一种背光测试装置以及显示器的制作方法

本实用新型涉及液晶显示技术领域，更具体地涉及一种背光测试装置以及显示器。

背景技术：

显示器是利用液晶分子的排列方向在电场的作用下发生变化的现象改变光源透光率的显示装置。由于具有显示质量好、体积小和功耗低的优点，显示器已经广泛应用于诸如手机的移动终端和诸如平板电视的大尺寸显示面板中。

在显示器中，每个像素的亮度由背光单元的亮度以及液晶的光透射率决定。因此现有的显示器通常采用背光调节的方法来实现增加对比度和减少功耗的目的。背光调节是通过分析输入图像并基于该分析调整调光值来控制背光亮度和补偿数据的技术。

背光区域调节技术(localdimming)是指将显示器以背光单元为基础分为多个背光分区，然后自动控制各个背光分区的亮度，可大幅度降低耗电量，提高显示画面对比度，增加灰阶，减少残影，提升显示器的显示画质。

在背光区域调节时需要cpu(centralprocessingunit，中央处理器)来对输入图像数据进行分析，得到各个背光分区的亮度，然后根据计算结果分别控制各个背光分区的亮度，实质是通过控制led(lightemittingdiode，发光二极管)驱动芯片来调节各个背光分区的led的亮度。

为了保证每个背光分区的led驱动芯片的正常工作，需要使用微处理器对显示器上的多个led驱动芯片进行测试，获得每个led驱动芯片的状态信息、功耗信息等。每个led驱动芯片都有一个状态引脚，用来指示该芯片是否工作正常，为了在背光测试时可以准确定位到那几颗驱动芯片工作异常，需要将所有的驱动芯片的状态引脚连接到微处理器上，因此每个led驱动芯片需要占用微处理器的一个i/o(input/output)接口。随着背光分区数量的增多，需要的led驱动芯片的数量也就越多，对微处理器的i/o数量要求也越来越高，大大增加了显示器的测试成本，降低了测试效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种背光测试装置以及显示器，在不改变原有设计的基础上，大大节省了微处理器的i/o资源，减小了显示器的测试成本，提高了测试效率。

根据本实用新型的一方面，提供了一种背光测试装置，包括：微处理器，用于提供背光驱动信号；多个led驱动器，与所述微处理器连接，以接收所述背光驱动信号，并根据所述背光驱动信号控制多个背光分区的背光亮度；以及至少一个第一串口扩展芯片，每个所述第一串口扩展芯片包括第一接口和多个第二接口，所述第一接口与所述微处理器电连接，每个所述第二接口与对应的所述led驱动器的状态引脚电连接，其中，所述第一串口扩展芯片用于向所述微处理器提供每个所述led驱动器的状态信息。

优选地，所述背光测试装置还包括：拨码开关；以及至少一个第二串口扩展芯片，所述拨码开关经由所述第二串口扩展芯片与所述微处理器电连接。

优选地，所述背光测试装置还包括信号处理器，与所述微处理器电连接，其中，所述信号处理器接收输入图像信号，以所述多个背光分区为基础分析所述输入图像信号，向所述微处理器提供每个所述背光分区的调光值，所述微处理器根据所述调光值得到所述背光驱动信号。

优选地，所述背光测试装置还包括功耗检测单元，连接在所述微处理器与所述多个led驱动器之间，用于向所述微处理器提供所述多个led驱动器的功耗信息。

优选地，所述微处理器还包括第三接口，所述第三接口与信号处理器电连接，所述微处理器经由所述第三接口向所述信号处理器提供初始化数据。

优选地，所述微处理器还包括存储器，所述存储器用于存储所述状态信息和功耗信息。

优选地，所述微处理器还包括第四接口，所述第四接口与上位机连接，所述上位机用于显示所述led驱动器的状态信息和功耗信息，以及通过所述第四接口调试所述微处理器。

优选地，所述信号处理器为时序控制器。

优选地，所述微处理器为arm处理器。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种显示器，包括上述的背光测试装置。

本实用新型提供的背光测试装置以及显示器具有以下有益效果。

背光测试装置包括微处理器和多个led驱动器，多个led驱动器与微处理器连接以接收微处理器提供的背光驱动信号，并根据背光驱动信号控制多个背光分区的背光亮度。背光测试装置还包括至少一个第一串口扩展芯片，每个第一串口扩展芯片包括第一接口和多个第二接口，第一接口与微处理器电连接，每个第二接口与对应的led驱动器的状态引脚电连接，第一串口扩展芯片用于向微处理器提供每个led驱动器的状态信息。在本实用新型中，通过第一串口扩展芯片实现了微处理器与多个led驱动器之间的电连接，在不改变原有电路结构的基础下，大大节省了微处理器的i/o资源，有利于降低测试成本；同时对于后续的背光功耗、亮度等功能的测试更加便捷，有利于提高测试效率。

在优选地实施例中，背光测试装置还包括拨码开关，测试人员在背光测试时经由所述拨码开关调节背光电流值。由于通过拨码开关可直观地显示当前的电流值，因此节省了用于显示当前背光电流的显示屏，进一步节省了测试成本，提高测试效率。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据本实用新型实施例的显示器的结构示意图；

图2示出根据本实用新型实施例的背光测试装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

以下参照附图对本实用新型实施例进行详细说明。

图1示出根据本实用新型实施例的显示器的结构示意图。如图1所示，显示器100包括显示面板110、栅极驱动器120、源极驱动器130、背光单元140以及背光测试装置150。

显示面板110包括彼此交叉的多条栅极扫描线g1-gm和多条源极数据线s1-sn，在二者的交叉位置设置有包括薄膜晶体管和像素电极的像素单元。像素电极和公共电极之间包含液晶层，可以等效为液晶电容。为了在像素的更新周期之间保持电压，液晶电容可以并联存储电容以获得更长的保持时间。

栅极驱动器120连接至多条栅极扫描线，用于提供栅极电压，以在每个帧周期中会依次扫描多条栅极扫描线，选通对应的薄膜晶体管。源极驱动器130连接至多条源极数据线，用于经由源极数据线将与灰阶对应的电压施加至液晶电容，从而改变液晶分子的偏转。

背光单元140包括用于向显示面板110提供背光的多个背光源。所述多个背光源可以由单个或多个点光源组成。示例的，所述背光源由多个led(lightemittingdiode，发光二极管)组成，所述多个led用于向显示面板110提供背光。在一种实施例中，显示器100采用直下式背光，背光单元140位于显示面板110下表面的一侧，在使用显示器时背光穿过显示面板110到达观看者的眼睛。在另一种实施例中，显示器100采用侧入式背光，背光单元140位于显示面板110的上下侧或者左右侧，通过导光板改变背光的光路使其穿过显示面板110的到达观看者的眼睛。

背光测试装置150用于在背光测试时根据输入图像信号控制背光单元140中多个背光源的亮度。示例的，显示面板110包括多个以背光单元140为基础划分的多个背光分区，背光测试装置150以所述多个背光分区为单位驱动背光单元140中背光源的亮度。

图2示出根据本实用新型实施例的背光测试装置的结构示意图。参照图2，背光测试装置包括信号处理器151、微处理器152以及背光驱动器153。

信号处理器151根据输入图像信号的灰阶亮度获得各个背光分区的调光值，该调光值单独驱动各个背光分区对应的背光源的亮度。其中，每个背光分区中背光源可以由单个或多个点光源组成，该点光源例如是led，每个背光分区中背光源的亮度单独控制，并且该背光分区的背光源的亮度由该背光分区对应的显示区域的灰阶亮度决定。

示例的，信号处理器151通过内部算法以区块为基础对输入图像信号进行分析，分析各个背光分区的灰阶均值，来匹配对应背光分区的背光源的亮度，得到各个背光分区的调光值。

示例的，信号处理器151接收输入图像信号，按照预定的图像分区规则，分别采集该输入图像信号中对应于各个背光分区的图像分区的灰阶亮度值，该灰阶亮度可以是平均值或平均加权值，然后将灰阶亮度值转换为相应的调光值。示例的，一个背光分区可以包括单个或者多个点光源，例如led，若该背光分区的图像画面的亮度较高则驱动该背光分区的点光源的亮度较高，若该背光分区中图像画面的亮度较低则驱动该背光分区的点光源的亮度较低。

另一方面，信号处理器151还按照预定显示面板的规格将输入图像信号进行格式转换，向栅极驱动器120和源极驱动器130提供各种时序信号和灰阶驱动信号。

微处理器152用于根据调光值向背光驱动器153提供背光驱动信号，所述背光驱动器153根据所述背光驱动信号控制所述多个背光分区的背光源的亮度。示例的，微处理器152根据所述调光值向背光驱动器153输出对应的脉冲调制信号(pulsewidthmodulation，pwm)，背光驱动器153根据脉冲调制信号向背光单元140提供相应的电流，调节对应背光分区的背光源的亮度。

背光驱动器153由级联的多个led驱动器组成(例如led驱动器1-led驱动器32)。示例的，led驱动器1-led驱动器32与多个背光分区一一对应，并根据接收到的背光驱动信号控制对应背光分区的背光源的亮度。

背光测试装置还包括多个第一串口扩展芯片155(例如图中的标记ic1(integratedcircuit，集成电路)和ic2所示)，每个第一串口扩展芯片155包括第一接口(例如图中的标记spi3和spi4所示)和多个第二接口(例如图中的标记gpa0-gpa7和gpb0-gpb7所示)，所述第一接口与所述微处理器152电连接，每个所述第二接口与对应的所述led驱动器(例如led驱动器1-led驱动器32)的状态引脚电连接。其中，所述第一串口扩展芯片155用于向所述微处理器152提供每个所述led驱动器的状态信息。

进一步的，微处理器152经由第一串口扩展芯片155获得led驱动器1-led驱动器32的状态引脚的电平状态，根据led驱动器的状态引脚的电平状态确定该驱动器是否工作正常，例如，当led驱动器的状态引脚为高电平时表示该驱动器工作正常，当led驱动器的状态引脚为低电平时表示该驱动器工作异常。

需要说明的是，图2中led驱动器和第一串口扩展芯片的数量只是示例性的，不对本实施例的背光测试装置构成任何限制，本领域的技术人员可以根据具体情况选择led驱动器和第一串口扩展芯片的数量。更进一步的，本实施例中第一串口扩展芯片的数量与led驱动器的数量存在对应关系，第一串口扩展芯片的数量取决于led驱动器的数量以及每个第一串口扩展芯片的通道数。例如，对于传统的16通道的串口扩展芯片(每个芯片可以连接16个led驱动器)，当led驱动器的数量为32时，需要2个第一串口扩展芯片；当led驱动器的数量为48时，需要3个第一串口扩展芯片；当led驱动器的数量为56时，需要4个第一串口扩展芯片，以此类推。

背光测试装置还包括拨码开关(dipswitch)156，拨码开关又称拨动开关、地址开关、数码开关等，是一种用来操作控制的地址开关，采用的是0/1的二进制编码原理。测试人员用于在背光测试时经由所述拨码开关156调节背光电流值。由于通过拨码开关156可直观的显示当前的电流值，因此节省了用于显示当前背光电流的显示屏，进一步节省了测试成本。

由于拨码开关包括多个按键以及与每个按键对应的引脚，因此当将拨码开关156之间与微处理器152连接时，会占用微处理器152大量的i/o资源，造成微处理器152的i/o资源的浪费。因此背光测试装置还包括至少一个第二串口扩展芯片157(例如图中的标记ic3所示)，所述拨码开关156经由第二串口扩展芯片157与微处理器152电连接。同样的，第二串口扩展芯片157也包括第一接口(例如图中的标记spi5所示)和多个第二接口(例如图中的标记gpa0-gpa7和gpb0-gpb7所示)，所述第一接口与所述微处理器152电连接，每个所述第二接口分别与拨码开关156的引脚对应连接，减少了微处理器152上i/o资源的浪费。

进一步的，本实施例的背光测试装置还包括功耗检测单元158，功耗检测单元158连接在所述微处理器152与led驱动器1-32之间，用于向所述微处理器提供所述led驱动器1-32背光驱动时的电流、电压等功耗信息。

进一步的，微处理器152为微控制单元(microcontrollerunit，mcu)，例如为冯诺伊曼或哈佛架构的risccpu，包括但不限于arm，mips，openrisc等，优选为arm；也可以是dsp等。

作为一个非限制性的例子，信号处理器151通过时序控制器(timercontrolregister，tcon)实现。时序控制器把外部电路送来的lvds(low-voltagedifferentialsignaling，低电压差分信号)输入图像信号(输入图像信号包含rgb数据信号、时钟信号、控制信号三类信号)通过逻辑处理后，转换成能驱动液晶屏的lvds信号，再直接送往液晶屏端的栅极驱动器和源极驱动器。

时序控制器还用于通过内部算法以背光分区为基础对输入图像信号进行分析，分析各个背光分区的灰阶均值，来匹配对应背光分区的背光源的背光亮度，得到各个背光分区的调光值。

微处理器152通过arm处理器实现，微处理器152与时序控制器、多个led驱动器、第一串口扩展芯片155以及第二串口扩展芯片157之间通过spi接口(serialperipheralinterface，串行外设接口)连接。

进一步的，arm处理器通过第三接口向时序控制器提供初始化数据。示例的，arm处理器与时序控制器之间通过i2c总线传输数据，在调试阶段更新时序控制器内部的数据和算法程序。

进一步的，arm处理器与功耗检测单元158之间通过i2c总线传输数据，在背光测试阶段获得多个led驱动器的背光驱动的电流、电压等功耗信息。

进一步的，微处理器152还包括存储器154，存储器154用于存储微处理器152得到的所述状态信息和功耗信息。示例的，所述存储器154通过arm处理器内部的闪存(flashmemory)实现，可在arm处理内部的大容量闪存中开辟一部分来模拟eeprom存储所述状态信息和功耗信息。

进一步的，微处理器152还包括第四接口，所述第四接口与上位机(例如pc)连接，所述上位机用于显示多个led驱动器的状态信息和功耗信息。示例的，上位机通过usb(universalserialbus，通用串行总线)接收并显示arm处理器提供的所述多个led驱动器的状态信息和功耗信息。

下面结合图2对本实施例的背光测试装置的工作原理进行简单说明。

微处理器152进行spi通信接口检测，检测背光测试装置中各个装置之间连接的完整性。当背光测试装置的通信链路检测完整之后，由微处理器152通过spi接口初始化各个led驱动器。之后微处理器152循环扫描各个led驱动器的状态引脚。例如，微处理器152通过多个第一串口扩展芯片接收每个led驱动器的状态引脚的电平状态，并根据每个led驱动器的状态引脚的电平状态判断该led驱动器的工作状态。若led驱动器的状态引脚为高电平，则表示该led驱动器正常工作，结束背光测试；若led驱动器的状态引脚为低电平，则表示该led驱动器工作异常，微处理器152读取并存储状态引脚为低电平的led驱动器的状态信息。例如，微处理器152对工作异常的led驱动器进行定点检测，读取工作异常的led驱动器的各个通道的工作状态，判断异常led驱动器是否发生开路、短路以及过温等问题，并将得到的错误信息存储至arm处理器内部的闪存中。

综上所述，本实用新型提供的背光测试装置和液晶显示装置，背光测试装置包括微处理器和多个led驱动器。多个led驱动器与微处理器连接以接收微处理器提供的背光驱动信号，并根据背光驱动信号控制多个背光分区的背光亮度。背光测试装置还包括至少一个第一串口扩展芯片，每个第一串口扩展芯片包括第一接口和多个第二接口，第一接口与微处理器电连接，每个第二接口与对应的led驱动器的状态引脚电连接，第一串口扩展芯片用于向微处理器提供每个led驱动器的状态信息。在本实用新型中，通过第一串口扩展芯片实现了微处理器与多个led驱动器之间的电连接，在不改变原有电路结构的基础下，大大节省了微处理器的i/o口的资源，有利于降低测试成本；同时对于后续的背光功耗、亮度等功能的测试更加便捷，有利于提高测试效率。

在优选地实施例中，背光测试装置还包括拨码开关，测试人员在背光测试时经由所述拨码开关调节背光电流值。由于通过拨码开关可直观地显示当前的电流值，因此节省了用于显示当前背光电流的显示屏，进一步节省了测试成本，提高测试效率。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。