可消除led顯示屏殘影的led顯示系統及其行掃描電路的制作方法

可消除led顯示屏殘影的led顯示系統及其行掃描電路的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種可消除LED顯示屏殘影的LED顯示系統及其行掃描電路，所述行掃描電路包括：多個行開關管，每個行開關管的第一連接端連接至電源電壓，第二連接端連接至對應行線；多個預放電開關，每個預放電開關的第一連接端連接至預放電參考電壓，第二連接端連接至對應行線，連接至同一行線的行開關管和預放電開關相互對應；行掃描控制邏輯，用于提供多個行驅動信號給各個行開關管的控制端以控制各個行開關管的導通或關斷，提供多個預放電控制信號給各個預放電開關的控制端以控制各個預放電開關的導通或關斷。通過對LED陣列中的行線進行預放電，從而可以有效的消除LED顯示屏的殘影現象。
【專利說明】可消除LED顯示屏殘影的LED顯示系統及其行掃描電路 【【技術領域】】
[0001] 本發明涉及LED (Liquid Emitting Diode)顯示【技術領域】，特別涉及一種可消除 LED顯示屏殘影的LED顯示系統及其行掃描電路。 【【背景技術】】
[0002] -般動態掃描的LED顯示屏或多或少的都存在殘影（拖影/鬼影）現象，而其產 生的機理則是由于芯片輸出端、電路板以及LED燈端口等處存在寄生電容，在某一時刻當 部分器件關閉后，對應的寄生電容上會存儲有殘留電荷，該殘留電荷會通過下一時刻的通 路泄放掉，從而使LED顯示屏中原本不該點亮的LED微亮，產生殘影現象。請參考圖1所示， 其為現有技術中采用1/4掃描方式的LED顯示屏的部分電路結構示意圖。圖1中，LED陣列 包括4行線和6個列線，在行線和列線之間連接有LED，共有24個LED，其中LED的陽極接 所述行線，LED的陰極接所述列線，4953為提供行掃描的芯片，其包括4個行開關管（通常 為PM0S晶體管），每個行開關管的源極接直流電源電壓VDD，漏極接LED陣列的一個行線； ET6024是輸出驅動芯片，其包括6個輸出端口，所述輸出端口與LED陣列的列線相連。在實 際工作中，ET6024的輸出端口是受控的，每個輸出端口為與其對應的列線上的LED提供電 流通路；4953中各個行開關管則是以固定的模式依次開關，從而控制各行線上的LED跟直 流電源電壓VDD之間的導通或者關斷，在同一時間內只有一個行開關管是導通的，并且行 開關管與行開關管之間都有一個死區時間。
[0003] 圖2是行開關管的行驅動信號（K1?K3)以及輸出驅動芯片的輸出端口（0UT2) 的信號的時序圖，行驅動信號為高時所述行開關管開啟（或稱導通），輸出驅動芯片的輸出 端口 0UT2為低電平時開啟。一般LED顯示屏設計時，多個行開關管在同一時刻只能有一個 導通，且不同行開關管導通間隔有一個死區時間，即所有行開關管都關閉，輸出驅動芯片的 輸出端口的開啟則包含在一個行開關管導通的區間內，即行開關管先于輸出驅動芯片的輸 出端口開啟，后于其關閉。按照圖2的波形，在K2的開啟周期內，0UT2開啟，那么在圖1中， D22會點亮。但是由于K1會在K2之前開啟，且K1和0UT2之間也存在通道，在K1開啟的時 候，此時0UT2關閉，但是由于寄生電容的存在，行開關管K1會對所對應的寄生電容充電，當 0UT2打開時，這些電容就會通過圖1中的D12來進行放電，等電荷放掉，D12就不亮了，由于 燈點亮是一直在刷新的，所以就可以看到D12這個燈微微亮，即所謂的拖影現象。
[0004] 此外，由于LED矩陣的列線上存在寄生電容，并且沒有設置專用的泄放通道，因 此，在輸出端口關閉后其對應的列線上會有一個電壓，該電壓與電源電壓VDD之間的壓差 在LED的導通電壓附近，從而可以通過個別LED實現泄放，使原本不該點亮的LED微亮。假 設行開關管K1開啟時，輸出端口 0UT0開啟，行開關管K2開啟時，輸出端口 0UT0關閉，輸出 端口 0UT0關閉后會在其對應的列線上產生一個電壓，從而在行開關管K2開啟的瞬間，使 0UT0和開關管2之間的LED21微亮一下，等輸出端口 0UT0和電源電壓VDD之間的壓差通過 LED21泄放到小于LED的導通電壓后，LED21就不會點亮了。也就是說由于LED矩陣的列線 上存在寄生電容，因此，在行切換時會使原本不該點亮的LED微亮（即通常所說的鬼影，從 而影響LED顯示屏的畫面顯示效果。
[0005] 因此，有必要提供一種改進的技術方案來克服上述問題。 【
【發明內容】
】
[0006] 本發明的目的在于提供一種LED顯示系統及其行掃描電路，其可以很好的消除 LED顯示屏的殘影現象。
[0007] 為了解決上述問題，本發明提供一種可消除LED顯示屏殘影的行掃描電路，所述 LED顯示屏由包括有多個行線和多個列線的LED陣列構成，行線和列線之間連接有LED，其 包括：多個行開關管，每個行開關管的第一連接端連接至電源電壓，第二連接端連接至對應 行線；多個預放電開關，每個預放電開關的第一連接端連接至預放電參考電壓，第二連接端 連接至對應行線，連接至同一行線的行開關管和預放電開關相互對應；行掃描控制邏輯，用 于提供多個行驅動信號給各個行開關管的控制端以控制各個行開關管的導通或關斷，提供 多個預放電控制信號給各個預放電開關的控制端以控制各個預放電開關的導通或關斷，并 保證所述預放電控制信號和所述行驅動信號遵循如下時序：各個行驅動信號依次形成有效 電平；各個行驅動信號的有效電平互不重疊且相鄰兩個行驅動信號的有效電平之間具有死 區時間；所述預放電控制信號在對應的行驅動信號跳變為有效電平時或之前跳變為無效電 平；所述預放電控制信號在對應的行驅動信號跳變為無效電平時或之后且下一行驅動信號 跳變為有效電平之前跳變為有效電平。
[0008] 根據本發明的另一方面，所述LED顯示系統包括：外部主控裝置、LED陣列、LED驅 動電路和行掃描電路。所述LED陣列包括有多個行線和多個列線，行線和列線之間連接有 LED，其特征在于，所述行掃描電路包括：多個行開關管，每個行開關管的第一連接端連接至 電源電壓，第二連接端連接至對應行線；多個預放電開關，每個預放電開關的第一連接端連 接至預放電參考電壓，第二連接端連接至對應行線，連接至同一行線的行開關管和預放電 開關相互對應；行掃描控制邏輯，用于提供多個行驅動信號給各個行開關管的控制端以控 制各個行開關管的導通或關斷，提供多個預放電控制信號給各個預放電開關的控制端以控 制各個預放電開關的導通或關斷，并保證所述預放電控制信號和所述行驅動信號遵循如下 時序：各個行驅動信號依次形成有效電平；各個行驅動信號的有效電平互不重疊且相鄰兩 個行驅動信號的有效電平之間具有死區時間；所述預放電控制信號在對應的行驅動信號跳 變為有效電平時或之前跳變為無效電平；所述預放電控制信號在對應的行驅動信號跳變為 無效電平時或之后且下一行驅動信號跳變為有效電平之前跳變為有效電平。
[0009] 進一步的，所述LED驅動電路包括控制邏輯單元和至少一個列控制電路，每個列 控制電路用于控制連接于所述LED陣列中的一個列線上的LED，所述列控制電路包括輸出 驅動單元、去殘影單元和預充電開關，在來自所述控制邏輯單元的列驅動控制信號跳變為 有效后，所述輸出驅動單元開始給連接于所述LED陣列中的對應列線上的LED提供驅動電 流，所述去殘影單元輸出無效的預充電控制信號以控制所述預充電開關斷開，從而切斷了 預充電參考電壓與所述列線之間的連接，在來自所述控制邏輯單元的列驅動控制信號跳變 為無效后，所述輸出驅動單元開始停止提供驅動電流，所述去殘影單元通過探測所述輸出 驅動單元來判定所述輸出驅動單元是否已經停止提供驅動電流，如果判定所述輸出驅動單 元已經停止提供驅動電流，則輸出的有效的預充電控制信號以控制所述預充電開關導通， 從而接通了預充電參考電壓與所述列線之間的連接。
[0010] 更進一步的，所述輸出驅動單元包括控制端和輸出端，所述去殘影單元包括第一 輸入端、第二輸入端和輸出端，所述預充電開關包括第一連接端、第二連接端和控制端，所 述輸出驅動單元的輸出端與所述LED陣列中的對應列線相連，所述預充電開關的第二連接 端與所述LED陣列中的對應列線相連，第一連接端連接至一個預充電參考電壓，所述預充 電開關的控制端與所述去殘影單元的輸出端相連，所述預充電開關的第一輸入端和所述輸 出驅動單元的控制端接收來自控制邏輯單元的列驅動控制信號，所述預充電開關的第二輸 入端接收所述輸出驅動單元的探測信號，所述去殘影單元基于來自所述輸出驅動單元的探 測信號來判定所述輸出驅動單元是否已經停止提供驅動電流。
[0011] 進一步的，所述探測信號能夠表征所述輸出驅動單元的輸出端的輸出電流或輸出 電壓。
[0012] 更進一步的，所述去殘影單元包括比較參考電壓產生電路、電壓采樣電路、電壓比 較器和邏輯電路，所述電壓采樣電路采樣所述輸出驅動單元的輸出端的輸出電壓得到采樣 電壓，所述比較參考電壓產生電路提供比較參考電壓，所述電壓比較器比較所述采樣電壓 和所述比較參考電壓來判定所述輸出驅動單元是否已經停止提供驅動電流，所述邏輯電路 在來自所述控制邏輯單元的列驅動控制信號跳變為有效后，輸出無效的預充電控制信號， 在來自所述控制邏輯單元的列驅動控制信號跳變為無效后且所述采樣電壓大于所述比較 參考電壓時，輸出有效的預充電控制信號。
[0013] 更進一步的，所述去殘影單元包括比較參考電流產生電路、電流采樣電路、電流比 較器和邏輯電路，所述電流采樣電路采樣所述輸出驅動單元的輸出端的輸出電流得到采樣 電流，所述比較參考電流產生電路提供比較參考電流，所述電流比較器比較所述采樣電流 和所述比較參考電流來判定所述輸出驅動單元是否已經停止提供驅動電流，所述邏輯電路 在來自所述控制邏輯單元的列驅動控制信號跳變為有效后，輸出無效的預充電控制信號， 在來自所述控制邏輯單元的列驅動控制信號跳變為無效后且所述采樣電流小于所述比較 參考電流時，輸出有效的預充電控制信號。
[0014] 進一步的，所述LED陣列的行線經過行掃描單元與電源電壓相連，所述預充電參 考電壓是可編程的或可調控的，調整所述預充參考電壓的值使得所述電源電壓和所述預充 電參考電壓的差值較連接至相應列線上的LED的導通閾值電壓小0V至1. 0V。
[0015] 進一步的，所述LED陣列的行線經過行掃描單元與電源電壓相連，所述LED驅動電 路包括有兩個預充電參考電壓，分別被稱為第一預充電參考電壓和第二預充電參考電壓， LED陣列中的一部分列線通過對應的預充電開關與第一預充電參考電壓相連，LED陣列中 的另一部分列線通過對應的預充電開關與第二預充電參考電壓相連，第一預充電參考電壓 低于第二預充電參考電壓，第二預充電參考電壓低于電源電壓。
[0016] 更進一步的，LED陣列中的綠色和藍色LED連接于與第一預充電參考電壓相連的 列線上，LED陣列中的紅色LED連接于與第二預充電參考電壓相連的列線上。所述電源電壓 和第一預充電參考電壓的差值較所述綠色LED和藍色LED的導通閾值電壓小0V至1. 0V，所 述電源電壓和第二預充電參考電壓的差值較所述紅色LED的導通閾值電壓小0V至1. 0V。
[0017] 與現有技術相比，本發明中的行掃描電路通過對LED陣列中的行線進行預放電， 從而可以有效的消除LED顯示屏的殘影現象。 【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0018] 為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本 領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它 的附圖。其中：
[0019] 圖1為現有技術中的LED顯不系統的系統結構圖；
[0020] 圖2為圖1中的LED顯示系統的多個信號的時序示意圖；
[0021] 圖3為本發明的LED顯示系統在一個實施例中的電路示意圖；
[0022] 圖4為圖3中的幾個信號的時序示意圖；
[0023] 圖5為本發明的LED顯不系統在另個實施例中的電路不意圖；
[0024] 圖6a為圖5中的去殘影單元在一個實施例中的結構示意圖；
[0025] 圖6b為圖5中的去殘影單元在另一個實施例中的結構示意圖；
[0026] 圖7為圖5中的LED顯示系統中的各個信號的時序示意圖。 【【具體實施方式】】
[0027] 為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步詳細的說明。
[0028] 此處所稱的"一個實施例"或"實施例"是指可包含于本發明至少一個實現方式中 的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的"在一個實施例中"并非均指同一 個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。除非特別說明，本文 中的連接、相連、相接的表示電性連接的詞均表示直接或間接電性相連。
[0029] 請參考圖3所示，其為本發明在一個實施例中的LED顯示系統的電路示意圖。該 LED顯示系統包括LED陣列320、行掃描單元（或稱行掃描電路）330和LED驅動電路380。
[0030] 所述LED陣列320包括多個行線和多個列線，在每個行線和每個列線之間連接有 一個或多個LED，其中LED的陽極接所述行線，LED的陰極接所述列線。行線或列線的個數 可以根據應用需要確定。圖3中示意出了三個行線，三個列線，他們之間連接有LED D11， D12, D13, D21，D22, D23, D31，D32, D33。所述恒流LED驅動電路380具有多個輸出端，每個 輸出端與LED陣列320的一個列線相連，其用于給對應的列線上連接的LED提供驅動電流。 其中，圖3中示意圖出了三個輸出端，分別為0UT1，0UT2, 0UT3。
[0031] 所述行掃描單元330包括多個行開關管ΚΙ、K2和K3,多個預放電開關SI、S2和 S3和行掃描控制邏輯331。每個行開關管的第一連接端連接至電源電壓VDD，第二連接端 連接至LED陣列320中的對應行線。每個預放電開關的第一連接端連接至預放電參考電壓 VLref，第二連接端連接至LED陣列320中的對應行線。連接至同一行線的行開關管和預放 電開關相互對應，比如K1和S1相互對應，K2和S2相互對應，K3和S3相互對應。
[0032] 所述行掃描控制邏輯331用于提供行驅動信號給各個行開關管K1-K3的控制端以 控制各個行開關管K1-K3的導通或關斷，提供預放電控制信號給各個預放電開關S1-S3的 控制端以控制各個預放電開關的導通或關斷。所述預放電開關可以為PM0S晶體管、NM0S晶 體管或傳輸門。所述行開關管也可以是PM0S晶體管、NM0S晶體管或傳輸門。
[0033] 所述行掃描控制邏輯331管理著各個行驅動信號和各個預放電控制信號的時序， 為了實現正常工作并能夠有效的消除殘影，各個信號需要滿足如下條件：1)、各個行驅動信 號依次形成有效電平；2)、各個行驅動信號的有效電平互不重疊且相鄰兩個行驅動信號的 有效電平之間具有死區時間；3)、所述預放電控制信號在對應的行驅動信號跳變為有效電 平時或之前跳變為無效電平；4)、所述預放電控制信號在對應的行驅動信號跳變為無效電 平時或之后且下一行驅動信號跳變為有效電平之前跳變為有效電平。
[0034] 所述行開關管在其行驅動信號為有效電平時導通，在其行驅動信號為無效電平時 截止，所述預放電開關在其預放電控制信號為有效電平時導通，在其預放電控制信號為無 效電平時截止。在所述預放電開關導通時，可以對對應行線進行放電，將其電壓鉗位于預 放電參考電壓VLref，以保證在行開關管關閉期間，連接到該行開關管上的LED燈所對應的 LED驅動電路的輸出端工作時，不會有殘留的電荷使得LED點亮。
[0035] 圖4示圖3中的行驅動信號（其也被標記為K1-K3)以及預放電控制信號（其也 被標記為S1-S3)的時序示意圖，其中所述行驅動信號的有效電平為高電平，在所述行驅動 信號為高電平時，對應的行開關管導通，相反在所述行驅動信號為低電平時，對應的行開關 管截止，所述預放電控制信號的有效電平為低電平，在所述預放電控制信號為低電平時，對 應的預放電開關截止，在所述預放電控制信號為高電平時，對應的預放電開關導通。
[0036] 如圖4所示，T1為預放電開關S1斷開到對應的行開關管K1開啟的時間間隔；T2 為行開關管K1關閉到預放電開關S1開啟的時間間隔；T3為預放電開關S1開啟到相鄰的 下一個行開關管K2開啟的時間間隔，其中T1彡0, T2彡0, T3 > 0。
[0037] 下面結合圖4來舉例來說各個信號需要遵循的時序關系：
[0038] 1、K1、K2、K3依次形成高電平；
[0039] 2、各個行驅動信號ΚΙ、Κ2、Κ3的有效電平互不重疊且相鄰兩個行驅動信號（比如 Κ1和Κ2, Κ2和Κ3)的有效電平之間具有死區時間（如圖4所示）；
[0040] 3、所述預放電控制信號S1在對應的行驅動信號Κ1跳變為有效電平時（兩者同時 跳變）或之前（兩者有個時間差Τ1)跳變為無效電平；
[0041] 4、所述預放電控制信號S1在對應的行驅動信號Κ1跳變為無效電平時（兩者同 時）或之后（兩者有個時間差Τ2)且下一行驅動信號Κ2跳變為有效電平之前（兩者有個 時間差Τ3)跳變為有效電平。
[0042] 這樣，通過增設預放電開關進行預放電可以保證在行掃描期間，由于行線上積攢 電荷而導致的拖影或殘影問題得到有效解決。需要注意的是，上文中是以三行三列的LED 陣列為例進行了介紹，很顯然本發明對行數和列數并未做限制。
[0043] 優選的，所述預放電參考電壓不是地電壓GND，如果所述預放電參考電壓為地電壓 GND，那么在行開關管開啟時，需要首先將所述行線的電壓從地電壓電源電壓開始上拉，這 樣導致連接至該行線上的LED需要經過一段時間才能導通。舉例來說，電源電壓VDD為5V， LED的導通閾值電壓為3V，假設預放電參考電壓也為0V，那么預放電后，所述行線上的電壓 可能也會變為0V，此時如果行開關管導通或開啟，那么需要將行線上的電壓先充電至3V后 所述LED才能到發光，從0V到3V的這段時間影響了所述LED的發光時間，并且這段時長不 容易控制，也影響了整個時序的安排，同時這樣設置也增加了功耗，浪費了本來就非常緊張 的時序時間。為了解決這個問題，可以使得所述預放電參考電壓大于所述地電壓，并且所述 預放電參考電壓和各個列線的最低電壓（即LED驅動電路的輸出端的最低電壓）的差值小 于連接至對應的行線上的LED的導通閾值電壓。在一個優選的實施例中，所述預放電參考 電壓和各個列線的最低電壓（即LED驅動電路的輸出端的最低電壓）的差值較連接至對應 的行線上的LED的導通閾值電壓小0V至1. 0V，比如0. IV或0. 2V。
[0044] 在一個實施例中，所述LED陣列320包括藍色LED、綠色LED和紅色LED，在一個實 例中，連接至每個行線上的LED可以為同一種顏色。此實施例中，所述預放電參考電壓有兩 個，分別被稱為第一預放電參考電壓VLrefl和第二預放電參考電壓VLref 2。所述LED陣列 320中的與綠色（G)或藍色（B)LED相連的行線通過對應的預放電開關與第一預放電參考電 壓VLrefl相連，所述LED陣列320中的與紅色（R) LED相連的行線通過對應的預放電開關 與第二預放電參考電壓VLref2相連，第一預放電參考電壓VLrefl高于第二預放電參考電 壓VLref2。優選的，第一預放電參考電壓和各個列線的最低電壓的差值較所述綠色LED和 藍色LED的導通閾值電壓小0V至IV，比如0. IV或0. 2V，第二預放電參考電壓和各個列線 的最低電壓的差值較所述紅色LED的導通閾值電壓小0V至IV，比如0. IV或0. 2V。
[0045] 接下來就分析一下為何要設置不同的預放電參考電壓，由于紅色LED的導通閾值 電壓較小，通常為1.8V，而綠色和藍色LED的導通閾值電壓較大，通常為3V-3.2V。為了實 現統一的預放電效果，假設只設置一個預放電參考電壓，電源電壓VDD為5V，各個列線的最 低電壓為〇(實際上可能會應該高于0,這里假設為0)，所述預放電參考電壓需要設置的較 低，比如1. 7V，這樣在所述行開關管開啟時，對于紅色LED來講，其能夠很快到達導通閾值 電壓（1.8V)而開始發光，而對于藍色和綠色LED，其需要較長的時間才能到達導通閾值電 壓（3V-3. 2V)而開始發光，這樣可能會導致整個LED顯示屏偏紅，并且不易調控時序。因此， 為了使得不同顏色的LED都能夠快速進行發光狀態，可以針對不同顏色的LED設置不同的 預放電參考電壓。在本發明的此實施例中，由于藍色或綠色的LED的導通閾值電壓相差不 大，因此針對他們設置了一個預放電參考電壓，在其他實施例中也可以針對每種顏色的LED 設置一個預充電參考電壓。
[0046] 總結來講，由于不同顏色的LED具有不同的導通閾值電壓，并且不同廠商生產的 同種顏色的LED的導通電壓閾值可能也都有所差別，為了精確的匹配所述LED的各種導通 閾值電壓，可以使得所述LED驅動電路提供的預放電參考電壓是可編程的或可調控的，這 樣可以針對所述LED的各種實際導通閾值電壓調整所述預放電參考電壓使得所述預充電 參考電壓和各個列線的最低電壓的差值較連接至對應的行線上的LED的導通閾值電壓稍 小，比如小0V至1.0V。
[0047] 請參考圖5所示，其為本發明在另一個實施例中的LED顯示系統的電路示意圖。該 LED顯示系統包括外部主控裝置510、LED陣列520、行掃描單元530和LED驅動電路580。
[0048] 所述LED陣列520包括多個行線和多個列線，在每個行線和每個列線之間連接有 一個或多個LED，其中LED的陽極接所述行線，LED的陰極接所述列線。所述LED包括藍色 LED、綠色LED和紅色LED，通常連接至每個列線上的LED為同一種顏色。
[0049] 所述行掃描單元530包括多個行開關管，每個行開關管的一個連接端與電源電壓 VDD相連，另一個連接端與一個列線相連。圖3中的行掃描單元330也用在本實施例中的所 述行掃描單元530。所述外部主動裝置510可以是對所述LED顯示系統進行控制的裝置，t匕 如一臺電腦或其他控制裝置。
[0050] 所述LED驅動電路580包括控制邏輯單元540和多個列控制電路，每個列控制電 路用于控制驅動連接于所述LED陣列520中的一個列線上的LED，每個列控制電路對應所述 LED陣列520中的一個列線。每個列控制電路包括輸出驅動單元550、去殘影單元560和預 充電開關570。所述輸出驅動單元550包括控制端和輸出端，所述去殘影單元560包括第 一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述預充電開關570包括第一連接端、第二連接端和控制 端。
[0051] 所述輸出驅動單元550的輸出端與所述LED陣列中的對應列線相連。所述預充電 開關570的第二連接端與所述LED陣列中的對應列線相連，第一連接端連接至一個預充電 參考電壓，所述預充電開關570的控制端與所述去殘影單元560的輸出端相連。所述預充 電開關570的第一輸入端和所述輸出驅動單元550的控制端接收來自控制邏輯單元540的 對應的列驅動控制信號，所述預充電開關570的第二輸入端接收對應的輸出驅動單元550 的探測信號，所述去殘影單元560基于來自所述輸出驅動單元550的探測信號來判定所述 輸出驅動單元550是否已經停止提供驅動電流。
[0052] 在來自所述控制邏輯單元540的列驅動控制信號跳變為有效后，所述輸出驅動單 元550開始給連接于所述LED陣列中的對應列線上的LED提供驅動電流，同時所述去殘影 單元560輸出無效的預充電控制信號以控制所述預充電開關570斷開，從而切斷了預充電 參考電壓與所述列線之間的連接，此時LED正常的發光或不發光。在來自所述控制邏輯單 元540的列驅動控制信號跳變為無效后，所述輸出驅動單元550開始停止給連接于對應列 線上的LED提供驅動電流，然而由于不同大小的輸出電流或驅動電流會導致從開始停止提 供驅動電流到完全停止提供驅動電流的時長不同，因此在本發明中，所述去殘影單元560 需要通過探測所述輸出驅動單元550來判定所述輸出驅動單元550是否已經停止提供驅動 電流，如果判定所述輸出驅動單元已經停止提供驅動電流（意味著已經真正的完全的停止 了提供驅動電流），則輸出的有效的預充電控制信號以控制所述預充電開關570導通，從而 接通了預充電參考電壓與所述列線之間的連接。
[0053] 這樣，本發明摒棄了現有技術中的從所述列驅動控制信號跳變為無效后延遲預定 時長就使得所述預充電開關導通的方案，而是通過探測所述輸出驅動單元的狀態來判斷是 否已經停止提供驅動電流，基于這種判斷結果來決定何時開始導通所述預充電開關，這樣 方案可以適用于不同驅動電流的情況，不容易出現預充電過早或過遲的情形。
[0054] 圖7為圖5中的LED顯示系統中的各個信號的時序示意圖，其中列驅動控制信號 cont為低電平有效，預充電控制信號為低電平有效。可以看出，在列驅動控制信號cont的 下降沿與所述預充電控制信號的上升沿對齊，即在列驅動控制信號cont跳變為有效時，所 述預充電控制信號跳變為無效，這樣可以切斷預充電開關；所述預充電控制信號的下降沿 不再是固定的，其與所述輸出驅動電路550的驅動電流相關，如果驅動電流較大，則從開始 停止提供驅動電流到真正完成停止提供驅動電流的時間就要長，因此所述預充電控制信號 的下降沿更為靠后，如果驅動電流較小，則從開始停止提供驅動電流到真正完成停止提供 驅動電流的時間就要短，因此所述預充電控制信號的下降沿更為靠前。反觀現有技術中的 預充電控制信號，其下降沿則是相對于列驅動控制信號的上升沿延遲固定時長，這顯然不 能適用于不同驅動電流大小的情況。
[0055] 在圖5中，所述控制邏輯單元540、各個去殘影單元560、各個預充電開關570和各 個輸出驅動單元550可以集成于一個芯片中，也可以形成于多個相同的芯片中，比如每個 芯片只負責LED陣列中的一個或多個列線，由多個相同的芯片來實現整個LED陣列的列線 的驅動。
[0056] 在圖5所示的LED顯示系統中，所述輸出驅動單元550有η個，分別記為輸出驅動 單元1，輸出驅動單元2,……，輸出驅動單元η，所述去殘影單元560也有η個，分別記為去 殘影單元1，去殘影單元2,……，去殘影單元η，所述預充電開關570有η個，分別記為預充 電開關ΜΡ1，預充電開關ΜΡ2,預充電開關ΜΡη，其中η為LED陣列的列線的列數。每個列控 制電路內的輸出驅動單元1、2或η、去殘影單元1、2或η、預充電開關MP1、MP2或MPn，以及 該列控制電路對應的列線1、2或n，它們之間的連接關系如上文中描述和圖5所示的那樣。 各個輸出驅動單元1、2和η、各個去殘影單元1、2和η接收所述控制邏輯單元540輸出的對 應列驅動控制信號contl、cont2和contn。可以看出，各個列線是否開始預充電是相對獨 立的，互不影響，并且其是由其對應的輸出驅動單元的停止提供驅動電流的狀態來確定的。
[0057] 在一個實施例中，所述預充電開關為PMOS (P-channel Metal Oxide Semiconductor)晶體管，其源級用作第一連接端，其漏極用作第二連接端，其柵極用作控制 端。
[0058] 在一個實施例中，所述去殘影單元560是通過探測所述輸出驅動單元550的輸出 電壓或輸出電流來判定所述輸出驅動單元550是否已經停止給對應的列線提供驅動電流。
[0059] 圖6a為所述去殘影單元560的一個實施例的結構示意圖，如圖6a所示，所述去殘 影單元560包括比較參考電壓產生電路561a、電壓采樣電路562a、電壓比較器563a和邏輯 電路564。所述電壓采樣電路562a采樣所述輸出驅動單元550的輸出端的輸出電壓得到采 樣電壓。所述比較參考電壓產生電路561a提供比較參考電壓。所述電壓比較器563a比較 所述采樣電壓和所述比較參考電壓來判定所述輸出驅動單元是否已經停止提供驅動電流。 所述邏輯電路564a在來自所述控制邏輯單元540的列驅動控制信號跳變為有效后，輸出無 效的預充電控制信號，在來自所述控制邏輯單元540的列驅動控制信號跳變為無效后且所 述采樣電壓大于所述比較參考電壓時，輸出有效的預充電控制信號。如圖7所示，其示意出 了所述輸出驅動電路550的輸出端的輸出電壓V0UT的波形，可以看出所述輸出電壓V0UT 的大小可以反映出停止提供驅動電流是否完成。
[0060] 圖6b為所述去殘影單元560的另一個實施例的結構示意圖，如圖6b所示，所述去 殘影單元560包括比較參考電流產生電路561b、電流采樣電路562b、電流比較器563b和邏 輯電路564。所述電流采樣電路562b采樣所述輸出驅動單元550的輸出端的輸出電流得到 采樣電流。所述比較參考電流產生電路561b提供比較參考電流。所述電流比較器563b比 較所述采樣電流和所述比較參考電流來判定所述輸出驅動單元是否已經停止提供驅動電 流。所述邏輯電路564b在來自所述控制邏輯單元540的列驅動控制信號跳變為有效后，輸 出無效的預充電控制信號，在來自所述控制邏輯單元540的列驅動控制信號跳變為無效后 且所述采樣電流小于所述比較參考電流時，輸出有效的預充電控制信號。
[0061] 此外，在其他實施例中，所述去殘影單元還可以探測所述輸出驅動單元的其他信 號來判定所述輸出驅動單元550是否已經停止給對應的列線提供驅動電流，比如所述輸出 驅動單元內的輸出管的柵極電壓等。總之，來自所述取出驅動單元550的探測信號為所述 輸出驅動單兀550的輸出電壓或輸出電流，或者為能夠表征所述輸出驅動單兀550的輸出 電壓或輸出電流的信號。
[0062] 優選的，所述預充電參考電壓不是電源電壓VDD，如果所述預充電參考電壓為電源 電壓VDD，那么在輸出驅動單元的輸出端開始并提供驅動電流時，需要首先將所述列線的電 壓從電源電壓開始下拉，這樣導致連接至該列線上的LED需要經過一段時間才能導通。舉 例來說，電源電壓VDD為5V，LED的導通閾值電壓為3V，假設預充電參考電壓也為5V，那么 預充電后，所述列線上的電壓可能也會變為5V，此時如果輸出驅動單元的輸出端開啟，那么 需要將列線上的電壓釋放至2V后所述LED才能到發光，從5V到2V的這段時間影響了所述 LED的發光時間，并且這段時長不容易控制，也影響了整個時序的安排，同時這樣設置也增 加了功耗，浪費了本來就非常緊張的時序時間。為了解決這個問題，可以使得所述預充電參 考電壓小于所述電源電壓，并且所述預充電參考電壓和所述電源電壓的差值小于連接至對 應的列線上的LED的導通閾值電壓。在一個優選的實施例中，所述電源電壓和所述預充電 參考電壓的差值較連接至對應的列線上的LED的導通閾值電壓小0V至1. 0V，比如0. IV或 0· 2V。
[0063] 在一個實施例中，所述LED陣列520包括藍色LED、綠色LED和紅色LED，通常連 接至每個列線上的LED為同一種顏色。所述預充電參考電壓有兩個，分別被稱為第一預充 電參考電壓Vrefl和第二預充電參考電壓Vref2。所述LED陣列520中的與綠色（G)或藍 色（B) LED相連的列線通過對應的預充電開關570與第一預充電參考電壓Vrefl相連，所述 LED陣列520中的與紅色（R) LED相連的列線通過對應的預充電開關570與第二預充電參考 電壓Vref2相連，第一預充電參考電壓Vrefl低于第二預充電參考電壓Vref2。優選的，所 述電源電壓VDD和第一預充電參考電壓的差值較所述綠色LED和藍色LED的導通閾值電壓 小0. 01V至IV，比如0. IV或0. 2V，所述電源電壓和第二預充電參考電壓Vref2的差值較所 述紅色LED的導通閾值電壓小0V至IV，比如0. IV或0. 2V。
[0064] 接下來就分析一下為何要設置不同的預充電參考電壓，由于紅色LED的導通閾值 電壓較小，通常為1.8V，而綠色和藍色LED的導通閾值電壓較大，通常為3V-3.2V。為了實現 統一的預充電效果，假設只設置一個預充電參考電壓，電源電壓VDD為5V，所述預充電參考 電壓需要設置的較高，比如3. 3V，這樣在所述輸出驅動單元的輸出端開啟時，對于紅色LED 來講，其能夠很快到達導通閾值電壓（1.8V)而開始發光，而對于藍色和綠色LED，其需要較 長的時間才能到達導通閾值電壓（3V-3.2V)而開始發光，這樣可能會導致整個LED顯示屏 偏紅。因此，為了使得不同顏色的LED都能夠快速進行發光狀態，可以針對不同顏色的LED 設置不同的預充電參考電壓。在本發明的此實施例中，由于藍色或綠色的LED的導通閾值 電壓相差不大，因此針對他們設置了一個預充電參考電壓，在其他實施例中也可以針對每 種顏色的LED設置一個預充電參考電壓。
[0065] 總結來講，由于不同顏色的LED具有不同的導通閾值電壓，并且不同廠商生產的 同種顏色的LED的導通電壓閾值可能也都有所差別，為了精確的匹配所述LED的各種導通 閾值電壓，可以使得所述LED驅動電路提供的預充電參考電壓是可編程的或可調控的，這 樣可以針對所述LED的各種實際導通閾值電壓調整所述預充電參考電壓使得所述電源電 壓和所述預充電參考電壓的差值較連接至對應的列線上的LED的導通閾值電壓小0V至 1. 0V。
[0066] 在本發明中，"連接"、相連、"連"、"接"等表示電性相連的詞語，如無特別說明，則 表示直接或間接的電性連接。本發明中的"列"或"行"都是廣義上的含義，其既可以指陣 列中水平的一排，也可以指垂直的一排。
[0067] 需要指出的是，熟悉該領域的技術人員對本發明的【具體實施方式】所做的任何改動 均不脫離本發明的權利要求書的范圍。相應地，本發明的權利要求的范圍也并不僅僅局限 于前述【具體實施方式】。
【權利要求】
1. 一種可消除LED顯示屏殘影的行掃描電路，所述LED顯示屏由包括有多個行線和多 個列線的LED陣列構成，行線和列線之間連接有LED，其特征在于，其包括： 多個行開關管，每個行開關管的第一連接端連接至電源電壓，第二連接端連接至對應 行線； 多個預放電開關，每個預放電開關的第一連接端連接至預放電參考電壓，第二連接端 連接至對應行線，連接至同一行線的行開關管和預放電開關相互對應； 行掃描控制邏輯，用于提供多個行驅動信號給各個行開關管的控制端以控制各個行開 關管的導通或關斷，提供多個預放電控制信號給各個預放電開關的控制端以控制各個預放 電開關的導通或關斷，并保證所述預放電控制信號和所述行驅動信號遵循如下時序： 各個行驅動信號依次形成有效電平；各個行驅動信號的有效電平互不重疊且相鄰兩個 行驅動信號的有效電平之間具有死區時間；所述預放電控制信號在對應的行驅動信號跳變 為有效電平時或之前跳變為無效電平；所述預放電控制信號在對應的行驅動信號跳變為無 效電平時或之后且下一行驅動信號跳變為有效電平之前跳變為有效電平。
2. 根據權利要求1所述的行掃描電路，其特征在于，所述行開關管在其行驅動信號為 有效電平時導通，在其行驅動信號為無效電平時截止，所述預放電開關在其預放電控制信 號為有效電平時導通，在其預放電控制信號為無效電平時截止。
3. 根據權利要求1所述的行掃描電路，其特征在于，所述預放電參考電壓是可編程的 或可調控的，調整所述預放電參考電壓的值使得所述預放電參考電壓與各個列線的最低電 壓的差值小于連接于對應行線的LED的導通閾值電壓。
4. 根據權利要求1所述的行掃描電路，其特征在于，所述預放電參考電壓為兩個，分別 稱為第一預放電參考電壓和第二預放參考電壓， LED陣列中的一部分行線通過對應的預放電開關與第一預放電參考電壓相連，LED陣 列中的另一部分列線通過對應的預放電開關與第二預放電參考電壓相連，第一預放電參考 電壓高于第二預放電參考電壓，第一預放電參考電壓低于電源電壓。
5. 根據權利要求4所述的行掃描電路，其特征在于，LED陣列中的綠色和藍色LED連接 于與第一預放電參考電壓相連的行線上，LED陣列中的紅色LED連接于與第二預放電參考 電壓相連的行線上。
6. 根據權利要求5所述的行掃描電路，其特征在于，第一預放電參考電壓和各個列線 的最低電壓的差值較所述綠色LED和藍色LED的導通閾值電壓小0V至1. 0V，第二預放電參 考電壓和各個列線的最低電壓的差值較所述紅色LED的導通閾值電壓小0V至1. 0V。
7. 根據權利要求1所述的行掃描電路，其特征在于，所述預放電開關為PMOS晶體管、 NMOS晶體管或傳輸門。
8. -種LED顯示系統，其特征在于，其包括：外部主控裝置、LED陣列、LED驅動電路和 如權利要求1-7任一所述的行掃描電路。
9. 根據權利要求8所述的LED顯示系統，其特征在于，所述LED驅動電路包括控制邏輯 單元和至少一個列控制電路，每個列控制電路用于控制連接于所述LED陣列中的一個列線 上的LED，所述列控制電路包括輸出驅動單元、去殘影單元和預充電開關， 在來自所述控制邏輯單元的列驅動控制信號跳變為有效后，所述輸出驅動單元開始給 連接于所述LED陣列中的對應列線上的LED提供驅動電流，所述去殘影單元輸出無效的預 充電控制信號以控制所述預充電開關斷開，從而切斷了預充電參考電壓與所述列線之間的 連接， 在來自所述控制邏輯單元的列驅動控制信號跳變為無效后，所述輸出驅動單元開始停 止提供驅動電流，所述去殘影單元通過探測所述輸出驅動單元來判定所述輸出驅動單元是 否已經停止提供驅動電流，如果判定所述輸出驅動單元已經停止提供驅動電流，則輸出的 有效的預充電控制信號以控制所述預充電開關導通，從而接通了預充電參考電壓與所述列 線之間的連接。
10.根據權利要求9所述的LED顯示系統，其特征在于，所述輸出驅動單元包括控制端 和輸出端，所述去殘影單元包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述預充電開關包括第 一連接端、第二連接端和控制端， 所述輸出驅動單元的輸出端與所述LED陣列中的對應列線相連，所述預充電開關的第 二連接端與所述LED陣列中的對應列線相連，第一連接端連接至一個預充電參考電壓，所 述預充電開關的控制端與所述去殘影單元的輸出端相連，所述預充電開關的第一輸入端和 所述輸出驅動單元的控制端接收來自控制邏輯單元的列驅動控制信號，所述預充電開關的 第二輸入端接收所述輸出驅動單元的探測信號，所述去殘影單元基于來自所述輸出驅動單 元的探測信號來判定所述輸出驅動單元是否已經停止提供驅動電流。
【文檔編號】G09G3/32GK104091568SQ201410374678
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】史良俊, 湯大勇, 汪東 申請人:無錫力芯微電子股份有限公司