一种LED显示屏及其显示控制装置与列控制电路的制作方法

本实用新型属于LED显示控制技术领域，尤其涉及一种LED显示屏及其显示控制装置与列控制电路。

背景技术：

LED显示屏分为静态LED显示屏和动态扫描式LED显示屏。动态扫描式LED显示屏是以人的视觉暂留为设计特点，通过一行一行逐次点亮LED灯的方式来进行显示控制的。

现有的动态扫描式LED显示屏(如图1所示)包括：行扫描控制电路、列控制电路及LED显示阵列；列控制电路包括多个列控制模块；列控制模块包括上拉管M1、钳位管M2及电流镜像管M3。行扫描控制电路用于对每行LED灯的上电时序进行控制；多个列控制模块用于在一行LED灯上电时根据控制信号点亮该行的一个或多个LED灯。具体的，当控制信号为高电平时，M1和M2关断，M3导通，LED灯的列电压被下拉至地，使得LED灯两端存在足够压差，此时LED灯被点亮；当控制信号为低电平时，M1和M2导通，M3关断，LED灯的列电压被上拉至VDD-VGS(VGS为钳位管M2的导通压降)，此时，LED灯两端的压差不足以打开LED灯。如此，从第1行开始，逐行扫描至第n行完成一帧画面的显示，再从第n行返回第1行继续逐行扫描完成下一阵画面的显示。由于帧与帧之间的时间间隔大于行与行之间的时间间隔，因此，在帧与帧之间切换时，LED灯的关断时间较长，即M1和M2的导通时间较长时，M2会将LED灯的列电压钳位至一个较高的水平，使得打开第1行LED灯时的列电压比打开其他行LED灯时的列电压高VGS，从而导致第1行LED灯导通时的平均电流相较于其他行LED灯导通时的平均电流变小，使得第一行LED灯的亮度降低，在实际显示时可观察到LED显示屏存在第一行偏暗的问题。

综上可知，现有的LED显示屏在扫描显示时存在第一行偏暗的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种LED显示屏及其显示控制装置与列控制电路，旨在解决现有的LED显示屏在扫描显示时所存在的第一行偏暗的问题。

本实用新型是这样实现的，一种LED显示装置的列控制电路，与LED显示阵列连接；所述LED显示阵列包括n行×m列LED灯，n和m均为正整数；所述LED显示阵列还与所述LED显示控制装置的行扫描控制电路连接；所述行扫描控制电路用于对所述LED显示阵列的n行LED灯的上电时序进行控制；所述列控制电路包括与所述LED显示阵列的m列LED灯一一对应的m个列控制模块，所述m个列控制模块的输入端用于接收控制信号，所述m个列控制模块的输出端与所述LED显示阵列的m列LED灯一一对应；所述列控制模块包括：上拉开关管和电流镜像开关管；

所述上拉开关管的高电位端与预设电源连接，所述上拉开关管的低电位端与所述电流镜像开关管的高电位端共接作为所述列控制模块的输出端，所述上拉开关管的控制端与所述电流镜像开关管的控制端共接作为所述列控制模块的输入端，所述电流镜像开关管的低电位端接地；

当所述LED显示阵列的任一行LED灯上电后，所述m个列控制模块的输入端接收所述控制信；若所述列控制模块接收到的控制信号为第一电平信号，则所述电流镜像开关管导通，所述上拉开关管关断，所述列控制模块输出低电平信号至与其对应的一列LED灯，以使上电的一行LED灯中与所述列控制模块对应的列上的LED灯点亮；若所述列控制模块接收到的控制信号为第二电平信号，则所述电流镜像开关管关断，所述上拉开关管导通，所述列控制模块输出高电平信号至与其对应的一列LED灯，以使上电的一行LED灯中与所述列控制模块对应的列上的LED灯熄灭。

本实用新型还提供了一种显示控制装置，与LED显示阵列连接，所述LED显示控制装置包括行扫描控制电路，所述LED显示控制装置还包括上述的列控制电路。

本实用新型还提供了一种LED显示屏，包括LED显示阵列，所述LED显示屏包括上述的LED显示控制装置。

本实用新型提供的列控制电路包括m个列控制模块，列控制模块包括上拉开关管和电流镜像开关管。当LED显示阵列的任一行LED灯上电后，m个列控制模块的输入端接收控制信；若列控制模块接收到的控制信号为第一电平信号，则电流镜像开关管导通，上拉开关管关断，列控制模块输出低电平信号至与其对应的一列LED灯，以使上电的一行LED灯中与该列控制模块对应的列上的LED灯点亮；若列控制模块接收到的控制信号为第二电平信号，则电流镜像开关管关断，上拉开关管导通，列控制模块输出高电平信号至与其对应的一列LED灯，以使上电的一行LED灯中与该列控制模块对应的列上的LED灯熄灭。由于上拉开关管导通时直接将列电压上拉至预设固定电压，从而使得每行LED灯导通时的列电压保持一致，进而使得每行LED导通时的平均电流保持一致，即每行LED灯的亮度保持一致，解决了现有的LED显示屏在扫描显示时存在第一行偏暗的问题。

附图说明

图1是现有技术提供的一种LED显示屏的电路结构图；

图2是本实用新型实施例提供的一种LED显示控制装置的列控制电路的电路结构图；

图3是本实用新型另一实施例提供的一种LED显示控制装置的列控制电路的电路结构图；

图4是现有技术与本实用新型实施例提供的LED显示阵列的列电压的对比示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种LED显示控制装置的电路结构图；

图6是本实用新型实施例提供的一种LED显示屏的电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

图2示出了本实用新型实施例提供的一种LED显示控制装置的列控制电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图2所示，一种LED显示控制装置的列控制电路12，与LED显示阵列2连接，LED显示阵列2还与LED显示控制装置的行扫描控制电路11连接。LED显示阵列2包括呈阵列排列的n行×m列LED灯(LED11～LED1m、LED21～LED2m、……、LEDn1～LEDnm)和m个寄生电容C1～Cm；其中，n和m均为正整数。每行LED灯的阳极共接，并分别与行扫描控制电路11的多个输出端连接，每列LED灯的阴极共接，并分别与每个寄生电容的第一端连接，m个寄生电容C1～Cm的第二端均接地。

行扫描控制电路11用于对LED显示阵列2的n行LED灯的上电时序进行控制。具体的，在一帧画面的扫描显示过程中，行扫描控制电路11控制第1行LED灯至第n行LED灯依次上电，即行扫描控制电路11将第1行LED灯至第n行LED灯依次与第一电源连接，第一电源为LED灯提供电源电压VDD。

列控制电路12包括与LED显示阵列2的m列LED灯一一对应的m个列控制模块X1～Xm。具体的，第1个列控制模块X1与第1列LED灯对应，第2个列控制模块X2与第2列LED灯对应，以此类推，第m个列控制模块Xm与第m列LED灯对应。m个列控制模块X1～Xm的输入端用于接收控制信号，m个列控制模块X1～Xm的输出端与LED显示阵列2的m列LED灯一一对应。具体的，m个列控制模块X1～Xm的输出端分别与m列LED灯的阴极共接。

列控制模块X1～Xm均包括：上拉开关管120和电流镜像开关管121。

上拉开关管120的高电位端与预设电源连接，预设电源提供预设固定电压VH，上拉开关管120的低电位端与电流镜像开关管121的高电位端共接作为列控制模块X1～Xm的输出端，上拉开关管120的控制端与电流镜像开关管121的控制端共接作为列控制模块X1～Xm的输入端，电流镜像开关管121的低电位端接地。

当LED显示阵列2的任一行LED灯上电后，m个列控制模块的输入端接收控制信号；若列控制模块接收到的控制信号为第一电平信号，则电流镜像开关管121导通，上拉开关管120关断，列控制模块的输出端输出低电平信号至与其对应的一列ELD灯，以使上电的一行LED灯中与该列控制模块对应的列上的LED灯点亮；若列控制模块接收到的控制信号为第二电平信号，则电流镜像开关管121关断，上拉开关管120导通，列控制模块的输出端输出高电平信号至与其对应的一列ELD灯，以使上电的一行LED灯中与该列控制模块对应的列上的LED灯熄灭。

在本实用新型实施例中，控制信号可以控制上电的一行LED灯中的一个LED灯点亮，也可以控制上电的一行LED灯中的多个LED灯点亮，即控制信号可由用户根据实际需求进行设置，此处不做限制。

例如，若LED显示阵列2包括3行×4列LED灯，列控制电路12包括4个列控制模块X1～X4。当行扫描控制电路11控制第1行的4个LED灯LED11～LED14上电时，此时，4个列控制模块的输入端接收控制信号。若控制信号为1010，即输入至第1个列控制模块X1至第4个列控制模块X4的电平信号分别为1、0、1、0，且电流镜像开关管121为N型场效应管，上拉开关管12为P型场效应管，则此时第1个列控制模块X1和第3个列控制模块X3中的电流镜像开关管121导通，上拉开关管120关断，第1个列控制模块X1的输出端和第3个列控制模块X3的输出端均输出低电平信号分别给第1列LED灯和第3列LED灯，此时，第1列LED灯的列电压和第3列LED灯的列电压均被下拉至地，第1行的第1列LED灯LED11和第1行的第3列LED灯LED13的两端的压差大于其导通电压，第1行的第1列LED灯LED11和第1行的第3列LED灯LED13点亮；同时，第2个列控制模块X2和第4个列控制模块X4中的电流镜像开关管121关断，上拉开关管120导通，第2个列控制模块X2的输出端和第4个列控制模块X4的输出端均输出高电平信号分别给第2列LED灯和第4列LED灯，此时，第1行的第2列LED灯LED12的列电压和第1行的第4列LED14的列电压均被上拉至预设固定电压VH，即第1行的第2列LED灯LED12和第1行的第4列LED14两端的电压差不足以使其导通，因此，第1行的第2列LED灯LED12和第1行的第4列LED14熄灭。如此完成一行LED灯的显示控制。其余行LED灯的显示控制原理与上述原理完全一样，此处不再赘述。以上述显示控制方式，从第1行依次扫描至第n行，便可完成一帧画面的显示控制。

在实际应用中，预设固定电压VH一般比电源电压VDD大约小1V。

在本实用新型实施例中，第一电平信号与第二电平信号互为反相信号。例如，若第一电平信号为低电平信号，则第二电平信号为高电平信号；若第一电平信号为高电平信号，则第二电平信号为低电平信号。具体可以根据上拉开关管120和电流镜像管M2的类型进行设置，此处不做限制。

如图2所示，作为本实用新型一实施例，上拉开关管120为第一P型场效应管P1，电流镜像开关管121为第一N型场效应管N1。

第一P型场效应管P1的栅极、源极及漏极分别为上拉开关管120的控制端、高电位端及低电位端，第一N型场效应管N1的栅极、源极及漏极分别为电流镜像开关管121的控制端、低电位端及高电位端。

相应的，第一电平信号为高电平信号；第二电平信号为低电平信号。

图3示出了本实用新型另一实施例提供的一种LED显示控制装置的列控制电路的电路结构，如图3所示，作为本实用新型另一实施例，上拉开关管120为第二N型场效应管N2，电流镜像开关管121为第二P型场效应管P2。

第二N型场效应管N2的栅极、源极及漏极分别为上拉开关管120的控制端、低电位端及高电位端，第二P型场效应管P2的栅极、源极及漏极分别为电流镜像开关管121的控制端、高电位端及低电位端。

相应的，第一电平信号为低电平信号；第二电平信号为高电平信号。

可以理解的是，在实际应用中，上拉开关管120和电流镜像开关管121可以相应设置为三极管、可控硅等其他类型的开关管，具体根据实际情况进行设置，此处不做限制。

图4是现有技术与本实用新型实施例提供的LED显示阵列的列电压的对比示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图4所示，在一帧画面的扫描显示过程中，行扫描控制电路11输出上电时序信号A1～An，用于控制第1行LED灯至第n行LED灯依次上电。

参阅图1，在现有技术中，由于行与行之间的时间间隔均相等且相对较短，因此，在行与行之间切换时，每行LED灯的列电压均被钳位管M2钳位至VDD-VGS(VGS为钳位管M2的导通压降)。而由于帧与帧之间的时间间隔大于行与行之间的时间间隔，因此，在帧与帧之间切换时，LED灯的关断时间较长，即上拉管M1和钳位管M2的导通时间较长，此时，钳位管M2会向寄生电容漏电，使得第1行LED灯打开时的列电压被钳位管M2钳位至VDD，即打开第1行LED灯时的列电压比打开后面每行LED灯时的列电压高VGS，进而导致第1行LED灯打开时的列电压下降的时间增长，最终导致第1行LED灯导通时的平均电流小于其他行LED灯导通时的平均电流，使得第1行出现偏暗的现象。

在本实用新型实施例中，由于上拉开关管120导通时直接将LED灯的列电压上拉至预设固定电压VH，因此，每行LED灯导通时的列电压不会受行与行之间、帧与帧之间的扫描时间间隔的影响，即无论行与行之间或帧与帧之间的时间间隔有多长，每行LED灯导通时的列电压均相等(均为预设固定电压VH)，如此便可解决现有的LED显示屏在扫描显示时存在的第一行偏暗的问题。

本实用新型实施例还提供了一种LED显示控制装置。图5示出了本实用新型实施例提供的一种LED显示控制装置的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图5所示，一种LED显示控制装置1，与LED显示阵列2连接，LED显示控制装置1包括行扫描控制电路11和上述实施例提供的列控制电路12(图中仅示出了一种实施例，另一种实施例未示出)。

本实用新型实施例还提供了一种LED显示屏。图6示出了本实用新型实施例提供的一种LED显示屏的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

如图6所示，一种LED显示屏，包括LED显示阵列2，LED显示屏还包括上述实施例提供的LED显示控制装置1(图中仅示出了一种实施例，另一种实施例未示出)。

本实用新型实施例提供的列控制电路包括m个列控制模块，列控制模块包括上拉开关管和电流镜像开关管。当LED显示阵列的任一行LED灯上电后，m个列控制模块的输入端接收控制信；若列控制模块接收到的控制信号为第一电平信号，则电流镜像开关管导通，上拉开关管关断，列控制模块输出低电平信号至与其对应的一列LED灯，以使上电的一行LED灯中与该列控制模块对应的列上的LED灯点亮；若列控制模块接收到的控制信号为第二电平信号，则电流镜像开关管关断，上拉开关管导通，列控制模块输出高电平信号至与其对应的一列LED灯，以使上电的一行LED灯中与该列控制模块对应的列上的LED灯熄灭。由于上拉开关管导通时直接将列电压上拉至预设固定电压，从而使得每行LED灯导通时的列电压保持一致，进而使得每行LED导通时的平均电流保持一致，即每行LED灯的亮度保持一致，解决了现有的LED显示屏在扫描显示时存在第一行偏暗的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。