显示面板及其驱动方法和驱动装置与流程

1.本发明涉及显示技术领域，具体地说，涉及一种显示面板及其驱动方法和驱动装置。


背景技术：

2.目前多数的显示面板具备可变刷新率技术，能够在不同的应用场景下改变刷新率，节省功耗。但是，当显示面板的刷新率发生变化时，其亮度也会随之变化。
3.图1示出经光学测量工具测量的显示面板在32灰阶下，刷新率由30hz切换至60hz的亮度变化曲线。显示面板的像素电路中，由于晶体管漏电和迟滞效应的存在，低灰阶下每帧开始的亮度较低。亮度曲线的积分是显示面板的平均发光亮度。图1中，第一区域110示出刷新率为30hz时显示面板的亮度情况，第二区域120示出刷新率为60hz时显示面板的亮度情况。从图1可以看出，32灰阶下显示面板在30hz的平均发光亮度大于在60hz的平均发光亮度。
4.人眼对低灰阶的亮度变化非常敏感，因此在低灰阶下，当显示面板的刷新率发生变化时，亮度变化很容易被人眼捕捉到，不仅影响用户体验，也会加速眼部疲劳，损害人眼。
5.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

6.本发明提供一种显示面板及其驱动方法和驱动装置，通过扫描信号的电平电压的调整，降低低刷新率下的显示亮度，使其与高刷新率下的显示亮度保持一致，从而改善刷新率变化导致的亮度变化问题，优化用户体验。
7.本发明的一个方面提供一种显示面板的驱动方法，包括：侦测到显示面板进入可变刷新率模式；根据所述可变刷新率模式的刷新率范围，确定目标刷新率范围，所述目标刷新率范围自所述刷新率范围的一最小值取至一目标阈值；根据一当前帧的帧信号，判断所述当前帧的刷新率是否位于所述目标刷新率范围内；若是，调整扫描信号在所述当前帧的消隐阶段的第一电平电压，使所述扫描信号在所述消隐阶段的第一电平电压与其第二电平电压的电压差，大于所述扫描信号在所述当前帧的有效阶段的第一电平电压与其第二电平电压的电压差。
8.在一些实施例中，所述扫描信号处于第一电平电压时，所述显示面板的像素电路中，除驱动所述像素电路的发光元件发光的驱动晶体管处于导通状态外，剩余晶体管均处于关断状态；所述扫描信号作用于剩余晶体管的控制端，所述消隐阶段，所述扫描信号的调整后的第一电平电压通过所述像素电路中基于剩余晶体管产生的寄生电容，降低流经所述发光元件的电流。
9.在一些实施例中，所述像素电路中的晶体管均为pmos晶体管，所述扫描信号的第一电平电压为高电平电压vgh，所述扫描信号的第二电平电压为低电平电压vgl；所述调整
扫描信号在所述当前帧的消隐阶段的第一电平电压，包括：增大所述扫描信号在所述消隐阶段的高电平电压vgh。
10.在一些实施例中，所述像素电路中的晶体管均为nmos晶体管，所述扫描信号的第一电平电压为低电平电压vgl，所述扫描信号的第二电平电压为高电平电压vgh；所述调整扫描信号在所述当前帧的消隐阶段的第一电平电压，包括：减小所述扫描信号在所述消隐阶段的低电平电压vgl。
11.在一些实施例中，所述显示面板的每个像素的像素电路包括：第一晶体管，其第一端耦接初始化电压端，其第二端耦接第一节点，其控制端接收第一扫描信号；第二晶体管，其第一端耦接数据线，其第二端耦接所述第一节点，其控制端接收第二扫描信号；第三晶体管，其第一端耦接所述发光元件的阳极，其第二端耦接所述初始化电压端，其控制端接收第三扫描信号；驱动晶体管，其第一端耦接所述发光元件的阳极，其第二端耦接阳极电源端，其控制端耦接所述第一节点；存储电容，耦接于所述第一节点和所述阳极电源端之间；当所述扫描信号处于第一电平电压时，所述驱动晶体管导通，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管关断。
12.在一些实施例中，所述调整扫描信号在所述当前帧的消隐阶段的第一电平电压，包括：调整所述第一扫描信号、所述第二扫描信号和所述第三扫描信号在所述消隐阶段的第一电平电压，使所述当前帧进入所述消隐阶段时，第一扫描信号、所述第二扫描信号和所述第三扫描信号同时调整。
13.在一些实施例中，所述像素电路在所述有效阶段的工作过程包括：第一复位阶段，所述第一晶体管响应于所述第一扫描信号的第二电平电压而导通，所述初始化电压端的初始化电压信号初始化所述驱动晶体管的控制端和所述存储电容；充电阶段，所述第二晶体管响应于所述第二扫描信号的第二电平电压而导通，所述数据线的数据电压信号向所述驱动晶体管的控制端和所述存储电容充电；第二复位阶段，所述第三晶体管响应于所述第三扫描信号的第二电平电压而导通，所述初始化电压信号初始化所述发光元件的阳极；显示阶段，所述驱动晶体管导通，驱动所述发光元件发光。
14.在一些实施例中，所述判断所述当前帧的刷新率是否位于所述目标刷新率范围内之后，还包括：若否，保持所述扫描信号在所述消隐阶段的第一电平电压等于所述扫描信号在所述有效阶段的第一电平电压。
15.本发明的另一个方面提供一种显示面板的驱动装置，用于实现上述任意实施例所述的驱动方法，所述驱动装置包括：侦测单元，配置为侦测到显示面板进入可变刷新率模式，触发确定单元；确定单元，配置为根据所述可变刷新率模式的刷新率范围，确定目标刷新率范围，所述目标刷新率范围自所述刷新率范围的一最小值取至一目标阈值；判断单元，配置为根据一当前帧的帧信号，判断所述当前帧的刷新率是否位于所述目标刷新率范围内，若是触发调整单元；调整单元，配置为调整扫描信号在所述当前帧的消隐阶段的第一电平电压，使所述扫描信号在所述消隐阶段的第一电平电压与其第二电平电压的电压差，大于所述扫描信号在所述当前帧的有效阶段的第一电平电压与其第二电平电压的电压差。
16.本发明的再一个方面提供一种显示面板，所述显示面板配置有上述实施例所述的驱动装置。
17.本发明与现有技术相比的有益效果至少包括：
18.当侦测到显示面板进入可变刷新率模式时，确定待调整亮度的低刷新率范围；当当前帧的刷新率位于低刷新率范围时，对扫描信号在当前帧的消隐阶段的电平电压进行调整，使扫描信号在消隐阶段的电平电压幅度相比于在有效阶段的电平电压幅度更大；由于像素电路中多种寄生电容的存在，在消隐阶段增大扫描信号的电平电压的幅度，能够导致发光元件的工作点发生偏移，使流经发光元件的电流减小，从而降低显示面板在低刷新率下的显示亮度，使其与高刷新率下的显示亮度保持一致，改善刷新率变化导致的亮度变化问题，优化用户体验。
19.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。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。
21.图1示出现有的显示面板在32灰阶下，刷新率由30hz切换至60hz的亮度变化曲线；
22.图2示出本发明实施例中显示面板的驱动方法的步骤示意图；
23.图3示出本发明实施例中显示面板的每个像素的像素电路示意图；
24.图4示出本发明实施例中当前帧的扫描信号的时序示意图；
25.图5示出扫描信号的高电平电压vgh调整前后，现有的显示面板的亮度变化与本发明实施例的显示面板的亮度变化的对比示意图；
26.图6示出本发明实施例中显示面板的驱动装置的模块示意图。
具体实施方式
27.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
28.此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
29.下面实施例中的步骤序号用于表示不同的执行内容，并不严格限定步骤之间的执行顺序。具体描述时使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
30.图2示出实施例中显示面板的驱动方法的主要步骤，参照图2所示，本实施例中显示面板的驱动方法包括：
31.在步骤s210中，侦测到显示面板进入可变刷新率模式。
32.具体可通过显示面板的时序控制器，侦测显示面板的每帧信号，判断显示面板当前是否进入可变刷新率模式，实现后续对显示面板在变频情况下的显示亮度进行调整。
33.在步骤s220中，根据可变刷新率模式的刷新率范围，确定目标刷新率范围，目标刷新率范围自刷新率范围的一最小值取至一目标阈值。
34.因显示面板在低刷新率下的显示亮度高于在高刷新率下的显示亮度，因此确定待调整亮度的低刷新率范围，后续对显示面板在该低刷新率范围内的显示亮度进行调整。目标阈值可根据需要预设，可以是一个具体的刷新率值、或者是一个比例值。例如，在一个示例中，可变刷新率模式的刷新率范围为60hz到25hz，目标阈值为40hz，则确定的目标刷新率范围为25hz～40hz。再如，在一个示例中，可变刷新率模式的刷新率范围为60hz到25hz，目标阈值为刷新率范围中最大刷新率的80％，则确定的目标刷新率范围为25hz～48hz。
35.在步骤s230中，根据一当前帧的帧信号，判断当前帧的刷新率是否位于目标刷新率范围内。
36.在步骤s240中，当判断当前帧的刷新率位于目标刷新率范围内，则调整扫描信号在当前帧的消隐阶段的第一电平电压，使扫描信号在消隐阶段的第一电平电压与其第二电平电压的电压差，大于扫描信号在当前帧的有效阶段的第一电平电压与其第二电平电压的电压差。
37.当当前帧的刷新率位于低刷新率范围时，对扫描信号在当前帧的消隐阶段的电平电压进行调整，使扫描信号在消隐阶段的电平电压幅度相比于在有效阶段的电平电压幅度更大。由于像素电路中多种寄生电容的存在，在消隐阶段增大扫描信号的电平电压的幅度，能够导致发光元件的工作点发生偏移，使流经发光元件的电流减小，从而降低显示面板在低刷新率下的显示亮度，使其与高刷新率下的显示亮度保持一致，改善刷新率变化导致的亮度变化问题，优化用户体验。
38.其中，当扫描信号处于第一电平电压时，显示面板的像素电路中，除驱动像素电路的发光元件发光的驱动晶体管处于导通状态外，剩余晶体管均处于关断状态；扫描信号作用于剩余晶体管的控制端，消隐阶段，扫描信号的调整后的第一电平电压通过像素电路中基于剩余晶体管产生的寄生电容，降低流经发光元件的电流。
39.在一个具体示例中，当显示面板的像素电路中的晶体管均为pmos晶体管，则扫描信号的第一电平电压为高电平电压vgh，扫描信号的第二电平电压为低电平电压vgl；调整扫描信号在当前帧的消隐阶段的第一电平电压，具体是指，增大扫描信号在消隐阶段的高电平电压vgh，使扫描信号在当前帧的消隐阶段的高电平电压vgh高于其在当前帧的有效阶段的高电平电压vgh，从而在当前帧的消隐阶段，显示面板的显示亮度得到降低，进而降低显示面板在当前帧的整体显示亮度。
40.在一个具体示例中，当显示面板的像素电路中的晶体管均为nmos晶体管，则扫描信号的第一电平电压为低电平电压vgl，扫描信号的第二电平电压为高电平电压vgh；调整扫描信号在当前帧的消隐阶段的第一电平电压，具体是指，减小扫描信号在消隐阶段的低电平电压vgl，使扫描信号在当前帧的消隐阶段的低电平电压vgl低于其在当前帧的有效阶段的低电平电压vgl，从而在当前帧的消隐阶段，显示面板的显示亮度得到降低，进而降低显示面板在当前帧的整体显示亮度。
41.下面结合显示面板的像素电路，并以像素电路中晶体管为pmos晶体管为例，对本发明的驱动方法的原理进行详细说明。但本发明并不限于采用pmos晶体管。
42.图3示出实施例中显示面板的每个像素的像素电路，参照图3所示，显示面板中一像素的像素电路主要包括：第一晶体管t1，其第一端耦接初始化电压端vint，其第二端耦接第一节点n1，其控制端接收第一扫描信号s
n-1
；第二晶体管t2，其第一端耦接数据线data line，其第二端耦接第一节点n1，其控制端接收第二扫描信号sn；第三晶体管t3，其第一端耦接发光元件oled的阳极，其第二端耦接初始化电压端vint，其控制端接收第三扫描信号s
n+1
；驱动晶体管td，其第一端耦接发光元件oled的阳极，其第二端耦接阳极电源端elvdd，其控制端耦接第一节点n1，发光元件oled的阴极耦接阴极电源端elvss；存储电容c
st
，耦接于第一节点n1和阳极电源端elvdd之间。
43.本实施例中，调整扫描信号在当前帧的消隐阶段的第一电平电压，使当前帧进入消隐阶段时，第一扫描信号s
n-1
、第二扫描信号sn和第三扫描信号s
n+1
的高电平电压vgh同时增大。第一扫描信号s
n-1
、第二扫描信号sn和第三扫描信号s
n+1
的高电平电压vgh各自增大的幅度可相同或不同，具体可视第一扫描信号s
n-1
、第二扫描信号sn和第三扫描信号s
n+1
各自作用的晶体管的电路特性而决定。在一个具体示例中，可以使第一扫描信号s
n-1
、第二扫描信号sn和第三扫描信号s
n+1
的高电平电压vgh在当前帧的消隐阶段各自增大一个预设值，预设值可以具有一定的范围，例如0.1v～5v。
44.另外，高电平电压vgh的调整幅度还与刷新率有关，刷新率越低，显示亮度越高，需要降低的亮度值越大，因此高电平电压vgh的调整幅度越大，以实现通过调整高电平电压vgh达到不同频率下改变不同亮度的效果。
45.消隐阶段(blanking)为两帧画面的显示间隔阶段，也即一帧画面结束到下一帧画面开始的间隔时间，当前帧的消隐阶段位于当前帧的有效阶段与当前帧的下一帧的有效阶段之间。在每一帧的帧信号中，包含与消隐阶段相关的参数信息，消隐阶段的长度由显示面板的绘图芯片(graphics processing unit，简称gpu)送出，例如消隐阶段的长度占一帧画面的周期比例为4％。帧信号的刷新率不同，则对应的消隐阶段的长度也不同。低刷新率的帧信号的消隐阶段长，高刷新率的消隐阶段短。
46.图4示出当前帧的扫描信号的时序，参照图4所示，当前帧的帧周期的整个阶段包括有效阶段410和消隐阶段420。结合图3和图4所示，像素电路在当前帧的有效阶段410的工作过程包括：
47.第一复位阶段，第一晶体管t1响应于第一扫描信号s
n-1
的低电平电压vgl而导通，初始化电压端vint的初始化电压信号初始化驱动晶体管td的控制端和存储电容c
st
。此后第一晶体管t1在第一扫描信号s
n-1
的高电平电压vgh的作用下关断。
48.充电阶段，第二晶体管t2响应于第二扫描信号sn的低电平电压vgl而导通，数据线data line的数据电压信号向驱动晶体管td的控制端和存储电容c
st
充电；存储电容c
st
内存储的电压为vg。此后第二晶体管t2在第二扫描信号sn的高电平电压vgh的作用下关断。
49.第二复位阶段，第三晶体管t3响应于第三扫描信号s
n+1
的低电平电压vgl而导通，初始化电压信号初始化发光元件oled的阳极。此后第三晶体管t3在第三扫描信号s
n+1
的高电平电压vgh的作用下关断。
50.显示阶段，驱动晶体管td在第一节点n1的作用下导通，驱动发光元件oled发光，流
经发光件oled的电流为i
oled
。
51.进一步地，在消隐阶段，第一晶体管t1、第二晶体管t2和第三晶体管t3分别在第一扫描信号s
n-1
、第二扫描信号sn和第三扫描信号s
n+1
的增大后的高电平电压vgh’的作用下时，继续保持关断，并且降低流经发光件oled的电流为i
oled
，从而降低消隐阶段的显示亮度。
52.当然，在当前帧的消隐阶段对各扫描信号的高电平电压进行调整，使各扫描信号的高电平电压增大至vgh’后；在下一帧的有效阶段，需将各扫描信号的高电平电压调整回vgh；并且根据下一帧的刷新率是否位于目标刷新率范围，决定下一帧的消隐阶段是否需要对各扫描信号的高电平电压进行调整。也即，在每一帧的有效阶段，各扫描信号的高电平电压保持相同，以实现整体显示效果的稳定；而每一帧的消隐阶段，依据帧的刷新率决定是否调整各扫描信号的高电平电压。
53.通过增大扫描信号在消隐阶段的高电平电压vgh，实现降低流经发光件oled的电流为i
oled
，主要是因为在像素电路中，晶体管与线路之间(例如第一晶体管t1/第二晶体管t2/第三晶体管t3与存储电容c
st
之间)多种寄生电容的存在，在消隐阶段改变高电平电压vgh的大小，会直接影响第一晶体管t1/第二晶体管t2/第三晶体管t3的工作点与导通情况，引起vg的改变(vg为存储电容c
st
内存储的电压)，直接导致驱动晶体管td工作点的偏移，使得流过发光元件oled的电流i
oled
的大小发生改变，从而发光元件oled的亮度发生变化。
54.具体来说，在实际应用场景中，发光元件oled发光时，第一晶体管t1、第二晶体管t2和第三晶体管t3截止，驱动晶体管td饱和，流经发光元件oled的电流i
oled
受到v
gs
(v
gs
＝v
g-elvdd)的控制，根据理想状态的饱和区电流公式有：
55.i
oled
＝1/2
·
μ
p
·cox
·
w/l
·
(v
gs-v
th
)256.＝1/2
·
μ
p
·cox
·
w/l
·
(v
data
+v
th-elvdd-v
th
)257.＝1/2
·
μ
p
·cox
·
w/l
·
(v
data-elvdd)258.其中，μ
p
、c
ox
和w/l均是与驱动晶体管td相关的器件参数，可见流经发光元件oled的电流i
oled
受数据电压v
data
(来自数据线)和阳极电压elvdd(来自阳极电源端)的调控。
59.在消隐阶段对第一扫描信号s
n-1
、第二扫描信号sn和第三扫描信号s
n+1
的高电平电压vgh进行调整，会直接影响到第一晶体管t1、第二晶体管t2和第三晶体管t3的关断状态的栅极电压，而第一晶体管t1、第二晶体管t2和第三晶体管t3均存在寄生电容(栅电容和耗尽层电容)，寄生电容会直接影响第一晶体管t1、第二晶体管t2和第三晶体管t3的漏电流。
60.当发光元件oled发光时，vg≈v
data
+v
th
，v
th
为阈值电压。此时，虽然第一晶体管t1、第二晶体管t2和第三晶体管t3全部关断，但其源漏区和浅源漏前端均存在寄生电阻，源漏区和金属之间也存在欧姆接触电阻，这些寄生电阻会给器件带来一定的影响。以第一晶体管t1为例，如果增大第一扫描信号s
n-1
的高电平电压vgh，可以在第一晶体管t1的栅极形成更深的耗尽层，降低第一晶体管t1的漏电流，从而降低寄生电阻的分压，抬高v
data
和v
th
，进而使得流经发光元件oled的电流i
oled
降低，最终导致显示亮度的降低。
61.图5示出扫描信号的高电平电压vgh调整前后，现有的显示面板的亮度变化与本发明实施例的显示面板的亮度变化的对比。参照图5所示，第一条亮度变化曲线510对应现有的显示面板，第二条亮度变化曲线520对应本发明实施例的显示面板，本发明在低刷新率的帧的消隐阶段改变扫描信号的高电平电压vgh，使低刷新率的帧在消隐阶段的亮度下降，从
而实现所有刷新率下的平均亮度保持一致。进而，当显示面板在不同刷新率之间切换时，可以降低亮度差异，减少人眼可视的闪烁现象。
62.经实验测定，根据第一晶体管t1、第二晶体管t2和第三晶体管t3的器件特性，初始设定的第一扫描信号s
n-1
、第二扫描信号sn和第三扫描信号s
n+1
的高电平电压vgh为6.5v，在32灰阶，30hz的刷新率下，显示面板的显示亮度为418.9nit。在消隐阶段，增大第一扫描信号s
n-1
、第二扫描信号sn和第三扫描信号s
n+1
的高电平电压vgh，显示面板的亮度情况如下表：
63.vgh/v亮度/nit6.5418.90008.5396.30008401.90007.5410.00007414.5000
64.可见，在消隐阶段增大高电平电压vgh，能够实现显示面板在消隐阶段亮度降低，进而在整个帧阶段亮度下降。
65.进一步地，在判断当前帧的帧信号不在目标刷新率范围内，说明当前帧的刷新率较高，无需对其扫描信号的电平电压进行调整，因此，保持扫描信号在消隐阶段的第一电平电压等于扫描信号在有效阶段的第一电平电压即可。
66.当然，在其他实施例中，也可以在所有的帧的消隐阶段，对扫描信号的电平电压进行调整，其中高刷新率的帧的调整幅度小，低刷新率的帧的调整幅度大，使得调整后所有的帧的显示亮度保持一致。
67.综上，采用本发明上述任意实施例的驱动方法，通过在低刷新率的帧的消隐阶段，调整扫描信号的电平电压，实现消隐阶段流经发光元件的电流减小，从而降低显示面板在低刷新率下的显示亮度，使其与高刷新率下的显示亮度保持一致，改善刷新率变化导致的亮度变化问题，优化用户体验。
68.本发明实施例还提供一种显示面板的驱动装置，可用于实现上述任意实施例描述的驱动方法。图6示出实施例中驱动装置的主要模块，参照图6所示，本实施例中驱动装置600包括：侦测单元610，配置为侦测到显示面板进入可变刷新率模式，触发确定单元；确定单元620，配置为根据可变刷新率模式的刷新率范围，确定目标刷新率范围，目标刷新率范围自刷新率范围的一最小值取至一目标阈值；判断单元630，配置为根据一当前帧的帧信号，判断当前帧的刷新率是否位于目标刷新率范围内，若是触发调整单元；调整单元640，配置为调整扫描信号在当前帧的消隐阶段的第一电平电压，使扫描信号在消隐阶段的第一电平电压与其第二电平电压的电压差，大于扫描信号在当前帧的有效阶段的第一电平电压与其第二电平电压的电压差。
69.侦测单元610、确定单元620、判断单元630和调整单元640的可分别设置于显示面板的已有器件中，例如侦测单元610、确定单元620和判断单元630设置于时序控制器中，调整单元设置于驱动控制芯片中。驱动装置中各个单元模块的具体原理可参照上述任意驱动方法实施例的描述，此处不再重复。
70.本发明实施例还提供一种显示面板，该显示面板配置有上述的驱动装置，并由上
述的驱动方法控制，进行显示发光。
71.综上，本发明的显示面板及其驱动方法和驱动装置，通过在低刷新率的帧的消隐阶段，调整扫描信号的电平电压，实现消隐阶段流经发光元件的电流减小，从而降低显示面板在低刷新率下的显示亮度，使其与高刷新率下的显示亮度保持一致，改善刷新率变化导致的亮度变化问题，优化用户体验。
72.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。