CN1170262C - 发光二极管象素阴阳电路及三态驱动法 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管象素阴阳电路及三态驱动法，其特征在于在多于二根公共引线的电路中至少有一根引线既接有至少一个发光二极管象素的阳极，又接有至少一个发光二极管象素的阴极。而与象素电路所有引线相连的驱动电路的端口采用三态口，以高阻态、高电平、低电平三种状态，共同参与分时段地对各象素进行有序的点亮或熄灭，实现动态扫描显示。本发明可以大大提高发光二极管象素电路的象素引脚比，从而降低显示系统的生产成本。

Description

发光二极管象素阴阳电路及三态驱动法

本发明属于电子和计算机技术领域，涉及一种由发光二极管管芯构成的多象素的电路及其显示驱动方法。

目前的已有技术中，发光二极管管芯构成的多象素电路子通常有独立接法和行列接法二种。独立接法的电路中将象素的某一同极性的引线接在一起作为一根线引出，而另一同极性的引线分别单独引出。按极性不同可分二种电路，即阳极接在一起作为一根公共引出线的称作共阳电路；而阴极接在一起作为一根公共引出线的称作共阴电路。而行列接法的电路引线中分成一组行线和一组列线，任一根行线与任一根列线之间都可以接有一个发光二极管象素。但在同一电路中发光二极管象素极性接法是一致的。若全部发光二极管象素的阳极接行线，阴极接列线，则称为共阳扫描式电路。反之，全部发光二极管象素的阴极接行线，阳极接列线，则为共阴扫描式电路。一个独立接法的象素电路只能用静态驱动，一个行列接法的象素电路只能用分时动态驱动，但是对驱动电路端口都只需要高电平和低电平二种状态就够了。上述象素电路技术的缺点是象素数与引线数之比(以下简称象素引线比)较低，也就是说为实现显示一定量的象素，要求驱动电路有较多的驱动口，在它们之间要用较多的连线，因此系统成本较高。

本发明的目的是提供一种象素引线比高的电路及其驱动方法。

实现上述目的的技术解决方案是设计一种发光二极管象素阴阳电路，它的特征在于在多于二根公共引线的电路中至少有一根引线既接有至少一个发光二极管象素的阳极，又接有至少一个发光二极管象素的阴极。

一个发光二极管象素指通电后能同时点亮的由一个或一个以上发光二极管管芯同向并联或串联或串、并联接成的二端网络。同一电路里的象素具有相近的正向导通电压。

上述电路的驱动方法是：与象素电路引线相连的驱动电路的端口采用三态口，以高阻态、高电平、低电平三种状态，共同参与分时段地对各象素进行有序的点亮或熄灭，实现动态扫描显示。

附图1为本发明实施例之一的一种阴阳行列接法数码管及驱动电路原理图。

附图2是实施例一的阴阳行列接法数码管象素笔段排列示意图。

附图3是本发明实施例之二的一种阴阳组合接法六象素管及其驱动电路原理图。

附图4是本发明实施例之三的用一只双共阴扫描式数码管和一只双共阳扫描式数码管接成阴阳行列接法数码管组的电路图。

附图5是本发明实施例之四的用九只共阳数码管接成阴阳组合接法数码管组的电路图。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一，一种阴阳行列接法数码管及其驱动电路。

图1中包含三大部分：八段阴阳行列接法数码管1，省略一些端口的驱动电路2，电源3。驱动电路2的电源正极V_DD与电源3的正极相接，驱动电路2的负极V_SS与电源3的负极相接。数码管1的引脚J₁、J₂分别与驱动电路2的端口K₁、K₂相接，引脚J₃、J₄分别通过电阻R₁、R₂与驱动电路2的端口K₃、K₄相接。在数码管1中与J₁、J₂脚连结的二根横向线称作行线H₁、H₂，与J₃、J₄脚连接的二根纵向线称作列线L₁、L₂。在行线H₁与列线L₁之间跨接了一对发光二极管象素a、b，a的正极与b的负极接在行线H₁上，a的负极与b的正极同时接在列线L₁上；在行线H₁、列线L₂之间跨接了一对发光二极管象素c、dp，c的正极与dp的负极接在行线H₁上，c的负极与dp的正极接在列线L₂上；同样在行线、列线H₂与L₁之间、H₂与L₂之间分别跨接了一对阴阳发光二极管象素f、g和d、e。驱动电路2的K₁、K₂、K₃、K₄四个端口全部是三态门电路，采用双极型或MOS等半导体电路构成。图中画的是等效电路，以K₁为例说明如下，K₁在驱动电路内部相当于连接了一只单刀三位开关S₁，它可以置成三种状态，当刀合在上位时，K₁接通V_DD而得到高电平，当刀合在中位时，K₁断开也就是高阻态，当刀合在下位时，K₁接通V_SS而得到低电平。与S₁相连的A₁是一种通常称作为总线一类的控制电路。现对数码管的显示过程原理进行说明，如图2，以显示数码“7”为例，需点亮a、b、c三段象素而熄灭其余笔段象素。将扫描周期设为20毫秒，平均分成4段时间，每段为5毫秒，第一个5毫秒使A₁控制的电子开关S₁接通V_DD而使K₁呈高电平，使A₃、A₄控制的电子开关S₃、S₄，接通V_SS而使K₃、K₄呈低电平，这样就形成了电源正极→V_DD→K₁→J₁→a→J₃→R₁→K₃→V_SS→电源负极的回路，发光二极管象素a被点亮。同理c也被点亮。而此时使A₂控制电子开关S₂切在中位，使K₂呈高阻态。第二个5毫秒使A₁控制电子开关S₁接通V_SS而使K₁呈低电平，为了使b点亮，要将K₃置高电平，而其余段口K₂、K₄呈高阻态。第三个5毫秒使A₂控制电子开关S₂接通V_DD而使K₂呈高电平，此时无需点亮其它笔段，故将K₁、K₃、K₄置高阻态。第四个5毫秒，使A₂控制电子开关S₂接通V_SS而使K₂呈低电平，此时也无需点亮其它笔段，故仍将K₁、K₃、K₄置高阻态。以上是一个完整的扫描周期，重复循环同样的周期，肉眼观察到的数码“7”是稳定的。R₁、R₂是对发光二极管象素的限流电阻，一般串在列线上。本实施例用的是一串发光二极管作为一个象素的例子。

实施例二，阴阳组合接法六象素管及其三态分时动态驱动电路。

见图3，图中三大部分为阴阳组合接法六象素管1，省略了一些端口的驱动电路2，电源3。驱动电路2电源正极V_DD与电源3的正极相接，驱动电路2的负极V_SS与电源3的负极相接。象素管1的引脚J₁、J₂、J₃分别过电阻R₁、R₂、R₃与驱动电路2的端口K₁、K₂、K₃相接。象素管的J₁、J₂、J₃脚连接的三根线，每二根之间都接有一对阴阳发光二极管，即J₁、J₂之间跨接了a、b，J₂、J₃间跨接了e、f，J₃、J₁间跨接了c、d。驱动电路2的K₁、K₂、K₃三个端口全部是三态门电路，图中画的也是等效电路，原理同实施例一。下面以显示b、d、f三个象素为例，对本象素器件显示过程及原理进行说明。扫描周期设为18毫秒，并平分成三段时间，每段为6毫秒。第一个6毫秒使A₁控制的电子开关S₁接通V_DD而使K₁呈高电平，因阳极接在J₁上的a、c无需点亮，故使A₂、A₃控制S₂、S₃切到中位而使K₂、K₃为高阻态。第二个6毫秒使K₂呈高电平，因阳极接在J₂上的b需点亮而e不需点亮，故将K₁置低电平，K₃置高阻态。第三个6毫秒使K₃呈高电平，因阳极接在J₃上的d、f均需点亮，故将K₁、K₂均置成低电平。以上是一个完整的扫描周期，重复循环时，人的视觉对b、d、f三个象素显示感觉是稳定的。R₁、R₂、R₃是限流电阻，使电流均衡，每个端口与脚之间都要接一只等值的电阻。而每个时刻电流流过二个串联的电阻。上述过程是阳极扫描法。极性反过来扫描则是阴极扫描法。

以上实施例一、二为了说明便利，而取较少端口和引线数的电路，但依此不难推广到任意n只端口和引线的电路。

实施例三，是用一只已有的双共阴扫描式数码管和一只已有的双共阳扫描式数码管接成阴阳行列接法数码管组的电路。

图4上面虚线框内是一只双位共阳扫描式数码管，下面虚线框内是一只双位共阴扫描式数码管。通过外部连线连接成有四位数码管的阴阳行列接法电路。1、2是行线，a、b、c、d、e、f、g、dp是列线。每一根行线与每一根列线之间都接有一对阴阳发光二极管。例如：2和c之间接有阴阳互连的发光二极管C₂和C₄。

实施例四是用九只已有的共阳数码管接成阴阳组合接法数码管组的电路图。

图5虚线框内都是共阳数码管，通过外部连线连接成有九位数码管的阴阳组合接法的电路。在引线1、2、3、4、5、6、7、8、9中任意二根间都接有一对阴阳发光二极管，且已无行、列线之分。

现对已有象素电路及驱动法和本发明象素电路及驱动法的象素引线比列表对比如下：

表中通式中的n是象素电路的引线数或驱动电路的端口数，m是从n中分出的行线数，余下的(n-m)是列线数。表中列出的象素是能够取到的极大值，占空系数为对应值。但未包含所有的取法。象素引线比取小数点后一位。

显然，原行列接法的多象素电路的每二根引脚线之间只接一个发光二极管象素，阴阳行列接法电路可以接一对发光二极管象素，发光二极管象素已增加一倍，如再采用组合接法发光二极管象素还要增加，这就大大提高了电路的象素引线比。采用本发明后可以制造出一种新的发光二极管象素器件(包括数码管、字符管、点阵管、钟表屏、专用屏等)，还为已有的发光二极管象素器件提供了一种新的连接方法。从表中可见，由此可以大大提高象素引线比，也就是说为实现显示同样多的象素，本发明节省了象素电路的许多引线，同时节省了全电路的话多连线，最有经济价值的是节省了驱动电路的很多端口，因此可以大大降低显示系统的成本。

Claims (2)

1、一种发光二极管象素阴阳电路，它的特征在于多于二根公共引线的电路中至少有一根引线既接有至少一个发光二极管象素的阳极，又接有至少一个发光二极管象素的阴极。

2、如权利要求1所述的发光二极管象素阴阳电路的驱动方法，其特征在于与象素电路所有引线相连的驱动电路的端口采用三态口，以高阻态、高电平、低电平三种状态，共同参与分时段地对各象素进行有序的点亮或熄灭，实现动态扫描显示。

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