LED显示装置的制作方法

本实用新型涉及led显示技术领域，特别涉及一种led显示装置。

背景技术：

目前在显示领域广泛使用led(lightemittingdiode，发光二极管)显示屏。led显示屏具有以下方面的优越性：高灰度、宽可视角度、丰富的色彩以及可定制的屏幕形状。因此，led显示屏被广泛应用于工业、交通、商业广告、信息发布、体育比赛等各个领域。

如图1所示，传统的led显示装置100包括行驱动模块110、led阵列120和多个恒流源130。led阵列120包括呈多行和多列排列的多个led灯珠，常规led灯珠的正向导通电压在2～3v。led显示装置100的电源端提供的电源电压vcc通常为5v，电源电压vcc提供至行驱动模块110，行驱动模块110通过多条行扫描线(例如第1行至第x+m行)分别与相应行的led灯珠的阳极连接。行驱动模块110接收电源电压vcc，并根据显示数据向选定行的led灯珠提供行驱动电压。恒流源130的一端通过列线(例如第1列至第y+n列)连接至对应列的led灯珠的阴极，为该列的led灯珠提供恒定电流，恒流源130的另一端接地。每个led灯珠的亮度由对应列的恒流源130提供的恒定电流的大小和导通时间共同决定。

在led显示装置的实际应用中，led显示装置常常需要长时间工作，有时还会处于高温、高湿的环境中，容易造成led灯珠出现开路或者短路等问题。当led阵列120中的led灯珠出现开路或者短路现象时，不仅坏掉的led灯珠本身无法正常点亮，还会带来其他影响。

例如，如图2所示，当第x行、第y列的led灯珠d(x，y)需要被点亮时，行驱动模块110控制第x行的行扫描线选通，同时第y列的恒流源130提供下拉电流，使led灯珠d(x，y)的两端电压满足导通条件而导通，并在恒定电流下稳定工作。若led灯珠d(x，y)因损坏而出现开路，第y列的恒流源130导通时，第y列的恒流源130的端口将存在小于等于0.5v的电压，每行led灯珠点亮后经过消影动作后，由于寄生电容的影响，行扫描线存在约等于3v的电压。所以第y列其他行的行扫描线的电压和第y列的恒流源130的端口之间存在大约2.5v的电压差值，即在第y列其他行的led灯珠的两端存在大约2.5v的正向压降，该2.5v的正向压降足以导通常规的发光二极管，因此，各行的寄生电容上的能量集中通过第y列相应行的led灯珠释放至地，导致led灯珠d(x，y)所在列的其他行的led灯珠在不需要点亮时被点亮，影响led显示装置的正常图像显示。

综上所述，led阵列中损坏的led灯珠不仅本身无法正常点亮，而且还会导致与其同列的led灯珠在不需要点亮时被误点亮，导致显示画面出错。并且，对于大面积的led显示屏，其具有大量的led灯珠，因此led灯珠损坏的数量也多，将会大大影响其图像显示质量。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种led显示装置，降低与故障led灯珠同列的led灯珠的两端的电压，避免与故障led灯珠同列的其他led灯珠的误点亮，提高led显示装置的图像显示质量。

根据本实用新型的一方面，提供一种led显示装置，包括：led阵列，包括排列成行和列的多个led灯珠；行驱动模块，经由行扫描线分别与相应行的多个led灯珠的阳极相连接，根据电源电压向所述相应行的多个led灯珠提供行驱动电压；以及多个恒流源，每个恒流源经由相应的列线分别与相应列的多个led灯珠的阴极连接，产生驱动电流，其中，所述led显示装置还包括：电压抬升装置，经由所述多个恒流源与列线连接，提供偏置电压以抬升所述列线的电压。

优选地，每列的多个led灯珠经由相应的恒流源和所述电压抬升装置接地。

优选地，所述电源电压与所述偏置电压之间的电压差大于或等于所述led灯珠的导通阈值电压。

优选地，所述偏置电压大于每行led灯珠点亮经过消影动作后的行扫描线的电压和所述led灯珠的导通阈值电压的差值。

优选地，每列的多个led灯珠经由相应的恒流源和所述电压抬升装置接地，所述电压抬升装置在至少一个led灯珠出现故障时抬升列线的电压。

优选地，所述电压抬升装置包括多个电压抬升子装置，每个电压抬升子装置经由相应的恒流源与相应列的列线连接。

优选地，每列的多个led灯珠经由相应的恒流源和电压抬升子装置接地，每个所述电压抬升子装置在相应列的至少一个led灯珠出现故障时抬升相应列的列线的电压。

优选地，所述电压抬升装置选自低压差线性稳压器或者稳压管。

优选地，每个所述电压抬升子装置选自低压差线性稳压器或者稳压管。

本实用新型提供的led显示装置具有以下有益效果。

led显示装置包括行驱动模块、led阵列、多个恒流源以及电压抬升装置，电压抬升装置经多个恒流源与led阵列中的列线连接，以向led阵列中的列线提供偏置电压，抬升列线的线电压，从而可以在led阵列中出现led灯珠故障而引起开路时，降低与故障led灯珠同列的其他led灯珠的两端的电压，避免与故障led灯珠同列的其他led灯珠的误点亮，提高led显示装置的图像显示质量。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据现有技术的led显示装置的结构示意图；

图2示出了根据现有技术的led显示装置的led灯珠开路时的放电回路示意图；

图3示出了根据本实用新型第一实施例的led显示装置的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型第二实施例的led显示装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图3示出了根据本实用新型第一实施例的led显示装置的结构示意图。如图3所示，led显示装置200包括行驱动模块210、led阵列220、多个恒流源230以及电压抬升装置240。

led阵列220包括按行和列排列的多个led灯珠。在彩色的led显示装置中，所述多个led灯珠包括红色led灯珠、绿色led灯珠、蓝色led灯珠。每个led灯珠均包括阳极和阴极，每个led灯珠的导通压降约为2～3v。led阵列220中的每一行led灯珠的阳极彼此连接，led阵列220中的每一列led灯珠的阴极彼此连接。

led显示装置200的电源电压vcc一般为5v，电源电压vcc提供给行驱动模块210，用于为led灯珠供电。

行驱动模块210经由多条行扫描线(例如第1行至第x+m行)分别与相应行的led灯珠的阳极连接。每个恒流源230经由相应的列线(例如第1列至第y+n列)分别与相应列led灯珠的阴极连接。

电压抬升装置240与所述多个恒流源230连接，电压抬升装置240用于提供偏置电压，以抬升相应的恒流源的端口电压。在一种实施例中，电压抬升装置240连接于所述多个恒流源230和地之间。

其中，电压抬升装置240可以为ldo(lowdropoutregulator，低压差线性稳压器)、稳压管等装置。

在工作期间，在每个帧周期中行驱动模块210按行扫描，行驱动模块210通过控制相应行的led灯珠与电源电压vcc之间的通断，从而向相应行的led灯珠提供行驱动电压。在选择行的led灯珠连接至电源电压vcc时，根据显示数据，恒流源230为相应列的led灯珠提供恒定电流，恒流源230产生的恒定电流的电流值和占空比可以根据显示数据而改变，从而共同决定led灯珠的亮度。

进一步的，与多个恒流源230分别对应连接的多条列线(例如第1列至第y+n列)在对应列的led灯珠未被点亮时处于较高电压。在led显示装置200正常工作时，当某个led灯珠需要被点亮且该led灯珠没有出现开路时，该led灯珠所在列的列线的电压等于该led灯珠所在行的行驱动电压与该led灯珠的导通压降之间的电压差。当被点亮的led灯珠出现故障而处于开路状态时，电压抬升装置240提供的偏置电压将该led灯珠相连的列线的电压抬升，使得该led灯珠所在列的其它led灯珠两端的电压小于各自的导通阈值电压，可避免该led灯珠所在列的其它led灯珠的误导通。

以第x行、第y列的led灯珠d(x，y)和第x+1行、第y列的led灯珠d(x+1，y)为例，当led灯珠d(x，y)出现故障而处于开路状态时，电压抬升装置240将第y列的列线的电压抬升，使led灯珠d(x+1，y)的两端电压小于led灯珠d(x+1，y)的导通阈值电压，从而可避免led灯珠d(x+1，y)的误点亮，同样的，第y列的其它led灯珠两端电压也小于各自的导通阈值电压，所以不会误点亮。

进一步的，可根据实际情况预先设置偏置电压的电压值，例如设置电源电压vcc与偏置电压之间的电压差大于/等于led灯珠的导通阈值电压，且设置每行行扫描线的电压(即每行的led灯珠点亮经过消影动作后的行扫描线的电压)与偏置电压之间的电压差小于led灯珠的导通阈值电压，所述导通阈值电压为使红色、绿色和蓝色led灯珠均正常点亮的最小导通电压。

表1示出了红色、绿色、蓝色led灯珠的正常工作状态的工作参数表。如表1所示，红色led灯珠的工作电流为5ma，导通电压为1.6v～2.4v，导通电压的典型值为1.8v；绿色led灯珠的工作电流为2ma，导通电压为2.2v～3.6v，导通电压的典型值为2.9v；蓝色led灯珠的工作电流为2ma，导通电压为2.3v～3.6v，导通电压的典型值为3.0v。

表1

由表1可知，将led灯珠的阳极和阴极的电压差控制在1.6v以内都可以保障一般规格的led灯珠均不被误点亮。例如，为了使红色、绿色、蓝色led灯珠都不会被误点亮，可以将偏置电压的电压值设定为2v，此时led灯珠d(x+1，y)的两端电压差为1v，远小于红色led灯珠、绿色led灯珠、蓝色led灯珠的导通电压。

更进一步的，为了保证led阵列220中的其他led灯珠可以正常点亮，还需要设置电源电压vcc与偏置电压之间的电压差大于/等于导通阈值电压，所述导通阈值电压为使红色led灯珠、绿色led灯珠和蓝色led灯珠均正常点亮的最小导通电压。例如，可以将偏置电压的电压值设定为1.5v，此时led灯珠d(x+1，y)两端的电压差为1.5v，小于红色led灯珠、绿色led灯珠、蓝色led灯珠的导通电压。此外，在电源电压vcc为5v的情形下，led阵列220中的其他led灯珠在正常工作时其两端电压为3.5v，足以保证红色、绿色、蓝色led灯珠均可正常点亮。

图4示出根据本实用新型第二实施例的led显示装置的结构示意图。第二实施例是第一实施例的进一步改进方案。

如图4所示，第二实施例的led显示装置300包括行驱动模块310、led阵列320、多个恒流源330以及电压抬升装置340。第二实施例的led显示装置300与第一实施例的led显示装置200的区别在于：电压抬升装置340包括多个电压抬升子装置350，所述多个电压抬升子装置350连接在相应的恒流源330和地之间，电压抬升子装置350的数量与led阵列320中列线的数量相同。每个电压抬升子装置350经由恒流源330与相应的列线连接。每个电压抬升装置350用于在相应列的led灯珠出现故障时开启以提供偏置电压，抬升相应的列线的电压以防止故障led灯珠所在列的其它led灯珠误点亮。

其中，每个电压抬升子装置350可以为ldo(lowdropoutregulator，低压差线性稳压器)、稳压管等装置。

除此之外，第二实施例的led显示装置300的行驱动模块310、led阵列320以及恒流源330的结构和原理与第一实施例相同，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型的led显示装置包括行驱动模块、led阵列、多个恒流源以及电压抬升装置，电压抬升装置经多个恒流源与led阵列中的列线连接，以向led阵列中的列线提供偏置电压，抬升列线的电压，从而可以在led阵列中出现led灯珠故障而引起led灯珠开路时，降低与故障led灯珠同列的其他led灯珠的电压降，避免与故障led灯珠同列的其他led灯珠的误点亮，提高led显示装置的图像显示质量。

进一步的，led显示装置包括多个电压抬升子装置，电压抬升子装置与led阵列中的列线的数量相匹配，每个电压抬升子装置经由相应的恒流源与相应列的列线连接。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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