可消除led显示屏残影的led显示系统及其行扫描电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种可消除LED显示屏残影的LED显示系统及其行扫描电路，所述行扫描电路包括：多个行开关管，每个行开关管的第一连接端连接至电源电压，第二连接端连接至对应行线；多个预放电开关，每个预放电开关的第一连接端连接至预放电参考电压，第二连接端连接至对应行线，连接至同一行线的行开关管和预放电开关相互对应；行扫描控制逻辑，用于提供多个行驱动信号给各个行开关管的控制端以控制各个行开关管的导通或关断，提供多个预放电控制信号给各个预放电开关的控制端以控制各个预放电开关的导通或关断。通过对LED阵列中的行线进行预放电，从而可以有效的消除LED显示屏的残影现象。
【专利说明】可消除LED显示屏残影的LED显示系统及其行扫描电路 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及LED (Liquid Emitting Diode)显示【技术领域】，特别涉及一种可消除 LED显示屏残影的LED显示系统及其行扫描电路。 【【背景技术】】
[0002] -般动态扫描的LED显示屏或多或少的都存在残影（拖影/鬼影）现象，而其产 生的机理则是由于芯片输出端、电路板以及LED灯端口等处存在寄生电容，在某一时刻当 部分器件关闭后，对应的寄生电容上会存储有残留电荷，该残留电荷会通过下一时刻的通 路泄放掉，从而使LED显示屏中原本不该点亮的LED微亮，产生残影现象。请参考图1所示， 其为现有技术中采用1/4扫描方式的LED显示屏的部分电路结构示意图。图1中，LED阵列 包括4行线和6个列线，在行线和列线之间连接有LED，共有24个LED，其中LED的阳极接 所述行线，LED的阴极接所述列线，4953为提供行扫描的芯片，其包括4个行开关管（通常 为PM0S晶体管），每个行开关管的源极接直流电源电压VDD，漏极接LED阵列的一个行线； ET6024是输出驱动芯片，其包括6个输出端口，所述输出端口与LED阵列的列线相连。在实 际工作中，ET6024的输出端口是受控的，每个输出端口为与其对应的列线上的LED提供电 流通路；4953中各个行开关管则是以固定的模式依次开关，从而控制各行线上的LED跟直 流电源电压VDD之间的导通或者关断，在同一时间内只有一个行开关管是导通的，并且行 开关管与行开关管之间都有一个死区时间。
[0003] 图2是行开关管的行驱动信号（K1?K3)以及输出驱动芯片的输出端口（0UT2) 的信号的时序图，行驱动信号为高时所述行开关管开启（或称导通），输出驱动芯片的输出 端口 0UT2为低电平时开启。一般LED显示屏设计时，多个行开关管在同一时刻只能有一个 导通，且不同行开关管导通间隔有一个死区时间，即所有行开关管都关闭，输出驱动芯片的 输出端口的开启则包含在一个行开关管导通的区间内，即行开关管先于输出驱动芯片的输 出端口开启，后于其关闭。按照图2的波形，在K2的开启周期内，0UT2开启，那么在图1中， D22会点亮。但是由于K1会在K2之前开启，且K1和0UT2之间也存在通道，在K1开启的时 候，此时0UT2关闭，但是由于寄生电容的存在，行开关管K1会对所对应的寄生电容充电，当 0UT2打开时，这些电容就会通过图1中的D12来进行放电，等电荷放掉，D12就不亮了，由于 灯点亮是一直在刷新的，所以就可以看到D12这个灯微微亮，即所谓的拖影现象。
[0004] 此外，由于LED矩阵的列线上存在寄生电容，并且没有设置专用的泄放通道，因 此，在输出端口关闭后其对应的列线上会有一个电压，该电压与电源电压VDD之间的压差 在LED的导通电压附近，从而可以通过个别LED实现泄放，使原本不该点亮的LED微亮。假 设行开关管K1开启时，输出端口 0UT0开启，行开关管K2开启时，输出端口 0UT0关闭，输出 端口 0UT0关闭后会在其对应的列线上产生一个电压，从而在行开关管K2开启的瞬间，使 0UT0和开关管2之间的LED21微亮一下，等输出端口 0UT0和电源电压VDD之间的压差通过 LED21泄放到小于LED的导通电压后，LED21就不会点亮了。也就是说由于LED矩阵的列线 上存在寄生电容，因此，在行切换时会使原本不该点亮的LED微亮（即通常所说的鬼影，从 而影响LED显示屏的画面显示效果。
[0005] 因此，有必要提供一种改进的技术方案来克服上述问题。 【
【发明内容】
】
[0006] 本发明的目的在于提供一种LED显示系统及其行扫描电路，其可以很好的消除 LED显示屏的残影现象。
[0007] 为了解决上述问题，本发明提供一种可消除LED显示屏残影的行扫描电路，所述 LED显示屏由包括有多个行线和多个列线的LED阵列构成，行线和列线之间连接有LED，其 包括：多个行开关管，每个行开关管的第一连接端连接至电源电压，第二连接端连接至对应 行线；多个预放电开关，每个预放电开关的第一连接端连接至预放电参考电压，第二连接端 连接至对应行线，连接至同一行线的行开关管和预放电开关相互对应；行扫描控制逻辑，用 于提供多个行驱动信号给各个行开关管的控制端以控制各个行开关管的导通或关断，提供 多个预放电控制信号给各个预放电开关的控制端以控制各个预放电开关的导通或关断，并 保证所述预放电控制信号和所述行驱动信号遵循如下时序：各个行驱动信号依次形成有效 电平；各个行驱动信号的有效电平互不重叠且相邻两个行驱动信号的有效电平之间具有死 区时间；所述预放电控制信号在对应的行驱动信号跳变为有效电平时或之前跳变为无效电 平；所述预放电控制信号在对应的行驱动信号跳变为无效电平时或之后且下一行驱动信号 跳变为有效电平之前跳变为有效电平。
[0008] 根据本发明的另一方面，所述LED显示系统包括：外部主控装置、LED阵列、LED驱 动电路和行扫描电路。所述LED阵列包括有多个行线和多个列线，行线和列线之间连接有 LED，其特征在于，所述行扫描电路包括：多个行开关管，每个行开关管的第一连接端连接至 电源电压，第二连接端连接至对应行线；多个预放电开关，每个预放电开关的第一连接端连 接至预放电参考电压，第二连接端连接至对应行线，连接至同一行线的行开关管和预放电 开关相互对应；行扫描控制逻辑，用于提供多个行驱动信号给各个行开关管的控制端以控 制各个行开关管的导通或关断，提供多个预放电控制信号给各个预放电开关的控制端以控 制各个预放电开关的导通或关断，并保证所述预放电控制信号和所述行驱动信号遵循如下 时序：各个行驱动信号依次形成有效电平；各个行驱动信号的有效电平互不重叠且相邻两 个行驱动信号的有效电平之间具有死区时间；所述预放电控制信号在对应的行驱动信号跳 变为有效电平时或之前跳变为无效电平；所述预放电控制信号在对应的行驱动信号跳变为 无效电平时或之后且下一行驱动信号跳变为有效电平之前跳变为有效电平。
[0009] 进一步的，所述LED驱动电路包括控制逻辑单元和至少一个列控制电路，每个列 控制电路用于控制连接于所述LED阵列中的一个列线上的LED，所述列控制电路包括输出 驱动单元、去残影单元和预充电开关，在来自所述控制逻辑单元的列驱动控制信号跳变为 有效后，所述输出驱动单元开始给连接于所述LED阵列中的对应列线上的LED提供驱动电 流，所述去残影单元输出无效的预充电控制信号以控制所述预充电开关断开，从而切断了 预充电参考电压与所述列线之间的连接，在来自所述控制逻辑单元的列驱动控制信号跳变 为无效后，所述输出驱动单元开始停止提供驱动电流，所述去残影单元通过探测所述输出 驱动单元来判定所述输出驱动单元是否已经停止提供驱动电流，如果判定所述输出驱动单 元已经停止提供驱动电流，则输出的有效的预充电控制信号以控制所述预充电开关导通， 从而接通了预充电参考电压与所述列线之间的连接。
[0010] 更进一步的，所述输出驱动单元包括控制端和输出端，所述去残影单元包括第一 输入端、第二输入端和输出端，所述预充电开关包括第一连接端、第二连接端和控制端，所 述输出驱动单元的输出端与所述LED阵列中的对应列线相连，所述预充电开关的第二连接 端与所述LED阵列中的对应列线相连，第一连接端连接至一个预充电参考电压，所述预充 电开关的控制端与所述去残影单元的输出端相连，所述预充电开关的第一输入端和所述输 出驱动单元的控制端接收来自控制逻辑单元的列驱动控制信号，所述预充电开关的第二输 入端接收所述输出驱动单元的探测信号，所述去残影单元基于来自所述输出驱动单元的探 测信号来判定所述输出驱动单元是否已经停止提供驱动电流。
[0011] 进一步的，所述探测信号能够表征所述输出驱动单元的输出端的输出电流或输出 电压。
[0012] 更进一步的，所述去残影单元包括比较参考电压产生电路、电压采样电路、电压比 较器和逻辑电路，所述电压采样电路采样所述输出驱动单元的输出端的输出电压得到采样 电压，所述比较参考电压产生电路提供比较参考电压，所述电压比较器比较所述采样电压 和所述比较参考电压来判定所述输出驱动单元是否已经停止提供驱动电流，所述逻辑电路 在来自所述控制逻辑单元的列驱动控制信号跳变为有效后，输出无效的预充电控制信号， 在来自所述控制逻辑单元的列驱动控制信号跳变为无效后且所述采样电压大于所述比较 参考电压时，输出有效的预充电控制信号。
[0013] 更进一步的，所述去残影单元包括比较参考电流产生电路、电流采样电路、电流比 较器和逻辑电路，所述电流采样电路采样所述输出驱动单元的输出端的输出电流得到采样 电流，所述比较参考电流产生电路提供比较参考电流，所述电流比较器比较所述采样电流 和所述比较参考电流来判定所述输出驱动单元是否已经停止提供驱动电流，所述逻辑电路 在来自所述控制逻辑单元的列驱动控制信号跳变为有效后，输出无效的预充电控制信号， 在来自所述控制逻辑单元的列驱动控制信号跳变为无效后且所述采样电流小于所述比较 参考电流时，输出有效的预充电控制信号。
[0014] 进一步的，所述LED阵列的行线经过行扫描单元与电源电压相连，所述预充电参 考电压是可编程的或可调控的，调整所述预充参考电压的值使得所述电源电压和所述预充 电参考电压的差值较连接至相应列线上的LED的导通阈值电压小0V至1. 0V。
[0015] 进一步的，所述LED阵列的行线经过行扫描单元与电源电压相连，所述LED驱动电 路包括有两个预充电参考电压，分别被称为第一预充电参考电压和第二预充电参考电压， LED阵列中的一部分列线通过对应的预充电开关与第一预充电参考电压相连，LED阵列中 的另一部分列线通过对应的预充电开关与第二预充电参考电压相连，第一预充电参考电压 低于第二预充电参考电压，第二预充电参考电压低于电源电压。
[0016] 更进一步的，LED阵列中的绿色和蓝色LED连接于与第一预充电参考电压相连的 列线上，LED阵列中的红色LED连接于与第二预充电参考电压相连的列线上。所述电源电压 和第一预充电参考电压的差值较所述绿色LED和蓝色LED的导通阈值电压小0V至1. 0V，所 述电源电压和第二预充电参考电压的差值较所述红色LED的导通阈值电压小0V至1. 0V。
[0017] 与现有技术相比，本发明中的行扫描电路通过对LED阵列中的行线进行预放电， 从而可以有效的消除LED显示屏的残影现象。 【【专利附图】
【附图说明】】
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它 的附图。其中：
[0019] 图1为现有技术中的LED显不系统的系统结构图；
[0020] 图2为图1中的LED显示系统的多个信号的时序示意图；
[0021] 图3为本发明的LED显示系统在一个实施例中的电路示意图；
[0022] 图4为图3中的几个信号的时序示意图；
[0023] 图5为本发明的LED显不系统在另个实施例中的电路不意图；
[0024] 图6a为图5中的去残影单元在一个实施例中的结构示意图；
[0025] 图6b为图5中的去残影单元在另一个实施例中的结构示意图；
[0026] 图7为图5中的LED显示系统中的各个信号的时序示意图。 【【具体实施方式】】
[0027] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0028] 此处所称的"一个实施例"或"实施例"是指可包含于本发明至少一个实现方式中 的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的"在一个实施例中"并非均指同一 个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文 中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。
[0029] 请参考图3所示，其为本发明在一个实施例中的LED显示系统的电路示意图。该 LED显示系统包括LED阵列320、行扫描单元（或称行扫描电路）330和LED驱动电路380。
[0030] 所述LED阵列320包括多个行线和多个列线，在每个行线和每个列线之间连接有 一个或多个LED，其中LED的阳极接所述行线，LED的阴极接所述列线。行线或列线的个数 可以根据应用需要确定。图3中示意出了三个行线，三个列线，他们之间连接有LED D11， D12, D13, D21，D22, D23, D31，D32, D33。所述恒流LED驱动电路380具有多个输出端，每个 输出端与LED阵列320的一个列线相连，其用于给对应的列线上连接的LED提供驱动电流。 其中，图3中示意图出了三个输出端，分别为0UT1，0UT2, 0UT3。
[0031] 所述行扫描单元330包括多个行开关管ΚΙ、K2和K3,多个预放电开关SI、S2和 S3和行扫描控制逻辑331。每个行开关管的第一连接端连接至电源电压VDD，第二连接端 连接至LED阵列320中的对应行线。每个预放电开关的第一连接端连接至预放电参考电压 VLref，第二连接端连接至LED阵列320中的对应行线。连接至同一行线的行开关管和预放 电开关相互对应，比如K1和S1相互对应，K2和S2相互对应，K3和S3相互对应。
[0032] 所述行扫描控制逻辑331用于提供行驱动信号给各个行开关管K1-K3的控制端以 控制各个行开关管K1-K3的导通或关断，提供预放电控制信号给各个预放电开关S1-S3的 控制端以控制各个预放电开关的导通或关断。所述预放电开关可以为PM0S晶体管、NM0S晶 体管或传输门。所述行开关管也可以是PM0S晶体管、NM0S晶体管或传输门。
[0033] 所述行扫描控制逻辑331管理着各个行驱动信号和各个预放电控制信号的时序， 为了实现正常工作并能够有效的消除残影，各个信号需要满足如下条件：1)、各个行驱动信 号依次形成有效电平；2)、各个行驱动信号的有效电平互不重叠且相邻两个行驱动信号的 有效电平之间具有死区时间；3)、所述预放电控制信号在对应的行驱动信号跳变为有效电 平时或之前跳变为无效电平；4)、所述预放电控制信号在对应的行驱动信号跳变为无效电 平时或之后且下一行驱动信号跳变为有效电平之前跳变为有效电平。
[0034] 所述行开关管在其行驱动信号为有效电平时导通，在其行驱动信号为无效电平时 截止，所述预放电开关在其预放电控制信号为有效电平时导通，在其预放电控制信号为无 效电平时截止。在所述预放电开关导通时，可以对对应行线进行放电，将其电压钳位于预 放电参考电压VLref，以保证在行开关管关闭期间，连接到该行开关管上的LED灯所对应的 LED驱动电路的输出端工作时，不会有残留的电荷使得LED点亮。
[0035] 图4示图3中的行驱动信号（其也被标记为K1-K3)以及预放电控制信号（其也 被标记为S1-S3)的时序示意图，其中所述行驱动信号的有效电平为高电平，在所述行驱动 信号为高电平时，对应的行开关管导通，相反在所述行驱动信号为低电平时，对应的行开关 管截止，所述预放电控制信号的有效电平为低电平，在所述预放电控制信号为低电平时，对 应的预放电开关截止，在所述预放电控制信号为高电平时，对应的预放电开关导通。
[0036] 如图4所示，T1为预放电开关S1断开到对应的行开关管K1开启的时间间隔；T2 为行开关管K1关闭到预放电开关S1开启的时间间隔；T3为预放电开关S1开启到相邻的 下一个行开关管K2开启的时间间隔，其中T1彡0, T2彡0, T3 > 0。
[0037] 下面结合图4来举例来说各个信号需要遵循的时序关系：
[0038] 1、K1、K2、K3依次形成高电平；
[0039] 2、各个行驱动信号ΚΙ、Κ2、Κ3的有效电平互不重叠且相邻两个行驱动信号（比如 Κ1和Κ2, Κ2和Κ3)的有效电平之间具有死区时间（如图4所示）；
[0040] 3、所述预放电控制信号S1在对应的行驱动信号Κ1跳变为有效电平时（两者同时 跳变）或之前（两者有个时间差Τ1)跳变为无效电平；
[0041] 4、所述预放电控制信号S1在对应的行驱动信号Κ1跳变为无效电平时（两者同 时）或之后（两者有个时间差Τ2)且下一行驱动信号Κ2跳变为有效电平之前（两者有个 时间差Τ3)跳变为有效电平。
[0042] 这样，通过增设预放电开关进行预放电可以保证在行扫描期间，由于行线上积攒 电荷而导致的拖影或残影问题得到有效解决。需要注意的是，上文中是以三行三列的LED 阵列为例进行了介绍，很显然本发明对行数和列数并未做限制。
[0043] 优选的，所述预放电参考电压不是地电压GND，如果所述预放电参考电压为地电压 GND，那么在行开关管开启时，需要首先将所述行线的电压从地电压电源电压开始上拉，这 样导致连接至该行线上的LED需要经过一段时间才能导通。举例来说，电源电压VDD为5V， LED的导通阈值电压为3V，假设预放电参考电压也为0V，那么预放电后，所述行线上的电压 可能也会变为0V，此时如果行开关管导通或开启，那么需要将行线上的电压先充电至3V后 所述LED才能到发光，从0V到3V的这段时间影响了所述LED的发光时间，并且这段时长不 容易控制，也影响了整个时序的安排，同时这样设置也增加了功耗，浪费了本来就非常紧张 的时序时间。为了解决这个问题，可以使得所述预放电参考电压大于所述地电压，并且所述 预放电参考电压和各个列线的最低电压（即LED驱动电路的输出端的最低电压）的差值小 于连接至对应的行线上的LED的导通阈值电压。在一个优选的实施例中，所述预放电参考 电压和各个列线的最低电压（即LED驱动电路的输出端的最低电压）的差值较连接至对应 的行线上的LED的导通阈值电压小0V至1. 0V，比如0. IV或0. 2V。
[0044] 在一个实施例中，所述LED阵列320包括蓝色LED、绿色LED和红色LED，在一个实 例中，连接至每个行线上的LED可以为同一种颜色。此实施例中，所述预放电参考电压有两 个，分别被称为第一预放电参考电压VLrefl和第二预放电参考电压VLref 2。所述LED阵列 320中的与绿色（G)或蓝色（B)LED相连的行线通过对应的预放电开关与第一预放电参考电 压VLrefl相连，所述LED阵列320中的与红色（R) LED相连的行线通过对应的预放电开关 与第二预放电参考电压VLref2相连，第一预放电参考电压VLrefl高于第二预放电参考电 压VLref2。优选的，第一预放电参考电压和各个列线的最低电压的差值较所述绿色LED和 蓝色LED的导通阈值电压小0V至IV，比如0. IV或0. 2V，第二预放电参考电压和各个列线 的最低电压的差值较所述红色LED的导通阈值电压小0V至IV，比如0. IV或0. 2V。
[0045] 接下来就分析一下为何要设置不同的预放电参考电压，由于红色LED的导通阈值 电压较小，通常为1.8V，而绿色和蓝色LED的导通阈值电压较大，通常为3V-3.2V。为了实 现统一的预放电效果，假设只设置一个预放电参考电压，电源电压VDD为5V，各个列线的最 低电压为〇(实际上可能会应该高于0,这里假设为0)，所述预放电参考电压需要设置的较 低，比如1. 7V，这样在所述行开关管开启时，对于红色LED来讲，其能够很快到达导通阈值 电压（1.8V)而开始发光，而对于蓝色和绿色LED，其需要较长的时间才能到达导通阈值电 压（3V-3. 2V)而开始发光，这样可能会导致整个LED显示屏偏红，并且不易调控时序。因此， 为了使得不同颜色的LED都能够快速进行发光状态，可以针对不同颜色的LED设置不同的 预放电参考电压。在本发明的此实施例中，由于蓝色或绿色的LED的导通阈值电压相差不 大，因此针对他们设置了一个预放电参考电压，在其他实施例中也可以针对每种颜色的LED 设置一个预充电参考电压。
[0046] 总结来讲，由于不同颜色的LED具有不同的导通阈值电压，并且不同厂商生产的 同种颜色的LED的导通电压阈值可能也都有所差别，为了精确的匹配所述LED的各种导通 阈值电压，可以使得所述LED驱动电路提供的预放电参考电压是可编程的或可调控的，这 样可以针对所述LED的各种实际导通阈值电压调整所述预放电参考电压使得所述预充电 参考电压和各个列线的最低电压的差值较连接至对应的行线上的LED的导通阈值电压稍 小，比如小0V至1.0V。
[0047] 请参考图5所示，其为本发明在另一个实施例中的LED显示系统的电路示意图。该 LED显示系统包括外部主控装置510、LED阵列520、行扫描单元530和LED驱动电路580。
[0048] 所述LED阵列520包括多个行线和多个列线，在每个行线和每个列线之间连接有 一个或多个LED，其中LED的阳极接所述行线，LED的阴极接所述列线。所述LED包括蓝色 LED、绿色LED和红色LED，通常连接至每个列线上的LED为同一种颜色。
[0049] 所述行扫描单元530包括多个行开关管，每个行开关管的一个连接端与电源电压 VDD相连，另一个连接端与一个列线相连。图3中的行扫描单元330也用在本实施例中的所 述行扫描单元530。所述外部主动装置510可以是对所述LED显示系统进行控制的装置，t匕 如一台电脑或其他控制装置。
[0050] 所述LED驱动电路580包括控制逻辑单元540和多个列控制电路，每个列控制电 路用于控制驱动连接于所述LED阵列520中的一个列线上的LED，每个列控制电路对应所述 LED阵列520中的一个列线。每个列控制电路包括输出驱动单元550、去残影单元560和预 充电开关570。所述输出驱动单元550包括控制端和输出端，所述去残影单元560包括第 一输入端、第二输入端和输出端，所述预充电开关570包括第一连接端、第二连接端和控制 端。
[0051] 所述输出驱动单元550的输出端与所述LED阵列中的对应列线相连。所述预充电 开关570的第二连接端与所述LED阵列中的对应列线相连，第一连接端连接至一个预充电 参考电压，所述预充电开关570的控制端与所述去残影单元560的输出端相连。所述预充 电开关570的第一输入端和所述输出驱动单元550的控制端接收来自控制逻辑单元540的 对应的列驱动控制信号，所述预充电开关570的第二输入端接收对应的输出驱动单元550 的探测信号，所述去残影单元560基于来自所述输出驱动单元550的探测信号来判定所述 输出驱动单元550是否已经停止提供驱动电流。
[0052] 在来自所述控制逻辑单元540的列驱动控制信号跳变为有效后，所述输出驱动单 元550开始给连接于所述LED阵列中的对应列线上的LED提供驱动电流，同时所述去残影 单元560输出无效的预充电控制信号以控制所述预充电开关570断开，从而切断了预充电 参考电压与所述列线之间的连接，此时LED正常的发光或不发光。在来自所述控制逻辑单 元540的列驱动控制信号跳变为无效后，所述输出驱动单元550开始停止给连接于对应列 线上的LED提供驱动电流，然而由于不同大小的输出电流或驱动电流会导致从开始停止提 供驱动电流到完全停止提供驱动电流的时长不同，因此在本发明中，所述去残影单元560 需要通过探测所述输出驱动单元550来判定所述输出驱动单元550是否已经停止提供驱动 电流，如果判定所述输出驱动单元已经停止提供驱动电流（意味着已经真正的完全的停止 了提供驱动电流），则输出的有效的预充电控制信号以控制所述预充电开关570导通，从而 接通了预充电参考电压与所述列线之间的连接。
[0053] 这样，本发明摒弃了现有技术中的从所述列驱动控制信号跳变为无效后延迟预定 时长就使得所述预充电开关导通的方案，而是通过探测所述输出驱动单元的状态来判断是 否已经停止提供驱动电流，基于这种判断结果来决定何时开始导通所述预充电开关，这样 方案可以适用于不同驱动电流的情况，不容易出现预充电过早或过迟的情形。
[0054] 图7为图5中的LED显示系统中的各个信号的时序示意图，其中列驱动控制信号 cont为低电平有效，预充电控制信号为低电平有效。可以看出，在列驱动控制信号cont的 下降沿与所述预充电控制信号的上升沿对齐，即在列驱动控制信号cont跳变为有效时，所 述预充电控制信号跳变为无效，这样可以切断预充电开关；所述预充电控制信号的下降沿 不再是固定的，其与所述输出驱动电路550的驱动电流相关，如果驱动电流较大，则从开始 停止提供驱动电流到真正完成停止提供驱动电流的时间就要长，因此所述预充电控制信号 的下降沿更为靠后，如果驱动电流较小，则从开始停止提供驱动电流到真正完成停止提供 驱动电流的时间就要短，因此所述预充电控制信号的下降沿更为靠前。反观现有技术中的 预充电控制信号，其下降沿则是相对于列驱动控制信号的上升沿延迟固定时长，这显然不 能适用于不同驱动电流大小的情况。
[0055] 在图5中，所述控制逻辑单元540、各个去残影单元560、各个预充电开关570和各 个输出驱动单元550可以集成于一个芯片中，也可以形成于多个相同的芯片中，比如每个 芯片只负责LED阵列中的一个或多个列线，由多个相同的芯片来实现整个LED阵列的列线 的驱动。
[0056] 在图5所示的LED显示系统中，所述输出驱动单元550有η个，分别记为输出驱动 单元1，输出驱动单元2,……，输出驱动单元η，所述去残影单元560也有η个，分别记为去 残影单元1，去残影单元2,……，去残影单元η，所述预充电开关570有η个，分别记为预充 电开关ΜΡ1，预充电开关ΜΡ2,预充电开关ΜΡη，其中η为LED阵列的列线的列数。每个列控 制电路内的输出驱动单元1、2或η、去残影单元1、2或η、预充电开关MP1、MP2或MPn，以及 该列控制电路对应的列线1、2或n，它们之间的连接关系如上文中描述和图5所示的那样。 各个输出驱动单元1、2和η、各个去残影单元1、2和η接收所述控制逻辑单元540输出的对 应列驱动控制信号contl、cont2和contn。可以看出，各个列线是否开始预充电是相对独 立的，互不影响，并且其是由其对应的输出驱动单元的停止提供驱动电流的状态来确定的。
[0057] 在一个实施例中，所述预充电开关为PMOS (P-channel Metal Oxide Semiconductor)晶体管，其源级用作第一连接端，其漏极用作第二连接端，其栅极用作控制 端。
[0058] 在一个实施例中，所述去残影单元560是通过探测所述输出驱动单元550的输出 电压或输出电流来判定所述输出驱动单元550是否已经停止给对应的列线提供驱动电流。
[0059] 图6a为所述去残影单元560的一个实施例的结构示意图，如图6a所示，所述去残 影单元560包括比较参考电压产生电路561a、电压采样电路562a、电压比较器563a和逻辑 电路564。所述电压采样电路562a采样所述输出驱动单元550的输出端的输出电压得到采 样电压。所述比较参考电压产生电路561a提供比较参考电压。所述电压比较器563a比较 所述采样电压和所述比较参考电压来判定所述输出驱动单元是否已经停止提供驱动电流。 所述逻辑电路564a在来自所述控制逻辑单元540的列驱动控制信号跳变为有效后，输出无 效的预充电控制信号，在来自所述控制逻辑单元540的列驱动控制信号跳变为无效后且所 述采样电压大于所述比较参考电压时，输出有效的预充电控制信号。如图7所示，其示意出 了所述输出驱动电路550的输出端的输出电压V0UT的波形，可以看出所述输出电压V0UT 的大小可以反映出停止提供驱动电流是否完成。
[0060] 图6b为所述去残影单元560的另一个实施例的结构示意图，如图6b所示，所述去 残影单元560包括比较参考电流产生电路561b、电流采样电路562b、电流比较器563b和逻 辑电路564。所述电流采样电路562b采样所述输出驱动单元550的输出端的输出电流得到 采样电流。所述比较参考电流产生电路561b提供比较参考电流。所述电流比较器563b比 较所述采样电流和所述比较参考电流来判定所述输出驱动单元是否已经停止提供驱动电 流。所述逻辑电路564b在来自所述控制逻辑单元540的列驱动控制信号跳变为有效后，输 出无效的预充电控制信号，在来自所述控制逻辑单元540的列驱动控制信号跳变为无效后 且所述采样电流小于所述比较参考电流时，输出有效的预充电控制信号。
[0061] 此外，在其他实施例中，所述去残影单元还可以探测所述输出驱动单元的其他信 号来判定所述输出驱动单元550是否已经停止给对应的列线提供驱动电流，比如所述输出 驱动单元内的输出管的栅极电压等。总之，来自所述取出驱动单元550的探测信号为所述 输出驱动单兀550的输出电压或输出电流，或者为能够表征所述输出驱动单兀550的输出 电压或输出电流的信号。
[0062] 优选的，所述预充电参考电压不是电源电压VDD，如果所述预充电参考电压为电源 电压VDD，那么在输出驱动单元的输出端开始并提供驱动电流时，需要首先将所述列线的电 压从电源电压开始下拉，这样导致连接至该列线上的LED需要经过一段时间才能导通。举 例来说，电源电压VDD为5V，LED的导通阈值电压为3V，假设预充电参考电压也为5V，那么 预充电后，所述列线上的电压可能也会变为5V，此时如果输出驱动单元的输出端开启，那么 需要将列线上的电压释放至2V后所述LED才能到发光，从5V到2V的这段时间影响了所述 LED的发光时间，并且这段时长不容易控制，也影响了整个时序的安排，同时这样设置也增 加了功耗，浪费了本来就非常紧张的时序时间。为了解决这个问题，可以使得所述预充电参 考电压小于所述电源电压，并且所述预充电参考电压和所述电源电压的差值小于连接至对 应的列线上的LED的导通阈值电压。在一个优选的实施例中，所述电源电压和所述预充电 参考电压的差值较连接至对应的列线上的LED的导通阈值电压小0V至1. 0V，比如0. IV或 0· 2V。
[0063] 在一个实施例中，所述LED阵列520包括蓝色LED、绿色LED和红色LED，通常连 接至每个列线上的LED为同一种颜色。所述预充电参考电压有两个，分别被称为第一预充 电参考电压Vrefl和第二预充电参考电压Vref2。所述LED阵列520中的与绿色（G)或蓝 色（B) LED相连的列线通过对应的预充电开关570与第一预充电参考电压Vrefl相连，所述 LED阵列520中的与红色（R) LED相连的列线通过对应的预充电开关570与第二预充电参考 电压Vref2相连，第一预充电参考电压Vrefl低于第二预充电参考电压Vref2。优选的，所 述电源电压VDD和第一预充电参考电压的差值较所述绿色LED和蓝色LED的导通阈值电压 小0. 01V至IV，比如0. IV或0. 2V，所述电源电压和第二预充电参考电压Vref2的差值较所 述红色LED的导通阈值电压小0V至IV，比如0. IV或0. 2V。
[0064] 接下来就分析一下为何要设置不同的预充电参考电压，由于红色LED的导通阈值 电压较小，通常为1.8V，而绿色和蓝色LED的导通阈值电压较大，通常为3V-3.2V。为了实现 统一的预充电效果，假设只设置一个预充电参考电压，电源电压VDD为5V，所述预充电参考 电压需要设置的较高，比如3. 3V，这样在所述输出驱动单元的输出端开启时，对于红色LED 来讲，其能够很快到达导通阈值电压（1.8V)而开始发光，而对于蓝色和绿色LED，其需要较 长的时间才能到达导通阈值电压（3V-3.2V)而开始发光，这样可能会导致整个LED显示屏 偏红。因此，为了使得不同颜色的LED都能够快速进行发光状态，可以针对不同颜色的LED 设置不同的预充电参考电压。在本发明的此实施例中，由于蓝色或绿色的LED的导通阈值 电压相差不大，因此针对他们设置了一个预充电参考电压，在其他实施例中也可以针对每 种颜色的LED设置一个预充电参考电压。
[0065] 总结来讲，由于不同颜色的LED具有不同的导通阈值电压，并且不同厂商生产的 同种颜色的LED的导通电压阈值可能也都有所差别，为了精确的匹配所述LED的各种导通 阈值电压，可以使得所述LED驱动电路提供的预充电参考电压是可编程的或可调控的，这 样可以针对所述LED的各种实际导通阈值电压调整所述预充电参考电压使得所述电源电 压和所述预充电参考电压的差值较连接至对应的列线上的LED的导通阈值电压小0V至 1. 0V。
[0066] 在本发明中，"连接"、相连、"连"、"接"等表示电性相连的词语，如无特别说明，则 表示直接或间接的电性连接。本发明中的"列"或"行"都是广义上的含义，其既可以指阵 列中水平的一排，也可以指垂直的一排。
[0067] 需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的【具体实施方式】所做的任何改动 均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限 于前述【具体实施方式】。
【权利要求】
1. 一种可消除LED显示屏残影的行扫描电路，所述LED显示屏由包括有多个行线和多 个列线的LED阵列构成，行线和列线之间连接有LED，其特征在于，其包括： 多个行开关管，每个行开关管的第一连接端连接至电源电压，第二连接端连接至对应 行线； 多个预放电开关，每个预放电开关的第一连接端连接至预放电参考电压，第二连接端 连接至对应行线，连接至同一行线的行开关管和预放电开关相互对应； 行扫描控制逻辑，用于提供多个行驱动信号给各个行开关管的控制端以控制各个行开 关管的导通或关断，提供多个预放电控制信号给各个预放电开关的控制端以控制各个预放 电开关的导通或关断，并保证所述预放电控制信号和所述行驱动信号遵循如下时序： 各个行驱动信号依次形成有效电平；各个行驱动信号的有效电平互不重叠且相邻两个 行驱动信号的有效电平之间具有死区时间；所述预放电控制信号在对应的行驱动信号跳变 为有效电平时或之前跳变为无效电平；所述预放电控制信号在对应的行驱动信号跳变为无 效电平时或之后且下一行驱动信号跳变为有效电平之前跳变为有效电平。
2. 根据权利要求1所述的行扫描电路，其特征在于，所述行开关管在其行驱动信号为 有效电平时导通，在其行驱动信号为无效电平时截止，所述预放电开关在其预放电控制信 号为有效电平时导通，在其预放电控制信号为无效电平时截止。
3. 根据权利要求1所述的行扫描电路，其特征在于，所述预放电参考电压是可编程的 或可调控的，调整所述预放电参考电压的值使得所述预放电参考电压与各个列线的最低电 压的差值小于连接于对应行线的LED的导通阈值电压。
4. 根据权利要求1所述的行扫描电路，其特征在于，所述预放电参考电压为两个，分别 称为第一预放电参考电压和第二预放参考电压， LED阵列中的一部分行线通过对应的预放电开关与第一预放电参考电压相连，LED阵 列中的另一部分列线通过对应的预放电开关与第二预放电参考电压相连，第一预放电参考 电压高于第二预放电参考电压，第一预放电参考电压低于电源电压。
5. 根据权利要求4所述的行扫描电路，其特征在于，LED阵列中的绿色和蓝色LED连接 于与第一预放电参考电压相连的行线上，LED阵列中的红色LED连接于与第二预放电参考 电压相连的行线上。
6. 根据权利要求5所述的行扫描电路，其特征在于，第一预放电参考电压和各个列线 的最低电压的差值较所述绿色LED和蓝色LED的导通阈值电压小0V至1. 0V，第二预放电参 考电压和各个列线的最低电压的差值较所述红色LED的导通阈值电压小0V至1. 0V。
7. 根据权利要求1所述的行扫描电路，其特征在于，所述预放电开关为PMOS晶体管、 NMOS晶体管或传输门。
8. -种LED显示系统，其特征在于，其包括：外部主控装置、LED阵列、LED驱动电路和 如权利要求1-7任一所述的行扫描电路。
9. 根据权利要求8所述的LED显示系统，其特征在于，所述LED驱动电路包括控制逻辑 单元和至少一个列控制电路，每个列控制电路用于控制连接于所述LED阵列中的一个列线 上的LED，所述列控制电路包括输出驱动单元、去残影单元和预充电开关， 在来自所述控制逻辑单元的列驱动控制信号跳变为有效后，所述输出驱动单元开始给 连接于所述LED阵列中的对应列线上的LED提供驱动电流，所述去残影单元输出无效的预 充电控制信号以控制所述预充电开关断开，从而切断了预充电参考电压与所述列线之间的 连接， 在来自所述控制逻辑单元的列驱动控制信号跳变为无效后，所述输出驱动单元开始停 止提供驱动电流，所述去残影单元通过探测所述输出驱动单元来判定所述输出驱动单元是 否已经停止提供驱动电流，如果判定所述输出驱动单元已经停止提供驱动电流，则输出的 有效的预充电控制信号以控制所述预充电开关导通，从而接通了预充电参考电压与所述列 线之间的连接。
10.根据权利要求9所述的LED显示系统，其特征在于，所述输出驱动单元包括控制端 和输出端，所述去残影单元包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述预充电开关包括第 一连接端、第二连接端和控制端， 所述输出驱动单元的输出端与所述LED阵列中的对应列线相连，所述预充电开关的第 二连接端与所述LED阵列中的对应列线相连，第一连接端连接至一个预充电参考电压，所 述预充电开关的控制端与所述去残影单元的输出端相连，所述预充电开关的第一输入端和 所述输出驱动单元的控制端接收来自控制逻辑单元的列驱动控制信号，所述预充电开关的 第二输入端接收所述输出驱动单元的探测信号，所述去残影单元基于来自所述输出驱动单 元的探测信号来判定所述输出驱动单元是否已经停止提供驱动电流。
【文档编号】G09G3/32GK104091568SQ201410374678
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】史良俊, 汤大勇, 汪东 申请人:无锡力芯微电子股份有限公司