CN118173055A - 显示装置及其驱动方法以及包括该显示装置的移动终端 - Google Patents

显示装置及其驱动方法以及包括该显示装置的移动终端 Download PDF

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Abstract

公开了一种显示装置及其驱动方法以及一种移动终端。该显示装置包括：显示面板驱动电路，被配置为扫描显示面板的像素并将像素数据写入到像素；以及电源电路，配置为输出像素驱动电压并在像素的扫描被跳过的跳帧时段中降低像素驱动电压。

Description

显示装置及其驱动方法以及包括该显示装置的移动终端
相关申请的交叉引用
本申请要求2022年12月09日提交的韩国专利申请第10-2022-0171519号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及一种能够进行低电力驱动的显示装置及其驱动方法以及一种移动终端。
背景技术
有机发光显示装置包括自发光的有机发光二极管(以下称为“OLED”)，并且具有其响应速度快且其发光效率高、亮度大和视角大的优点。有机发光显示装置具有快速的响应速度、优异的发光效率、亮度和视角，并且由于能够以全黑色表现黑色灰度而具有优异的对比度和色彩再现性。
有机发光显示装置不需要背光单元，并且可以在作为柔性材料的塑料基板、薄玻璃基板或金属基板上实现。因此，柔性显示器可以用有机发光显示装置来实现。
近来，使用有机发光显示装置的移动终端的市场正在扩大。要求移动终端以低电力驱动。然而，由于大量的电源施加到像素并且使用改善图像质量的各种算法，因此设计低电力驱动变得困难。
发明内容
本公开致力于解决前述的必要性和/或缺点。
本公开提供一种能够进行低电力驱动的显示装置及其驱动方法以及一种移动终端。
应当注意，本公开的目的不限于上述目的，并且本公开的其他目的对于本领域技术人员将从以下描述中显而易见。
为了实现本发明概念的这些和其他方面，如本文所体现和大体描述的，根据本公开的实施例的显示装置包括：显示面板，在所述显示面板上设置有多条数据线、多条栅极线以及被供应像素驱动电压的多个像素；显示面板驱动电路，所述显示面板驱动电路被配置为在刷新帧时段的期间扫描像素并将像素数据写入所述像素；以及电源电路，所述电源电路被配置为输出像素驱动电压并在像素的扫描被跳过的跳帧时段中降低像素驱动电压。
像素驱动电压可以在刷新帧时段的期间以默认电压电平施加到所有像素，并且在跳帧时段的期间以低于默认电压电平的低电位电平施加到所有像素。
显示面板驱动电路可在部分刷新帧的刷新时段的期间扫描设置在显示面板的刷新区域中的像素，以向像素写入像素数据，并在部分刷新帧的跳过时段的期间跳过设置在显示面板的跳过区域中的像素。电源电路可以在部分刷新帧的跳过时段的期间降低像素驱动电压的平均电压。
像素驱动电压可以在刷新时段的期间以默认电压电平被施加到属于刷新区域的像素，并且在跳帧时段的期间以低于默认电压电平的低电位电平施加到设置在跳过区域中的像素。
电源电路可以响应于第一数字亮度值而将像素驱动电压降低到第一低电位电平，并且响应于比第一数字亮度值低的第二数字亮度值而将像素驱动电压降低到比第一低电位电平低的第二低电位电平。
电源电路可以在部分刷新帧时段的跳过时段的期间，响应于第一数字亮度值而将像素驱动电压降低到第一低电位电平，并且响应于比第一数字亮度值低的第二数字亮度值而将像素驱动电压降低到比第一低电位电平低的第二低电位电平。
电源电路可以使施加到与电源电路间隔开第一距离的像素的像素驱动电压的低电位电平比施加到与电源电路间隔开第二距离的像素的像素驱动电压的低电位电平更低。第二距离可以大于第一距离。
当输入具有较低平均亮度的图像而不是具有较高平均亮度的图像时，电源电路可以降低低电位电平。
电源电路可以在显示面板的IR下降量减小时降低低电位电平。
显示装置还包括控制电路，该控制电路被配置为基于分析输入图像的结果来计算IR下降量并且基于IR下降量来控制电源电路。
电源电路可以在跳帧时段的期间使低电位电平逐渐上升。
电源电路可以在部分刷新帧时段的跳过时段的期间使低电位电平逐渐上升。
电源电路可以在从刷新帧改变为跳帧之前的垂直空白时段的期间将像素驱动电压的电压电平改变为低电位电平，并且在从跳帧改变为刷新帧之前的垂直空白期间将像素驱动电压的电压电平改变为默认电压电平。
电源电路可以在从跳过时段进入到刷新时段之前，在跳过时段内将像素驱动电压的电压电平改变为默认电压电平。
栅极线包括被依次施加与数据电压同步的扫描信号的多条扫描线以及被依次施加发光控制信号的多条发光控制线。显示面板驱动电路包括：被配置为向数据线输出数据电压的数据驱动器；被配置为在刷新帧时段和部分刷新帧的刷新时段的期间向扫描线输出扫描信号到的扫描驱动器；以及被配置为在刷新帧时段和部分刷新帧的刷新时段、跳帧时段以及部分刷新帧的跳过时段的期间向发光控制线输出发光控制信号的发光控制驱动器。
在一个方面，显示装置的驱动方法包括：向设置在显示面板上的多个像素供应像素驱动电压；通过在刷新帧的时段的期间扫描像素向像素写入像素数据；在跳帧时段的期间使像素保持在之前充入的数据电压；以及在跳帧时段中降低像素驱动电压。
在一个方面，移动终端包括：显示面板，在所述显示面板上设置有多条数据线、多条栅极线以及被供应像素驱动电压的多个像素；驱动IC，所述驱动IC被配置为在刷新帧时段的期间以默认电压电平输出像素驱动电压，扫描像素，并在跳帧时段和部分刷新帧时段的期间以低于默认电压电平的低电位电平输出像素驱动电压；以及主机***，所述主机***被配置为向驱动IC提供输入图像的像素数据、帧识别信息和数字亮度值信息。帧识别信息包括指示刷新帧时段、跳帧时段和部分刷新帧时段中的至少一个的信息。
根据本公开，通过降低在跳帧时段的期间的对部分刷新帧的跳过区域中的像素施加的像素驱动电压的平均电压，可以在不降低图像质量的情况下以低电力驱动显示装置和移动终端。
根据本公开，可以通过根据数字亮度值DBV和显示面板的IR下降量适当地调整像素驱动电压的低电位电平来进一步降低电力消耗。
根据本公开，可以在跳帧时段的期间和部分刷新帧的跳过区域内预先增加像素驱动电压，以驱动刷新帧或刷新区域中的像素，并且当从刷新帧或刷新区域切换到跳帧或跳过区域时，可以在进入跳帧或跳过区域之后改变像素驱动电压，从而防止当像素驱动电压改变时图像质量的劣化。
根据本公开，当跳帧时段以及跳帧时段的期间的对部分刷新帧的跳过区域施加像素驱动电压的施加时间增加时，可以通过逐渐增加像素驱动电压的低电位电平来抑制像素的亮度变化。
可以通过本公开实现的效果不限于上述效果。也就是说，未提及的其他目的可以由本公开所属领域的技术人员从以下描述中明显地理解。
附图说明
本公开的上述和其他目的、特征和优点将通过参照附图详细描述其示例性实施例而对于本领域普通技术人员来说变得更加明显，在附图中：
图1是示出根据本公开的一个实施例的显示装置的框图；
图2是示出图1中所示的显示面板的横截面结构的剖视图；
图3是移动终端的示意图；
图4示出了一个帧时段和一个水平时段；
图5是示出根据本公开的一个实施例的像素电路的电路图；
图6A至图8B是分阶段示出图5中所示的内部补偿的图；
图9示出了在低电力模式的扫描速率下的刷新帧、跳帧和部分刷新帧；
图10和图11是示出根据本公开的第一实施例的显示装置的驱动方法的图；
图12和图13是示出根据本公开的第二实施例的显示装置的驱动方法的图；
图14和图16是示出根据本公开的第三实施例的显示装置的驱动方法的图；
图17是示出像素驱动电压的电压电平变化的时序的图；
图18是示出像素驱动电压的低电位电平在跳帧时段和跳过区域的像素驱动时段的期间逐渐上升的示例的图；
图19是示出像素驱动电压的低电位电平在跳帧时段和跳过区域的像素驱动时段的期间逐渐上升，并且像素驱动电压的低电位电平与数字亮度值和IR下降量中的至少一个相关联地变化的示例的图；
图20和图21是示出能够改变移动终端中的像素驱动电压ELVDD的电路的图；
图22是示出输入到图21所示的比较器的三角波电压和误差放大器的输出电压以及脉冲宽度调制(PWM)信号的示例的波形图。
具体实施方式
本公开的优点和特征以及用于实现这些优点和特征的方法将从下面参照附图描述的实施例中更清楚地理解。然而，本公开不限于以下实施例，而是可以以各种不同的形式实施。反之，本实施例将使本公开的公开内容完整并且允许本领域技术人员完全理解本公开的范围。本公开仅限定在所附权利要求的范围内。
在用于描述本公开的实施例的附图中图示的形状、尺寸、比率、角度、数量等仅是示例，并且本公开不限于此。相同的附图标记在整个本说明书中一般表示相同的元件。另外，在描述本公开内容时，可省略已知相关技术的详细描述以避免不必要地模糊本公开内容的主题。
本文中使用的术语如“包含”、“包括”、“具有”和“由～组成”一般意在允许添加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。对单数的任何提及可包括复数，除非另有明确说明。
即使没有明确说明，部件也被解释为包括普通误差范围。
当描述两个部件之间的位置或互连关系时，例如“顶部”、“上方”、“下方”、“邻近”、“连接或结合”、“交叉”、“相交”等，一个或多个其他部件可以***它们之间，除非使用“紧接”或“直接”。
当描述时态先行关系时，例如“之后”、“随后”、“接下来”、“之前”等，其在时基上可能不是连续的，除非使用“立即”或“直接”。
术语“第一、”“第二、”等可用于将部件彼此区分，但部件的功能或结构不受部件前面的序号或部件名称的限制。
以下实施例可以部分地或全部地彼此结合或组合并且可以在技术上以各种方式链接和操作。实施例可以彼此独立地或关联地实施。
在本公开的显示装置中，像素电路和栅极驱动电路可以包括多个晶体管。晶体管可以实现为包括氧化物半导体的氧化物薄膜晶体管(oxide TFT)、包括低温多晶硅的低温多晶硅(LTPS)TFT等。另外，晶体管中的每一个可以实现为p沟道TFT或n沟道TFT。
晶体管是包括栅极、源极和漏极的三电极元件。源极是向晶体管供给载流子的电极。在晶体管中，载流子从源极开始流动。漏极是载流子从晶体管中经由其离开的电极。在晶体管中，载流子从源极流向漏极。在n沟道晶体管的情况下，由于载流子是电子，源极电压是低于漏极电压的电压，使得电子可以从源极流向漏极。n沟道晶体管中电流方向从漏极流向源极。在p沟道晶体管(p沟道金属氧化物半导体(PMOS))的情况下，由于载流子是空穴，源极电压高于漏极电压，使得空穴可能从源极流向漏极。在p沟道晶体管中，由于空穴从源极流向漏极，因此电流从源极流向漏极。应注意，晶体管的源极和漏极不是固定的。例如，源极和漏极可以根据施加的电压而改变。因此，由于晶体管的源极和漏极，本公开不受限制。在下面的描述中，晶体管的源极和漏极将被称为第一电极和第二电极。
栅极信号在栅极导通电压和栅极截止电压之间摆动。晶体管响应于栅极导通电压而导通，并且响应于栅极截止电压而截止。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施例。
图1是示出根据本公开的一个实施例的显示装置的框图；
图2是示出图1中所示的显示面板的横截面结构的剖视图；图3是移动终端的示意图。
参照图1至图3，根据本公开的实施例的显示装置包括：显示面板100；用于向显示面板100中的像素写入像素数据的显示面板驱动电路；以及用于产生驱动像素和显示面板驱动电路所需的电力的电源电路140。
显示面板100可以是具有矩形结构的面板，该矩形结构具有在X轴方向上的长度、在Y轴方向上的宽度以及在Z轴方向上的厚度。显示面板100上的显示区域AA包括用于在其上显示输入图像的像素阵列。像素阵列包括多条数据线102、与多条数据线102交叉的多条栅极线103以及以矩阵形式布置的像素101。显示面板100可以进一步包括共同连接到像素101的电源线。电源线连接到像素电路的恒定电压节点，并向像素101供应驱动像素101所必需的恒定电压。
像素101中的每一个可以被划分为红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素以用于颜色实现。像素中的每一个可以进一步包括白色子像素。子像素中的每一个包括用于驱动发光元件的像素电路。像素电路中的每一个连接到数据线、栅极线和电源线。
像素可以被设置为实色像素和pentile像素。pentile像素可以通过利用预设的像素渲染算法驱动具有不同颜色的两个子像素作为一个像素101来实现比实际彩色像素更高的分辨率。像素渲染算法可以用从相邻像素发射的光的颜色来补偿每个像素中的不足的颜色表示。
像素阵列包括多个像素行L1至Ln。像素行L1至Ln中的每一个包括在显示面板100的像素阵列中沿行方向(X轴方向)布置的一行像素。在一个像素行中排列的子像素共用栅极线103。沿数据线方向在列方向Y上布置的子像素共用同一条数据线102。一个水平时段是通过将一帧时段除以像素行L1到Ln的总数而获得的时间。
显示面板100可以实现为非透过式显示面板或透过式显示面板。透过式显示面板可应用于图像被显示在屏幕上且实际背景可见的透明显示装置。显示面板100可以被制造为柔性显示面板。
如图2所示，显示面板100的横截面结构可以包括层叠在基板SUBS上的电路层CIR、发光元件层EMIL和封装层ENC。
电路层CIR可以包括薄膜晶体管(TFT)阵列、解多路复用器阵列112和栅极驱动器120，该薄膜晶体管(TFT)阵列包括连接到诸如数据线、栅极线、电源线等的布线的像素电路。电路层CIR包括：通过在其间插设的绝缘层绝缘的多个金属层；以及半导体材料层。
发光元件层EMIL可以包括由像素电路驱动的发光元件。发光元件可以包括红色子像素的发光元件、绿色子像素的发光元件和蓝色子像素的发光元件。发光元件层EMIL可以进一步包括白色子像素的发光元件。与子像素中的每一个相对应的发光元件层EMIL可以具有在其中层叠发光元件和滤色器的结构。发光元件层EMIL中的发光元件EL可以被包括有机膜和无机膜的多个保护层覆盖。
封装层ENC覆盖发光元件层EMIL以密封电路层CIR和发光元件层EMIL。封装层ENC还可以具有在其中交替层叠有机膜和无机膜的多绝缘膜结构。无机膜阻挡水分和氧气的渗透。有机膜使无机膜的表面平坦化。当有机层和无机层以多层层叠时，水分和氧气的移动路径变得比单层更长，从而影响发光元件层EMIL的水分和氧气的渗透可以被有效地阻挡。
在封装层ENC上可以形成触摸传感器层(未示出)，并且在其上可以设置偏振板或滤色器层。触摸传感器层可以包括基于触摸输入之前和之后电容的变化来感测触摸输入的电容触摸传感器。触摸传感器层可以具有形成触摸传感器的电容的金属布线图案和绝缘膜。绝缘膜可以使金属布线图案相交的区域绝缘并且可以使触摸传感器层的表面平坦化。偏振板可以通过转换由触摸传感器层和电路层中的金属反射的外部光的偏振来提高可见性和对比度。偏振板可以实现为圆偏振板或其中线性偏振板和相位延迟膜被粘合在一起的偏振板。封装玻璃可以粘附到偏振板上。滤色器层可以包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器。滤色器层可进一步包括黑矩阵图案。滤色器层可以通过吸收从电路层和触摸传感器层反射的光的波长的一部分来代替偏振板，并且增加在像素阵列中再现的图像的颜色纯度。
电源电路140产生用于驱动显示面板100的像素阵列和使用DC-DC转换器的显示面板驱动电路所必需的DC电压(或恒定电压)。DC-DC转换器可以包括电荷泵、调节器、降压转换器、升压转换器等。电源电路140可以调节从主机***200施加的DC输入电压的电平，以产生诸如伽马基准电压VGMA、栅极导通电压VGL、栅极截止电压VGH、像素驱动电压ELVDD、像素基准电压ELVSS、初始化电压Vini等的恒定电压。伽马基准电压VGMA被供应数据驱动器110。从数据驱动器110输出的数据电压的动态范围由伽马基准电压的电压范围确定。数据电压的动态范围是在最高灰阶电压与最低灰阶电压之间的电压范围，并且电压电平由像素数据的灰阶值选择。从电源电路140输出的电压电平可以在诸如主机***200或时序控制器130的控制电路的控制下被调节。在下文中，控制电路可以被解释为主机***200和/或时序控制器130。
栅极导通电压VGL和栅极截止电压VGH被供应给电平移位器150和栅极驱动器120。诸如像素驱动电压ELVDD、像素基准电压ELVSS和初始化电压Vini的恒定电压通过与像素101共同连接的电源线被供应给像素101。
像素驱动电压EVDD可以从主机***200的主电源输出并供应给显示面板100。在这种情况下，像素驱动电压ELVDD不需要从电源电路140输出。
显示面板驱动电路在时序控制器130的控制下将输入图像的像素数据写入显示面板100的像素。显示面板驱动电路包括数据驱动器110和栅极驱动器120。显示面板驱动电路可进一步包括设置在数据驱动器110和数据线102之间的解多路复用器阵列112。
解多路复用器阵列112使用多个解多路复用器DEMUX将从数据驱动器110的通道输出的数据电压按顺序供应给数据线102。解多路复用器可以包括设置在显示面板100上的多个开关元件。当解多路复用器设置在数据驱动器110的输出端子和数据线102之间时，数据驱动器110的通道数可以减少。可以省略解多路复用器阵列112。
显示面板驱动电路可以进一步包括用于驱动触摸传感器的触摸传感器驱动器。触摸传感器驱动器从图1中省略。数据驱动器110和触摸传感器驱动器可以集成到一个驱动IC(集成电路)中。如图3所示，在移动终端或可穿戴终端中，时序控制器130、电平移位器150、数据驱动器110、触摸传感器驱动器等可以集成到一个驱动IC(DIC)中。
数据驱动器110接收从时序控制器130作为数字信号接收的输入图像的像素数据并输出数据电压。数据驱动器110使用数模转换器(DAC)在正常驱动模式下在每帧时段将输入图像的像素数据转换成伽马补偿电压并输出数据电压。伽马基准电压VGMA由分压电路分压为针对每个灰度的伽马补偿电压。针对每个灰度的伽马补偿电压被提供给数据驱动器110中的DAC。数据电压经由输出缓存器从数据驱动器110的通道中的每一个输出。
栅极驱动器120可以与像素阵列的TFT阵列和布线一起形成在显示面板100上的电路层CIR中。栅极驱动器120可以设置在作为显示面板100的非显示区域的边框BZ中，或者可以分布和设置于在其中再现输入图像的像素阵列中。
栅极驱动器120可以在显示面板的显示区域插设在其间的状态下设置在显示面板100的相对两侧的边框BZ中，并且栅极驱动器120可以以双馈电方式从栅极线103的相对两侧供应栅极脉冲。在另一实施例中，栅极驱动器120可设置在显示面板100的左边框或右边框上，从而以单馈电方式向栅极线GL供应栅极信号。栅极驱动器120在时序控制器130的控制下向栅极线103依次输出栅极信号的脉冲。栅极驱动器120可以通过使用移位寄存器使栅极信号的脉冲移位来将栅极信号依次供应给栅极线103。
栅极驱动器120可以包括输出栅极信号的脉冲的多个移位寄存器。在图5中所示的像素电路的情况下，栅极驱动器120可包括依次输出与像素数据的数据电压同步的扫描信号[SCAN(N-1)和SCAN(N)]的第一栅极驱动器121，以及依次输出发光控制信号[EM(N)](以下称为“EM信号”)的第二栅极驱动器122。扫描信号[SCAN(N-1)和SCAN(N)]被施加到栅极线103中的扫描线。EM信号被施加到栅极线103中的发光控制线。在图5中的像素电路的情况下，第一栅极线GL1和第二栅极线GL2是扫描线，第三栅极线GL3是发光控制线。第一栅极驱动器121和第二栅极驱动器122在时序控制器130的控制下在刷新帧或刷新时段的期间输出扫描信号[SCAN(N-1)和SCAN(N)]和EM信号[EM(N)]。在跳帧时段或跳过时段的期间，第一栅极驱动器121可以不产生其输出并且第二栅极驱动器122可以输出EM信号[EM(N)]。
时序控制器130从主机***200接收输入图像的数字视频数据以及与该数据同步的时序信号。时序信号可包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、时钟CLK和数据使能信号DE。由于通过计数数据使能信号DE可以知道垂直时段和水平时段，所以可以省略垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync。数据使能信号DE具有一个水平时段(1H)的周期。
时序控制器130基于从主机***200接收的时序信号Vsync、Hsync和DE、用于控制解多路复用器阵列112的操作时序的控制信号以及用于控制栅极驱动器120的操作时序的栅极时序控制信号，生成用于控制数据驱动器110的操作时序的数据时序控制信号。时序控制器130通过控制显示面板驱动电路的操作时序使数据驱动器110、解多路复用器阵列112、触摸传感器驱动器和栅极驱动器120同步。
从时序控制器130产生的栅极时序控制信号可以通过电平移位器150被输入到栅极驱动器120的移位寄存器。电平移位器150可接收栅极时序控制信号并产生起始脉冲和移位时钟以将它们提供给栅极驱动器120。
主机***200可以包括电视(TV)***、机顶盒、导航***、个人计算机(PC)、车载***、移动终端和可穿戴终端中的任何一者的主板。主机***可以将来自视频源的图像信号缩放为与显示面板100的分辨率相匹配，并且可以将其与时序信号一起传输到时序控制器130。
在移动终端和可穿戴终端中，主机***200可以由应用处理器(AP)实现。主机***200可以通过移动工业处理器接口(MIPI)将输入图像的像素数据传输到驱动IC(DIC)。主机***200可以经由柔性印刷电路(例如，如图3所示的柔性印刷电路(FPC))连接到驱动IC(DIC)。驱动IC可以以玻璃上芯片(COG)工艺附接在显示面板100上。
图4示出了一帧时段和一个水平时段。
参照图4，垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync和数据使能信号DE是与输入图像的像素数据同步的时序信号。
垂直同步信号Vsync可以为一帧时段。水平同步信号Hsync可以为一个水平时段1H。数据使能信号DE可以是包括要写入到像素的像素数据的有效数据区间。数据使能信号DE的脉冲与要写入到显示面板100的像素的像素数据同步。数据使能信号DE的一个脉冲时段为一个水平时段1H。
一帧时段被划分为输入图像的像素数据被写入到像素的活跃区间AT(activeinterval)，以及不具有像素数据的垂直空白时段VB。垂直空白时段VB是在第(M-1)(m为自然数)帧时段的活跃区间AT与第M帧时段的活跃区间AT之间的、像素数据未被时序控制器130和数据驱动器110接收的空白时段。活跃区间AT包括要写入显示面板100的所有像素行L1至Ln的子像素中的像素数据。
每个子像素的像素电路包括发光元件，根据栅极-源极电压Vgs产生电流以驱动发光元件的驱动元件，以及保持驱动元件的栅极-源极电压的电容器。驱动元件可以被实现为晶体管。为了使有机发光显示装置的整个屏幕的图像质量均匀，优选驱动元件在所有像素中具有均匀的电特性。然而，由于由显示面板100的制造工艺引起的器件特性偏差和工艺偏差，每个像素的驱动元件的电特性可能存在差异，并且这种电特性差异可能随着像素的驱动时间推移而增加。可以使用内部补偿技术和/或外部补偿技术来补偿像素之间的电特性的偏差和驱动元件的变化。在内部补偿技术中，针对每个子像素感测驱动元件的阈值电压，并且使用包括内部补偿电路的像素电路通过阈值电压补偿数据电压。
图5是示出根据本公开的一个实施例的像素电路的电路图。图5中所示的像素电路是属于第N(其中N是大于或等于2的正整数)像素行的任何子像素电路的示例。像素电路包括感测驱动元件DT的阈值电压Vth并由阈值电压Vth补偿数据电压Vdata的内部补偿电路。
参照图5，像素电路包括发光元件EL、用于驱动发光元件EL的驱动元件DT、多个开关元件T11至T16以及电容器Cst。驱动元件DT和开关元件T11至T16可以实现为但不限于p沟道晶体管。
像素电路连接到通过其施加数据电压Vdata的数据线DL和通过其施加栅极信号[SCAN(N-1)、SCAN(N)、SENSE(N)和EM(N)]的栅极线。
像素电路连接到被施加DC电压(或恒定电压)的电源节点，例如被施加像素驱动电压ELVDD的第一恒定电压节点PL1、被施加像素基准电压ELVSS的第二恒定电压节点PL2和被施加初始化电压Vini的第三恒定电压节点PL3。显示面板上的与恒定电压节点连接的电源线可以共同连接到所有像素。
像素驱动电压ELVDD的默认电压电平被设定为高于数据电压Vdata的最大电压的电压，并且在该电压下驱动元件DT能够在饱和区域中工作。像素驱动电压ELVDD的电压电平可以在低电力模式下在至少一部分时段内降低。初始化电压Vini可以被设定为低于像素驱动电压ELVDD并且等于或高于像素基准电压ELVSS的电压。栅极截止电压VGH可以被设定为高于像素驱动电压ELVDD的电压，并且栅极导通电压VGL可以被设定为低于像素基准电压ELVSS的电压。
栅极信号[SCAN(N-1)、SCAN(N)和EM(N)]包括在栅极导通电压VGL与栅极截止电压VGH之间摆动的脉冲。扫描信号[SCAN(N-1)和SCAN(N)]包括由第一移位寄存器依次移位的第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)和第N扫描信号SCAN(N)。EM信号由第二移位寄存器依次移位。
如图6A至图8B所示，像素电路可以按照初始化时段INI、感测时段SEN和发光时段EMIS的顺序被驱动。初始化时段INI、感测时段SEN和发光时段EMIS可以由栅极信号[SCAN(N-1)、SCAN(N)和EM(N)]的波形确定。
第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)的脉冲可以限定第(N-1)像素行的感测时段SEN并限定第N像素行的初始化时段INI。第N扫描信号SCAN(N)的脉冲可以限定第N像素行的感测时段SEN并限定第(N+1)像素行的初始化时段INI。第(N-1)扫描信号SCAN(N-1)和第N扫描信号SCAN(N)的脉冲被生成为栅极导通电压VGL并且具有一个水平时段(1H)的脉冲宽度。EM信号[EM(N)]的栅极导通电压的区间可以限定发光时段EMIS。EM信号[EM(N)]的脉冲在初始化时段INI和感测时段SEN期间以栅极截止电压VGH产生，并且EM信号[EM(N)]的脉冲具有两个水平时段以上的脉冲宽度。
驱动元件DT根据栅极-源极电压Vgs产生电流以驱动发光元件EL。驱动元件DT包括连接到第一节点n11的第一电极、连接到第二节点n12的栅极以及连接到第三节点n13的第二电极。
发光元件EL可以用OLED实现。
电容器Cst连接在第一恒定电压节点PL1和第二节点N12之间。像素驱动电压ELVDD通过连接到第一恒定电压节点PL1的电源线被供应给所有像素。
第一开关元件T11根据第N扫描信号SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通，以连接驱动元件DT的栅极和第二电极。第一开关元件T11包括连接到第二节点n12的第一电极、连接到被施加第N扫描信号SCAN(N)的第二节点GL2的栅极以及连接到第三节点n13的第二电极。第一开关元件T11仅在第N扫描信号SCAN(N)在一帧时段中以栅极导通电压VGL产生的一个水平时段(1H)导通，并且在除该一个水平时段(1H)之外的剩余一帧时段保持截止状态，从而导致产生漏电流。第一开关元件T11可以被实现为但不限于具有双栅结构使得漏电流可以减小的晶体管。
第二开关元件T12根据第N扫描信号[SCAN(N)]的栅极导通电压VGL而导通，以将数据电压Vdata施加到驱动元件DT的第一电极。第二开关元件T12包括连接到第一节点n11的第一电极、连接到第二节点GL2的栅极以及连接到数据线DL的第二电极。
第三开关元件T13根据EM信号[EM(N)]的栅极导通电压VGL而导通，以向驱动元件DT的第一电极供应像素驱动电压ELVDD。第三开关元件T13包括连接到第一恒定电压节点PL1的第一电极、连接到被施加EM信号[EM(N)]的第三栅极线GL3的栅极以及连接到第一节点n11的第二电极。
第四开关元件T14根据EM信号[EM(N)]的栅极导通电压VGL而导通，以将驱动元件DT的第二电极连接到发光元件EL的阳极。第四开关元件T14的栅极连接到被施加EM信号[EM(N)]的第三栅极线GL3。第四开关元件T14的第一电极连接到第三节点n13，并且第四开关元件T14的第二电极连接到第四节点n14。
第五开关元件T15根据第(N-1)扫描脉冲[SCAN(N-1)]的栅极导通电压VGL而导通，以将第二节点n12连接到第三恒定电压节点PL3。第五开关元件T15包括连接到第二节点n12的第一电极、连接到被施加第(N-1)扫描信号[SCAN(N-1)]的第一栅极线GL1的栅极以及连接到第三恒定电压节点PL3的第二电极。
第六开关元件T16根据第N扫描信号[SCAN(N)]的栅极导通电压VGL而导通，以将第三恒定电压节点PL3连接到发光元件EL的阳极。第六开关元件T16包括连接到第三恒定电压节点PL3的第一电极、连接到被施加第N扫描信号[SCAN(N)]的第二栅极线GL2的栅极以及连接到第四节点n14的第二电极。
图6A至图8B是分阶段示出图5中所示的内部补偿的图。图6A是示出在初始化时段INI中流过像素电路的电流路径的图。图7A是示出在感测时段SEN期间流过像素电路的电流路径的图。图8A是示出在发光时段EMIS期间流过像素电路的电流路径的图。图6B、图7B和图8B是示出栅极信号[SCAN(N-1)、SCAN(N)和EM(N)]的波形图。
参照图6A和图6B，在初始化时段INI中第(N-1)扫描信号[SCAN(N-1)]的电压是栅极导通电压VGL。第五开关元件T15在初始化时段INI期间导通，并且第二节点n12的电压放电至初始化电压Vini。因此，在初始化时段INI中驱动元件DT的栅极电压被初始化为初始化电压Vini。
参照图7A和图7B，在感测时段SEN中第N扫描信号[SCAN(N)]的电压是栅极导通电压VGL。第一开关元件T11、第二开关元件T12和第六开关元件T16在感测时段SEN期间导通。在这种情况下，数据电压Vdata被施加到第二节点n12，第二节点n12的电压从Vini变为Vdata-|Vth|。其结果，数据电压Vdata被充电至电容器Cst，该数据电压Vdata被补偿在感测时段SEN期间感测的驱动元件DT的阈值电压Vth。
参照图8A和图8B，在发光时段EMIS中EM信号[EM(N)]的电压是栅极导通电压VGL。第三开关元件T13和第四开关元件T14在发光时段EMIS期间导通。在发光时段EMIS期间，驱动元件DT根据栅极-源极电压Vgs产生电流。发光元件EL可以由通过驱动元件DT供给的电流驱动，以与像素数据的灰阶值对应的亮度发光。
流过发光元件EL的电流由驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs调节。在发光时段EMIS期间，驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs为Vgs＝Vdata-|Vth|-VDD。为了精确地表现低灰度的亮度，EM信号[EM(N)]可以在发光时段EMIS期间以预定占空比在栅极导通电压VGL和栅极截止电压VGH之间摆动。
本公开的显示装置支持可变扫描速率以降低功耗。可变扫描速率可由主机***200或时序控制器130控制。如图9所示，显示面板驱动电路在正常驱动模式和低电力模式下在刷新帧RFR期间扫描像素，并将像素数据写入像素。像素数据被写入在刷新帧RFR和部分刷新帧PRFR中扫描的像素行中的像素。
在低电力模式下，主机***200或时序控制器130可以根据扫描速率将帧时段中的至少一个控制为跳帧SFR的时段。当输入图像不改变或为静止图像时，像素可以在低电力模式下被驱动以保持之前的数据电压并发光。
在跳帧SFR中大多数显示面板驱动电路在时序控制器130的控制下被禁用，并且在没有接收电力的情况下不被驱动。在跳帧SFR中，栅极驱动器120的第二移位寄存器可以在时序控制器130的控制下输出EM信号[EM(N)]以保持像素的发光。
由于在跳帧SFR中没有栅极信号和数据电压被施加到像素，所以没有新的像素数据被写入到像素，并且保持之前的像素数据的数据电压。该之前的像素数据的数据电压是在之前的刷新帧RFR或在之前的部分刷新帧PRFR中充电到像素中的数据电压。在SFR中，显示面板100和显示面板驱动电路的功耗可被降低。
时序控制器130可以在1Hz和120Hz之间改变刷新帧频率以支持可变扫描速率功能。在正常驱动模式下，扫描速率，即刷新帧频率可以被设定为大于或等于60Hz的频率，例如，60Hz、120Hz和144Hz中的任一者。低电力模式下的扫描速率低于正常驱动模式下的刷新帧频率。例如，在低电力模式下扫描速率可以降低到1Hz。当扫描速率为1Hz时，每秒60帧中仅一帧是刷新帧RFR或部分刷新帧PRFR，其余59帧为跳帧SFR。
当在低电力模式下扫描速率降低时，像素驱动电压ELVDD的平均电压可以在跳帧时段和部分刷新帧时段的期间降低，如可以在下面的实施例中看到的。
图9示出了在低电力模式下的扫描速率下的刷新帧、跳帧和部分刷新帧。
参照图9，显示面板100的显示区域AA可被划分成四个子区域Sub1至Sub4并被驱动。子区域Sub1至Sub4是指划分的驱动区域，并被划分为在其中扫描PRFR中的像素的刷新区域以及在其中像素保持之前的数据电压的跳过区域，而不物理地划分显示面板100。子区域Sub1至Sub4中的每一个包括多个像素行。时序控制器130可以将子区域Sub1至Sub4中的每一个控制为刷新区域或跳过区域。
在刷新帧RFR时段的期间，栅极信号[SCAN(N-1)、SCAN(N)和EM(N)]和数据电压Vdata被施加到显示区域AA中的所有像素行。因此，在刷新帧RFR时段的期间扫描显示区域AA中的所有像素，并且进入当前帧中的像素数据被写入所有像素。
在跳帧SFR时段的期间，扫描信号[SCAN(N-1)和SCAN(N)]和数据电压Vdata不被施加到所有的像素行。在跳帧SFR时段的期间，EM信号[EM(N)]的脉冲被依次施加到像素行，促使像素发光。因此，在跳帧SFR时段的期间，像素保持被充电到电容器Cst中的之前的数据电压并且不被扫描。在跳帧SFR时段的期间，驱动元件DT基于被充电到电容器Cst中的栅极-源极电压Vgs向发光元件EL供应电流，使像素能够保持发光状态。
部分刷新帧PRFR包括：一个或多个刷新时段，在一个或多个刷新时段的期间当前帧的像素数据扫描被选择为刷新区域的子区域；以及一个或多个跳过时段，在一个或多个跳过时段的期间在不扫描被选择为跳过区域的子区域的情况下保持发光。
在部分刷新帧PRFR的刷新时段的期间，栅极信号[SCAN(N-1)、SCAN(N)和EM(N)]和数据电压Vdata被施加到刷新区域Sub1和Sub3中的像素行。因此，部分刷新帧PRFR的刷新区域Sub1和Sub3中的像素在比一帧时段短的刷新时段中被扫描，并且进入当前帧中的像素数据被写入到像素中。在部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间，未扫描的跳过区域Sub2和Sub4中的像素可以保持之前的数据电压并因此保持发光状态。
根据本公开，在低电力模式下，在跳帧SFR期间，共同施加到像素101的像素驱动电压ELVDD可被适当降低以在不降低图像质量的情况下提高功耗降低的效果。在跳帧SFR和部分刷新帧中未被扫描的像素的亮度由于像素驱动电压ELVDD不影响驱动元件DT的栅极-源极电压而变化不大。
从图5、图6A、图6B、图7A、图7B、图8A和图8B中可以看出，当栅极信号[SCAN(N-1)、SCAN(N)和EM(N)]未被施加到像素电路时，像素驱动电压ELVDD未被施加到驱动元件DT。当在第二开关元件T12和第四开关元件T3截止的同时第一恒定电压节点PL1的电压改变时，通过电容器耦合，第二节点n12的电压也变化与上述变化相同的量，使得电容器Cst的电压，即驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs不改变。例如，当像素驱动电压ELVDD从5[V]降低到4[V]时，第二节点n12的电压从3[V]降低到2[V]，因而驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs保持在2[V]。
图10是示出根据本公开的第一实施例的显示装置的驱动方法的流程图。图11是示出在根据本公开的第一实施例的显示装置的驱动方法中控制像素驱动电压ELVDD的方法的图。
参照图10和图11，显示装置可以从主机***接收输入图像的像素数据RGB、针对帧时段的帧识别信息以及显示亮度值DBV信息(S101)。
帧识别信息是数字数据，该数字数据包括指示刷新帧PRFR、跳帧SFR和部分刷新帧PRFR的识别码。数字亮度值DBV限制像素的最大亮度。例如，数字亮度值DBV可以限定或限制显示面板中一帧的最大亮度。当数字亮度值DBV降低时，像素的最大亮度降低。
在当前帧时段是刷新帧RFR时(S102)，将像素驱动电压ELVDD的默认电压电平V1供应给像素(S103)。在刷新帧RFR的时段期间，显示面板驱动电路通过在时序控制器130的控制下将像素数据的数据电压Vdata和扫描信号[SCAN(N-1)和SCAN(N)]施加到像素来扫描像素。因此，在刷新帧RFR中，输入图像的像素数据RGB被写入像素(S104)。
在当前帧时段是跳帧SFR时(S105)，电源电路140降低像素驱动电压ELVDD的电压电平。因此，在跳帧SFR期间，具有低电位电平V2的像素驱动电压ELVDD被供应给像素(S106)。
在跳帧SFR时段的期间，像素不被扫描，因为数据电压Vdata和扫描信号[SCAN(N-1)和SCAN(N)]没有被施加到像素(S107)。因此，在跳帧SFR时段的期间没有新的像素数据被写入到像素，并且像素保持在之前的刷新帧RFR或之前的部分刷新帧PRFR的刷新时段的期间被充电的之前的数据电压。
在当前帧时段是部分刷新帧PRFR时(S108)，像素驱动电压ELVDD的电压电平可以被控制为对于与在显示区域AA中划分的每个子区域相对应的每个时段是不同的。像素驱动电压ELVDD在刷新区域Sub1和Sub3中的像素被扫描的刷新时段的期间以默认电压电平V1被施加(S109和S110)并且在跳过区域Sub2和Sub4中的像素被跳过的跳过时段的期间以低于默认电压电平V1的较低电位电平V2被施加(S112和S113)。
在部分刷新帧PRFR的刷新时段的期间，显示面板驱动电路通过在时序控制器130的控制下将像素数据的数据电压Vdata和扫描信号[SCAN(N-1)和SCAN(N)]施加到像素来扫描设置在刷新区域Sub1和Sub3中的像素。因此，输入图像的像素数据RGB被写入刷新区域Sub1和Sub3中的像素(S111)。
在部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间，跳过区域Sub2和Sub4中的像素不被扫描并保持在之前刷新帧RFR或在之前部分刷新帧PRFR中充电的之前数据电压(S114)。
图12是示出根据本公开的第二实施例的显示装置的驱动方法的流程图。图13是示出在根据本公开的第二实施例的显示装置的驱动方法中控制像素驱动电压ELVDD的方法的图。在该实施例中，像素驱动电压ELVDD可以在跳帧SFR的时段和部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间与数字亮度值DBV相关联地变化。当像素驱动电压ELVDD在跳帧SFR的时段和部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间过度降低时，驱动元件DT的漏极-源极电压Vds降低，因而驱动元件DT可以在线性区域而不是饱和区域中工作。数字亮度值DBV限制像素的最大亮度。当数字亮度值DBV降低时，像素的最大亮度降低并且晶体管在饱和区域中工作的像素驱动电压ELVDD的电压电平由于晶体管的特性而降低。因此，即使在像素的最大亮度降低时驱动电压ELVDD的电压电平显著降低，驱动元件DT也可以在饱和区域中工作。
参照图12和图13，显示装置可以从主机***接收输入图像的像素数据RGB、帧识别信息以及数字亮度值DBV信息(S121)。
在当前帧时段是刷新帧RFR时(S122)，将像素驱动电压ELVDD的默认电压电平V1供应给像素(S123)。在刷新帧RFR时段的期间，扫描像素并将输入图像的像素数据RGB写入到像素(S124)。
在当前帧时段是跳帧SFR时(S125)，电源电路140降低像素驱动电压ELVDD的电压电平。在这种情况下，电源电路可以在控制电路的控制下根据数字亮度值DBV来改变像素驱动电压ELVDD的电压电平(S126)。例如，电源电路140可以在控制电路的控制下在跳帧SFR期间与数字亮度值DBV成比例地降低低电位电平V2。例如，在跳帧SFR期间，电源电路140可响应于第一数字亮度值而将像素驱动电压ELVDD降低到第一低电位电平，并且响应于低于第一数字亮度值的第二数字亮度值将像素驱动电压ELVDD降低到比第一低电位电平低的第二低电位电平。因此，低电位电平V2可在数字亮度值DBV降低时降低，而低电位电平V2可在数字亮度值DBV增加时增加。在这种情况下，像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2可以被控制为使得即使像素驱动电压ELVDD上升，像素驱动电压ELVDD也上升到比默认电压电平V1低的电压。在跳帧SFR时段的期间，不扫描像素并保持之前的数据电压(S127)。
在当前帧时段是部分刷新帧PRFR时(S128)，像素驱动电压ELVDD可以对于在显示区域AA中划分的子区域被控制在不同的电压电平。像素驱动电压ELVDD在刷新区域Sub1和Sub3中的像素被扫描的刷新时段的期间以默认电压电平V1被施加(S129和S120)，并且在跳过区域Sub2和Sub4中的像素被跳过的跳过时段的期间以低电位电平V2被施加(S132和S133)。
在步骤S133中，电源电路140可在部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间与数字亮度值DBV成比例地改变像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2。例如，在部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间，电源电路140可响应于第一数字亮度值而将像素驱动电压ELVDD降低到第一低电位电平，并且响应于低于第一数字亮度值的第二数字亮度值将像素驱动电压ELVDD降低到比第一低电位电平低的第二低电位电平。因此，低电位电平V2可在数字亮度值DBV降低时降低，而低电位电平V2可在数字亮度值DBV增加时增加。在这种情况下，像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2可以被控制为使得即使像素驱动电压ELVDD上升，像素驱动电压ELVDD也上升到比默认电压电平V1低的电压。
在部分刷新帧PRFR的刷新时段的期间，显示面板驱动电路扫描设置在刷新区域Sub1和Sub3中的像素并且在时序控制器130的控制下将输入图像的像素数据RGB写入像素(S131)。
在部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间，跳过区域Sub2和Sub4中的像素不被扫描并保持先前的数据电压(S134)。
图14是示出根据本公开的第三实施例的显示装置的驱动方法的流程图。图15是示出像素驱动电压ELVDD的IR下降量如何根据显示面板100上显示的图像而变化的示例的图。如图15所示，根据在像素中流动的电流(I)和电阻(R)，像素驱动电压ELVDD在距离在显示区域AA中被施加像素驱动电压ELVDD的接收部分最远的位置(例如，距离电线上的无源电阻)处可以不同，导致根据像素在显示区域AA中的位置产生的像素驱动电压ELVDD的电位差。
如图15的上部所示，当显示区域AA的平均亮度高时，流过像素的电流量增加，导致像素驱动电压ELVDD的大的电压下降。另一方面，如图15的下部所示，当显示区域AA的平均亮度低时，流过像素的电流量减小，导致像素驱动电压ELVDD的小的电压下降。
即使数字亮度值DBV相同，施加到显示区域AA中距离像素驱动电压ELVDD的接收部分最远的位置处的像素的像素驱动电压ELVDD的电压电平可以根据像素驱动电压ELVDD的IR下降量显著变化。
IR下降量小是因为ELVDD的接收部分靠近显示面板100中的电源电路140，而施加到远离电源电路140的位置处的像素的像素驱动电压ELVDD的IR下降量相对较大。在跳帧SFR时段和部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间，在控制电路的控制下，电源电路140可以使具有相对较小的IR下降量并被施加到靠近ELVDD的接收部分的像素的驱动电压ELVDD的低电压电平V2比施加到远离ELVDD的接收部分的像素的低电位电平V2低。例如，电源电路140可以使施加到与电源电路140间隔开第一距离的像素的低电位电平V2比施加到与电源电路140间隔开第二距离(大于第一距离)的像素的像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2低。电源电路140可在控制电路的控制下在显示区域AA的平均亮度低时进一步降低像素驱动电压ELVDD。
因此，在跳帧SFR时段和部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间，在显示面板100中，像素驱动电压ELVDD的电压降小的位置处的像素行被扫描时，电源电路140可以进一步降低低电位电平V2，并且可以在IR下降量小的图像被输入时进一步降低低电位电平V2。
施加到显示面板100的像素驱动电压ELVDD的IR下降量可以基于分析输入图像的像素数据的结果来计算。例如，控制电路可以基于平均图像电平APL或输入图像数据的直方图来计算像素驱动电压ELVDD的IR下降量。在该实施例中，可以通过在跳帧SFR时段和部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间进一步降低施加到IR下降量相对较小的像素的像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2来最大化功耗降低效果。
参照图14和图16，显示装置可以从主机***200接收输入图像的像素数据RGB、帧识别信息以及数字亮度值DBV信息(S141)。
控制电路根据分析输入图像数据的结果计算像素驱动电压ELVDD的IR下降量(S142)。
在当前帧时段是刷新帧RFR时(S143)，将像素驱动电压ELVDD的默认电压电平V1供应给像素(S144)。在刷新帧RFR时段的期间，扫描像素并将输入图像的像素数据RGB写入像素(S145)。
在当前帧时段是跳帧SFR时(S146)，电源电路140使像素驱动电压ELVDD的电压电平降低。控制电路可以根据计算IR下降量的结果来改变像素驱动电压ELVDD的电压电平(S147)。
例如，当像素在控制电路的控制下在跳帧SFR期间保持IR下降量小的图像的之前的数据电压时，电源电路140可以进一步降低像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2。当在显示区域AA中保持IR下降量小的图像时，低电位电平V2可以低于在显示区域AA中IR下降量相对较大的图像被保持时。像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2可以被控制为使得即使像素驱动电压ELVDD上升，像素驱动电压ELVDD也上升到低于默认电压电平V1的电压。在跳帧SFR时段的期间，不扫描像素并保持之前的数据电压(S148)。
在当前帧时段是部分刷新帧PRFR时(S149)，像素驱动电压ELVDD可以对于在显示区域AA中划分的子区域被控制在不同的电压电平。像素驱动电压ELVDD在部分刷新帧PRFR的刷新时段的期间以默认电压电平V1被施加到刷新区域Sub1和Sub3中的像素(S150和S151)，并且在跳过时段的期间以较低电位电平V2被施加到跳过区域Sub2和Sub4中的像素(S154和S155)。
在步骤S154中，电源电路140可以在控制电路的控制下与部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间的IR下降量成比例地改变像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2。对于IR下降量小的图像，低电位电平V2被降低，而对于IR下降量相对较大的图像，低电位电平V2可以增加。即使施加到跳过区域Sub2和Sub4中的像素的像素驱动电压ELVDD上升，像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2可以被控制为使得像素驱动电压ELVDD上升到低于默认电压电平V1的电压。
在部分刷新帧PRFR时段的期间，显示面板驱动电路可以在刷新时段的期间扫描刷新区域Sub1和Sub3中的像素，并在时序控制器130的控制下将输入图像的像素数据RGB写入像素(S152)。
在部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间，跳过区域Sub2和Sub4中的像素不被扫描并保持之前数据电压(S155)。
在执行控制像素驱动电压ELVDD的方法中，第二实施例和第三实施例的一个或多个控制方法可以一起应用于第一实施例。
在低电力模式下，为了减少由于像素驱动电压ELVDD的变化而引起的像素的亮度波动，像素驱动电压ELVDD的电压电平可以以与图17所示相同的方式改变。
参照图17，显示装置可以在没有接收到输入图像的垂直空白时段VB期间从主机***接收帧识别和数字亮度值DBV。
电源电路140可在控制电路的控制下在从刷新帧RFR改变到跳帧SFR之前的垂直空白时段VB期间将像素驱动电压ELVDD的电压电平改变至低电位电平V2。
电源电路140可在控制电路的控制下在从跳帧SFR改变到刷新帧RFR或部分刷新帧PRFR的刷新时段之前的垂直空白时段VB期间将像素驱动电压ELVDD的电压电平改变为默认电压电平V1。
电源电路140可以在控制电路的控制下在部分刷新帧PRFR时段的期间从跳过时段改变到刷新时段之前的跳过时段内将像素驱动电压ELVDD的电压电平改变至默认电压电平V1。
像素驱动电压ELVDD在跳帧SFR的时段和部分刷新帧PRFR的跳过时段内提前上升，使得像素能够在刷新帧RFR和部分刷新帧PRFR的刷新时段的期间被稳定地驱动而像素驱动电压ELVDD不变。当从刷新帧RFR或部分刷新帧PRFR的刷新时段切换到跳帧SFR或部分刷新帧PRFR的跳过时段时，像素驱动电压ELVDD在扫描时间进入跳帧SFR或跳过区域Sub2和Sub4之后改变。因此，本公开可以防止由于显示装置和移动终端中的像素驱动电压的变化而导致的像素的亮度的变化。
随着跳帧SFR的时段或部分刷新帧PRFR的跳过时段增加，驱动元件DT的栅极电压可能由于像素电路的电容电压的泄漏而增加，导致像素的亮度改变。在这种情况下，驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs下降，这可能会逐渐降低像素的亮度。为了防止像素的亮度的这样的变化，如图18所示，像素驱动电压ELVDD在跳帧SFR时段或部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间随时间逐渐增加。电源电路140可以在控制电路的控制下在跳帧SFR的时段或部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间随时间逐渐升高像素驱动电压ELVDD。当像素驱动电压ELVDD在跳帧SFR的时段或部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间上升时，像素驱动电压ELVDD的上升量可被限制使得像素驱动电压ELVDD上升到低于默认电压电平V1。
上述实施例可以一起应用。例如，如图19所示，像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2在控制电路的控制下在跳帧SFR的时段和部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间逐渐上升，并且像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2可以与数字亮度值DBV和IR下降量中的至少一个相关联地变化。在跳帧SFR的时段和部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间，即使像素驱动电压ELVDD逐渐上升，也可以限制像素驱动电压ELVDD的上升量使得像素驱动电压ELVDD上升到低于默认电压电平的电压。
图20和图21是示出能够改变移动终端中的像素驱动电压ELVDD的电路的图。图22是示出输入到图21所示的比较器COMP的三角波电压RAMP和来自图21所示的误差放大器AMP的输出电压Vc、以及脉冲宽度调制(PWM)信号的示例的波形图。
参照图20至图22，主机***200可经由MIPI接口将输入图像的像素数据RGB、帧识别信息和数字亮度值DBV信息传输至驱动IC(DIC)。输入到驱动IC(DIC)的输入图像的像素数据RGB、帧识别信息和数字亮度值DBV是数字信号。
驱动IC(DIC)可以包括电压计算器210和电压控制器220。电压计算器210接收帧识别信息和数字亮度值DBV，并根据输入图像的分析结果计算IR下降量。电压计算器210根据帧识别信息确定跳帧SFR的时段和跳过区域Sub2和Sub4，并计算在跳帧SFR的时段和部分刷新帧PRFR的跳过时段的期间施加到像素的像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2的适当值。电压计算器210可以以与前述实施例相同的方式与数字亮度值DBV和IR下降量中的一个或多个相关联地选择低电位电平V2。
电压控制器220接收从电压计算器210输入的低电位电平V2的电压值，并输出用于控制像素驱动电压输出部230的输出的控制信号CTR。控制信号CTR是数字信号。像素驱动电压ELVDD的低电位电平V2、像素驱动电压ELVDD的变化的时序以及像素驱动电压ELVDD的变化量可以由数据值和控制信号CTR的输出时序控制。
像素驱动电压输出部230可以实现为但不限于电源电路140中的降压转换器电路。
如图21所示，像素驱动电压输出部230包括反馈电阻R、VR以及连接在反馈电阻R、VR与ELVDD输出端子之间的电压发生器。
反馈电阻器R和VR包括串联连接在反馈节点FB和接地电压GND之间的电阻器R和可变电阻器VR。可变电阻器VR的电阻值可以响应于控制信号CTR而改变。可变电阻器VR可以用数字可变电阻器或电阻值根据数字数据值改变的数字电位器来实现。反馈节点FB连接到从其输出像素驱动电压ELVDD的ELVDD输出端子。
电压发生器包括误差放大器AMP、比较器COMP、驱动器232、第一晶体管M1、第二晶体管M2、电感器L和电容器C。
第一晶体管M1和第二晶体管M2连接在被供应输入电压VIN的输入电压端子与接地电压GND之间。电感器L连接在第一晶体管M1和第二晶体管M2之间的节点与ELVDD输出端子之间。电容器C连接在ELVDD输出端子与接地电压GND之间。
第一晶体管M1连接在被施加输入电压VIN的输入端子与电感器L之间。第一晶体管M1响应于从驱动器232接收的第一栅极信号而导通，并向电感器L供应输入电压VIN。在PWM信号的高电压VH区间中产生第一栅极信号。
第二晶体管M2连接在电感器L与接地电压GND之间。第二晶体管M2响应于从驱动器232输入的第二栅极信号而导通，以将电感器L连接到接地电压GND。在PWM信号的低电压VL区间中产生第二栅极信号。
误差放大器AMP通过其自身增益，放大施加到基准电压输入端子(+)的基准电压REF和施加到反馈输入端子(-)的反馈电压之间的电压差。反馈电压是电阻器R和可变电阻器VR之间的节点电压。反馈电压随着可变电阻器VR的电阻值增大而增大。基准电压REF可以被设置为低于像素驱动电压ELVDD的默认电压电平V1的电压。随着反馈电压的增大，反馈电压与基准电压REF之间的电压差减小，减小了误差放大器AMP的输出电压Vc。
比较器COMP包括被施加误差放大器AMP的输出电压Vc的第一输入端子(+)，以及被施加图22所示的三角波电压RAMP的第二输入端子(-)。比较器COMP将放大器AMP的输出电压Vc与三角波电压RAMP进行比较，并输出PWM信号PWM。
PWM信号PWM在误差放大器(AMP)的输出电压Vc高于三角波电压(RAMP)时生成为高电压VH，而在误差放大器AMP的输出电压Vc低于三角波电压RAMP时生成为低电压VL。随着反馈电压的增大，误差放大器AMP的输出电压Vc减小以降低PWM信号的高电压VH区间，从而减小PWM信号的占空比。
驱动器232响应于PWM信号的高电压VH将第一栅极信号施加到第一晶体管M1的栅极以使第一晶体管M1导通。驱动器232响应于PWM信号的低电压VL将第二栅极信号施加到第二晶体管M2的栅极以使第二晶体管M2导通。PWM信号的占空比越大，施加到电感器L的电压越高，导致像素驱动电压ELVDD越高，而PWM信号的占空比越小，施加到电感器L的电压越低，导致像素驱动电压ELVDD越低。根据晶体管M1和M2的沟道类型，驱动器232可在PWM信号的低电压VL区间的期间使第一晶体管M1导通并且在PWM信号的高电压VH区间的期间使第二晶体管M2导通。
当通过可变电阻器VR增加反馈电压时，误差放大器AMP的输出电压Vc减小，并且PWM信号PWM的占空比减小，从而降低像素驱动电压ELVDD的电压电平。因此，电压控制器220可以通过利用控制信号CTR改变可变电阻器VR的电阻值，将在跳帧SFR的时段的施加到跳过区域Sub2和Sub4中的像素的像素驱动电压ELVDD降低，并且电压控制器220改变低电位电平V2。
上述的本公开所要实现的目的、用于实现目的的手段以及本公开的效果并不指定权利要求的本质特征，因此，权利要求的范围不限于本公开的公开内容。
尽管已经参照附图更详细地描述了本公开的实施例，但是本公开不限于此，并且在不背离本公开的技术概念的情况下可以以许多不同的形式体现。因此，本公开中公开的实施例仅出于说明的目的而提供，并不旨在限制本公开的技术概念。本公开的技术概念的范围不限于此。因此，应理解，上述实施例在各方面都是说明性的，并不限制本公开。本公开的保护范围应当基于所附权利要求来解释，并且在其等同范围中的所有技术概念应当被解释为落入本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：
显示面板，在所述显示面板上设置有多条数据线、多条栅极线以及被供应像素驱动电压的多个像素；
显示面板驱动电路，所述显示面板驱动电路被配置为在刷新帧时段的期间扫描所述像素并将像素数据写入所述像素；以及
电源电路，所述电源电路被配置为输出所述像素驱动电压并在所述像素的扫描被跳过的跳帧时段中降低所述像素驱动电压。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素驱动电压：
在所述刷新帧时段的期间以默认电压电平被施加到所有像素，并且
在所述跳帧时段的期间以低于所述默认电压电平的低电位电平施加到所有像素。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板驱动电路被配置为：
在部分刷新帧的刷新时段的期间扫描设置在所述显示面板的刷新区域中的像素，以向所述像素写入像素数据，并在所述部分刷新帧的跳过时段的期间跳过设置在所述显示面板的跳过区域中的像素，并且
其中，所述电源电路被配置为在所述部分刷新帧的所述跳过时段的期间降低所述像素驱动电压的平均电压。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述像素驱动电压：
在所述刷新时段的期间以默认电压电平被施加到属于所述刷新区域的所述像素，并且
在所述跳过时段的期间以低于所述默认电压电平的低电位电平施加到设置在所述跳过区域中的所述像素。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述电源电路被配置为：
在所述跳过帧时段的期间，响应于第一数字亮度值而将所述像素驱动电压降低到第一低电位电平，并且响应于低于所述第一数字亮度值的第二数字亮度值而将所述像素驱动电压降低到低于所述第一低电位电平的第二低电位电平。
6.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述电源电路被配置为：
在所述部分刷新帧的所述跳过时段的期间，响应于第一数字亮度值而将所述像素驱动电压降低到第一低电位电平，并且响应于低于所述第一数字亮度值的第二数字亮度值而将所述像素驱动电压降低到低于所述第一低电位电平的第二低电位电平。
7.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述电源电路被配置为：
使施加到与所述电源电路间隔开第一距离的像素的像素驱动电压的低电位电平比施加到与所述电源电路间隔开第二距离的像素的像素驱动电压的低电位电平低，并且
其中，所述第二距离大于所述第一距离。
8.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述电源电路被配置为：
当与具有较高平均亮度的图像相比，具有较低平均亮度的图像被输入时，更降低所述低电位电平。
9.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述电源电路被配置为：
在所述显示面板的IR下降量减小时降低所述低电位电平。
10.根据权利要求9所述的显示装置，还包括：
控制电路，所述控制电路被配置为基于分析输入图像的结果计算所述IR下降量并且基于所述IR下降量控制所述电源电路。
11.根据权利要求2所述的显示装置，其中，
所述电源电路被配置为在所述跳帧时段的期间使所述低电位电平逐渐上升。
12.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述电源电路被配置为在所述部分刷新帧时段的所述跳过时段的期间使所述低电位电平逐渐上升。
13.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述电源电路被配置为：
在从所述刷新帧改变为所述跳帧之前的垂直空白时段的期间将所述像素驱动电压的电压电平改变为所述低电位电平，并且
在从所述跳帧改变为所述刷新帧之前的垂直空白时段的期间将所述像素驱动电压的电压电平改变为所述默认电压电平。
14.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述电源电路被配置为：
在从所述跳过时段进入所述刷新时段之前，在所述跳过时段内，将所述像素驱动电压的电压电平改变为所述默认电压电平。
15.根据权利要求2或4所述的显示装置，其中，所述栅极线包括：
被依次施加与数据电压同步的扫描信号的多条扫描线；以及
被依次施加发光控制信号的多条发光控制线，并且
其中，所述显示面板驱动电路包括：
被配置为向所述数据线输出所述数据电压的数据驱动器；
被配置为在所述刷新帧时段和部分刷新帧的刷新时段的期间向所述扫描线输出所述扫描信号的扫描驱动器；以及
被配置为在所述刷新帧时段和所述部分刷新帧的所述刷新时段、所述跳帧时段以及所述部分刷新帧的跳过时段的期间向所述发光控制线输出所述发光控制信号的发光控制驱动器。
16.一种显示装置的驱动方法，包括：
向设置在显示面板上的多个像素供应像素驱动电压；
通过在刷新帧时段的期间扫描所述像素，向所述像素写入像素数据；
在跳帧时段的期间使所述像素保持先前充入的数据电压；以及
在所述跳帧时段中降低所述像素驱动电压。
17.根据权利要求16所述的显示装置的驱动方法，还包括：
在部分刷新帧的刷新时段的期间扫描设置在所述显示面板的刷新区域中的像素，而在所述部分刷新帧的跳过时段的期间跳过属于所述显示面板的跳过区域的像素的扫描；以及
在所述部分刷新帧的所述跳过时段的期间降低所述像素驱动电压的平均电压。
18.根据权利要求17所述的显示装置的驱动方法，还包括：
在所述刷新帧时段的期间以默认电压电平向所有像素施加所述像素驱动电压；
在所述跳帧时段的期间以低于所述默认电压电平的低电位电平向所有像素施加所述像素驱动电压；
在所述部分刷新帧的所述刷新时段的期间以所述默认电压电平向设置在刷新区域中的像素施加所述像素驱动电压；以及
在所述部分刷新帧的所述跳过时段的期间以所述低电位电压电平向设置在跳过区域中的像素施加所述像素驱动电压。
19.一种移动终端，包括：
显示面板，在所述显示面板上设置有多条数据线、多条栅极线以及被供应像素驱动电压的多个像素；
驱动IC，所述驱动IC被配置为在刷新帧时段的期间以默认电压电平输出所述像素驱动电压，扫描所述像素，并在跳帧时段和部分刷新帧时段的期间以低于所述默认电压电平的低电位电平输出所述像素驱动电压；以及
主机***，所述主机***被配置为向所述驱动IC提供输入图像的像素数据、帧识别信息和数字亮度值信息，
其中，所述帧识别信息包括指示所述刷新帧时段、所述跳帧时段和所述部分刷新帧时段中的至少一者的信息。
20.根据权利要求19所述的移动终端，其中，所述驱动IC包括：
电压计算器，所述电压计算器被配置为接收所述输入图像的所述像素数据、所述帧识别信息和所述数字亮度值信息并输出所述低电位电平的电压值；
电压控制器，所述电压控制器被配置为接收所述低电位电平的所述电压值并输出控制信号；以及
电压输出部，所述电压输出部被配置为响应于所述控制信号在所述跳帧时段和所述部分刷新帧的跳过时段的期间降低所述像素驱动电压的电压电平。
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