CN114267304B - 一种Mini-LED背光模组及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种Mini‑LED背光模组及其驱动方法，用于实现分区调光。本申请实施例方法包括：一种Mini‑LED背光模组的驱动方法，其特征在于，所述Mini‑LED背光模组包括：在基板上m行n列阵列排布的m*n个调光分区，所述调光分区设置一个发光元件；其中：行方向或列方向相邻的x个所述发光元件共阴极，所述m或所述n为所述x的整数倍。每个调光分区中设置一个发光元件用以实现分区调光，与一个调光分区中设置多个发光元件相比，提高了打件良率，降低了实现成本。

Description

一种Mini-LED背光模组及其驱动方法

技术领域

本申请实施例涉及Mini-LED背光领域，尤其涉及一种Mini-LED背光模组及其驱动方法

背景技术

LED(lightingemittingdiode)即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。Mini-LED定义为：芯片尺寸介于50～200μm之间的LED器件。Mini-LED背光作为当前最新的液晶(LCD)背光技术，在LED产业的高速发展助力下，Mini-LED背光凭借其高亮度、高对比度、分区调光以及低功耗等优点迅速成为显示屏背光技术的热门技术。Mini-LED背光技术通常采用蓝色芯片搭配转色材料实现白色背光，再结合液晶面板实现画面显示；具有局域调光技术，能够通过精细分区，对整体画面进行动态调光，从而实现高动态对比度。

目前市场上的Mini-LED背光灯板大都采用512、1152分区调光的方案，每个调光分区采用4颗LED灯或者9颗LED灯的设计。以1152分区每个分区4颗LED灯方案为例，一块灯板就要使用4608颗LED灯，这样的设计方案就导致了每块Mini-LED背光灯板上使用的LED灯珠数量较多。

但是，每个调光分区使用LED灯的数量越多，容易造成Mini-LED背光灯板成本越高。

发明内容

本申请实施例提供了一种Mini-LED背光模组及其驱动方法，能够在一个调光分区中使用一个发光元件实现分区调光。

本申请实施例提供了一种Mini-LED背光模组及其驱动方法，包括：在基板上m行n列阵列排布的m*n个调光分区，所述调光分区设置一个发光元件；其中：行方向或列方向相邻的x个所述发光元件共阴极，所述m或所述n为所述x的整数倍。

可选地，每个所述发光元件的阳极焊盘为T型焊盘，所述发光元件的共阴极焊盘为x个T型焊盘形成的城墙型焊盘。

可选地，每个所述发光元件的阳极焊盘在相同位置设置有走线开孔。

可选地，所述m*n个调光分区分为y个走线区域，同一走线区域内每个所述发光元件的共阴极焊盘在相同位置上设置有走线开孔，且不同所述走线区域内所述发光元件的共阴极焊盘的走线开孔位置不相同。

可选地，所述m*n个调光分区分为3个走线区域，第一所述走线区域内每个所述发光元件的共阴极焊盘在所述共阴极焊盘左侧设置有所述走线开孔；

第二所述走线区域内每个所述发光元件的共阴极焊盘在所述共阴极焊盘中部设置有所述走线开孔；

第三所述走线区域内每个所述发光元件的共阴极焊盘在所述共阴极焊盘右侧设置有所述走线开孔。

可选地，每个所述调光分区在所述基板上占据的面积相同。

可选地，所述基板上设置有显示模块；

所述发光元件的共阴极焊盘通过走线与主控芯片相连，所述主控芯片用于根据所述显示模块的显示亮度需求向所述发光元件的阴极输入与所述显示亮度对应的控制信号。

可选地，

个所述发光元件的阳极通过级联同一时刻开关。

可选地，所述Mini-LED背光模组包括：在基板上m行n列阵列排布的m*n个调光分区，所述调光分区设置一个发光元件；其中：行方向或列方向相邻的x个所述发光元件共阴极，所述m或所述n为所述x的整数倍；

所述方法包括：对所述Mini-LED背光模组执行x次扫描以配合显示模块显示一帧画面，其中所述显示模块设置于所述基板之上；

每次扫描时，确定共阴极的x个所述发光元件中需要点亮的目标发光元件；

同时向所述目标发光元件的阳极输入阳极电信号；

根据所述显示模块的显示亮度需求，向所述目标发光元件的阴极输入阴极电信号，以点亮所述目标发光元件。

可选地，所述向所述目标发光元件的阴极输入阴极电信号之前，所述方法还包括：

根据所述显示模块的显示亮度需求，确定所述阴极电信号的大小。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例中，每个调光分区中设置一个发光元件用以实现分区调光，与一个调光分区中设置多个发光元件相比，降低了实现成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的Mini-LED背光模组的一个结构示意图；

图2为本申请实施例公开的Mini-LED背光模组的一个调光分区示意图；

图3为本申请实施例公开的Mini-LED背光模组的一个焊盘示意图；

图4为本申请实施例公开的Mini-LED背光模组的一个开孔示意图；

图5为本申请实施例公开的Mini-LED背光模组的一个焊盘开孔示意图；

图6为本申请实施例公开的Mini-LED背光模组的一个背部走线示意图；

图7为本申请实施例公开的Mini-LED背光模组的一个发光元件接线示意图；

图8为本申请实施例公开的Mini-LED背光模组的一个驱动方法示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

近年来，Mini-LED背光凭借其高亮度、高对比度、分区调光以及低功耗等优点迅速成为显示屏背光技术的热门技术，各大厂商均在布局研发Mini-LED背光技术。目前市场上使用的Mini-LED背光技术均是在一个调光风区中使用4个或9个发光元件，这时就需要在一个调光分区中安装4个或9个发光元件，这样将大大增加安装的难度，打件的良率也会降低。更重要的是，每个调光分区使用发光元件的数量越多，容易造成Mini-LED背光灯板成本越高。以14寸灯板，1152调光分区为例，现有常规设计为每分区4颗LED灯珠，4颗LED灯珠均匀分布在分区内，一共需要4608颗LED灯珠。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种Mini-LED背光模组，在每一个调光分区中使用一个发光元件，下面请参阅图1、图2及图3：

本申请实施例提供的一种Mini-LED背光模组中，Mini-LED背光模组的主要结构是：在其基板上存在m行n列阵列排布的m*n个调光分区，每个调光分区设置一个发光元件。可以理解的是，该调光分区指的是可调整其显示亮度的一个分区，且每个调光分区的亮度显示可以相同也可以不同，具体此处不做限定。每个调光分区的大小一般是与该基板上的显示模块显示的画面相对应，并且调光分区的大小一般是固定的。该显示模块可以是显示屏或投影屏，具体此处不做限定。在该Mini-LED背光模组中：从行方向或列方向上相邻的x个发光元件共阴极，可以理解的是，一般只在行方向和列方向中的一个方向上相邻的x个发光元件共阴极；该发光元件共阴极指的是，多个发光元件的阴极相连为同一个，而多个发光元件的阳极分别独立。在这里，发光元件共阴极一般不会存在重复的发光元件共阴极，例如存在6个发光元件横向排布，若前3个发光元件共阴极了，则第3个发光元件不会再和第4个发光元件共阴极。为了扫描时更加准确，m或n为x的整数倍。可以理解的是，若在行方向上共阴极，则m为x的整数倍，若在列方向上共阴极，则n为x的整数倍。该发光元件一般为发光二极管或LED灯珠，为了方便理解，在下面的申请实施例中可以将其称为Mini-LED芯片。

下面以14寸灯板，1152调光分区为例，提出一种Mini-LED背光模组的阵列Array设计方案。每个调光分区的尺寸为6.45(H)*7.25(V)mm，每个调光分区内有两个对立的“T”型焊盘用于焊接Mini-LED芯片的阳极和阴极。其中，1152个调光分区的阳极焊盘相互独立，每3个横向相邻调光分区的阴极为1组，即每3个横向相邻调光分区的Mini-LED芯片共阴极，可视为1个焊盘，共384个焊盘。这些焊盘会通过过孔连接到基板的背面，然后走线到芯片打线Bonding区(由于实际走线空间及布局的原因，共设计了4个Bonding区)连接驱动板。其中，每个Mini-LED芯片的阳极焊盘为T型焊盘，Mini-LED芯片的共阴极焊盘为3个T型焊盘形成的城墙型焊盘。每个Mini-LED芯片的T型阳极焊盘顶部长度为6mm，顶部宽度为1.82mm，底部宽度为3mm。每个Mini-LED芯片的城墙型共阴极焊盘底部长度为18.9mm，底部宽度为1.62mm，倒T字顶部为3mm。可以理解的是，为了生产和安装时的方便，一般情况下，每个Mini-LED芯片的阳极焊盘和共阴极焊盘的大小和形状一致。需要注意的是，此处是以1152个调光分区为例进行说明，并不限定Mini-LED背光模组的调光分区的个数为1152个。

本申请实施例中的Mini-LED背光模组提出的Array设计方案为每个调光分区只采用1个发光元件的设计，1152调光分区只需要1152颗发光元件即可实现原有设计4608颗发光元件的功能，大大降低了Mini-LED背光灯板所使用的发光元件数量，降低了Mini-LED背光灯板的成本。可以理解的使，一个调光分区中只安装一个发光元件，安装时更加方便，提高了打件良率。

上面对Mini-LED背光模组的阵列排布进行了说明，下面请参阅图4、图5及图6，对Mini-LED背光模组中焊盘的开孔及走线进行了说明。

本申请实施例中的Mini-LED背光模组，为了让走线时更加方便，需要对Mini-LED背光模组中焊盘的开孔位置进行一定的限定，在根据开孔位置进行合理的走线布线。每个发光元件的阳极焊盘在相同位置设置有走线开孔。可以理解的是，在Mini-LED背光模组中，每个发光元件对应的阳极焊盘是独立分布的，为了生产和走线的方便，一般情况下，一般将所有发光元件对应的阳极焊盘在相同的位置上开孔，可以在T型顶部的左侧开孔或者在T型顶部的右侧开孔，具体此处不做限定。优选的是，在T型顶部的左侧开孔。

而对于Mini-LED背光模组中发光元件的共阴极焊盘，一般需要分区进行开孔。m*n个调光分区分为y个走线区域。可以理解的是，每个走线区域的大小可以相同也可以不同，具体此处不做限定。优选的是，每个走线区域的大小相同，即将m*n个调光分区按比例分为y个走线区域。在同一个走线区域内的每个发光元件的共阴极焊盘在相同位置上设置有走线开孔，且不同走线区域内发光元件的共阴极焊盘的走线开孔位置不相同。可以理解的是，若将m*n个调光分区分为2个走线区域时，若第一个走线区域中所有发光元件的共阴极焊盘均在左侧开孔，则第二个走线区域中所有发光元件的共阴极焊盘一般均在中部或右侧开孔。

以1152个调光分区为例，可以将1152个调光分区分为3个走线区域，第一个走线区域内每个发光元件的共阴极焊盘在共阴极焊盘左侧设置有走线开孔；第二个走线区域内每个发光元件的共阴极焊盘在共阴极焊盘中部设置有走线开孔；第三走线区域内每个发光元件的共阴极焊盘在共阴极焊盘右侧设置有走线开孔。可以理解的是，该3个走线区域是从上到下均匀分布的。Mini-LED背光模组中，灯板的上方1/3位置(即第一个走线区域)的共阴极焊盘开孔位置设计在共阴极焊盘的第一个子焊盘的中心，灯板的中间1/3位置(即第二个走线区域)的共阴极焊盘开孔位置设计在共阴极焊盘的第二个子焊盘的中心，灯板的下方1/3位置(即第三个走线区域)的阴极焊盘开孔位置设计在共阴极焊盘的第三个子焊盘的中心。由于走线过多，空间有限，过孔都是以VIAInPad的形式开在焊盘上的。可以理解的是，在本申请实施例的Mini-LED背光模组中，为了使走线更加准确，每个调光分区在基板上占据的面积相同。同时，每个调光分区的大小和形状也相同。在走线时，所有的阳极焊盘在左侧走线，上方第一个走线区域的共阴极焊盘在第一子焊盘走线到左侧，中间第二个走线区域的共阴极焊盘在第二子焊盘走线到左侧，下方第三个走线区域的共阴极焊盘在第三子焊盘走线到左侧，再汇集到Bonding区。根据Mini-LED背光模组中焊盘的开孔位置，可以使其布线时更加方便合理，能有效减少搭线、走线混乱的情况。

可以理解的是，Mini-LED背光模组的基板上方设置有显示模块，该显示模块可以为显示屏或投影屏，具体此处不做限定。一般来说，该显示模块固定在基板上方，且该显示模块的形状大小与该基板相近似。发光元件的共阴极焊盘通过走线与主控芯片相连，主控芯片根据显示模块的显示亮度需求向发光元件的阴极输入与显示亮度对应的控制信号。可以理解的是，该主控芯片的类型可以有多种，32个接口的主控芯片或64个接口的主控芯片，具体此处不做限定。该主控芯片的一个接口与一个共阴极焊盘相连，每个接口可分别向阴极输入控制信号。

还可以理解的是，在m*n个调光分区中x个发光元件共阴极，为了控制每一组共阴极焊盘上相对应的阳极同时导通或关闭，将

个发光元件的阳极通过级联同一时刻开关。具体的为，若多个调光分区中每3个相邻的发光元件共阴极，则每一个共阴极焊盘对应有3个阳极焊盘，此时可以通过级联，把每个共阴极焊盘对应的第一个阳极焊盘接通，即同时打开每个共阴极焊盘的第一个阳极。

上面对Mini-LED背光模组进行了描述，下面对Mini-LED背光模组的驱动方法进行详细描述，请参阅图7及图8。

本申请实施例提供了一种Mini-LED背光模组的驱动方法，其中，该Mini-LED背光模组与上述类似，具体此处不再赘述。基于Mini-LED背光模组对该Mini-LED背光模组的驱动方法进行描述，下面请参阅图8：

本申请实施例中的Mini-LED背光模组需要执行x次扫描以配合显示模块显示一帧画面，通过扫描进行驱动其分区调光。Mini-LED背光模组的驱动板中设置有控制程序，控制每次扫描全部调光分区的多少，对Mini-LED背光模组执行x次扫描以配合显示模块显示一帧画面。每次扫描的速度很快，人眼感觉不到扫描的存在，只会观察到x次扫描中每次扫描点亮的发光元件。显示模块设置在基板的上面，基板中的每个调光分区根据显示模块显示的画面需求确定每次扫描时对应发光元件的亮度。

可以理解的时，x次扫描指的是每次扫描全部调光分区中的1/x，扫描频率为1/x，x可以是3或6，精准控制每个调光分区的亮暗，通过级联，实际上每次扫描会控制所有调光分区的1/3或1/6。并且每次扫描只接通每个共阴极发光元件相同位置的阳极，驱动板接通每次扫描级联的阳极，并控制主控芯片接通所有的共阴极。

801、确定共阴极的x个发光元件中需要点亮的目标发光元件；

驱动板确定共阴极的x个发光元件中需要点亮的目标发光元件。可以理解的是，共阴极对应位置的阳极已通过级联实现其同步开关，驱动板确定每次扫描时，存在哪些发光元件需点亮，将其作为目标发光元件。

可以理解的是，驱动板每次扫描时控制每个共阴极焊盘上相同位置发光元件点亮。具体的，若存在每相邻3个发光元件共阴极，可以将这3个发光元件理解为一组发光元件；且每一帧画面需要3次扫描，每次扫描基板上的1/3发光元件。则第一次扫描时，接通每组共阴极上的第一个阳极，即点亮每组发光元件的第一个发光元件；第二次扫描时，接通每组共阴极上的第二个阳极，即点亮每组发光元件的第二个发光元件；第三次扫描时，接通每组共阴极上的第三个阳极，即点亮每组发光元件的第三个发光元件。

802、同时向目标发光元件的阳极输入阳极电信号；

在一次扫描中，驱动板向这次扫描需点亮的目标发光元件对应的阳极输入阳极电信号。该电信号为电流信号或电压信号，具体此处不做限定。在这一次扫描中，每个共阴极焊盘对应相同位置的阳极会同时接通。具体的，若每个共阴极焊盘均对应存在3个阳极，则每次扫描同时接通每个共阴极焊盘对应的第一个阳极或第二个阳极或第三个阳极。

803、根据显示模块的显示亮度需求，向目标发光元件的阴极输入阴极电信号，以点亮所述目标发光元件。

驱动板与显示模块相连，当显示模块需要显示画面时，可以预先获取与该画面需求对应的每个调光分区的亮度，根据显示模块的显示亮度需求，确定每个调光分区中发光元件的阴极电信号的大小。

驱动板将该阴极信号发送给主控芯片，每次扫描时，主控芯片根据显示模块的显示亮度需求，向目标发光元件的阴极输入阴极电信号，以点亮目标发光元件。可以理解的是，显示模块的显示亮度需求是根据显示的画面来确定的，比如画面的某一部分需要高亮，则这一部分对应的多个调光分区需要显示得更亮。

下面以1152个调光分区为例对Mini-LED背光模组的驱动方法进行说明，下面请参阅图7，将发光元件具体为LED，本申请实施例公开的Mini-LED背光模组的一个发光元件接线图。

LED阳极信号共分为SW1～SW12，SW1控制第1,4,7,10列，SW2控制第2,5,8,11列，SW3控制第3,6,9,12列，以此类推，SW4～SW12控制其余各列，其中SW1/SW4/SW7/SW10，SW2/SW5/SW8/SW11，SW3/SW6/SW9/SW12通过级联是同时开关的。可以理解的是，3个发光元件共阴极，且通过级联同时开关每组共阴极中对应位置的阳极。

LED阴极信号共分为384组(DX1_1～DX1_64…DX6_1～DX6_64)，每行相邻3个LED为1组，384组分别由6颗主控芯片IC控制(6*64)。可以理解的是，每颗主控芯片有64个接口，且每个接口分别与一个共阴极焊盘相连，可以向共阴极焊盘发送阴极信号。

每次扫描时，级联的LED阳极信号同时接通，而主控芯片发送的阴极信号则根据画面需要调节LED亮度和工作时长，从而达到分区调光的功能。可以理解的是，LED的亮度可以通过阳极信号和阴极信号形成的导通电压的大小进行调节，通过调节导通电压调节工作时长。

本申请实施例中，扫描频率远高于液晶LCD刷新频率，侧入式背光亮度只有200到300，使用本申请实施例可以调节到600到1000，故可以配合LCD实现超高对比度和高亮度显示。并且，在不影响灯板性能(不减少分区及降低亮度)的同时减少Mini-LED背光灯板使用的LED数量。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种Mini-LED背光模组，其特征在于，包括：在基板上m行n列阵列排布的m*n个调光分区，所述调光分区设置一个发光元件；其中：行方向或列方向相邻的x个所述发光元件共阴极，所述m或所述n为所述x的整数倍；

每个所述发光元件的阳极焊盘为T型焊盘，所述发光元件的共阴极焊盘为x个T型焊盘形成的城墙型焊盘；

所述m*n个调光分区分为y个走线区域，同一走线区域内每个所述发光元件的共阴极焊盘在相同位置上设置有走线开孔，且不同所述走线区域内所述发光元件的共阴极焊盘的走线开孔位置不相同。

2.根据权利要求1所述的Mini-LED背光模组，其特征在于，每个所述发光元件的阳极焊盘在相同位置设置有走线开孔。

3.根据权利要求1所述的Mini-LED背光模组，其特征在于，所述m*n个调光分区分为3个走线区域，第一所述走线区域内每个所述发光元件的共阴极焊盘在所述共阴极焊盘左侧设置有所述走线开孔；

第二所述走线区域内每个所述发光元件的共阴极焊盘在所述共阴极焊盘中部设置有所述走线开孔；

第三所述走线区域内每个所述发光元件的共阴极焊盘在所述共阴极焊盘右侧设置有所述走线开孔。

4.根据权利要求1所述的Mini-LED背光模组，其特征在于，每个所述调光分区在所述基板上占据的面积相同。

5.根据权利要求1所述的Mini-LED背光模组，其特征在于，所述基板上设置有显示模块；

所述发光元件的共阴极焊盘通过走线与主控芯片相连，所述主控芯片用于根据所述显示模块的显示亮度需求向所述发光元件的阴极输入与所述显示亮度对应的控制信号。

6.根据权利要求1所述的Mini-LED背光模组，其特征在于，

个所述发光元件的阳极通过级联同一时刻导通或关闭。

7.一种Mini-LED背光模组的驱动方法，其特征在于，所述Mini-LED背光模组包括：在基板上m行n列阵列排布的m*n个调光分区，所述调光分区设置一个发光元件；其中：行方向或列方向相邻的x个所述发光元件共阴极，所述m或所述n为所述x的整数倍；

每个所述发光元件的阳极焊盘为T型焊盘，所述发光元件的共阴极焊盘为x个T型焊盘形成的城墙型焊盘；

所述m*n个调光分区分为y个走线区域，同一走线区域内每个所述发光元件的共阴极焊盘在相同位置上设置有走线开孔，且不同所述走线区域内所述发光元件的共阴极焊盘的走线开孔位置不相同；

所述方法包括：对所述Mini-LED背光模组执行x次扫描以配合显示模块显示一帧画面，其中所述显示模块设置于所述基板之上；

每次扫描时，确定共阴极的x个所述发光元件中需要点亮的目标发光元件；

同时向所述目标发光元件的阳极输入阳极电信号；

根据所述显示模块的显示亮度需求，向所述目标发光元件的阴极输入阴极电信号，以点亮所述目标发光元件。

8.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述向所述目标发光元件的阴极输入阴极电信号之前，所述方法还包括：

根据所述显示模块的显示亮度需求，确定所述阴极电信号的大小。

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