CN113554979A - Microled灰阶展开方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Microled的灰阶展开方法，以锯齿波和方波组成的混合波形作为Microled的灰阶展开的驱动信号，驱动信号为周期信号，每个周期内，驱动信号的前段为锯齿波，中段为方波，后段为0，根据Microled的灰阶不同，点亮时间不同，在Microled的灰阶Gray<Gray0时，以所述驱动信号的前段的锯齿波为驱动信号；在Microled的灰阶Gray0<Gray<Gray1时，以所述锯齿波和方波组成的混合波形作为驱动信号，在Gray>Gray1时，以方波为驱动信号。本发明的Microled灰阶展开方法，Microled在不同的灰阶采用不同的驱动信号和点亮时间，通过点亮时间和电流幅值两个参数，共同作用，对Microled的亮度进行调节，使Microled在不同灰阶的亮度与gama2.2曲线相一致，能显著提升Microled的显示质量。本发明没有增加Microled的点亮时间，不增加设计面积，工艺上较容易实现。

Description

Microled灰阶展开方法
技术领域
本发明涉及Microled驱动技术领域，特别是涉及一种Microled灰阶展开方法。
背景技术
MicroLED显示技术是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。由于micro LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点, 在显示方面与 LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。
目前， MicroLED只能采用数字信号进行驱动，MicroLED的驱动信号通常都选用方波信号，亮度实现方式是控制LED的点亮时间。例如设定总时间2的n次方，在这种情况下，MicroLED的亮度是线性变化的，为了增强MicroLED的显示效果，要使MicroLED的亮度变化与gamma2.2的曲线相匹配。现有技术中，要将255灰阶的线性亮度变化映射到gamma2.2曲线，经计算，n≥17才能实现低灰阶展开，但是n越大占用设计面积越大，工艺实现难度会大幅度增大。而采用方波信号作为驱动信号时，在低灰阶区域，线性亮度变化与gamma2.2曲线的差值较大，因而，如何在不增加点亮时间n的情况下，实现低灰阶的gamma2.2展开是MicroLED领域亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术中所述的MicroLED采用方波信号驱动，通过增加点亮时间的方式来实现低灰阶展开，占用设计面积加大，工艺实现难度大幅度增加等问题，提供一种能解决前述问题的Microled灰阶展开方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：Microled灰阶展开方法，以锯齿波和方波组成的混合波形作为Microled的灰阶展开的驱动信号。
作为上述的Microled的灰阶展开方法的进一步改进，所述驱动信号为周期信号，每个周期内，驱动信号的前段为锯齿波，中段为方波，后段为0。
作为上述的Microled的灰阶展开方法的进一步改进，根据Microled的灰阶不同，点亮时间不同，灰阶越高点亮时间越长。
作为上述的Microled的灰阶展开方法的进一步改进，在Microled的灰阶Gray<Gray0时，以所述驱动信号的前段的锯齿波为驱动信号；在Microled的灰阶Gray0<Gray<Gray1时，以所述锯齿波和方波组成的混合波形作为驱动信号，在Gray>Gray1时，以方波为驱动信号。
作为上述的Microled的灰阶展开方法的进一步改进，所述的灰阶Gray0和Gray1的取值要根据Microled的线性亮度变化线与gamma2.2曲线的差值来设定。
本发明具有积极的效果：1）本发明的Microled灰阶展开方法，通过点亮时间和电流或电压幅值两个参数共同控制驱动信号，对不同的灰阶采用不同的驱动信号，当灰阶Gray<Gray0时，Microled的点亮时间较短，驱动信号为锯齿波，幅值随着锯齿波变化；当灰阶Gray0<Gray<Gray1，Microled的点亮时间增加，同时以锯齿波和方波组成的混合波作为驱动信号，前段为锯齿波，中段为方波，后段为0，幅值在锯齿波处逐渐增大，在方波处达到最大，在后段下降为0；在Gray>Gray1时，Microled的点亮时间延长，以方波为驱动信号，前段为方波信号，后段为0，在方波处电流值恒定。本发明通过幅值和发光时间两个参数对Microled在不同灰阶下的亮度进行调整，使Microled在不同的灰阶时，亮度与gama2.2曲线上的亮度值达到较高的一致性，增强Microled的显示质量；2）本发明的Microled灰阶展开方法，不需要通过加大点亮时间来解决低灰阶展开问题，能够在不增加设计面积的条件下，实现Microled的低灰阶展开，工艺难度较低，工艺上容易实现。
附图说明
图1为本发明的Microled在Gray<Gray0时，采用的驱动信号的波形示意图。
图2为本发明的Microled在Gray0<Gray<Gray1时，采用的驱动信号的波形示意图。
图3为本发明的Microled在Gray>Gray1时，采用的驱动信号的波形示意图。
图4为Microled采用方波驱动时的亮度线性变化线（即gama1.0线）与gama2.2曲线的示意图，其中，线1为采用方波驱动时的亮度线性变化线，线2为gama2.2曲线。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
下面以数位为8位的Microled为例，说明Microled的灰阶展开方法。数位为8位的Microled，最大灰阶Graymax=255。如图4所示，Microled采用方波驱动时的亮度线性变化线（即gama1.0线）与gama2.2曲线的示意图。当灰阶小于10时，灰阶每增加1阶，Microled的线性亮度变化线的亮度增大值远大于gamma2.2曲线上的亮度增大，因而，要采用控制电流和缩短点亮时间的方式来使Microled的亮度变化与gamma2.2曲线的亮度变化相一致。且因为低灰阶时，点亮时间很短，驱动信号的电流在未增大到最大值时已完成了点亮时间，所以驱动信号为锯齿波。当灰阶大于50时，Microled的线性亮度变化线上每增加1灰阶，亮度的增大与gamma2.2曲线相近，或者亮度的增大小于gamma2.2曲线，因而直接采用如图3所示的方波信号作为驱动信号，电流采用恒定值，仅通过控制点亮时间的方式来使Microled的在各灰阶的亮度变化与gamma2.2曲线相符。当灰阶在10-50之间时，Microled的线性亮度变化线与gamma2.2曲线的差值比较大，采用如图2所示的锯齿波与方波组成的混合波作为驱动信号，在锯齿波部分，电流幅值呈线性逐渐增大，在方波部分，电流幅值保持最大值，并根据灰阶控制Microled的点亮时间，使Microled在不同灰阶时的亮度与gamma2.2曲线相一致。
下面举例说明锯齿波的k值计算方法，如果Microled的数位为8，Graymax=28-1 =255，例如Microled的最大亮度为1000,图4所示的Microled的线性亮度变化线与gamma2.2曲线，上述的Gray0选择为10，上述的Gray1选择为50。
根据gama2.2曲线的灰阶Grayx与Lx的关系，能计算出灰阶10对应的亮度值，计算方法为：
Lx=（Grayx/Graymax）2.2 ×Lmax=（10/255）2.2 ×1000
因为Microled的亮度值Lx与对应的电流幅值Ix成正比，即Lx∝Ix，因而根据二者的对应计算公式，能计算出Ix，因为灰阶10的点亮时间TX是已知的，通过公式K= Ix/Tx,能计算出锯齿波的斜率，Tx为Microled在灰阶Grayx对应的点亮时间，Microled在不同灰阶时对应的点亮时间Tx不同，灰阶越高，点亮时间Tx越大。
上述的电流幅值Ix与Microled的亮度值Lx虽然是正比关系，但并不是成线性正比关系，而且在不同灰阶范围内，Microled的亮度值Lx与电流幅值Ix的计算公式存在差别，不同灰阶范围的亮度值与电流值的具体的计算公式可以查阅Microled的相关公开文献。
在现有技术中，能通过多种驱动电路方案来生成上述方案中的驱动信号，例如以方波信号作为输入信号，通过MOS管开关电路和运放电路，来生成锯齿波信号，再通过信号的叠加控制，生成所需的驱动信号。因为本领域技术人员能在上述的方案的基础上，设计出所需的驱动电路，驱动电路的具体方案并非本发明的改进点，在现有技术中也有一些信号变换的电路装置，只要按照本发明的要求进行调整，即可用于实现本发明的方案。
本发明的Microled灰阶展开方法，Microled在不同的灰阶采用不同的驱动信号和点亮时间，通过点亮时间和电流幅值两个参数，共同作用，对Microled的亮度进行调节，使Microled在不同灰阶的亮度与gama2.2曲线相一致，能显著提升Microled的显示质量。而且本发明的Microled灰阶展开方法，不需要通过加大点亮时间来解决低灰阶展开问题，能够在不增加设计面积的条件下，实现Microled的低灰阶展开，工艺难度较低，工艺上容易实现。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种Microled的灰阶展开方法，其特征在于：以锯齿波和方波组成的混合波形作为Microled的灰阶展开的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的Microled的灰阶展开方法，其特征在于：所述的驱动信号为周期信号，每个周期内，驱动信号的前段为锯齿波，中段为方波，后段为0。
3.根据权利要求1所述的Microled的灰阶展开方法，其特征在于：根据Microled的灰阶不同，点亮时间不同，灰阶越高点亮时间越长。
4.根据权利要求1所述的Microled的灰阶展开方法，其特征在于：在Microled的灰阶Gray<Gray0时，以所述驱动信号的前段的锯齿波为驱动信号；在Microled的灰阶Gray0<Gray<Gray1时，以所述锯齿波和方波组成的混合波形作为驱动信号，在Gray>Gray1时，以方波为驱动信号。
5.根据权利要求1所述的Microled的灰阶展开方法，其特征在于：所述的灰阶Gray0和Gray1的取值要根据Microled的线性亮度变化线与gamma2.2曲线的差值来设定。
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