待时间,因而提高了系统的效率。
在一些实施例中,处理器110可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit,I2C)接口,集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound,I2S)接口,脉冲编码调制(pulse code modulation,PCM)接口,通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)接口,移动产业处理器接口(mobile industry processor interface,MIPI),通用输入输出(general-purposeinput/output,GPIO)接口,用户标识模块(subscriber identity module,SIM)接口,和/或通用串行总线(universal serial bus,USB)接口等。
可以理解的是,本实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对终端设备100的结构限定。在另一些实施例中,终端设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。充电管理模块140为电池142充电的同时,还可以通过电源管理模块141为终端设备供电。
电源管理模块141用于连接电池142,充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入,为处理器110,内部存储器121,外部存储器,显示屏194,摄像头193,和无线通信模块160等供电。在一些实施例中,电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。
终端设备100的无线通信功能可以通过天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,调制解调处理器以及基带处理器等实现。在一些实施例中,终端设备100的天线1和移动通信模块150耦合,天线2和无线通信模块160耦合,使得终端设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。
天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。终端设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。例如:可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中,天线可以和调谐开关结合使用。
移动通信模块150可以提供应用在终端设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块150可以包括至少一个滤波器,开关,功率放大器,低噪声放大器(low noise amplifier,LNA)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波,并对接收的电磁波进行滤波,放大等处理,传送至调制解调处理器进行解调。
移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大,经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以被设置于处理器110中。在一些实施例中,移动通信模块150的至少部分功能模块可以与处理器110的至少部分模块被设置在同一个器件中。
无线通信模块160可以提供应用在终端设备100上的包括WLAN(如(wirelessfidelity,Wi-Fi)网络),蓝牙(bluetooth,BT),全球导航卫星系统(global navigationsatellite system,GNSS),调频(frequency modulation,FM),近距离无线通信技术(nearfield communication,NFC),红外技术(infrared,IR)等无线通信的解决方案。
无线通信模块160可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波,将电磁波信号调频以及滤波处理,将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号,对其进行调频,放大,经天线2转为电磁波辐射出去。
终端设备100通过GPU,显示屏194,以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器,连接显示屏194和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个GPU,其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏194用于显示图像,视频等。该显示屏194包括显示面板与印制电路板(print circuit board,PCB),PCB上设置有显示驱动电路,处理器110可以将待显示图像的数据发送至显示屏,由显示驱动电路驱动图像数据在显示面板上显示。
在本申请的实施例中,显示面板可以采用有机发光二极管(organic lightemitting diode,OLED)、有源矩阵有机发光二极管(active matrix organic lightemitting diode,AMOLED)或者微型LED(micro light emitting diode,Micro LED)等等。在一些可能的实施方式中,终端设备100可以包括1个或多个显示屏194,显示屏194可以通过显示串行接口(display serial interface,DIS)接口与处理器110通信,实现终端设备100的显示功能。
终端设备100可以通过ISP,摄像头193,视频编解码器,GPU,显示屏194以及应用处理器等实现拍摄功能。ISP用于处理摄像头193反馈的数据。摄像头193用于捕获静态图像或视频。在一些实施例中,终端设备100可以包括1个或N个摄像头193,N为大于1的正整数。
外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡,例如Micro SD卡,实现扩展终端设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口120与处理器110通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频等文件保存在外部存储卡中。
内部存储器121可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令,从而执行终端设备100的各种功能应用以及数据处理。例如,在本申请实施例中,处理器110可以通过执行存储在内部存储器121中的指令,内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。
其中,存储程序区可存储操作系统,至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能,图像播放功能等)等。存储数据区可存储终端设备100使用过程中所创建的数据(比如音频数据,电话本等)等。此外,内部存储器121可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(universalflash storage,UFS)等。
终端设备100可以通过音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。
按键190包括开机键,音量键等。按键190可以是机械按键。也可以是触摸式按键。马达191可以产生振动提示。马达191可以用于来电振动提示,也可以用于触摸振动反馈。指示器192可以是指示灯,可以用于指示充电状态,电量变化,也可以用于指示消息,未接来电,通知等。SIM卡接口195用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口195,或从SIM卡接口195拔出,实现和终端设备100的接触和分离。终端设备100可以支持1个或N个SIM卡接口,N为大于1的正整数。SIM卡接口195可以支持Nano SIM卡,Micro SIM卡,SIM卡等。
需要说明的是,图1所示的结构并不够成对终端设备100的具体限定,在本申请另一些实施方式中,终端设备100可以包括比图1所示的部件更多或者更少的部件,或者,终端设备100可以包括图1所示的部件中某些部件的组合,或者,终端设备100可以包括图1所示的部件中某些部件的子部件,图1所示的部件可以由硬件、软件或者硬件与软件的组合实现。
目前使用最广泛的显示器分别是液晶显示器(liquid crystal display,LCD)和有机自发光半导体(organic light emitting diode,OLED),这两类显示器的显示原理都是基于通过三基色组合成像素点的光学原理,一般情况下,每一个像素点包括红、绿、蓝三个子像素,这种显示原理简称为红绿蓝(red、green、blue,RGB)模式,每一个子像素可以显示可调的灰阶,三个不同灰阶亮度的基色组合可以形成多种不同的颜色,其中灰阶是将指红绿蓝三种颜色能够显示的最亮与最暗之间的亮度变化区分为若干份,以便于进行信号输入相对应的屏幕亮度调整。例如,若红、绿、蓝三个子像素的灰阶范围是0~255,那么当某一个像素点的红色子像素和绿色子像素显示的灰阶为均15,且蓝色子像素显示的灰阶为0时,该像素点显示的三种颜色混合后的颜色为黄色。
在一些其他的实施方式中,显示器还能够以其他的显示模式显示图像,例如还可以是红绿蓝白(red、green、blue、white,RGBW)模式,RGBW模式与RBG模式的原理相同,都是通过每一个像素点的红、绿、蓝子像素或者红、绿、蓝、白子像素显示不同灰阶光,混合后显示出不同的颜色。本申请实施例中,以RGB模式进行举例说明。
LCD本身不能发光,是通过背光层发光来显示,而OLED本身可以发光,每个像素点包括红色、绿色与蓝色三个发光器件,通电则发光,不通电则不发光,因此不存在漏光可以显示纯黑色,此外,通电的电流越大发光器件的亮度越大,通电的电流越小发光器件的亮度越小,通过控制给每个发光器件的施加的电压或者电流,可以控制子像素红绿蓝的颜色配比,以此控制每个像素点的颜色。
LCD因为有背光层,所有的像素点共用同一个背光层,因此在点亮时总是整个屏幕一起点亮,关闭时整个屏幕一起关闭,而OLED没有背光层,每一个像素点独立控制,因此无须像LCD一样整个屏幕所有的像素点整体点亮或者关闭,而是可以选择点亮一部分像素点,其余的像素点可以关闭无需通电,因此OLED相对比LCD的功耗更低。
OLED的驱动方式可以分为被动驱动与主动驱动,主动驱动OLED也即有源矩阵有机发光二极管面板(active matrix organic light emitting diode,AMOLED),AMOLED能够发光是通过驱动晶体管在饱和状态下产生驱动电流,该驱动电流驱动OLED发光。
图2为本申请实施例提供的一种的显示驱动电路,包括晶体管M1、晶体管M2、电容C0以及发光器件D0。其中,晶体管M1的栅极用于接入扫描信号Vscan,晶体管M1的源极用于接入数据信号Vdata,晶体管M1的漏极与晶体管M2的栅极连接;晶体管M2的栅极同时连接电容C0的一端,晶体管M2的源极与电容C0另一端连接,晶体管M2的漏极与发光器件D0的阳极连接,发光器件D0的阴极接地。晶体管M1在栅极被扫描信号Vscan选通时打开,从晶体管M1的源极引入数据信号Vdata。晶体管M2一般工作在饱和区,参阅图3,图3示出了晶体管M2的电流-电压关系曲线,工作在饱和区的晶体管M2,流过源极和漏极的电流不随着漏极和源极的电压VDS变化而变化,而是由栅源电压VGS决定,因此在晶体管M2可以为发光器件D0提供稳定的驱动电流,晶体管M2一般也被称为驱动晶体管。
其中VGS=Vdata-VD0,VD0为发光器件D0的开启电压,VDD为稳压电源,连接晶体管M2的源极,用于提供发光器件D0发光所需要的能源。而电容C0的作用是在一帧图像的显示周期内维持晶体管M2栅极电压的稳定。
在图2示出的显示驱动电路中,由于VDD为稳压电源,晶体管M2工作在饱和区,当VGS增大时,流过晶体管M2的源极和漏极的饱和电流ID增大,发光器件D0的电流增大,显示的灰阶增大;当VGS减小时,流过晶体管M2的源极和漏极的饱和电流ID减小,发光器件D0的电流减小,显示的灰阶降低,因此,通过不同的VGS驱动晶体管M2输出不同的饱和电流从而使发光器件D0有不同亮度。
图4为本申请实施例提供的另一种显示驱动电路,包括发光器件D1、晶体管T1~晶体管T7、电容C1,图4示出的显示驱动电路包括7个晶体管(transistor)以及1个电容器(capacitor),因此也被称为7T1C显示驱动电路。发光器件D1可以是任意颜色的发光器件,例如可以为红色、绿色、蓝色、白色或者其他颜色的发光器件。
其中,电源VDD与晶体管T4的第一极连接,电源VDD还与电容C1的第一极板连接,晶体管T4的第二极与晶体管T2的第一极连接,晶体管T2的第二极与晶体管T3的第一极连接,晶体管T3的第二极与发光器件D1的阳极连接,发光器件D1的阴极连接电源VSS。晶体管T2的栅极与电容C1的第二极板连接,晶体管T3的栅极、晶体管T4的栅极均连接控制信号端(EM),用于接入控制信号;电容C1的第二极板还与晶体管T7的第一极连接,晶体管T7的第二极连接初始化信号端(INIT),晶体管T7的栅极连接初始化控制端(Gn-1),Gn-1在一帧图像显示结束后输出控制信号控制晶体管T7导通与INIT连通完成初始化,晶体管T5的第一极与晶体管T4的第二极连接,晶体管T5的第二极连接数据信号端(DATA),晶体管T5的栅极连接显示控制端(Gn),Gn用于输出控制信号控制晶体管T5导通,从DATA接入待显示图像的数据。晶体管T1的第一极连接晶体管T2的栅极,晶体管T1的第二极连接晶体管T2的第二极,晶体管T1的栅极连接Gn。晶体管T6的第一极连接INIT,晶体管T6的第二极连接晶体管T3的第二极,晶体管T6的栅极连接Gn-1。晶体管可以采用金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET),晶体管分为N(negative,负)型晶体管和P(positive,正)型晶体管两种类型。晶体管包括第一极、第二极以及栅极(gate),通过控制输入晶体管栅极的电平可以控制晶体管的导通或关断。晶体管在导通时,第一极和第二极导通,产生导通电流,并且,在晶体管的栅极电压不同时,第一极与第二极之间产生的导通电流的大小也不同;晶体管在关断时,第二极和第二极不会导通,不会产生电流。在本申请的实施例中,晶体管的栅极也被称为控制端,第一极也被称为源极(source),第二极也被称为漏极(drain);或者,栅极被称为控制端,第一极被称为漏极,第二极被称为源极。由此可见,第一极与第二极是可以互换的,一般地,将电流流出的那一极称为源极,将电流流入的那一极称为漏极,例如电流有第一极流向第二极,那么第一极为源极,第二极为漏极。
此外,N型晶体管在控制端的电平为高电平时导通,第一极和第二极导通,第一极和第二极之间产生导通电流;N型晶体管在控制端的电平为低电平时截止,第一极和第二极不导通,不产生电流。P型晶体管在控制端的电平为低电平时导通,第一极和第二极导通,产生导通电流;P型晶体管在控制端的电平为高电平时关断,第一极和第二极不导通,不产生电流。
下面简单介绍一下图4所示的显示驱动电路的工作原理,首先,Gn-1输出控制信号控制晶体管T7和晶体管T6导通,将电容C1和发光器件D1连接INIT初始化,清除上一显示阶段可能存在的信号残留。
然后,Gn输出控制信号控制晶体管T1导通,DATA输出的数据信号经过晶体管T2、晶体管T1传输至电容C1的第二极板,给电容C1充电,相当于将数据信号暂存至电容C1,因此电容C1也被称为存储电容。
下一步关闭晶体管T1,发光器件D1开始发光,亮度由流过晶体管T2第一极与第二极的电流控制,在本申请实施例中,电流由晶体管T2的第一极流向第二极,因此晶体管T2的第一极为源极,晶体管T2的第二极为漏极,流过第一极与第二极的电流也称为漏电流ID,又由于晶体管T2工作在饱和区,所以工作在饱和区时的漏电流也称为饱和电流,本申请实施例中,晶体管T2工作在饱和区,用于控制发光器件D1的驱动电流,因此晶体管T2也被称为驱动晶体管,而流过晶体管T2的源极和漏极的电流ID由晶体管T2的栅极电压VG,也即是电容C1的第二极板的电压控制,而电容C1的第二极板的电压,为前一步数据信号通过晶体管T1对电容C1的第二极板充电得到的。
在这一显示周期,EM输出的控制信号可以控制晶体管T3和晶体管T4导通或关闭,EM输出的控制信号的占空比可以用于调整发光器件D1显示的亮度或者灰阶。通过控制EM输出的控制信号的占空比,可以调节显示亮度,例如占空比越大,显示的亮度越大,占空比越小,显示的亮度越小。
在本申请的实施例中,上述的发光器件可以是包括发光二极管(light emittingdiode,LED)、迷你发光二极管(mini light emitting diode,miniLED)、微型发光二极管(micro light emitting diode,micro LED)、有机发光二极管(organic light emittingdiode,OLED)、微型发光二极管(micro light emitting diode,MicroLED)、柔性有机发光二极管(flexible organic light emitting diode,FOLED)在内的电流驱动型发光器件,
以下以发光器件为OLED为例进行说明。
晶体管T4和晶体管T3导通后的压降很低,因此晶体管T2、发光器件D1的分压之和约等于电源VDD与电源VSS之间的压差。图4示出的显示驱动电路为工作在固定电压驱动模式,即电源VDD与电源VSS之间的压差是固定不变的,
由于晶体管T2工作在饱和区,流过第一极和第二极的电流不随着晶体管T2的第一极和第二极的电压减小而降低,因此可以给提供发光器件D1提供稳定的电流驱动发光器件D1发光。当晶体管T2的栅极电压增大时,流过晶体管T2的第一极和第二极的饱和电流增大,发光器件D1的电流增大,显示的灰阶增大;当晶体管T2的栅极减小时,流过晶体管T2的第一极和第二极的饱和电流减小,发光器件D1的电流减小,显示的灰阶降低,因此,通过不同的栅极电压驱动晶体管T2输出不同的饱和电流从而使发光器件D1显示不同亮度。
当发光器件D1的电流减小,显示的灰阶或亮度较低时,发光器件D1上的分压减小,那么晶体管T2的分压增大,由于晶体管T2工作在饱和区,流过第一极和第二极的电流不随着晶体管T2的第一极和第二极的电压增大而增大,因此可以给提供发光器件D1提供稳定的电流驱动发光器件D1发光;同理,当发光器件D1的电流增大,显示的灰阶或亮度较高时,发光器件D1上的分压增大,那么晶体管T2的分压减小。
对于电源VDD与电源VSS,他们之间的压差需要保障在显示任意亮度下晶体管T2均不会工作在线性区,因为当晶体管T2工作在线性区时,流过晶体管T2的第一极和第二极的电流与栅极电压不成正比,因此无法通过调节晶体管T2的栅极电压调节流过晶体管T2的第一极和第二极的电流,也即流过发光器件D1的驱动电流。当晶体管T2工作在饱和区时,流过晶体管T2的第一极和第二极的电流与晶体管T2的栅极电压成正比,因此能够通过调节晶体管T2的栅极电压使最高灰阶与最低灰阶以及其之间的每一个灰阶都能够由发光器件D1显示。
但显示组件显示的内容是在动态变化的,并非是一成不变,也就是说并不是所有的待显示图像都会出现最高的灰阶,例如,播放一部主要场景为夜间场景的电影,夜间场景的亮度较低,那么可能显示的所有图像的灰阶都较低,这样显示驱动电路仍然工作在固定电压模式,会产生较大的功耗浪费。
有鉴于此,本申请实施例提供了一种电压调节方法,用于根据待显示图像的灰阶调节显示驱动电路的工作电压,从而达到节省功耗的目的。
在一种可能的实现方式中,参阅图5,本申请实施例提供的电压调节方法可以应用于电视,例如可以应用于智慧屏,通过本申请实施例提供的方法,可以根据智慧屏显示的图像的每种颜色通道的最高灰阶确定每个颜色通道最高灰阶对应的最低工作电压,将每种颜色通道的最高灰阶对应的最低工作电压的最大值作为目标工作电压,这样在确保能够显示每种颜色通道的所有灰阶的情况下,可以降低电视的功耗。
在一种可能的实现方式中,参阅图6,本申请实施例提供的电压调节方法可以应用于电脑显示器,如图6所示,通过本申请实施例提供的方法,可以根据显示器显示的图像的每种颜色通道的最高灰阶确定每种颜色通道的最高灰阶对应的最低工作电压,将所有颜色通道的最高灰阶对应的最低工作电压的最大值确定为目标电压,这样在确保能够显示每种颜色通道的所有灰阶的情况下,可以降低显示器的功耗。
在一种可能的实现方式中,本申请实施例提供的电压调节方法可以应用于手机,如图7所示,通过本申请实施例提供的方法,可以根据手机显示的图像的每种颜色通道的最高灰阶确定每种颜色通道的最高灰阶对应的最低工作电压,将每种颜色通道的最高灰阶对应的最低工作电压的最大值确定为目标电压,这样在确保能够显示每种颜色通道的所有灰阶的情况下,可以降低手机显示屏的功耗。
上述为对本申请实施例的应用场景的举例,并非对本申请实施例的应用场景作出任何限定,本申请实施例提供的方法可以应用在任意通过显示驱动电路进行显示的终端设备。
示例性的,参阅图8,图8示出了本申请实施例提供的一种终端设备的系统架构的示意图。终端设备可以为图1示出的终端设备100,或者还可以是图5~图7示出的任一种终端设备,参阅图8,终端设备200可以包括处理器210、显示组件230与显示串行接口250。
处理器210包括显示缓存模块211、灰阶统计模块213、电压计算模块215以及亮度补偿计算模块217。示例性的,显示组件230可以包括显示面板与印制电路板(printcircuit board,PCB),PCB上设置有显示驱动电路,示例性的,显示驱动电路可以为图4示出的显示驱动电路或者其他的显示驱动电路,显示组件通过显示驱动电路驱动图像数据在显示面板上显示。
示例性的,本申请实施例提供的处理器210可以是终端设备200中的中央处理器(central processing unit,CPU)、图形处理器(GPU)或者其他用于视频或者图像显示的处理器。
示例性的,显示面板可以采用LED、miniLED、micro LED、OLED、MicroLED、FOLED等发光器件。
示例性的,上述灰阶统计模块213、电压计算模块215与亮度补偿计算模块217可以集成在终端设备200的系统级芯片(system on chip,SOC)上。
示例性的,显示缓存模块211用于存储图像或者视频数据,显示缓存模块211可以将待显示的图像或数据通过显示串行接口250发送至显示组件进行显示,显示组件230逐帧显示待显示图像,在一个显示周期结束后,显示组件230可以通过显示串行接口250发送同步信号通知处理器210发送下一帧待显示图像进行显示。
灰阶统计模块213用于确定待显示图像的各个颜色通道的最高灰阶,最高灰阶是指待显示图像的某一个颜色通道的所有像素点对应的灰阶的最大值,一般而言灰阶的范围为0~255,灰阶越高亮度越大;每一个像素点均包括多种颜色通道,因此灰阶统计模块213可以确定每种颜色通道对应的最高灰阶。电压计算模块215用于根据每种颜色通道对应的最高灰阶确定每一种颜色通道的最高灰阶对应的最低工作电压,将每一种颜色通道对应的最低工作电压中的最大值确定为目标工作电压,然后可以根据目标工作电压以及显示驱动电路的输入电压确定电压调整量。处理器210通过显示串行接口250发送控制指令至显示组件230,以使显示组件230在显示待显示图像时将显示驱动电路的工作电压调整至目标工作电压。
示例性的,上述控制指令可以包括目标工作电压,也可以包括根据目标工作电压以及显示驱动电路的输入电压的差值确定的电压调整量,显示组件230根据电压调整量调整显示驱动电路的电源电压,使电源VDD与电源VSS的压差达到上述的目标工作电压,以此来降低显示驱动电路的功耗。
此外,处理器210还包括亮度补偿计算模块217,亮度补偿计算模块217用于计算亮度补偿值,理想状态下,当显示驱动电路的驱动晶体管工作在饱和区时,驱动晶体管的第一极与第二极两端的电压发生变化时,流过第一极与第二极的电流恒定不变,但驱动晶体管无法达到理想状态,其输出特性曲线的斜率并不为0,因此在电压降低时,驱动晶体管的饱和电流会存在略微的减小,这会导致发光器件显示的灰阶降低,因此需要对亮度进行补偿,从而弥补驱动晶体管的输出特性曲线的斜率不为0导致的灰阶损失的问题。
示例性的,亮度补偿计算模块217可以根据驱动晶体管的输出特性曲线,也即驱动晶体管的输出电流与电压的对应关系确定电流变化量,例如,当驱动晶体管的第一极与第二极之间的电压由V1回退至V2时,电流由I1降低至I2,电流I1与电流I2的差值即为电流变化量,而这个电流变化量会导致发光器件的亮度降低,因此需要对发光器件的亮度补偿。
示例性的,可以将这里的电流变化量确定为亮度补偿量,将亮度补偿量通过250发送至显示组件230,显示组件根据亮度补偿量也即发光器件的电流变化量自行对发光器件的亮度进行补偿,例如可以增大显示驱动电路中EM端输出的控制信号的占空比。
当然,若驱动晶体管能够达到理想状态,其输出特性曲线的斜率为0的情况下,则无需亮度补偿,也无需设置亮度补偿计算模块217。
图9示出了本申请实施例提供的电压调节方法的流程示意图,本申请实施例提供的电压调节方法应用于终端设备的处理器,终端设备还包括显示组件,显示组件包括显示驱动电路,下面附图,对本申请实施例提供的电压调节方法详细介绍。请参阅图9,本申请实施例提供的电压调节方法包括:
S310:获取待显示图像的每种颜色通道的最高灰阶。
S330:确定显示驱动电路显示每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压。
S350:将显示驱动电路显示每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压中的最大值确定为显示驱动电路的目标工作电压。
传统的显示驱动电路以固定电压模式工作运行,它的工作电压能够确保最低灰阶到最高灰阶能够在每一个像素点上显示,例如,若最低灰阶为0,最高灰阶为255,那么显示驱动电路的工作电压可以使任意一个颜色的发光器件对应的显示驱动电路都可以驱动发光器件显示0~255的灰阶。
一般情况下,显示驱动电路的工作电压会维持在一个较高的电压水平,以确保能够显示全部灰阶,但显示内容是动态变化的,例如上一帧图像的灰阶较高,下一帧图像的灰阶较低,有可能图像上的各个像素点的最高灰阶是低于发光器件能够显示的最高灰阶的,例如,发光器件能够显示的最高灰阶为255,但图像上的所有像素点的最高灰阶为200,那么驱动显示电路的工作电压仍旧以最高灰阶255作为基准会存在功耗浪费。因此本申请实施例提供的方案首先获取待显示图像每种颜色通道的最高灰阶,根据待显示图像每种颜色通道的最高灰阶确定显示驱动电路的工作电压。
此外,由于不同颜色的发光器件的电流与电压的关系曲线不同,因此不同颜色的发光器件的灰阶与驱动电压的对应关系也不同,例如红色发光器件在显示最高灰阶时的所需的驱动电压低于蓝色发光器件显示最高灰阶时所需的驱动电压,因此本申请实施例提供的方案,首先根据待显示图像的每种颜色通道的最高灰阶确定显示驱动电路显示每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压,此处每种颜色通道是指发光器件的颜色通道,例如图像被显示器以RGB模式显示,那么这里指红色、绿色与蓝色三个通道,若图像被显示器以RGBW模式显示,那么这里指红色、绿色、蓝色与白色通道。。
确定显示驱动电路显示每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压后,将每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压中的最大值确定为显示驱动电路的目标工作电压。由于显示面板各个像素点的显示驱动电路采用相同的输入电压作为工作电压,例如图4示出的显示驱动电路中,以电源VDD和电源VSS的输入电压作为工作电压,为了避免其中一部分显示驱动电路因为工作电压较低无法正常显示,因此需要每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压中的最大值确定为显示驱动电路的目标工作电压。
例如,以RGB模式为例,待显示图像的红色通道的最高灰阶为R1、绿色通道的最高灰阶为G1、蓝色通道的最高灰阶为B1,红色发光器件的显示驱动电路在显示R1时的最低工作电压为VR1,绿色发光器件的显示驱动电路在显示G1时的最低工作电压为VG1,蓝色发光器件的显示驱动电路在显示B1时的最低工作电压为VB1,那么应当将VR1、VG1与VB1中的最大值确定为显示驱动电路的目标工作电压,这样可以确保待显示图像每一个颜色通道的所有灰阶都可以被显示。
本申请实施例提供的电压调节方法,可以根据待显示图像的灰阶调整显示驱动电路的工作电压,首先确定待显示图像每种颜色通道的最高灰阶,确定显示驱动电路显示每一种颜色通道最高灰阶所需的最低工作电压,然后将每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压的最大值作为显示驱动电路的目标工作电压,这样将显示不同颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压的最大值作为显示驱动电路的目标工作电压,能够保障待显示图像的所有灰阶都能够被正常显示,另一方面根据待显示图像的灰阶调整显示驱动电路的工作电压,在显示灰阶较低的图像时可以降低显示驱动电路的功耗。
在一种可能的实现方式中,处理器通过显示串行接口与显示组件连接,确定待显示图像对应的显示驱动电路的目标工作电压后,参阅图10,还包括:
S360:发送控制指令至显示组件,以将显示驱动电路显示待显示图像的工作电压调整至目标工作电压。
在一种可能的实现方式中,显示驱动电路由电源VDD与电源VSS供电,电源VDD与电源VSS二者的电压差即为显示驱动电路的工作电压。
本申请实施例提供的电压调节方法,可以根据待显示图像的灰阶调整显示驱动电路的工作电压,因此处理器发送控制指令至显示组件,在显示相应的图像时,显示组件根据处理器发送的控制指令调整显示驱动电路的工作电压为目标工作电压,以降低功耗。
在一种可能的实现方式中,处理器发送的控制指令可以包括电压调整量,电压调整量为显示驱动电路的输入电压与目标工作电压的差值。
在一些实施方式中,显示驱动电路的输入电压包括电源VDD和电源VSS,由于电源VDD是显示组件中多个子电路(包括显示驱动电路)共用的参考电压,因此一般不对电源VDD做调整,那么在调整显示驱动电路的工作电压时可以调整电源VSS的电压。
例如,电源VDD为+9V,电源VSS为-3V,也就是说显示驱动电路的工作电压为12V。若根据待显示图像的灰阶确定显示驱动电路的目标工作电压为9V,那么电压调整量为3V,调整电源VSS时,由于电源VSS的电压为-3V,因此调整3V后的电源VSS的电压为0V,基于电源VDD的电压为+9V、电源VSS的电压为0V,那么显示驱动电路的电压被调整为9V,相,工作电压降低,显示驱动电路的功耗也可以降低。
当然,在一些其他可能的实现方式中,处理器向显示组件发送的控制指令可以包括目标工作电压,由显示组件根据处理器发送的控制指令将显示驱动电路的工作电压调整为目标工作电压。
示例性的,参阅图11,获取待显示图像的每种颜色通道的最高灰阶的方式有多种,例如,S310可以包括:
S310-1:获取待显示图像每一个像素点的每种颜色通道的灰阶。
S310-2:将待显示图像全部像素点的同一种颜色通道的灰阶的最大值作为该通道的最高灰阶。
待显示图像由多个像素点组成,可以通过遍历待显示图像每一个像素点的每个颜色子像素的灰阶,然后将每种颜色的全部子像素的灰阶的最大值作为该颜色通道的最高灰阶,例如,以RGB为例,将所有像素点的红色子像素的灰阶的最大值作为红色通道的最高灰阶,将所有像素点的绿色子像素的灰阶的最大值作为绿色通道的最高灰阶,将所有像素点的蓝色子像素的灰阶的最大值作为蓝色通道的最高灰阶,从而确定红色通道、绿色通道和蓝色通道的最高灰阶。
在一些其他可能的实现方式中,还可以根据待显示图像的每种颜色的灰阶直方图确定每种颜色通道的最高灰阶,如图12所示,图12示出了一种颜色通道的灰阶直方图,横轴代表灰阶,纵轴代表像素点的个数,根据图12可以看出,该图像这一颜色通道的最高灰阶为125。
或者,还可以由图形处理器(graphics processing unit,GPU)、视频解码器、视频处理单元(video processing unit,VPU)等对待显示图像预处理,确定待显示图像的每种颜色通道的最高灰阶。
获取待显示图像每种颜色通道的最高灰阶后,确定显示驱动电路显示每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压,示例性的,参阅图13,步骤S330包括:
S330-1:根据预先存储的每种颜色的发光器件的灰阶与驱动电流的对应关系,以及驱动电流与驱动电压的对应关系,确定发光器件显示每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电流和驱动电压。
前述示例已经提及,不同颜色的发光器件,其电流与电压的关系曲线不同。那么,本申请实施例以RGB模式的OLED显示器为例进行说明,结合图14~图16,图14示出了红色OLED的V-I特性曲线,图15示出了蓝色OLED的V-I特性曲线,图16示出了绿色OLED的V-I特性曲线。
本申请实施例提供的发光器件为电流驱动型发光器件,即发光器件显示的灰阶与驱动电流呈正相关。在驱动电流最大时,显示最高灰阶,在驱动电流最小时,显示最低灰阶。参阅图14,红色OLED在驱动电压为5V左右时的驱动电流达到最大,显示最高灰阶,但需要注意的是,此处所言最高灰阶是指发光器件能够显示的最高灰阶,并非待显示图像的最高灰阶,例如红色OLED能够显示的最高灰阶为255,那么结合图14,红色OLED在驱动电压为5V左右时显示最高灰阶255,同理,结合图15,蓝色OLED在驱动电压为接近5V时显示最高灰阶255,结合图16,绿色OLED在驱动电压超过6V后才会显示最高灰阶255,由此可见,在显示同一灰阶(例如,255)的情况下,不同的发光器件需要的驱动电流或者驱动电压是不同的,若驱动电压为5V左右,那么红色OLED与蓝色OLED能够显示最高灰阶,但绿色OLED由于驱动电压较低无法显示最高灰阶,由此可见,需要分别对应每一个颜色通道的最高灰阶确定不同通道的发光器件的最低工作电压,从中取最大值作为整个显示驱动电路的目标工作电压。
前述示例中已经提及,显示驱动电路的工作电压由发光器件以及驱动晶体管上的电压之和组成。那么首先,获取待显示图像每种颜色通道的最高灰阶后,确定发光器件每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电流和驱动电压。
示例性的,可以根据预先存储的灰阶与驱动电流的对应关系以及驱动电流与驱动电压的对应关系确定发光器件显示每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电流和驱动电压。
例如,在一种可能的实现方式中,发光器件显示的灰阶与驱动电流的对应关系以及驱动电流与驱动电压的对应关系可以表的形式存储,那么获取待显示图像每种颜色通道的最高灰阶后,可以查表获取发光器件显示每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电流和驱动电压。
以发光器件为OLED为例,OLED生产完成后,不同颜色的OLED其灰阶与驱动电流的对应关系是确定的,不同颜色OLED的驱动电流与电压的关系,或者称之为V-I特性也是确定的。例如,在一种可能的实现方式中,红色OLED显示的灰阶与驱动电流、驱动电压的对应关系可以表1的形式存储。若待显示图像的红色通道的最高灰阶为200,那么可以根据表1所示的灰阶与驱动电流的对应关系以及驱动电流与驱动电压的对应关系确定红色发光器件灰阶为200时的驱动电流以及驱动电压。
表1
OLED的灰阶与驱动电流、驱动电压等工作参数的对应关系还可以其他形式存储,本申请实施例对此不做限定,获取待显示图像每种颜色通道的最高灰阶后,分别确定发光器件显示每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电流和驱动电压。
S330-3:根据预先存储的驱动晶体管的电流与电压的对应关系,确定驱动晶体管输出驱动电流时的最低饱和电压。
S330-5:将发光器件显示每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电压与最低饱和电压之和确定为显示该通道的最高灰阶所需的最低工作电压。
前述示例已经提及,驱动晶体管工作在饱和区,这样才能够输出稳定的饱和电流作为发光器件的驱动电流。
结合前述示例中图3示出的驱动晶体管工作在饱和区的电流与电压的关系曲线,当驱动晶体管工作在饱和区时,漏极电流ID不会随着漏源电压VDS变化而变化,不发生变化,漏极电流ID仅随着驱动晶体管的栅源电压VGS变化而变化。也就是说,在发光器件的驱动电流维持稳定不变的情况下,驱动晶体管上的分压可以升高,也可以降低,只要驱动晶体管仍然保持工作在饱和区,那么驱动晶体管上的分压变化不会影响发光器件的工作。
由于驱动晶体管和发光器件串联在电源VDD与电源VSS之间,发光器件的分压增大时,驱动晶体管上的分压减小,以红色OLED为例,在发光器件显示待显示图像的红色通道最高灰阶时,此时发光器件的驱动电压达到最大,驱动晶体管的分压最小;当发光器件显示的灰阶降低时,发光器件的驱动电压会降低,驱动晶体管的分压升高。那么,只要确保在发光器件显示待显示图像的红色通道最高灰阶,也即驱动晶体管的分压在最小的情况下仍然工作在饱和区,那么在发光器件显示任意待显示图像的红色通道的任意灰阶的情况下驱动晶体管都能够工作在饱和区。
换句话说,只要在发光器件显示最高灰阶时,驱动晶体管能够工作在饱和区,那么在发光器件显示任意灰阶时,驱动晶体管都会保持工作在饱和区。为了降低显示驱动电路的功耗,确定驱动晶体管输出显示每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电流时的最低饱和电压。
示例性的,本申请实施例中,最低饱和电压是指驱动晶体管输出发光器件显示最高灰阶所需的电流时,工作在饱和区的最低的电压。例如结合图17,若发光器件显示最高灰阶所需的电流为100mA,当驱动晶体管的漏源电压为V4时,驱动晶体管输出的漏电流为100mA,发光器件可以显示最高灰阶,当驱动晶体管的漏源电压为V3时,由于驱动晶体管工作在饱和区,漏源电压降低时漏电流不发生变化或者变化很小,驱动晶体管输出的漏电流仍然为100mA,发光器件仍然可以显示最高灰阶。在发光器件显示最高灰阶情况下,其驱动电流和驱动电压维持不变,功耗也不变,但驱动晶体管的源漏电压可以为V3,也可以为V4,并且V4>V3,可想而知,在输出电流不变的情况下,电压越大驱动晶体管的功耗越大,因此为了降低功耗,在发光器件显示最高灰阶时,令驱动晶体管的分压降至饱和区的最低电压,也即本申请实施例提出的最低饱和电压,这样发光器件的驱动电流不变,驱动电压也不变,而驱动晶体管的分压降低至最低饱和电压,发光器件的驱动电压与驱动晶体管的最低饱和电压之和,也即显示驱动电路的工作电压达到了最低的状态,将发光器件的显示红色、绿色和蓝色三个通道的最高灰阶所需的驱动电流时的驱动电压与驱动晶体管的最低饱和电压之和确定为显示驱动电路的目标工作电压,这样在待显示图像的灰阶较低的情况下,显示驱动电路的目标工作电压也会降低,可以降低显示驱动电路的功耗。
此外,由于调整驱动显示电路的工作电压时,对发光器件的电流影响很小,此外一般情况下调节速度都可以达到60帧每秒以上,因此不会出现显示闪烁的问题。
以RGB模式的OLED显示器为例,确定驱动晶体管输出显示每种颜色通道的最高灰阶所需的驱动电流时的最低饱和电压后,将发光器件显示红色通道的最高灰阶时的驱动电压以及驱动晶体管的最低饱和电压之和确定为显示驱动电路显示红色通道的最高灰阶所需的最低工作电压;将发光器件显示绿色通道的最高灰阶时的驱动电压以及驱动晶体管的最低饱和电压之和确定为显示驱动电路显示绿色通道的最高灰阶所需的最低工作电压;将发光器件显示蓝色通道的最高灰阶时的驱动电压以及驱动晶体管的最低饱和电压之和确定为显示驱动电路显示蓝色通道的最高灰阶所需的最低工作电压。
此外,由于待显示图像的每种颜色通道的最高灰阶可能不同,例如待显示图像整体偏黄,那么红色、绿色这两个通道的最高灰阶可能会较高,蓝色通道的最高灰阶可能较低,例如红色通道的最高灰阶为255,绿色通道的最高灰阶为255而蓝色通道的最高灰阶为10;若待显示图像整体偏灰,那么红色、绿色和蓝色三个通道的最高灰阶可能接近,例如,均为123;而前述示例已经提及,不同颜色的发光器件的灰阶-电流-电压的对应关系不同。而所有的发光器件共用同一个工作电压,因此在选定目标工作电压时,应当将每种颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压中的最大值确定为显示驱动电路的目标工作电压,而不能从不同的颜色通道中灰阶最高的工作电压作为目标工作电压。
例如,结合图14~图16,若待显示图像的红色最高灰阶为255、蓝色最高灰阶为230而绿色通道的最高灰阶为240。那么在确定目标工作电压时,应当分别确定红色发光器件显示灰阶255时需要的最低工作电压,确定蓝色发光器件显示灰阶230时需要的最低工作电压和绿色发光器件显示蓝色灰阶240时所需的最低工作电压,然后将每个颜色通道所需的最低工作电压的最大值作为显示驱动电路的目标工作电压,这样才能够保证每一个通道的最高灰阶都能够正常显示。
由于绿色发光器件显示蓝色灰阶240所需的最低工作电压大于红色发光器件显示灰阶255所需要的最低工作电压,那么若以红色发光器件显示灰阶255所需要的最低工作电压作为目标工作电压,则会导致绿色发光器件无法显示绿色的灰阶240。因此,本申请实施例中,在确定显示驱动电路显示每个颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压后,将每个颜色通道的最高灰阶所需的最低工作电压中的最大值确定为显示驱动电路的目标工作电压,这样能够确保待显示图像每一个颜色通道的每一个灰阶都可以被正常显示。
在理想状态下,驱动晶体管工作在饱和区时,漏源电压发生变化时漏电流不会发生变化,若在电流与电压的关系曲线示意图中以横轴代表漏源电压,纵轴代表漏电流,那么在理想情况下晶体管在饱和区时的漏电流曲线应该为与横轴平行。
但一些情况下,驱动晶体管无法达到理想状态,漏电流的曲线存在一定的斜率,那么在将驱动晶体管的漏源电压调整为最低饱和电压时,漏电流可能会发生变化,漏电流发生变化,也即发光器件的驱动电流发生变化,这样会导致发光器件显示的灰阶异常,例如若驱动晶体管的漏电流降低,那么发光器件的驱动电流降低,发光器件显示的灰阶也会降低。
因此,在驱动晶体管无法达到理想状态的情况下,需要对发光器件亮度补偿,由于在将驱动晶体管的漏源电压调整至最低饱和电压时驱动晶体管的漏电流减小,导致发光器件的驱动电流减小,显示的灰阶降低,所谓的亮度补偿,就是对发光器件的驱动电流减小而导致的灰阶损失做补偿。
应当理解的是,在一些可能的实现方式中,处理器发送控制指令至显示组件,以使显示组件将显示驱动电路的工作电压调整为目标工作电压,这里的电压调整量主要是由于驱动晶体管的漏源电压设置为最低饱和电压而导致的,一般情况下,发光器件的驱动电流、驱动电压并不会因为显示驱动电路的工作电压调整而发生变化,但驱动晶体管无法达到理想状态,漏源电压调整为最低饱和电压时会导致输出的漏电流有所下降,亮度补偿,也可以认为是对驱动晶体管输出的漏电流降低而导致的发光器件的灰阶损失做补偿。
示例性的,参阅图18,本申请实施例提供的电压调节方法还包括:
S370:根据电压调整量以及预先存储的驱动晶体管的电流与电压的对应关系,确定驱动晶体管的电流变化量。
S380:根据驱动晶体管的电流变化量确定亮度补偿量。
前述示例中,为了降低功耗,将驱动晶体管的电压调整至了最低饱和电压,但由于驱动晶体管可能无法达到理想状态,因此驱动晶体管的电压降低会导致输出电流也会降低,在一种可能的实现方式中,可以根据驱动晶体管电压变化量以及预先存储的驱动晶体管的电流与电压的对应关系,确定驱动晶体管的电流变化量,其中电压调整量为显示驱动电路的输入电压与目标工作电压的差值,由于显示驱动电路的目标工作电压主要是由于驱动晶体管的漏源电压调整至最低饱和电压而产生的变化量,因此显示驱动电路的工作电压的调整量可以近似地等同为驱动晶体管的漏源电压产生的变化量,因此基于电压调整量以及预先存储的驱动晶体管的电流与电压的对应关系,可以确定驱动晶体管的电流变化量△I。
示例性的,结合图17,当驱动晶体管的电压由V1降低至V2时,驱动晶体管输出的电流由I1降低至I2,电流变化量△I=I1-I2。
在一种可能的实现方式中,确定驱动晶体管的电压变化量后,可以根据驱动晶体管的电流与电压的关系曲线的斜率计算得到电流变化量。
例如驱动晶体管的电流与电压的关系曲线的斜率为k,电压调整量为△V,那么△I=k*△V。
确定驱动晶体管的电流变化量后,根据驱动晶体管的电流变化量确定亮度补偿量。在一种可能的实现方式中,可以将电流变化量确定为亮度补偿量,在其他可能的实现方式中,也可以将电流变化量按照设定的规则换算成亮度补偿量。
例如,显示组件通过控制显示驱动电路的EM信号的占空比进行亮度补偿,例如驱动晶体管的电流降低了5%,那么在进行亮度补偿时,显示组件可以将EM信号的占空比提高5%。
确定亮度补偿量后,电压调节方法还包括:
S390:发送亮度补偿量至显示组件。
示例性的,将亮度补偿量发送至显示组件,显示组件根据亮度补偿量对发光器件显示的亮度作补偿。
上述示例中,均以RGM模式的显示模式举例说明,因此需要先确定待显示图像的红色、绿色以及蓝色通道的最高灰阶,然后确定显示驱动电路显示每一种颜色的最高灰阶所需的最低工作电压,然后将每一种颜色对应的最低工作电压的最大值作为目标工作电压,以目标工作电压调节显示该待显示图像时,显示驱动电路的工作电压,这样在待显示图像的最高灰阶低于发光器件能够显示的最高灰阶时,能够降低显示驱动电路的功耗,进而使得整个显示屏或者显示组件的功耗降低。在一些其他可能的实现方式中,显示组件还可以其他的模式显示,例如RGBW模式,这样就需要根据显示图像的红色、绿色、蓝色以及白色通道的最高灰阶确定显示驱动电路的目标工作电压,或者显示组件还可以另外的模式显示,本申请实施例对此不作限定。
本申请实施例还提供了一种芯片,芯片应用于终端设备,例如,可以应用于图1,或者图5~图8任一所示的终端设备,其中,芯片包括一个或多个处理器,处理器用于执行计算机程序指令,使得终端设备执行本申请前述实施例提供的电压调节方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被终端设备的处理器执行时,使得终端设备执行本申请前述实施例提供的电压调节方法。
以上内容,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电压调节方法,其特征在于,应用于终端设备的处理器,所述终端设备还包括显示组件,所述显示组件包括显示驱动电路,所述方法包括:
获取待显示图像的每种颜色通道的最高灰阶;
确定所述显示驱动电路显示每种所述颜色通道的所述最高灰阶所需的最低工作电压;
将所述显示驱动电路显示每种所述颜色通道的所述最高灰阶所需的最低工作电压中的最大值确定为所述显示驱动电路的目标工作电压。
2.根据权利要求1所述的电压调节方法,其特征在于,所述显示驱动电路包括驱动晶体管与发光器件,所述驱动晶体管用于向所述发光器件提供驱动电流,所述确定所述显示驱动电路显示每种所述颜色通道的所述最高灰阶所需的最低工作电压包括:
根据预先存储的每种颜色的所述发光器件的灰阶与驱动电流的对应关系,以及驱动电流与驱动电压的对应关系,确定所述发光器件显示每种所述颜色通道的所述最高灰阶所需的驱动电流和驱动电压;
根据预先存储的所述驱动晶体管的电流与电压的对应关系,确定所述驱动晶体管输出所述驱动电流时的最低饱和电压;
将所述发光器件显示每种所述颜色通道的所述最高灰阶所需的所述驱动电压与所述最低饱和电压之和确定为显示所述颜色通道的所述最高灰阶所需的所述最低工作电压。
3.根据权利要求2所述的电压调节方法,其特征在于,根据预先存储的所述驱动晶体管的电流与电压的对应关系,确定所述驱动晶体管输出所述驱动电流时的最低饱和电压包括:
根据预先存储的所述驱动晶体管的电流与电压的对应关系,将所述驱动晶体管工作在饱和区时,输出电流为所述驱动电流对应的最低电压,确定为所述驱动晶体管的所述最低饱和电压。
4.根据权利要求1~3任一项所述的电压调节方法,其特征在于,所述方法还包括:
发送控制指令至所述显示组件,以将所述显示驱动电路显示所述待显示图像的工作电压调整至所述目标工作电压。
5.根据权利要求4所述的电压调节方法,其特征在于,所述控制指令包括电压调整量,所述电压调整量为所述显示驱动电路的输入电压与所述目标工作电压的差值,或者,所述控制指令包括所述目标工作电压。
6.根据权利要求1~3任一项所述的电压调节方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述电压调整量以及预先存储的所述驱动晶体管的电流与电压的对应关系,确定所述驱动晶体管的电流变化量;所述电压调整量为所述显示驱动电路的输入电压与所述目标工作电压的差值;
根据所述电流变化量确定亮度补偿量;
发送所述亮度补偿量至所述显示组件。
7.根据权利要求1所述的电压调节方法,其特征在于,所述获取待显示图像的每种颜色通道的最高灰阶包括:
获取待显示图像每一个像素点的每种颜色通道的灰阶;
将所述待显示图像全部像素点的同一种颜色通道的灰阶的最大值作为该通道的最高灰阶。
8.一种终端设备,其特征在于,包括:
显示组件以及一个或多个处理器,所述处理器与所述显示组件连接,所述显示组件包括显示驱动电路;
所述处理器用于执行计算机程序指令,以实现如权利要求1~7任一项所述的电压调节方法。
9.一种芯片,其特征在于,所述芯片应用于终端设备,所述芯片包括一个或多个处理器,所述处理器用于执行计算机程序指令,以使所述终端设备执行如权利要求1~7任一项所述的电压调节方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,使得终端设备执行如权利要求1~7任一项所述的方法。
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