CN109243354A - 显示装置的驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种显示装置的驱动方法，包括：接收图像数据；将图像数据存储到列移位寄存器中，之后将列移位寄存器中的图像数据锁存到锁存器中；将锁存器中的图像数据存储至存储单元阵列，所述存储单元阵列包括m个主列和n行，每一个主列包括p个数位列，一共构成m×n×p个数据位，其中，一个主列和一行所限定的p个数据位构成对应一个像素点的存储单元；将存储单元阵列的图像数据传送至m个数字比较器，其中，从一个主列的p个数位列依次输出p位存储数据到一个数字比较器；利用计数器输出p位计数器数据到m个数字比较器，其中，一个计数器依次输出p位计数器数据到一个数字比较器；利用数字比较器对p位存储数据和p位计数器数据进行比较。

Description

显示装置的驱动方法

技术领域

本发明的实施例涉及半导体技术领域，特别涉及一种显示装置的驱动方法。

背景技术

在众多电子产品中，显示装置具有重要作用，随着科技的发展，对于高分辨率、高刷新率、高亮度、低功耗的显示装置具有极大需求。

现有技术主要采用模拟驱动方式对显示装置进行灰度控制，即，列驱动器使用电压或电流的模拟量等级来控制显示装置的灰度。然而，对于OLED、LED等显示器件而言，若实现较高的灰度等级，那么每一灰度阶梯的电压需要控制在很小范围内，这对数模转换器(DAC)的转换精度和抗干扰能力提出了非常高的要求。

数字脉宽调制显示驱动是一种新型的显示驱动方法，其基本原理是将一帧显示时间分为不同权重的子帧，精确控制每个像素点在一帧显示时间中点亮的时间，从而控制显示的灰度。由于采用全数字的驱动方式，可避免外界信号对模拟电路的干扰，是一种理想的显示驱动方式。

在数字脉宽调制显示驱动中，为减小时钟频率需采用并行输入的方式，但是同时需要外接两块大容量大位宽的存储器，大大增加了显示装置的结构复杂度和制备难度。目前利用数字脉宽调制的显示装置都需要较高的时钟频率进行驱动，并没有成熟的数字脉宽驱动器用于显示装置，也没有合适的驱动方法。

发明内容

本发明的实施例提出了一种新的显示装置驱动方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种显示装置的驱动方法，包括：接收图像数据；将图像数据存储到列移位寄存器中，之后将列移位寄存器中的图像数据锁存到锁存器中；将锁存器中的图像数据存储至存储单元阵列，所述存储单元阵列包括m个主列和n行，每一个主列包括p个数位列，一共构成m×n×p个数据位，其中，一个主列和一行所限定的p个数据位构成对应一个像素点的存储单元；将存储单元阵列的图像数据传送至m个数字比较器，其中，从一个主列的p个数位列依次输出p位存储数据到一个数字比较器；利用计数器输出p位计数器数据到m个数字比较器，其中，一个计数器依次输出p位计数器数据到一个数字比较器；利用数字比较器对p位存储数据和p位计数器数据进行比较；输出m个数字比较器的输出结果。

根据一些实施方式，p位计数器数据从最小值开始，依次增加1，直到最大值。

根据一些实施方式，p位计数器数据包括8位数据，从00000000开始，依次增加1，直到11111111。

根据一些实施方式，当p位存储数据大于p位计数器数据时，数字比较器的输出结果为1；当p位存储数据小于或等于p位计数器数据时，数字比较器的输出结果为0。

根据一些实施方式，利用写使能开关和读使能开关控制列驱动器的写入状态和读出状态的切换。

根据一些实施方式，利用m个灵敏放大器对存储单元阵列输出的图像数据进行放大，其中，一个灵敏放大器用于放大一个主列的p位存储数据。

根据一些实施方式，通过m×p个预充电开关分别将m×p个数位列连接至电源。

根据一些实施方式，所述存储单元阵列包括静态随机存储单元阵列、动态随机存储单元阵列、非挥发性存储单元阵列中的一种或多种。

根据一些实施方式，所述显示装置包括液晶显示装置、有机发光显示装置、LED显示装置、微显示器中的一种或多种。

在根据本发明的实施例的驱动方法中，通过将图像数据存储到m个主列、p个数位列和n行的存储单元阵列中，可以存储多个像素点的多位数据，同时对图像数据进行并行传输，可降低工作频率；通过利用数字比较器对p位存储数据和p位计数器数据进行比较，可依次改变存储数据的输出结果，实现脉宽调制显示，提高显示效果；并且，本发明的驱动方法步骤简单、便于应用。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1示出了用于本发明的一个示例性实施例的显示装置驱动方法的列驱动器的结构示意图；以及

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。

在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

图1示出了用于本发明的一个示例性实施例的显示装置驱动方法的列驱动器100的结构示意图。如图1所示，列驱动器100包括：列移位寄存器1；连接至列移位寄存器1的锁存器2；行移位寄存器3；连接至锁存器2和行移位寄存器3的存储单元阵列4，存储单元阵列4包括m个主列和n行，每一个主列包括p个数位列，一共构成m×n×p个数据位，其中，一个主列和一行所限定的p个数据位构成对应一个像素点的存储单元2-2；m个计数器5，其中，每个计数器5依次输出p位计数器数据；m个数字比较器6，其中，一个主列的p个数位列共同连接至一个数字比较器6，用于依次输出p位存储数据，一个计数器5连接至一个数字比较器6；一个数字比较器6用于将p位存储数据与p位计数器数据进行比较；连接至m个数字比较器6的m个输出端7，用于输出m个数字比较器6的输出结果。在图1中，m个数字比较器6和m个输出端7分别示意为6-1，6-2...6-m；7-1，7-2...7-m。

基于上述结构，本发明的显示装置的驱动方法可包括如下步骤：

S1，接收图像数据；

S2，将图像数据存储到列移位寄存器1中，之后将列移位寄存器1中的图像数据锁存到锁存器2中；

S3，将锁存器2中的图像数据存储至存储单元阵列4，存储单元阵列4包括m个主列和n行，每一个主列包括p个数位列，一共构成m×n×p个数据位，其中，一个主列和一行所限定的p个数据位构成对应一个像素点的存储单元2-2；

S4，将存储单元阵列4的图像数据传送至m个数字比较器6，其中，从一个主列的p个数位列依次输出p位存储数据到一个数字比较器6；

S5，利用计数器5输出p位计数器数据到m个数字比较器6，其中，一个计数器5依次输出p位计数器数据到一个数字比较器6；

S6，利用数字比较器6对p位存储数据和p位计数器数据进行比较；

S7，输出m个数字比较器6的输出结果。

在根据本发明的实施例的驱动方法中，通过将图像数据存储到m个主列、p个数位列和n行的存储单元阵列中，可以存储多个像素点的多位数据，同时对图像数据进行并行传输，可降低工作频率；通过利用数字比较器对p位存储数据和p位计数器数据进行比较，可依次改变存储数据的输出结果，实现脉宽调制显示，提高显示效果；并且，本发明的驱动方法步骤简单、便于应用。

在本发明的实施例中，列驱动器100可包括m列移位寄存器，每一列包括p位触发器单元；列驱动器100可包括m列锁存器，每一列包括p个锁存器。m、n和p可以是正整数，p表示列驱动器100的位数，可以根据需要设计任意位数的列驱动器，例如8位、10位等，位数越高，显示效果越好。存储单元阵列的图像数据经m个输出端传送至显示面板21(图2示出)，m个输出端与显示面板21的列线一一对应连接。存储单元阵列4可以包括静态随机存储单元阵列、动态随机存储单元阵列、非挥发性存储单元阵列中的一种或多种。

具体地，p位计数器数据从最小值开始，依次增加1，直到最大值。以8位计数器数据为例，从00000000开始，依次增加1，直到11111111。

m个数字比较器6的比较输出机制为：当p位存储数据大于p位计数器数据时，数字比较器6的输出结果为1；当p位存储数据小于或等于p位计数器数据时，数字比较器6的输出结果为0。由此，对于某一个像素点而言，在p位计数器数据小于其显示数据时，列驱动器100向像素点输入1，使像素点处于打开状态，即该点点亮显示；而当p位计数器数据大于或等于其显示数据时，列驱动器100向像素点输入0，使像素点处于关断状态，即该点关闭显示。如此操作，恰好使某一个像素点点亮其显示数据对应个数的子帧数，实现脉宽调制显示。

继续参照图1，列驱动器100还包括写使能开关11和读使能开关12，用于控制列驱动器100的写入状态和读出状态的切换。写使能开关11可以设置于锁存器2和存储单元阵列4之间，读使能开关12可以设置于存储单元阵列4和数字比较器6之间。具体地，当列驱动器100处于写入状态时，写使能开关闭合，读使能开关打开；当列驱动器100处于读出状态时，写使能开关打开，读使能开关闭合。写使能开关和读使能开关可分别由写使能信号和读使能信号控制。

继续参照图1，列驱动器100还包括m个灵敏放大器8，用于放大信号，其中，一个主列的p个数位列共同连接至一个灵敏放大器8，然后再连接至数字比较器6。在图1中，m个灵敏放大器8分别示意为8-1，8-2...8-m。

继续参照图1，列驱动器100还包括m×p个预充电开关9，其中，一个数位列经由一个预充电开关9连接至电源10，用于为列线预充电。预充电开关9可由预充电信号控制。

下面以8位的列驱动器为例进行说明。

列驱动器可包括m列移位寄存器1，每一列具有8位触发器单元；还包括m列锁存器2，每一列具有8个锁存器；并包括一个m×n×8位存储单元阵列4(例如SRAM存储单元)，阵列的每一主列包含8个数位列，每一个数位列对应本数位列所有n行上的一位存储单元，一个主列和一行所限定的8个数据位构成对应一个像素点的8位数据存储单元2-2；每一个数位列都有一个读使能开关12和写使能开关11，控制存储器的写入状态和读出状态的切换；列驱动器包括一个8位计数器5，计数器5的8位输出信号(8位计数器数据)与每一列的8位信号(8位存储数据)通过灵敏放大器8连接在同一个8位数字比较器6上，数字比较器6的输出端即每一列的驱动输出信号。每一列都有一个SRAM预充电开关9，由预充电信号控制，用于接通或断开列线与电源10的连接。

下面对列驱动器的写入状态进行描述：在一帧图像数据到来时，列驱动器的写使能开关11闭合，读使能开关12打开，列扫描时钟与显示信号的列扫描时钟同步，行扫描时钟与显示信号的行扫描时钟同步。随着列扫描时钟的触发，将第1行m个像素点的8位显示数据存储到列移位寄存器1中，随后将所有数据锁存到m×8个锁存器2中，此时第1行的行驱动器打开，第1行所有SRAM存储单元的位线打开，把所有数据存储至SRAM存储单元阵列中，之后第1行驱动器关闭，第2行打开，存储第2行数据......直至第n行数据存储完毕。经过一帧的时间，将一帧图像的所有行的数据都存入存储器阵列中。

下面对列驱动器的读出状态进行描述：一帧图像被分为256个时间相同的子帧，列驱动器的8位计数器5从‘00000000’开始，在每一个子帧增加1，即在一帧时间内从‘00000000’变为‘11111111’，如在第10个子帧时，计数器输出信号为‘00001010’。在某一个子帧时间内，行移位寄存器3工作，每一行依次打开，同时预充电信号打开，给列线预充电，将某一行所有SRAM存储单元阵列4中的存储数据读出至灵敏放大器8，放大读出后传送到8位数字比较器6与8位计数器数据进行比较。8位数字比较器6的机制为：如果列线读出SRAM存储单元阵列4中的8位存储数据大于8位计数器数据时，8位数字比较器输出1；如果列线读出SRAM存储单元阵列4中的8位存储数据小于或等于8位计数器数据时，8位数字比较器6输出0。由于列驱动器的行移位寄存器时钟与显示面板的行时钟同步，保证了读出的某行数据恰好写入显示面板的相同行中，则对于某一个像素点而言，当8位计数器数据小于其显示数据时，列驱动向像素点输入1，使像素点处于打开状态，即该点点亮显示；而当8位计数器数据大于或等于其显示数据时，列驱动向像素点输入0，使像素点处于关断状态，即该点关闭显示。如此操作，恰好使某一个像素点点亮其显示数据对应个数的子帧数，实现脉宽调制显示。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的显示装置200的结构示意图，如图2所示，显示装置200可包括：显示面板21，包括以m列和n行布置的像素阵列；以及两个本发明的列驱动器100，列驱动器100的输出端连接至显示面板21；其中，两个列驱动器分别交替处于读出状态和写入状态。当一个列驱动器处于读出状态时，另一个列驱动器处于写入状态，两个列驱动器在两帧图像时间内交替读写。两个列驱动器100的电路可以分别制作在两个芯片上，也可以制作在同一个芯片上；可以分布在显示面板21的两侧，也可以安放在显示面板21的同一侧。

显示装置200可包括液晶显示装置、有机发光显示装置、LED显示装置、微显示器中的一种或多种。

当列驱动器100应用于微显示器时，可以将列驱动器100的电路与微显示器的显示面板集成在同一个集成电路芯片上，也可以采用引线键合、倒装焊键合、穿过硅片通道(TSV)键合等方式将两者连接，但不仅限于这些键合方式。

本发明的显示装置的驱动方法可以应用于不同灰度等级单色或彩色显示装置，也可以在硅基集成电路、化合物集成电路、TFT电路、有机器件集成电路等集成电路中实现。

本发明以1920×1080分辨率、8位灰度、60Hz刷新率为例，计算显示装置的驱动方法的时钟频率，写入状态的时钟频率与标准显示信号相同，约130MHz；而读出状态的时钟频率按最小时间的子帧的时钟频率计算，最小子帧的时间为正常60Hz显示一帧时间16.6ms的256分之一，即64.8us，读状态的扫描时钟即行移位寄存器的时钟周期，为64.8us的1080分之一，即60ns，不到20MHz。即使扩展到10位灰度显示，时钟频率也仅为不到80MHz。本发明的驱动方法能有效降低数字脉宽驱动显示的工作频率，提高显示效果。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明的实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。为了清楚地示出各个部件的细节，附图中的各个部件并不是按比例绘制的，所以附图中的各个部件的比例也不应作为一种限制。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (9)

1.一种显示装置的驱动方法，包括：

接收图像数据；

将图像数据存储到列移位寄存器中，之后将列移位寄存器中的图像数据锁存到锁存器中；

将锁存器中的图像数据存储至存储单元阵列，所述存储单元阵列包括m个主列和n行，每一个主列包括p个数位列，一共构成m×n×p个数据位，其中，一个主列和一行所限定的p个数据位构成对应一个像素点的存储单元；

将存储单元阵列的图像数据传送至m个数字比较器，其中，从一个主列的p个数位列依次输出p位存储数据到一个数字比较器；

利用计数器输出p位计数器数据到m个数字比较器，其中，一个计数器依次输出p位计数器数据到一个数字比较器；

利用数字比较器对p位存储数据和p位计数器数据进行比较；

输出m个数字比较器的输出结果。

2.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，p位计数器数据从最小值开始，依次增加1，直到最大值。

3.根据权利要求2所述的驱动方法，其特征在于，p位计数器数据包括8位数据，从00000000开始，依次增加1，直到11111111。

4.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，当p位存储数据大于p位计数器数据时，数字比较器的输出结果为1；当p位存储数据小于或等于p位计数器数据时，数字比较器的输出结果为0。

5.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，利用写使能开关和读使能开关控制列驱动器的写入状态和读出状态的切换。

6.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，利用m个灵敏放大器对存储单元阵列输出的图像数据进行放大，其中，一个灵敏放大器用于放大一个主列的p位存储数据。

7.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，通过m×p个预充电开关分别将m×p个数位列连接至电源。

8.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述存储单元阵列包括静态随机存储单元阵列、动态随机存储单元阵列、非挥发性存储单元阵列中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述显示装置包括液晶显示装置、有机发光显示装置、LED显示装置、微显示器中的一种或多种。