一种LED显示屏的预充电方法与流程

本发明涉及led显示屏驱动的领域，具体地涉及一种led显示屏的预充电方法。

背景技术：

目前市场上常见的led显示屏驱动芯片系统在不同的时间，分别驱动扫描行线。在驱动下一行时，上一行出现暗亮的现象我们称之为“鬼影”。原因在于：上一行线关断的时候，电路中残留的电量无处释放，只通过led发光的形式释放，形成鬼影。鬼影现象，在小间距led显示屏中表现尤为突出。另外，led显示屏中第一行偏暗、高低灰耦合和跨板色差等显示不良问题。

如图1为共阳(红绿蓝rgb的3种灯珠的阳极连接在一起，阴极分开)led显示屏单元板内的led显示驱动的常用结构，图中只画出一种颜色的灯珠，共阴(红绿蓝rgb的3种灯珠的阴极连接在一起，阳极分开)led显示屏单元板的常用结构为将图1的所有led灯珠反向。

其中的行驱动通常是pmos管，列驱动通常是恒流源，通常恒流源驱动芯片会包含多个恒流输出驱动通道，恒流输出通道out端接图1中的列线即第0列/第1列…。

工作原理为：

1.首先显示第1行，第0行的pmos导通，其他行的pmos关闭，第0行的行线与电源接通，其他行的行线为高阻抗；

2.列驱动即恒流源驱动按照第0行的显示数据按列对应的输出恒流源，点亮第0行的led显示灯珠，显示第0行的显示图像；

3.依次换行，重复步骤1～2，显示完所有行。

为了提高刷新率，通常会将一帧的图像分多次显示，如图2：

1.将一帧的图像分为n个显示分组，显示刷新率＝帧率*p，刷新率提高p倍；

2.每一个显示分组包含一个完整的从第1行到第m行的显示；

3.每一行的显示时间内，可以有一个或者多个显示区域。

通用的带预充电功能的led显示屏恒流源驱动芯片的通道电路结构如图3：

图3为led显示屏恒流源驱动芯片中的通道电路结构,分别为共阳极显示屏恒流源驱动通道电路结构和共阴极显示屏恒流源驱动通道电路结构，主要包含两部分：恒流源输出电路和预充电电路。

预充电参考电位：预充电电路的预充电输入参考电位；

预充电控制信号：控制预充电电路的信号，包含一个或者多个控制信号；

显示数据：恒流源输出电路的输入信号，也是显示数据；

out：恒流源输出通道的输出端，接led显示屏的列线。

一种通用的驱动方法如图4：

在正常工作时，预充电电路有3种工作状态：

状态1：包括预充电1和预充电3。对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，使对应列线上的所有led灯珠处于不发光截止状态，对应的显示效果是可以消除led显示屏的下鬼影；

状态2：预充电2。对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，使对应列线充电到一个固定电位，并使对应列线上的所有led灯珠处于不发光截止状态，这样可以使得每一行在显示之前的状态和环境都是相同的，对应的显示效果是可以消除led显示屏的第一行，即每个恒流源驱动芯片的显示第一行偏暗；

状态3：关闭状态。此时的预充电电路是关闭的，输出out为高阻态。

因为状态1和状态2都是需要使列线上所有led灯珠处于不发光截止状态，所以状态1和状态2可合并为一个状态，如图5。

但是使用带有预充电功能的恒流源驱动来进行显示会带来另外的不良问题，说明如下：

如图6所示，无预充电电路的恒流芯片的恒流输出只有一条恒流通路，那么显示数据产生的恒流输出电量会全部用来点亮led灯珠，使得led灯珠的发光完全受控于显示数据；

如图6所示，预充电电路是新引入的另一条电流通路，此电流通路会对显示数据产生的恒流输出电量进行分流，因为寄生电容的影响，预充电电路在不同显示图像下分流出的恒流输出电量会有不同，造成显示异常，主要表现为：

1.高低灰耦合显示不良；

2.跨板显示不良：跨单元板显示灰度差异。

因此，如何解决上述技术问题成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种led显示屏的预充电方法，可以改善led显示屏的显示效果，有效改善led显示屏中出现的高低灰耦合和跨板色差。

为了解决上述技术问题，本发明的led显示屏的预充电方法三，该方法依次包括单个周期内预充电电路的以下步骤，预充电1、预充电2、电路关闭、预充电3及预充电4；

所述的预充电电路设有5个工作状态分别为状态1、状态2、状态3、状态4及状态5，其中状态1、状态2、状态4及状态5每个状态分别对显示屏的列线预充电，使对应列线充电到一个固定电位，分别为vr1、vr2、vr3和vr4，对应列线上的所有led灯珠处于不发光的截止状态；状态3预充电电路是关闭的，输出为高阻态；

当显示屏的行线内的所有显示区域的显示数据等于0，预充电1工作在状态1，预充电2工作在状态4，预充电3工作在状态5，电路关闭工作在状态3，预充电4工作在状态1；

当显示屏的行线内的所有显示区域的显示数据不等于0，预充电1工作在状态1，预充电2工作在状态2，预充电3工作在状态3，电路关闭工作在状态3，预充电4工作在状态1。

进一步固定电位vr1、vr2、vr3和vr4可根据实际显示效果配置，配置方法如下：

当led显示屏为共阳显示屏，vr1的最小值为正常点亮所有灯珠，vr1电位越高，消影效果越好；vr2的最小值为正常点亮所有灯珠，vr2电位越低第一行偏暗的效果越好，低灰显示亮度越高；vr3和vr4成对，vr3和vr4的最小值为正常点亮所有灯珠，当vr4>vr3，vr4-vr3的值越大，补偿之后led灯珠越亮；当vr4<vr3，vr3-vr4的值越大，补偿之后led灯珠越暗；

当led显示屏为共阴显示屏，vr1的最大值为正常点亮所有灯珠，vr1电位越低，消影效果越好；vr2的最大值为正常点亮所有灯珠，vr2电位越高第一行偏暗的效果越好，低灰显示亮度越高；vr3和vr4成对，vr3和vr4的最大值为正常点亮所有灯珠，当vr4>vr3，vr4-vr3的值越大，补偿之后led灯珠越暗；当vr4<vr3，vr3-vr4的值越大，补偿之后led灯珠越亮。

进一步led显示屏为共阳极显示屏时，vr3>vr1，vr3>vr4；led显示屏为共阴极显示屏，vr3<vr1，vr3<vr4。

进一步预充电1的时间>＝0个显示时钟周期，预充电2的时间>0个显示时钟周期，预充电3的时间>0个显示时钟周期，预充电4的时间>0个显示时钟周期；

换行之后到预充电1开始的间隔>＝0个显示时钟周期；

预充电1结束到预充电2开始的时间间隔>＝0个显示时钟周期，预充电电路在此间隔时间工作在状态3；

预充电2结束到显示区域开始的时间间隔>＝0个显示时钟周期，预充电电路在此间隔时间工作在状态3；

显示区域结束到预充电3开始的时间间隔>0个显示时钟周期，预充电电路在此间隔时间工作在状态3；

预充电3结束到预充电4开始的时间间隔>＝0个显示时钟周期，预充电电路在此间隔时间工作在状态3。

进一步预充电1～4的时间在满足实际预充电电位达到预设值的前提下，根据实际显示效果取最小值。

led显示屏采用上述led显示屏的预充电方法三，在时序上对预充电电路的工作状态做调整，不仅解决了led显示屏中存在的下鬼影、第一行偏暗的问题，还有效的改善高低灰耦合显示不良和跨板显示不良。

附图说明

图1是共阳led显示屏单元板内的led显示驱动的常用结构；

图2是led显示屏一帧的图像多次显示示意图；

图3是通用的带预充电功能的led显示屏恒流源驱动芯片的通道电路结构图一；

图4是led显示屏通用的驱动方法时序图一；

图5是led显示屏通用的驱动方法时序图二；

图6是通用的带预充电功能的led显示屏恒流源驱动芯片的通道电路结构图二；

图7是本发明led显示屏的预充电方法三时序图一；

图8是本发明led显示屏的预充电方法三时序图二。

具体实施方式

下面将结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

如图7/8所示，本发明的led显示屏的预充电方法三，该方法依次包括单个周期内预充电电路的以下步骤，预充电1、预充电2、电路关闭、预充电3及预充电4；

预充电电路设有5个工作状态分别为状态1、状态2、状态3、状态4及状态5，

状态1：对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，使对应列线充电到一个固定电位vr1，使对应列线上的所有灯珠处于不发光截止状态，对应的显示效果是可以消除led显示屏的下鬼影；

状态2：对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，使对应列线充电到一个固定电位vr2，并使对应列线上的所有led灯珠处于不发光截止状态，这样可以使得每一行在显示之前的状态和环境都是相同的，对应的显示效果是可以消除led显示屏的第一行，即每个恒流源驱动芯片的显示第一行偏暗；

状态3：此时的预充电电路是关闭的，输出out为高阻态；

状态4：对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，使对应列线充电到一个固定电位vr3，并使对应列线上的所有灯珠处于不发光截止状态；

状态5：对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，使对应列线充电到一个固定电位vr4，并使对应列线上的所有灯珠处于不发光截止状态。

状态1和状态2可合并为一个状态，此时vr1＝vr2。状态4和状态5是新增加的两个工作状态，可以模拟列线上恒流源的开启过程，有效的改善高低灰耦合显示不良和跨板显示不良。

如图7所示，当显示屏的行线内的所有显示区域的显示数据等于0，即恒流源在显示区域内没有开启，具体的工作时序如下：

预充电1工作在状态1，对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，对应列线充电到固定电位vr1；

预充电2工作在状态4，对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，对应列线充电到固定电位vr3；

预充电3工作在状态5，对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，对应列线充电到固定电位vr4；

关闭工作在状态3，电路关闭状态。

预充电4工作在状态1，对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，对应列线充电到固定电位vr1；

此时的预充电2和预充电3的两个工作过程，可以模拟列线上恒流源的开启过程，有效的改善高低灰耦合显示不良和跨板显示不良。

如图8所示，当显示屏的行线内的所有显示区域的显示数据不等于0，即恒流源在显示区域内有开启，具体的工作时序如下：

预充电1工作在状态1，对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，对应列线充电到固定电位vr1；

预充电2工作在状态2。对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，对应列线充电到固定电位vr2；

预充电3工作在状态3，电路关闭状态。

关闭工作在状态3，电路关闭状态。

预充电4工作在状态1，对显示屏的列线，即恒流驱动芯片恒流驱动通道的输出预充电，对应列线充电到固定电位vr1。

上述的固定电位vr1、vr2、vr3和vr4可根据实际显示效果配置，配置方法如下：

1.vr1对应工作状态1，此预充电电位主要的作用是消除显示屏下鬼影。

对于共阳显示屏，vr1电位越高，消影效果越好，vr1过低会造成直接点亮灯珠的显示不良；

对于共阴显示屏，vr1电位越低，消影效果越好，vr1过高会造成直接点亮灯珠的显示不良；

2.vr2对应工作状态2，此预充电电位主要的作用是使每一行在显示之前的状态和环境保持相同，可以解决led显示屏的每个恒流驱动芯片第一行偏暗，同时也用于调节低灰偏色。

对于共阳显示屏，vr2电位越低，解决第一行偏暗的效果越好，低灰显示亮度越高，vr2过低会造成直接点亮灯珠的显示不良；

对于共阴显示屏，vr2电位越高，解决第一行偏暗的效果越好，低灰显示亮度越高，vr2过高会造成直接点亮灯珠的显示不良；

3.vr3和vr4成对，分别对应工作状态4和工作状态5，vr3和vr4主要是对消影电路所引入的显示不良进行补偿，如高低灰耦合显示不良和跨板色差显示不良

对于共阳显示屏，vr3和vr4过低会造成直接点亮灯珠的显示不良。当vr4>vr3，vr4-vr3的值越大，补偿之后led灯珠越亮；当vr4<vr3，vr3-vr4的值越大，补偿之后led灯珠越暗。

对于共阴显示屏，vr3和vr4过高会造成直接点亮灯珠的显示不良。当vr4>vr3，vr4-vr3的值越大，补偿之后led灯珠越暗；当vr4<vr3，vr3-vr4的值越大，补偿之后led灯珠越亮。

进一步该实施例中可以选择当led显示屏为共阳极显示屏时，vr3>vr1，vr3>vr4；当led显示屏为共阴极显示屏，vr3<vr1，vr3<vr4。

进一步预充电1的时间>＝0个显示时钟周期，预充电2的时间>0个显示时钟周期，预充电3的时间>0个显示时钟周期，预充电4的时间>0个显示时钟周期；

换行之后到预充电1开始的间隔>＝0个显示时钟周期；

预充电1结束到预充电2开始的时间间隔>＝0个显示时钟周期，根据实际显示效果做调整，预充电电路在此间隔时间工作在状态3，即电路关闭状态；

预充电2结束到显示区域开始的时间间隔>＝0个显示时钟周期，根据实际显示效果做调整，预充电电路在此间隔时间工作在状态3，即电路关闭状态；

显示区域结束到预充电3开始的时间间隔>0个显示时钟周期，根据实际显示效果做调整，预充电电路在此间隔时间工作在状态3，即电路关闭状态；

预充电3结束到预充电4开始的时间间隔>＝0个显示时钟周期，根据实际显示效果做调整，预充电电路在此间隔时间工作在状态3，即电路关闭状态。

预充电1～4的时间，时间太短会导致实际预充电电位不能达到预设值，时间太长会导致无效显示时间过长，导致led灯珠发光时间有效率降低，刷新率降低。

具体的预充电1～4的时间在满足实际预充电电位达到预设值的前提下，根据实际显示效果取最小值。一般是直接观察显示效果，时间从小逐渐调大，选择一个最优的时间。

综上所述，本发明已如说明书及图示内容目前已制成实际样品在长期测试，从使用测试的效果看，可证明本发明能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。