CN117456912A

CN117456912A - 一种微型led数字数据驱动电路

Info

Publication number: CN117456912A
Application number: CN202311790899.7A
Authority: CN
Inventors: 陈廷仰; 廖志洋; 谢玉轩; 谢超宇
Original assignee: Yuchuang Semiconductor Shenzhen Co ltd
Current assignee: Yuchuang Semiconductor Shenzhen Co ltd
Priority date: 2023-12-25
Filing date: 2023-12-25
Publication date: 2024-01-26

Abstract

本发明涉及LED显示的技术领域，公开了一种微型LED数字数据驱动电路，本发明通过新增多工分时驱动部，通过多工分时驱动部与数字数据驱动部的结合，以令一个子像素与一个多工分时部来构成一个像素的组合来替代传统设计中的三个子像素来构成一个像素的组合，可以节省原有设计中两个子像素的面积，解决了现有技术中在脉冲宽度调制驱动的RGB式微型LED数字数据驱动电路中，一个像素部需要三个子像素实现全彩显示，子像素过多不利于制程微缩的问题。

Description

一种微型LED数字数据驱动电路

技术领域

本发明涉及LED显示技术领域，尤其是一种微型LED数字数据驱动电路。

背景技术

Micro LED（微型发光二极管）的发光波长及发光效率与其电流相关，在不同灰阶下不能实现一致的色域表现，且在低灰阶显示时其发光效率低落，因此相较于其他显示屏的定电压驱动方式，Micro LED显示屏一般会使用定电流驱动。

目前，在主动矩阵式数字脉冲宽度调制Micro-LED中一般包含像素部、数字数据驱动部、扫描驱动部、发光驱动部和定电流驱动部，其中，在像素部的任意一个像素内，会有多个子像素分别负责不同的光原色，以RGB像素为例，一个像素内会有R（红）、G（绿）、B（蓝）三个子像素组成一个像素以达到全彩显示的效果。

在现有技术中，在像素部内任意一个像素均需要三个子像素，子像素过多不利于制程微缩，难以满足VR显示应用中对微米级像素的微缩需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型LED数字数据驱动电路，旨在解决现有技术中在脉冲宽度调制驱动的RGB式微型LED数字数据驱动电路中，一个像素部需要三个子像素实现全彩显示，子像素过多不利于制程微缩的问题。

本发明是这样实现的，本发明提供一种微型LED数字数据驱动电路，包括：

像素部、扫描驱动部、数字数据驱动部、发光驱动部、多工分时驱动部；

所述像素部包括若干LED，所述LED包括分别发出红光、绿光以及蓝光的三个微型LED；

所述扫描驱动部用于向所述像素部逐行发送驱动信号，令所述数字数据驱动部能够逐行向所述像素部写入灰阶数字数据，所述灰阶数字数据用于控制所述微型LED的亮度；

所述发光驱动部用于在各个显示帧内依次传输发光时钟信号，所述发光时钟信号用于控制所述微型LED的发光时间；

所述多工分时驱动部用于产生多工分时信号并传输至所述像素部，所述像素部中设置有静态随机存取存储器和RGB多路复用器，所述多工分时信号用于在不同的显示帧内连通对应的微型LED使所述微型LED在对应的显示帧连通发光，所述RGB多路复用器用于将一帧分为三子帧，从而实现所述像素部的全彩显示。

还包括定电流参考部，所述定电流参考部用于提供稳定的电流参考值，确保所述像素部的亮度一致性。

优选地，所述像素部的任意一个显示帧由三个子显示帧组成。

优选地，三个子显示帧分别具有对应的R/G/B 颜色。

优选地，三个子显示帧分别具有对应的R/G/B 数据。

本发明提供了一种微型LED数字数据驱动电路，具有以下有益效果：

1、本发明通过新增多工分时驱动部，通过多工分时驱动部与数字数据驱动部的结合，以令一个子像素与一个多工分时部来构成一个像素的组合来替代传统设计中的三个子像素来构成一个像素的组合，可以节省原有设计中两个子像素的面积，解决了现有技术中在脉冲宽度调制驱动的RGB式微型LED数字数据驱动电路中，一个像素部需要三个子像素实现全彩显示，子像素过多不利于制程微缩的问题。

2、由于本发明设计中只需要原有设计中的三分之一的子像素面积，而子像素是通过数字数据驱动部来控制的，因此数字数据驱动部也仅需原有设计的三分之一的通道，减少了数字数据驱动部的面积需求。

3、在本发明中，多工分时驱动部与像素部之间的连接仅需一条通道，而在传统方式中，需要在定电流参考部和像素部之间设置三条通道，本发明采用的方法节省了连接通道。

附图说明

图1是本发明实施例提供的脉冲宽度调制驱动的RGB式微型LED数字数据驱动电路的结构示意图；

图2是传统设计中的脉冲宽度调制驱动的RGB式微型LED数字数据驱动电路的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的脉冲宽度调制驱动的RGB式微型LED数字数据驱动电路的RGB控制原理示意图；

图4是传统设计中的脉冲宽度调制驱动的RGB式微型LED数字数据驱动电路的RGB控制原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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发明和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

参照图1、图2、图3、图4所示，为本发明提供较佳实施例。

本发明提供了一种微型LED数字数据驱动电路，包括：

发光驱动部、像素部、扫描驱动部、多工分时驱动部、定电流参考部、数字数据驱动部。

具体地，在现有的脉冲宽度调制驱动的RGB式微型LED数字数据驱动电路中，通常具有像素部、数字数据驱动部、扫描驱动部、发光驱动部以及定电流参考部，将现有设计与本发明中的设计进行对比，不难看出，本发明与现有设计中的区别之处在于，本发明新增了一个多工分时驱动部。

更具体地，现有设计中的不足之处在于，像素部中一个像素需要三个子像素来分别负责不同的光原色，以得到通过三个子像素的组合来实现全彩显示的效果。

需要说明的是，三原色是指红色（Red）、绿色（Green）和蓝色（Blue），通常用于描述光的颜色。在光学和色彩理论中，三原色被认为是可以通过不同程度的混合来产生所有其他颜色的基本颜色，红色、绿色和蓝色是一种加法混色模型，也称为RGB模型，在RGB模型中，通过调节红、绿、蓝三个通道的亮度和强度，可以产生各种不同的颜色。

具体地，在RGB式Micro LED显示屏的像素部中，每一个像素均由R/G/B 微型LED进行显示，任意一个R/G/B 微型LED均由三个较小的微型LED组成，这三个微型LED分别用于显示红光、绿光以及蓝光，基于三原色的原理，通过对各个微型LED的调整，R/G/B 微型LED可以实现全彩显示。

更具体地，像素部中设置有静态随机存取存储器和RGB多路复用器，RGB多路复用器用于将一帧分为三子帧，像素部包含n行*m列个像素，像素包含数据储存部，有N-bit 静态随机存取存储器(SRAM)可以储存数字数据驱动部传输来的N-bit像素灰阶数据，以及偏压控制部可以藉由偏压VB控制该像素的微型LED电流大小IB，以及发光控制部可以接收发光驱动部传输来的N个发光时钟信号EM_N可与数据储存部的N-bit灰阶数据联集控制像素的发光时间。

基于上述的描述，不难看出，为了令R/G/B 微型LED实现全彩显示，需要对R/G/B微型LED中各个微型LED分别进行操作，而每一个微型LED该展示何种程度的光，决定于其接收到的信号，也就是说，为了实现对R/G/B 微型LED的全彩显示控制，需要对R/G/B 微型LED传输控制三个微型LED的信号，每一个信号控制一个子像素。

本发明的目的在于，通过新增多工分时驱动部，令多工分时驱动部与数字数据驱动部进行配合，从而实现以一个子像素和一个多工分时部的组合来实现一个像素的全彩显示，与传统设计中需要三个子像素来实现一个像素的全彩显示，本发明的设计显然可以大幅减少像素部的最小面积需求。

需要说明的是，多工分时部用于实现多路复用和分时传输的功能，它将输入的多个信号按照特定的时序和顺序进行切换和传输，使得多个信号可以共享同一个通道或资源，从而提高资源利用率和传输效率，多工分时部通根据控制信号的指示，选择特定的输入信号进行传输。它可以在不同的时间段或时隙上，将不同的输入信号切换到输出通道上，实现多路复用和分时传输的效果。

具体地，扫描驱动部用于跟随R/G/B frame的传输向像素部逐行发送驱动信号G[1]~G[m]，令数字数据驱动部能够逐行向像素部写入灰阶数字数据，灰阶数字数据来自数字数据驱动部对图像源信号的解码与转换，灰阶数字数据用于控制Micro LED的亮度。

更具体地，多工分时驱动部用于产生多工分时信号RGB_MUX<3:1>并传输至像素部，多工分时信号RGB_MUX<3:1>用于在不同的R/G/B frame连通对应的R/G/B 微型LED，使R/G/B 微型LED在对应的R/G/B frame连通发光。

更具体地，发光驱动部用于在R/G/B frame依次传输EM_1[1:m]~EMN[1:m]个发光时钟信号，发光时钟信号用于产生像素部的发光时间，以控制像素部在一帧内的平均亮度。

更具体地，定电流参考部用于提供稳定的电流参考值，确保Micro LED的亮度一致性。

基于上述的描述，可以看出，通过多工分时驱动部的控制，按照特定的时序和顺序激活每个子像素，并通过数据驱动的转换和控制，可以实现每个像素的全彩显示，通过合理的调节子像素的亮度和颜色值，可以呈现出各式各样的图像和色彩，实现高质量的全彩显示效果。

优选地，像素部中的任意一个像素包括一个子像素和一个多工分时部。

优选地，像素部的任意一个显示帧由三个子显示帧R/G/B Frame组成，三个子显示帧R/G/B Frame分别具有对应的R/G/B VB，三个子显示帧R/G/B Frame分别具有对应的R/G/B data。

参阅图4，具体地，在传统设计中，为了实现RGB全彩显示，相对应的数字数据驱动部需有3*n*N bits个通道传送到给n行的像素部，像素里有R/G/B各N bits的数据数据。

更具体地，在一显示帧内，扫描驱动部会传送逐行开启的扫描驱动列信号G[1]~G[m]，让数字数据驱动部逐行写入数字灰阶数据进像素部；发光驱动部会在一根帧内依序传送EM_1[1:m]~EM_N[1:m]个发光时钟信号，发光时钟信号与像素部的数字数据联集即可产生对应的发光时间。像素在一个帧内的发光时间，即可代表一帧内的平均亮度，达到等效上有不同的灰阶亮度。其中一个帧的亮度为L=D[1]*1T+D[2]*2T+D[3]*4T+…D[N]*2^(N-1)T。D[N]为灰阶数字数据，T为最单位时间最小的EM CLK，等于EM_1的时间宽度。

需要说明的是，静态随机存取存储器是一种常见的计算机存储器类型，用于存储和读取数据。与动态随机存取存储器（DRAM）相比，SRAM具有更快的访问速度和更低的功耗，但相对较高的成本和较小的存储密度。

更具体地，本发明中的RGB多路复用器为RGB 3-1 MUX，是一种电路或器件，用于选择和复用RGB（红、绿、蓝）三个输入信号中的一个，并将其输出到单个信号线上。它通常由三个输入端（R、G、B）和一个选择控制端（S）组成。RGB 3-1 MUX的工作原理如下：根据选择控制端（S）的状态，选择其中一个输入信号（R、G、B）并将其传输到输出端。选择控制端（S）可以是一个二进制信号，通过不同的二进制组合，可以选择不同的输入信号进行输出，通过选择控制端的状态，可以选择不同的输入信号进行输出，以实现对图像颜色的控制和处理。

参阅图3，相较于传统设计需要3n*Nbits个通道，在本发明提供的设计中，数字数据驱动部有n*N bits的通道，并将一显示帧分为三个子帧(R/G/B frame)，在个别子帧内，数字数据驱动部会分别给予各别的R/G/B data ，定电流参考部在不同子帧内给予不同的定电流参考篇压VB_R/VB_G/VB_B。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种微型LED数字数据驱动电路，其特征在于，包括：

像素部、扫描驱动部、数字数据驱动部、发光驱动部、多工分时驱动部、定电流参考部；

所述像素部包括若干R/G/B微型LED驱动电路，所述R/G/B微型LED驱动电路可驱动设置在所述R/G/B微型LED驱动电路上分别发出红光、绿光以及蓝光的三个微型LED；

所述多工分时驱动部用于产生多工分时信号并传输至所述像素部，所述像素部中设置有静态随机存取存储器和RGB多路复用器，所述多工分时信号用于在不同的显示帧内连通对应的微型LED使所述微型LED在对应的显示帧连通发光，所述RGB多路复用器用于将一帧分为三子帧，从而实现所述像素部的全彩显示；

所述定电流参考部用于提供稳定的电流参考值，确保所述像素部的亮度一致性。

2.如权利要求1所述的一种微型LED数字数据驱动电路，其特征在于，所述像素部的任意一个显示帧由三个子显示帧组成。

3.如权利要求2所述的一种微型LED数字数据驱动电路，其特征在于，三个子显示帧分别具有对应的R/G/B颜色。

4.如权利要求2所述的一种微型LED数字数据驱动电路，其特征在于，三个子显示帧R/G/B Frame分别具有对应的R/G/B数据。