CN112530356B - 显示装置的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种显示装置的驱动方法，该显示装置包含发光元件及驱动电路，发光元件于第一显示频率与第二显示频率之间进行切换，第一显示频率包含有效帧，第二显示频率包含有效帧及跳过帧。显示装置的驱动方法包含：通过驱动电路驱动使发光元件于有效帧当中具有第一亮度；以及通过驱动电路调整使发光元件于跳过帧当中具有第二亮度，第二亮度低于第一亮度。

Description

显示装置的驱动方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置的驱动方法，特别涉及一种通过调整有效帧与跳过帧当中发光元件的亮度，降低亮度变化以改善显示画面闪烁问题的显示装置驱动方法。
背景技术
在操作各种电子产品时，使用者常会通过显示装置呈现的画面来取得相关信息，一般而言，显示装置于显示区域当中设置像素矩阵，其中的每个像素分别由驱动电路来驱动发光元件发光，按序控制每个像素的亮度来显示欲呈现的画面。作为视觉呈现的接口，显示装置的显示品质，将大幅影响使用者操作电子产品时的体验。
另一方面，考量到显示装置的功耗，显示装置在驱动时可通过改变显示频率，以低帧率的方式来节省显示装置的电能消耗，但在此操作方式下，不同显示帧之间，可能会因为驱动电流的差异而出现亮度不一致的情况，若是亮度变化过大，使用者在视觉上会产生画面闪烁的感觉，进而影响显示装置的显示品质。
综观前所述，本发明的发明者思索并设计一种显示装置的驱动方法，以期针对现有技术的问题加以改善，进而增进产业上的实施利用。
发明内容
有鉴于现有技术所述的问题，本发明的目的在于提供一种显示装置的驱动方法，避免显示装置在低帧率的操作模式下，在不同显示帧中产生画面闪烁的问题。
基于上述目的，本发明提供一种显示装置的驱动方法，该显示装置包含发光元件及驱动电路，发光元件于第一显示频率与第二显示频率之间进行切换，第一显示频率包含有效帧(active frame)，第二显示频率包含有效帧及跳过帧(skip frame)。显示装置的驱动方法包含：通过驱动电路驱动使发光元件于有效帧当中具有第一亮度；以及通过驱动电路调整使发光元件于跳过帧当中具有第二亮度，第二亮度低于第一亮度。
在本发明的实施例中，驱动电路可提供发光控制信号以控制有效帧与跳过帧当中的发光时间，发光控制信号于有效帧当中具有第一脉冲持续时间，且于跳过帧当中具有第二脉冲持续时间，第二脉冲持续时间大于第一脉冲持续时间。在本发明的实施例中，第二脉冲持续时间可小于跳过帧的帧时间(frame time)。
在本发明的实施例中，驱动电路可提供时钟控制信号以控制发光元件的阳极重置时间，时钟控制信号于有效帧当中具有第一重置时间，且于跳过帧当中具有第二重置时间，第二重置时间大于第一重置时间。在本发明的实施例中，时钟控制信号的脉冲周期可小于时钟脉冲宽度(data time)。
在本发明的实施例中，驱动电路可提供发光控制信号以控制有效帧与跳过帧当中的发光时间，发光控制信号于有效帧当中具有第一脉冲持续时间，且于跳过帧当中具有第二脉冲持续时间，第二脉冲持续时间大于第一脉冲持续时间，以及提供时钟控制信号以控制发光元件的阳极重置时间，时钟控制信号于有效帧当中具有第一重置时间，且于跳过帧当中具有第二重置时间，第二重置时间大于第一重置时间。在本发明的实施例中，第二脉冲持续时间可小于跳过帧的帧时间，时钟控制信号的脉冲周期可小于时钟脉冲宽度。
承上所述，本发明的显示装置的驱动方法能通过调整有效帧及跳过帧当中的显示亮度，避免在低帧率的显示模式下，有效帧与跳过帧之间的亮度差异过大而使显示装置产生画面闪烁的问题。
附图说明
为使本发明的技术特征、内容与优点及其所能实现的技术效果更为显而易见，兹将本发明配合以下附图进行说明：
图1A及图1B为本发明实施例的显示装置的驱动电路的示意图。
图2为本发明实施例的显示装置的驱动方法的示意图。
图3A及图3B为本发明实施例的显示装置的驱动方法的时序图。
图4为本发明另一实施例的显示装置的驱动方法的示意图。
图5A及图5B为本发明另一实施例的显示装置的驱动方法的时序图。
附图标记说明：
10：驱动电路
11：第一晶体管
12：第二晶体管
13：第三晶体管
14：第四晶体管
15：第五晶体管
16：第六晶体管
17：第七晶体管
18：第八晶体管
20：发光元件
A1,A1’：第一时钟信号波形
A2,A2’：第二时钟信号波形
A3,A3’：发光控制信号波形
AR1：第一阳极重置时间
AR2：第二阳极重置时间
Data1～Data8：数据时间
C1：第一电容
CK1：第一时钟信号
CK2：第二时钟信号
CK3：第三时钟信号
CK4：第四时钟信号
CKA：第五时钟信号
CKB：第六时钟信号
CKC：第七时钟信号
EM：发光控制信号
EM ST：发光起始信号
Ena：第一发光时钟信号
Enb：第二发光时钟信号
F1：第一显示帧
F2：第二显示帧
F3：第三显示帧
H1：第一脉冲持续时间
H2：第二脉冲持续时间
Id：驱动电流
N1：第一节点
N2：第二节点
N3：第三节点
N4：第四节点
N5：第五节点
OVDD：高电压源
OVSS：低电压源
S1：第一扫描信号
S2：第二扫描信号
VDATA：数据电压
VREF：参考电压
VST：起始信号
具体实施方式
为利了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能实现的技术效果，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利要求，合先叙明。
在附图中，为了淸楚起见，放大了基板、面板、区域、线路等的厚度或宽度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如基板、面板、区域或线路的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反地，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的“连接”，其可以指物理及/或电性的连接。再者，“电性连接”或“耦合”是可为二元件间存在其它元件。此外，应当理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，其用于将一个元件、部件、区域、层及/或部分与另一个元件、部件、区域、层及/或部分区分开。因此，仅用于描述目的，而不能将其理解为指示或暗示相对重要性或者其顺序关系。
除非另有定义，本文所使用的所有术语具有与本发明所属技术领域的通常知识者通常理解的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地如此定义。
请参阅图1A及图1B，其为本发明实施例的显示装置的驱动电路频率切换的示意图。其中，图1A为本发明实施例的驱动电路的示意图，图1B为本发明实施例的驱动电路频率切换的示意图。如图1A所示，显示装置的像素区域当中的每个像素可分别包含驱动电路10及发光元件20，由这些驱动电路10接收控制信号来控制各个像素的发光元件20发光。在本实施例中，驱动电路10为八个晶体管及一个电容(8T1C)的驱动电路，但本公开不局限于此，驱动电路10也可包含其他数量的晶体管及电容。
驱动电路10包含第一晶体管11、第二晶体管12、第三晶体管13、第四晶体管14、第五晶体管15、第六晶体管16、第七晶体管17、第八晶体管18及第一电容C1。第一晶体管11的一端耦接第一节点N1，另一端耦接参考电压VREF，控制端耦接第一扫描信号S1；第二晶体管12的一端耦接数据电压VDATA，另一端耦接第二节点N2，控制端耦接第二扫描信号S2；第一电容C1一端耦接第二节点N2，另一端耦接第三节点N3；第三晶体管13的一端耦接第三节点N3，另一端耦接第一节点N1，控制端耦接第二扫描信号S2；第四晶体管14的一端耦接第一节点N1，另一端耦接第四节点N4，控制端耦接第二扫描信号S2；第五晶体管15的一端耦接高电压源OVDD，另一端耦接第四节点N4，控制端耦接第三节点N3；第六晶体管16的一端耦接第四节点N4，另一端耦接第五节点N5，控制端耦接发光控制信号EM；第七晶体管17的一端耦接第二节点N2，另一端耦接参考电压VREF，控制端耦接发光控制信号EM；第八晶体管18的一端耦接第五节点N5，另一端以二极管连接方式耦接控制端于第一扫描信号S1。发光元件20的一端耦接第五节点N5，另一端耦接低电压源OVSS。
请同时参阅图1B，显示装置可在正常模式(Normal Mode)与省电模式(Idle Mode)下进行切换，即切换不同的显示频率。在本实施例中，显示装置在正常模式下的显示频率为45Hz，当显示装置转换至省电模式时，显示频率则降至15Hz，但本公开不局限于此，正常模式与省电模式的显示频率可以显示装置需求调整，例如正常模式的显示频率可为60Hz，省电模式的显示频率可为15Hz。在本实施例中，正常模式的每一个显示帧(Frame)F1、F2、F3...当中，驱动电路10会执行重设、数据写入、补偿、阳极重设及发光的程序来驱动发光元件20发光，当转换至省电模式时，显示帧则分为有效帧(Active Frame)及跳过帧(SkipFrame)，有效帧与正常模式中的每个显示帧相同，如图所示的第一显示帧F1，执行相同的重设、数据写入、补偿、阳极重设及发光程序，跳过帧则不执行重设、数据写入及补偿的程序，如图所示的第二显示帧F2及第三显示帧F3，仅执行阳极重设及发光的程序。通过上述操作，显示装置可由45Hz切换至低帧率的15Hz，通过改变不同显示频率的模式来达到省电的效果。
驱动电路10在操作时，通过发光控制信号EM控制第六晶体管16的开启或关闭，决定驱动电流Id是否流过发光元件20来驱动发光元件20发光。驱动电路10也通过第一扫描信号S1控制阳极重置程序的时间，通过第二扫描信号S2控制数据写入的时间。如图1B所示，当显示装置切换至省电模式时，驱动电路10在第二显示帧F2及第三显示帧F3并不执行重设、数据写入及补偿的程序，因此，在这两个显示帧当中，第二扫描信号S2控制的晶体管关闭不执行数据写入动作。然而，在第一显示帧F1当中，第一扫描信号S1及第二扫描信号S2所控制的晶体管会同时开启，使得高电压源OVDD与参考电压VREF之间互相拉扯，造成有效帧的第一显示帧F1与跳过帧的第二显示帧F2及第三显示帧F3之间亮度有所差异，进而在显示时产生闪烁的现象。为解决上述问题，本公开的显示装置的驱动方法于下列实施例中进一步说明。
请参阅图2，其为本发明实施例的显示装置的驱动方法的示意图。如图所示，当显示装置于正常模式时，发光元件的每一个显示帧均为有效帧，其中，第一扫描信号S1通过第一时钟信号波形A1来控制第一阳极重置时间AR1，第二扫描信号S2通过第二时钟信号波形A2来控制数据写入时间，发光控制信号EM通过发光控制信号波形A3来控制第一脉冲持续时间H1。当显示装置切换至省电模式时，发光元件的显示帧则包含有效帧及跳过帧，有效帧的信号控制波形不变，在跳过帧当中，由于并无数据写入程序，第二扫描信号S2会转为持续高电位的第二时钟信号波形A2’，使得控制的晶体管关闭而不执行写入程序。此时，第一扫描信号S1的第一时钟信号波形A1同样使得驱动电路具备第一阳极重置时间AR1。
在本实施例中，为了使有效帧与跳过帧的亮度差异降低，因此在跳过帧当中，调整发光控制信号EM的发光控制信号波形A3’，将原本第一脉冲持续时间H1增加至第二脉冲持续时间H2，通过增加高电位的脉冲持续时间，使得发光控制信号EM开启第六晶体管16的时间降低，缩短跳过帧当中发光元件的发光时间，进而使得跳过帧的亮度变暗，达到降低有效帧与跳过帧的亮度差异的效果。
请参阅第3A及图3B，其为本发明实施例的显示装置的驱动方法的时序图。其中，图3A为本发明实施例的有效帧的时序图，图3B为本发明实施例的跳过帧的时序图。如图所示，一个像素的显示帧时间可分为八个数据时间(Data1～Data8)，第一扫描信号S1、第二扫描信号S2及发光控制信号EM分别控制对应的晶体管开启或关闭，进而控制阳极重置时间、数据写入时间及发光时间。在本实施例中，第一时钟信号CK1、第二时钟信号CK2、第三时钟信号CK3及第四时钟信号CK4是用来控制第一扫描信号S1的输出，第五时钟信号CKA、第六时钟信号CKB及第七时钟信号CKC用来控制第二扫描信号S2的输出，发光起始信号EM ST、第一发光时钟信号Ena及第二发光时钟信号Enb用来控制发光控制信号EM的输出。
在图3A中，有效帧的驱动方式是在起始信号VST后，由第一扫描信号S1控制阳极重置时间，由第二扫描信号S2控制数据写入时间，及由发光控制信号EM控制发光时间。如图所示，第一扫描信号S1及第二扫描信号S2控制的晶体管会同时开启，而发光控制信号EM则使晶体管开启4个数据时间，使得驱动电流通过发光元件而发光。当显示装置处于正常模式时，驱动电路均依据有效帧的驱动方式驱动发光元件发光。当显示装置切换至省电模式时，驱动电路则会同时包含有效帧及跳过帧的驱动方式，请参阅图1B所示，跳过帧的操作时序则说明如下。
在图3B中，跳过帧的驱动方式是在起始信号VST后，由第一扫描信号S1控制阳极重置时间，这部分与有效帧相同。但跳过帧中并不执行数据写入程序，因此第五时钟信号CKA、第六时钟信号CKB及第七时钟信号CKC均维持在高电位，不产生脉冲来开启相应的晶体管，即第二扫描信号S2持续让晶体管处于关闭状态而不执行数据写入。发光控制信号EM则通过发光起始信号EM ST的改变，使得脉冲持续时间，即脉冲信号高电位的时间，由原本的4个数据时间增加到8个，进而控制晶体管关闭更长时间，使得驱动电流流过发光元件的发光时间降低而降低跳过帧的显示亮度。在本实施例中，脉冲持续时间调整至8个数据时间，即最高为一个显示帧的帧时间，在其他实施例中，脉冲持续时间可调整至小于帧时间的其他脉冲持续时间。通过上述时钟信号的控制，可分别产生第一扫描信号S1、第二扫描信号S2及发光控制信号EM的控制信号波形，并通过控信号波形的改变，使得跳过帧的显示亮度低于有效帧的显示亮度，降低显示装置在有效帧与跳过帧之间亮度的变化，避免变化幅度过大而产生画面闪烁的问题。
请参阅图4，其为本发明另一实施例的显示装置的驱动方法的示意图。如图所示，当显示装置于正常模式时，发光元件的每一个显示帧均为有效帧，其中，第一扫描信号S1通过第一时钟信号波形A1来控制第一阳极重置时间AR1，第二扫描信号S2通过第二时钟信号波形A2来控制数据写入时间，发光控制信号EM通过发光控制信号波形A3来控制第一脉冲持续时间H1。当显示装置切换至省电模式时，发光元件的显示帧则包含有效帧及跳过帧，有效帧的信号控制波形不变，在跳过帧当中，由于并无数据写入程序，第二扫描信号S2会转为持续高电位的第二时钟信号波形A2’，使得控制的晶体管关闭而不执行写入程序。
在本实施例中，为了使有效帧与跳过帧的亮度差异降低，因此在跳过帧当中，调整第一扫描信号S1的第一时钟信号波形A1’，将第一阳极重置时间AR1增加至第二阳极重置时间AR2，使得发光元件于跳过帧当中的亮度降低，降低有效帧与跳过帧之间的亮度差异。此时，发光控制信号EM的发光控制信号波形A3维持不变，仍然维持发光时间为第一脉冲持续时间H1。
在另一实施例当中，除了调整第一扫描信号S1来增加阳极重置时间外，发光控制信号EM可同时调整至前一实施例所述的发光控制信号波形A3’，同时缩短发光时间，进一步降低有效帧与跳过帧之间的亮度差异。
请参阅第5A及图5B，其为本发明另一实施例的显示装置的驱动方法的时序图。其中，图5A为本发明另一实施例的有效帧的时序图，图5B为本发明另一实施例的跳过帧的时序图。如图所示，一个像素的显示帧时间可分为八个数据时间(Data1～Data8)，第一扫描信号S1、第二扫描信号S2及发光控制信号EM分别控制对应的晶体管开启或关闭，进而控制阳极重置时间、数据写入时间及发光时间。在本实施例中，第一时钟信号CK1、第二时钟信号CK2、第三时钟信号CK3及第四时钟信号CK4是用来控制第一扫描信号S1的输出，第五时钟信号CKA、第六时钟信号CKB及第七时钟信号CKC用来控制第二扫描信号S2的输出，发光起始信号EM ST、第一发光时钟信号Ena及第二发光时钟信号Enb用来控制发光控制信号EM的输出。
在图5A中，有效帧的驱动方式是在起始信号VST后，由第一扫描信号S1控制阳极重置时间，由第二扫描信号S2控制数据写入时间，及由发光控制信号EM控制发光时间。如图所示，第一扫描信号S1及第二扫描信号S2控制的晶体管会同时开启，而发光控制信号EM则使晶体管开启4个数据时间，使得驱动电流通过发光元件而发光。当显示装置处于正常模式时，驱动电路均依据有效帧的驱动方式驱动发光元件发光。当显示装置切换至省电模式时，驱动电路则会同时包含有效帧及跳过帧的驱动方式，请参阅图1B所示，跳过帧的操作时序则说明如下。
在图5B中，跳过帧的驱动方式是在起始信号VST后，由第一时钟信号CK1、第二时钟信号CK2、第三时钟信号CK3及第四时钟信号CK4分别增加脉冲宽度，使得第一扫描信号S1能增加晶体管开启的时间来增加阳极重置时间。时钟信号的脉冲周期最多为一个时钟脉冲的宽度，即一个数据时间，因此，阳极重置时间最多增加至一个数据时间。同样地，跳过帧中并不执行数据写入程序，因此第五时钟信号CKA、第六时钟信号CKB及第七时钟信号CKC均维持在高电位，不产生脉冲来开启相应的晶体管，第二扫描信号S2持续让晶体管处于关闭状态而不执行数据写入。发光控制信号EM也维持同样的发光起始信号EM ST，使得脉冲持续时间不变。通过增加阳极重置时间，使得跳过帧的显示亮度低于有效帧的显示亮度，降低显示装置在有效帧与跳过帧之间亮度的变化，避免变化幅度过大而产生画面闪烁的问题。
在其他实施例中，除了改变第一扫描信号S1来增加阳极重置时间，也可同时通过发光控制信号EM调整脉冲持续时间，降低发光元件的发光时间，进一步降低跳过帧的显示亮度。在本实施例中，脉冲持续时间最多调整至一个显示帧的帧时间，而第一扫描信号S1的脉冲周期最多调整至一个时钟宽度的数据时间。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的构思与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求中。

Claims (5)

1.一种显示装置的驱动方法，该显示装置包含一发光元件及一驱动电路，该发光元件于一第一显示频率与一第二显示频率之间进行切换，该第一显示频率包含一有效帧，该第二显示频率包含该有效帧及一跳过帧，该显示装置的驱动方法包含：
通过该驱动电路驱动使该发光元件于该有效帧当中具有一第一亮度；以及
通过该驱动电路调整使该发光元件于该跳过帧当中具有一第二亮度，该第二亮度低于该第一亮度，
其中该驱动电路提供一时钟控制信号以控制该发光元件的阳极重置时间，该时钟控制信号于该有效帧当中具有一第一重置时间，且于该跳过帧当中具有一第二重置时间，该第二重置时间大于该第一重置时间。
2.如权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其中该驱动电路提供一发光控制信号以控制该有效帧与该跳过帧当中的发光时间，该发光控制信号于该有效帧当中具有一第一脉冲持续时间，且于该跳过帧当中具有一第二脉冲持续时间，该第二脉冲持续时间大于该第一脉冲持续时间。
3.如权利要求2所述的显示装置的驱动方法，其中该第二脉冲持续时间小于该跳过帧的一帧时间。
4.如权利要求1所述的显示装置的驱动方法，其中该时钟控制信号的脉冲周期小于一时钟脉冲宽度。
5.如权利要求2所述的显示装置的驱动方法，其中该第二脉冲持续时间小于该跳过帧的一帧时间，该时钟控制信号的脉冲周期小于一时钟脉冲宽度。
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