[发明专利]LED显示大屏幕高速扫描控制器

说明书

技术领域

本发明涉及LED大屏幕显示领域。

背景技术

LED显示屏又可分为静态屏与扫描屏。所谓静态屏就是每个象素点的R/G/BLED都有一个独立的控制端。图像在一帧内整个屏幕是同时显示。而所谓扫描屏是指几行R/G/B LED共用一个控制端，这几行又通过时序供电达到显示完整图像的目的。举个例子：以1/4扫描为例，先将一帧时间分为4份，在0-1/4时间内先显示第一行，1/4-2/4时间内就显示第二行，以此类推。很明显，在这种情况下，图像在一帧内不是整个屏幕同时显示，先显示1/4的图像再显示另1/4图像，经过4个1/4后就显示了完整图像。不难理解在R/G/B LED同等峰值电流下1/4扫描屏的耗电仅为前面静态屏的1/4。当然此时的亮度也仅为前者的1/4。但扫描屏由于多行共用一路控制端，所以其恒流控制电路将大大减少，成本发明也就随之降低

扫描模式，其应用原理图见图1。图1中138为38译码器把双线信号解码为控制信号，如图8所示，Pmos管作为电源开关控制V1~V4电压。图1是一个1/4扫的LED显示屏原理图。其工作原理是在1帧图像内每行电源V1-V4按控制要求各开启1/4的时间。这样做的优点是可以更有效地利用LED的显示特性以及降低硬件成本发明。其缺点就是在1帧图像内，每行LED只能显示1/4的时间。如：帧频为50Hz时，每行的显示时间为Tm=1000/（50×4）=5ms。若采用更高的帧频或扫描级数进一步增加，那显示时间将会更短，如50Hz帧频，1/16扫描时，Tm=1.25ms。随着Tm的变短，行电源波形的上升、下降沿的品质对系统的正常运行就将是至关重要的。

前面已经讲述了扫描显示屏的工作原理，图2是1/4扫描行电源的理想波形图。然而在实际应用中其波形与理想的相差甚远。图3是采用Pmos管作为行电源开关控制的波形图。由于Pmos管关断时其输出处于三态状态而输出电源线（V1～v4）和LED灯寄生电容存在电源线上的电压不会马上降低，其下降沿Tf将大于100微秒。若忽略行电源上升沿时间（实际上，上升沿的时间很短可以忽略），不难看出，在1帧图像内，前一行与后一行会有约100微秒的重叠时间。为便于分析计算，我们可以将重叠时间Tn近似为下降沿时间Tf。即：Tn=Tf。如此，应该显示第二行时前一行仍然会在Tn一段时间内以第二行的控制方式发光，在我们的视觉里就会看到前一行在微亮。亮度的大小与两行重叠时间与显示时间的比例成正比，即与Tn/Tm成正比。这里我们定义Tn/Tm为重叠比，还以50Hz帧频为例，Tn/Tm=0.1/（1000/（4×50））=2%。看来2%的重叠比还不是很大。但随着帧频的提高或扫描级数的提高其重叠比Tn/Tm将会大大增加。

下面我们不妨把帧频提高到250Hz再看一看，此时行电源开关控制波形图如图3。很显然，此时的重叠比达到Tn/Tm=0.1/(1000/(4×250))=10%。在如此高的重叠比下，拖尾现象将会十分明显。

因此，现有的LED扫描大屏幕通过Pmos管开关来实现扫描显示方式，由于PMOS关断时电源线处于三态状态由于寄生电容存在电源线上的电压不会马上降低，在下一帧时可能会导致显示错误（即拖尾现象）。

为了提高扫描的帧频应用中在每行扫描线中加入了各种消隐电路，传统的消隐电路可以在一定程度上提高扫描帧频。但是这又带来了新的问题，因为使用时间变长，温度升高，LED品质等各种问题，会有LED发光二级管的反向漏电变大。在如传统消隐电路后形成漏电回路从而导致不该发光的像素点光由黑点变为亮点，在黑暗状态下阵列变亮带来所谓的毛毛虫问题。以D14漏电为例，正常情况下当扫描到V2行时V2为高电平若D24所在的像素为黑。则此时LED大屏幕驱动IC的4端为高阻态，而发光二极管的击穿电压大于工作电压所以D24中没有电流D24不亮。若是此时D14应为各种原因导致反向漏电变大在工作电压范围内产生较大的漏电流（大于1uA）。那么此时对于D24来说则形成了图1中虚线所示的漏电回路，导致D24中产生了电流。同理第四列阵列都存在同样的问题D34、D44都会发亮造成显示错误。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种LED显示大屏幕高速扫描控制器，其可以有效消除拖尾现象提高刷新率，消除因发光二级管漏电来的影响。