專利名稱：高顯示容量led顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED顯示屏，特別涉及一種采用特殊LED排列方法以提高LED屏顯示容量的LED顯示屏。
背景技術(shù)：
由于LED顯示屏具有色彩鮮艷、亮度高、壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，在許多行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，如在車站、碼頭、商場(chǎng)、銀行等公共場(chǎng)所將LED顯示屏用于信息發(fā)布。LED的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作LED的材料和工藝有關(guān)，目前廣泛使用的有紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三種。實(shí)際應(yīng)用中，常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的LED管芯封裝成一體組成一個(gè)像素，即每個(gè)像素由若干個(gè)各種單色LED組成，稱為“像素筒”，常用的三色像素筒有2紅1綠1蘭(2R1G1B)和1紅1綠1蘭(1R1G1B)等等。像素筒中，各色LED的位置關(guān)系是固定的，以1R1G1B像素筒為例，其組成的LED顯示屏如圖1所示。對(duì)于如圖1所示的LED顯示屏，采用常規(guī)的驅(qū)動(dòng)控制方法，其像素由如圖1中虛圓內(nèi)三個(gè)亞像素組成，這里的亞像素對(duì)應(yīng)于1個(gè)LED。
可以看出，常規(guī)的LED顯示屏，每2行發(fā)光二極管組成一個(gè)顯示行，在一顯示行內(nèi)，R、G、B組成一個(gè)像素，而像素之間沒有共用的發(fā)光二極管。這樣，顯示容量為m×n的LED顯示屏，以1R1G1B像素筒為例，共需m×n×3個(gè)發(fā)光二極管。
在常規(guī)的LED顯示屏中，像素之間沒有共用的發(fā)光二極管，這是造成常規(guī)LED屏顯示容量低的原因。發(fā)明專利02130624.9在LED燈數(shù)不變的情況下，通過共用LED將顯示容量提高為原來的4倍。但其只適用于由2R1G1B組成像素筒的LED顯示屏，且其顯示效果并不是很理想。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供高顯示容量LED顯示屏，以改變目前LED顯示屏顯示容量低的狀況。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，提供一種高顯示容量LED顯示屏，由多個(gè)像素筒組合而成，組成顯示屏的像素筒為菱形，所述像素筒內(nèi)的LED通過驅(qū)動(dòng)控制裝置驅(qū)動(dòng)、并使一個(gè)LED作為多個(gè)像素共用的亞像素。
上述高顯示容量LED顯示屏中，所述菱形像素筒包括6個(gè)LED。
上述高顯示容量LED顯示屏中，所述菱形像素筒包括2R2G2B的LED。
上述高顯示容量LED顯示屏中，所述菱形像素筒包括4個(gè)LED。
上述高顯示容量LED顯示屏中，所述像素筒分為三種，分別包括2R1G1B、1R2G1B、1R1G2B的LED。
上述高顯示容量LED顯示屏中，所述驅(qū)動(dòng)控制裝置包括用于將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式的數(shù)字圖像信號(hào)的接口電路，與接口電路連接、并用于處理所述數(shù)字圖像信號(hào)的數(shù)據(jù)處理電路，與所述數(shù)據(jù)處理電路連接并用于將經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路處理的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存取電路，與所述數(shù)據(jù)存取電路連接、并按讀出的數(shù)據(jù)控制組成LED顯示屏的LED的發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電路，與所述數(shù)據(jù)處理電路、數(shù)據(jù)存取電路及驅(qū)動(dòng)電路分別連接、并可產(chǎn)生各個(gè)模塊電路所需的時(shí)鐘頻率控制信號(hào)的時(shí)序控制電路。
上述高顯示容量LED顯示屏中，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理電路將所述數(shù)字圖像信號(hào)分解出多場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)信號(hào)。
上述高顯示容量LED顯示屏中，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理電路將每一場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上、下LED行分離。
上述高顯示容量LED顯示屏中，所述數(shù)據(jù)存取電路包括分別用于處理上LED行的上數(shù)據(jù)存取電路與處理下LED行的數(shù)據(jù)存取電路，所述上數(shù)據(jù)存取電路與下數(shù)據(jù)存取電路相同，皆包括用于像素?cái)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、用于按位存取位流數(shù)據(jù)的裝置以及幀存儲(chǔ)器。
上述高顯示容量LED顯示屏中，所述LED顯示屏的LED劃分為多個(gè)顯示單元，數(shù)據(jù)圖像在每個(gè)顯示單元內(nèi)串行傳送，而在不同顯示單元間則并行傳遞。
本實(shí)用新型的高顯示容量LED顯示屏，可在不增加LED驅(qū)動(dòng)電路的規(guī)模和成本的前提下，通過共用LED，LED屏的顯示容量提高到原來的6倍，使LED顯示屏的性價(jià)比大大提高。
圖1是現(xiàn)有LED顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有LED與TPIC6B595的連接示意圖。
圖3是本實(shí)用新型高顯示容量LED顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型高顯示容量LED顯示屏的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型LED顯示屏的LED排列方式示意圖。
圖6是本實(shí)用新型高顯示容量LED顯示屏的控制電路示意圖。
圖7是本實(shí)用新型高顯示容量LED顯示屏的LED與TPIC6B595的連接示意圖。
圖8是幀圖像分場(chǎng)顯示的原理示意圖。
圖9是第1場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)的上下LED行分離示意圖。
圖10是上、下數(shù)據(jù)存取電路的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖11是LED行像素?cái)?shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換示意圖。
圖12是LED發(fā)光亮度控制示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，現(xiàn)有的LED顯示屏由多個(gè)封裝好的像素筒組成，每一像素筒包括三個(gè)不同顏色的LED，其中R(紅色)、G(綠色)、B(藍(lán)色)LED按三角形方式排列，每一個(gè)三角形的三個(gè)角上均為R、G、B組合，且每一個(gè)像素筒中組成三角形的LED燈的順序都相同。LED顯示屏的發(fā)光二極管直接與LED驅(qū)動(dòng)集成電路TPIC6B595連接，每片TPIC6B595可直接驅(qū)動(dòng)8只發(fā)光二極管。圖2給出了圖1的LED顯示屏中，TPIC6B595與LED的連接關(guān)系，其以顯示行為基礎(chǔ)，以G-R-B-G-R-B-……為序，依次與TPIC6B595連接。
采用常規(guī)的驅(qū)動(dòng)方法，像素之間沒有共用的LED，在一顯示行內(nèi)，兩個(gè)像素分別由不同的三角形構(gòu)成，而兩相鄰顯示行之間的所有三角形，都沒有起到像素作用。
如圖3所示，本實(shí)施例中，由菱形像素筒組成的LED顯示屏，共有三種菱形像素筒，分別稱為I型、II型、III型，菱形像素筒內(nèi)四只LED的排列如圖3所示。LED顯示屏中菱形像素筒在水平方向的排列為I-II-III-I-II-III-……等等，每行都相同。
如圖4所示，在本實(shí)用新型的第二實(shí)施例中，采用包含六只LED的大菱形像素筒組成LED顯示屏。
采用這兩種菱形像素筒組成的LED屏，像素筒之間的縫隙為零(見圖3和圖4)，結(jié)構(gòu)緊湊，像積木式的便于安裝。
在所述的兩個(gè)實(shí)施例中，LED顯示屏中的LED排列方式相同，如圖5所示，每一個(gè)三角形的三個(gè)角上均為R、G、B組合，只是順序不同，由于人眼的分辨率有限，在一定距離以外觀看LED顯示屏，就一個(gè)像素而言，三個(gè)角上的R、G、B的發(fā)光效果與其順序無關(guān)。如圖5所示，每一個(gè)LED(亞像素)分別可作為六個(gè)不同三角形的頂點(diǎn)，因此，若采用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)控制方法，通過共用亞像素點(diǎn)，依次點(diǎn)亮這些三角形上的發(fā)光二極管，使所有的三角形都起到像素作用。這樣，同等數(shù)量發(fā)光二極管的顯示屏，其顯示容量將等于原來的6倍，可大大提高LED顯示屏的圖像質(zhì)量。
以下以發(fā)光二極管B1為例說明多個(gè)像素共用一個(gè)亞像素的情況。如圖5所示，圖中的虛圓表示一個(gè)像素。發(fā)光二極管B1是與R1、G2共同組成了第一像素51，第一像素51由三原色組成，通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)控制，在視覺效果上，第一像素51可呈現(xiàn)各種顏色。第二像素52由B1與R1、G1公共組成，也可呈現(xiàn)各種顏色。同樣地，第三像素53由B1與G1、R3組成；第四像素54由B1與R3、G3組成；第五像素55由B1與G3、R2組成；第六像素56由B1與R2、G2組成。這樣，通過亞像素共用，實(shí)現(xiàn)了顯示屏顯示容量的倍增。
本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制裝置原理如圖6所示，其包括接口電路1、數(shù)據(jù)處理電路2、數(shù)據(jù)存取電路3、驅(qū)動(dòng)電路4、時(shí)序控制電路5和LED顯示面板6。接口電路1將各種視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式的數(shù)字圖像信號(hào)；數(shù)據(jù)處理電路2將統(tǒng)一格式的數(shù)字圖像信號(hào)分解出6場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，并對(duì)每一場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上、下LED行分離；數(shù)據(jù)存取電路3將上、下LED行數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)，然后讀出送往后級(jí)電路；驅(qū)動(dòng)電路4按讀出的數(shù)據(jù)控制LED的發(fā)光情況；時(shí)序控制電路5負(fù)責(zé)產(chǎn)生各個(gè)模塊電路所需的時(shí)鐘頻率控制信號(hào)。
接口電路1將各種視頻信號(hào)源轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式的數(shù)字圖像信號(hào)，包括RGB圖像數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)時(shí)鐘(也稱像素時(shí)鐘)、行場(chǎng)同步信號(hào)及消隱信號(hào)，如果RGB為三路8位寬(共24位寬)圖像數(shù)據(jù)，則可以實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度、顯示256×256×256＝16777216種顏色。
如圖7所示，本實(shí)施例中，LED與TPIC6B595的連接以LED行為基礎(chǔ)，即將如圖5所示的每一顯示行的兩LED行分離，具體分為上行與下行，上、下行不再共用TPIC6B595。
由于每片TPIC6B595可直接驅(qū)動(dòng)8只LED，而一塊LED顯示面板由幾十萬只LED組成，因此，一塊LED顯示面板將需要數(shù)以萬計(jì)的TPIC6B595。圖像數(shù)據(jù)在TPIC6B595內(nèi)是串行移位的，如果將所有的TPIC6B595全部串聯(lián)起來，那么，一幀圖像數(shù)據(jù)的傳送過程是非常緩慢的。因此，本實(shí)施例的LED顯示面板劃分為多個(gè)顯示單元。每個(gè)顯示單元內(nèi)的TPIC6B595是串聯(lián)起來的，即圖像數(shù)據(jù)在一個(gè)顯示單元內(nèi)是串行傳送的，而不同顯示單元的圖像數(shù)據(jù)是并行傳遞的。顯示單元的規(guī)模越小，一幀圖像數(shù)據(jù)的傳遞過程就越快。以下只分析某一個(gè)顯示單元內(nèi)圖像數(shù)據(jù)的處理過程，其它顯示單元內(nèi)圖像數(shù)據(jù)的處理過程與其相似。
如圖8所示，本實(shí)施例中，需要將一幀圖像分為六場(chǎng)圖像。逐場(chǎng)顯示并通過人眼的積分作用，形成一幀圖像，只要刷新頻率大于人眼的臨界閃爍頻率，觀看時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生閃爍感。圖8中的圓圈表示一個(gè)像素，圓圈內(nèi)的數(shù)字表示該像素所屬的場(chǎng)序號(hào)，首先顯示第1場(chǎng)，接著顯示第2場(chǎng)，依此類推……。以下分析新型驅(qū)動(dòng)控制方法中圖像數(shù)據(jù)的處理過程。
數(shù)據(jù)處理電路2將統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)分解出6個(gè)場(chǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)，并對(duì)每一場(chǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上下LED行分離。接口電路1送來的GRB圖像數(shù)據(jù)以像素為單位，稱為像素?cái)?shù)據(jù)流，按從左到右、從上到下的順序傳送。從圖8可知，奇數(shù)顯示行上的像素?cái)?shù)據(jù)流依次分解出第1、2、3場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)，即第1、4、7……像素?cái)?shù)據(jù)歸于第1場(chǎng)數(shù)據(jù)，第2、5、8……像素?cái)?shù)據(jù)歸于第2場(chǎng)數(shù)據(jù)，第3、6、9……像素?cái)?shù)據(jù)歸于第3場(chǎng)數(shù)據(jù)，同理，偶數(shù)顯示行的像素?cái)?shù)據(jù)流依次分解出第4、5、6場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)。像素?cái)?shù)據(jù)的按場(chǎng)分離屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。
對(duì)接口電路1送來的像素?cái)?shù)據(jù)流經(jīng)過場(chǎng)分解后，對(duì)不同場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行上下LED行分離，除了信號(hào)順序不同外，六場(chǎng)數(shù)據(jù)的分離過程相同，圖9示出了第1場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)的上下LED行分離過程。如圖所示，分離過程通過信號(hào)交叉實(shí)現(xiàn)，信號(hào)交叉就是信號(hào)的重新命名。圖中，一級(jí)緩存和二級(jí)緩存由D型觸發(fā)器組成，DCLK是像素時(shí)鐘，即每一個(gè)DCLK的上升沿(或下降沿)對(duì)應(yīng)于像素?cái)?shù)據(jù)的穩(wěn)定期，en1-en4是輪次脈沖，使一級(jí)緩存中的D型觸發(fā)器依次工作，可以看出，每4個(gè)輪次，信號(hào)交叉重復(fù)一次。
圖9中，顯示行中的上LED行像素?cái)?shù)據(jù)中的信號(hào)順序?yàn)镽-G-B，下LED行為G-B-R，與第1場(chǎng)圖像的像素結(jié)構(gòu)(見圖5)相匹配。其余各場(chǎng)圖像的分離過程與第1場(chǎng)圖像相同，在此不再贅述。
圖10為數(shù)據(jù)存取電路3的結(jié)構(gòu)方框圖。數(shù)據(jù)存取電路由上數(shù)據(jù)存取電路3a和下數(shù)據(jù)存取電路3b組成，這兩個(gè)電路完全相同。上、下數(shù)據(jù)存取電路分別對(duì)數(shù)據(jù)處理電路2產(chǎn)生的上、下LED行像素?cái)?shù)據(jù)先進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，獲得位流數(shù)據(jù)，再對(duì)位流數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和讀取，然后送往相應(yīng)的LED驅(qū)動(dòng)電路4。格式轉(zhuǎn)換及位流數(shù)據(jù)的存取都是在時(shí)序控制電路5控制下完成的。
LED行像素?cái)?shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換過程示意圖如圖11所示。本實(shí)施例使用32位寬的幀存儲(chǔ)器，通過32個(gè)移位寄存器的并入串出，獲得32位寬的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是按位輸出的，稱為位流數(shù)據(jù)。當(dāng)然，也可采用其他位寬的幀存儲(chǔ)器。對(duì)于8位寬的視頻信號(hào)，位流數(shù)據(jù)中的各位按順序輸出，存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的8個(gè)地址連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)，稱為位區(qū)。位流數(shù)據(jù)是按位區(qū)讀出的，一個(gè)位區(qū)數(shù)據(jù)讀完后，再讀另一位區(qū)。
從位區(qū)內(nèi)讀出的數(shù)據(jù)送往LED驅(qū)動(dòng)電路，控制LED發(fā)光占空比，LED發(fā)光占空比是通過控制驅(qū)動(dòng)電路中的高電平的時(shí)間長(zhǎng)度來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)應(yīng)于不同位區(qū)，LED的發(fā)光占空比不同，即LED的發(fā)光亮度不同，8個(gè)位區(qū)對(duì)應(yīng)的LED發(fā)光占空比滿足比例關(guān)系1-2-4-8-16-32-64-128，8位寬視頻信號(hào)可實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度，如圖12所示，圖中黑陰影表示發(fā)光，即輸出高電平。
權(quán)利要求1.一種高顯示容量LED顯示屏，由多個(gè)像素筒組合而成，其特征在于，組成顯示屏的像素筒為菱形，所述像素筒內(nèi)的LED通過驅(qū)動(dòng)控制裝置驅(qū)動(dòng)、并使一個(gè)LED作為多個(gè)像素共用的亞像素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高顯示容量LED顯示屏，其特征在于，所述菱形像素筒包括6個(gè)LED。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高顯示容量LED顯示屏，其特征在于，所述菱形像素筒包括2R2G2B的LED。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高顯示容量LED顯示屏，其特征在于，所述菱形像素筒包括4個(gè)LED。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述高顯示容量LED顯示屏，其特征在于，所述像素筒分為三種，分別包括2R1G1B、1R2G1B、1R1G2B的LED。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高顯示容量LED顯示屏，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制裝置包括用于將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式的數(shù)字圖像信號(hào)的接口電路，與接口電路連接、并用于處理所述數(shù)字圖像信號(hào)的數(shù)據(jù)處理電路，與所述數(shù)據(jù)處理電路連接并用于將經(jīng)數(shù)據(jù)處理電路處理的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存取電路，與所述數(shù)據(jù)存取電路連接、并按讀出的數(shù)據(jù)控制組成LED顯示屏的LED的發(fā)光的驅(qū)動(dòng)電路，與所述數(shù)據(jù)處理電路、數(shù)據(jù)存取電路及驅(qū)動(dòng)電路分別連接、并可產(chǎn)生各個(gè)模塊電路所需的時(shí)鐘頻率控制信號(hào)的時(shí)序控制電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述高顯示容量LED顯示屏，其特征在于，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理電路將所述數(shù)字圖像信號(hào)分解出多場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述高顯示容量LED顯示屏，其特征在于，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理電路將每一場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行上、下LED行分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述高顯示容量LED顯示屏，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存取電路包括分別用于處理上LED行的上數(shù)據(jù)存取電路與處理下LED行的下數(shù)據(jù)存取電路，所述上數(shù)據(jù)存取電路與下數(shù)據(jù)存取電路相同，皆包括用于像素?cái)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、用于按位存取位流數(shù)據(jù)的裝置以及幀存儲(chǔ)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述高顯示容量LED顯示屏，其特征在于，所述LED顯示屏的LED劃分為多個(gè)顯示單元，數(shù)據(jù)圖像在每個(gè)顯示單元內(nèi)串行傳送，而在不同顯示單元間則并行傳遞。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高顯示容量LED顯示屏，由多個(gè)像素筒組合而成，組成顯示屏的像素筒為菱形，所述像素筒內(nèi)的LED通過驅(qū)動(dòng)控制裝置驅(qū)動(dòng)、并使一個(gè)LED作為多個(gè)像素共用的亞像素。本實(shí)用新型的高顯示容量LED顯示屏，通過共用LED，使顯示容量提高到原來的6倍，使LED顯示屏的性價(jià)比大大提高。
文檔編號(hào)G09F9/33GK2704080SQ20042004519
公開日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2004年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月22日
發(fā)明者梁寧 申請(qǐng)人:康佳集團(tuán)股份有限公司