CN117198207A - 用于显示装置局部亮度调节的方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于显示装置局部亮度调节的方法及显示装置，包括步骤：将显示装置进行分区；为每一显示单元进行编址；寻找匹配地址的显示单元；地址匹配的显示单元接收亮度调节信号；同一个显示单元内的像素根据亮度调节信号进行亮度调节，相应的，显示装置包括：MxN个显示单元；亮度调节信号线，每组亮度调节信号线对应连接一行/列显示单元；数据单元，本发明简化了显示单元的地址寻址信号数量和互连关系，改善了显示器件像素单元开口率，提高了显示器件分辨率。

Description

用于显示装置局部亮度调节的方法及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及用于显示装置局部调光的方法及显示装置。

背景技术

目前不同的显示器技术具有不同的局部亮度调节实现方式。例如，一些显示器采用全阵列局部调光(full array local dimming)技术，通过在显示区域设置独立的灯条控制，或者采用边缘照明(edge-lit)技术，灯条只位于屏幕边缘，这种显示器需要每一个单独设置的灯条都要通过引线连接到外部单元，对于液晶显示器(LCD)及其他的大型显示器，其电路设置在底部的TFT基板上，基板的面积较大，因此方便设置灯条以及互连引线。但是随着分区数量的增加，会导致亮度调整的互联引线数量呈几何级数增加。这不但增加了连线的复杂度，增加了连线的热消耗，也减少了像素的开口率。尤其是对于微型化的Micro LED显示器，对开口率的要求更高，因此很难通过常规的设置灯条及复杂引线的方式来进行亮度的调节。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种用于显示装置局部调光的方法及显示装置，通过分区域寻址来进行局部亮度的调节。

本发明的用于显示装置局部亮度调节的方法，包括步骤：

S10：将显示装置进行分区，分为NxM个显示单元，每个显示单元内包括KxL个像素，N、M、K、L为大于1的自然数，同一个显示单元内的像素的亮度同时变化；

S20：为每一显示单元进行编址；

S30：寻找匹配地址的显示单元；

S40：地址匹配的显示单元接收亮度调节信号；

S50：同一个显示单元内的像素根据亮度调节信号进行亮度调节。

相应的本发明还提供了一种显示装置，包括：

MxN个显示单元，每个显示单元内包括KxL个像素，N、M、K、L为大于等于1的自然数；

亮度调节信号线，每组亮度调节信号线对应连接一行/列显示单元，同一个显示单元内的像素连接到相同亮度调节信号线；

数据单元，用于提供地址计数信号，以及根据亮度调节数据，产生与地址计数信号同步的亮度调节信号；

显示单元还包括：

地址单元，用于为显示单元进行编址，并存储地址；

寻址单元，用于根据地址计数信号选择匹配地址的显示单元；

当显示单元被选中，则选中的显示单元通过亮度调节信号线接收亮度调节信号，并做亮度调节。

本发明的方案实现，与现有技术相比，本发明的优点在于：

在实现局部调光的同时，几何级数地简化了连接关系复杂度，提高了显示器件的可靠性，提高显示器件的显示像素的开口率，有效提高了显示亮度和显示分辨率。

附图说明

图1为本发明的用于显示装置局部调光的方法流程图；

图2为本发明一实施例的显示装置结构示意图；

图3为本发明一实施例的显示装置数据单元的工作时序图；

图4为本发明一实施例的显示装置结构的一个显示单元的连接示意图；

图5为本发明一实施例的显示装置结构的剖面示意图；

图6为本发明一实施例的显示装置工作时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本发明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。

在本申请中，除非另外说明，否则使用“或”意味着“和/或”。此外，术语“包含”以及“包括”和“包括”等其他形式的使用不具限制性。另外，除非另外具体地说明，否则例如“元件”或“组件”等术语涵盖包含一个单元的元件和组件以及包含一个以上单元的元件和组件两者。

硅基LED/OLED广泛应用于虚拟现实、增强现实近眼显示领域中，特别是增强现实(AR，Augmented Reality)/虚拟现实(VR，Virtual Reality)头戴显示装置中。硅基LED/OLED面积非常小，加之硅衬底半导体工艺的限制，对电路及引线的复杂度要求非常苛刻。因此，硅基LED/OLED鲜有局部亮度调节的功能。但随着，硅基LED/OLED显示装置应用在近眼显示设备中，显示基板亮度的决定着用户体验。硅基LED/OLED显示装置在使用过程中，发光元件的内阻会发生变化，容易导致显示基板的亮度不均，这就对局部亮度调节的需求越来越大，但是传统液晶显示器的亮度调节方式，显示屏通常是通过为每个像素提供一路控制信号，通过对每一个像素的控制来实现亮度以及色彩的显示，但这种方式的电路复杂，占用显示屏的面积较大，另外设置光源的方式也不适用于硅基LED/OLED显示装置。

图1为本发明用于显示装置局部亮度调节的方法的流程图。参考图1，本发明包括步骤：

S10：将显示装置进行分区，分为NxM个显示单元，每个显示单元内包括KxL个像素，N、M、K、L为大于等于1的自然数，同一个显示单元内的像素的亮度同时变化；

S20：为每一显示单元进行编址；

S30：寻找匹配地址的显示单元；

S40：匹配地址的显示单元接收亮度调节信号；

S50：同一个显示单元内的像素根据亮度调节信号进行亮度调节。

可选的，还包括步骤:产生地址计数信号和同步的亮度调节信号。

可选的，编址的地址为自然数，例如1，2，3，4....。

可选的，步骤S30寻找匹配地址的显示单元还包括步骤：

对地址计数信号进行计数；

比较计数结果和各显示单元地址，所述计数结果即为寻址地址；

当计数结果和显示单元的地址相同，则选中该显示单元。

可选的，步骤S40匹配地址的显示单元接收亮度调节信号还包括：

匹配地址的显示单元对亮度调节信号进行采样；

对采样的亮度调节信号进行数模转换；

将亮度调节信号转化为电流形式。

可选的，所述显示单元接收亮度调节信号的周期为地址计数信号的一个变化周期，在该周期结束后，计数值发生变化，则显示单元关闭，显示单元保持调节后的亮度。

相应的，本发明还提供了一种显示装置，如图2所示，在本实施例中，首先将一个显示装置进行分区，划分为MxN＝32x32个显示单元，即显示单元呈阵列分布，分别为32行32列。每个显示单元包括KxL＝1x10个像素。每组亮度调节信号线对应连接一行/列显示单元，同一个显示单元内的像素连接到相同亮度调节信号线；或者在其他实施例中，也可以显示单元100通过亮度调节信号线共同连接到一个数据单元300。

数据单元300根据时钟信号CLK提供地址计数信号，在本实施例中，如图3所示，地址计数信号ADDR_Accout和时钟信号CLK相同。并且，数据单元还通过亮度调节信号线与显示单元相连，用于将输入的亮度调节数据与地址计数信号进行同步，产生与地址计数信号同步的亮度调节数据信号，具体的电路实现方式可以包括锁存器，将亮度调节数据BJData_in存储在内部并且在地址计数信号，(即时钟信号)上升沿更新输出亮度调节信号BJData_out。显示单元还包括：地址单元200和寻址单元400，地址单元200用于为显示单元进行编址，并存储地址，连接到寻址单元400的输入端，寻址单元的输入端连接到数据单元的地址计数信号输出端。具体的在本实施例中，同一显示单元的10个像素都连接到与该显示单元100相连的亮度调节信号线。

在传统显示屏中，因为每个显示单元100包括10个像素，则需要同一个的显示单元100内的每个像素内要从外部数据单元300各接入一根控制亮灭变化的信号线和从外部控制单元接入一根选通线，通过译码的方式一共需要S₀、S₁、......、S₉共10位信号线才可以实现对于每个像素的控制，但显然这么复杂的电路结构占用了非常大的显示屏面积。

本发明每个显示单元只需要一根亮度调节信号线S就可以实现显示屏的局部调光，亮度调节数据传输至哪个显示单元100取决于匹配地址的显示单元100被选中，本发明大大简化了电路的复杂度并且节约了开销。

如图4所示，所述寻址单元400包括：计数器410，用于对地址计数信号进行计数，在本实施例中，地址计数信号和时钟信号CLK相同，例如每一个时钟周期计数为1；比较器420，用于比较计数器410的计数值和地址单元200内存储的显示单元100的地址。当计数结果和某一个显示单元100的地址相同，则选中该显示单元100，该显示单元100接收数据单元300输出的亮度调节信号。在其他实施例中，所述地址计数信号也可以是时钟变频后的信号，相应的数据单元可以包括变频电路。

在本实施例中，显示单元100还包括和显示单元一一对应的，连接于显示单元和亮度调节信号线之间的驱动模块120，所述驱动模块与显示单元内的像素110相连，驱动模块包括：采样模块121，当显示单元地址和计数值匹配时，则认为该显示单元为目标的单元，该显示单元的采样模块121通过总线对亮度调节信号采样；数模转换模块(CDAC)122，将采样数据进行数模转换；转换模快123，将数据转换为电流信号。在本实施例中，所述转换模块为一个MOS管。

在本实施例中，具体的，如图5所示，所述显示装置，包括硅衬底的逻辑电路层510，位于逻辑电路层上的互连层520，位于互连层上的像素层530；具体的，显示单元为叠层结构，包括垂直于显示面板映射的硅衬底的逻辑电路层510，位于逻辑电路层上的互连层520，位于互连层上的像素层530。所述地址单元和寻址单元位于逻辑电路层510；亮度调节信号线位于互连层520，所述信号线包括垂直于显示表面的互连插塞；数据单元位于显示装置的显示单元阵列外侧，与逻辑电路层位于同一层，通过亮度调节信号线连接到显示单元。所述驱动模块位于逻辑电路层每个显示单元的对应位置。由于在本实施例中显示装置类型为硅基微显示，MicroLED/OLED是采用硅衬底，换言之需要在硅衬底的逻辑电路上形成像素层，由于面积非常有限，半导体工艺中由于器件的尺寸非常小，过多的引线会带来寄生效应，以及良率的问题。因此本发明通过在逻辑电路层设置所述地址单元、数据单元和寻址单元，在互连层设置较少根数的亮度调节信号线，实现了显示装置的局部亮度调节，提高了器件的可靠性，简化了制造工艺，由于在每个显示单元设置了地址单元和寻址单元，通过对时钟的计数来寻址，从而不需要额外的走线，简化了电路，提高了像素的光效率。

下面结合图6所示的时序，对显示屏局部调光实现原理进行说明：

首先，计数器410获取地址计数信号，即时钟信号CLK，当时钟上升沿到来时计数器开始计数，当计数器的计数值传输给比较器420，比较器420对显示单元地址和计数值进行比较，当比较结果相等时，则认为该显示单元为目标单元，则会产生一个使能信号EN，驱动模块120获取使能EN信号，如果使能信号有效，则该驱动模块打开，通过总线将数据单元300输出的亮度调节信号传输至驱动单元120，驱动单元对数据进行处理后将数据传输给显示单元100进行显示。如图6所示，EN1有效时，将总线数据传输至第一显示单元，进而对传输数据进行采样后发送至该显示单元内的像素点，以此来达到局部调光的目的，从而可以利用时钟以及为显示单元分配的地址，对显示单元进行亮度调节。

具体的，以划分好的第一个显示单元为例：首先设置一个初始地址n1，当计数器计数到n1时，比较器会产生一个使能信号EN1，当EN1信号拉高，此时就通过总线采样得到的第一显示单元的亮度调节信号发给转换模块进行数模转换，转换模块将处理后的数据转化为电流信号发送给像素进行显示，这样就可以将此时的总线数据发送给第一显示单元的像素，第一显示单元的数据利用一个时钟周期进行传输，传输完毕计数值发生变化，EN1拉低，从而达到改变显示屏内某一个显示单元亮暗变化的目的，由于使能信号拉低，显示单元被关闭，从而亮度调整信号可以保持在显示单元。这里只是以第一显示单元为例，对于后续每个显示单元调光都是如此。

在本实施例中，所述每个像素还连接有图像数据线，所述亮度调节信号线与图像数据线同时控制像素电路，在进行亮度调节的同时完成图像数据显示。具体的共同控制方式可以采用电流叠加的方式，例如将像素电流进行叠加，从而达到亮度叠加。本发明通过叠加亮度数据到图像数据，从而不需要另外的背景发光器件，仅利用现有的像素，实现了局部调光的功能，并且电路简单，具有非常强的实用性。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于显示装置局部亮度调节的方法，其特征在于，包括步骤：

S10：将显示装置进行分区，分为NxM个显示单元，每个显示单元内包括KxL个像素，N、M、K、L为大于1的自然数，同一个显示单元内的像素的亮度同时变化；

S20：为每一显示单元进行编址；

S30：寻找匹配地址的显示单元；

S40：地址匹配的显示单元接收亮度调节信号；

S50：同一个显示单元内的像素根据亮度调节信号进行亮度调节。

2.根据权利要求1所述的用于显示装置局部亮度调节的方法，其特征在于，还包括步骤:产生地址计数信号和同步的亮度调节信号。

3.根据权利要求2所述的用于显示装置局部亮度调节的方法，其特征在于，步骤S30寻找匹配地址的显示单元还包括步骤：

对地址计数信号进行计数；

比较计数结果和各显示单元地址，所述计数结果即为寻址地址；

当计数结果和显示单元的地址相同，则选中该显示单元。

4.根据权利要求3所述的用于显示装置局部亮度调节的方法，其特征在于，步骤S40匹配地址的显示单元接收亮度调节信号还包括：

匹配地址的显示单元对亮度调节信号进行采样；

对采样的亮度调节信号进行数模转换；

将亮度调节信号转化为电流形式。

5.根据权利要求4所述的用于显示装置局部亮度调节的方法，其特征在于，所述显示单元接收亮度调节信号的周期为地址计数信号的一个变化周期，在该周期结束后，计数值发生变化，则显示单元关闭，显示单元保持调节后的亮度。

6.一种显示装置，其特征在于，包括：

MxN个显示单元，每个显示单元内包括：KxL个像素，N、M、K、L为大于等于1的自然数；

亮度调节信号线，每组亮度调节信号线对应连接一行/列显示单元，同一个显示单元内的像素连接到相同亮度调节信号线；

数据单元，用于提供地址计数信号，以及根据亮度调节数据，产生与地址计数信号同步的亮度调节信号；

显示单元还包括：

地址单元，用于为显示单元进行编址，并存储地址；

寻址单元，用于根据地址计数信号选择匹配地址的显示单元；

当显示单元被选中，则选中的显示单元通过亮度调节信号线接收亮度调节信号，并做亮度调节。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，显示装置类型为硅基微显示，

所述显示单元为叠层结构，包括硅衬底的逻辑电路层，位于逻辑电路层上的互连层，位于互连层上的像素层；

所述地址单元和寻址单元位于逻辑电路层；亮度调节信号线位于互连层，所述信号线包括垂直于显示表面的互连插塞；

数据单元位于显示装置的显示单元阵列外侧，与逻辑电路层位于同一层，通过亮度调节信号线连接到显示单元。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其特征在于，所述寻址单元包括：

计数器，用于对地址计数信号进行计数；

比较器，用于比较计数器的计数值和地址单元内存储的显示单元的地址，当计数结果和某一个显示单元的地址相同，则选中该显示单元。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其特征在于，显示单元还包括：

连接于显示单元和亮度调节信号线之间的驱动模块，驱动模块包括：

采样模块，当显示单元地址和计数值匹配时，则认为该显示单元为目标的单元，该显示单元的采样模块通过亮度调节信号线接收亮度调节数据；

数模转换模块，对将采样数据进行处理；

转换模块，将数据转换为电流信号；

驱动模块和显示单元一一对应。

10.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，

每个像素还连接有图像数据线，所述亮度调节信号线与图像数据线同时控制像素电路，在进行亮度调节的同时完成图像数据显示。