CN113724653B - 显示调节电路、方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本文公开一种显示调节电路，包括：像素单元阵列；像素单元阵列包括M行N列像素单元；至少一个像素单元包括发光器件和与所述发光器件串联的发光控制开关器件；像素单元的发光控制开关器件配置为在该像素单元所在行对应的行亮度控制信号的控制下在一帧的周期内控制发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换；像素单元的发光器件配置为由该像素单元对应的显示数据信号控制流过所述发光器件的电流大小；其中，所述行亮度控制信号是脉冲宽度调制信号，所述行亮度控制信号的频率是帧频的a倍，a为大于1的整数。本文的方案能提高画面亮度调节的精度，减轻屏幕显示的Mura程度。

Description

显示调节电路、方法及显示装置
技术领域
本申请实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示调节电路、方法及显示装置。
背景技术
随着AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode，有源矩阵有机发光二极管)显示技术的不断发展，对于显示的分辨率、刷新率等要求越来越高。在众多提升AMOLED产品表现力的技术中，PPI(Pixels Per Inch)的提升成为关注的焦点，因为在产品尺寸一定的情况下，要实现画质的进一步提升，最直接的方法就是尽可能增多可排布的像素数量，这就要求每个子像素的体积要做到更小，从而使得显示画面的细节更加丰富。
但是，由于工艺、材料等因素的影响，面板内TFT(薄膜晶体管)的特性存在差异，尤其在低亮度低灰阶时该差异更加明显，产生Mura(亮度不均匀)现象。通过工艺能力的提升改善该问题存在一定的局限性，从而影响了高分辨率显示屏幕的画质。
发明内容
本申请实施例提供了一种显示调节电路，包括：像素单元阵列；
所述像素单元阵列包括M行N列像素单元P(i,j)；至少一个像素单元P(i,j)包括发光器件D(i,j)和与所述发光器件串联的发光控制开关器件M(i,j)；1≤i≤M；1≤j≤N；M和N为大于1的整数；
像素单元P(i,j)的发光控制开关器件M(i,j)，配置为在该像素单元所在行对应的行亮度控制信号SW(i)的控制下在一帧的周期内控制发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换；
像素单元P(i,j)的发光器件D(i,j)，配置为由该像素单元对应的显示数据信号Vdata(i,j)控制流过所述发光器件的电流大小；
其中，所述行亮度控制信号是脉冲宽度调制PWM信号，一行像素单元对应的行亮度控制信号的占空比是根据该行像素单元的显示数据确定的；所述行亮度控制信号的频率是帧频的a倍，a为大于1的整数。
本申请实施例提供了一种显示调节方法，应用于上述显示调节电路，包括：
确定M行N列像素单元阵列中每一行像素单元P(i,j)的行亮度控制信号SW(i)的占空比和每一个像素单元P(i,j)的显示数据信号Vdata(i,j)的电压值；1≤i≤M；1≤j≤N；M和N为大于1的整数；
向每一行像素单元P(i,j)的发光控制开关器件M(i,j)输出行亮度控制信号SW(i)；向每一个像素单元P(i,j)输出该像素单元对应的显示数据信号Vdata(i,j)；
其中，像素单元P(i,j)对应的显示数据信号Vdata(i,j)用于控制流过所述像素单元的发光器件D(i,j)的电流大小；一行像素单元对应的行亮度控制信号用于在一帧的周期内控制该行像素单元的发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换；所述行亮度控制信号是脉冲宽度调制PWM信号，所述行亮度控制信号的频率是帧频的a倍，a为大于1的整数。
本申请实施例提供了一种显示装置，包括：上述显示调节电路。
本申请实施例提供的显示调节电路，为每一个像素单元的发光器件串联发光控制开关器件，通过该像素单元所在行对应的行亮度控制信号控制发光控制开关器件导通或截止，从而导通或断开所述发光器件所在的电流支路，使得发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换。在像素单元对应的显示数据信号控制流过所述发光器件的电流大小的同时，行亮度控制信号还通过高频通、断发光控制开关器件影响一帧内的发光器件的发光时长，PWM信号调光能够使得每行像素单元的亮度得到更精细化的调整，相当于增加了灰阶的范围，从而提升画面的质量。特别在低灰阶显示时，能够明显减轻Mura程度。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为现有技术中的一帧灰阶过渡画面的示意图；
图2为本申请实施例的一种显示调节电路的结构示意图；
图3为本申请实施例的一种像素单元的结构示意图；
图4为图3所示的像素单元中行亮度控制信号和发光控制信号的示意图；
图5为采用本申请实施例所提供的显示调节电路输出的灰阶过渡画面的示意图；
图6为本申请实施例的一种显示调节方法的流程图。
具体实施方式
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由所附权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由所附权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
本说明书中的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混同而设置，而不是为了在数量方面上进行限定的。
在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，或可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或通过中间件间接相连，或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
相关技术中AMOLED的Gamma电压范围约为1～6.5V，如果要实现每一个Gamma电压都对应一个灰阶，则需要Gamma电压精度达到0.021V，然而目前的Gamma电压驱动芯片的电压控制精度只能做到0.1V，以0.1V的电压精度，在当前的1～6.5V的Gamma电压范围内，只能表示55个不同的灰阶，这样就会导致整个AMOLED产品的色彩表现力极大程度地降低。图1是现有技术中的一帧灰阶过渡画面，画面从上到下灰阶依次增加，该画面肉眼可见很多横条纹(灰阶过渡时的分界区)。
通过对Mura现象的分析可知，当显示数据的灰阶较少时Mura程度会加重。基于此，可以通过PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)调光技术扩展显示数据的灰阶范围。PWM调光可以通过在发光器件的驱动电流支路上串联开关器件，通过高频的PWM信号控制该开关器件的通、断，从而对发光器件的发光时长进行调制以实现亮度调节。
本申请实施例提出一种适用于AMOLED的PWM调光方案，旨在根据显示数据实时进行PWM调光，从而有利于面板显示效果的进一步提升，尤其在低灰阶显示时，能够明显减轻Mura程度，提升产品的市场竞争力。
如图2所示，本申请实施例提供了一种显示调节电路，包括：像素单元阵列；
所述像素单元阵列包括M行N列像素单元P(i,j)；至少一个像素单元P(i,j)包括发光器件D(i,j)和与所述发光器件串联的发光控制开关器件M(i,j)；1≤i≤M；1≤j≤N；M和N为大于1的整数；
像素单元P(i,j)的发光控制开关器件M(i,j)，配置为在该像素单元所在行对应的行亮度控制信号SW(i)的控制下在一帧的周期内控制发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换；
像素单元P(i,j)的发光器件D(i,j)，配置为由该像素单元对应的显示数据信号Vdata(i,j)控制流过所述发光器件的电流大小；
其中，所述行亮度控制信号是脉冲宽度调制PWM信号，所述行亮度控制信号的频率是帧频的a倍，a为大于1的整数。
本实施例提供的显示调节电路，为每一个像素单元的发光器件串联发光控制开关器件，通过该像素单元所在行对应的行亮度控制信号控制发光控制开关器件导通或截止，从而导通或断开所述发光器件所在的电流支路，使得发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换。在像素单元对应的显示数据信号控制流过所述发光器件的电流大小的同时，行亮度控制信号还通过高频通、断发光控制开关器件影响一帧内的发光器件的发光时长，PWM信号调光能够使得每行像素单元的亮度得到更精细化的调整，相当于增加了灰阶的范围，从而提升画面的质量。特别在低灰阶显示时，能够明显减轻Mura程度。
在一些示例性的实施方式中，所述发光控制开关器件包括：晶体管。
在一些示例性的实施方式中，所述发光控制开关器件包括：薄膜晶体管。
在一些示例性的实施方式中，所述发光器件包括：有机发光二极管。在其他的实施方式中，所述发光器件也可以是miniLED(次毫米等级的发光二极管)，或Micro LED(微米等级的发光二极管)。
以所述发光控制开关器件为N型晶体管为例，当行亮度控制信号为高电平时，所述发光控制开关器件导通，驱动电流流经发光器件使得发光器件发光，当行亮度控制信号为低电平时，所述发光控制开关器件关闭，驱动电流不能流经发光器件，所以发光器件不发光。通过控制行亮度控制信号的高低电平时长在一个周期内的比例(占空比)，可以控制发光器件在一帧内的发光时长，发光时长越长，亮度越高，发光时长越短，亮度越低。因此，在根据显示数据信号确定驱动电流(流经发光器件的电流)的大小的同时，行亮度控制信号通过高频通、断驱动电流，能够使得每行像素单元的亮度得到更精细化的调整，相当于增加了灰阶的范围。
本申请上述实施例中的像素单元可以采用现有技术中的2T1C、3T1C、7T1C等结构的像素单元，与现有技术不同的是，本申请上述实施例中的像素单元增加了发光控制开关器件，所述发光控制开关器件与发光器件串联。
图3示出了一种本申请的像素单元的结构示意图。所述像素单元是在现有技术的一种7T1C的像素单元的基础上，增加了发光控制开关器件M1和对应的行亮度控制信号SW。
如图3所示的像素单元包括：第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7和发光控制开关器件M1、存储电容Cst和发光二极管D1；其中，发光控制开关器件M1是晶体管，第六晶体管T6是驱动晶体管；
所述第一晶体管的控制极连接门控信号Gate端，第一极连接存储电容的第二端，第二极连接初始化信号Vini端；
所述第二晶体管的控制极连接门控信号Gate端，第一极连接发光二极管D1的阳极，第二极连接初始化信号Vini端；
所述第三晶体管的控制极连接门控信号Gate端，第一极连接驱动晶体管的第一极，第二极连接显示数据信号Vdata端；
所述第四晶体管的控制极连接门控信号Gate端，第一极连接存储电容的第二端，第二极连接驱动晶体管的第二极；
所述第五晶体管的控制极连接发光控制信号EM端，第一极连接第一电源信号ELVDD端，第二极连接驱动晶体管的第一极；
所述驱动晶体管的控制极连接存储电容的第二端，第一极连接第五晶体管的第二极和第三晶体管的第一极，第二极连接第四晶体管的第二极和第七晶体管的第一极；
所述第七晶体管的控制极连接发光控制信号EM端，第一极连接驱动晶体管的第二极，第二极连接发光控制开关器件的第一极；
所述发光控制开关器件的控制极连接行亮度控制信号SW端，第一极连接第七晶体管的第二极，第二极连接发光二极管的阳极；
所述发光二极管的阳极连接发光控制开关器件的第二极和第二晶体管的第一极，阴极连接第一电源信号ELVSS端；
所述存储电容的第一端连接第一电源信号ELVDD端，第二端连接第一晶体管的第一极、驱动晶体管的控制极和第四晶体管的第一极。
如图3所示的像素单元，发光二极管的工作状态是由发光控制信号EM和行亮度控制信号SW共同控制的。如图4所示，控制发光二极管发光的等效信号为发光控制信号EM和行亮度控制信号SW的逻辑与信号。以像素单元的所有晶体管和发光控制开关器件为N型晶体管为例，发光控制信号为高电平的时段是所述发光二极管在一帧周期内的可发光时段，在该可发光时段内，行亮度控制信号SW是脉宽调制信号，由于脉宽调制信号的频率远远高于帧频，因此在可发光时段内，SW信号为高电平时，发光二极管发光，SW信号为低电平时，发光二极管不发光，通过发光二极管的高频亮灭切换控制该像素单元在一帧内的灰阶。
在一些示例性的实施方式中，所述行亮度控制信号是面板驱动芯片(Driver IC)的输出信号；所述面板驱动芯片包括频率高达MHz的振荡器，因此可以输出频率远远高于帧频的PWM信号作为行亮度控制信号。
在一些示例性的实施方式中，一行像素单元对应的行亮度控制信号的占空比是根据该行像素单元的显示数据确定的。
由于不同行的像素单元的显示数据不同，因此，本申请所提供的显示调节电路输出画面，可以通过实时控制每一行像素单元的行亮度控制信号的占空比实现对一帧画面的不同行进行亮度调节。
由于行亮度控制信号的频率远远高于帧频，因此通过本申请所提供的方案能够实现对亮度更加精细的调节，从而实现灰阶平滑过渡。图5是采用本申请所提供的显示调节电路输出的灰阶过渡画面，画面从上到下灰阶依次增加，肉眼可见并无明显的灰阶过渡分界区，因此，本申请所提供的显示调节电路能够实现灰阶平滑过渡，从而减轻低灰阶显示时的Mura程度。
在一些示例性的实施方式中，一行像素单元对应的行亮度控制信号的占空比是根据该行像素单元的显示数据通过查询亮度配置表得到的：
对第i行像素单元，根据该行的每一个像素单元的目标灰阶值确定该行像素单元的平均目标灰阶值；
根据该行像素单元的平均目标灰阶值查询亮度配置表得到该行像素单元对应的行亮度控制信号的占空比；
其中，所述亮度配置表包括灰阶值和灰阶值对应的行亮度控制信号的占空比数值。
在一些示例性的实施方式中，灰阶值与行亮度控制信号的占空比数值之间具有一一对应的关系。
在一些示例性的实施方式中，所述亮度配置表是预先设置的。
本申请上述实施例中的像素单元对应的显示数据信号Vdata(i,j)可以根据现有技术中的方法确定电压值。
如图6所示，本申请实施例提供了一种显示调节方法，应用于上述显示调节电路，包括以下步骤：
步骤S10，确定M行N列像素单元阵列中每一行像素单元P(i,j)的行亮度控制信号SW(i)的占空比和每一个像素单元P(i,j)的显示数据信号Vdata(i,j)的电压值；1≤i≤M；1≤j≤N；M和N为大于1的整数；
步骤S20，向每一行像素单元P(i,j)的发光控制开关器件M(i,j)输出行亮度控制信号SW(i)；向每一个像素单元P(i,j)输出该像素单元对应的显示数据信号Vdata(i,j)；
其中，像素单元P(i,j)对应的显示数据信号Vdata(i,j)用于控制流过所述像素单元的发光器件D(i,j)的电流大小；一行像素单元对应的行亮度控制信号用于在一帧的周期内控制该行像素单元的发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换；所述行亮度控制信号是脉冲宽度调制PWM信号，所述行亮度控制信号的频率是帧频的a倍，a为大于1的整数。
本实施例提供的显示调节方法，确定M行N列像素单元阵列中每一行像素单元P(i,j)的行亮度控制信号SW(i)的占空比和每一个像素单元P(i,j)的显示数据信号Vdata(i,j)的电压值，向每一行像素单元P(i,j)的发光控制开关器件M(i,j)输出行亮度控制信号SW(i)，向每一个像素单元P(i,j)输出该像素单元对应的显示数据信号Vdata(i,j)。上述显示调节方法为每一个像素单元的发光器件串联发光控制开关器件，通过该像素单元所在行对应的行亮度控制信号控制发光控制开关器件导通或截止，从而导通或断开所述发光器件所在的电流支路，使得发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换。在像素单元对应的显示数据信号控制流过所述发光器件的电流大小的同时，行亮度控制信号还通过高频通、断发光控制开关器件影响一帧内的发光器件的发光时长，PWM信号调光能够使得每行像素单元的亮度得到更精细化的调整，相当于增加了灰阶的范围，从而提升画面的质量。特别在低灰阶显示时，能够明显减轻Mura程度。
在一些示例性的实施方式中，所述确定一行像素单元P(i,j)的行亮度控制信号SW(i)的占空比，包括：
对第i行像素单元，根据该行像素单元的显示数据确定该行像素单元的行亮度控制信号SW(i)的占空比。
在一些示例性的实施方式中，所述确定一行像素单元P(i,j)的行亮度控制信号SW(i)的占空比，包括：
对第i行像素单元，根据该行的每一个像素单元的目标灰阶值确定该行像素单元的平均目标灰阶值；
根据该行像素单元的平均目标灰阶值查询亮度配置表得到该行像素单元对应的行亮度控制信号的占空比；
其中，所述亮度配置表包括灰阶值和灰阶值对应的行亮度控制信号的占空比数值。
由于不同行的像素单元的显示数据不同，因此，本申请所提供的显示调节电路输出画面，可以通过实时控制每一行像素单元的行亮度控制信号的占空比实现对一帧画面的不同行进行亮度调节。由于行亮度控制信号的频率远远高于帧频，因此通过本申请所提供的方案能够实现对亮度更加精细的调节，从而实现灰阶平滑过渡，从而减轻低灰阶显示时的Mura程度。
本申请实施例还提供了一种显示装置，包括上述显示调节电路。
所述显示装置可以为：手机、平板电脑、可穿戴设备、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何本公开所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本公开的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种显示调节电路，包括：像素单元阵列；
所述像素单元阵列包括M行N列像素单元P(i,j)；至少一个像素单元P(i,j)包括发光器件D(i,j)和与所述发光器件串联的发光控制开关器件M(i,j)；1≤i≤M；1≤j≤N；M和N为大于1的整数；
像素单元P(i,j)的发光控制开关器件M(i,j)，配置为在该像素单元所在行对应的行亮度控制信号SW(i)的控制下在一帧的周期内控制发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换；
像素单元P(i,j)的发光器件D(i,j)，配置为由该像素单元对应的显示数据信号Vdata(i,j)控制流过所述发光器件的电流大小；
其中，所述行亮度控制信号是脉冲宽度调制PWM信号，一行像素单元对应的行亮度控制信号的占空比是根据该行像素单元的显示数据确定的：对第i行像素单元，根据该行的每一个像素单元的目标灰阶值确定该行像素单元的平均目标灰阶值；根据该行像素单元的平均目标灰阶值查询亮度配置表得到该行像素单元对应的行亮度控制信号的占空比；其中，所述亮度配置表包括灰阶值和灰阶值对应的行亮度控制信号的占空比数值；所述行亮度控制信号的频率是帧频的a倍，a为大于1的整数；通过实时控制每一行像素单元的行亮度控制信号的占空比实现对一帧画面的不同行进行亮度调节。
2.如权利要求1所述的显示调节电路，其特征在于：
所述发光控制开关器件包括：晶体管。
3.如权利要求1所述的显示调节电路，其特征在于：
所述发光器件包括：有机发光二极管。
4.如权利要求1所述的显示调节电路，其特征在于：
所述像素单元包括：第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6、第七晶体管T7和发光控制开关器件M1、存储电容Cst和发光二极管D1；其中，所述发光控制开关器件M1是晶体管，第六晶体管T6是驱动晶体管；
所述第一晶体管的控制极连接门控信号Gate端，第一极连接存储电容的第二端，第二极连接初始化信号Vini端；
所述第二晶体管的控制极连接门控信号Gate端，第一极连接发光二极管D1的阳极，第二极连接初始化信号Vini端；
所述第三晶体管的控制极连接门控信号Gate端，第一极连接驱动晶体管的第一极，第二极连接显示数据信号Vdata端；
所述第四晶体管的控制极连接门控信号Gate端，第一极连接存储电容的第二端，第二极连接驱动晶体管的第二极；
所述第五晶体管的控制极连接发光控制信号EM端，第一极连接第一电源信号ELVDD端，第二极连接驱动晶体管的第一极；
所述驱动晶体管的控制极连接存储电容的第二端，第一极连接第五晶体管的第二极和第三晶体管的第一极，第二极连接第四晶体管的第二极和第七晶体管的第一极；
所述第七晶体管的控制极连接发光控制信号EM端，第一极连接驱动晶体管的第二极，第二极连接发光控制开关器件的第一极；
所述发光控制开关器件的控制极连接行亮度控制信号SW端，第一极连接第七晶体管的第二极，第二极连接发光二极管的阳极；
所述发光二极管的阳极连接发光控制开关器件的第二极和第二晶体管的第一极，阴极连接第一电源信号ELVSS端；
所述存储电容的第一端连接第一电源信号ELVDD端，第二端连接第一晶体管的第一极、驱动晶体管的控制极和第四晶体管的第一极。
5.一种显示调节方法，应用于上述权利要求1-4中任一项所述的显示调节电路，包括：
确定M行N列像素单元阵列中每一行像素单元P(i,j)的行亮度控制信号SW(i)的占空比和每一个像素单元P(i,j)的显示数据信号Vdata(i,j)的电压值；1≤i≤M；1≤j≤N；M和N为大于1的整数；
向每一行像素单元P(i,j)的发光控制开关器件M(i,j)输出行亮度控制信号SW(i)；向每一个像素单元P(i,j)输出该像素单元对应的显示数据信号Vdata(i,j)；
其中，像素单元P(i,j)对应的显示数据信号Vdata(i,j)用于控制流过所述像素单元的发光器件D(i,j)的电流大小；一行像素单元对应的行亮度控制信号用于在一帧的周期内控制该行像素单元的发光器件在发光状态和不发光状态之间周期性切换；一行像素单元的行亮度控制信号的占空比是根据该行像素单元的显示数据确定的：对第i行像素单元，根据该行的每一个像素单元的目标灰阶值确定该行像素单元的平均目标灰阶值；根据该行像素单元的平均目标灰阶值查询亮度配置表得到该行像素单元对应的行亮度控制信号的占空比；其中，所述亮度配置表包括灰阶值和灰阶值对应的行亮度控制信号的占空比数值；所述行亮度控制信号是脉冲宽度调制PWM信号，所述行亮度控制信号的频率是帧频的a倍，a为大于1的整数；通过实时控制每一行像素单元的行亮度控制信号的占空比实现对一帧画面的不同行进行亮度调节。
6.一种显示装置，包括权利要求1-4中任一项所述的显示调节电路。
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