一種led顯示裝置的製作方法
2023-09-21 02:44:05
專利名稱：一種led顯示裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及LED顯示裝置，尤其涉及的是一種能夠消除前行隱亮和列常亮的LED
顯示裝置。
背景技術：
發光二極體(Light Emitting Diode，LED)，它的基本結構是一塊電致發光的半 導體材料，置於一個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，當它處於正向工作狀態時 (即兩端加上正向電壓)，電流從LED陽極流向陰極時，半導體材料就會發光，光的強弱與電 流大小有關。多年來，LED —直在平板顯示領域扮演著重要的角色，並且依靠其獨特的高亮 度、高強度、長壽命、可拼接使用、方便靈活等優點，使得它在大面積室內外顯示，特別在體 育，廣告，金融、展覽、交通等領域的應用相當廣泛。LED顯示器根據顯示控制方式可分為靜態與掃描兩種。靜態顯示就是對LED電子 顯示屏中的每一 LED都通過硬體單獨控制，整個LED顯示屏所有的LED同時受控。此方式 最大優點是程序設計簡單，且畫面無閃爍。但這種設計存在致命的缺點電路複雜，硬體利 用率低，成本巨大。而隨著LED製造工藝的進步，LED的亮度有了明顯的提高，目前LED顯示屏越來越 多的採用動態掃描實現顯示過程，此方式是將顯示屏上所有的LED分成N組，每組稱為一 行。若要顯示一幀畫面，先通過行驅動器送出第一行的數據，然後通過列驅動器選通並點 亮第一行中的LED，此後送出第二行的數據，同樣選通、點亮第二行LED ；依次將所有行掃描 完，即給出了一幀的畫面，注意此處的點亮是指一行LED同時被行驅動器和列驅動器控制。 因此，這種顯示方法的掃描頻率越高，畫面就越穩定，要使人眼看上去的畫面達到穩定，掃 描頻率至少要120赫茲，歐洲的標準為300赫茲，要使經攝像機拍攝後的畫面達到穩定的效 果，掃描頻率則需更高。圖1所示一種典型的掃描型LED顯示裝置，其包括接收行選擇信號(HSEL)的行譯 碼器11。該行解碼器11接收控制系統(未圖示)輸出的行選擇信號HSEL，並將該行選擇 信號進行解碼後，輸出若干行解碼輸出(HlA HnA)。若干行驅動器12對應接收該若干行 解碼輸出，然後從其輸出端121，輸出行信號(Hl Hn)，也即驅動電壓，加載在正極連接在 對應驅動輸出端121的LED(請參閱圖1中標號13)。該列驅動器14與LED的負極連接， 主要用來接收從該控制系統輸出的時鐘信號Clk、加載信號Load、使能信號En和數據信號 Data，來控制各列的LED是否發光以及發光時間。通過該行信號和該時鐘信號Clk、加載信 號Load、使能信號En和數據信號Data控制該列驅動器14和各行驅動器12，從而可控制每 個LED是否發光，來顯示需要的圖面、文字等信息。但是，該掃描型LED顯示裝置經常存在隱亮問題。具體來講，如圖1所示，各行驅 動器12 —般都使用晶片FDS4953雙路P溝道場效應管或其他晶片，容易產生結電容問題。 以下以晶片FDS4953雙路P溝道場效應管為例進行說明。在如圖1所示的掃描電路中，由 於使用該晶片FDS4953雙路P溝道場效應管，當m行的行驅動器12被關斷後，由於結電容的問題，該m行的行驅動器12的驅動輸出端121上會儲存有電荷，從而在m行的LED的正 極產生一個虛高電壓，該虛高電壓一直保持到該列驅動器14的對應列打開，其存在時間為 Tx0
當m+1行被點亮時，此時列驅動器14的對應列為打開狀態。由於m行的LED的正 極有虛高電壓，因此m行LED正極上的電荷將通過列驅動器14的對應列而釋放，因此本來 m行應不亮的LED，在m+1行被點亮的同時，也出現隱亮，該隱亮時間Ty為從該虛高電壓到 LED的臨界點亮電壓Vledl所需要的時間。此外，影響隱亮程度的因素有兩個方面一方面LED的最小點亮電流。最小點亮 電流越小，隱亮越厲害。早期的LED因為亮度低，最小點亮電流較大，所以隱亮問題不明顯。 然而，近來隨著LED亮度的提高，導致隱亮問題越來越明顯。另一方面行掃描頻率。行掃 描頻率決定了單位時間內各行點亮的次數，行掃描頻率越高，由於上述原因LED每秒隱亮 的次數就越多，前行隱亮問題就會越嚴重。另外，影響隱亮程度還與m+1中發光LED的個數有關。因為發光LED的數目越多， 電流的通路就越多，每個通路流過的電流較小，而且放電的速度比較快，因此導致每個導通 LED隱亮不明顯；當m+1中僅僅一個LED發光時，因此發光時間比較長，從而導致該LED發 光較亮，出現較強的隱亮。當LED顯示屏出現行隱亮問題時，就會使顯示畫面中應該亮的LED周圍有不該亮 的LED發亮，從而影響畫面顯示效果。隨著LED亮度的加強和LED屏行掃描頻率的提高，對 畫面的顯示效果影響越嚴重。如附圖2所示，是一種能夠消除行隱亮問題的一種電路，每一行驅動輸出端都連 接一電阻器1611，各電阻器1611另一端共同接地，通過電阻器將電荷洩放，但是這种放電 電路存在以下問題，如圖3所示，當顯示屏中第氏行的某一 LED短路時，如圖中131短路時， 在Ηκ+1被行解碼器選通時，與131同列的標號為132的LED即會通過圖中曲線所示迴路形 成通路，而出現132 —直常亮的問題。有鑑於此，提供一種克服以上缺陷的掃描型LED顯示裝置成為目前急需解決的技 術課題。因此，現有技術存在缺陷，需要改進。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種既消除了前行隱亮問題，又解決了列常亮 問題的LED顯示裝置。本發明的技術方案如下一種LED顯示裝置，其包括若干行驅動器、列驅動器和若干行LED，其中每個行驅 動器的輸出端連接對應行LED的正極，該列驅動器的輸出端與連接在該行驅動器上的LED 的負極對應連接，所述若干行驅動器的輸出端分別連接限流裝置，各限流裝置全部通過一 恆壓源接地，所述恆壓源的端電壓\滿足以下條件=V12-V- < Von-Ve < V_，其中V。n為 行打開電壓，Vledi為LED最小開啟電壓，Vmi2為LED在某一設定電流下的工作電壓。所述的LED顯示裝置，所述恆壓源為穩壓二極體，所述穩壓二極體陽極接地，陰極 與所述各限流裝置連接。
所述的LED顯示裝置，所述恆壓源端電壓VB為2V至3. 8V。所述的LED顯示裝置，所述限流裝置為限流電阻R，所述限流電阻R按照以下公式 取值R<T01/(CXK)，其中T01為換行間隔，C為行驅動器等效電容值，K為電路放電常數。所述的LED顯示裝置，其特徵在於，所述R < T01/(CXK)，其中K = ln((V。n_VB)/ (V_+VC-VB))，vc 為列電壓。所述的LED顯示裝置，所述限流電阻在25歐姆至300歐姆之間選擇；例如，所述限 流電阻為100歐姆。所述的LED顯示裝置，所述恆壓源為定值電阻器R2，所述定值電阻器R2 —端接地， 另一端與所述各限流電阻R連接。所述的LED顯示裝置，所述定值電阻器R2的計算方法為R2 = VB/[(V。n_VB)/R]。所述的LED顯示裝置，所述定值電阻器R2在100歐姆至400歐姆之間取值。所述的LED顯示裝置，所述恆壓源為可變電阻器。所述的LED顯示裝置，還包括若干濾波電容，所述濾波電容一端與對應行驅動器 輸出端連接，另一端接地；例如，所述濾波電容為330pF的電容器。採用上述方案，本發明通過恆壓源和限流裝置組合電路，既消除了前行隱亮問題， 又解決了現有消除前行隱亮技術存在的列常亮問題，取得了良好的技術效果。
圖1為現有技術掃描型LED裝置的示意圖；圖2是現有技術一種帶有放電裝置的LED裝置的示意圖；圖3是圖2所示放電裝置的缺陷原理圖；圖4是一種等效電路等效電容C通過電阻R放電簡易示意圖；圖5是本發明實施例1的電路原理圖；圖6是本發明實施例1的時序圖；圖7是本發明實施例2的電路原理圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例，對本發明進行詳細說明。實施例1如圖5所示，本實施例中的LED顯示裝置主要包括行驅動器12、若干行LED、列驅 動器14，其中每個行驅動器的輸出端連接對應行LED的正極，該列驅動器的輸出端與連接 在該行驅動器上的LED的負極對應連接，還包括與所述若干行驅動器12的輸出端連接的若 幹限流裝置，所述若干限流裝置全部通過一恆壓源接地，所述恆壓源端電壓也即圖中B點 電壓\滿足以下條件Vf-V, < Von-VB < V_，其中V。n為行打開電壓，VLED1為LED最小 開啟電壓，VLED2為LED在某一設定電流下的工作電壓，例如某型號紅色LED在20毫安電流 下的工作電壓為2. 3V。為了便於說明，採用八行LED進行舉例說明；如圖5所示，圖中包括四個行驅動器 12，該行驅動器可以採用FDS4953系列晶片，也可以採用三極體或M0S管組成該行驅動器， 圖中信號H1A、H2A......H8A為行控制信號，控制行驅動器12打開或者關閉，上述行控制信號可以由行解碼器產生，也可以由系統控制晶片直接產生，本發明對此不作限定。每個行驅動器，如FDS4953，該FDS4953晶片相當於開關，控制工作電壓VCC，加載
在對應行FDS4953的輸出端121、122...... 128，從而給連接在該輸出端121、122......128
上的對應行LED的正極提供加載的驅動電壓。其中，所述控制工作電壓VCC可為5伏特或 3伏特等。優選的，如圖4所示，假設一等效電路等效電容C通過電阻R放電，設\為DA端 初始電壓，為DA端放電T時間後電壓，V2為DB端(恆壓源端)電壓，根據放電積分公式 放電 T = RCln [(%-%)/(%-%)]，設 K 為放電常數，K = In [ (VQ-V2) / (V「V2)]，上式簡化為 T = KRC ；在本應用中，VQ = Von, V2 = VB ；欲滿足不產生消隱的條件，放電結束電壓乂 RC ln( (V。n_VB) / (VLED1+VC-VB))，所以，K= In ((Von-VB) / (VLED1+VC-VB))，一般來說，K 取值為 1 10，例如，K 為 1. 2,2. 5,5. 6,6. 8,7. 5,8. 1,9. 35 等；優選 的，K取值為3 5，例如，K為3. 2,3. 6,4. 5,4. 8或4. 95等。如圖5所示，連接在該行驅動器12的輸出端121、122...... 128上的LED的負極
對應連接在列驅動器14上，該列驅動器14與該各行驅動器12共同來控制LED發光，來顯 示圖象、文字等信息。在本實施例中，該列驅動器14可為MBI5026晶片，也可為北京中慶微 數字設備開發有限公司的ZQ9722、ZQ9729晶片，當然，該列驅動器14也並不局限於此。在 LED列數目較多的情況下，可級連該列驅動器14晶片，從而可控制較多列的LED，來控制LED 的發光，並控制其發光時間的長短，從而實現更高灰度等級，此為現有技術，在此不必贅述。使用時，依次在行驅動器12的輸出端121、122...... 128加載工作電壓。當每一
行LED的正極被加載後，對應的列驅動器將控制該行LED中那些LED發光，那些不發光，通 過該逐行掃描的方式來顯示預定的圖像、文字等信息。因此，該若干行LED在掃描過程中是 依次被點亮。在本實施例中，還包括限流裝置，本實施例為電阻器Rl、R2、R3......R8還包括
一個恆壓源D，上述8個電阻器的一端共同與恆壓源D連接，另一端分別與行驅動器的輸
出端121、122、123、124...... 128連接，恆壓源D的陽極接地；由於恆壓源D的陰極通過電
阻R1 R8連接了所有行電路(121至128)，因為始終有行被點亮，例如行電壓為5V，連接 放電電阻R1 R8的恆壓源D的端電壓VB保持於VlED2_VLED1 < Von-VB < VLED1,其中V。n為 行打開電壓，VLED1為LED最小開啟電壓，為LED在某設定電流下的工作電壓，端電壓在 這裡指某一端的測量電壓，具體地說就是指D點的測量電壓；這樣就可以消除前行隱亮現 象，當列上有燈短路時，還可防止其它行管電荷通過本行下拉放電電阻R1至R8形成迴路瀉 放，引起列隱亮或者常亮問題；具體來說，如圖5所示，由於恆壓源端電壓VB = 並且，\ < VLED1+Von-VLED2,因此可以防止122行選通時，121行產生隱亮現象洞時V。n-v_ < VB，並且 VB = vA，可以防止當列上有燈短路時出現列隱亮或列常亮的問題。需要指出的是，雖然本實 施例中各行連接的限流裝置均為一個，但本發明並沒有排除兩個及兩個以上限流裝置並聯 或者串聯或者混聯的情況。
優選的，所述恆壓源D的端電壓Vb穩定在2至3. 8V之間。優選的，所述限流電阻 Rl R8按照以下公式取值R RC In ((Von-Ve) / (VLED1+VC-VB))，綜上可得
即R < TOl/(CXK)。例如，放電常數K取5，C取2000PF，TOl取5微秒，則R < 500 Ω，可取R = 100。 當然上述變量並不限於上述列舉，上述列舉並不會對上述變量範圍構成限制，可根據不同 情況進行選擇，例如放電常數K可以根據具體電路結構進行確定。進一步的，上述限流電阻在25-300歐姆之間選擇，例如，25、35、45、50、65、79、88、 93、101、124、135、147、159、163、176、185、199、222、233、245、267、289 或 300 歐姆，優選的， 可以全部選用100歐姆的電阻器。進一步的，上述LED顯示裝置還包括若干濾波電容，圖5中所示為八個電容，分別
為C1、C2、C3......C8，所述濾波電容一端與對應行驅動器輸出端連接，另一端接地，這樣可
以濾除幹擾信號，取得更好顯示效果。優選的，所述濾波電容選擇330pF的電容器。實施例2在上述各實施例的基礎上，如圖7所示，上述恆壓源D為穩壓二極體D1，所述穩壓
二極體Dl陽極接地，陰極與限流電阻器R1、R2、R3......R8共同連接，穩壓二極體作為恆壓
源，性能穩定，工作可靠，當然恆壓源的選擇，本領域技術人員可以有多種選擇，還可以選擇 可變電阻器或者定值電阻器等取代上述穩壓二極體D1，本發明對此不作限制。實施例3在上述各實施例的基礎上，本發明中的恆壓源D還可以選用定值電阻器R2實現其 功能，定值電阻器R2 —端接地，另一端與各限流電阻Rl、R2、R3... R8連接。進一步的，所述定值電阻器R2的計算方法為R2 = VB/[(V。n_VB)/R]。例如，選擇Vb =3. 6V, Von = 5V,限流電阻Rl = R2 = R3. . . = R8 = 100 Ω，則根據以上公式可得R2 = 257 Ω。當然，限流電Rl、R2、R3. . . R8的電阻值也可以不相等，在此不作贅述。優選的，所述定值電阻器R2在100歐姆至400歐姆之間取值。進一步的，所述恆壓源還可選用可變電阻器，可變電阻器阻值可變，可以適應不同 的應用需求，還可以解決電流波動帶來的電壓變化問題。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
權利要求
一種LED顯示裝置，其包括若干行驅動器、列驅動器和若干行LED，其中每個行驅動器的輸出端連接對應行LED的正極，該列驅動器的輸出端與連接在該行驅動器上的LED的負極對應連接，其特徵在於所述若干行驅動器的輸出端分別連接限流裝置，各限流裝置全部通過一恆壓源接地，所述恆壓源的端電壓VB滿足以下條件VLED2-VLED1＜Von-VB＜VLED1，其中Von為行打開電壓，VLED1為LED最小開啟電壓，VLED2為LED在某一設定電流下的工作電壓。
2.根據權利要求1所述的LED顯示裝置，其特徵在於所述恆壓源為穩壓二極體，所述 穩壓二極體陽極接地，陰極與所述各限流裝置連接。
3.根據權利要求1所述的LED顯示裝置，其特徵在於所述恆壓源端電壓VB為2V至 3. 8V。
4.根據權利要求1所述的LED顯示裝置，其特徵在於，所述限流裝置為限流電阻R，所 述限流電阻R按照以下公式取值R < T01/(CXK)，其中T01為換行間隔，C為行驅動器等 效電容值，K為電路放電常數。
5.根據權利要求4中所述的LED顯示裝置，其特徵在於，所述R< T01/(CXK)，其中K =In((Von-VB)/(VLED1+VC-VB))，Vc 為列電壓。
6.根據權利要求4所述的LED顯示裝置，其特徵在於，所述限流電阻在25歐姆至300 歐姆之間選擇；例如，所述限流電阻為100歐姆。
7.根據權利要求4所述的LED顯示裝置，其特徵在於所述恆壓源為定值電阻器R2，所 述定值電阻器R2 —端接地，另一端與所述各限流電阻R連接。
8.根據權利要求7所述的LED顯示裝置，其特徵在於所述定值電阻器R2的計算方法 為R2 = VB/[(Von-VB)/R]；例如，所述定值電阻器R2在100歐姆至400歐姆之間取值。
9.根據權利要求4所述的LED顯示裝置，其特徵在於所述恆壓源為可變電阻器。
10.根據權利要求1至9任一所述的LED顯示裝置，其特徵在於，還包括若干濾波電容， 所述濾波電容一端與對應行驅動器輸出端連接，另一端接地；例如，所述濾波電容為330pF 的電容器。
全文摘要
本發明公開了一種掃描型LED顯示裝置，其包括若干行驅動器、列驅動器和若干行LED，其中每個行驅動器的輸出端連接對應行LED的正極，該列驅動器的輸出端與連接在該行驅動器上的LED的負極對應連接，其特徵在於所述若干行驅動器的輸出端分別連接限流裝置，各限流裝置全部通過一恆壓源接地，所述恆壓源端電壓VB滿足以下條件VLED2-VLED1＜Von-VB＜VLED1，其中Von為行打開電壓，VLED1為LED最小開啟電壓，VLED2為LED在某一設定電流下的工作電壓。
文檔編號G09G3/32GK101859513SQ201010152599
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者徐微, 邵寅亮, 鄭丹梅 申請人:北京巨數數位技術開發有限公司