[发明专利]LED显示装置及对其进行控制的方法

说明书

一种LED显示装置，包括LED阵列及其驱动系统。LED显示装置被配置成使得LED阵列中的LED可以在阳极接收扫描信号或阴极接收扫描信号之间进行切换。

技术领域

本发明提供具有交错拓扑的LED阵列和使用所述交错LED阵列提供背光的显示面板，以及用于排列和操作所述LED阵列和所述显示面板的方法。

背景技术

iPAD和iMac等高端手持显示器采用了带有发光二极管(LED)背光面板的液晶显示器(“LCD”)。2021年8月10日提交的美国申请号17/398，603(US’603)对LCD显示器的特性进行了描述。例如，LCD像素的响应时间较慢，并且是按顺序更新的，导致在显示上更新所有LCD像素时出现延迟。US’603提出了一种采用LED阵列的LCD背光通用延迟方法，其全部内容在此引入。

LED背光阵列具有大量微型LED。白色LED间距的尺寸可以小于2mm。从每个LED发出的光通过漫射器照亮LCD。每个LCD像素不仅接收来自其正后方的LED的光，还接收来自相邻LED的光。附近的LED像素之间的这种串扰可能导致高光溢出效应。

在运行过程中，LCD显示屏在显示不同内容时有不同的要求。高速视频需要运动无模糊的视频图像，这可以通过美国专利申请US‘918披露的通用延迟方案来实现。另一方面，在显示静态图像时，减少或消除闪烁和高光溢出是很重要的。

为了获得无闪烁的屏幕，人们可以使用高频率的发光二极管进行点亮，例如100赫兹。只要LCD像素周围的一个LED足够频繁地点亮，观看者可能看不到闪烁。例如，在2x2 LED像素组中，如果每个LED像素可以每帧点亮一次，那么位于LED像素组前面的LCD像素在一帧内接收4个单独的光脉冲，从而可以消除闪烁。另一方面，为了减少高光溢出效应，需要减少来自相邻LED的杂散光。实现高光溢出效果的一种方式是允许一组发光二极管中较少的发光二极管发光。例如，仅点亮3×3或4×4的LED阵列中的一个LED将减少高光溢出。

此外，具有无运动模糊的屏幕要求每帧具有短而亮的脉冲，而相邻的发光二极管不应在该短脉冲周期之后点亮。因此，实现无闪烁和无模糊需要两种不同的方案。期望LCD显示器能够实现这两者，这就需要复杂的驱动器结构和新的驱动方案。

此外，复杂LED背光系统的挑战之一是驱动器芯片没有足够空间容纳驱动LED阵列所需的大量连接。虽然可以通过一个连接来提供多个LED来减少连接的数量，例如，12个LED排列成小型3×4阵列，但是这种驱动方法不允许控制单个LED像素。因此，需要新的方法和设备来驱动LED阵列，以对显示面板进行背光照明。

发明内容

本发明提供了允许同一驱动器在减少晕光的抗模糊光扫描模式和减少运动模糊的频闪共延迟模式之间进行切换的系统和方法。具体而言，提出的用于驱动LED阵列的系统具有可在电流源(或电流汇)和扫描线之间切换的连接引脚。这种设计被称为信道扫描切换，而这种开关设备/电路被称为信道扫描开关或CSS，它可以用明显更少的连接数对一个大的LED阵列进行驱动，并实现无高光溢出显示和无运动模糊显示。

一种LED显示装置，包括LED阵列及其驱动系统。所述LED显示装置的配置使所述LED阵列中的LED能够在其阳极接收扫描信号或其阴极接收扫描信号之间切换。