一种LED模块、模组及电子设备的制作方法

一种led模块、模组及电子设备
技术领域
1.本实用新型涉及led技术领域，尤其涉及一种led模块、模组及电子设备。


背景技术：

2.led发光二极管，简称为led，是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光。
3.多个led发光二极管构成点阵，可用于照明、显示或红外触控等电子设备。这类电子设备通常是由多个模块化的结构(即led模块)组成的，各模块均有其自身的驱动电路，各模块的驱动电路均与电子设备的主控制器连接，实现对各模块的驱动。随着电子设备的尺寸越来越大，led模块数量增多，连接主控制器与各led模块的走线也越来越多，这无疑增大了布线压力，甚至会出现线路间的短接，造成驱动异常。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种led模块、模组及电子设备，能够减少主控制器与行驱动器之间的走线数量，减少主控制器与各led模块之间的走线的总数量，降低布线压力，提高设备的稳定性。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种led模块，包括：
6.led点阵，所述led点阵包括多个led发光二极管；
7.行驱动器，所述行驱动器的输入端与主控制器连接，所述行驱动器的输出端与所述led点阵的行驱动电路连接；
8.列驱动器，所述列驱动器的输入端与所述主控制器连接，所述列驱动器的输出端与所述led点阵的列驱动电路连接；
9.所述行驱动器包括复位信号输入管脚，所述行驱动器的复位信号输入端连接一恒定的电平，所述恒定的电平对于所述行驱动器的复位信号输入端为无效的使能信号，所述行驱动器响应于来自所述主控制器，且数据位全为零的数据信号复位。
10.可选的，所述列驱动器包括多个加权地址输入管脚和使能管脚；
11.所述加权地址输入管脚与所述主控制器的加权地址输出管脚连接，所述使能管脚与所述主控制器的使能信号输出管脚连接。
12.可选的，所述列驱动器包括多个输出管脚，所述led点阵的每一列包括列驱动电路，所述列驱动电路的输出端与所述列驱动电路对应的一列led发光二极管的第一电极连接；
13.所述列驱动电路的输入端与对应的一个所述输出管脚连接。
14.可选的，所述恒定的电平由所述行驱动器的电源提供，所述行驱动器的复位信号输入管脚与所述行驱动器的电源连接。
15.可选的，所述行驱动器还包括串行数据输入管脚和时钟信号输入管脚；
16.所述串行数据输入管脚与所述主控制器的数据输出管脚连接，所述时钟信号输入
管脚与所述主控制器的时钟信号输出管脚连接。
17.可选的，所述行驱动器包括多个选通信号输出管脚，所述led点阵的每一行包括行驱动电路，所述行驱动电路的输入端与对应的一个所述选通信号输出管脚连接，所述行驱动电路的输出端与所述行驱动电路对应的一列led发光二极管的第二电极连接。
18.可选的，所述行驱动电路包括第一电阻和开关晶体管；
19.所述第一电阻的第一端与所述行驱动器的一个选通信号输出管脚连接，所述第一电阻的第二端与所述开关晶体管的控制端连接；
20.所述开关晶体管的第一端与所述行驱动电路对应的一行led发光二极管的阴极连接，所述开关晶体管的第二端接地。
21.可选的，所述列驱动电路包括第二电阻和三极管；
22.所述第二电阻的第一端与所述列驱动器的一个输出管脚连接，所述第二电阻的第二端与所述三极管的基极连接；
23.所述三极管的发射极与所述led点阵的电源连接，所述三极管的集电极与所述列驱动电路对应的一列led发光二极管的阳极连接。
24.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种模组，包括主控制器和多个如本实用新型第一方面提供的led模块；
25.所述主控制器分别与所述led模块中的行驱动器和列驱动器连接。
26.第三方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括至少一个如本实用新型第二方面提供的模组。
27.本实用新型实施例提供的led模块，包括行驱动器、列驱动器和led点阵。行驱动器和列驱动器分别与主控制器连接，行驱动器与led点阵连接，列驱动器与led点阵连接。行驱动器包括复位信号输入管脚，复位信号输入管脚连接一恒定的电平vf，电平vf对于行驱动器的复位信号输入管脚为无效的使能信号，行驱动器响应于来自主控制器，且数据位全为零的数据信号复位，使得主控制器与行驱动器之间无需再设置复位线传输复位信号，当多个led模块组成电子设备时，减少了主控制器与各led模块之间的走线的总数量，降低了布线压力，提高了设备的稳定性。
附图说明
28.下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
29.图1为现有技术的一种led模块的结构示意图；
30.图2为本实用新型实施例提供的一种led模块的结构示意图；
31.图3为本实用新型实施例提供的一种led点阵的连接示意图；
32.图4为图2中列驱动器的连接示意图；
33.图5为图2中行驱动器的连接示意图；
34.图6为本实用新型实施例提供的一种模组的结构示意图。
具体实施方式
35.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实
施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
38.图1为现有技术的一种led模块的结构示意图，如图1所示，现有的led 模块通常采用集成式数字逻辑ic搭建行列驱动电路，包括行驱动器12、列驱动器13和led点阵14。
39.其中，led点阵14包括多个呈阵列布置的led发光二极管。主控制器11 分别与行驱动器12和列驱动器13连接，行驱动器12和列驱动器13与led点阵14连接。具体的，主控制器11通过时钟信号线、数据线和复位线与行驱动器 12连接，向行驱动器12发送时钟信号clk、数据信号dat和复位信号mr。
40.具体的，主控制器11向列驱动器发出驱动信号，以让led点阵14中的某一列led发光二极管上电，同时，主控制器11向行驱动器13发出数据信号 dat和时钟信号clk。时钟信号clk为脉冲信号，在时钟信号clk的第一个导通段将数据信号dat中第一个led发光二极管的数据传输到该列led发光二极管的第一个led发光二极管，使第一个led发光二极管发光，在时钟信号 clk的第二个导通段将数据信号dat中第二个led发光二极管的数据传输到该列led发光二极管的第二个led发光二极管，使第二个led发光二极管发光，以此类推，直至该列led发光二极管的最后一个led发光二极管发光。然后，主控制器11向行驱动器12发送复位信号，将行驱动器12复位，为点亮下一列led发光二极管做准备，在复位后，重新向行驱动器12发送下一列led 发光二极管的数据信号，主控制器11控制下一列led发光二极管上电，点亮下一列led发光二极管，以此类推，直至整个led点阵14被点亮。
41.如上所述，主控制器11需要通过复位线与行驱动器12连接，而主控制器 11与行驱动器12是分离设计的，随着电子设备的尺寸越来越大，模块数量增多，连接主控制器与各模块的走线也越来越多，这无疑增大了布线压力。
42.针对上述问题，本实用新型实施例提供了一种led模块，图2为本实用新型实施例提供的一种led模块的结构示意图，如图2所示，该led模块包括行驱动器120、列驱动器130和led点阵140。该led模块可以是用于显示的 led模块或用于红外触控的led模块，本实用新型实施例在此不做限定，具体的，当led模块用于显示时，led发光二极管包括红、绿、蓝三原色的led发光二极管，当led模块用于红外触控时，led发光二极管包括红外发射二极管。
43.行驱动器120和列驱动器130分别与主控制器110连接，行驱动器120与 led点阵140连接，列驱动器130与led点阵140连接。
44.行驱动器120包括复位信号输入管脚，如图2所示，复位信号输入管脚连接一恒定的电平vf，电平vf对于行驱动器120的复位信号输入管脚为无效的使能信号。
45.具体的，主控制器110向列驱动器130发出驱动信号，以让led点阵140 中的某一列led发光二极管上电，同时，主控制器110向行驱动器120发出数据信号dat和时钟信号clk。时钟信号clk为脉冲信号，在时钟信号clk的第一个导通段将数据信号dat中第一个led发光二极管的数据传输到该列 led发光二极管的第一个led发光二极管，使第一个led发光二极管发光，在时钟信号clk的第二个导通段将数据信号dat中第二个led发光二极管的数据传输到该列led发光二极管的第二个led发光二极管，使第二个led发光二极管发光，以此类推，直至该列led发光二极管的最后一个led发光二极管发光。
46.在图2所示的实施例中，由于复位信号输入管脚连接参考电平vf，使复位信号输入管脚mr无效，即复位信号输入管脚mr不再接收复位信号，可以通过主控制器110向行驱动器120发送一段数据位全为零的数据信号，对行驱动器120进行复位。在复位后，主控制器110重新向行驱动器120发送下一列led 发光二极管的数据信号，主控制器110控制下一列led发光二极管上电，点亮下一列led发光二极管，以此类推，直至整个led点阵140被点亮。
47.通过将复位信号输入管脚连接一恒定的参考电平vf，参考电平vf对于行驱动器120的复位信号输入管脚为无效的使能信号。使得主控制器110与行驱动器120之间无需再设置复位线传输复位信号，当多个模块组成电子设备时，减少了主控制器110与各模块之间的走线的总数量，降低了布线压力，提高了设备的稳定性。
48.本实用新型实施例提供的led模块，包括行驱动器、列驱动器和led点阵。行驱动器和列驱动器分别与主控制器连接，行驱动器与led点阵连接，列驱动器与led点阵连接。行驱动器包括复位信号输入管脚，复位信号输入管脚连接一恒定的参考电平vf，参考电平vf对于行驱动器的复位信号输入管脚为无效的使能信号，行驱动器响应于来自主控制器，且数据位全为零的数据信号复位，使得主控制器与行驱动器之间无需再设置复位线传输复位信号，当多个led 模块组成电子设备时，减少了主控制器与各led模块之间的走线的总数量，降低了布线压力，提高了设备的稳定性。
49.图3为本实用新型实施例提供的一种led点阵的连接示意图，图4为图2 中列驱动器的连接示意图，图5为图2中行驱动器的连接示意图，在本实用新型的一些实施例中，行驱动器120的型号为74hc164，列驱动器130的型号为74hc138。
50.如图3所示，led点阵140为4行
×
6列的点阵。led点阵140的每一列包括列驱动电路141，即存在6个列驱动电路141，led点阵140的每一行包括行驱动电路142，即存在4个行驱动电路142。
51.如图4所示，列驱动器130包括多个加权地址输入管脚a0-a2、使能管脚 cs1-cs3、多个输出管脚y0-y7。加权地址输入管脚a0-a2与主控制器110的加权地址输出管脚连接。示例性的，使能管脚cs1、cs2为低电平有效，使能管脚cs1、cs2与主控制器110的使能信号输出管脚连接，使能管脚cs3为高电平有效，使能管脚cs3与列驱动器130的电源vcc连接，始终维持高电平。
52.列驱动电路141的输入端与列驱动器130中对应的一个输出管脚连接。列驱动电路
141的输出端与列驱动电路141对应的一列led发光二极管的第一电极连接。示例性的，在本实用新型实施例中，第一电极为led发光二极管的阳极。
53.示例性的，如图4所示，6个列驱动电路141分别与列驱动器130的y0-y5 管脚连接。
54.如图5所示，行驱动器120包括串行数据输入管脚a和b、时钟信号输入管脚clk、复位信号输入管脚mr和多个选通信号输出管脚q0-q7。其中，复位信号输入管脚mr为低电平有效。行驱动器120的复位信号输入管脚mr与行驱动器120的电源vcc连接。即参考电平vf为电源vcc，复位信号输入管脚mr高电平无效，因此，使复位信号输入管脚mr始终无效，即复位信号输入管脚mr不再接收复位信号。针对此种情况，可以通过主控制器110向行驱动器120发送一段数据位全为零的数据信号，对行驱动器120进行复位。
55.串行数据输入管脚a和b连接在一起，并与主控制器110的数据输出管脚连接，时钟信号输入管脚clk与主控制器110的时钟信号输出管脚连接。4个行驱动电路142的输入端分别与选通信号输出管脚q0-q3连接，行驱动电路142 的输出端与行驱动电路142对应的一列led发光二极管的第二电极连接。示例性的，在本实用新型实施例中，第二电极为led发光二极管的阴极。
56.当主控制器110的使能信号输出管脚输出低电平时，列驱动器130开始工作，列驱动器130接收主控制器110输入的3为二进制加权地址输入(a0-a2)，提供8个互斥的低电平有效的输出信号(y0-y7)，即其中一个输出管脚输出有效的低电平信号时，其余的7个输出管脚输出无效的高电平信号。
57.示例性的，主控制器110输出使列驱动器130的a0-a2的输入全为低电平时，y0输出低电平信号，y1-y7均输出高电平信号。第一列的列驱动电路141 响应于y0的低电平信号工作，使得该列led发光芯片的阳极上电。
58.主控制器110向行驱动器120发出第一列led发光二极管的数据信号dat 和时钟信号clk。时钟信号clk为脉冲信号，在时钟信号clk的第一个导通段，行驱动器120的选通信号输出管脚q0输出低电平，其余选通信号输出管脚输出高电平。第一行的行驱动电路142被选通，数据信号dat中第一个led发光二极管的数据传输到第一列第一行的led发光二极管，使第一列第一行的 led发光二极管发光。在时钟信号clk的第二个导通段，行驱动器120的选通信号输出管脚q1输出低电平，其余选通信号输出管脚输出高电平。第二行的行驱动电路142被选通，数据信号dat中第二个led发光二极管的数据传输到第一列第二行的led发光二极管，使第一列第二行的led发光二极管发光。以此类推，直至第一列第四行的led发光二极管发光。
59.在对第一列led发光二极管点亮后，主控制器110输出使列驱动器130的 a0、a1的输入为低电平，a2的输入为高电平时，y1输出低电平信号，y0、y2
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y7均输出高电平信号。第二列的列驱动电路141响应于y1的低电平信号工作，使得该列led发光芯片的阳极上电。
60.主控制器110输出一段数据位全为零的数据信号，列驱动器130响应于该数据位全为零的数据信号而复位。主控制器110向行驱动器120发出第二列led 发光二极管的数据信号dat。如此，依次点亮第二列led发光二极管的各led 发光二极管。以此类推，直至整个led点阵140被点亮。
61.在本实用新型的一些实施例中，行驱动电路包括第一电阻和开关晶体管，第一电阻的第一端与行驱动器中对应的一个选通信号输出管脚连接。示例性的，如图3所示，以第
一行的行驱动电路142为示例，行驱动电路142包括第一电阻 r11和开关晶体管q11。第一电阻r11的第一端与行驱动器120的选通信号输出管脚q0连接，第一电阻r11的第二端与开关晶体管q11的控制端连接。开关晶体管q11的第一端与行驱动电路142对应的一行led发光二极管的阴极连接，开关晶体管q11的第二端接地。
62.当行驱动器120的选通信号输出管脚q0输出有效的低电平信号时，开关晶体管q11导通，数据传输到第一行led发光二极管的阴极，若此时某一列led 发光二极管处于上电状态，则该列中的第一个led发光二极管被点亮。
63.在本实用新型的一些实施例中，列驱动电路包括第二电阻和三极管，第二电阻的第一端与列驱动器中对应的一个输出管脚连接。示例性的，如图4所示，以第一列的列驱动电路141为示例，列驱动电路141包括第二电阻r01和三极管 q01，第二电阻r01的第一端与列驱动器130的输出管脚y0连接，第二电阻 r01的第二端与三极管q01的基极连接。三极管q01的发射极与led点阵140 的电源vcc连接，三极管q01的集电极与列驱动电路141对应的一列led发光二极管的阳极连接。
64.当列驱动器130的输出管脚y0输出有效的低电平信号时，三极管q01开始工作，且工作在放大状态，使得第一列led发光二极管处于上电状态，且三极管q01的集电极电流被放大。若此时某一行的行驱动电路142被选通，则该行中的第一个led发光二极管被点亮。
65.本实用新型实施例还提供了一种模组，图6为本实用新型实施例提供的一种模组的结构示意图，如图6所示，模组包括主控制器和多个如本实用新型前述任意实施例所述的led模块。主控制器与各led模块中行驱动器和列驱动器的连接关系可以参考本实用新型前述实施例中主控制器与行驱动器和列驱动器的连接关系，本实用新型实施例在此不再赘述。
66.模组由电路及安装结构确定的，并具有显示或红外触控功能的组成电子设备的独立单元。简单说就是为便于组装，出厂的半成品通常是以模组形式提供的，将多个led模块和主控制器做在一起。
67.本实用新型实施例提供的模组具有与本实用新型前述实施例所述的led模块相同的效果，本实用新型实施例在此不再赘述。
68.本实用新型实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括至少一个如本实用新型前述实施例提供的模组。
69.示例性的，该电子设备可以是led显示屏或红外触控屏，本实用新型实施例在此不做限定。
70.电子设备包括显示区域aa和非显示区域ba(即边框)。在led显示屏中，模组设置于显示区域aa内，用于显示，主控制器设置于非显示区域ba内。在红外触控屏中，模组和主控制器均设置于红外触控屏的非显示区域ba，模组用于发射红外光，形成光网，当有触摸物时，触摸物会对光线造成遮挡，在被遮挡的区域，红外接收管接收不到红外光或者只能接收到很弱的红外光，根据x方向和y方向的红外接收管的信号采样值可定位出触摸物的坐标。
71.本实用新型实施例提供的电子设备具有与本实用新型前述实施例所述的 led模块相同的效果，本实用新型实施例在此不再赘述。
72.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。
73.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
74.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
75.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。