时钟信号发生电路、驱动芯片、显示装置及时钟信号发生方法与流程

本发明涉及图像显示技术领域，具体涉及一种时钟信号发生电路、驱动芯片、显示装置以及时钟信号发生方法。

背景技术：

帧率(framerate，简称：fr)是用于测量显示帧数的量度，测量单位为每秒显示帧数(framespersecond，简称：fps)或“赫兹(hz)”。每秒的帧数(fps)或者说频率可以用于表示图形处理器处理场时每秒钟能够更新的次数。高的频率可以得到更流畅、更逼真的动画。一般来说，30hz左右的帧率就是用户可以接受的，但是如果将性能提升至60hz，则可以明显地提升交互感和逼真感。

驱动芯片的帧率，主要通过芯片osc(oscillator，振荡器)时钟频率和芯片内部第一计数器来实现；正常情况下，根据显示面板要求的刷新帧率和显示面板的分辨率，可以推算出驱动芯片扫描显示面板一行像素需要的时间，再根据此时间和osc时钟值得到第一计数器的计数值。经过otp(onetimeprogrammable，一次性可编程)烧录后osc时钟值和第一计数器的计数值是固定的，因此驱动芯片的帧率也是固定的。

因此，目前一些电子设备(如手机、电脑或电视机)在显示图像时，所述驱动芯片帧率的大小和图像质量有很大的关系，一般来说帧率越大则显示图像就越清晰，但同时，提高帧率也就意味着消耗更多的能量，尤其是在一些不必要的情况下，比如在一定时间内显示相同的图像时。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种时钟信号发生电路、驱动芯片、显示装置以及时钟信号发生方法，在图像数据为动态图像或静态图像时调整驱动芯片的刷新帧率，在保证显示效果的同时减小了能量损耗。

根据本发明提供的一种时钟信号发生电路，包括：数据比较模块，用于对连续帧的图像数据进行内容比较以判断是否为静态图像或动态图像；振荡器，用于产生基准脉冲信号；第一计数器，用于当所述图像数据为动态图像时，对所述基准脉冲计数以产生第一时钟信号；第二计数器，用于当所述图像数据为静态图像时，对所述基准脉冲计数以产生第二时钟信号，其中，所述第一时钟信号的频率高于所述和第二时钟信号的频率，所述时钟信号发生电路提供所述第一时钟信号和所述第二时钟信号之一以控制图像显示的帧率。

优选地，当相邻两帧的图像数据内容相同并且维持n帧时，所述图像数据为静态图像，其中，n为大于2的整数。

优选地，当相邻两帧的图像数据内容不同或相邻两帧图像数据内容相同但维持不到n帧时，所述图像数据为动态图像，其中，n为大于2的整数。

优选地，所述第一计数器和所述第二计数器不同时工作。

优选地，当所述第二计数器开始计数时，所述第一计数器暂停计数；当所述第二计数器停止计数时，所述第一计数器从暂停的计数位置继续计数。

优选地，所述时钟信号发生电路还包括：第三计数器，用于当所述图像数据在动态图像和静态图像切换时，对所述基准脉冲计数以产生第三时钟信号，其中，第三时钟信号的频率位于所述第一时钟信号的频率和第二时钟信号的频率之间。

根据本发明提供的一种驱动芯片，所述驱动芯片包括上述权利要求1-6中任一项所述的时钟信号发生电路，所述时钟信号发生电路提供所述时钟信号。

根据本发明提供的一种显示装置，包括：显示面板，所述显示面板包括多个栅极线、多个数据线和多个像素，所述多个像素分别连接至所述多个栅极线并且分别连接至所述多个数据线；栅极驱动电路，所述栅极驱动电路具有输入端，所述输入端接收时钟信号以及驱动所述多个栅极线的驱动电压；以及数据驱动电路，所述数据驱动电路配置为驱动所述多个数据线，其中，所述显示装置还包括根据权利要求7所述的驱动芯片，所述驱动芯片用于接收来自外部源的图像信号和驱动信号，以向所述栅极驱动电路提供所述时钟信号以及向所述数据驱动电路提供所述驱动电压。

优选地，当所述第二计数器计数时，所述时钟信号发生电路向所述驱动芯片发送控制信号，控制所述栅极驱动电路和数据驱动电路工作状态。

优选地，当所述第二计数器计数时，所述栅极驱动电路根据预设的扫描方式驱动所述显示面板。

优选地，所述显示面板包括：液晶显示面板、有机发光显示面板、场发射显示面板、电浆显示面板、电泳显示面板或电润湿显示面板。

根据本发明提供的一种时钟信号发生方法，其特征在于，包括：对连续帧的图像数据进行内容比较，并判断所述图像数据为静态图像或动态图像；当所述图像数据为动态图像时，产生第一时钟信号；当所述图像数据为静态图像时，产生第二时钟信号，根据第一时钟信号或第二时钟信号控制图像显示的刷新频率；其中，所述第一时钟信号的频率高于所述第二时钟信号的频率。

优选地，当相邻两帧的图像数据内容相同并且维持n帧时，所述图像数据为静态图像，其中，n为大于2的整数。

优选地，当相邻两帧的图像数据内容不同或相邻两帧图像数据内容相同但维持不到n帧时，所述图像数据为动态图像，其中，n为大于2的整数。

优选地，通过第一计数器对所述基准脉冲进行计数以产生第一时钟信号；通过第二计数器对所述基准脉冲进行计数以产生第二时钟信号。

优选地，当所述第二计数器开始计数时，所述第一计数器暂停计数；当所述第二计数器停止计数时，所述第一计数器从暂停的计数位置继续计数。

优选地，还包括：当所述图像数据在动态图像和静态图像切换时，产生第三时钟信号，其中，第三时钟信号的频率位于所述第一时钟信号的频率和第二时钟信号的频率之间。

本发明的有益效果是：根据图像数据内容判断图像数据为动态图像或静态图像时，当图像数据为动态图像时，采用较高频率的第一时钟信号来控制图像的显示；当图像数据为静态图像时，采用较低频率的第二时钟信号来控制图像的显示。不同的图像数据采用不同的帧率显示，减少了能量损耗。

进一步地，在动态图像和静态图像切换时，逐渐地降低或升高时钟信号的频率实现第一时钟信号和第二时钟信号之间的切换，防止帧率突变引起的图像显示异常，提高图像显示质量。

进一步地，在图像数据为静态图像时，显示装置的栅极驱动电路以及源极驱动电路不工作，进一步降低了能耗。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出本发明实施例提供的时钟信号发生电路的结构示意图；

图2示出本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；

图3示出本发明实施例提供的显示装置的工作原理图；

图4示出本发明实施例提供的显示装置的工作信号波形图；

图5示出本发明实施例提供的时钟信号发生方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

下面，参照附图对本发明进行详细说明。

图1示出本发明实施例提供的时钟信号发生电路的结构示意图。如图1所示，所述时钟信号发生电路110包括：振荡器111、第一计数器113、第二计数器114和数据比较模块112。

其中，振荡器111用以产生基准脉冲信号(如osc脉冲信号)。

数据比较模块112用以对连续帧的图像数据进行内容比较以判断是否为静态图像或动态图像。

本实施例中，数据比较模块112在对连续帧的图像数据进行内容比较时，若相邻两帧的图像数据内容相同并且维持n帧仍然相同，则该图像数据为静态图像；若相邻两帧的图像数据内容不同或相邻两帧图像数据内容相同但维持不到n帧仍然相同，则该图像数据为动态图像。其中，n为大于2的整数。

在对连续数帧相同的图像数据进行读取显示时，不需要维持原有的刷新帧率，只需要将此时的刷新帧率保持在人眼可以接受的最低帧率要求以上就行，这样可以在不影响显示效果的前提下适当的减少能量的损耗。

具体地，若相邻两帧的图像数据内容相同，再比较此两帧相同的图像数据是否维持n帧仍然相同，若维持n帧相同，则为静态图像。例如数据比较模块112检测到某一帧的图像数据为图像a，其下一帧的图像数据也为图像a，并且从该帧开始，在连续的n帧内所要显示的图像数据均为图像a，则可判断该图像数据为静态图像。此时暂停第一计数器并启动第二计数器，降低图像显示的刷新帧率，例如将帧率从60hz降为30hz。

若所接收的相邻两帧图像数据的内容不相同，或相邻两帧图像数据内容相同但没有维持n帧仍然相同，则为动态图像。例如数据比较模块112检测到某一帧的图像数据为图像a，其下一帧的图像数据为图像b，或者某一帧的图像数据为图像a，其下一帧的图像数据也为图像a，但是从该帧开始，在连续的n帧内出现了图像b，则判断此图像为动态图像，此时启动第一计数器，不启动第二计数器，维持原有的图像刷新帧率(如60hz)不变。

第一计数器113用于当图像数据为动态图像时，对基准脉冲信号计数，并产生第一时钟信号。

第二计数器114用于当图像数据为静态图像时，对基准脉冲信号计数，并产生第二时钟信号。

在本实施例中，第一计数器113对基准脉冲信号的下降沿或上升沿计数产生第一时钟信号；第二计数器114对基准脉冲信号的下降沿或上升沿计数产生第二时钟信号。其中，第一时钟信号的频率高于第二时钟信号的频率。第一计数器113和第二计数器114不会在同一时刻对振荡器111产生的基准脉冲信号进行计数。具体地，当第二计数器114开始计数时，第一计数器113会暂停计数；当第二计数器114停止计数时，第一计数器113会从暂停的计数位置继续计数。

第一时钟信号和第二时钟信号可以提供给显示面板的栅极驱动电路和数据驱动电路，分别控制显示面板以不同的刷新频率对显示面板上的各个像素完成一次充电刷新，进而实现图像的显示。

在一个优选的实施例中，第一时钟信号和第二时钟信号均为stv(startvortical，帧开启脉冲)信号。显示面板显示一行像素的时间为由振荡器基准时钟的一个振荡周期乘以第一计数器与第二计数器的计数值之和，或者为由基准脉冲周期乘以第一计数器和第二计数器的计数值之和的整数倍。

在一个优选的实施例中，所述时钟信号发生电路还包括第三计数器115，该第三计数器115可以在图像数据进行动态图像和静态图像的切换时，对振荡器111产生的基准脉冲信号进行计数，并产生第三时钟信号。

其中，第三时钟信号的频率位于第一时钟信号的频率和第二时钟信号的频率之间，可以使得显示器在第一刷新帧率(如60hz)和第二刷新帧率(如30hz)之间跳变时有一个帧率调整的缓冲过程(如从60hz先变成45hz，再变为30hz)，避免因帧率差值跳变过大而影响图像的显示效果。

该第三计数器115可以包含有多个，以方便实现更小的帧率步进区间，在保证减少能耗的同时实现更好的显示效果。

本实施例所公开的时钟信号发生电路，可以在所需显示的图像数据为静态图像时，自动降低显示帧率，同时，当图像数据为动态图像时，自动提高到原定显示帧率，进而在保证了图像数据的显示效果的同时，降低了芯片的功耗。

图2示出本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。图3示出本发明实施例提供的显示装置的工作原理图。如图2和图3所示，所述显示装置包括：驱动芯片100、栅极驱动电路200、数据驱动电路300以及显示面板400。

其中，显示面板400中包括多个栅极线gl1至gln，和与栅极线gl1至gln交叉的多个数据线dl1至dlm，以及多个像素px11至pxnm，像素px11至pxnm中的每个均与栅极线gl1至gln中对应的栅极线和数据线dl1至dlm中对应的数据线相连。

显示面板400的结构可以是例如液晶显示面板、有机发光显示面板、场发射显示面板、电浆显示面板、电泳显示面板或电润湿显示面板，但本发明及其所附权利要求不限于此。

驱动芯片100，驱动芯片100用于接收来自外部源的图像信号和驱动信号，以向栅极驱动电路200提供时钟信号以及向数据驱动电路300提供所述驱动电压。

本实施例中，驱动芯片100可以为ddic(displaydriverintegratedcircuit，显示驱动集成电路)，接收由应用处理器(applicationprocessor，简称：ap)通过mipi(mobileindustryprocessorinterface，移动通信行业处理器)接口传输的图像数据，该图像数据包括静态图像和动态图像。

驱动芯片100包括图1中所描述的时钟信号发生电路110，用于通过对图像数据的内容比较来判断图像数据为动态图像或静态图像，并根据判断结果输出第一时钟信号和第二时钟信号的其中之一，控制栅极驱动电路200和数据驱动电路300以不同的刷新帧率驱动显示面板400显示图像数据。时钟信号发生电路的结构如图1所示，在此不再赘述。

驱动信号包括垂直同步信号vsync、水平同步信号hsync和数据使能信号，其中，垂直同步信号vsync作为将帧周期彼此区分开的信号，水平同步信号hsync作为将水平周期彼此区分开的信号，数据使能信号在数据被输出的周期期间保持在高电平以指示数据输入周期。

栅极驱动电路200具有输入端，其输入端接收时钟信号以及驱动所述多个栅极线的驱动电压。

本实施例中，栅极驱动电路200与栅极线gl1至gln相连，与驱动芯片100相连，在工作时接收驱动芯片100发送的驱动信号与时钟信号，并通过栅极线gl1至gln输出栅线扫描信号，驱动显示面板400中相应的像素点亮。

栅极驱动电路200在一帧的时间内，顺序对各行栅极线输出高电平方波，将这些栅极线对应的像素薄膜晶体管逐行开启，以便栅极线对像素区内所有的子像素完成一次充电刷新。同时，栅极驱动电路的开启至少需要一组stv触发信号。

数据驱动电路300数据驱动电路配置为驱动多个数据线。

本实施例中，数据驱动电路300与数据线dl1至dln相连，与驱动芯片100相连，在工作时接收驱动芯片100发送的数据信号与时钟信号，并通过数据线dl1至dln向显示面板中的相应像素提供灰阶信号。

数据驱动电路用于当栅极驱动电路把液晶显示面板上一行的薄膜晶体管打开时，将其上的电容充放电到预显示的灰阶电压。

在一个优选地实施例中，时钟信号发生电路110也可设置于驱动芯片100外。

在一个优选地实施例中，在第二计数器114的计数期间，即图像数据为静态图像时，此时由于所需显示的图像数据为静态图像，所以无需向显示面板输送新的时钟信号和数据信号，因此，时钟信号发生电路110可以通过向驱动芯片发送控制信号，进而控制栅极驱动电路200和数据驱动电路300的工作状态，如控制栅极驱动电路200和数据驱动电路300在第二计数器114的计数期间不工作，以减少不必要的能量损耗。

在一个优选地实施例中，在第二计数器114的计数期间，栅极驱动电路200和数据驱动电路300也可按照预设的扫描方式驱动显示面板。

具体地，显示面板400通过mipi总线控制器的显示命令报文接收像素数据流。显示面板400内设置有帧缓冲器来存储所有的像素数据。当像素数据存储在显示器的帧缓冲器中，定时控制器可以从帧缓冲器中读取数据并显示。mipi总线控制器不需要定期刷新显示面板400。

如图4所示，在一个帧周期内，显示面板400只有在低电平时显示图像信息，在高电平时不显示图像信息。例如，当帧同步脉冲te低电平有效时，在2c/3c协议下，显示面板400在第一帧周期内以第一刷新频率(例如60hz)显示第一帧图像n，若第二帧图像与第一帧图像不同，发生变化(动态图像)，显示面板400在第二帧周期内依然以第一刷新频率(例如60hz)显示第二帧图像a。若第三帧图像与第二帧图像相同，第四帧图像与第三帧图像相同(静态图像)，则从第三帧图像开始，显示面板第三帧周期和第四帧周期以第二刷新频率(例如30hz)分别显示第三帧图像a、第四帧图像a。若第五帧图像与第四帧图像不同，发生变化，显示面板400在第五帧周期内以第一刷新频率(例如60hz)显示第五帧图像b。

显示面板400先从随机存储器ram中读取图像数据，然后间隔一定的时间后根据所读取的图像数据信息进行驱动显示，经过一定时间后在显示面板上成像。因此，ram数据读取操作、驱动显示操作display、面板成像操作panel依次延迟。

本实施例中，2c/3c通信协议包括：hdlc(highleveldatalinkcontrol，高级数据链路控制规程)协议、sdlc(synchronousdatalinkcontrol，同步数据链路控制)协议和rs-232-c协议。

本实施例所公开的显示装置，通过时钟信号发生电路调整图像数据的刷新帧率，从而在保证了图像数据的显示效果的同时，降低芯片的功耗。

图5示出本发明实施例提供的时钟信号发生方法的流程图。

如图5所示，本发明所公开的时钟信号发生方法包括：

在步骤s110中，对连续帧的图像数据进行内容比较，并判断所述图像数据为静态图像或动态图像。

在进行连续帧的图像数据的内容比较时，若判断结果为静态图像，则执行步骤s120；若判断结果为动态图像，则执行步骤s130。具体比较判断方法请参考图2。

在步骤s120中，当所述图像数据为动态图像时，产生第一时钟信号。

本实施例中，当所述图像数据为动态图像时，由第一计数器对基准脉冲信号进行计数，并产生第一时钟信号，该第一时钟信号控制栅极驱动电路和数据驱动电路以第一刷新频率显示图像。此时，第二计数器不对基准脉冲计数。

在步骤s130中，当所述图像数据为静态图像时，产生第二时钟信号。

本实施例中，当所述图像数据为静态图像时，由第二计数器开始对基准脉冲信号进行计数，并产生第二时钟信号，该第二时钟信号控制栅极驱动电路和数据驱动电路以第二刷新频率显示图像。此时，第一计数器会暂停对基准脉冲的计数，并且当第二计数器停止计数时，第一计数器从暂停的计数位置继续计数。

其中，第一时钟信号的频率高于第二时钟信号的频率，和第一刷新频率高于第二刷新频率。

在步骤s150中，根据第一时钟信号或第二时钟信号控制图像显示的刷新频率。

在一个优选地实施例中，还包括步骤s140。

在步骤s140中，当所述图像数据在动态图像和静态图像切换时，产生第三时钟信号，其中，第三时钟信号的频率位于所述第一时钟信号的频率和第二时钟信号的频率之间。

本发明实施例所公开的时钟信号发生方法，可以在图像数据出现静态图像与动态图像的切换时，自动调整显示面板的刷新帧率，当静态图像时以低帧率驱动显示面板显示图像，在动态图像时以原定帧率驱动显示面板显示图像，保证了图像显示效果，减少了能量损耗。

应当说明的是，在本文中，所含术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。