CN114038391B - 一种像素补偿电路系统和像素补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种像素补偿电路系统和像素补偿方法，通过侦测管和控制器的组成形成补偿电路，侦测管将LED发光件的供电参数提供给控制器，由控制器来实现供电电压补偿，从而在实现了LED显示屏的亮度补偿的同时，降低了补偿电路的复杂度，提升了其应用场景。

Description

一种像素补偿电路系统和像素补偿方法

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种像素补偿电路系统和像素补偿方法。

背景技术

Micro LED(light-emitting diode，发光二极管)显示器,具有良好的稳定性，寿命，以及运行温度上的优势，同时也承继了LED低功耗、色彩饱和度、反应速度快、对比度强等优点,具有极大的应用前景。而由于各LED灯珠在工艺制程上的差异，Micro LED产品在显示相同画面时，不同像素之间的亮度会存在一定的差异，这种差异严重的会导致显示效果不良，显示器亮度不均，造成各种痕迹现象，即mura。相关技术中的LED亮度补偿手段，多是设计像素电路如7T1C，其中元器件很多(需要7个TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)和1个电容C)，电路十分复杂。

因此，如何在降低电路设计难度的前提下，实现LED显示屏的亮度补偿，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述相关技术的不足，本发明的目的在于提供一种像素补偿电路系统和像素补偿方法，旨在解决相关技术中，缺乏构造简单的LED显示屏电路补偿手段的问题。

一种像素补偿电路系统，其特征在于，所述像素补偿电路系统包括LED发光电路系统和补偿电路，所述LED发光电路系统包括若干条并接于高低电位之间的LED发光电路，所述发光电路包括串接的驱动管和LED发光件；

所述补偿电路包括侦测管和控制器，所述侦测管连接于所述驱动管和LED发光件之间，用于采集所述LED发光件的供电参数并将所述供电参数传输至所述控制器；

其中，所述控制器用于基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的供电电压。

上述像素补偿电路系统，通过侦测管和控制器的组成形成补偿电路，侦测管将LED发光件的供电参数提供给控制器，由控制器来实现供电电压补偿，从而在实现了LED显示屏的亮度补偿的同时，降低了补偿电路的复杂度，提升了其应用场景。

可选的，所述侦测管和控制器之间设置有模数转换器；所述侦测管采集所述LED发光件的供电参数，经过所述模数转换器之后转换为数字信号并传输至所述控制器；所述供电参数包括供电电压和/或供电电流。

可选的，所述模数转换器的输出端与所述控制器相连，所述控制器的输出端与驱动芯片相连，所述驱动芯片的输出端连接至所述驱动管；

其中，所述控制器具体用于：

所述控制器接收所述模数转换器转换得到的所述数字信号；

所述控制器处理所述数字信号得到所述LED发光件的实时供电电压；

所述控制器基于所述实时供电电压，与标准供电电压进行比对，得到偏离电压；

所述控制器基于所述偏离电压生成修正电压信号，传输至所述驱动芯片，通过所述驱动芯片控制所述驱动管。

可选的，所述侦测管连接于所述LED发光件的正极，用于采集所述LED发光件的正极侧的供电参数，并将所述供电参数传输至所述控制器。

通过将侦测管连接于LED发光件的正极，可以提升采集所得的LED发光件的供电参数的准确性，从而可以进一步提升后续补偿供电电压的准确性和效率。

本发明还提供一种像素补偿方法，应用于上述的像素补偿电路系统中；所述像素补偿方法包括：

控制器输出实时供电电压对应的驱动信号至驱动管，所述驱动管基于所述驱动信号，控制与之相连的LED发光件的实时供电电压；

侦测管采集所述LED发光件的供电参数；并将所述供电参数传输至所述控制器；

所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压。

上述像素补偿方法，应用于上述的像素补偿电路系统中，其中侦测管将LED发光件的供电参数提供给控制器，由控制器来实现供电电压补偿，从而在实现了LED显示屏的亮度补偿的同时，降低了补偿电路的复杂度，提升了其应用场景。

可选的，所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压包括：

所述控制器处理所述数字信号得到所述LED发光件的实时供电电压；

所述控制器基于所述实时供电电压，与标准供电电压进行比对，得到偏离电压，并生成修正电压信号至所述驱动管。

可选的，所述控制器处理所述数字信号得到所述LED发光件的实时供电电压包括：

所述控制器根据各LED发光件对应的数字信号，处理得到各LED发光件的实时供电电压；

基于各LED发光件的实时供电电压，形成实时电压表。

可选的，所述控制器输出实时供电电压对应的驱动信号至驱动管包括：

所述控制器基于同一颜色的LED发光件的同一灰阶等级，输出对应的实时供电电压对应的驱动信号至所述驱动管；

所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压包括：

所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压，以使得同一颜色的LED发光件在同一灰阶等级下具有相同的供电电压。

可选的，在所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压，以使得同一颜色的LED发光件在同一灰阶等级下具有相同的供电电压之后，还包括：

基于同一颜色的LED发光件的另一灰阶等级，对各LED发光件进行实时供电电压补偿。

附图说明

图1为本发明实施例提供的像素补偿电路系统组成示意图；

图2为本发明实施例提供的像素补偿方法流程图；

图3为本发明实施例提供的实时电压表示意图；

附图标记说明：

11-驱动管，12-LED发光件，21-侦测管，22-控制器，23-模数转换器，24-驱动芯片。

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方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

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。本文中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方式的目的，不是旨在于限制本发明。

相关技术中，不管是OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)的显示面板还是Micro LED的显示面板，其像素电路在设计时，为了消除不同像素之间的亮度差异，一般会设计较为复杂的像素电路，如7T1C等等，可以在一定程度上消除TFT的Vth(阈值电压)漂移所带来的亮度差异。但是，这样的像素电路，其元器件众多，对电路结构的要求较高，导致LED显示面板的电路结构设计难度高，电路的复杂度高使得故障率居高不下。

基于此，本发明希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。

本实施例所示例的像素补偿电路系统，通过侦测管21和控制器22的组成形成补偿电路，侦测管21将LED发光件12的供电参数提供给控制器22，由控制器22来实现供电电压补偿，从而在实现了LED显示屏的亮度补偿的同时，降低了补偿电路的复杂度，提升了其应用场景。为了便于理解，本实施例下面以图1所示的像素补偿电路系统为示例，进行便于理解性的说明：

请参见图1所示，该像素补偿电路系统包括但不限于：

LED发光电路系统和补偿电路，LED发光电路系统包括若干条并接于高低电位之间的LED发光电路，发光电路包括串接的驱动管11和LED发光件12；

补偿电路包括侦测管21和控制器22，侦测管21连接于驱动管11和LED发光件12之间，用于采集LED发光件12的供电参数并将供电参数传输至控制器22；

其中，控制器22用于基于供电参数，补偿驱动管11输出给LED发光件12的供电电压。

其中，LED发光电路系统也就是说LED显示面板的发光阵列系统，其中包括最基本的LED发光件12，和驱动LED发光件12的驱动管11；LED发光件12可以是LED芯片，或者是LED芯片封装而成的LED灯珠，而驱动管11即为TFT管。驱动管11和LED发光件12，串接在高低电位之间，可以是驱动管11接在高电位，LED发光件12接在低电位，然后驱动管11和LED发光件12串接；或者是驱动管11接在低电位，LED发光件12接在高电位，然后驱动管11和LED发光件12串接。驱动管11可以接收驱动信号，然后基于驱动信号，为LED芯片提供相应的供电电压，也称之为实时供电电压。

LED发光电路系统中包括多个LED发光电路，各个LED发光电路之间相对独立，所谓相对独立就是各个LED发光件12可以独立控制其发光与否和发光亮度。为了实现这一目的，LED发光电路系统中的各LED发光电路通常是并接于高低电位之间，这样各个LED发光电路之间互不干扰，可以各自独立的进行明灭和亮度的调节。

补偿电路的基本组成包括侦测管21和控制器22；其中，侦测管21连接于驱动管11和LED发光件12之间，可以侦测LED发光件12的供电参数；供电参数所指的是与LED发光件12的当前发光亮度相关的参数，通常可以是实时供电电压本身，供电电压越高，其显示亮度通常也越高，呈现为该像素点也就越亮。除了是供电电压之外，供电参数还可以是供电电流，也就是LED发光件12工作时，流经其中的电流的大小。

控制器22则可以输出驱动信号至驱动管11，让驱动管11实现对LED发光件12的供电电压的调节；具体的，控制器22可以是可编程逻辑控制器FPGA(Field ProgrammableGate Array)、ARM(Advanced RISC Machine)处理器、CPU(central processing unit，中央处理器)中的任意一种。在启动时，控制器22可以直接输出驱动信号至驱动管11；然后，通过侦测管21采集到的LED发光件12的供电参数，输出补偿信号至驱动管11，对LED发光件12的实时供电电压进行补偿。

侦测管21所采集到的供电参数是模拟量，因此，为了便于控制器22的数据处理，侦测管21和控制器22之间还可以设置有模数转换器23；侦测管21采集LED发光件12的供电参数，经过模数转换器23之后转换为数字信号并传输至控制器22；供电参数可以包括供电电压和/或供电电流。模数转换器23也叫做AD转换器，可以仅具有模拟量向数字量的单向转化，也可以具有模拟量和数字量的相互转换功能。

在一些实施例中，模数转换器23的输出端与控制器22相连，控制器22的输出端与驱动芯片24相连，驱动芯片24的输出端连接至驱动管11；

其中，控制器22具体用于：

控制器22接收模数转换器23转换得到的数字信号；

控制器22处理数字信号得到LED发光件12的实时供电电压；

控制器22基于实时供电电压，与标准供电电压进行比对，得到偏离电压；

控制器22基于偏离电压生成修正电压信号，传输至驱动芯片24，通过驱动芯片24控制驱动管11。在LED面板的像素补偿过程中，补偿的手段可以基于标准供电电压来实施；也就是说，对于各个LED发光件12而言，其同一颜色的相同亮度应当具有同样的供电电压，这个供电电压则称之为标准供电电压；相同颜色的LED发光件12，在所需相同的发光亮度的场景下，其供电电压应当是一致的；而像素补偿过程，就是将偏离了标准供电电压的那些LED发光件12，将其供电电压调整至与标准供电电压一致。控制器22在接收到侦测管21采集到的LED发光件12的实时供电电压之后，基于实时供电电压，以及标准供电电压，就可以得到两者之间的差异，即偏离电压，基于偏离电压，控制器22就可以生成相应的修正电压信号，来控制驱动管11调节LED发光件12的驱动电压。控制器22所输出的修正电压信号是数字信号，发送给驱动芯片24之后，驱动芯片24将其转换为模拟信号，来控制对应的驱动管11，实现驱动电压的调节。

此外，像素补偿还可以根据各LED发光件12的整体发光情况来调节；比如说，可以根据显示面板上的LED发光件12的实时供电电压加权平均值、中位数等等数值，动态的确定标准供电电压，本实施例并不对其进行具体的限定，本领域技术人员可以根据具体的情况来确定相应的标准供电电压。

在一些实施例中，侦测管21连接于LED发光件12的正极，用于采集LED发光件12的正极侧的供电参数，并将供电参数传输至控制器22。虽然LED发光件12的电阻率极低，但是电流在经过LED发光件12之后，难免会有一定的电压降；为了尽可能的提升侦测管21采集得到的供电参数的准确性，可以将侦测管21设置在LED发光件12的正极，采集LED发光件12正极侧的供电参数，可以提升采集所得的LED发光件12的供电参数的准确性，从而可以进一步提升后续补偿供电电压的准确性和效率。

在一些实施例中，控制器22基于供电参数，补偿驱动管11输出给LED发光件12的供电电压可以包括：

分别按照不同的灰阶等级，对同一颜色的各LED发光件12进行供电电压补偿。LED显示面板通常是RGB(红绿蓝)三色LED发光件12组成，而各色LED发光件12的像素补偿是各自分离的，不同颜色的LED发光件12其显示亮度与供电电压之间的关系不尽相同；此外，基于相同颜色的LED发光件12而言，在不同的灰阶等级下，其相应的应当有不同的标准供电电压，且同一颜色的LED发光件12，在相同灰阶等级下应当具有相同的发光效果，也就是具有相同的供电电压。因此，可以根据不同的灰阶，来分别进行LED发光件12的像素补偿操作，也就是说，在不同的灰阶下，分别进行LED发光件12的实时供电电压的补偿。

本实施例中的像素补偿电路系统，通过侦测管21和控制器22的组成形成补偿电路，侦测管21将LED发光件12的供电参数提供给控制器22，由控制器22来实现供电电压补偿，从而在实现了LED显示屏的亮度补偿的同时，降低了补偿电路的复杂度，提升了其应用场景。

本发明另一可选实施例：

本实施例提供了一种像素补偿方法，请参考图2，其应用于本发明实施例中的像素补偿电路系统中；该方法包括：

S201、控制器输出实时供电电压对应的驱动信号至驱动管，驱动管基于驱动信号，控制与之相连的LED发光件的实时供电电压；

S202、侦测管采集LED发光件的供电参数；并将供电参数传输至控制器；

S203、控制器基于供电参数，补偿驱动管输出给LED发光件的实时供电电压。

在一些实施例中，侦测管21和控制器22之间设置有模数转换器23；侦测管21采集电压信号，经过模数转换器23之后转换为数字信号并传输至控制器22。

侦测管21所采集到的供电参数是模拟量，因此，为了便于控制器22的数据处理，侦测管21和控制器22之间还可以设置有模数转换器23；侦测管21采集LED发光件12的供电参数，经过模数转换器23之后转换为数字信号并传输至控制器22；供电参数可以包括供电电压和/或供电电流。模数转换器23也叫做AD转换器，可以仅具有模拟量向数字量的单向转化，也可以具有模拟量和数字量的相互转换功能。

在一些实施例中，控制器22基于供电参数，补偿驱动管11输出给LED发光件12的实时供电电压可以包括：

控制器22处理数字信号得到LED发光件12的实时供电电压；

控制器22基于实时供电电压，与标准供电电压进行比对，得到偏离电压，并生成修正电压信号至驱动管11。

在LED面板的像素补偿过程中，补偿的手段可以基于标准供电电压来实施；也就是说，对于各个LED发光件12而言，其同一颜色的相同亮度应当具有同样的供电电压，这个供电电压则称之为标准供电电压；相同颜色的LED发光件12，在所需相同的发光亮度的场景下，其供电电压应当是一致的；而像素补偿过程，就是将偏离了标准供电电压的那些LED发光件12，将其供电电压调整至与标准供电电压一致。控制器22在接收到侦测管21采集到的LED发光件12的实时供电电压之后，基于实时供电电压，以及标准供电电压，就可以得到两者之间的差异，即偏离电压，基于偏离电压，控制器22就可以生成相应的修正电压信号，来控制驱动管11调节LED发光件12的驱动电压。

此外，像素补偿还可以根据各LED发光件12的整体发光情况来调节；比如说，可以根据显示面板上的LED发光件12的实时供电电压加权平均值、中位数等等数值，动态的确定标准供电电压，本实施例并不对其进行具体的限定，本领域技术人员可以根据具体的情况来确定相应的标准供电电压。

在一些实施例中，控制器22处理数字信号得到LED发光件12的实时供电电压包括：

控制器22根据各LED发光件12对应的数字信号，处理得到各LED发光件12的实时供电电压；

基于各LED发光件12的实时供电电压，形成实时电压表。请参考图3，其中示出了一色LED发光件12的实时供电电压对应的实时电压表，其中第一行的四颗LED发光件12的实时供电电压分别为5v、4.9v、5.1v和5v，对应的数字量可以是M1～M4，而标准供电电压是5v，对应的数字量可以是M0。控制器22通过对每个像素的实时供电电压和标准供电电压的数字量进行比较，得到每个像素的偏离电压对应的数字量，而需要补偿的供电电压对应的数字量则通过以下公式计算：

M0’＝-(Mx-M0)，其中M0’表示补偿电压对应的数字量，Mx表示实时供电电压对应的数字量。

然后，在实时供电电压的基础上，加上补偿电压，就可得到修正电压，将修正电压信号传递给驱动管11，就可以实现LED发光件12的供电电压的修正，输出后的图像即为补偿后的图像。

在一些实施例中，还可以包括：

分别按照不同的灰阶等级，对同一颜色的各LED发光件12进行实时供电电压补偿。LED显示面板通常是RGB三色LED发光件12组成，而各色LED发光件12的像素补偿是各自分离的，不同颜色的LED发光件12其显示亮度与供电电压之间的关系不尽相同；此外，基于相同颜色的LED发光件12而言，在不同的灰阶等级下，其相应的应当有不同的标准供电电压。因此，可以根据不同的灰阶等级，来分别进行LED发光件12的像素补偿操作，也就是说，在不同的灰阶等级下，分别进行LED发光件12的实时供电电压的补偿。

具体的，按照灰阶等级进行像素补偿时，控制器22输出实时供电电压对应的驱动信号至驱动管11可以包括：

控制器22基于同一颜色的LED发光件12的同一灰阶等级，输出对应的实时供电电压对应的驱动信号至驱动管11；

而控制器22基于供电参数，补偿驱动管11输出给LED发光件12的实时供电电压则可以包括：

控制器22基于供电参数，补偿驱动管11输出给LED发光件12的实时供电电压，以使得同一颜色的LED发光件12在同一灰阶等级下具有相同的供电电压。

在进行像素补偿时，控制器22基于同一颜色的LED发光件12，在处于同一灰阶等级下进行供电，此时最初的供电电压，对于同一颜色的LED发光件12而言是相通的；该供电电压在经过电路中各器件之后，反映在LED发光件12的供电参数则可能会出现各种差异，从而导致同一颜色LED发光件12的显示差异，从而可以对此时的LED发光件12的供电参数进行采集，将采集得到的供电参数发送给控制器22，由控制器22来具体实施补偿；控制器22基于该供电参数进行补偿，可以使得相同颜色的LED发光件12，在同一灰阶等级下供电电压一致，也就是具有相同的显示效果，提升了LED发光电路的显示均匀度和一致性，降低色差。

此外，在控制器22基于供电参数，补偿驱动管11输出给LED发光件12的实时供电电压，以使得同一颜色的LED发光件12在同一灰阶等级下具有相同的供电电压之后，还可以包括：

基于同一颜色的LED发光件12的另一灰阶等级，对各LED发光件12进行实时供电电压补偿。可以根据具体的需求，按照同一颜色LED发光件12的所有灰度等级进行遍历，或者是在遍历同一颜色LED发光件12的部分灰度等级之后，直接将这些灰度等级的LED发光件12的像素补偿手段，应用至其他灰度等级下，在提升了显示效果的同时，也可以降低像素补偿的时间，提升像素补偿效率。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种像素补偿电路系统，其特征在于，所述像素补偿电路系统包括LED发光电路系统和补偿电路，所述LED发光电路系统包括若干条并接于高低电位之间的LED发光电路，所述发光电路包括串接的驱动管和LED发光件；

所述补偿电路包括侦测管和控制器，所述侦测管连接于所述驱动管和LED发光件之间，用于采集所述LED发光件的供电参数并将所述供电参数传输至所述控制器，所述供电参数为供电电压；

其中，所述控制器用于基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的供电电压，包括：所述控制器将所述LED发光件的实时供电电压与标准供电电压进行比对，得到偏离电压；所述控制器基于所述偏离电压生成修正电压信号，以补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压，所述标准供电电压根据显示面板上各所述LED发光件的所述实时供电电压的加权平均值或中位数确定。

2.如权利要求1所述的像素补偿电路系统，其特征在于，所述侦测管和控制器之间设置有模数转换器；所述侦测管采集所述LED发光件的供电参数，经过所述模数转换器之后转换为数字信号并传输至所述控制器。

3.如权利要求2所述的像素补偿电路系统，其特征在于，所述模数转换器的输出端与所述控制器相连，所述控制器的输出端与驱动芯片相连，所述驱动芯片的输出端连接至所述驱动管；

其中，所述控制器具体用于：

所述控制器接收所述模数转换器转换得到的所述数字信号；

所述控制器处理所述数字信号得到所述LED发光件的实时供电电压；

所述控制器基于所述实时供电电压，与标准供电电压进行比对，得到偏离电压；

所述控制器基于所述偏离电压生成修正电压信号，传输至所述驱动芯片，通过所述驱动芯片控制所述驱动管。

4.如权利要求1-3任一项所述的像素补偿电路系统，其特征在于，所述侦测管连接于所述LED发光件的正极，用于采集所述LED发光件的正极侧的供电参数，并将所述供电参数传输至所述控制器。

5.一种像素补偿方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任一项所述的像素补偿电路系统中；所述像素补偿方法包括：

控制器输出实时供电电压对应的驱动信号至驱动管，所述驱动管基于所述驱动信号，控制与之相连的LED发光件的实时供电电压；

侦测管采集所述LED发光件的供电参数，并将所述供电参数传输至所述控制器；

所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压。

6.如权利要求5所述的像素补偿方法，其特征在于，所述侦测管和控制器之间设置有模数转换器；所述侦测管采集所述LED发光件的供电参数，并将所述供电参数传输至所述控制器包括：

所述侦测管采集所述LED发光件的供电参数，经过所述模数转换器之后转换为数字信号并传输至所述控制器。

7.如权利要求6所述的像素补偿方法，其特征在于，所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压包括：

所述控制器处理所述数字信号得到所述LED发光件的实时供电电压；

所述控制器基于所述实时供电电压，与标准供电电压进行比对，得到偏离电压，并生成修正电压信号至所述驱动管。

8.如权利要求7所述的像素补偿方法，其特征在于，所述控制器处理所述数字信号得到所述LED发光件的实时供电电压包括：

所述控制器根据各LED发光件对应的数字信号，处理得到各LED发光件的实时供电电压；

基于各LED发光件的实时供电电压，形成实时电压表。

9.如权利要求8所述的像素补偿方法，其特征在于，所述控制器输出实时供电电压对应的驱动信号至驱动管包括：

所述控制器基于同一颜色的LED发光件的同一灰阶等级，输出对应的实时供电电压对应的驱动信号至所述驱动管；

所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压包括：

所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压，以使得同一颜色的LED发光件在同一灰阶等级下具有相同的供电电压。

10.如权利要求9所述的像素补偿方法，其特征在于，在所述控制器基于所述供电参数，补偿所述驱动管输出给所述LED发光件的实时供电电压，以使得同一颜色的LED发光件在同一灰阶等级下具有相同的供电电压之后，还包括：

基于同一颜色的LED发光件的另一灰阶等级，对各LED发光件进行实时供电电压补偿。

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