矩阵式发光二极管背光驱动方法与流程

1.本发明是与发光二极管背光驱动有关，尤其是关于一种矩阵式发光二极管背光驱动方法。


背景技术：

2.一般而言，传统采用发光二极管(led)背光模块的显示器无法实现区域调光功能来优化显示器的画质，并且发光二极管背光驱动电路进行数据传输的布线复杂，导致布线造成的负载(load)较大，严重影响数据传输的速度，造成显示器的显示效果不佳。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提出一种矩阵式发光二极管背光驱动方法，以有效解决现有技术所遭遇到的上述问题。
4.依据本发明的一具体实施例为一种矩阵式发光二极管(led)背光驱动方法。于此实施例中，矩阵式发光二极管背光驱动方法包括下列步骤：(a)将(mxn)个发光二极管驱动电路排列为具有m行发光二极管驱动电路及n列发光二极管驱动电路的(mxn)矩阵，其中m及n均为大于1的正整数；(b)将该n列发光二极管驱动电路中的第一列发光二极管驱动电路所包括的m个发光二极管驱动电路依序串接，并分别将该m行发光二极管驱动电路中的每一行发光二极管驱动电路所各自包括的n个发光二极管驱动电路依序串接；(c)通过第一时脉信号及第二时脉信号将数据信号依序传送至该(mxn)个发光二极管驱动电路；以及(d)于每一个发光二极管驱动电路中，通过加载信号加载数据信号并通过第三时脉信号输出数据信号。
5.于一实施例中，步骤(c)包括：(c1)通过第一时脉信号将数据信号依序传送至第一列发光二极管驱动电路中的该m个发光二极管驱动电路；以及(c2)通过第二时脉信号将第一列发光二极管驱动电路中的每一个发光二极管驱动电路的数据信号各自于相对应的每一行发光二极管驱动电路中的n个发光二极管驱动电路依序传送。
6.于一实施例中，每一个发光二极管驱动电路分别包括一组正反器单元及储存单元，步骤(d)包括：(d1)每一个发光二极管驱动电路通过加载信号将数据信号从该组正反器单元加载至储存单元进行储存。
7.于一实施例中，步骤(d)包括：(d2)每一个发光二极管驱动电路通过第三时脉信号根据储存于储存单元的数据信号产生具有相对应电器特性的输出信号后加以输出。
8.于一实施例中，当同一帧画面的数据信号均已分别传送至该(mxn)个发光二极管驱动电路时，才会开启加载信号。
9.于一实施例中，第一时脉信号的开启时序与数据信号相同。
10.于一实施例中，第一时脉信号与第二时脉信号的开启时序相交错。
11.于一实施例中，当开启第一时脉信号以传送一条线的数据信号后，开启第二时脉信号。
12.于一实施例中，当开启第一时脉信号以传送一位元的数据信号后，开启第二时脉信号。
13.于一实施例中，该(mxn)个发光二极管驱动电路为迷你发光二极管(mini-led)背光驱动集成电路。
14.相较于现有技术，本发明提出一种矩阵式发光二极管背光驱动方法，其可取代传统的发光二极管背光驱动方法而可实现区域调光功能以优化显示器画质，还可大幅简化多个发光二极管驱动电路之间的布线，有效降低布线造成的负载，由此增快数据传输速度并提升显示器的显示效果。
15.关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
附图说明
16.图1为本发明的一较佳具体实施例中的矩阵式发光二极管背光驱动方法的流程图。
17.图2为(mxn)个发光二极管驱动电路呈矩阵排列的示意图。
18.图3为单一个发光二极管驱动电路的内部电路结构的示意图。
19.图4为矩阵式发光二极管背光驱动方法的一实施例的各信号的时序图。
20.图5为矩阵式发光二极管背光驱动方法的另一实施例的各信号的时序图。
21.主要元件符号说明：
22.s10～s16...步骤
23.mx...(mxn)矩阵
24.c1～cm...第一行led驱动电路～第m行led驱动电路
25.r1～rn...第一列led驱动电路～第n列led驱动电路
26.ic11～icmn...led驱动电路
27.load...加载信号
28.ckd...第一时脉信号
29.ckl...第二时脉信号
30.ckp...第三时脉信号
31.dat...数据信号
32.dff...正反器单元组
33.dff1～dffn...正反器
34.su...储存单元
35.pwm...脉宽调变产生单元
36.ccu...电流控制单元
37.out...输出信号
38.d1～d2...二极管
39.dout...输出数据信号
40.cko...输出时脉信号
41.fk...第k帧
42.f(k 1)...第(k 1)帧
43.s20～s28...步骤
44.s30～s41...步骤
具体实施方式
45.现在将详细参考本发明的示范性实施例，并在附图中说明所述示范性实施例的实例。在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
46.依据本发明的一具体实施例为一种矩阵式发光二极管背光驱动方法。于此实施例中，矩阵式发光二极管背光驱动方法是用以驱动显示器的背光模块中呈矩阵排列的多个发光二极管(led)驱动电路，且该多个发光二极管驱动电路可以是迷你发光二极管(mini-led)背光驱动集成电路；换言之，本发明可使用串并联矩阵式排列的多个迷你发光二极管背光驱动集成电路来驱动多个迷你发光二极管，还有晶体管-晶体管逻辑(transistor-transistor logic，ttl)数据传输方法，但不以此为限。
47.如图1所示，图1为此实施例中的矩阵式发光二极管背光驱动方法的流程图。如图1所示，矩阵式发光二极管(led)背光驱动方法可包括下列步骤：
48.步骤s10：将(mxn)个led驱动电路排列为具有m行led驱动电路及n列led驱动电路的(mxn)矩阵，其中m及n均为大于1的正整数；
49.步骤s12：将该n列led驱动电路中的第一列led驱动电路所包括的m个led驱动电路依序串接，并分别将该m行led驱动电路中的每一行led驱动电路所各自包括的n个led驱动电路依序串接；
50.步骤s14：通过第一时脉信号及第二时脉信号将数据信号依序传送至该(mxn)个led驱动电路；以及
51.步骤s16：于每一个led驱动电路中，通过加载信号加载数据信号并通过第三时脉信号输出数据信号。
52.于一实施例中，步骤s14可包括下列子步骤：
53.通过第一时脉信号将数据信号依序传送至第一列驱动电路中的该m个led驱动电路；以及
54.通过第二时脉信号将第一列led驱动电路中的每一个led驱动电路的数据信号各自于相对应的每一行led驱动电路中的n个led驱动电路依序传送。
55.于一实施例中，每一个led驱动电路可分别包括一组正反器单元及储存单元，步骤s16可包括下列子步骤：
56.每一个led驱动电路通过加载信号将数据信号从该组正反器单元加载至储存单元进行储存；以及
57.每一个led驱动电路通过第三时脉信号根据储存于储存单元的数据信号产生具有相对应电器特性的输出信号后加以输出。
58.于实际应用中，当同一帧画面的数据信号均已分别传送至该(mxn)个led驱动电路时，才会开启加载信号。第一时脉信号的开启时序与数据信号相同，并且第一时脉信号与第二时脉信号的开启时序相交错。
59.需说明的是，开启第二时脉信号的时机可以是在开启第一时脉信号以传送一条线的数据信号后，或是在开启第一时脉信号以传送一位元的数据信号后，端视实际需求而定，
并无特定的限制。
60.如图2所示，图2为(mxn)个led驱动电路呈矩阵排列的示意图。如图2所示，该方法是将(mxn)个led驱动电路ic11～icmn排列为具有m行led驱动电路c1～cm及n列led驱动电路r1～rn的(mxn)矩阵mx，其中m及n均为大于1的正整数。
61.接着，该方法将该n列led驱动电路r1～rn中的第一列led驱动电路r1所包括的m个led驱动电路ic11～icm1依序串接，并分别将该m行led驱动电路c1～cm中的每一行led驱动电路所各自包括的n个led驱动电路依序串接，亦即该方法将第一行led驱动电路c1包括的n个led驱动电路ic11～ic1n依序串接、将第二行led驱动电路c2包括的n个led驱动电路ic21～ic2n依序串接、
…
、将第m行led驱动电路cm包括的n个led驱动电路icm1～icmn依序串接。
62.接着，该方法通过第一时脉信号ckd及第二时脉信号ckl将欲显示帧的数据信号dat依序传送至该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn。详细而言，该方法是通过第一时脉信号ckd将数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1，以及通过第二时脉信号ckl将第一列led驱动电路r1中的每一个led驱动电路ic11～icm1的数据信号dat各自于相对应的每一行led驱动电路c1～cm中的n个led驱动电路ic11～ic1n、ic21～ic2n、
…
、icm1～icmn依序传送。
63.举例而言，该方法将在第一列led驱动电路r1中的led驱动电路ic11的数据信号dat于其相对应的第一行led驱动电路c1中的n个led驱动电路ic11～ic1n依序传送、将在第一列led驱动电路r1中的led驱动电路ic21的数据信号dat于其相对应的第二行led驱动电路c2中的n个led驱动电路ic21～ic2n依序传送、将在第一列led驱动电路r1中的led驱动电路ic31的数据信号dat于其相对应的第三行led驱动电路c3中的n个led驱动电路ic31～ic3n依序传送、
…
、将在第一列led驱动电路r1中的led驱动电路icm1的数据信号dat于其相对应的第m行led驱动电路cm中的n个led驱动电路icm1～icmn依序传送。
64.当整个帧的画面的数据信号dat均已分别传送至该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn时，该方法才会开启加载信号load。于该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn的每一个led驱动电路中，该方法通过加载信号load加载数据信号dat并通过第三时脉信号ckp输出数据信号dat。
65.亦如图3所示，图3为单一个led驱动电路的内部电路结构的示意图。如图3所示，以led驱动电路ic11为例，led驱动电路ic11包括k个正反器单元组dff、k个储存单元su、k个脉宽调变产生单元pwm及k个电流控制单元ccu。每个正反器单元组dff均包括n个正反器dff1～dffn。于此实施例中，k＝4，但不以此为限。
66.当整帧的画面的数据信号dat均已分别传送至该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn时，于led驱动电路ic11中，该方法通过加载信号load将数据信号dat从正反器单元组dff加载至储存单元su进行储存。接着，该方法通过脉宽调变产生单元pwm根据第三时脉信号ckp对数据信号dat进行脉宽调变，再通过电流控制单元ccu处理后产生具有相对应电器特性的输出信号out后输出至显示面板进行显示。至于其他led驱动电路ic12～icmn亦可依此类推，于此不另行赘述。
67.如图4所述，图4为矩阵式发光二极管背光驱动方法的一实施例的各信号的时序图。如图4所示，第一时脉信号ckd的开启时序与数据信号dat的开启时序相同，且第一时脉信号ckd的开启时序与第二时脉信号ckl的开启时序相交错。亦即，当第一时脉信号ckd开启
以传送数据信号dat时，第二时脉信号ckl保持关闭状态，直至第一时脉信号ckd传送一条线的数据信号dat完成后，该方法才会关闭第一时脉信号ckd并开启第二时脉信号ckl。
68.详细而言，首先，该方法开启第一时脉信号ckd将第n条线的数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff(步骤s20)。当步骤s20完成后，该方法开启第二时脉信号ckl将在m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff的第n条线的数据信号dat分别往其下方的led驱动电路ic12～icm2传送(步骤s21)。
69.换言之，led驱动电路ic11会将在其正反器单元组dff的第n条线的数据信号dat往其下方的led驱动电路ic12传送、led驱动电路ic21会将在其正反器单元组dff的第n条线的数据信号dat往其下方的led驱动电路ic22传送、led驱动电路ic31会将在其正反器单元组dff的第n条线的数据信号dat往其下方的led驱动电路ic32传送、
…
、led驱动电路icm1将在其正反器单元组dff的第n条线的数据信号dat往其下方的led驱动电路icm2传送。
70.接着，该方法开启第一时脉信号ckd将第(n-1)条线的数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff(步骤s22)。当步骤s22完成后，该方法开启第二时脉信号ckl将在m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff的第(n-1)条线的数据信号dat分别往其下方的led驱动电路传送(步骤s23)。同时，该方法亦会将在m个led驱动电路ic12～icm2的第n条线的数据信号dat分别再往其下方的led驱动电路ic13～icm3传送。
71.例如，led驱动电路ic11将在其正反器单元组dff的第(n-1)条线的数据信号dat往其下方的led驱动电路ic12传送、led驱动电路ic21将在其正反器单元组dff的第(n-1)条线的数据信号dat往其下方的led驱动电路ic22传送、led驱动电路ic31将在其正反器单元组dff的第(n-1)条线的数据信号dat往其下方的led驱动电路ic32传送、
…
、led驱动电路icm1将在其正反器单元组dff的第(n-1)条线的数据信号dat往其下方的led驱动电路icm2传送。
72.同时，led驱动电路ic12会将第n条线的数据信号dat再往其下方的led驱动电路ic13传送、led驱动电路ic22会将第n条线的数据信号dat再往其下方的led驱动电路ic23传送、led驱动电路ic32会将第n条线的数据信号dat再往其下方的led驱动电路ic33传送、
…
、led驱动电路icm2会将第n条线的数据信号dat再往其下方的led驱动电路icm3传送。第(n-2)条线至第三条线的数据信号dat均可依此类推。
73.接着，该方法开启第一时脉信号ckd将第二条线的数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff(步骤s24)。当步骤s24完成后，该方法开启第二时脉信号ckl将在m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff的第二条线的数据信号dat分别往其下方的led驱动电路ic12～icm2传送(步骤s25)。同时，该方法亦将在m个led驱动电路ic1(n-1)～icm(n-1)的第n条线的数据信号dat分别再往其下方的led驱动电路ic1n～icmn传送、将在m个led驱动电路ic1(n-2)～icm(n-2)的第(n-1)条线的数据信号dat分别再往其下方的led驱动电路ic1(n-1)～icm(n-1)传送、
…
、将在m个led驱动电路ic12～icm2的第三条线的数据信号dat分别再往其下方的led驱动电路ic13～icm3传送。
74.接着，该方法开启第一时脉信号ckd将第一条线的数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff(步骤s26)。
75.当步骤s26完成后，此时第k帧画面fk的数据信号dat均已分别传送至该(mxn)个
led驱动电路ic11～icmn，故该方法开启加载信号load，将在该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn中的正反器单元组dff的数据信号dat均加载至其各自的储存单元su进行储存。接着，该方法通过该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn中的脉宽调变产生单元pwm根据第三时脉信号ckp对数据信号dat进行脉宽调变，再通过电流控制单元ccu处理后产生具有相对应电器特性的输出信号out后输出至显示面板进行显示。
76.当第k帧画面fk结束后，将会进入下一帧画面，亦即第(k 1)帧画面f(k 1)，其运作情形可参照前面步骤，步骤s27及步骤s28与前述步骤s20及步骤s21相同，故于此不另行赘述。
77.如图5所示，图5为矩阵式发光二极管背光驱动方法的另一实施例的各信号的时序图。如图5所示，第一时脉信号ckd的开启时序与数据信号dat的开启时序相同，且第一时脉信号ckd的开启时序与第二时脉信号ckl的开启时序相交错。亦即，当第一时脉信号ckd开启以传送数据信号dat时，第二时脉信号ckl保持关闭状态，直至第一时脉信号ckd传送一位元的数据信号dat完成后，该方法才会关闭第一时脉信号ckd并开启第二时脉信号ckl。
78.详细而言，假设n条线中的每一条线均包括j位元(j为正整数)，首先，该方法开启第一时脉信号ckd将第n条线的第零位元的数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff(步骤s30)。当步骤s30完成后，该方法开启第二时脉信号ckl将在m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff的第n条线的第零位元的数据信号dat分别往其下方的led驱动电路ic12～icm2传送(步骤s31)。
79.接着，该方法开启第一时脉信号ckd将第n条线的第一位元的数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff(步骤s32)。当步骤s32完成后，该方法开启第二时脉信号ckl将在m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff的第n条线的第一位元的数据信号dat分别往其下方的led驱动电路ic12～icm2传送(步骤s33)。同时，该方法亦将在m个led驱动电路ic12～icm2的第n条线的第零位元的数据信号dat分别再往其下方的led驱动电路ic13～icm3传送。
80.接着，该方法重复上述步骤s30～s33依序将第n条线的第二位元至第j位元的数据信号dat传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff并分别再往其下方的led驱动电路传送(步骤s34)，由此将第n条线中的所有j位元均传送至该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn。
81.同理，该方法开启第一时脉信号ckd将第(n-1)条线的第零位元的数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff(步骤s35)。当步骤s35完成后，该方法开启第二时脉信号ckl将在m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff的第(n-1)条线的第零位元的数据信号dat分别往其下方的led驱动电路ic12～icm2传送(步骤s36)。
82.接着，该方法开启第一时脉信号ckd将第(n-1)条线的第一位元的数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff(步骤s37)。当步骤s37完成后，该方法开启第二时脉信号ckl将在m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff的第(n-1)条线的第一位元的数据信号dat分别往其下方的led驱动电路ic12～icm2传送(步骤s38)。同时，该方法亦将在m个led驱动电路ic12～icm2的第(n-1)条线的第零位元的数据信号dat分别再往其下方的led驱动电路ic13～icm3传送。
83.接着，该方法重复上述步骤s35～s38依序将第(n-1)条线的第二位元至第j位元的数据信号dat传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff并分别再往其下方的led驱动电路传送(步骤s39)，以将第(n-1)条线中的所有j位元均传送至该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn。
84.接着，该方法可重复上述步骤s30～s38分别将第(n-2)条线中的j位元、第(n-3)条线中的j位元、
…
、第二条线中的j位元传送至该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn(步骤s40)，依此类推直至第一条线的最后一位元(第j位元)。此时，该方法开启第一时脉信号ckd将第一条线的第j位元的数据信号dat依序传送至第一列驱动电路r1中的m个led驱动电路ic11～icm1的正反器单元组dff(步骤s41)，以将第一条线的j个位元均传送至该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn。
85.当步骤s41完成后，此时第k帧画面fk的第一条线至第n条线的所有(nxj)个位元的数据信号dat均已分别传送至该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn，故该方法开启加载信号load将在该(mxn)个led驱动电路ic11～icmn中的正反器单元组dff的数据信号dat加载至储存单元su进行储存。接着，该方法通过脉宽调变产生单元pwm根据第三时脉信号ckp对数据信号dat进行脉宽调变后，再通过电流控制单元ccu处理后产生具有相对应电器特性的输出信号out后输出至显示面板进行显示。
86.当第k帧画面fk结束后，将会进入下一帧画面，亦即第(k 1)帧画面f(k 1)，其运作情况可参照前面步骤，故于此不另行赘述。
87.相较于现有技术，本发明提出一种矩阵式发光二极管背光驱动方法，其可取代传统的发光二极管背光驱动方法而可实现区域调光功能以优化显示器画质，还可大幅简化多个发光二极管驱动电路之间的布线，有效降低布线造成的负载，由此增快数据传输速度并提升显示器的显示效果。