一种硅基驱动背板的驱动方法及显示装置与流程

本发明涉及硅基微显示技术领域，尤其涉及一种用于智能显示的硅基驱动背板的驱动方法及显示装置。

背景技术：

硅基微显示正不断向高分辨率、高灰度级数、高刷新频率方向发展。现有硅基微显示灰阶调制技术可分为模拟幅值调制和数字脉宽调制。在模拟幅值调制方式中，微显示系统要求像素灰阶调制电路一般需要较大的电容以保存像素电压，随着显示分辨率以及刷新率的提高，又要求像素电容具有较快充放电速度、数模转换器具有更高的分辨率和信号转换速度，又要确保模拟量具有足够高的精度；与模拟幅值调制相比，数字扫描利用脉冲宽度来调制亮度，扫描精度和进度高、图像噪声低、画面质量稳定、灰度等级高、对电路特性要求也比较低；但在高刷新率和高分辨率条件下，数字扫描策略带来极高的扫描数据流量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种硅基驱动背板的驱动方法及显示装置，通过智能显示的方式来降低扫描数据流量，有利于实现高刷新率和高分辨率。

因此，本发明实施例提供的一种硅基驱动背板的驱动方法，包括：

在一帧时间内，获取使用者在所述硅基驱动背板上的注视位置；

根据所述注视位置确定使用者对所述硅基驱动背板的注视区域；

控制所述注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，大于所述非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，所述控制所述注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，大于所述非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，具体包括：

控制所述注视区域和所述非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数相同；并控制所述注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，大于所述非注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，所述控制所述注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，大于所述非注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，具体包括：

控制所述注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，为所述非注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数的整数倍。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，控制所述注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数，大于所述非注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，控制所述注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数，为所述非注视区域的各行像素进行数字扫描充电次数的整数倍。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，控制所述注视区域和所述非注视区域的各行像素进行模拟扫描充电或数字扫描充电的时间节点相互错开。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，在一帧时间内，以所述注视区域的各行像素进行模拟扫描充电的时长为基准时长，进行第一次数字扫描充电的时长为所述基准时长的八倍，进行第二次数字扫描充电的时长为所述基准时长的二倍，进行第三次数字扫描充电的时长等于所述基准时长，进行第四次数字扫描充电的时长为所述基准时长的四倍。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，在一帧时间内，以所述非注视区域的各行像素进行模拟扫描充电的时长为基准时长，进行第一次数字扫描充电的时长等于所述基准时长，进行第二次数字扫描充电的时长为所述基准时长的二倍。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，将所述硅基驱动背板以像素行为单位预先划分为多个子区域，所述根据所述注视位置确定使用者对所述硅基驱动背板的注视区域，具体包括：

确定所述注视位置所在所述子区域为使用者对所述硅基驱动背板的注视区域。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：图像处理模块，列处理模块，行处理模块和硅基驱动背板；

所述图像处理模块被配置为获取使用者在所述硅基驱动背板上的注视位置，并根据所述注视位置确定使用者对所述硅基驱动背板的注视区域；

所述列处理模块被配置为控制所述注视区域和所述非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数；

所述行处理模块被配置为控制所述注视区域和所述非注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数；

其中，所述注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，大于所述非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供一种硅基驱动背板的驱动方法及显示装置，包括：在一帧时间内，获取使用者在硅基驱动背板上的注视位置；根据注视位置确定使用者对硅基驱动背板的注视区域；控制注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，大于非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和。由于显示灰阶等级数为2^m+n，其中，m为模拟调制位数，n为数字调制位数，通过对注视区域与非注视区域进行分区控制，使得注视区域进行高灰阶分辨率显示，非注释区域进行低灰阶分辨率显示，有效降低了前端扫描数据流量，有利于实现高刷新率和高分辨率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的显示装置进行智能显示的框架示意图；

图2为本发明实施例提供的行控制信号与驱动区域的示意图；

图3为本发明实施例提供的像素电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的硅基驱动背板的工作时序图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明实施例提供的一种硅基驱动背板的驱动方法，包括以下步骤：

获取使用者在硅基驱动背板上的注视位置；

根据注视位置确定使用者对硅基驱动背板的注视区域；

控制注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，大于非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和。

在本发明实施例提供的上述驱动方法中，显示灰阶等级数为2^m+n，其中m为模拟调制位数，n为数字调制位数，因此，通过控制注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，大于非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，使得注视区域内各行像素所显示灰阶等级数大于非注视区域内各行像素所显示灰阶等级数，也就是说注视区域内各行像素的灰阶分辨率大于非注视区域内各行像素的灰阶分辨率。并且，考虑到人眼黄斑区特性，只能对注视区域进行高清注视；本发明通过参照人眼黄斑区特性，对硅基驱动背板的各行像素进行智能分区域驱动，在不影响视觉体验的同时，有效降低了前端数据流量，利于实现高刷新率和高分辨率。以1920*1080分辨率，60hz刷新率参考，本发明的前端数据流量约为2.8gbps，减少约22％的前端数据流量。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述驱动方法，不仅适用于硅基微显示器，还可适用于x-ray探测器，在此不做具体限定。并且，为便于理解本发明的技术方案，以下均以该驱动方法应用于硅基显示器为例进行说明。

可选地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，控制注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，大于非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，具体可以通过以下方式进行实现：

控制注视区域和非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数相同；并控制注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，大于非注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数。

通过控制注视区域和非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数相同，使得注视区域和非注视区域内各行像素可共用一数模转换器(dac)，简化了电路结构。并且，本发明中数模融合的扫描方式，相较于单独采用模拟幅值调制的扫描方式，在显示相同灰阶分辨率的条件下，有效降低了数模转换器的调制位数和分辨率要求。

示例性的，如图1所示，可通过图像处理模块(例如ccd图像传感器)获取使用者在硅基驱动背板上的注视位置，并根据注视位置确定使用者对硅基驱动背板的注视区域；之后，通过列处理模块(至少包括数模转换器)将4bit的模拟信息分别加载至注视区域和非注视区域内各行像素，并通过行处理模块(至少包括栅极驱动电路和源极驱动电路)将4bit的数字信息加载至注视区域内各行像素，将2bit的数字信息加载至非注视区域内各行像素，使得注视区域实现256灰阶显示，非注视区域实现64灰阶显示。

可选地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，控制注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，大于非注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，具体可以通过以下方式进行实现：

控制注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，为非注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数的整数倍。

例如，控制注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，为非注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数的2倍。当然，注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数，为非注视区域内各行像素进行数字扫描充电的数字调制位数其他倍数，具体可根据实际需要进行设定，在此不做限定。

可选地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，控制注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数，大于非注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数。

基于硅基驱动背板可实现高刷新率的特性，在一帧时间内，对各行像素进行多次充电，使得像素电路中的电容上电保持时间缩短，设计上电容所需面积减小，更利于实现微显示。并且，由于注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数，大于非注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数，因此，注视区域的各像素可实现l0-l255之间的任一灰阶等级，非注视区域的各像素仅可实现l0-l255中的部分灰阶等级，基于此，注视区域的显示效果相较于非注视区域的显示效果会更好一些，有利于提高观看体验。

可选地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，控制注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数，为非注视区域的各行像素进行数字扫描充电次数的整数倍。

例如，可控制注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数，为非注视区域的各行像素进行数字扫描充电次数的2倍；当然，还可以控制注视区域的各行像素进行数字扫描充电的次数，为非注视区域的各行像素进行数字扫描充电次数的其他倍数，具体可根据实际需要进行设定，在此不做限定。

可选地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，控制注视区域和非注视区域的各行像素进行模拟扫描充电或数字扫描充电的时间节点相互错开。

因注视区域和非注视区域的各行像素共用栅极驱动电路、源极驱动电路和数模转换器等驱动元件，因此通过控制注视区域和非注视区域的各行像素进行模拟扫描充电或数字扫描充电的时间节点相互错开，避免了对注视区域和非注视区域的各行像素进行模拟扫描充电或数字扫描充电的相互干扰。

可选地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，在一帧时间内，以注视区域的各行像素进行模拟扫描充电的时长为基准时长，进行第一次数字扫描充电的时长为基准时长的八倍，进行第二次数字扫描充电的时长为基准时长的二倍，进行第三次数字扫描充电的时长等于基准时长，进行第四次数字扫描充电的时长为基准时长的四倍。

可选地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，在一帧时间内，以非注视区域的各行像素进行模拟扫描充电的时长为基准时长，进行第一次数字扫描充电的时长等于基准时长，进行第二次数字扫描充电的时长为基准时长的二倍。

可选地，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，将硅基驱动背板以像素行为单位预先划分为多个子区域，根据注视位置确定使用者对硅基驱动背板的注视区域，具体可以通过以下方式进行实现：

确定注视位置所在子区域为使用者对硅基驱动背板的注视区域。

当然，在具体实施时，还可以通过其他方式实现根据注视位置确定使用者对硅基驱动背板的注视区域，例如，确定与注视位置具有预设距离的像素行为使用者对硅基驱动背板的注视区域，在此不做限定。

以下将通过一个具体的实施例对本发明提供的上述驱动方法进行详细说明。

具体地，以图2为例，将显示区域以像素行为单位划分为两个子区域aa1和aa2。可通过图1所示的图像处理模块(例如ccd图像传感器)获取使用者在硅基驱动背板上的注视位置，并确定注视位置所在子区域为使用者对硅基驱动背板的注视区域。以下将以aa1为注视区域，aa2为非注视区域为例进行说明。像素电路采用传统的2t1c结构，如图3所示。具体地，图2所示的像素电路包括开关晶体管t1、驱动晶体管t2和存储电容c；其中开关晶体管t1的栅极与栅线gate耦接，第一极与数据线data耦接；驱动晶体管t2的第一极与高电平电源端vdd耦接，第二极与发光器件oled的输入端耦接；存储电容c耦接于开关晶体管t1的第二极与驱动晶体管t2的栅极之间。

基于人眼黄斑区的特性，对注视区域进行高灰阶显示，并对非注视区域进行低灰阶显示，以实现智能显示。例如，通过图1所示的列处理模块(至少包括数模转换器)对注视区域的各行像素和非注视区域的各行像素加载调制位数为4(即4bit)的模拟灰度电压，并通过图1所示的行处理模块(至少包括栅极驱动电路和源极驱动电路)对注视区域的各行像素加载调制位数为4(即4bit)的数字灰度电压，对非注视区域的各行像素加载调制位数为2(即2bit)的数字灰度电压，从而使得注视区域实现256灰阶显示，非注视区域实现64灰阶显示。

在实际工作过程中，如图4所示，将一帧时间划分为16个子时间，gate_a表示注视区域的行控制信号，gate_b表示非注视区域的行控制信号，xn(n＝0,1,2,3)表示数字扫描开始，d表述数字灰度电压，d值为vmin或vmax，xa表示模拟扫描开始，a表示模拟灰度电压，a的取值范围[vmin,vmax]。

控制注视区域以256灰阶分辨率进行显示，具体包括：

预先将一帧时间划分为16个子时间；

在第一个子时间，对注视区域的各扫描线依次施加扫描开始信号(即gate_a的低电位)，并对各数据线施加4bit的模拟灰度电压；使得所写入模拟灰度电压的保持时长为1个子时间；

在第二个子时间，持续对注视区域的各扫描线依次施加扫描开始信号(即gate_a的低电位)，并对各数据线施加4bit的数字灰度电压；在第三个子时间至第九个子时间，对注视区域的各扫描线依次施加扫描关闭信号(即gate_a的高电位)，使得第一次所写入数字灰度电压的保持时长为8个子时间；

在第十个子时间，对注视区域的各扫描线依次施加扫描开始信号(即gate_a的低电位)，并对各数据线施加4bit的数字灰度电压；在第十一个子时间，对注视区域的各扫描线依次施加扫描关闭信号(即gate_a的高电位)；使得第二次所写入数字灰度电压的保持时长为2个子时间；

在第十二个子时间，对注视区域的各扫描线依次施加扫描开始信号(即gate_a的低电位)，并对各数据线施加4bit的数字灰度电压；使得第三次所写入数字灰度电压的保持时长为1个子时间；

在第十三个子时间，对注视区域的各扫描线依次施加扫描开始信号(即gate_a的低电位)，并对各数据线施加4bit的数字灰度电压；在第十四个子时间至第十六个子时间，对注视区域的各扫描线依次施加扫描关闭信号(即gate_a的高电位)；使得第四次所写入数字灰度电压的保持时长为4个子时间。

由上述描述可知，对于256灰阶调制的注视区域，在一帧时间内进行了一次模拟扫描充电，对应的子时间权值为1/16；并进行了4次数字扫描充电，对应的子时间权值为(1+2+4+8)/16，即15/16。其中，模拟扫描充电的时间可以作为消隐时间。加在注视区域内像素上的电压值v表示为：

其中，sfn为数字子时间序号，td为单个数字子场时间，ta为模拟子场时间，t为一帧时间，v(lb)为模拟灰度电压，v(sfn)为数字灰度电压。

控制非注视区域以64灰阶分辨率进行显示，具体包括：

预先将一帧时间划分为16个子时间；

在第三个子时间，对非注视区域的各扫描线依次施加扫描开始信号(即gate_b的低电位)，并对各数据线施加4bit的模拟灰度电压；在第四个子时间至第六个子时间，对非注视区域的各扫描线施依次加扫描关闭信号(即gate_b的高电位)；使得所写入模拟灰度电压的保持时长为4个子时间；

在第七个子时间，对非注视区域的各扫描线依次施加扫描开始信号，并对各数据线第一次施加2bit的数字灰度电压；在第八个子时间至第十个子时间，对非注视区域的各扫描线依次施加扫描关闭信号(即gate_b的高电位)；使得第一次写入的数字灰度电压的保持时长为4个子时间；

在第十一个子时间，对非注视区域的各扫描线依次施加扫描开始信号，并对各数据线第二次施加2bit的数字灰度电压；在第十二个子时间至第十六个子时间、以及第一个子时间和第二个子时间，对非注视区域的各扫描线依次施加扫描关闭信号(即gate_b的高电位)；使得第二次写入的数字灰度电压的保持时长为8个子时间。

由上述描述可知，对于64灰阶调制的注视区域，在一帧时间内进行了一次模拟扫描充电，对应的子时间权值为4/16，即1/4；并进行了2次数字扫描充电，对应的子时间权值为(4+8)/16，即3/4。其中，模拟扫描充电的时间可以作为消隐时间。加在非注视区域内像素上的电压值v表示为：

其中，sfn为数字子时间序号，td为单个数字子场时间，ta为模拟子场时间，t为一帧时间，v(lb)为模拟灰度电压，v(sfn)为数字灰度电压。

本发明公开的上述硅基驱动背板的驱动方法及显示装置，包括：在一帧时间内，获取使用者在硅基驱动背板上的注视位置；根据注视位置确定使用者对硅基驱动背板的注视区域；控制注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，大于非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和。由于显示灰阶等级数为2^m+n，其中m为模拟调制位数，n为数字调制位数，因此，通过控制注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，大于非注视区域内各行像素进行模拟扫描充电的模拟调制位数与进行数字扫描充电的数字调制位数之和，使得注视区域内各行像素所显示灰阶等级数大于非注视区域内各行像素所显示灰阶等级数，也就是说注视区域内各行像素的灰阶分辨率大于非注视区域内各行像素的灰阶分辨率。并且，考虑到人眼黄斑区特性，只能对注视区域进行高清注视；本发明通过参照人眼黄斑区特性，对硅基驱动背板的各行像素进行智能分区域驱动，在不影响视觉体验的同时，有效降低了前端数据流量，利于实现高刷新率和高分辨率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。