Led驅(qū)動芯片及其控制方法和led模組的制作方法
【專利摘要】公開了一種LED驅(qū)動芯片及其控制方法和LED模組。所述LED驅(qū)動芯片具有第一至第四側(cè)面，其中第一和第二側(cè)面相對，第三和第四側(cè)面相對，所述LED驅(qū)動芯片包括：用于供電的第一管腳，從第一側(cè)面引出并且與第三側(cè)面相鄰；用于接地的第二管腳，從第二側(cè)面引出并且與第三側(cè)面相鄰；用于接收串行輸入信號的第三管腳，從第一側(cè)面和第二側(cè)面的一個引出；以及用于向外部的LED燈陣列提供多路驅(qū)動電流的多個驅(qū)動管腳，其中，所述LED驅(qū)動芯片配置成根據(jù)串行輸入信號改變所述多個驅(qū)動管腳的分布。在LED模組中，通過改變LED驅(qū)動芯片的管腳分布，可以提供安裝邊框的位置，并且可以避免模組單元供電和接地布線與模組單元內(nèi)的信號線交叉。
【專利說明】LED驅(qū)動芯片及其控制方法和LED模組

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地涉及LED驅(qū)動芯片及其控制方法和LED 模組。

【背景技術(shù)】
[0002] LED顯示屏廣泛地用于顯示文字和圖案。LED模組是組成LED顯示屏的主要部件， 對應(yīng)于LED顯示屏的一塊顯示區(qū)域。LED模組可以單個使用，或者多個LED模組依次級聯(lián)成 一組。在LED顯示屏包含多組級聯(lián)LED模組的情形下，顯示屏控制端可以提供多路控制信 號，分別控制相應(yīng)組的級聯(lián)LED模組，從而在LED顯示屏的特定顯示區(qū)域顯示文字和圖案。 利用級聯(lián)LED模組，可以形成可擴展的顯示部件。
[0003] 圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED模組單元100的結(jié)構(gòu)示意圖。LED模組單元100包 括印刷電路板（PCB) 110,以及安裝在PCB110上的模組輸入接口 120、緩存單元130、LED驅(qū) 動芯片140、LED燈陣列150和模組輸出接口 160。此外，LED模組單元100還可以包括電 阻、電容等分立元件和外殼。
[0004] LED模組單元100的模組輸入接口 110和模組輸出接口 160用于級聯(lián)，使得可以從 LED顯示屏的控制端獲取串行數(shù)據(jù)。所述串行數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)信號、控制信號，當LED顯示系 統(tǒng)為掃描屏系統(tǒng)時還包括掃描信號。LED驅(qū)動芯片140例如為集成電路芯片（1C)，用于驅(qū) 動與其相連的LED燈陣列150。
[0005] 在一個示例中，如圖2所示，LED驅(qū)動芯片140包括16個管腳，分別包括用于供電 的管腳VDD、用于接地的管腳GND、用于接收串行數(shù)據(jù)輸入的管腳DIN、用于提供串行數(shù)據(jù)輸 出的管腳D0UT、用于提供4個內(nèi)置PM0S管的漏極信號輸出的管腳SCAN0?3、以及用于提 供8路LED陰極驅(qū)動信號的管腳0UT0?7。在管腳SCAN0?3中的任一個和管腳0UT0? 7中的任一個之間連接一個LED燈。因此，采用圖2所示的LED驅(qū)動芯片140,每一個LED 模組單元100可以驅(qū)動4*8個LED燈。
[0006] 圖3和4分別示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED模組200和300的結(jié)構(gòu)示意圖。LED模組 200和300分別包括多個LED模組單元，每個LED模組單元的結(jié)構(gòu)如圖1所示，分別包括各 自的LED驅(qū)動芯片和相應(yīng)的LED燈陣列。
[0007] 在圖3和4所示的實例中，LED模組包括在公共的PCB上形成的2n個模組單元， 其中η為大于等于1的整數(shù)。因此，采用圖2所示的LED驅(qū)動芯片140, LED模組可以驅(qū)動 4*8*2n個LED燈。在LED模組200和300中，模組單元分為級聯(lián)的第一組模組單元11? In以及級聯(lián)的第二組模組單元21?2n。LED控制板（未示出）向LED模組提供兩路串行 數(shù)據(jù)信號。第一串行數(shù)據(jù)信號在圖中上部的Din焊盤處輸入，經(jīng)由第一組模組單元11?In 到達圖中上部的Dout焊盤。第二串行數(shù)據(jù)信號在圖中下部的Din焊盤處輸入，經(jīng)由第二組 模組單元21?2n到達圖中下部的Dout焊盤。利用級聯(lián)的模組單元，可以形成可擴展的顯 示部件。
[0008] 在PCB的實際布局中，將所有的布線分布在LED燈之間。例如，福建華杰光電有限 公司生產(chǎn)的型號為P10的戶外單色屏LED模組的尺寸為16X32厘米，像素為16X32個，像 素之間的間距為1厘米。在PCB上的布線需要利用LED燈之間的1厘米間距完成。LED模 組的電源總線的布線利用了上下兩組單元之間的間距，總線到各單元的電源、地的布線均 利用了相鄰兩個單元的橫向間距。
[0009] 在實際應(yīng)用中，需要將多個模組組成更大的屏，這就需要安裝邊框，而邊框會占用 模組四邊的間距。因此，在模組的周邊不適合設(shè)置大面積的供電和接地布線。
[0010] 在圖3所示的LED模組200中，最右側(cè)單元In、單元2n的供電和接地的布線位于 相應(yīng)單元的右側(cè)，不利于邊框的安裝。為此，對模組最右側(cè)單元的電源、地布線進行修改。在 圖4所示的LED模組300中，將最右側(cè)單元In、單元2n的供電和接地的布線設(shè)置在相應(yīng)單 元的左側(cè)，使得右側(cè)的模組周邊留出，用于邊框的安裝。
[0011] 然而，在圖4所示的LED模組300中，供電和接地的布線穿越模組單元，結(jié)果供電 和接地布線與單元內(nèi)部的很多信號線交叉。在采用單層PCB時，需要進行大量的跳線才可 實現(xiàn)穿越模組單元，這給PCB布線帶來了難度和工作量。在采用雙層或多層PCB時，需要借 助過孔和附加的層面才可實現(xiàn)穿越模組單元，這導(dǎo)致制造成本增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種可以方便地改變管腳分布而減少布線交叉的LED驅(qū)動 芯片及其控制方法和LED模組。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種LED驅(qū)動芯片，具有第一至第四側(cè)面，其中第一 和第二側(cè)面相對，第三和第四側(cè)面相對，所述LED驅(qū)動芯片包括：用于供電的第一管腳，從 第一側(cè)面引出并且與第三側(cè)面相鄰；用于接地的第二管腳，從第二側(cè)面引出并且與第三側(cè) 面相鄰；用于接收串行輸入信號的第三管腳，從第一側(cè)面和第二側(cè)面的一個引出；以及用 于向外部的LED燈陣列提供多路驅(qū)動電流的多個驅(qū)動管腳，其中，所述LED驅(qū)動芯片配置成 根據(jù)串行輸入信號改變所述多個驅(qū)動管腳的分布。
[0014] 優(yōu)選地，所述LED驅(qū)動芯片還包括：解碼模塊，對串行輸入信號進行解碼，以獲得 數(shù)據(jù)信號或控制信號；模式設(shè)置模塊，根據(jù)控制信號設(shè)置輸出端映射模塊的映射關(guān)系，使得 多路LED驅(qū)動電流分別對應(yīng)于特定的驅(qū)動管腳；信號生成模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生多路LED 驅(qū)動電流；輸出端映射模塊，將多路LED驅(qū)動電流路由至相應(yīng)的驅(qū)動管腳。
[0015] 優(yōu)選地，所述LED驅(qū)動芯片配置成在第一模式和第二模式之間切換，在第一模式 下，所述多路LED驅(qū)動電流中的第一組LED驅(qū)動電流從第一側(cè)面的驅(qū)動管腳輸出，第二組 LED驅(qū)動電流從第二側(cè)面的驅(qū)動管腳輸出，以及在第二模式下，所述多路LED驅(qū)動電流中的 第一組LED驅(qū)動電流從第二側(cè)面的驅(qū)動管腳輸出，第二組LED驅(qū)動電流從第一側(cè)面的驅(qū)動 管腳輸出。
[0016] 優(yōu)選地，所述LED驅(qū)動芯片還包括用于向下一級模組單元提供串行輸出信號的第 四管腳，其中，第三管腳從第一和第二側(cè)面中的一個引出，第四管腳從第一和第二側(cè)面中的 另一個引出。
[0017] 優(yōu)選地，在所述LED驅(qū)動芯片中，根據(jù)第三管腳和第四管腳的信號檢測結(jié)果，所述 第三管腳自動配置為輸入模式和輸出模式中的一個，所述第四管腳自動配置為輸入模式和 輸出模式中的另一個。
[0018] 優(yōu)選地，在所述LED驅(qū)動芯片中，所述多個驅(qū)動管腳包括多個內(nèi)置場效應(yīng)晶體管 的漏極信號輸出管腳，以及多個LED的陰極驅(qū)動信號管腳，所述LED燈陣列中的每一個LED 燈連接在一個漏極信號輸出管腳和一個陰極驅(qū)動信號管腳之間。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于上述LED驅(qū)動芯片的控制方法，包括：對串 行輸入信號進行解碼，以獲得數(shù)據(jù)信號或控制信號；根據(jù)控制信號設(shè)置輸出端映射模塊的 映射關(guān)系，使得多路LED驅(qū)動電流分別對應(yīng)于特定的驅(qū)動管腳；根據(jù)數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生多路LED 驅(qū)動電流；以及將多路LED驅(qū)動電流路由至相應(yīng)的驅(qū)動管腳。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種LED模組，包括一組級聯(lián)的多個模組單元，每個 模組單元包括上述的LED驅(qū)動芯片和相應(yīng)的LED燈陣列，其中，所述多個模組單元中的LED 驅(qū)動芯片固定在公共的印刷電路板上，所述多個模組單元中的至少一個模組單元的LED驅(qū) 動芯片相對于其他模組單元的LED驅(qū)動芯片旋轉(zhuǎn)放置。
[0021] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元中的至少一個模組單元的LED驅(qū)動芯 片相對于其他模組單元的LED驅(qū)動芯片旋轉(zhuǎn)180度。
[0022] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元中的最左側(cè)模組單元相對于其它模組 單元的LED驅(qū)動芯片旋轉(zhuǎn)放置
[0023] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元中的最右側(cè)模組單元相對于其它模組 單元的LED驅(qū)動芯片旋轉(zhuǎn)放置。
[0024] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元中的所述至少一個模組單元的LED驅(qū) 動芯片配置成第一模式，所述多個模組單元中的所述其他模組單元的LED驅(qū)動芯片配置成 第二模式。
[0025] 優(yōu)選地，在所述模組中，所述多個模組單元的每一個的LED驅(qū)動芯片的供電管腳 和接地管腳均靠近一個相鄰的模組單元，并且利用兩個相鄰模組單元之間的橫向間距，形 成供電布線和接地布線。
[0026] 優(yōu)選地，所述模組還包括至少另一組級聯(lián)的多個模組單元，所述一組級聯(lián)的多個 模組單元和所述至少另一組級聯(lián)的多個模組單元分別接收不同的串行輸入數(shù)據(jù)。
[0027] 優(yōu)選地，在所述模組中，利用所述一組級聯(lián)的多個模組單元和所述至少另一組級 聯(lián)的多個模組單元之間的垂直間距，形成供電總線和接地總線。
[0028] 優(yōu)選地，在所述模組中，每個模組單元的LED驅(qū)動芯片的供電布線和接地布線分 別連接到供電總線和接地總線。
[0029] 采用本發(fā)明的LED驅(qū)動芯片，可以配置LED驅(qū)動芯片的驅(qū)動管腳的分布，為供電 和接地布線提供了設(shè)計上的靈活性。
[0030] 在優(yōu)選的實施例中，每一個模組單元的LED驅(qū)動芯片的供電管腳和接地管腳均靠 近一個相鄰的模組單元，并且利用兩個相鄰模組單元之間的橫向間距，形成供電布線和接 地布線。因此，LED模組的四個側(cè)邊可以都沒有供電和接地布線，提供了安裝邊框的位置。
[0031] 供電和接地的布線不需要穿越模組單元，從而避免供電和接地布線與單元內(nèi)部的 信號線交叉。即使采用單層PCB，也只需要少量的跳線安裝模組單元，從而減小了 PCB布線 難度。并且，由于不需要采用多層PCB，因此降低了 LED模組的制造成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 通過以下參照附圖對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和 優(yōu)點將更為清楚，在附圖中：
[0033] 圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED模組單元的示意性框圖。
[0034] 圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動芯片的管腳分布示意圖。
[0035] 圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED模組的一個實例的示意性框圖。
[0036] 圖4示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED模組的另一個實例的示意性框圖。
[0037] 圖5a和5b分別示出根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動芯片在不同模式下的管腳分布示意 圖。
[0038] 圖6a和6b分別示出根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動芯片安裝在PCB上的布線示意圖。
[0039] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動芯片的示意性框圖。
[0040] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的LED模組的示意性框圖。

【具體實施方式】
[0041] 以下將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明。在各個附圖中，相同的元件采用類似的附 圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。此外，可能未示出某些 公知的部分。
[0042] 應(yīng)當理解，在描述某個結(jié)構(gòu)時，當將一層、一個區(qū)域稱為位于另一層、另一個區(qū)域 "上面"或"上方"時，可以指直接位于另一層、另一個區(qū)域上面，或者在其與另一層、另一個 區(qū)域之間還包含其它的層或區(qū)域。并且，如果將該結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)，該一層、一個區(qū)域?qū)⑽挥诹硪?層、另一個區(qū)域"下面"或"下方"。如果為了描述直接位于另一層、另一個區(qū)域上面的情形， 本文將采用"A直接在B上面"或"A在B上面并與之鄰接"的表述方式。
[0043] 本發(fā)明可以各種形式呈現(xiàn)，以下將描述其中一些示例。
[0044] 如上所述，本發(fā)明的目的在于減少LED組件的布線交叉，從而可以使用單層PCB并 且降低制造成本。為此，發(fā)明人設(shè)計了可以根據(jù)串行輸入數(shù)據(jù)改變管腳分布的LED驅(qū)動芯 片。
[0045] 圖5a和5b示出根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動芯片440在不同模式下的管腳分布示意圖。 在第一模式下，根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動芯片440與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LED驅(qū)動芯片140的管 腳數(shù)量和分布相同，如圖5a所示。在第二模式下，根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動芯片440保持了 用于供電的管腳VDD、用于接地的管腳GND的管腳序號，但改變了其他管腳的管腳序號。
[0046] 具體地，根據(jù)本發(fā)明的LED驅(qū)動芯片440在第二模式下重新指定了用于接收串行 數(shù)據(jù)輸入的管腳DIN、用于提供串行數(shù)據(jù)輸出的管腳D0UT的管腳序號、提供4個內(nèi)置PM0S 管的漏極信號輸出的管腳SCAN0?3、以及用于提供8路LED陰極驅(qū)動信號的管腳0UT0? 7的管腳序號。
[0047] 在第一模式下，LED驅(qū)動芯片440的管腳分布如表1所示：
[0048] 表 1
[0049]

【權(quán)利要求】
1. 一種LED驅(qū)動芯片，具有第一至第四側(cè)面，其中第一和第二側(cè)面相對，第三和第四側(cè) 面相對，所述LED驅(qū)動芯片包括： 用于供電的第一管腳，從第一側(cè)面引出并且與第三側(cè)面相鄰； 用于接地的第二管腳，從第二側(cè)面引出并且與第三側(cè)面相鄰； 用于接收串行輸入信號的第三管腳，從第一側(cè)面和第二側(cè)面的一個引出；以及 用于向外部的LED燈陣列提供多路驅(qū)動電流的多個驅(qū)動管腳， 其中，所述LED驅(qū)動芯片配置成根據(jù)串行輸入信號改變所述多個驅(qū)動管腳的分布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動芯片，還包括： 解碼模塊，對串行輸入信號進行解碼，以獲得數(shù)據(jù)信號或控制信號； 模式設(shè)置模塊，根據(jù)控制信號設(shè)置輸出端映射模塊的映射關(guān)系，使得多路LED驅(qū)動電 流分別對應(yīng)于特定的驅(qū)動管腳； 信號生成模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生多路LED驅(qū)動電流； 輸出端映射模塊，將多路LED驅(qū)動電流路由至相應(yīng)的驅(qū)動管腳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動芯片，其中，所述LED驅(qū)動芯片配置成在第一模式和 第二模式之間切換， 在第一模式下，所述多路LED驅(qū)動電流中的第一組LED驅(qū)動電流從第一側(cè)面的驅(qū)動管 腳輸出，第二組LED驅(qū)動電流從第二側(cè)面的驅(qū)動管腳輸出，以及 在第二模式下，所述多路LED驅(qū)動電流中的第一組LED驅(qū)動電流從第二側(cè)面的驅(qū)動管 腳輸出，第二組LED驅(qū)動電流從第一側(cè)面的驅(qū)動管腳輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED驅(qū)動芯片，還包括用于向下一級模組單元提供串行輸出 信號的第四管腳， 其中，第三管腳從第一和第二側(cè)面中的一個引出，第四管腳從第一和第二側(cè)面中的另 一個引出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED驅(qū)動芯片，其中根據(jù)第三管腳和第四管腳的信號檢測結(jié) 果，所述第三管腳自動配置為輸入模式和輸出模式中的一個，所述第四管腳自動配置為輸 入模式和輸出模式中的另一個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED驅(qū)動芯片，其中所述多個驅(qū)動管腳包括多個內(nèi)置場效應(yīng) 晶體管的漏極信號輸出管腳，以及多個LED的陰極驅(qū)動信號管腳，所述LED燈陣列中的每一 個LED燈連接在一個漏極信號輸出管腳和一個陰極驅(qū)動信號管腳之間。
7. -種用于根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的LED驅(qū)動芯片的控制方法，包括： 對串行輸入信號進行解碼，以獲得數(shù)據(jù)信號或控制信號； 根據(jù)控制信號設(shè)置輸出端映射模塊的映射關(guān)系，使得多路LED驅(qū)動電流分別對應(yīng)于特 定的驅(qū)動管腳； 根據(jù)數(shù)據(jù)信號產(chǎn)生多路LED驅(qū)動電流；以及 將多路LED驅(qū)動電流路由至相應(yīng)的驅(qū)動管腳。
8. -種LED模組，包括一組級聯(lián)的多個模組單元，每個模組單元包括根據(jù)權(quán)利要求1至 6中任一項所述的LED驅(qū)動芯片和相應(yīng)的LED燈陣列， 其中，所述多個模組單元中的LED驅(qū)動芯片固定在公共的印刷電路板上， 所述多個模組單元中的至少一個模組單元的LED驅(qū)動芯片相對于其他模組單元的LED 驅(qū)動芯片旋轉(zhuǎn)放置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED模組，其中所述多個模組單元中的至少一個模組單元的 LED驅(qū)動芯片相對于其他模組單元的LED驅(qū)動芯片旋轉(zhuǎn)180度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED模組，其中所述多個模組單元中的最左側(cè)模組單元相對 于其它模組單元的LED驅(qū)動芯片旋轉(zhuǎn)放置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED模組，其中所述多個模組單元中的最右側(cè)模組單元相對 于其它模組單元的LED驅(qū)動芯片旋轉(zhuǎn)放置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED模組，其中所述多個模組單元中的所述至少一個模組單 元的LED驅(qū)動芯片配置成第一模式，所述多個模組單元中的所述其他模組單元的LED驅(qū)動 芯片配置成第二模式。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED模組，其中所述多個模組單元的每一個的LED驅(qū)動芯 片的供電管腳和接地管腳均靠近一個相鄰的模組單元，并且利用兩個相鄰模組單元之間的 橫向間距，形成供電布線和接地布線。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED模組，還包括至少另一組級聯(lián)的多個模組單元，所述一 組級聯(lián)的多個模組單元和所述至少另一組級聯(lián)的多個模組單元分別接收不同的串行輸入 數(shù)據(jù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的LED模組，其中利用所述一組級聯(lián)的多個模組單元和所述 至少另一組級聯(lián)的多個模組單元之間的垂直間距，形成供電總線和接地總線。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的LED模組，其中每個模組單元的LED驅(qū)動芯片的供電布線 和接地布線分別連接到供電總線和接地總線。
【文檔編號】G09G3/32GK104050924SQ201410300251
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】趙啟永, 張世僑, 宋衛(wèi)權(quán), 楊小中, 管紅登, 斯斐霞 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司, 福建華杰光電有限公司