CN113851080A - 一种Mini-LED驱动方法和显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种Mini‑LED驱动方法和显示系统，属于Mini‑LED驱动方法技术领域。针对现有技术中存在的Mini‑LED背光区域不足，显示效果较差，系统稳定性较低，使用寿命不高等问题，本发明对驱动芯片分区，每个驱动芯片对应X列不同的分区；每个分区根据驱动芯片的输出信号驱动工作，实现每个分区亮度的控制；驱动时驱动芯片的输出信号包括主信号和辅信号，主信号用于系统正常时信号显示，辅信号用于系统发生断点时，实现断点续传时信号显示。本发明支持断点续传，对PCB板要求低，在成本降低的情况下，增强系统整体稳定性和显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及Mini-LED驱动方法技术领域，更具体地说，涉及一种Mini-LED驱动方法和显示系统。
背景技术
在日常生活中，从手机、电脑等电子设备中获取信息的频率不断升高，人们对显示设备的要求不断提高，相较过去的显示设备，人们更追求高亮度、高对比度的显示器，从而获取更细腻、更逼真的画面显示。
在这样的使用场景下，Mini-LED的技术受到了各大厂商的欢迎，在很多电子设备中使用了此项技术，通过利用Mini-LED技术控制更多数目的灯珠实现背光的控制，区别于传统屏幕背光是整块点亮，Mini-LED控制需要显示的部分点亮，剩余部分关闭，从而实现更高的对比度。Mini-LED的技术避免了模块在传统设计中在显示黑色时模块透光导致最终显示结果为灰色，导致画面模糊的问题，通过Mini-LED技术，可以有效地调控屏幕不同区域的背光效果，达到提高对比度的目的。
在最初Mini-LED的设计中，通常只有较少的调光分区，这导致了在实际使用中对比度提升效果不明显，同时因为分区较少，当边缘需要显示黑色时，可能会因为算法识别到区域需要发光导致边缘黑色发亮，导致在黑色边缘出现亮色情况，图片显示异常。
由于显示屏自身在显示中容易出现部分点显示异常，通常情况下这会导致此行后续所有点失效，从而在屏幕中出现一行缺失信号的区域，影响显示效果。目前的设计方案中对此并无较好的解决方案，带坏点运行不仅导致整体显示效果下降，而且会导致后续点也被破坏，影响整体系统稳定性。
部分厂商通过增加使用的PCB板的复杂度来实现更多芯片的连接，但在这种方法下会导致成本的显著提高。现有方案中往往需要PCB板3层以上或更多以保证芯片与灯管之间的连线，虽然这种方法能增加调光分区不足的问题，但显著的增加了整体系统成本，同时也无法避免系统中出现坏点的问题，在坏点出现后反而导致更多的芯片和灯管失效。
中国专利申请一种具有断点续传双向数据传输的内封IC的LED灯珠，申请号ZL202010813136 .X，公开日2020年11月13日，公开一种具有断点续传双向数据传输的内封IC的LED灯珠，包括电源转换芯片、断点续传双向数据传输IC芯片、三个LED发光单元以及封装载体，该发明的技术方案解决了现有技术中的多个LED灯珠损坏，影响该个灯珠后面所有灯珠的正常使用的问题，有效避免影响全局LED显示，该发明断点续传方法当出现断电时，该方法的SDB信号失效，根据其描述的传输协议，LED显示刷新率将牺牲一半，同时该发明虽然位宽较大，但只能驱动三个LED单元，调节性能较差，并不实用。
发明内容
1. 要解决的技术问题
针对现有技术中存在的Mini-LED背光区域不足，显示效果较差，系统稳定性较低，使用寿命不高等问题，本发明提供一种Mini-LED驱动方法和显示系统，支持断点续传，对PCB板要求低，在成本降低的情况下，增强系统整体稳定性和显示效果。
2. 技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
针对现有技术中运用的Mini-LED背光方案，由于芯片设置问题导致背光区域不足，显示效果较差，必须串接更多的芯片去实现更多区域的调光，并且在使用过程中遇到断点时，无法根据断点位置进行调整，进而影响后续灯珠的显示，导致整行信号失效，影响系统稳定性和使用寿命。采用现有方案还需要考虑到芯片与灯珠的PCB板需要多层厚度去支持走线，相较于芯片成本大幅提升，用户需承担更大的成本。
一种Mini-LED驱动方法，对驱动芯片分区，每个驱动芯片对应X列不同的分区，X为大于零的整数；每个分区根据驱动芯片的输出信号驱动工作，实现每个分区亮度的控制；
驱动芯片的输出信号包括主信号和辅信号，主信号用于系统正常时信号显示，辅信号用于系统发生断点时，实现断点续传时信号显示。
本发明通过对Mini-LED驱动芯片进行分区，通过芯片驱动每个分区的亮度，并设置辅信号用于断点续传，在应用时可根据断点位置进行及时调整，保证系统显示的稳定性。
更进一步的，驱动芯片的电源连接端和接地端进行插指型布局，且接地端从驱动芯片下方走线，实现信号线之间无交点。本发明创新的实用一种单层PCB板设计方法，将电源VDD和地GND进行插指型布局，即通过如“电源线—地线—电源线”的将电源线和地线交替排布，保证信号线间没有交点，减少PCB层数，节约成本，还极大利用PCB板的空间，有效减小跳线带来的干扰。
更进一步的，所述驱动芯片的输入端包括数据输入引脚和断点续传数据输入引脚，所述驱动芯片的输出端包括数据输出引脚和断点续传输出引脚。
更进一步的，驱动芯片级联时，数据输出引脚和断点续传输出引脚与下一级驱动芯片的数据输入引脚和断点续传数据输入引脚连接。
更进一步的，所述驱动芯片的输入端包括数据输入引脚和断点续传数据输入引脚，所述驱动芯片的输出端包括数据输出引脚。
更进一步的，驱动芯片级联时，数据输出引脚与下一级芯片的数据输入引脚连接，除首级芯片，驱动芯片的数据输入引脚还与下一级芯片的断点续传输入脚连接。此时通过数据输出引脚控制后续驱动芯片的数据输入和断点续传数据输入。
更进一步的，所述驱动芯片使用私有通信协议。本发明设计私有通信协议，实现断点续传，提升系统的稳定性。
一种显示系统，包括m行n列驱动芯片，系统根据每行驱动芯片数量分为n组，每组驱动芯片分为X列分区，X为大于零的整数；驱动芯片驱动各分区显示元件，实现每个分区亮度的控制；
驱动芯片之间级联连接实现显示信号的传输，所述显示信号包括正常显示的主信号和发生断点时用于断点续传的辅信号。
更进一步的，控制卡控制输入主信号和辅信号至每行首颗驱动芯片，每颗驱动芯片输出主信号至下一级驱动芯片的输入主信号，每颗驱动芯片输出辅信号至下一级驱动芯片的输入辅信号。
更进一步的，控制卡控制输入主信号和辅信号至每行首颗驱动芯片，每颗驱动芯片输出主信号至下一级驱动芯片的输入主信号和再下一级驱动芯片的输入辅信号。
本发明提供了一种支持断点续传的Mini-LED动态背光单线驱动方法，通过对具有自主通信协议的芯片进行设计，增加了断点续传的功能，当某一部分发生显示故障时，能够自动跳过此部分灯珠，但不影响后续的显示，增强了整体系统的稳定性和显示效果。并且通过对芯片的设计，能够实现更多输出数量的控制，并且提出了一种方法，实现单线驱动的控制，在本方法下，对PCB板要求仅为1层，能够大幅度减小总体成本，也保证整体显示效果提升。
3. 有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
本发明提供了一种支持断点续传的Mini-LED动态背光单线驱动方法，通过对PCB布局和芯片的设计，达到更多分区的目的。根据对芯片的分区设计避免PCB板多层设计，只需要一层PCB板即可完成整体芯片的布局，而且能够减少整体系统的面积，节约PCB板空间。
本发明芯片内设计增加了断点续传的功能，当系统中出现坏点时，能够中断坏点的输出，并且保证后续芯片的正常输出。并且通过对芯片的设计，能够实现更多输出数量的控制，并且提出了一种方法，实现单线驱动的控制。
本发明在基础的传输协议上，能够达到更高刷新率、更多LED单元的显示效果，在基础显示上具有良好的效果。在断点续传方面，本发明可以保证在断点续传功能时，不影响正常的显示效果。并且在此基础上，能够通过优化布线达到更好的效果。
附图说明
图1为本发明的驱动方法示意图；
图2为本发明的一种自主通讯协议的芯片的实施例；
图3为图2所示芯片的连接示意图；
图4为本发明的单颗芯片驱动分区示意图；
图5为本发明的驱动局部示意图；
图6为本发明的一种自主通讯协议的芯片的另一种实施例；
图7为图6所示芯片的连接示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例公开一种Mini-LED动态背光单线驱动方法，支持断点续传，如图1所示，本方法通过设计PCB走线，对电源和地走线进行特殊布局，实现单层PCB板的走线，以及芯片的设计。如图1所示，Mini-LED包括m行n组芯片，本实施例中每组芯片包括x列，每列对应一个分区，即每组包括x个分区，m、n、x均为自然数。
信号从每行第1组开始，分别对应芯片的分区进行传输，传递到每个分区对应的芯片，并以此为基准复制m行，从而实现芯片行数*芯片列数*分区数的区域划分，本实施例为方便说明以8个分区驱动的芯片为例，即实现8*n*m个区域划分，实际应用中分区数x可设置为任意值。在芯片上设置自主通讯协议，使芯片支持断点续传功能，保证行信号在断点出现后不影响后续芯片的显示功能，分区仍能调光。
如图1所示，本发明涉及到一种单层PCB板设计方法，通过将电源VDD和地GND进行插指型布局，即通过将电源线和地线交替排布，实际中体现为：电源线—地线—电源线排布。通过这种方法，保证所有信号线没有交点，达到减少PCB层数的目的，进而节约PCB板成本。其中，在插指型布局中，VDD和GND的间距由芯片和分区灯珠的大小决定，通过插指型布局还可以有效减小跳线带来的干扰以及极大的利用PCB板的空间。
本实施例驱动方法以图1为例，以8个分区驱动芯片，每行设计到n块芯片，根据芯片数量分为n组，每组对应8列不同分区，即每行存在8*n个分区，分区和芯片的电源VDD均与插指型VDD相连，芯片的地GND与穿过芯片底部的GND相连。以第1行为基础结构，设计出后续的m行，构成一个使用了m*n块芯片构成的8*m*n块分区调光模块。
如图1所示，本发明涉及到的芯片采用自主通讯协议芯片支持断点续传功能，每行驱动只需要输入主输入信号和断点续传输入信号两个输入信号，主输入信号用于正常显示信号，断点续传输入信号用于断点续传时使用的辅输入信号，主输出信号和断点续传输出信号均输入连接下一块芯片，用于信号的传递和断点续传功能。
图2所示是本实施例涉及到的具有自主通讯协议的芯片的一种实例，包括8个分区驱动的芯片，芯片的1~8号PIN脚为OUT0~OUT7输出端口，16号PIN脚为数据输入脚SIN，15号PIN脚为断点续传输入脚ASIN，14号PIN脚为电源VDD，13号为地GND，12号PIN脚为断点续传输出脚ASOUT，11号PIN脚为数据输出脚SOUT，9~10号PIN脚悬空。该芯片为支持断点续传功能8通道驱动芯片，采用单线程通讯协议，同时断点续传功能保证在单点意外损坏的情况下不影响后续的数据传输及显示。
图3为若干如图2所示芯片的连接示意图，所述芯片根据功能和本实施例涉及的PCB板布线方式，芯片的电源VDD均向上接至上方VDD，芯片地GND则与穿过芯片的GND相接。在同一行的芯片中，只需要最左端芯片，即每行首颗芯片接收输入数据SIN和断点续传数据ASIN，首颗芯片的输出数据SOUT和断点续传输出数据ASOUT发送至该行下一个芯片的输入数据SIN端和断点续传数据ASIN端，并依次传递至每行最后一个芯片，即如图3所示，每一行芯片的数据输出引脚和断点续传输出引脚与下一级芯片的数据输入引脚和断点续传数据输入引脚连接。
图4所示为本实施例中单颗芯片驱动分区示意图，在芯片与芯片连接之后，每颗芯片驱动8个显示分区，分别对应芯片的OUT0~OUT7共八输出端口，具体为输出端口OUT0驱动分区1，输出端口OUT1驱动分区2，输出端口OUT2驱动分区3，……，输出端口OUT7驱动分区8。应用时，通过控制芯片的输入信号进而控制每个分区的亮度，每个分区的电源与下方电源VDD相连接，以减小间隔的空间。
图5所示为本实施例芯片驱动局部示意图，芯片1表示第1行第1组的芯片，其外接输入数据信号SIN和断点续传信号ASIN，并输出对应的分区1-8信号，对应第1行第1-8列的分区，即图5中的分区1-1至分区1-8。芯片1的输出数据引脚SOUT和断点续传输出数据引脚SAOUT输出连接下一颗芯片的输入引脚SIN和断点续传输入数据引脚ASIN，进而控制第2组的芯片的显示分区9-16，即图5中的分区1-9至分区1-16；直到每行最后一颗芯片，最后一颗芯片控制的每行显示最后的分区为8n。后面每行的显示均与第一行相同，实现不同行列的控制。
本实施例提出的一种支持断点续传的Mini-LED动态背光单线驱动方法，通过对自主通讯协议的芯片涉及，以及PCB板的布局，实现了节约系统成本，提高系统稳定性的目的，自助通讯协议的芯片能够保证在驱动能力提高的情况下，增加断点续传功能，保证后续芯片的正常工作。
实施例2
本实施例在支持断点续传的MINI-LED动态背光单线驱动时，芯片对分区的连接和驱动方式与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例所述芯片的引脚设计与实施例1不同。
图6所示是本实施例涉及到的具有自主通讯协议的芯片，该芯片有8个分区驱动的芯片，1~8号PIN脚为OUT0~OUT7输出端口，16号PIN脚为断点续传输入脚ASIN，15号PIN脚为电源VDD，14号PIN脚为数据输入脚SIN，13号为地GND，12号PIN脚为数据输出脚SOUT。本实例通过将SOUT跨芯片传递实现断点续传功能。
图7所示为本实施例芯片间连接示意图，芯片根据功能和本方法涉及的PCB板布线方式，芯片的电源VDD均向上接至上方VDD，芯片地GND则与穿过芯片的GND相接。每行芯片在连接时，每颗芯片的数据输出脚SOUT连接改行下一颗芯片的数据输入脚SIN；除每行首颗芯片，芯片的数据输入脚SIN还与下一颗芯片的断点续传输入脚ASIN连接。
在本实施例中，芯片对分区的驱动与实施例1相同，不同之处在于芯片的引脚设计，本实施例通过将芯片输出信号SOUT跨芯片传递，实现断点续传输出ASIN的输入。
综上所述，本发明如说明书和附图说明，完成实际样片的制作并且经过多次使用测试，通过多次试验测试验证该芯片架构能达到预期的目的和效果，其实际性能和功效毋庸置疑。上述内容中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
以上实施方式仅为本发明的优选实施方式，应当认识到，这些描述只是说明性的，而非限制性的。凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，利用本发明所设计内容做出的更改或修饰的等效实例，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种Mini-LED驱动方法，其特征在于，对驱动芯片分区，每个驱动芯片对应X列不同的分区，X为大于零的整数；每个分区根据驱动芯片的输出信号驱动工作，实现每个分区亮度的控制；
驱动芯片的输出信号包括主信号和辅信号，主信号用于系统正常时信号显示，辅信号用于系统发生断点时，实现断点续传时信号显示。
2.根据权利要求1所述的一种Mini-LED驱动方法，其特征在于，驱动芯片的电源连接端和接地端进行插指型布局，且接地端从驱动芯片下方走线，实现信号线之间无交点。
3.根据权利要求2所述的一种Mini-LED驱动方法，其特征在于，所述驱动芯片的输入端包括数据输入引脚和断点续传数据输入引脚，所述驱动芯片的输出端包括数据输出引脚和断点续传输出引脚。
4.根据权利要求3所述的一种Mini-LED驱动方法，其特征在于，驱动芯片级联时，数据输出引脚和断点续传输出引脚与下一级驱动芯片的数据输入引脚和断点续传数据输入引脚连接。
5.根据权利要求2所述的一种Mini-LED驱动方法，其特征在于，所述驱动芯片的输入端包括数据输入引脚和断点续传数据输入引脚，所述驱动芯片的输出端包括数据输出引脚。
6.根据权利要求5所述的一种Mini-LED驱动方法，其特征在于，驱动芯片级联时，数据输出引脚与下一级芯片的数据输入引脚连接，除首级芯片，驱动芯片的数据输入引脚还与下一级芯片的断点续传输入脚连接。
7.根据权利要求4或6所述的一种Mini-LED驱动方法，其特征在于，所述驱动芯片使用私有通信协议。
8.一种显示系统，其特征在于，包括m行n列驱动芯片，系统根据每行驱动芯片数量分为n组，每组驱动芯片分为X列分区，X为大于零的整数；驱动芯片驱动各分区显示元件，实现每个分区亮度的控制；
驱动芯片之间级联连接实现显示信号的传输，所述显示信号包括正常显示的主信号和发生断点时用于断点续传的辅信号。
9.根据权利要求8所述的一种显示系统，其特征在于，控制卡控制输入主信号和辅信号至每行首颗驱动芯片，每颗驱动芯片输出主信号至下一级驱动芯片的输入主信号，每颗驱动芯片输出辅信号至下一级驱动芯片的输入辅信号。
10.根据权利要求8所述的一种显示系统，其特征在于，控制卡控制输入主信号和辅信号至每行首颗驱动芯片，每颗驱动芯片输出主信号至下一级驱动芯片的输入主信号和再下一级驱动芯片的输入辅信号。
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