CN111798804A - 主动矩阵式背光模组及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种主动矩阵式背光模组及其驱动方法，驱动方法包括步骤：提供一主动矩阵式背光模组，设有数据线传输数据信号使其点亮，在沿所述数据信号传输方向依次划分为多个分区，每一分区内按驱动时间划分为多个子场；当数据信号驱动某一子场亮时，在沿数据信号传输方向的每一分区内，控制对应驱动该子场的数据信号为高电位的时间依次增长。本发明通过设置每个子场亮的时间，适当降低在数据线近端分区内的子场亮的时间的方式以补偿数据电位差异，改善了主动矩阵式背光模组亮度的均匀性。

Description

主动矩阵式背光模组及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种主动矩阵式背光模组及其驱动方法。
背景技术
随着信息化社会的蓬勃发展，人们对信息显示的需求越来越迫切、广泛，要求也越来越严苛。面板产业显示技术自20世纪90年代开始迅速发展并逐步走向成熟。由于平板显示其具有清晰度高、图像色彩好、省电、轻薄、便于携带等优点，已被广泛应用于上述信息显示产品中，具有广阔的市场前景。面板产业驱动技术的日益成熟，机遇与挑战也随之而来，由于液晶背光模组的局限性，如功耗大、对比度低等缺点，迫使背光模组朝着局部可控制(Local dimming)的方向发展，搭配次毫米发光二极(mini LED)背光能体现更好的对比度和高动态范围图像(HDR)显示效果。
传统的次毫米发光二极(mini LED)背光模组采用静态驱动或被动矩阵式(Passive Matrix/PM)驱动方案实现的背光局部调光(Local Dimming)，由于每一区需要单独使用一根数据线控制，因此分区数量普遍低于2000分区且所需驱动芯片(IC)过多，产品成本高。因此，唯有找到降低成本的技术方案，才有机会在市场上见到实际的量产品。基于主动矩阵式(Active Matrix/AM)的次毫米发光二极(mini LED)背光模组驱动方法成为一种有效减少发光二极管驱动芯片数量以实现降本的方案。
随同时多线程(SMT)技术的发展及次毫米发光二极(mini LED)背光模组降本的需求，单个背光灯板的尺寸也越来越大，使得数据线(data line)在远近端的电压不一致，出现数据线近端的延迟较小，数据线远端延迟较大，且加上电阻压降(IR drop)等效应，导致背光灯板在数据线的远近端的亮度会有差异。如图1所示，为现有一种次毫米发光二极(mini LED)背光模组的亮度示意图，次毫米发光二极背光90从上至下依次分为第一分区91、第二分区92、第三分区93以及第四分区94，数据线临近第一分区91设置，在数据线近端的第一分区91较亮，在数据线远端的第四分区94较暗，直接表现就是会有亮暗不均的问题出现，严重影响背光品质。
发明内容
本发明提供一种主动矩阵式背光模组及其驱动方法，用于解决目前背光模组中在数据线近端较亮，在数据线远端较暗，会有亮暗不均的问题出现，严重影响背光品质的技术问题。
本发明提供一种主动矩阵式背光模组的驱动方法，包括步骤：
提供一主动矩阵式背光模组，设有数据线传输数据信号使其点亮，在沿所述数据信号传输方向依次划分为多个分区，每一分区内按驱动时间划分为多个子场；
当数据信号驱动某一子场亮时，在沿数据信号传输方向的每一分区内，控制对应驱动该子场的数据信号为高电位的时间依次增长。
进一步地，通过多条扫描信号沿所述数据信号传输方向控制所述多个分区依次点亮；所述扫描信号为时钟信号。
进一步地，所述多个子场的数量为j个，其划分方式为将每一帧扫描信号的时间T按2^j-1等分，第n个子场的时间为[T/(2^j-1)]*2^n-1，1≤n≤j。
进一步地，每一帧扫描信号的时间T为4.16ms。
进一步地，所述多个子场的数量j为6。
进一步地，以m灰阶驱动所述主动矩阵式背光模组时，在每一分区内只有第m个子场亮，其余j-1个子场暗，1≤m≤j。
进一步地，所述多个分区的数量为i个；当第i个分区第j个子场亮时，对应的数据信号为高电位的时间为Tij。
进一步地，在数据信号驱动所述主动矩阵式背光模组第n个子场点亮时，T1n<T2n<T3n<……<Tin，1≤n≤j。
进一步地，所述多个分区的数量i为4。
本发明还提供一种主动矩阵式背光模组，其使用前文所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法进行驱动点亮。
本发明的有益效果在于，提供一种主动矩阵式背光模组的驱动方法，通过设置每个子场亮的时间，当数据信号驱动某一子场亮时，在沿数据信号传输方向的每一分区内，控制对应驱动该子场的数据信号为高电位的时间依次增长，适当降低在数据线近端分区内的子场亮的时间的方式以补偿数据电位差异，改善了主动矩阵式背光模组亮度的均匀性。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为现有一种次毫米发光二极背光模组的亮度示意图。
图2为传统主动矩阵式驱动方式驱动图1所述次毫米发光二极背光模组的波形示意图。
图3为本发明实施例中所述主动矩阵式背光模组的驱动方法的流程图。
图4为本发明实施例中所述主动矩阵式背光模组的驱动方法的波形示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，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。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。
请参阅图1所示，为现有一种次毫米发光二极背光的亮度示意图，在数据线近端的第一分区91较亮，在数据线远端的第四分区94较暗。究其原因，经研究发现如图2所示的传统驱动方式驱动(41)D灰阶数据线近端和远端波形示意图，传统驱动方式以1G1D架构240Hz，6bit为例，每一帧的时间是4.16ms，将其划分为6个子场，2^6-1等分，每一等份为T1＝66.14us，第1个子场的时间为2^0T1，第2个子场的时间为2^1T1，第3个子场的时间为2^2T1，依此类推第6个子场的时间为2^5T1。其中每一子场对应输入扫描信号(Gate)高电位的时长。若需要显示(41)D灰阶，传统主动矩阵式驱动方式如图2所示，其中(41)D＝(101001)B。因数据线远近端的延迟不一致，导致数据线远近端写入驱动薄膜晶体管(TFT)的数据信号(data)电位不一致，在数据线近端的电位大于在数据线远端的电位，且加上电阻压降等效应，导致背光灯板在数据线远近端的亮度会有差异，即图1所示在第一分区91、第二分区92、第三分区93以及第四分区94上亮度逐渐变暗。
基于上述产生亮度差异的根源，请参阅图3所示，本发明实施例提供一种主动矩阵式背光模组的驱动方法，包括步骤：
S1、提供一主动矩阵式背光模组，设有数据线传输数据信号使其点亮，在沿所述数据信号传输方向依次划分为多个分区，每一分区内按驱动时间划分为多个子场；以及
S2、当数据信号驱动某一子场亮时，在沿数据信号传输方向的每一分区内，控制对应驱动该子场的数据信号为高电位的时间依次增长。
本实施例中，通过多条扫描信号沿所述数据信号传输方向控制所述多个分区依次点亮；所述扫描信号为时钟信号。
本实施例中，所述多个子场的数量为j个，其划分方式为将每一帧扫描信号的时间T按2^j-1等分，第n个子场的时间为[T/(2^j-1)]*2^n-1，1≤n≤j。
本实施例中，每一帧扫描信号的时间T为4.16ms。
本实施例中，所述多个子场的数量j为6。
本实施例中，以m灰阶驱动所述主动矩阵式背光模组时，在每一分区内只有第m个子场亮，其余j-1个子场暗，1≤m≤j。
本实施例中，所述多个分区的数量为i个；当第i个分区第j个子场亮时，对应的数据信号为高电位的时间为Tij。
本实施例中，在数据信号驱动所述主动矩阵式背光模组第n个子场点亮时，T1n<T2n<T3n<……<Tin，1≤n≤j。
本实施例中，所述多个分区的数量i为4。
在所述主动矩阵式背光模组的驱动方法中，所述主动矩阵式背光模组上设有阵列排布的背光灯，优选背光灯为LED灯，由扫描线控制数据线输入数据信号点亮所述背光灯，每分区(或每条)扫描线的扫描信号开启时，可以根据背光模组亮暗不均的状况决定在亮的子场是否要对控制相应LED灯的数据信号先输出低电位再输出高电位。如图1所示，根据背光灯板亮暗不均的状况将灯板在数据信号传输方向分4个区域。对于数据线近端延迟(RCLoading)较小，写入驱动薄膜晶体管(TFT)的数据信号电位较高，可适当降低每个子场亮的时间，如图4所示，通过时间来补偿数据电位差异，以此改善背光灯板亮度的均匀性。
本实施例中，每一帧扫描信号的时间T为4.16ms。所述多个子场的数量j为6。将每一帧扫描信号划分为6个子场，2^6-1等分，每一等份为T1＝66.14us。因最后一分区(第四分区94)写入的数据电位最低，可以传统的方式驱动，即第四分区94第1个子场亮时数据电位为高的时间T41(Tij表示i分区第j子场)为2^0T1，第四分区94第2个子场亮时数据电位为高的时间T42为2^1T1，第四分区94第3个子场亮时数据电位为高的时间T43为2^2T1，依此类推第四分区94第6个子场亮时数据电位为高的时间T46为2^5T1。因受延迟(RC Loading影响，其他分区数据电位会高于第四分区94，所以需要控制其他分区每个子场亮时数据电位为高的时间，使其小于第四分区94每个子场亮时数据电位为高的时间，以补偿数据电位差异。
下面以最后一分区(第四分区94)为参考，对其他分区的驱动方法进行说明。
具体的，以1灰阶驱动主动矩阵式背光灯板，此时只有第1个子场亮，其余5个子场暗，以最下面的第四分区94作为参考，在整个第1子场的时间内数据线都保持在高电位。对于第一分区91，通过调整第一分区91数据线为高电位的时间T11使第一分区91的亮度与第四分区94一致，当正常驱动第一分区91的第1个子场亮时，数据线为高电位的时间控制为T11。同理对于第二分区92、第三分区93通过调整第二分区92、第三分区93数据线为高电位的时间T21、T31，使第二分区92、第三分区93的亮度与第四分区94一致，当正常驱动第二分区92、第三分区93的第1个子场亮时，数据线为高电位的时间控制为T21、T31。
同理，以2灰阶驱动主动矩阵式背光灯板，此时只有第2个子场亮，其余5个子场暗，以最下面的第四分区94作为参考，在整个第2子场的时间内数据线都保持在高电位。对于第一分区91，通过调整第一分区91数据线为高电位的时间T12使第一分区91的亮度与第四分区94一致，当正常驱动第一分区91的第2个子场亮时，数据线为高电位的时间控制为T21。同理对于第二分区92、第三分区93通过调整第二分区92、第三分区93数据线为高电位的时间T22、T32，使第二分区92、第三分区93的亮度与第四分区94一致，当正常驱动第二分区92、第三分区93的第2个子场亮时，数据线为高电位的时间控制为T22、T32。
按照上述方法可得到第3、4、5、6个子场数据线在第一分区91、第二分区92、第三分区93为高电位的时间，第四分区94每一子场亮时数据电位为高电位的时间是已知的，因此每一分区的每个子场亮时数据电位为高电位的时间都可以得出，一般的T1n<T2n<T3n<T4n，1≤n≤j，可以此降低各分区子场亮的时间的方式驱动矩阵式背光改善灯板亮度的均匀性。
本发明还提供一种主动矩阵式背光模组，其使用前文所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法进行驱动点亮。所述主动矩阵式背光模组上设有阵列排布的背光灯，优选背光灯为LED灯，由扫描线控制数据线输入数据信号点亮所述背光灯。
本发明的有益效果在于，提供一种主动矩阵式背光模组的驱动方法，通过设置每个子场亮的时间，当数据信号驱动某一子场亮时，在沿数据信号传输方向的每一分区内，控制对应驱动该子场的数据信号为高电位的时间依次增长，适当降低在数据线近端分区内的子场亮的时间的方式以补偿数据电位差异，改善了主动矩阵式背光模组亮度的均匀性。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本发明实施例所提供的一种主动矩阵式背光模组的驱动方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种主动矩阵式背光模组的驱动方法，其特征在于，包括步骤：
提供一主动矩阵式背光模组，设有数据线传输数据信号使其点亮，在沿所述数据信号传输方向依次划分为多个分区，每一分区内按驱动时间划分为多个子场；
当数据信号驱动某一子场亮时，在沿数据信号传输方向的每一分区内，控制对应驱动该子场的数据信号为高电位的时间依次增长。
2.如权利要求1所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法，其特征在于，
通过多条扫描信号沿所述数据信号传输方向控制所述多个分区依次点亮；所述扫描信号为时钟信号。
3.如权利要求2所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法，其特征在于，
所述多个子场的数量为j个，其划分方式为将每一帧扫描信号的时间T按2^j-1等分，第n个子场的时间为[T/(2^j-1)]*2^n-1，1≤n≤j。
4.如权利要求3所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法，其特征在于，每一帧扫描信号的时间T为4.16ms。
5.如权利要求3所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法，其特征在于，所述多个子场的数量j为6。
6.如权利要求3所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法，其特征在于，
以m灰阶驱动所述主动矩阵式背光模组时，在每一分区内只有第m个子场亮，其余j-1个子场暗，1≤m≤j。
7.如权利要求1所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法，其特征在于，
所述多个分区的数量为i个；
当第i个分区第j个子场亮时，对应的数据信号为高电位的时间为Tij。
8.如权利要求7所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法，其特征在于，在数据信号驱动所述主动矩阵式背光模组第n个子场点亮时，T1n<T2n<T3n<……<Tin，1≤n≤j。
9.如权利要求7所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法，其特征在于，所述多个分区的数量i为4。
10.一种主动矩阵式背光模组，其特征在于，使用权利要求1-9中任一项所述的主动矩阵式背光模组的驱动方法进行驱动点亮。
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