CN116386519B - Led驱动电路、驱动方法、芯片及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种LED驱动电路、驱动方法、芯片及显示装置，该LED驱动电路包括：时序控制器，根据待显示的图像生成时序控制信号和灰阶数据；处理器，根据灰阶数据确定各个LED灯珠在每个子帧周期中的子灰阶数据；补偿电路，根据子灰阶数据确定各个列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔，并根据时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿；行驱动电路，根据时序控制信号为多条行线提供多个扫描信号；列驱动电路，根据补偿后的子灰阶数据为多条列线提供多个恒流驱动信号，本发明通过直接补偿各列通道的显示灰阶来解决行偏暗问题，电路结构简单，补偿精度高、范围大，能够明显改善LED显示屏的显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及LED显示技术领域，具体涉及一种LED驱动电路、驱动方法、芯片及显示装置。
背景技术
发光二极管(light-emitting diode，LED)是利用PN结中的少数载流子和多数载流子复合发光的原理工作的二极管。在PN结之间施加正向电压，使得二极管导通，就可以将电能转换成光能。LED显示装置是利用LED作为像素单元的显示装置，其中，LED的亮度与待显示的灰阶相对应。
LED显示装置与液晶显示装置不同。在液晶显示装置中，液晶分子的转动改变了像素单元的透光率，使得背光源产生的光穿过液晶分子层之后的强度发生变化。LED显示装置则是通过控制光源自身的亮度改变显示灰阶。与液晶显示装置相比，LED显示装置的功耗低，刷新速度快，视角广，可以用于强光照环境和低温环境。因此，LED显示装置特别适合于用作室外显示屏，用于显示文字、图像和视频。
LED显示屏使用的发光二极管数量通常很大，但LED显示屏驱动电路板面积有限，因此LED显示屏通常会被设置为采用多行扫描的驱动方式以节约驱动电路。然而，由于发光二极管所在PCB板上的布线之间存在的寄生电容现象，使得多行扫描的驱动方式会带来包括行偏暗问题（即在LED显示屏的扫描过程中，在点亮一行灯珠后且在下一行灯珠点亮前的时间段内，会对寄生电容进行充电，从而会导致下一行灯珠打开时其上压降会比正常值低，导致行偏暗）在内的诸多问题，随着LED显示屏在小点间距的道路上的不断发展，PCB板上布线之间的距离越来越小，导致了板级寄生电容越来越大，再加上发光二极管本身也有一定的寄生电容，所以LED显示屏上的寄生效应会非常明显，而随着寄生电容的充电时间越长，行偏暗问题也会越发严重。
因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种LED驱动电路、驱动方法、芯片及显示装置，可以解决LED显示屏在多行扫描时出现的行偏暗问题。
根据本发明第一方面，提供了一种LED驱动电路，用于驱动LED阵列按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧周期，所述LED阵列与多条行线和多条列线连接，该LED驱动电路包括：
时序控制器，根据待显示的图像生成时序控制信号和灰阶数据；
处理器，根据所述灰阶数据确定所述LED阵列中各个LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据；
补偿电路，根据所述子灰阶数据确定各个列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔，并根据所述时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿；
行驱动电路，根据所述时序控制信号为多条所述行线提供多个扫描信号；
列驱动电路，根据补偿后的所述子灰阶数据为多条所述列线提供多个恒流驱动信号。
可选地，在每个子帧周期中，所述LED驱动电路包括在所述LED阵列显示一行的子灰阶数据时对下一行的子灰阶数据进行预处理，所述补偿电路在该预处理期间对所述下一行的子灰阶数据进行补偿。
可选地，所述补偿电路被配置为在帧周期切换时，利用第一补偿值对下一个帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿；或者，
所述补偿电路被配置为在每个帧周期内的子帧周期切换时，利用第二补偿值对在后的子帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿；或者，
所述补偿电路被配置为在每个子帧周期内，根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定多个第三补偿值，并利用多个所述第三补偿值分别对相应列通道有数据显示的下一行的子灰阶数据进行补偿，其中，多个所述第三补偿值全部相同或者至少部分不同。
可选地，所述第一补偿值为第一预设值，所述第一预设值与相邻两个帧周期之间的间隔时间正相关；或者，
所述第一补偿值为所述第一预设值与第四补偿值之和，所述第四补偿值被配置为根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。
可选地，所述第二补偿值为第二预设值，所述第二预设值与同一帧周期内的相邻两个子帧周期之间的间隔时间正相关；或者，
所述第二补偿值为所述第二预设值与第五补偿值之和，所述第五补偿值被配置为根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。
可选地，所述补偿电路包括多个补偿模块，每个所述补偿模块用于实现对一个列通道的子灰阶数据补偿，每个所述补偿模块包括：
计数单元，用于对相应列通道的无数据显示的行数进行计数；
补偿值确定单元，用于根据所述计数单元的计数值确定补偿值；
补偿单元，用于根据补偿值对所述子灰阶数据进行补偿，
其中，所述计数单元在检测到相应列通道有数据显示时计数值清零。
可选地，所述补偿值确定单元被配置为根据所述计数值所属的补偿等级选择对应的补偿值进行输出。
可选地，每个补偿等级对应一个补偿系数，所述补偿值等于所述补偿等级对应的补偿系数与预设的补偿步进值的乘积，预设的所述补偿步进值大于0小于等于1。
可选地，所述子灰阶数据大于预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应有数据显示，所述子灰阶数据小于等于所述预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应无数据显示。
根据本发明第二方面，提供了一种芯片，包括：如上所述的LED驱动电路，所述芯片用于驱动至少一个负载。
根据本发明第三方面，提供了一种显示装置，包括：
显示面板；以及
如上所述的LED驱动电路，用于提供多个扫描信号和多个恒流驱动信号以驱动所述显示面板。
可选地，所述显示面板包括LED显示面板、AMOLED显示面板、MicroLED显示面板或MiniLED显示面板。
根据本发明第四方面，提供了一种LED驱动电方法，用于驱动LED阵列按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧周期，所述LED阵列与多条行线和多条列线连接，该LED驱动方法包括：
根据待显示的图像生成灰阶数据；
根据所述灰阶数据确定所述LED阵列中各个LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据；
根据所述子灰阶数据确定各个列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔，并根据所述时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿；
根据补偿后的所述子灰阶数据为多条列线提供多个恒流驱动信号。
可选地，所述LED驱动方法还包括：在驱动所述LED阵列显示一行的子灰阶数据时对下一行的子灰阶数据进行预处理；以及
对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿包括：在相应的预处理期间对所述下一行的子灰阶数据进行补偿。
可选地，根据所述时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿的方法包括：
在帧周期切换时，利用第一补偿值对下一个帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿；或者，
在每个帧周期内的子帧周期切换时，利用第二补偿值对在后的子帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿；或者，
在每个子帧周期内，根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定多个第三补偿值，并利用多个所述第三补偿值分别对相应列通道有数据显示的下一行的子灰阶数据进行补偿，其中，多个所述第三补偿值全部相同或者至少部分不同。
可选地，所述第一补偿值为第一预设值，所述第一预设值与相邻两个帧周期之间的间隔时间正相关；或者，
所述第一补偿值为所述第一预设值与第四补偿值之和，所述第四补偿值被配置为根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。
可选地，所述第二补偿值为第二预设值，所述第二预设值与同一帧周期内的相邻两个子帧周期之间的间隔时间正相关；或者，
所述第二补偿值为所述第二预设值与第五补偿值之和，所述第五补偿值被配置为根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。
可选地，根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定多个第三补偿值的方法包括：
根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数所属的补偿等级选择对应的补偿值输出。
可选地，根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定第四补偿值的方法包括：
根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数所属的补偿等级选择对应的补偿值输出。
可选地，根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定第五补偿值的方法包括：
根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数所属的补偿等级选择对应的补偿值输出。
可选地，每个补偿等级对应一个补偿系数，所述补偿值等于所述补偿等级对应的补偿系数与预设的补偿步进值的乘积，预设的所述补偿步进值大于0小于等于1。
可选地，所述子灰阶数据大于预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应有数据显示，所述子灰阶数据小于等于所述预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应无数据显示。
本发明的有益效果至少包括：
本发明实施例在驱动LED阵列时，通过各个列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿，进而基于这种直接补偿各个列通道的显示灰阶的方式，解决了LED显示屏的行偏暗问题，且电路结构简单，补偿精度高，补偿范围大，能够显著改善LED显示屏的显示效果。
应当说明的是，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
图1示出根据本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图2示出根据本发明实施例提供的补偿电路的结构示意图；
图3示出根据本发明实施例提供的某个列通道在一个帧周期中的PWM驱动信号的时序波形图；
图4a示出根据本发明第一实施例提供的某个列通道在连续的帧切换过程中各行LED灯珠的数据显示情况示意图；
图4b示出根据本发明第二实施例提供的某个列通道在连续的帧切换过程中各行LED灯珠的数据显示情况示意图；
图4c示出根据本发明第三实施例提供的某个列通道在连续的帧切换过程中各行LED灯珠的数据显示情况示意图；
图5示出根据本发明实施例提供的LED驱动方法的流程示意图。
附图标记说明：
110-行驱动电路；120-列驱动电路；130-显示面板；140-时序控制器；150-处理器；160-补偿电路；
161-计数单元；162-补偿值确定单元；163-补偿单元；164-寄存器。
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。
如图1所示，本发明实施例所公开的显示装置包括：显示面板130以及LED驱动电路。其中，LED驱动电路用于提供多个扫描信号和多个恒流驱动信号以驱动显示面板130按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧周期。
本实施例中，显示面板130上设置有M行*N列的LED阵列，该LED阵列包括多个按行和列排列的LED灯珠D11~DMN，M、N均为大于1的正整数。每个LED灯珠包括阳极和阴极，在LED灯珠的阳极和阴极之间施加正向电压时，LED灯珠点亮。同一行的多个LED灯珠的阳极共同连接至同一条行线，例如，第一行的LED灯珠D11~D1N的阳极共同连接至行线G1。同一列的多个LED灯珠的阴极连接至至少一条列线，例如，第一列的LED灯珠D11~Dm1的阴极共同连接至列线S1，第一列的LED灯珠D(m+1)1~DM1的阴极共同连接至列线S2，此时LED驱动电路可以一次扫描两行的方式驱动显示面板130，m为大于1小于M的正整数。可以理解，同一列的多个LED灯珠的阴极连接的列线越多，LED驱动电路一次可扫描的行数的选择越多。
显示面板130中，多个LED灯珠D11~DMN分别作为像素单元。可以理解，显示面板130中的每个像素都可以包括一个或多个像素单元。例如，在显示彩色图像时，可以采用三个LED灯珠分别用于显示红绿蓝（RGB）的颜色分量，每个LED灯珠根据自身的发光特性产生相应颜色的光，或者采用附加的滤光片产生相应颜色的光。
示例性地，显示面板130包括LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示面板、AMOLED(Active-matrix organic light-emitting diode，有源矩阵有机发光二极管)显示面板、MicroLED显示面板或MiniLED显示面板。
LED驱动电路包括：行驱动电路110、列驱动电路120、时序控制器140、处理器150以及补偿电路160。
时序控制器140根据待显示的图像生成时序控制信号SSCAN和灰阶数据SGL1。
时序控制器140接收表征待显示的图像的视频或图像信号SV，并在根据接收到的视频或图像信号SV产生时序控制信号SSCAN和灰阶数据SGL1后，将时序控制信号SSCAN发送给行驱动电路110，将灰阶数据SGL1发送给处理器150。
处理器150根据灰阶数据SGL1确定LED阵列中各个LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据SGL2。
为实现LED驱动芯片的高刷新率，可以将每个帧周期划分为多个子帧周期来实现。示例性地，参考图3，为简单起见，假定显示面板130具有4行像素（即M=4），并且每个帧周期被划分为4个子帧周期，每个子帧中，每个LED灯珠对应的PWM驱动信号的有效时间与其子灰阶数据一致。以第n个帧周期为例，在该帧周期中，每个LED灯珠对应的PWM驱动信号在所有子帧周期中的累计有效时间与其灰阶数据一致。即对于1个LED灯珠，其在一个帧周期中所有子帧周期内的显示时间的相加，构成其在该帧周期内完整的灰阶。
处理器150接收灰阶数据SGL1，并针对LED显示屏中的各个LED灯珠，若确定该LED灯珠在目标帧周期中的灰阶数据SGL1大于预设的灰阶阈值，则基于该LED灯珠在目标帧周期中的灰阶数据SGL1和目标帧周期中包含的子帧周期总数进行灰阶打散，以确定该LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据SGL2，例如将该LED灯珠在目标帧周期中的灰阶数据SGL1平均分配至每个子帧周期中显示。
若确定该LED灯珠在目标帧周期中的灰阶数据SGL1不大于灰阶阈值，则基于该LED灯珠在目标帧周期中的灰阶数据SGL1、灰阶不打散阈值确定该LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据SGL2，例如当该LED灯珠在目标帧周期中的灰阶数据SGL1低于或等于灰阶不打散阈值时，该LED灯珠的灰阶数据SGL1只在目标帧周期中的某一子帧周期中显示，其余子帧周期中都不显示；当该LED灯珠在目标帧周期中的灰阶数据SGL1大于不打散阈值时，首先将该LED灯珠的灰阶数据SGL1分配给某一个或几个子帧周期，使这些子帧周期中该LED灯珠的子灰阶数据SGL2都等于不打散阈值，如果分配给某一个或几个子帧周期后还有剩余的灰阶数据，则将剩余的灰阶数据分配给另外一个子帧周期。
示例性地，为了能够提高LED显示屏中的各个LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据的精准度，可以将灰阶不打散阈值和子帧周期总数的乘积确定为灰阶阈值。
补偿电路160根据各个LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据SGL2确定各个列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔，并根据该时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据SGL2进行补偿。
多行扫描的驱动方式可以提高对显示面板130的驱动效率，但需要在显示面板130中设置更多的列线，导致显示面板130上的寄生效应（如寄生电容）更大，而寄生电容越大，或对寄生电容的充电时间越长，行偏暗问题都会越发严重。为解决这种寄生效应导致的行偏暗问题，本发明实施例中设置补偿电路160在每个子帧周期内以行为单位直接对每个LED灯珠的子灰阶数据SGL2进行补偿，这种直接补偿方式，所需设计的电路结构和执行过程简单，能够以更小的补偿步进值实现对子灰阶数据的补偿，补偿精准度更高，可补偿范围更大，同时也能够实现对每个像素对应的RGB通道的分别补偿，可以明显地改善显示效果。
一方面，在连续的帧周期中，相邻的帧周期由帧间隔彼此隔开；在每个帧周期内，相邻的子帧周期也由子帧间隔彼此隔开。可以理解，每个帧间隔期间或每个子帧间隔期间各个列通道对显示面板130上各条列线的寄生电容都会有较长的充电时间，会导致下一个帧周期或下一个子帧周期内各条列线的初始电位偏高，从而使得在下一个帧周期或下一个子帧周期内各个列通道有数据的第一行LED灯珠的实际亮度相较理论亮度偏暗。另一方面，处理器150在每个帧周期中对至少部分LED灯珠的灰阶数据进行的灰阶打散操作，也会使得部分LED灯珠在部分子帧周期内无数据显示，在进行行扫描切换时，无数据显示的LED灯珠对应的列通道也会对相应列线上的寄生电容有一定的充电时间，从而也会导致该列通道在下一次有数据显示时其对应的列线的初始电位偏高，发生LED灯珠的亮度偏暗现象，且随着同一列通道连续无数据显示的行数越多，对相应列线上的寄生电容的累积充电时间就越长，偏暗现象就越严重。因此，本实施例中，补偿电路160对每个LED灯珠的子灰阶数据SGL2的补偿至少包括帧间补偿、子帧间补偿以及子帧内补偿中的一种。
需要说明的是，前述的各个列通道有数据的第一行LED灯珠可以是显示面板130上的物理意义上的第一行，也可以是显示面板130上的物理意义上的其他行。其中，子灰阶数据大于预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应有数据显示，子灰阶数据小于等于预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应无数据显示。示例性地，该预设灰阶值可以是0灰阶值，也可以是1灰阶值、2灰阶值等其他较小的灰阶值，本实施例对此不做严格限定。
在每个子帧周期中，LED驱动电路包括在LED阵列显示一行的子灰阶数据时对下一行的子灰阶数据进行预处理，补偿电路160则在该预处理期间对下一行的子灰阶数据进行补偿。也即是说，本实施例中对子灰阶数据SGL2的补偿不会占用额外的处理时间，可以实现对每行的子灰阶数据的实时补偿，补偿效率更高，也会不影响对显示面板130的驱动效率。
参考图2，本实施例中，补偿电路160包括多个补偿模块和至少一个寄存器164，每个补偿模块用于实现对一个列通道的子灰阶数据补偿，且多个补偿模块可以共用一个寄存器164，也可以为每个补偿模块分别设置一个寄存器164。如图2所示，每个补偿模块包括：计数单元161、补偿值确定单元162以及补偿单元163。
其中，计数单元161用于根据相应列通道中各个LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据SGL2对该列通道的无数据显示的行数进行计数。计数单元161在检测到相应列通道有数据显示时计数值清零。
补偿值确定单元162用于根据计数单元161的计数值确定补偿值。
本实施例中，补偿值确定单元162被配置为根据接收到的计数值所属的补偿等级选择对应的补偿值进行输出。其中，每个补偿等级对应一个补偿系数，补偿值等于补偿等级对应的补偿系数与预设的补偿步进值的乘积，且预设的补偿步进值大于0小于等于1。如此，本实施例能够以更小的步进实现对子灰阶数据的补偿，补偿精准度更高。
补偿单元163用于根据补偿值确定单元162输出的补偿值对子灰阶数据SGL2进行补偿，并输出补偿后的子灰阶数据SGL3。本实施例中，补偿后的子灰阶数据SGL3等于子灰阶数据SGL2减去相应的补偿值。
具体实施时，对于帧间补偿，补偿电路160被配置为在帧周期切换时，利用第一补偿值对下一个帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿。
在一些实施例中，该第一补偿值为第一预设值，且第一预设值与相邻两个帧周期之间的间隔时间正相关。该些实施例中，由于帧间补偿的优先级最高，因此在当第一预设值相较相邻的子帧周期内的补偿值更大时，可以仅将第一预设值作为第一补偿值来实现帧间补偿，以便减小数据处理量，降低补偿难度。
在另一些实施例中，第一补偿值为第一预设值与第四补偿值之和。其中，第四补偿值被配置为根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。该些实施例中，可以实现更加精准的帧间补偿，补偿效果更加显著。
示例性地，当进行第n个帧周期至第n+1个帧周期（假设每个帧周期包括4个子帧周期，且n为大于等于1的正整数）的切换时，以LED阵列中的某个列通道（假设同时有4行LED灯珠与该列通道连接）为例：
参考图4a，若该列通道上的第4行LED灯珠在第n个帧周期的第4个子帧周期内有数据显示，以及该列通道上的第1行LED灯珠在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内也有数据显示，则在对第n+1个帧周期的第1个子帧周期内的第1行子灰阶数据进行预处理期间，对应该列通道的计数单元161的计数值为0，即该列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔仅包括第n个帧周期至第n+1个帧周期之间的帧间隔ΔT1。此时，补偿值确定单元162根据计数单元161的计数值0从寄存器164中选择第一预设值，且补偿值确定单元162可以仅将第一预设值作为第一补偿值来实现帧间补偿。其中，斜线填充效果表示该行LED灯珠无数据显示。
参考图4b，若该列通道上的第3行LED灯珠在第n个帧周期的第4个子帧周期内有数据显示，而该列通道上的第4行LED灯珠在第n个帧周期的第4个子帧周期内无数据显示，以及该列通道上的第1行LED灯珠在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内有数据显示，则在对第n+1个帧周期的第1个子帧周期内的第1行子灰阶数据进行预处理期间，对应该列通道的计数单元161的计数值为1，即该列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔包括第n个帧周期至第n+1个帧周期之间的帧间隔ΔT1以及第n个帧周期的第4个子帧周期内的一次行扫描时间（其中，每次行扫描时间对应一个无数据显示的行数）。此时，补偿值确定单元162根据计数单元161的计数值1所属的补偿等级从寄存器164中选择第四补偿值和第一预设值，且补偿值确定单元162可以仅将第一预设值作为第一补偿值来实现帧间补偿，也可以将第一预设值与第四补偿值之和作为第一补偿值来实现帧间补偿。其中，斜线填充效果表示该行LED灯珠无数据显示。
参考图4c，若该列通道上的第3行LED灯珠在第n个帧周期的第3个子帧周期内有数据显示，而该列通道上的第4行LED灯珠在第n个帧周期的第3个子帧周期内无数据显示，且该列通道上的每行LED灯珠在第n个帧周期的第4个子帧周期内均无数据显示，以及该列通道上的第1行和第2行LED灯珠在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内同样无数据显示，该列通道上的第3行LED灯珠在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内有数据显示，则在对第n+1个帧周期的第1个子帧周期内的第3行子灰阶数据进行预处理期间，对应该列通道的计数单元161的计数值为7，即该列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔包括第n个帧周期至第n+1个帧周期之间的帧间隔ΔT1、第n个帧周期中第3个子帧周期至第4个子帧周期之间的子帧间隔ΔT2、以及在后的第n+1个帧周期的第1个子帧周期中该列通道上有数据显示的第3行LED灯珠之前的7次连续的行扫描时间。此时，补偿值确定单元162根据计数单元161的计数值7所属的补偿等级从寄存器164中选择第四补偿值、第一预设值和第二预设值（该第二预设值与同一帧周期内的相邻两个子帧周期之间的间隔时间ΔT2正相关），且补偿值确定单元162可以仅将第一预设值作为第一补偿值来实现帧间补偿，也可以将第一预设值、第二预设值以及第四补偿值之和作为第一补偿值来实现帧间补偿。其中，斜线填充效果表示该行LED灯珠无数据显示。
可以理解，帧间补偿时对可能出现的其他情形的补偿方式可根据前述描述的情况经过简单的类推获得，且由此获得的技术方案也应在本发明的保护范围之内。
具体实施时，对于子帧间补偿，补偿电路160被配置为在每个帧周期内的子帧周期切换时，利用第二补偿值对在后的子帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿。
在一些实施例中，该第二补偿值为第二预设值。该些实施例中，子帧间补偿的优先级比子帧内补偿的优先级高，因此在当第二预设值相较相邻的子帧周期内的补偿值更大时，可以仅将第二预设值作为第二补偿值来实现子帧间补偿，以便减小数据处理量，降低补偿难度。
在另一些实施例中，第二补偿值为第二预设值与第五补偿值之和。其中，第五补偿值被配置为根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。该些实施例中，可以实现更加精准的子帧间补偿，补偿效果更加显著。
示例性地，参考图4a，以在第n个帧周期内进行第3个子帧周期至第4个子帧周期的切换为例，此时，若该列通道上的第4行LED灯珠在第n个帧周期的第3个子帧周期内有数据显示，以及该列通道上的第1行LED灯珠在第n个帧周期的第4个子帧周期内也有数据显示，则在对第n个帧周期的第4个子帧周期内的第1行子灰阶数据进行预处理期间，对应该列通道的计数单元161的计数值为0，即该列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔仅包括第n个帧周期内第3个子帧周期至第4个子帧周期之间的子帧间隔ΔT2。此时，补偿值确定单元162根据计数单元161的计数值0从寄存器164中选择第二预设值，且补偿值确定单元162可以仅将第二预设值作为第二补偿值来实现子帧间补偿。
参考图4b，以在第n+1个帧周期内进行第1个子帧周期至第2个子帧周期的切换为例，此时，若该列通道上的第4行LED灯珠在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内有数据显示，而该列通道上的第1行和第2行LED灯珠在第n+1个帧周期的第2个子帧周期内无数据显示，以及该列通道上的第3行LED灯珠在第n+1个帧周期的第2个子帧周期内有数据显示，则在对第n+1个帧周期的第2个子帧周期内的第3行子灰阶数据进行预处理期间，对应该列通道的计数单元161的计数值为2，即该列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔包括第n+1个帧周期内第1个子帧周期至第2个子帧周期之间的子帧间隔ΔT2以及第n+1个帧周期的第2个子帧周期内的两次连续的行扫描时间。此时，补偿值确定单元162根据计数单元161的计数值2所属的补偿等级从寄存器164中选择第五补偿值和第二预设值，且补偿值确定单元162可以仅将第二预设值作为第二补偿值来实现子帧间补偿，也可以将第二预设值与第五补偿值之和作为第二补偿值来实现子帧间补偿。
参考图4a，以在第n+1个帧周期内进行第3个子帧周期至第4个子帧周期的切换为例，此时，若该列通道上的第4行LED灯珠在第n+1个帧周期的第2个子帧周期内有数据显示，而该列通道上的每行LED灯珠在第n+1个帧周期的第3个子帧周期内均无数据显示，且该列通道上的第1行LED灯珠在第n+1个帧周期的第4个子帧周期内也无数据显示，以及该列通道上的第2行LED灯珠在第n+1个帧周期的第4个子帧周期内有数据显示，则在对第n+1个帧周期的第4个子帧周期内的第2行子灰阶数据进行预处理期间，对应该列通道的计数单元161的计数值为5，即该列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔包括第n+1个帧周期的第2个子帧周期至第3个帧周期之间的子帧间隔ΔT2、第n+1个帧周期的第3个子帧周期至第4个帧周期之间的子帧间隔ΔT2、以及在后的第n+1个帧周期的第4个子帧周期中该列通道上有数据显示的第2行LED灯珠之前的5次连续的行扫描时间。此时，补偿值确定单元162根据计数单元161的计数值5所属的补偿等级从寄存器164中选择第五补偿值和第二预设值，且补偿值确定单元162可以仅将两倍的第二预设值作为第二补偿值来实现子帧间补偿，也可以将两倍的第二预设值与第五补偿值之和作为第二补偿值来实现子帧间补偿。
可以理解，子帧间补偿时对可能出现的其他情形的补偿方式可根据前述描述的情况经过简单的类推获得，且由此获得的技术方案也应在本发明的保护范围之内。
具体实施时，对于子帧内补偿，补偿电路160被配置为在每个子帧周期内，根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定多个第三补偿值，并利用多个第三补偿值分别对相应列通道有数据显示的下一行的子灰阶数据进行补偿。其中，多个第三补偿值全部相同或者至少部分不同。
示例性地，参考图4b，以在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内进行第1行LED灯珠至第2行LED灯珠的行扫描切换为例，此时，若该列通道上的第1行LED灯珠在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内有数据显示，以及该列通道上的第2行LED灯珠在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内也有数据显示，则在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内对第2行子灰阶数据进行预处理期间，对应该列通道的计数单元161的计数值为0，即该列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔小于一次行扫描时间。此时，补偿值确定单元162根据计数单元161的计数值0确定在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内对第2行LED灯珠的第三补偿值为0，也即在第n+1个帧周期的第1个子帧周期内不对该第2行LED灯珠进行补偿。
参考图4b，以在第n+1个帧周期的第3个子帧周期内进行第3行LED灯珠至第4行LED灯珠的行扫描切换为例，此时，若该列通道上的第1行LED灯珠在第n+1个帧周期的第3个子帧周期内有数据显示，以及该列通道上的第2行和第3行LED灯珠在第n+1个帧周期的第3个子帧周期内无数据显示，但该列通道上的第4行LED灯珠在第n+1个帧周期的第3个子帧周期内有数据显示，则在第n+1个帧周期的第3个子帧周期内对第4行子灰阶数据进行预处理期间，对应该列通道的计数单元161的计数值为2，即该列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔包括第n+1个帧周期的第3个子帧周期中该列通道上有数据显示的第4行LED灯珠之前的2次连续的行扫描时间。此时，补偿值确定单元162根据计数单元161的计数值2所属的补偿等级从寄存器164中选择第三补偿值来实现子帧间补偿。
本实施例中，计数单元161的计数值所属的补偿等级越高，补偿值确定单元162从寄存器164中选择的补偿值越大。可以理解，每个补偿等级对应至少一个计数值。
行驱动电路110根据时序控制信号SSCAN为多条行线G1~GM提供多个扫描信号。行驱动电路110与多条行线G1~GM连接。行驱动电路110内部包括多个第一开关（未示出，可参考现有技术进行理解），分别与多条行线之一相连接，每个第一开关及与之相连的行线构成一个行通道。行驱动电路110通过控制多个第一开关的导通（或关断）实现对多个行通道的开启（或关闭）控制，并在行通道开启时，将电源电压提供至与相应行线连接的LED灯珠的阳极。
列驱动电路120根据补偿后的子灰阶数据SGL3为多条列线S1~SN提供多个恒流驱动信号。列驱动电路120与多条列线S1~SN连接。列驱动电路120内部包括控制单元、多个第二开关以及多个恒流源（未示出，可参考现有技术进行理解），多个第二开关和多个恒流源分别与多条列线之一相连接，每个第二开关及与之相连的列线构成一个列通道。控制单元根据各个列通道在每个子帧周期中的经补偿后的子灰阶数据SGL3生成多个PWM驱动信号，多个第二开关根据该多个PWM驱动信号控制多个列通道的开启情况。
在显示面板130显示动态图像期间，行驱动电路110例如以多行扫描的方式分次地将多条行线G1~GM连接至高电位。相应地，列驱动电路120中的多个恒流源分别向对应行的多个LED灯珠施加恒定电流，列驱动电路120根据图像相应行的子灰阶数据控制多个PWM驱动信号的占空比，从而改变相应行的多个LED灯珠的有效点亮时间，从而调节多个LED灯珠的亮度，实现图像的显示。
可选地，时序控制器140、行驱动电路110和列驱动电路120可以分别集成在不同的驱动芯片上，也可以集成在同一驱动芯片上；处理器150和补偿电路160中的至少一个可以集成在时序控制器140内，也可以集成在列驱动电路120内，还可以与时序控制器140、行驱动电路110和列驱动电路120分别集成在至少两个不同的驱动芯片上，或者同时序控制器140、行驱动电路110和列驱动电路120一起集成在同一驱动芯片上。本发明实施例对此不做严格限制。
进一步地，本发明实施例还公开了一种芯片，该芯片上集成有上述的LED驱动电路，该芯片可以基于其内部集成的LED驱动电路实现对至少一个负载（如图1中所示出的LED阵列）的驱动。可以理解，由于该芯片具有与上述LED驱动电路相同的技术特征，因此，关于LED驱动电路的实际电路结构等可参照对前述LED驱动电路的描述，本实施例在此不再赘述。
进一步地，本发明实施例还公开了一种LED驱动方法，可应用于如前述图1和图2中所示出的显示装置中。具体地，如图5所示，该LED驱动方法包括执行如下步骤：
在步骤S11中，根据待显示的图像生成灰阶数据。
在步骤S12中，根据灰阶数据确定LED阵列中各个LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据。
在步骤S13中，根据子灰阶数据确定各个列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔，并根据时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿。
进一步地，该LED驱动方法还包括：在驱动LED阵列显示一行的子灰阶数据时对下一行的子灰阶数据进行预处理。在此基础上，对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿包括：在相应的预处理期间对所述下一行的子灰阶数据进行补偿。
在一些实施例中，根据时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿的方法包括：在帧周期切换时，利用第一补偿值对下一个帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿。该些实施例中，第一补偿值为第一预设值，且第一预设值与相邻两个帧周期之间的间隔时间正相关；或者，第一补偿值为第一预设值与第四补偿值之和。其中，第四补偿值被配置为根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。进一步地，根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定第四补偿值的方法包括：根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数所属的补偿等级选择对应的补偿值输出。
在另一些实施例中，根据时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿的方法包括：在每个帧周期内的子帧周期切换时，利用第二补偿值对在后的子帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿。该些实施例中，第二补偿值为第二预设值，且第二预设值与同一帧周期内的相邻两个子帧周期之间的间隔时间正相关；或者，第二补偿值为第二预设值与第五补偿值之和。其中，第五补偿值被配置为根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。进一步地，根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定第五补偿值的方法包括：根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数所属的补偿等级选择对应的补偿值输出。
在又一些实施例中，根据时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿的方法包括：在每个子帧周期内，根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定多个第三补偿值，并利用多个第三补偿值分别对相应列通道有数据显示的下一行的子灰阶数据进行补偿，其中，多个第三补偿值全部相同或者至少部分不同。进一步地，根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定多个第三补偿值的方法包括：根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数所属的补偿等级选择对应的补偿值输出。
需要说明的是，子灰阶数据大于预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应有数据显示，子灰阶数据小于等于预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应无数据显示。示例性地，该预设灰阶值可以是0灰阶值，也可以是1灰阶值、2灰阶值等其他较小的灰阶值，本实施例对此不做严格限定。
其中，每个补偿等级对应一个补偿系数，在此基础上，前述补偿值等于补偿等级对应的补偿系数与预设的补偿步进值的乘积，且预设的补偿步进值大于0小于等于1。如此，本实施例能够以更小的步进实现对子灰阶数据的补偿，补偿精准度更高。
在步骤S14中，根据补偿后的子灰阶数据为多条列线提供多个恒流驱动信号。
本实施例中，补偿后的子灰阶数据等于原始的子灰阶数据减去相应的补偿值。
需要说明的是，以上描述的LED驱动方法中的各个步骤的具体实施可参见前述的显示装置实施例，在此不再赘述。
综上，本发明实施例在驱动LED阵列时，通过各个列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿，进而基于这种直接补偿各个列通道的显示灰阶的方式，解决了LED显示屏的行偏暗问题，且电路结构简单，补偿精度高，补偿范围大，能够显著改善LED显示屏的显示效果。
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。
Claims (20)
1.一种LED驱动电路，用于驱动LED阵列按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧周期，所述LED阵列与多条行线和多条列线连接，其中，所述LED驱动电路包括：
时序控制器，根据待显示的图像生成时序控制信号和灰阶数据；
处理器，根据所述灰阶数据确定所述LED阵列中各个LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据；
补偿电路，根据所述子灰阶数据确定各个列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔，并根据所述时间间隔或者所述时间间隔中各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定补偿值，以对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿，其中，所述子灰阶数据大于预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应有数据显示，所述子灰阶数据小于等于所述预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应无数据显示；
行驱动电路，根据所述时序控制信号为多条所述行线提供多个扫描信号；
列驱动电路，根据补偿后的所述子灰阶数据为多条所述列线提供多个恒流驱动信号。
2.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，在每个子帧周期中，所述LED驱动电路包括在所述LED阵列显示一行的子灰阶数据时对下一行的子灰阶数据进行预处理，所述补偿电路在该预处理期间对所述下一行的子灰阶数据进行补偿。
3.根据权利要求1所述的LED驱动电路，其中，所述补偿电路被配置为在帧周期切换时，利用第一补偿值对下一个帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿；或者，
所述补偿电路被配置为在每个帧周期内的子帧周期切换时，利用第二补偿值对在后的子帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿；或者，
所述补偿电路被配置为在每个子帧周期内，根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定多个第三补偿值，并利用多个所述第三补偿值分别对相应列通道有数据显示的下一行的子灰阶数据进行补偿，其中，多个所述第三补偿值全部相同或者至少部分不同。
4.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其中，所述第一补偿值为第一预设值，所述第一预设值与相邻两个帧周期之间的间隔时间正相关；或者，
所述第一补偿值为所述第一预设值与第四补偿值之和，所述第四补偿值被配置为根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。
5.根据权利要求3所述的LED驱动电路，其中，所述第二补偿值为第二预设值，所述第二预设值与同一帧周期内的相邻两个子帧周期之间的间隔时间正相关；或者，
所述第二补偿值为所述第二预设值与第五补偿值之和，所述第五补偿值被配置为根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的LED驱动电路，其中，所述补偿电路包括多个补偿模块，每个所述补偿模块用于实现对一个列通道的子灰阶数据补偿，每个所述补偿模块包括：
计数单元，用于对相应列通道的无数据显示的行数进行计数；
补偿值确定单元，用于根据所述计数单元的计数值确定补偿值；
补偿单元，用于根据补偿值对所述子灰阶数据进行补偿，
其中，所述计数单元在检测到相应列通道有数据显示时计数值清零。
7.根据权利要求6所述的LED驱动电路，其中，所述补偿值确定单元被配置为根据所述计数值所属的补偿等级选择对应的补偿值进行输出。
8.根据权利要求7所述的LED驱动电路，其中，每个补偿等级对应一个补偿系数，所述补偿值等于所述补偿等级对应的补偿系数与预设的补偿步进值的乘积，预设的所述补偿步进值大于0小于等于1。
9.一种芯片，其中，包括：如权利要求1-8中任一项所述的LED驱动电路，所述芯片用于驱动至少一个负载。
10.一种显示装置，其中，包括：
显示面板；
如权利要求1-8中任一项所述的LED驱动电路，用于提供多个扫描信号和多个恒流驱动信号以驱动所述显示面板。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述显示面板包括LED显示面板、AMOLED显示面板、MicroLED显示面板或MiniLED显示面板。
12.一种LED驱动方法，用于驱动LED阵列按照预定的帧周期显示图像，每个帧周期包括多个子帧周期，所述LED阵列与多条行线和多条列线连接，其中，所述LED驱动方法包括：
根据待显示的图像生成灰阶数据；
根据所述灰阶数据确定所述LED阵列中各个LED灯珠在目标帧周期的每个子帧周期中的子灰阶数据；
根据所述子灰阶数据确定各个列通道在相邻两次有数据显示之间的时间间隔，并根据所述时间间隔或者所述时间间隔中各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定补偿值，以对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿，其中，所述子灰阶数据大于预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应有数据显示，所述子灰阶数据小于等于所述预设灰阶值时定义相应列通道在当前的子帧周期中对应无数据显示；
根据补偿后的所述子灰阶数据为多条列线提供多个恒流驱动信号。
13.根据权利要求12所述的LED驱动方法，其中，所述LED驱动方法还包括：在驱动所述LED阵列显示一行的子灰阶数据时对下一行的子灰阶数据进行预处理；以及
对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿包括：在相应的预处理期间对所述下一行的子灰阶数据进行补偿。
14.根据权利要求12所述的LED驱动方法，其中，根据所述时间间隔对相应列通道在有数据显示时的子灰阶数据进行补偿的方法包括：
在帧周期切换时，利用第一补偿值对下一个帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿；或者，
在每个帧周期内的子帧周期切换时，利用第二补偿值对在后的子帧周期中各个列通道有数据显示的第一行对应的子灰阶数据进行补偿；或者，
在每个子帧周期内，根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定多个第三补偿值，并利用多个所述第三补偿值分别对相应列通道有数据显示的下一行的子灰阶数据进行补偿，其中，多个所述第三补偿值全部相同或者至少部分不同。
15.根据权利要求14所述的LED驱动方法，其中，所述第一补偿值为第一预设值，所述第一预设值与相邻两个帧周期之间的间隔时间正相关；或者，
所述第一补偿值为所述第一预设值与第四补偿值之和，所述第四补偿值被配置为根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。
16.根据权利要求14所述的LED驱动方法，其中，所述第二补偿值为第二预设值，所述第二预设值与同一帧周期内的相邻两个子帧周期之间的间隔时间正相关；或者，
所述第二补偿值为所述第二预设值与第五补偿值之和，所述第五补偿值被配置为根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定。
17.根据权利要求14所述的LED驱动方法，其中，根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数确定多个第三补偿值的方法包括：
根据各个列通道在相邻两次有数据显示之间的无数据显示的行数所属的补偿等级选择对应的补偿值输出。
18.根据权利要求15所述的LED驱动方法，其中，根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定第四补偿值的方法包括：
根据相邻帧周期中在后的帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数所属的补偿等级选择对应的补偿值输出。
19.根据权利要求16所述的LED驱动方法，其中，根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数确定第五补偿值的方法包括：
根据相邻子帧周期中在后的子帧周期内各个列通道有数据显示的第一行之前的连续无数据显示的行数所属的补偿等级选择对应的补偿值输出。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的LED驱动方法，其中，每个补偿等级对应一个补偿系数，所述补偿值等于所述补偿等级对应的补偿系数与预设的补偿步进值的乘积，预设的所述补偿步进值大于0小于等于1。
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