CN212061813U - 一种显示模组、显示白板和智能黑板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种显示模组、显示白板和智能黑板，属于显示技术领域。针对现有技术中存在的显示模组背光控制结构复杂，成本高，无法实现不同显示区域的背光分别控制，本实用新型提供了一种显示模组，包括显示模块、TFT驱动模块和主控芯片；显示模块包括LED阵列，TFT驱动模块包括TFT阵列和驱动电路，LED阵列中LED灯珠与TFT驱动模块中TFT晶体管的栅极电阻串联，主控芯片连接TFT驱动模块的驱动电路，主控芯片通过TFT驱动模块的驱动电路驱动显示模块的LED阵列，进而控制显示模组的背光；本显示模组可应用在显示白板中，所述显示白板与书写板拼接为智能黑板，使用方便，应用中实现区域显示亮度的控制，结构简单，成本低。

Description

一种显示模组、显示白板和智能黑板

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，更具体地说，涉及一种显示模组、显示白板和智能黑板。

背景技术

随着智能黑板，显示一体机在学校和产业中的应用越来越广泛，随之而来的显示功耗上升，由于智能黑板主要在办公、教学等环境中使用，智能黑板的尺寸一般都比较大且使用时间比较长，在智能黑板没有显示需求的情况下，大尺寸的显示屏长时间点亮，会带来较高的功率损耗，产生不必要的资源浪费。

同时，由于显示屏的偏光危害以及显示面板的蓝光危害对未来青少年的成长已经产生了越来越大的威胁，近视率和散光等眼部疾病的发病率也越来越高，具有关数据显示，青少年尤其是中小学生，近视发病率已高达60％。智能黑板在便利了教学的基础上，如何尽可能的减少长期注视电子屏对眼睛带来的危害，需要从显示技术解决。在智能黑板没有显示需求时，关闭背光，减少电子屏发光对眼睛产生的危害，也进而减少了显示屏的功率损耗，节约了能源。

中国专利申请一种显示屏的背光自动调节装置，申请号201720271328.6，公开日2020年2月21日，公开了一种显示屏的背光自动调节装置，包括LCM模组、设置在电路板上的处理器和背光控制模块；LCM模组连接处理器和背光控制模块，处理器连接背光控制模块；所述LCM模组检测环境光的亮度并输出对应的光强数据给处理器，处理器根据光强数据输出PWM脉冲信号，背光控制模块根据PWM脉冲信号调整LCM模组的背光亮度。控制显示屏在不同强弱的环境光下自动调节其背光亮度，使背光亮度与环境光匹配以减小对眼睛和身体的伤害，为用户自动提供最佳的背光亮度；从而解决了现有显示屏的背光亮度不能随着环境光的亮度变化而改变的问题。该发明使用背光控制模块根据脉冲信号调整液晶模组的背光亮度，单独设置背光控制模块，背光模块驱动脉冲信号控制，且无法实现不同显示区域的背光控制，实用价值不高。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的显示模组背光控制结构复杂，成本高，无法实现不同显示区域的背光分别控制，本实用新型提供了一种显示模组、显示白板和智能黑板，它通过一颗主控芯片与驱动电路连接，显示数据同时点亮LED灯珠，对显示模组进行背光控制，结构简单，成本低廉，使用方便，适于广泛应用。

2.技术方案

本实用新型的目的通过以下技术方案实现。

一种显示模组，包括显示模块、TFT驱动模块和主控芯片；显示模块包括LED阵列，TFT驱动模块包括TFT阵列和驱动电路，LED阵列中LED灯珠与TFT驱动模块中TFT晶体管的栅极电阻串联，主控芯片连接TFT驱动模块的驱动电路。

主控芯片的控制功能十分常见，但现有技术中芯片的控制主要应用在数据的显示，编码解码等数据处理方面。而显示模组的背光控制通过单独的背光模块连接时钟等信号驱动。本实用新型的显示模组，直接将主控芯片与TFT驱动模块连接，在主控芯片对显示模组显示内容控制同时进行背光控制，结构简单，易于实现，成本低，适于广泛应用。

更进一步的，所述主控芯片为海思811芯片。海思811芯片是是华为海思推出的旗舰型显示器芯片，功能丰富性能稳定，用于控制显示器的数据显示。本实用新型将海思811芯片的控制功能用于显示模组的LED灯点亮，实现显示模组背光的动态驱动，无需设置额外的背光模块，结构十分简单，模组使用效率高，显示效果更好。

更进一步的，所述LED阵列和TFT阵列大小均为M行*N列，M、N为大于0的整数。显示模块通过LED阵列进行数据的显示，LED阵列的LED灯珠与TFT阵列的TFT晶体管对应设置。当有显示需求时，显示模块LED阵列的LED灯珠由TFT驱动模块的TFT晶体管对应驱动点亮。

更进一步的，TFT驱动模块的驱动电路包括扫描线路和信号线路，TFT晶体管的栅极连接扫描线路，TFT晶体管的源极连接信号线路。TFT晶体管可以理解为一个开关器件，其由TFT驱动电路驱动打开或关闭。扫描线路连接TFT晶体管的栅极，决定TFT晶体管是否连通，信号线路连接TFT晶体管的源极，对电容进行充电。当信号线路和扫描线路同时接收到激励电压时，TFT晶体管的栅极电阻阻值降低接近零，TFT晶体管的源极和漏极导通，对应LED灯点亮；当激励电压小时，TFT晶体管断开，LED灯珠熄灭，存储电容保持充电电压到下一个扫描周期。

一种显示白板，包括所述的一种显示模组，显示白板还包括显示面板玻璃，显示面板玻璃设置在显示模组上。显示模组上设置显示面板玻璃，对显示模组起保护作用，玻璃板为白玻、青玻或灰玻。同时在显示面板玻璃表面做AG处理，减少玻璃的眩光和反射，提高显示白板的显示效果。

更进一步的，显示白板还包括控制模块，所述控制模块包括触控板、逻辑板和外设，触控板、逻辑板和外设均与显示模组的主控芯片连接。显示白板在使用过程中，显示模组由控制模块控制显示，控制模块的触控板提供触控信号给显示模组，唤醒显示模组点亮，逻辑板传输显示数据给显示模组。

更进一步的，显示白板还包括用于供电的电源模块和用于播放音频的音响模块，电源模块和音响模块均与显示模组的主控芯片连接。显示白板通过电源模块供电；显示白板还设有音响模块，当使用中有音频播放需求时，通过音响模块播放。

更进一步的，所述控制模块的外设包括按键和遥控头。根据使用需求，显示白板还连接按键和遥控头，通过按键键入信息，丰富显示白班的功能，遥控头对显示白板无线控制。

更进一步的，所述按键通过USB接口与显示模组的主控芯片连接，所述遥控头通过红外与显示模组的主控芯片无线连接。

一种智能黑板，包括所述的一种显示白板，还包括书写板，书写板与显示屏拼接。显示白板与书写板结合，形成一个智能黑板，在有显示需求时，智能黑板的显示白板部分通过主控芯片驱动点亮，用户观看时有许多地方实际上是不需要显示或空白区域，正常的智能黑板背光无法调节，只能通过液晶屏的作用屏蔽背光来实现暗光，但是因为液晶屏不能完全屏蔽所有的光源，这部分暗光实际上还是会有一定灰阶。本实用新型通过将不显示部分的背光直接关闭，只有当智能黑板有显示需求时，才点亮需要显示坐标处LED灯珠，不仅加大灰阶多重显示，还能大大降低智能黑板的整体功耗。在没有显示需求时，智能黑板可作为普通的黑板使用，结构简单，便于使用者使用。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

本实用新型显示模组通过主控芯片连接TFT驱动模块，显示模组在显示时才点亮要显示坐标的LED灯珠，实现显示模组的部分点亮，模组结构简单，易于实现，避免了无内容显示时显示模组的无效启动。

在智能黑板等大尺寸显示白板中应用，部分点亮功能大大减少了显示模组的功耗，更节约能源。在教学环境中使用，将无效显示部分的光源降低到接近于零，减少电子显示屏给眼睛带来的偏光危害、蓝光危害等不良影响，实现节省能耗和护眼的效果。本实用新型制作工艺简单，只需一颗海思811芯片即可实现，成本低廉。在TFT驱动模块中使用TFT阵列对LED阵列控制，将背光LED控制细分到单颗灯珠的控制，进而实现区域显示亮度的控制，运行效率高速度快。

附图说明

图1为本实用新型显示模组硬件结构示意图；

图2为本实用新型显示白板硬件结构示意图；

图3为本实用新型显示模组中LED阵列背光控制电路；

图4为本实用新型显示模组中LED阵列中单个LED灯珠和栅极控制电路图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本实用新型作详细描述。

实施例1

本实施例涉及一种显示模组，如图1所示，所述显示模组包括主控芯片、显示模块和TFT驱动模块，TFT驱动模块连接同时与主控芯片和显示模块连接。显示模块包括LED阵列，TFT驱动模块包括TFT阵列和驱动电路，LED阵列中LED灯珠与TFT驱动模块中TFT晶体管的栅极电阻串联，主控芯片连接TFT驱动模块的驱动电路。

本实施例显示模组中的主控芯片为海思811芯片，主控芯片海思811设置在主板电路上，由主板电路和海思811芯片共同运行整个设备。将海思811芯片的控制功能用于显示模组，实现显示模组背光的动态控制，结构简单，控制效率高。

如图3所示显示模组LED阵列控制电路图，LED阵列由M行*N列的LED灯珠形成，M、N均为大于零的整数。LED阵列的每一行并联连接TFT驱动模块中驱动电路的扫描线路，LED阵列的每一列并联连接TFT驱动模块中驱动电路的信号线路。

TFT阵列和LED阵列大小相同，由M行*N列的TFT晶体管形成，M、N均为大于零的整数，TFT阵列的TFT晶体管由TFT驱动模块中的驱动电路驱动。TFT晶体管可以理解为开关，每一个TFT晶体管对应控制LED阵列中的每一个LED灯珠的点亮，有显示需求时，主控芯片发送控制指令给TFT驱动模块，TFT驱动模块的驱动电路根据指令控制需要点亮坐标的TFT晶体管连通，TFT晶体管驱动点亮LED灯珠，显示模组显示数据。

每一个LED灯珠都有一个如图4所示的灯珠和栅极控制电路。所述TFT驱动模块的驱动电路包括扫描线路和信号线路，信号线路和扫描线路共同控制LED阵列。TFT晶体管的栅极连接扫描线路，TFT晶体管的源极连接信号线路。LED灯珠与栅极电阻串联，LED灯珠还并联存储电容。

LED阵列通过外部激励电压驱动显示，当某个灯珠需要点亮时，该坐标点的扫描线路和信号线路同时给予激励电压，栅极电阻的阻值降到接近于零，对应LED灯珠点亮。栅极电阻是标准电阻，在电容的激励下电阻内的弹片位置会发生改变，在电容大的时候弹片到固定位置栅极电阻阻值变为零，当电容逐渐减小的时候弹片逐渐回弹，电阻随之升高，直到完全脱离接触弹片，则电阻到无穷大。

扫描线路连接TFT晶体管的栅极，决定TFT晶体管是否连通，信号线路连接TFT晶体管的源极，对电容进行充电。当信号线路和扫描线路同时接收到激励电压时，TFT晶体管的栅极电阻阻值降低接近零，TFT晶体管的源极和漏极导通，对应LED灯点亮；当激励电压小时，TFT晶体管断开，LED灯珠熄灭，存储电容保持充电电压到下一个扫描周期。

实施例2

本实施例涉及一种显示白板，所述显示白板包括如实施例1中所述的一种显示模组。

如图2所示显示白板的硬件结构，本实施例显示白板还包括控制模块，所述控制模块包括触控板、逻辑板、外设、电源模块和音响模块，触控板、逻辑板、外设、电源模块和音响模块均与显示模组的主控芯片连接。

触控板通过4针USB接口连接主控芯片，触控板接收触控信号在显示白板显示以及通过触控板发送触控指令，如唤醒显示模组等。逻辑板为TCON逻辑板，逻辑板通过使用6针12V的供电线以及50针图像数据线与主控芯片连接，逻辑板通过图像数据线将信号转换为图像输入信号通过主控芯片发送给显示模组，输入信号包括数据信号、时钟信号或控制信号。电源模块用于供电，电源模块与主控芯片由16针背光控制和电源线连接，电源模块对TFT驱动模块使用交流220V电压供电。音响模块通过4针喇叭线与主控芯片连接，音响模块用于播放音频，由左声道和右声道组成，当使用中有音频播放需求时，通过音响模块播放。

外设包括按键和红外遥控头，按键可以快速输入数据或指令给显示白板，红外遥控头远程遥控显示白板的启动关闭或切换，外设增加显示白板的互动功能，所述按键通过USB接口与显示模组的主控芯片连接，所述红外遥控头通过红外线与显示模组的主控芯片无线连接传输控制信号。

本实施例显示白板在使用时，电源模块对显示白板供电，外设控制显示白板打开或关闭等交互，触摸板和逻辑板传输显示数据等信号给显示模组。显示模组接收到动态显示指令时，主控芯片开始工作。

显示模组的背光在没有显示时处理关闭状态，显示画面处于全黑色状态，TFT驱动模块停止供电，显示模组的液晶分子处于无序排列阶段，显示屏玻璃为遮蔽状态，虽然此时触控模组及电脑主机均处于开机界面状态，但是光源无法穿透显示玻璃，可以理解为显示模组处于待机黑屏状态。

当用户触摸显示屏或通过例如鼠标、键盘或遥控器等输入外设对智能黑板进行操控使其需要进行部分点亮时，主控芯片海思811驱动背光光源电路点亮有需求坐标的灯珠，主控芯片根据显示指令驱动显示模组的TFT驱动模块，显示白板中的根据要显示内容的坐标驱动对应位置TFT阵列的TFT晶体管连通，驱动TFT驱动模块给需要点亮的像素供电，显示模组的液晶开始有序进行螺旋形阵列，光线通过显示模组的液晶面板，并通过红绿蓝颜色过滤片，显示出所需要的图形图案或文字类型。不需要显示区域坐标中的TFT晶体管保持断开状态，其对应LED灯珠保持熄灭。

本实用新型通过主控芯片控制显示模组的背光光源以及TFT驱动模块，实现显示屏的部分点亮功能，制作工艺简单，只需要增加一颗海思811主控芯片，成本低廉。由于显示模组由用户唤醒启动背光显示，在不需要使用的时候显示模组处于黑色状态，大大降低显示模组的运行功耗。

实施例3

本实施例涉及一种智能黑板，所述智能黑板包括如实施例2所述的一种显示白板。

智能黑板还包括书写板，书写板与显示屏拼接。显示白板与书写板结合，形成一个智能黑板，在有显示需求时，智能黑板的显示白板部分直接通过主控芯片点亮，用户观看时有许多地方实际上是不需要显示或空白区域，正常的智能黑板背光无法调节，只能通过液晶屏的作用屏蔽背光来实现暗光，但是因为液晶屏不能完全屏蔽所有的光源，这部分暗光实际上还是会有一定灰阶。本实用新型通过将不显示部分的背光直接关闭，只有当智能黑板有显示需求时，才点亮需要显示坐标处LED灯珠，不仅加大灰阶多重显示，还能大大降低智能黑板的整体功耗。在没有显示需求时，智能黑板可作为普通的黑板使用，结构简单，便于使用者使用。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本实用新型的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求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。

Claims (10)

1.一种显示模组，其特征在于，包括显示模块、TFT驱动模块和主控芯片；显示模块包括LED阵列，TFT驱动模块包括TFT阵列和驱动电路，LED阵列中LED灯珠与TFT驱动模块中TFT晶体管的栅极电阻串联，主控芯片连接TFT驱动模块的驱动电路。

2.根据权利要求1所述的一种显示模组，其特征在于，所述主控芯片为海思811芯片。

3.根据权利要求1所述的一种显示模组，其特征在于，所述LED阵列和TFT阵列大小均为M行*N列，M、N为大于0的整数。

4.根据权利要求1所述的一种显示模组，其特征在于，TFT驱动模块的驱动电路包括扫描线路和信号线路，TFT晶体管的栅极连接扫描线路，TFT晶体管的源极连接信号线路。

5.一种显示白板，其特征在于，包括任意一项如权利要求1-4所述的显示模组，显示白板还包括显示面板玻璃，显示面板玻璃设置在显示模组上。

6.根据权利要求5所述的一种显示白板，其特征在于，显示白板还包括控制模块，所述控制模块包括触控板、逻辑板和外设，触控板、逻辑板和外设均与显示模组的主控芯片连接。

7.根据权利要求5所述的一种显示白板，其特征在于，显示白板还包括用于供电的电源模块和用于播放音频的音响模块，电源模块和音响模块均与显示模组的主控芯片连接。

8.根据权利要求6所述的一种显示白板，其特征在于，所述控制模块的外设包括按键和遥控头。

9.根据权利要求8所述的一种显示白板，其特征在于，所述按键通过USB接口与显示模组的主控芯片连接，所述遥控头通过红外与显示模组的主控芯片无线连接。

10.一种智能黑板，其特征在于，包括任意一项如权利要求5-9所述的一种显示白板，还包括书写板，书写板与显示屏拼接。

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