CN103489408A - 显示屏驱动控制电路和显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示屏驱动控制电路，包括控制单元、电源单元、显示阵列、行选择控制单元、列选择控制单元，所述行选择控制单元控制所述显示阵列的行选择线连接所述电源单元的开断；所述列选择控制单元包括消隐控制模块，所述消隐控制模块的数据使能端和列选择端连接所述控制单元，所述消隐控制模块发出消隐控制信号，消除显示阵列中由寄生电容产生的显示拖尾。本发明可以消除显示屏的拖尾现象，提高显示的清晰度。

Description

显示屏驱动控制电路和显示屏

技术领域

本发明涉及屏幕显示领域，尤其涉及一种显示屏驱动控制电路和显示屏。

背景技术

在现行的LED（Light-Emitting Diode，即发光二极管）显示屏驱动控制中，行采用分时扫描，列采用恒流驱动的方式，扫描方式的主流为四分之一、八分之一及十六分之一等行扫描级数为主，通过分时扫描控制接电源的场效应管输出驱动行LED来实现行驱动，LED的列输出端接恒流芯片。以四分之一分时行扫描原理为例，四分之一扫描的LED显示屏工作的原理图如图1所示。其工作原理是在一帧图像内每行电源按控制要求各开启四分之一的时间。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。其缺点就是在一帧图像内，每行LED只能显示四分之一的时间。如帧频为50Hz时，每行的显示时间为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，十六分之一扫描时，每行的显示时间为1.25ms。随着每行显示时间的变短，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。

图1中扫描显示屏的工作原理中，四分之一扫描行电源的理想波形图是标准的分时方波，然而在实际应用中其波形与理想的相差甚远。图2中是采用PMOS 4953作为行电源开关控制的实际波形图。由于PMOS 4953天然的缺陷，将其作为行电源的控制开关，其下降沿会趋缓，而下一行的电源上升沿时间很短，在一帧图像内，前一行与后一行会产生一定的重叠时间。因此，应该显示第二行时前一行仍然会在重叠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。亮度的大小正比于两行重叠时间与显示时间的比例，但随着帧频的提高或扫描级数的提高其重叠比将会大大增加。如果重叠比较高的情况下，拖尾现象将会十分明显。当采用更高的扫描级数时，重叠比会更高，即在视觉上拖尾情形更加严重。

同样，行选择线和列选择线上的寄生电容也会带来行上和行下拖尾问题，在LED整屏显示时，这些因素均会造成LED显示屏幕的清晰度下降。如图3所示，当行寄生电容在行扫描的过程中被预充电，在扫描完当前行后，扫描下一行时，当本行的LED被正常点亮时，上一行的行寄生电容放电，表现为行上暗亮。如图4所示，当列寄生电容在行扫描的过程中，在扫描完当前行后,如果该列的LED被正常点亮完成后，该列寄生电容同时也放电完成，当扫描下一行时，刚被放电的一列的列寄生电容被行选择线通过被扫描行的LED充电，表现为行下的LED暗亮。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示屏驱动控制电路，可以解决显示屏拖尾问题。

本发明的另一目的在于提供一种可以解决拖尾问题的显示屏。

相应的，本发明一实施方式中的显示屏驱动控制电路，包括控制单元、电源单元、显示阵列、行选择控制单元、列选择控制单元，所述行选择控制单元控制所述显示阵列的行选择线连接所述电源单元的开断；

所述列选择控制单元包括消隐控制模块，所述消隐控制模块的数据使能端和列选择端连接所述控制单元，所述消隐控制模块发出消隐控制信号，消除显示阵列中由寄生电容产生的显示拖尾。

作为本发明的进一步改进，所述显示阵列的行选择线上设有下拉电阻。

作为本发明的进一步改进，所述消隐控制模块包括数据延时电路和列选择输出开关管，所述数据延时电路收到所述控制单元数据使能信号为有效时，延迟预定时间后根据所述控制单元的列选择信号打开所述列选择输出开关管。

作为本发明的进一步改进，所述数据延时电路包括顺序连接的第一反相器、第一延迟器、第二反相器、第二延迟器、第三反相器、第四反相器、第一N型场效应管的栅极，所述第一反相器的输入端连接所述数据使能端；

第一与非门、第五反相器、第六反相器、第一P型场效应管和第二N型场效应管，所述第一与非门的两输入端分别连接所述第一延迟器和第二反向器之间、所述第二延迟器和第三反相器之间，所述第一与非门输出端顺序连接所述第五反相器、第六反相器，所述第六反相器还连接所述第一P型场效应管的栅极和第二N型场效应管的栅极；

所述第一P型场效应管连接所述电源单元，还顺序通过第一N型场效应管、第二N型场效应管接地；

分别连接第四反相器的输入端和输出端的传输门，所述传输门还连接所述列选择端、所述第一N型场效应管与第一P型场效应管之间并连接所述列选择输出开关管。

作为本发明的进一步改进，所述消隐控制模块还包括预充电电路；

所述数据延时电路还包括第二与非门、第七反相器、缓冲器、第八反相器，所述第二与非门的输出端顺序连接所述第七反相器、缓冲器、预充电电路，所述第二与非门的一输入端连接所述数据使能端，所述传输门通过所述第八反相器连接所述第二与非门的另一输入端；

所述预充电电路对所述显示阵列的列选择线预充电。

作为本发明的进一步改进，所述消隐控制模块包括预充电电路、预充电驱动电路，所述预充电驱动电路包括第二与非门、第七反相器、缓冲器；

所述第二与非门的两输入端分别连接所述数据使能端和列选择端，所述第二与非门的输出端通过所述第七反相器、缓冲器驱动所述预充电电路对所述显示整列的列选择线充电。

作为本发明的进一步改进，所述预充电电路包括第三N型场效应管、第四N型场效应管，所述第三N型场效应管的漏极连接所述电源单元，所述第三N型场效应管的栅极连接所述预充电驱动电路，所述第三N型场效应管的源极分别连接所述第四N型场效应管的栅极和漏极。

作为本发明的进一步改进，所述预充电电路包括第九反相器、第二P型场效应管、第四N型场效应管，所述第二P型场效应管的漏极连接所述电源单元，所述第二P型场效应管的栅极通过第九反相器连接所述预充电驱动电路，所述第二P型场效应管的源极分别连接所述第四N型场效应管的栅极和漏极。

作为本发明的进一步改进，所述预充电电路包括开关管、二极管，所述开关管受预充电驱动电路驱动，所述开关管连接所述电源单元，还连接所述二极管。

相应的，本发明一实施方式中的显示屏，包括上述显示屏驱动控制电路。

与现有技术相比，本发明通过在列选择控制单元中设置消隐控制模块对显示阵列中寄生电容产生的寄生效应进行消除，消除了显示屏的拖尾现象，提高了显示的清晰度。

附图说明

图1为现有技术中显示屏驱动控制电路示意图。

图2为现有技术中显示屏驱动控制电路行驱动波形图。

图3为现有技术中显示阵列行上暗亮示意图。

图4为现有技术中显示阵列行下暗亮示意图。

图5为本发明一实施方式中显示屏驱动控制电路示意图。

图6为本发明一实施方式中四分之一扫描显示阵列示意图。

图7为本发明一实施方式中数据延时电路示意图。

图8A、8B、8C为本发明一实施方式中预充电电路示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图5所示，本发明一实施方式。显示屏驱动控制电路包括控制单元51、电源单元52、显示阵列53、行选择控制单元54、列选择控制单元55。行选择控制单元54控制显示阵列53的行选择线连接电源单元52的开断，如显示阵列53的行选择线通过开关管连接电源单元52，行扫描单元54控制开关管的开关。列选择控制单元55连接显示阵列53，列选择控制单元55包括消隐控制模块56，消隐控制模块56的数据使能端和列选择端连接控制单元51，消隐控制模块56发出消隐控制信号，消除显示阵列53中寄生电容产生的显示拖尾。值得注意的是，这里所述的消除，可代表不该点亮的LED完全不亮，点亮时间等于0；也可代表尽管不该点亮的LED被点亮，但点亮时间极为短暂，趋于0，其发出的光线是人们通过肉眼不能察觉到的，如此，即可提高了显示的清晰度。

如图6所示，显示阵列53的行选择线上设有下拉电阻61。扫描过程中，行选择线上的行寄生电容的电荷无法积累，因此可以消除因行寄生电容造成的行上暗亮。增加下拉电阻61还可以加快开关管关断下降速度，同时通过调整下拉电阻61大小，可以消除或减弱由于单个灯短路或者反向漏电造成的行或者列常亮的问题。

列选择控制单元55包括消隐控制模块56和恒流源62，消隐控制模块56连接显示阵列53的列选择线，还通过恒流源62接地。消隐控制模块56包括数据延时电路63、列选择输出开关管MN3和预充电电路65。列选择输出开关管MN3优选地采用N型场效应管，N型场效应管的栅极连接数据延时电路63的第二输出Y2，源极与恒流源62连接，漏极连接显示阵列53的列选择线。数据延时电路63接收控制单元51发来的数据使能信号和列选择信号，数据延时电路63的第一输出Y1连接预充电电路65。数据延时电路63收到控制单元51数据使能信号为有效时，延迟预定时间后根据控制单元51的列选择信号打开所列选择输出开关管MN3。

如图7所示，数据延时电路63包括第一反相器I1、第二反相器I3、第三反相器I5、第四反相器I6、第五反相器I9、第六反相器I10、第七反相器I13、第八反相器I11、第一延迟器I2、第二延迟器I4、第一与非门I8、第二与非门I12、第一P型场效应管MMP1、第一N型场效应管MMN1、第二N型场效应管MMN2、传输门M1、缓冲器I14。

从数据使能端IN1顺序连接第一反相器I1、第一延迟器I2、第二反相器I3、第二延迟器I4、第三反相器I5、第四反相器I6、第一N型场效应管MMN1的栅极。第一与非门I8的两输入端分别连接第一延迟器I2和第二反相器I3之间、第二延迟器I4和第三反相器I5之间，第一与非门I8输出端顺序连接第五反相器I9、第六反相器I10，第六反相器I10的输出端分别连接第一P型场效应管MMP1的栅极和第二N型场效应管MMN2的栅极。第一P型场效应管MMP1连接电源单元52，还顺序通过第一N型场效应管MMN1、第二N型场效应管MMN2接地。传输门M1的两控制端分别连接第四反相器I6的输入端和输出端，当第四反相器I6的输出端为低电平的时候，传输门M1打开。传输门M1的输入端连接列选择端IN2，输出端连接第一N型场效应管MMN1与第一P型场效应管MMP1之间并连接列选择输出开关管MN3。第二与非门I12的输出端顺序连接第七反相器I13、缓冲器I14、预充电电路65，第二与非门I12的一输入端连接数据使能端IN1，传输门M1通过第八反相器I11连接第二与非门I12的另一输入端。

在消隐控制模块56中未设置数据延时电路63，仅设置预充电电路65时，预充电电路65连接一个预充电驱动电路，预充电驱动电路接收控制单元54的数据使能信号和列选择信号，发出预充电控制信号。预充电驱动电路包括第二与非门I12、第七反相器I13、缓冲器I14。第二与非门I12的两输入端分别连接数据使能端IN1和列选择端IN2，第二与非门I12的输出端通过第七反相器I13、缓冲器I14驱动预充电电路65对所述显示阵列53的列选择线充电。

如图8A所示，预充电电路65包括第三N型场效应管MN1、第四N型场效应管MN2，第三N型场效应管MN1的漏极连接电源单元52，第三N型场效应管MN1的栅极连接预充电驱动电路或数据延时电路63,第三N型场效应管MN1的源极分别连接第四N型场效应管MN2的栅极和漏极,第四N型场效应管MN2的源极连接显示阵列53的列选择线，可以对列选择线预充电。

当显示阵列53的一行的数据显示完成后，立即通过预充电电路65对显示阵列53的列选择线进行预充电，可以避免列寄生电容带来的行下暗影，进而消除拖影。

在预充电电路65中，当列选择输出开关管MN3，第三N型场效应管MN1关闭，此时来自显示阵列53列选择线的电流由于第四N型场效应管MN2是二极管特性，反向截止的，因此，即使显示阵列53列选择线上的电压高于预充电电路的电压，上述电流也只能通过列选择输出开关管MN3流向恒流源。当列选择输出开关管MN3关闭时，第三N型场效应管MN1打开，第四N型场效应管MN2导通，电流通过第四N型场效应管MN2、第四N型场效应管MN2对显示阵列53列选择线上的列寄生电容充电。预充电电路65的核心思想是完成列选择线预充电功能的同时，并可以预置电压，保证LED开启时的起辉一致性。优选地，第三N型场效应管MN1、第四N型场效应管MN2、列选择输出开关管MN3采用相同特性的耐压管，提升端口的性能。

如图8B所示，在更多的实施方式中，预充电电路65包括第九反相器I15、第二P型场效应管MP1、第四N型场效应管MN2，第二P型场效应管MP1的漏极连接电源单元52，第二P型场效应管MP1的栅极通过第九反相器连接预充电驱动电路或数据延时电路63，第二P型场效应管的源极分别连接所述第四N型场效应管的栅极和漏极, 第四N型场效应管MN2的源极连接显示阵列53的列选择线，可以对列选择线预充电。

在上述的实施方式中，第四N型场效应管MN2的连接所起的作用是保证对显示阵列53预充电的电压约为VDD-1.4伏，这样使该值更加接近LED两端的动态最佳开关电压，使红色、蓝色、绿色LED的起辉时间更接近一致。同时保证即使显示阵列53列选择线在过压的情况下依然保证端口的恒流特性，防止了LED的瞬间过流击穿。第四N型场效应管MN2提供的压降相当于一个二极管，二极管的另一个作用防止在任何情况下都禁止显示阵列53流向恒流源的电流流向电源，保证电流的唯一流向为恒流源。如图8C所示，因此预充电电路65还可以包括开关管K1、二极管D1，开关管K1连接电源单元，开关管K1受数据延时电路63或预充电驱动电路控制，开关管K1连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接显示阵列53的列选择线，可以对列选择线预充电。

数据延时电路63对正常控制驱动LED的端口进行10~15ns的延时，同时当列选择输出开关管MN3关闭的时候，控制预充电电路65，对列线进行预充电。当列选择输出开关管MN3打开的时候，关闭预充电电路65。通过对LED的开启延时，从根本上消除两相邻行导通重叠时间内的数据显示，配合下拉电阻61缩短放电时间，共同完成行消隐，在该短暂时间内，人眼无法察觉这种显示的时间差异。而通过对列选择线进行预充电，消除列选择线上的寄生电容带来的暗影问题，进而达到消隐的目的。

在数据延时电路63中，数据使能信号经数据使能端IN1输入后，低电平为使能有效信号，当输入低电平使能信号时，该信号经第一反相器I1，第一延迟单元I2，延迟5ns后分别控制第二反相器I3和第一与非门I8，再经第二延迟单元I4，第三反相器I5、第四反相器I6分别控制传输门M1，此时传输门M1打开，数据经列选择端IN2直接传输到第二输出Y2，当数据使能信号从高到低的变化过程中，使能信号通过第一与非门I8、第五反相器I9、第六反相器I10产生一个5ns的脉冲信号通过打开第一P型场效应管MMP1对第二输出Y2进行预充电，提高第二输出Y2的驱动能力。当数据使能信号为低时，该信号通过第二与非门I12、第七反相器I13和缓冲器I14输出到第一输出Y1，控制预充电电路65。第八反相器I11的作用是保证第二输出Y2输出高电平时，确保预充电电路65关闭。同样，当数据使能信号由低变高时，传输门M1关闭，第一N型场效应管MMN1、第二N型场效应管MMN2打开，第二输出Y2被拉低，第一输出Y1被置高，打开预充电电路65对列进行预充电。

综上所述，本发明通过在列选择控制单元中设置消隐控制模块对显示阵列中寄生电容产生的寄生效应进行消除，消除了显示屏的拖尾现象，提高了显示的清晰度。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示屏驱动控制电路，包括控制单元、电源单元、显示阵列、行选择控制单元、列选择控制单元，所述行选择控制单元控制所述显示阵列的行选择线连接所述电源单元的开断；

其特征在于，所述列选择控制单元包括消隐控制模块，所述消隐控制模块的数据使能端和列选择端连接所述控制单元，所述消隐控制模块发出消隐控制信号，消除显示阵列中由寄生电容产生的显示拖尾。

2.根据权利要求1所述的显示屏驱动控制电路，其特征在于，所述显示阵列的行选择线上设有下拉电阻。

3.根据权利要求1所述的显示屏驱动控制电路，其特征在于，所述消隐控制模块包括数据延时电路和列选择输出开关管，所述数据延时电路收到所述控制单元数据使能信号为有效时，延迟预定时间后根据所述控制单元的列选择信号打开所述列选择输出开关管。

4.根据权利要求3所述的显示屏驱动控制电路，其特征在于，所述数据延时电路包括顺序连接的第一反相器、第一延迟器、第二反相器、第二延迟器、第三反相器、第四反相器、第一N型场效应管的栅极，所述第一反相器的输入端连接所述数据使能端；

第一与非门、第五反相器、第六反相器、第一P型场效应管和第二N型场效应管，所述第一与非门的两输入端分别连接所述第一延迟器和第二反向器之间、所述第二延迟器和第三反相器之间，所述第一与非门输出端顺序连接所述第五反相器、第六反相器，所述第六反相器还连接所述第一P型场效应管的栅极和第二N型场效应管的栅极；

所述第一P型场效应管连接所述电源单元，还顺序通过第一N型场效应管、第二N型场效应管接地；

分别连接第四反相器的输入端和输出端的传输门，所述传输门还连接所述列选择端、所述第一N型场效应管与第一P型场效应管之间并连接所述列选择输出开关管。

5.根据权利要求4所述的显示屏驱动控制电路，其特征在于，所述消隐控制模块还包括预充电电路；

所述数据延时电路还包括第二与非门、第七反相器、缓冲器、第八反相器，所述第二与非门的输出端顺序连接所述第七反相器、缓冲器、预充电电路，所述第二与非门的一输入端连接所述数据使能端，所述传输门通过所述第八反相器连接所述第二与非门的另一输入端；

所述预充电电路对所述显示阵列的列选择线预充电。

6.根据权利要求1所述的显示屏驱动控制电路，其特征在于，所述消隐控制模块包括预充电电路、预充电驱动电路，所述预充电驱动电路包括第二与非门、第七反相器、缓冲器；

所述第二与非门的两输入端分别连接所述数据使能端和列选择端，所述第二与非门的输出端通过所述第七反相器、缓冲器驱动所述预充电电路对所述显示整列的列选择线充电。

7.根据权利要求6所述的显示屏驱动控制电路，其特征在于，所述预充电电路包括第三N型场效应管、第四N型场效应管，所述第三N型场效应管的漏极连接所述电源单元，所述第三N型场效应管的栅极连接所述预充电驱动电路，所述第三N型场效应管的源极分别连接所述第四N型场效应管的栅极和漏极。

8.根据权利要求6所述的显示屏驱动控制电路，其特征在于，所述预充电电路包括第九反相器、第二P型场效应管、第四N型场效应管，所述第二P型场效应管的漏极连接所述电源单元，所述第二P型场效应管的栅极通过第九反相器连接所述预充电驱动电路，所述第二P型场效应管的源极分别连接所述第四N型场效应管的栅极和漏极。

9.根据权利要求6所述的显示屏驱动控制电路，其特征在于，所述预充电电路包括开关管、二极管，所述开关管受预充电驱动电路驱动，所述开关管连接所述电源单元，还连接所述二极管。

10.一种显示屏，其特征在于，所述显示屏包括权利要求1-9中任一项所述的显示屏驱动控制电路。

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