一種led顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及集成電路芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，尤其涉及一種LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]LED顯示控制中，即使將LED控制在一定的驅(qū)動(dòng)電流和灰度顯示下，由于存在LED燈珠驅(qū)動(dòng)電壓、電流的差異，會(huì)大大影響顯示效果，而且現(xiàn)在LED顯示一般采取掃描形式，會(huì)出現(xiàn)首行顯示不均勻，高低灰度顯示耦合等不良影響。尤其針對(duì)現(xiàn)在LED顯示領(lǐng)域中高密度小間距顯示屏的應(yīng)用，所采用的LED燈珠使用小電流，在低灰度顯示時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的灰度顯示不正常，同時(shí)一致性也極差，大大限制了 LED技術(shù)在顯示領(lǐng)域尤其是高密小間距LED顯示屏領(lǐng)域的使用。
[0003]傳統(tǒng)的LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置(芯片/電路)中一般包含一個(gè)開(kāi)關(guān)MOS管和一個(gè)恒流電流源，顯示驅(qū)動(dòng)裝置連接LED燈珠。開(kāi)關(guān)MOS管的控制端為灰度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)的控制信號(hào)，包含了灰度顯示信號(hào)。恒流電流源為L(zhǎng)ED提供所需要的電流?？梢詫F(xiàn)實(shí)中的LED燈珠看作是理想的LED燈珠與一個(gè)寄生電容相并聯(lián)，LED燈珠也存在一個(gè)導(dǎo)通閾值電壓，只有在電壓大于該LED燈珠的導(dǎo)通閾值時(shí)才會(huì)被點(diǎn)亮。
[0004]如圖1所示，以紅色燈珠為例，在換行時(shí)間里，行掃描電壓為高阻態(tài)，LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置輸出電壓為高阻態(tài)或消隱態(tài)，此時(shí)，LED燈珠上的電壓差沒(méi)有驅(qū)動(dòng)，保持高阻態(tài)，燈珠不會(huì)發(fā)亮。而在顯示區(qū)域里，行掃描電壓輸出正常高電壓，LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置輸出電壓為低電壓Vds (恒流飽和電壓)，由于寄生電容的存在，LED燈珠上驅(qū)動(dòng)電壓差是一個(gè)緩慢往上升的過(guò)程，只有當(dāng)電壓差大于1.2V(以紅色LED燈為例，其他LED燈類似，紅色LED燈的導(dǎo)通閾值電壓以1.2V為例，但不限于此)時(shí)，才會(huì)讓LED燈珠點(diǎn)亮。
[0005]LED燈珠實(shí)際顯示灰度波形如圖1最后一條線所示，理想輸出波形的顯示寬度應(yīng)該是At = t4-t2，實(shí)際輸出為Λ t = t4-t3，可以看出來(lái)，顯示灰度寬度已經(jīng)被大大減弱，表現(xiàn)為L(zhǎng)ED亮度大大降低。
[0006]從圖1中可以看出，傳統(tǒng)的LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置主要存在以下問(wèn)題:
[0007]—、由于存在寄生電容，使得LED燈珠在剛開(kāi)始驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通的時(shí)候，首先必須把寄生電容兩端的電壓充到導(dǎo)通閾值電壓以上，LED燈珠才能開(kāi)始點(diǎn)亮。當(dāng)LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置使用消隱功能時(shí)，會(huì)將寄生電容的兩端充電至反向電壓，這樣，當(dāng)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)LED燈珠時(shí)，必須先中和掉這部分反向電荷，才開(kāi)始慢慢正向充電，從而使得這種灰度損失更大。
[0008]二、當(dāng)LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置在小電流應(yīng)用時(shí)，即恒流源的電流很小時(shí)，對(duì)寄生電容的充電電流也很小，會(huì)大大增加充電時(shí)間，使得灰度損失更大，所以，在小電流應(yīng)用時(shí)，灰度損失比例大大增強(qiáng)。
[0009]三、當(dāng)在LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置用于高階灰度應(yīng)用時(shí)(例如16位灰度數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景)，在低灰度顯示時(shí)，即t4和t2的間隔很小的時(shí)候，充電寄生電容損失的顯示時(shí)間比例就會(huì)大大增加，損失比例為(t4-t3)/(t4-t2)，當(dāng)分母變小，分子不變，所以灰度損失變大。
[0010]由于上述問(wèn)題的存在，使得LED顯示驅(qū)動(dòng)裝置在低灰度、小電流應(yīng)用，且?guī)[電路功能時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很大的灰度損失，從而造成顯示時(shí)一致性不好、低灰度效果欠佳等問(wèn)題，尤其表現(xiàn)為低灰麻點(diǎn)、首行偏暗、高低灰度耦合等效應(yīng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置，旨在解決灰度顯示損失時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。
[0012]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置，包括驅(qū)動(dòng)電源、LED燈和LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片，所述LED燈的一端與所述LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片相連接，其另一端與驅(qū)動(dòng)電源相連接，該LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置還包括預(yù)充電模塊，所述預(yù)充電模塊與所述LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片相連接，用于對(duì)所述LED燈進(jìn)行預(yù)充電，使LED燈在正常顯示之前兩端電壓差接近其導(dǎo)通閾值電壓。
[0013]進(jìn)一步地，所述預(yù)充電模塊包括參考電壓產(chǎn)生電路和P型的第一開(kāi)關(guān)MOS管；所述參考電壓產(chǎn)生電路的輸入端與交流電源相連接，其輸出端與所述第一開(kāi)關(guān)MOS管的源極相連接；所述第一開(kāi)關(guān)MOS管的柵極為預(yù)充電控制端，所述第一開(kāi)關(guān)MOS管的漏極與所述LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片相連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片包括N型的第二開(kāi)關(guān)MOS管和恒流電流源；所述第二開(kāi)關(guān)MOS管的柵極為灰度控制端，所述第二開(kāi)關(guān)MOS管的源極與所述恒流電流源的一端相連接，所述第二開(kāi)關(guān)MOS管的漏極為輸出端且與所述LED燈的一端相連接；所述恒流電流源的另一端接地。
[0015]本實(shí)用新型還提供一種LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括控制器和如上所述的任一 LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置，所述控制器的第一輸出端與所述預(yù)充電模塊相連接，用于改變預(yù)充電時(shí)間，所述控制器的第二輸出端與所述LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片相連接，用于控制灰度的輸出。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:所述的LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)預(yù)充電模塊對(duì)LED燈進(jìn)行預(yù)充電，使得LED燈(包括內(nèi)部的寄生電容)兩端電壓差在顯示前接近導(dǎo)通閾值電壓，從而在輸出正?；叶蕊@示波形時(shí)，能快速達(dá)到導(dǎo)通閾值電壓，使LED燈能在最快的時(shí)間內(nèi)顯示正常狀態(tài)，從而縮短灰度從開(kāi)始到正常顯示的時(shí)間，提高了LED燈在小電流、低灰度顯示下的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中紅色LED燈點(diǎn)亮過(guò)程的效果分析示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置的功能模塊圖；
[0019]圖3是圖2中紅色LED燈點(diǎn)亮過(guò)程的效果分析示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]本實(shí)用新型所述的LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片在輸出正?；叶蕊@示波形前，對(duì)LED燈進(jìn)行預(yù)充電，使得LED燈珠包括寄生電容在內(nèi)的兩端電壓差在顯示前接近導(dǎo)通閾值電壓，從而在輸出正?；叶蕊@示波形時(shí)，LED燈兩端電壓可以快速達(dá)到導(dǎo)通閾值電壓，LED燈能夠迅速達(dá)到導(dǎo)通點(diǎn)亮的狀態(tài)，灰度損失比例會(huì)大大降低，獲得極好的顯示效果，尤其是LED顯示裝置工作在小電流，或者輸出低灰度數(shù)據(jù)的場(chǎng)合下。
[0022]如圖2所示，為本實(shí)用新型一較佳的實(shí)施例，一種LED顯示灰度補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)裝置，包括驅(qū)動(dòng)電源103、LED燈101、LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片102和預(yù)充電模塊104。LED燈101的一端與LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片102相連接，其另一端與驅(qū)動(dòng)電源103相連接，預(yù)充電模塊104與LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片102相連接，用于對(duì)LED燈101進(jìn)行預(yù)充電，在LED燈正常顯示之前，使LED燈101兩端電壓差接近其導(dǎo)通閾值電壓。導(dǎo)通閾值電壓也就是點(diǎn)亮LED燈所需的兩端電壓差。對(duì)導(dǎo)通前LED燈101兩端電壓的接近程度可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0023]預(yù)充電模塊104包括參考電壓產(chǎn)生電路106和P型的第一開(kāi)關(guān)MOS管107。參考電壓產(chǎn)生電路106的輸入端與直流電源110相連接，其輸出端與第一開(kāi)關(guān)MOS管107的源極相連接。第一開(kāi)關(guān)MOS管107的柵極為預(yù)充電控制端，第一開(kāi)關(guān)MOS管107的漏極與L