用于显示设备的空白子场驱动方法与流程

1.本发明总体上涉及一种用于用脉冲宽度调制(pulse-width modulation，pwm)驱动显示设备的方法。


背景技术：

2.近年来，发光二极管(light emitting diode，led)显示器的技术快速发展。这种技术在平板显示器市场具有很大潜力。led显示器不仅可以用于例如电视(television，tv)和个人电脑(personalcomputer，pc)屏幕的大面板，还可以用于平板电脑、智能手机、和可穿戴设备。基于led显示器的高屏幕像素密度(pixels per inch，ppi)，在增强现实/虚拟现实(augmented reality/virtual reality，ar/vr)应用中使用led显示器也有很大潜力。未来，微型led(micro-led)显示器可以取代液晶显示器(liquid crystal display，lcd)甚至取代有机发光二极管(organic light-emitting diode，oled)显示器。
3.由于micro-led的特性与lcd显示器和oled显示器不同，因此为了显示灰度颜色，通过使用pwm在时域中驱动micro-led。然而，如果用于指定灰度颜色的比特的数量和显示设备的线数量增加，则驱动每个像素的时间变短且不足以完成处理。


技术实现要素：

4.提供了一种显示设备的操作方法，以增加可用数据驱动时间。
5.根据第一方面，提供了一种显示设备的操作方法，其中，该方法包括在每个帧驱动每个像素，其中，显示设备的多个像素以行和列的阵列布置，一帧的周期包括一个或多个数据段以及一个或多个无数据段，以使数据段的时间长度的比与2的幂的序列基本相同，每个数据段对应于与指定的视亮度或灰度颜色或亮度有关的on或off周期，每个无数据段对应于与指定的视亮度或灰度颜色或亮度无关的off周期，并且。
6.在一个可能的实施方式中，选择gsu和off_section以满足以下等式：
7.cy
×
sf_number＝gsu
×
(dsw_sum-1)+off_section
8.其中，cy
×
sf_number对应于一帧的周期，sf_number是一帧中的子场的数量且被设置为行的数量，cy是一个子场中的时间单位的数量且被设置为n+1，n是用于指定视亮度或灰度颜色或亮度的数据的比特数量，gsu是对应于最小on周期的时间单位的数量，dsw_sum是数据段的权重之和且被设置为2^n
–
1，off_section是对应于无数据段的时间单位的数量。
9.在一个可能的实施方式中，在每个帧驱动每个像素包括使用pwm在每个帧驱动每个像素。
10.在一个可能的实施方式中，阵列对应于显示设备的一部分。
11.在一个可能的实施方式中，像素包括薄膜晶体管(thin film transistor，tft)。
12.在一个可能的实施方式中，像素包括硅基板。
13.在一个可能的实施方式中，在on周期内向像素施加vcc，并且在off周期内向像素
施加vss。
14.在一个可能的实施方式中，显示设备为micro-led显示器。
15.根据第二方面，提供了一种显示设备，其中该显示设备包括多个像素和驱动器，该多个像素以行和列的阵列布置，一帧的周期包括一个或多个数据段以及一个或多个无数据段，以使数据段的时间长度的比与2的幂的序列实质相同，每个数据段对应于与指定的视亮度或灰度颜色或亮度有关的on或off周期，每个无数据段对应于与指定的视亮度或灰度颜色或亮度无关的off周期，该驱动器用于在每个帧驱动每个像素。
16.在一个可能的实施方式中，选择gsu和off_section以满足以下等式：
17.cy
×
sf_number＝gsu
×
(dsw_sum-1)+off_section
18.其中，cy
×
sf_number对应于一帧的周期，sf_number是一帧中的子场的数量且被设置为行的数量，cy是一个子场中的时间单位的数量且被设置为n+1，n是用于指定视亮度或灰度颜色或亮度的数据的比特数量，gsu是对应于最小on周期的时间单位的数量，dsw_sum是数据段的权重之和且被设置为2^n
–
1，off_section是对应于无数据段的时间单位的数量。
19.在一个可能的实施方式中，驱动器还用于以pwm在每个帧驱动每个像素。
20.在一个可能的实施方式中，阵列对应于显示设备的一部分。
21.在一个可能的实施方式中，像素包括tft。
22.在一个可能的实施方式中，像素包括硅基板。
23.在一个可能的实施方式中，在on周期内向像素施加vcc，并且在off周期内向像素施加vss。
24.在一个可能的实施方式中，显示设备为micro-led显示器。
附图说明
25.为了更清楚地描述本发明实施例或现有技术中的技术方案，下文将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下文描述中的附图仅示出本发明的一些实施例，在不付出创造性劳动的前提下，本领域普通技术人员还可以根据这些附图得到其他附图。
26.图1示出了pwm光控制的简化图；
27.图2示出了用于驱动像素的基本pwm波形的示例；
28.图3示出了用于驱动像素的波形的示例；
29.图4示出了用于驱动像素的波形的另一示例；
30.图5示出了用于驱动16级灰度的像素的波形的另一示例；
31.图6示出了用于驱动像素的具有理想二进制段的波形的示例；
32.图7示出了比特深度n＝4且线数量p＝13的波形的示例；
33.图8示出了空白子场驱动序列的基本概念；
34.图9示出了非递归驱动序列和递归驱动序列；
35.图10示出了用于驱动像素的波形的示例，其中，比特深度n为4且线数量p为13；
36.图11示出了空白子场方案的波形的另一示例；
37.图12示出了在比特深度＝10时的空白子场方案与传统方案的t
dp
之间的对比；以及
38.图13示出了在比特深度＝12时的空白子场方案和传统方案的t
dp
之间的对比。
具体实施方式
39.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。所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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作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。
40.图1示出了pwm光控制的简化图。pwm广泛用于驱动led。根据脉冲宽度控制led，从而使led具有不同的累积能量，进而具有不同的亮度，以实现不同的灰度颜色。pwm用于调制一个周期内的导通比，或称为占空比。周期内的导通比越高，led得到的累积能量越高，而led得到的累积能量越高，led提供的亮度越高，反之亦然。对于显示应用，通常将pwm周期设置为与帧周期相同。
41.像素可以是用于发射具有指定的颜色和指定的视亮度(brightness)或灰度或亮度(luminance)的光的电路。一组具有红、蓝、和绿颜色的led可以用于每个像素。然而，本发明的实施例侧重于控制每个led的亮度或灰度。
42.图2示出了二进制地址组(binary address group，bag)方案的基本pwm波形的示例。bag方案基于数字驱动或pwm方案。bag方案的基本pwm波形只有用于驱动显示设备上的像素的两态信号(0或1)。将原始灰度数据转换为n比特的二进制数据，并且之后将pwm周期划分为n个时间段。每个时间段的长度不同，但从小到大的时间长度的关系为1t，2t，4t，8t，
……
最后一个时间段的长度是2^(n-1)*t。时间段的顺序可以按任意顺序改变。唯一的限制是时间段的总长度应为(2^n-1)*t。在图2所示的示例中，n＝4且时间段从小到大排列。led的总能量或总亮度与波形下方区域(标记为“1”的灰色区域)的总和成比例。可以看到，只能通过在一个pwm周期内将状态改变n次(在图2中n为4)来驱动led，例如在1t、2t、3t、和4t开始时改变状态，则可以得到2^n阶(在图2中是16阶)不同的能量或亮度。2^n阶可以用于显示灰度，并且像素数据的比特深度为n。
43.由于上文中的每个时间段对应于一个比特的数据，因此在下文中也将该时间段称为“数据段”，具体地，由于在下文中的大部分示例中数据都是二进制数据，所以也将该时间段称为“二进制段”，并且将该时间段的长度称为“二进制长度”。
44.一般地，像素在显示设备上以p行(p条扫描线)q列(q条数据线)的阵列布置。像素可以包括tft或硅基板。该阵列可以对应于显示设备的全部或部分。需要在一个帧的时间内驱动所有像素。q的值与驱动时序无关，驱动时序对q列重复，因此q可以是任意数，为了便于理解，可以假设q为1。
45.图3示出了用于驱动7条扫描线(7个像素)的波形示例，并且用3个比特驱动每个像素(以下，用于驱动像素的每个波形也称为“驱动序列”)。在子场(sub-field，sf)1、sf2、sf4的初始部分，高信号表示导通，低信号表示关断，即执行了状态改变。首先，用比特1(最低有效位(least significant bit，lsb))驱动每条线。在时间段1t之后，用比特2驱动同一条线。在时间段2t之后，用比特3(最高有效位(most significant bit，msb))驱动同一条线。在时间段4t之后，该时间帧结束。
46.在这一示例中，用于指定视亮度或灰度颜色或亮度的比特数量为n＝3，并且比特
1、比特2、比特3的权重之和为2^n-1＝7，所以将一帧时间划分为7个sf。然而，在sf3、sf5、sf6、和sf7中没有执行用于驱动像素的处理，即，没有高效地使用这一段时间。在这一方法中，如果线数量为p，则需要p*(2^n-1)个sf用于驱动数据。
47.图4示出了以高效方式驱动像素的另一示例。在sf1用比特1、在sf2用比特2、并且在sf4用比特3来驱动线scan l1上的像素。线scan l2与线scan l1相比移动了一个sf，并且在sf2用比特1、在sf3用比特2、在sf5用比特3来驱动像素。线scan l3与线scan l2相比移动了一个sf，并且在sf3用比特1、在sf4用比特2、并且在sf6用比特3来驱动像素。对线scan l4到线scan l7重复相同的操作。
48.这种驱动方案称为“二进制地址组bag”驱动。bag的特点是用于驱动像素数据的小周期的数量为p*n，当n变大为诸如10、12、14时，p*n远小于p*(2^n-1)。在图4的示例中只需要7*3＝21个数据驱动周期，然而，由于不能同时处理具有导通信号的sf，因此在图3的示例中需要7*7＝49个数据驱动周期。
49.可以基于bag方案构建一帧中的更高效的驱动波形。假设行数量p为15，比特深度n为4。图5示出了对于15条线中的所有像素，用于以从0到15的16个灰度或16个线性阶驱动像素的波形的另一示例。
50.在图5中，由于n＝4且2^n-1＝15，因此将一帧时间t
frame
划分为15个子场时间t
sf
。因此，在这一示例中，t
frame
等于15*t
sf
。接下来，将每个sf划分为4个周期，以将每个比特用于状态改变。将这一周期称为“可用数据驱动时间”，用t
dp
表示，t
dp
是用于构建驱动序列的时间单位。因此，在这一示例中，t
sf
等于4*t
dp
。在bag方案中，主要通过组合sf产生与每个比特对应的二进制长度。如果将线scan l1的起始时间设置为位于sf1，则二进制长度的顺序为1、2、4、和8，用于状态改变的比特1、2、3、和4分别位于sf1、sf2、sf4、和sf8。
51.如在上文中提到的，一个t
frame
中有15个t
sf
，一个t
sf
中有4个t
dp
。因此，一帧(或一个t
frame
)中有60个t
dp
。将60个t
dp
从1到60编号，并且将每个位置称为一帧中的绝对位置(absolute position，abspos)。在图5中，对于线scan l1，比特1位于abspos 1，比特2位于abspos 6，比特3位于abspos15，比特4位于abspos32。对于线scan l2，起始点位于sf2的第一个t
dp
，在这一帧中位于abspos 5。线scan l2的比特1、2、3、和4位于aubpos 5、10、19、和36。对于线scan l3到线scan l15，比特1、2、3、和4的位置类似。保持比特1、2、3、和4的状态的周期预计分别为1x、2x、4x、和8x(1、2、4、和8的倍数，换句话说，是2的幂的序列)。然而，如下表1中所示，实际周期为5*t
dp
、9*t
dp
、17*t
dp
、和29*t
dp
。需要注意的是，例如对于线scan l1，29*t
dp
来自当前帧sf8的比特4和下一帧sf1的比特1之间的时间长度。数列5、9、17、和29不符合二进制关系1x、2x、4x、和8x(在表1中，“倍数”列示出了“二进制段1”到“二进制段4”以及“总和”与“二进制段1”的比作为“二进制段1”的倍数)。在这一解决方案中存在误差。因此，作为数列的二进制段是不理想的。
52.时间长度t
sf
+t
dp
数值倍数二进制段1＝t
sf
*1+t
dp
*1＝51二进制段2＝t
sf
*2+t
dp
*1＝91.8二进制段3＝t
sf
*4+t
dp
*1＝173.4二进制段4＝t
sf
*8+t
dp
*-3＝295.8总和＝t
sf
*15+t
dp
*0＝6012
53.表1基本bag方案的二进制段长度(比特深度＝4，线＝15)
54.图6示出了用于驱动像素的具有理想二进制段的波形示例。为了解决上文中不理想的二进制段的问题，修改了驱动波形。在这一示例中，比特深度n为4，线数量为12。首先，将sf划分为5个周期而不是4个周期。这意味着t
sf
等于5*t
dp
。将一个sf中的周期数量定义为周期的数量(cycles，cy)。因此，将cy设置为n+1，即比特深度+1。其次，确定灰度单位(grey scale unit，gsu)。gsu与t
dp
的数量对应，该t
dp
的数量对应于最小二进制段。在这种情况下，由于1+2+4+8＝15，为了构建理想的二进制段序列，二进制段的总长度将是15的倍数。线数量为12，将gsu选择为4。由于gsu的时间长度为4*t
dp
，二进制段的总长度为4*15等于60。因此，t
frame
＝60*t
dp
。由于cy＝5，每个t
sf
等于5*t
dp
，一帧中有12个sf，因此每个sf可以是一条线的起始点。因此，对于n＝4且线数量＝12的情况，这是具有理想二进制段的解决方案。
55.此外，基本bag方案(图5)和具有理想二进制段的bag方案(图6)之间有一个不同。可以看到，在图5中，一个sf中的所有t
dp
都用于驱动像素。但是在图6中，有一个t
dp
不用于驱动像素。不用于驱动像素的t
dp
在每个sf中在第二个t
dp
位置。不驱动像素的t
dp
是每个sf中的“空闲”周期。这是在尝试使用具有理想二进制段的bag方案时不可避免的时间牺牲。
56.为了便于下文中描述，用相对位置(relative position，relpos)定义一个sf中的t
dp
位置。对于每个abspos，abspos和relpos之间的关系为：
57.abspos＝(k-1)
×
cy+relpos
……
(1)
58.其中abspos属于第k个sf。
59.表2示出了对于图6的波形中每个子场和每个relpos会被导通的线编号。在波形序列变长且线明显增多时，容易检查。表3示出了具有理想二进制段的bag方案(比特深度＝4，线数量＝12)的二进制段长度。
60.relpos12345比特比特1空闲比特3比特4比特2sf 11-1181sf 22-1292sf 33-1103sf 44-2114sf 55-3125sf 66-416sf 77-527sf 88-638sf 99-749sf 1010-8510sf 1111-9611sf 1212-10712
61.表2将由具有理想二进制段的bag方案(比特深度＝4，线＝12)导通的线编号
[0062][0063][0064]
表3具有理想二进制段的bag方案的二进制段长度(比特深度＝4，线＝12)
[0065]
图6中的用于驱动像素的波形示出了理想的二进制段，其中，亮度关系对于具有p行的显示设备是正确的。然而，主要问题是可用数据驱动时间t
dp
较短，难以完成整个驱动动作。此外，在一些情况下，理想的二进制段不能以最优化的方式持续使用。
[0066]
为了进一步讨论，用数学等式总结这一bag方案为：
[0067]
sf
×
cy＝gsu
×
dsw_sum
……
(2)
[0068]
dsw_sum表示“数据段权重和”，即所有数据段(二进制段)的权重之和。例如，如果n＝4，则所有二进制段的权重之和为1+2+4+8＝15。所有bag解决方案需要满足等式(2)和如下等式(3)：
[0069]
t
frame
＝t
dp
×
sf
×
cy
……
(3)
[0070]
由于帧率一旦确定则t
frame
为固定的，因此t
dp
是用于驱动每条线的像素的时间段。cy取决于比特深度n。如果需要为了驱动增加t
dp
，则需要减少sf的数量。然而，从图6的示例中可以看出，由于在一帧内应该对每条线驱动一次，sf数量不应低于线数量。因此，找到bag解决方案的原则是找到满足等式(2)和如下等式(4)的最小gsu：
[0071]
sf≥线数量
……
(4)
[0072]
使用大量比特，假设比特深度n＝12，线数量＝630。则cy应该为n+1，即13，dsw_sum是1+2+4+
…
+1024+2048＝4095。根据等式(4)，最小gsu应为2，sf的数量变为2x4095/13＝630，满足sf≥线数量。
[0073]
可以从等式(2)和等式(3)推导出t
dp
如下：
[0074][0075]
根据等式(5)，在cy＝13且sf_number＝630时，计算t
dp
为(t
frame
/630/13)＝(t
frame
/8190)。假设帧率＝60hz，t
frame
＝1/60s。则t
dp
为2.035us。在一些更差的情况下，该t
dp
可能不足以驱动像素。因此，需要找到方法来为每个像素提供更长的t
dp
和正确的灰度。
[0076]
图7示出了用于比特深度n＝4且线数量p＝13的波形的示例。在图6中，线数量为12，gsu为4，仅有12个sf可以作为图6中的12条线的起始点。由于在这一情况下线数量为13，因此不使用相同的gsu。在这种bag方案中，sf的数量必须大于线数量。否则，无法成功驱动所有线中的像素。
[0077]
在这一情况下选择gsu＝6。gsu的时间长度为6*t
dp
。则二进制段的总长度为6*15等于90。因此，在这一情况下，t
frame
＝90*t
dp
。由于cy＝5，每个t
sf
等于5*t
dp
，一帧中有18个sf，并且每个sf可以是一条线的起始点。因此，对于n＝4且线数量＝13的情况，这是用于驱动像
素的具有理想二进制段的解决方案。对于这种解决方案，总是需要找到最小的sf并且sf的数量应该大于或等于线数量。图7中示出了这一解决方案的波形。
[0078]
图6中的t
dp
为(t
frame
/60)并且图7中的t
dp
为(t
frame
/90)。随着比特深度和线数量变大，t
dp
变短并且不足以正确驱动像素。
[0079]
表4示出了对于图7的波形中每个子场和每个relpos会被导通的线编号。表5示出了具有理想二进制段的bag方案的二进制段长度(比特深度＝4，线数量＝13)。
[0080]
relpos12345比特比特1比特2比特4比特3空闲sf 11-11
‑‑
sf 22112
‑‑
sf 33213
‑‑
sf 443-1-sf 554-2-sf 665-3-sf 776-4-sf 887-5-sf 99816-sf 1010927-sf 11111038-sf 12121149-sf 131312510-sf 14-13611-sf 15
‑‑
712-sf 16
‑‑
813-sf 17
‑‑9‑‑
sf 18
‑‑
10
‑‑
[0081]
表4将由具有理想二进制段的bag方案(比特深度＝4，线＝12)导通的线编号
[0082]
时间长度t
sf
+t
dp
数值倍数二进制段1＝t
sf
*1+t
dp
*1＝61二进制段2＝t
sf
*2+t
dp
*2＝122二进制段3＝t
sf
*4+t
dp
*4＝244二进制段4＝t
sf
*8+t
dp
*8＝488总和＝t
sf
*15+t
dp
*15＝9015
[0083]
表5具有理想二进制段的bag方案的二进制段长度(比特深度＝4，线＝12)
[0084]
在图6和图7的情况下，可用数据驱动时间(t
dp
)可能不足以成功驱动像素，当线数量从12增加到13时，sf的数量从12增加到18。由于在sf的数量为13、14、
…
、17时不存在解决方案，因此具有理想二进制段的sf的数量是不连续的。这浪费了一帧中的时间，因此在驱动序列的时间上有改进空间。
[0085]
下文描述了“空白子场”驱动序列。这个概念主要是在驱动序列的二进制段之后添
加无数据段(off-section)。无数据段可以扩展。随着无数据段的扩展，一帧中的sf数量增加。选择适当的无数据段的时间长度，以使sf的数量等于线数量，从而sf的数量足以驱动所有线，并且相比bag方案，可以更高效地使用时间。这一空白子场方案的t
dp
可以比bag方案的t
dp
更长，并且二进制段仍然符合二进制关系。
[0086]
图8示出了空白子场驱动序列的基本概念。图8示出了两行(或两条线)的驱动序列。在这一示例中，比特深度n＝4。在传统的bag方案概念中，由于n为4，因此驱动序列中只有4个二进制段。所有的4个二进制段都用于以由用户定义的数据来驱动像素。如果第1行的数据字为二进制码的0101，则4个二进制段以0101关联的电压信号驱动第1行中的像素。假设电压v
cc
表示“1”，电压v
ss
表示“0”，则4个二进制段依次用v
cc
、v
ss
、v
cc
、v
ss
驱动第1行。需要注意的是，第一个v
cc
是lsb，最后一个v
ss
是msb。对于第2行，第2行的数据字为1110，则4个二进制段依次用v
ss
、v
cc
、v
cc
、v
cc
驱动第1行。
[0087]
在空白子场驱动序列中，添加了额外的段。在图8中，额外的段是无数据段并且被放在二进制段之后。无数据段始终用“0”驱动像素，与该像素的数据字没有关系。由于这一无数据段以断信号(off signal)的“0”来驱动像素，因此不会通过先前的4个二进制段改变显示设备(例如，micro-led、oled、或可以由pwm控制所驱动的其他任何材料)中的灰度。
[0088]
用v
cc
、v
ss
、v
cc
、v
ss
、和v
ss
驱动第1行。用v
ss
、v
cc
、v
cc
、v
cc
、和v
ss
驱动第2行。在第2行中，v
cc
的数值可以是更大或更小的v
ss
。v
cc
和v
ss
也不限于正电压或负电压。在驱动p沟道(p-channel)tft的情况下，断电压(off voltage)v
ss
的数值可能大于v
cc
。
[0089]
在用空白子场方案为显示设备构建波形排列时，存在二进制段的驱动序列是递归的和非递归的两种情况。在递归的情况下，在向驱动序列添加无数据段之前需要多进行一个动作。
[0090]
图9示出了如何在一帧中排列二进制段和无数据段。将驱动序列的二进制段的总长度为cy倍数的情况定义为递归情况。如果驱动序列的二进制段的总长度不是cy的倍数，则为非递归情况。在图9的下方，在递归情况下的驱动序列中，二进制段的起始点的relpos和紧邻二进制段末尾的位置的relpos相同。这是由于驱动序列中的二进制段的长度可以被cy整除，其中，cy是一个sf中的时间单位(t
dp
)的数量。如递归情况(1)中的虚线箭头所示，下一个驱动序列的起始点位于相同的relpos处。因此，将其称为递归情况。另一方面，在图9的上方，如虚线箭头所示，如果驱动序列中的二进制段的长度不能被cy整除，则为非递归情况。
[0091]
在非递归情况下，只需要在二进制段之后添加无数据段，并将无数据段扩展到足够长度。通常，扩展无数据段以使sf的数量与线数量相同。则时间效率将达到最高。
[0092]
在递归情况下，需要额外的动作。对应于msb的二进制段的长度减少了一个单位长度。这一单位长度通常为gsu。图9的下方示出了详细的步骤。这是n＝4的简单情况。(1)判断驱动序列为递归的，(2)从对应于msb的二进制段中切分出一个gsu，使得驱动序列为非递归的，(3)在二进制段之后添加无数据段，并将该无数据段扩展到足够的长度。
[0093]
下文中示出了显示设备的驱动序列的示例。
[0094]
图20示出了用于驱动像素的波形的示例，其中比特深度n为4且线数量p为13。这一条件与图7的示例相同。可以对这两个示例进行比较以找出不同。
[0095]
第一，将gsu设置为4。二进制段的长度为4、8、16、32。二进制段的总和为60。可以计
算出序列从abspos为1且其relpos也为1时开始。紧邻二进制段末尾的位置的abspos为61，且其relpos也为1。数值61是根据1+60计算出来的。由于两个relpos相同，所以这是递归情况。
[0096]
第二，使二进制段为非递归的。通过将gsu乘以对应于msb的权重8来计算对应于msb的二进制段。可以按如下方式计算非递归的二进制段的长度，而不是从对应于msb的二进制段的长度中减去gsu：8减1为7，7乘以gsu为28。在此之后，紧邻二进制段末尾的位置的relpos为2。
[0097]
第三，在二进制段之后添加无数据段。由于线数量为13，将无数据段的长度延伸到9*t
dp
。sf的数量变为13，非常适合用于驱动13条线。
[0098]
比较图7和图20的波形可以看出，在空白子场方案中只需要13个sf，而在“bag方案”中需要18个sf。由于图7中的t
dp
为(t
frame
/90)而图20中的t
dp
为(t
frame
/65)，因此用于驱动像素的t
dp
放大到18/13倍。
[0099]
表6示出了将由空白子场方案导通的线编号(比特深度＝4，线数量＝13)。表7示出了空白子场方案(比特深度＝4，线数量＝13)的二进制段长度。
[0100]
relpos12345比特比特1断比特3比特4比特2sf 1131291sf 22413102sf 3351113sf 4462124sf 5573135sf 668416sf 779527sf 8810638sf 9911749sf 1010128510sf 1111139611sf 1212110712sf 1313211813
[0101]
表6将由空白子场方案导通的线编号(比特深度＝4，线＝13)
[0102]
时间长度t
sf
+t
dp
数值倍数二进制段1＝t
sf
*1+t
dp
*-1＝41二进制段2＝t
sf
*2+t
dp
*-2＝82二进制段3＝t
sf
*4+t
dp
*-4＝164二进制段4＝t
sf
*8+t
dp
*-12＝287无数据段＝t
sf
*1+t
dp
*4＝9-总和＝t
sf
*16+t
dp
*-15＝6514
[0103]
表7空白子场方案(比特深度＝4，线＝13)的二进制段长度
[0104]
图21示出了空白子场方案的波形的另一示例。在这一示例中，比特深度为4，行数
量为14(cy＝5，sf_number＝14，dsw_sum＝15，off_section＝14)。线数量比图20中的示例多一个。通过空白子场方案，可以调整sf的数量以适应线数量，则可以比传统bag方案得到更大的可用t
dp
。
[0105]
表8示出了由空白子场方案导通的线编号(比特深度＝4，线数量＝14)。表9示出了空白子场方案(比特深度＝4，线数量＝14)的二进制段长度。
[0106]
relpos12345比特比特1断比特3比特4比特2sf 11413101sf 22514112sf 3361123sf 4472134sf 5583145sf 669416sf 7710527sf 8811638sf 9912749sf 1010138510sf 1111149611sf 1212110712sf 1313211813sf 1414312914
[0107]
表8将由空白子场方案导通的线编号(比特深度＝4，线＝14)
[0108]
时间长度t
sf
+t
dp
数值倍数二进制段1＝t
sf
*1+t
dp
*-1＝41二进制段2＝t
sf
*2+t
dp
*-2＝82二进制段3＝t
sf
*4+t
dp
*-4＝164二进制段4＝t
sf
*8+t
dp
*-12＝287无数据段＝t
sf
*2+t
dp
*4＝14-总和＝t
sf
*17+t
dp
*-15＝7014
[0109]
表9空白子场方案(比特深度＝4，线＝14)的二进制段长度
[0110]
表10示出了空白子场驱动的另一示例。在这一示例中，比特深度为10，线数量为960。这一条件更接近于实际的显示设备。随着比特深度和线数量的增加，很难示出用于驱动像素的完整波形。因此，没有在图中示出波形，而仅在表10中示出了会被导通的线编号。该表示出了在每个t
dp
哪条线会被导通。表中的每个数值示出了在t
dp
位置哪条线会被导通。t
dp
位置在特定sf中的特定relpos处。波形与表格的关系与图20和表6以及图21和表8的关系相同。
[0111]
在表10中，选择gsu为10。由于n＝10，二进制段的权重之和(dsw_sum)＝1+2+4+
…
+256+512＝1023，因此二进制段的长度为10*1023＝10230。这是递归的情况，需要将二进制段的长度修改为1023
–
1＝1022。因此，修正后的二进制段的长度为10*1022＝10220。对于n
＝10，将cy设置为11。对于空白子场方案，将sf的数量设置为与sf的数量相同，以得到最佳的时间利用效率。因此，sf的数量为960。一帧中的t
dp
的总数量为960*11＝10560。如果显示设备的帧率为60hz，则可以获得1/60/10560＝1.578us的可用数据驱动时间t
dp
。计算空白子场方案的t
dp
的等式为：
[0112][0113]
off_section＝gsu+bsf_number
×
cy
……
(7)
[0114]
无数据段的长度为gsu加上cy与包括在空白子场(blank sub-field，bsf)中的t
dp
的数量(等式(7)中的“bsf_number”)的乘积。最终，二进制段的长度为10220；无数据段的长度为10560-10220＝340。以此方式选择gsu和off_section(无数据段的长度)，从而满足以下等式：cy x sf_number＝gsu x(dsw_sum
–
1)+off_section，其中sf_number是一帧中sf的数量。在表10的完整波形中，将一帧中的线scan l1的起始点设置为abspos＝1。将二进制段的顺序设置为如下数列：1x、2x、4x、8x、...、256x、511x、无数据段。
[0115][0116]
表10将由空白子场方案导通的线编号(比特深度＝10，线＝960)
[0117]
表11示出了比特深度为12且线数量为960的示例。与表10中的示例相比，比特深度
增加了2个比特，线数量保持不变。在这一情况下，选择gsu为3。由于n＝12，1+2+4+
…
+1024+2048＝4095，因此二进制段的长度为3*4095＝12285。这是递归的情况，需要将二进制段的长度修改为4095
–
1＝4094。因此，修正后的二进制段的长度为3*4094＝12282。对于n＝12，将cy设置为13。对于空白子场驱动，将sf的数量设置为与线数量相同，以得到最佳的时间使用效率。因此，sf的数量为960。一帧中的t
dp
的总数量为960*13＝12480。如果显示设备的帧率为60hz，则可用数据驱动时间t
dp
为1/60/12560＝1.335us。
[0118]
无数据段的长度为gsu加上cy与bsf数量的乘积。最终，二进制段的长度为12282，无数据段的长度为12480-12282＝198。在表11的完整波形中，将一帧中的线scan l1的起始点设置为abspos＝1。将二进制段的顺序设置为如下数列：1x、2x、4x、8x、...、1024x、2047x、无数据段。
[0119][0120]
表11将由空白子场方案导通的线编号(比特深度＝12，线＝960)
[0121]
作为应用场景，本发明实施例可以主要用于驱动micro-led显示设备。不仅是micro-led显示器，任何其他显示设备(例如，具有双稳态发射设备的显示设备)都可以通过pwm控制来驱动。从产品的角度来看，本发明实施例可以用于消费电子、汽车、和工业产品中的任何类型的显示器。
[0122]
对于micro-led显示设备，行数*列数为p*q，本发明实施例的空白子场方案可以提供用于驱动像素的驱动序列，该驱动序列包括二进制段和至少一个无数据段。二进制段通
常具有二进制关系，但不仅限于二进制。除了二进制段之间的二进制(2-进位)关系之外，3-进位、4-进位、或m-进位的关系也可以用在空白子场方案中。m-进位系统意味着数据段之间具有倍数关系：1，m，m^2，m^3，...。
[0123]
根据本发明实施例，显示设备的阵列中的所有p*q个像素都可以显示正确的灰度颜色，并且以最佳方式设置了可用数据驱动时间。
[0124]
本发明实施例的效果和优点如下：
[0125]
本发明实施例最显著的改进在于增加了可用数据驱动时间t
dp
。更大的t
dp
使得更容易以正确的数据或电压驱动每个像素。因此，改进了micro-led的色彩表现力。
[0126]
在bag方案的情况下，计算t
dp
的等式为：
[0127][0128]
如先前参照表10所解释的，对于空白子场方案，计算t
dp
的等式为：
[0129][0130]
在比特深度为10、线数量为960的情况下，对于bag方案，dsw_sum为1023，cy为11，将gsu选择为12，从而根据等式(2)有1023*12/11＝1116。1116是bag方案中大于等于960的最小sf数量。因此，根据等式(5)且有t
frame
为1/60、cy＝11、sf_number＝1116，t
dp
为1/60/11/1116＝1.358us。相反地，根据等式(6)且off_section＝12，计算空白子场方案的t
dp
为1.578us，比bag方案中的t
dp
长16％。
[0131]
在比特深度为12、线数量为960的情况下，对于bag方案，dsw_sum为4095，cy为13，将gsu选择为4，从而根据等式(2)有4095*4/13＝1260。1260是bag方案中大于等于960的最小sf数量。因此，根据等式(5)且有t
frame
为1/60、cy＝13、sf_number＝1260，t
dp
为1/60/13/1260＝1.018us。相反地，根据等式(6)且off_section＝4，计算空白子场方案的t
dp
为1.335us，比bag方案中的t
dp
长31％。
[0132]
表12至表14示出了在以下情况下的从bag方案(无bsf)到空白子场方案的t
dp
改进：表12中的比特深度为4、线数量为13，表13中的比特深度为10、线数量为960，表14中的比特深度为12、线数量为960。
[0133]
驱动方案比特深度线数量cygsusf的数量t
sf
(ms)t
dp
(us)δt
dp
％无bsf41356180.926185.2-有bsf41354131.282256.438.4％
[0134]
表12空白子场方案对t
dp
的改进(比特深度＝4)
[0135]
驱动方案比特深度线数量cygsusf的数量t
sf
(us)t
dp
(us)δt
dp
％无bsf109601112111614.931.2-有bsf10960111096017.361.57816.3％
[0136]
表13空白子场方案对t
dp
的改进(比特深度＝10)
[0137]
驱动方案比特深度线数量cygsusf的数量t
sf
(us)t
dp
(us)δt
dp
％无bsf12960134126013.231.018-有bsf1296013396017.361.33531.3％
[0138]
表14空白子场方案对t
dp
的改进(比特深度＝12)
[0139]
表12至表14显示出，通过使用空白子场方案，可以将sf的数量设置为始终与线数量相同。并且之后得到了驱动序列中更大的可用数据驱动时间。对于不同的显示分辨率，线数量不同。
[0140]
图22和图23示出了对于线数量从800到1300的不同显示设备，空白子场方案和传统方案之间的t
dp
的对比。x轴表示显示设备的线数量，y轴表示可用数据驱动时间t
dp
。可以看到，空白子场的图像形状是连续的，而传统方案的图像形状是不连续的。对于特定的线数量，垂直方向的差异表示空白子场方案相对于传统方案的t
dp
改进。取决于显示设备的线数量，本发明实施例在时间上的改进约为0％到35％。
[0141]
本发明实施例不仅可以应用于micro-led显示器，还可以应用于使用了pwm控制、数字驱动、或模拟数字结合驱动的其他材料的显示设备。
[0142]
上述披露的仅仅是本发明的示例性实施例，当然并非旨在限制本发明的保护范围。本领域普通技术人员可以理解的是，实施前述实施例的全部或部分流程以及根据本发明权利要求进行的等效修改都应属于本发明的范围内。