Calitatea afișajului afișajelor LED a fost întotdeauna strâns legată de cip-ul driver-ului curent constant, abordând probleme precum imaginea fantomă, încrucișarea pixelilor morți, schimbarea scăzută a culorii în tonuri de gri, prima scanare întunecată și cuplarea cu contrast ridicat. Unitatea orizontală, ca cerință simplă de scanare, a primit în mod tradițional mai puțină atenție. Odată cu dezvoltarea afișajelor LED cu pas mai mic, se impun cerințe mai mari pentru unitățile orizontale, evoluând de la simple P-MOSFET pentru comutare orizontală la drivere orizontale multi-funcționale mai integrate și mai puternice. Designul și selecția driverelor orizontale se confruntă, de asemenea, cu șase provocări majore: eliminarea fantomei, tensiune inversă a cipurilor LED, probleme de scurt-circuit,-circuit deschis, valori VF excesiv de mari ale cipurilor LED și cuplare cu contrast ridicat.
Umbra Fantomei
Când comutați între ecrane de scanare, din cauza timpului necesar pentru pornirea și oprirea comutatoarelor tranzistorului PMOS și pentru disiparea capacității parazitare Cr a liniilor de rând, sarcina nedescărcată a VLED-ului de la scanarea rândului anterioară are o cale conductivă în momentul în care VLED-ul și OUT din scanarea rândului următor sunt pornite. Când Row(n) este pornit, capacitatea parazită Cr a rândului este încărcată la potențialul VCC. Când treceți la Row(n+1), se formează o diferență de potențial între Cr și OUT, iar încărcarea este descărcată prin LED, producând o lumină LED slabă.
Prin urmare, încărcarea condensatorului Cr trebuie să fie descărcată în avans la timpul de întrerupere a liniei. De obicei, tranzistorul de ieșire orizontal cu funcție de anulare integrată utilizează un circuit de tragere-down pentru a descărca rapid sarcina de pe capacitatea parazită Cr în timpul comutării. Cu cât este mai mic potențialul de tragere-down, adică tensiunea de suprimare VH, cu atât este mai rapid descărcat sarcina capacității parazite și cu atât efectul eliminării fantomei superioare este mai bun. De obicei, VH < VCC - 1V este suficient pentru a elimina ghostingul superior.
LED tensiune inversă
Tensiunea inversă a cipurilor LED afectează în mod semnificativ durata de viață a acestora, iar defectele pixelilor cauzate de tensiunea inversă au reprezentat întotdeauna o preocupare majoră pentru afișajele cu LED-uri, în special pentru cele cu afișaje cu-pana mică.
Când canalul de ieșire este oprit, curentul de rulare liberă al inductanței parazite încarcă continuu capacitatea parazită de la canal, creând un vârf de înaltă tensiune. Acest vârf, combinat cu tranzistorul de ieșire orizontal (HIP), formează o tensiune inversă pe cipul LED. Prin urmare, tensiunea de blocare a HIP afectează și tensiunea inversă a cipului LED. Cu o tensiune fixă la canalul de ieșire a curentului constant, o tensiune mai mare HIP blanking are ca rezultat o tensiune inversă mai mică pentru cipul LED. În timp ce cipurile LED au de obicei o tensiune inversă nominală de 5V, testele producătorului au arătat că o tensiune inversă sub 1,4V poate reduce semnificativ defectele pixelilor cauzate de tensiunea inversă. Prin urmare, tensiunea de blocare nu ar trebui să fie prea scăzută pentru a rezolva problemele de tensiune inversă a cipului LED, în general nu mai mică decât VCC-2V.
Omida cu scurt{0}circuit
Când un LED este scurt-circuitat, va apărea un rând de LED-uri aprinse în mod constant, cunoscut în mod obișnuit sub numele de omidă în scurt-circuit. Când LED-ul din mijloc este scurtcircuitat-, LED-urile din același rând vor forma o cale, așa cum se arată în diagrama de mai jos, când scanați acel rând. Dacă diferența de tensiune dintre VLED și punctul A este mai mare decât valoarea de iluminare a LED-ului, se va forma un rând de omizi aprinse constant.
Cea mai mare diferență dintre o omidă în scurt{0}}circuit și o cruce de-circuit deschis este că o omidă de scurt-circuit va apărea atâta timp cât ecranul este în modul de scanare, indiferent dacă margelele LED afișează o imagine, în timp ce o omidă-circuit deschis afișează doar problema cu circuitul deschis{5}{5}{4}} Perla LED este aprinsă. Acest lucru este de obicei rezolvat prin creșterea tensiunii de gol a tranzistorului orizontal de ieșire, astfel încât diferența de tensiune să fie mai mică decât tensiunea directă a LED-ului VF, adică VLED - VH < VF. De obicei, tensiunea directă VF pentru margele LED roșii este de 1,6 ~ 2,4 V, iar pentru margele LED verzi și albastre este de 2,4 ~ 3,4 V. Testele au arătat că un LED roșu poate fi aprins cu 1,4 V; prin urmare, luând ca exemplu un LED roșu, când VH > VCC - 1.4V, problema omizii de scurt-circuit este complet rezolvată. Când VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V, doar un LED roșu sub punctul de scurt-circuit este slab aprins.
Crucea de deschidere
Când pe ecranul de scanare apare un LED cu circuit deschis și acel punct este iluminat, tensiunea canalului OUT1 este redusă la sub 0,5V. Dacă tensiunea de oprire VH a potențialului rândului de scanare este de 3,5 V, se va forma o cale conductivă pentru acel rând de LED-uri, creând un efect de „omidă” în circuit deschis.
Când un LED este în circuit deschis-, tensiunea canalului OUT1 este redusă sub 0,5 V sau chiar 0 V. Aceasta afectează capacitatea parazită a coloanei Cr prin capacitățile parazite C1 și C2. Când potențialul Cr este redus, LED-urile din același rând cu LED-ul cu circuit deschis-se vor stinge.
Scăderea tensiunii de oprire a tranzistorului de ieșire orizontal (tranzistor de ieșire) poate rezolva în mod eficient problema-încrucișării circuitului deschis, adică tensiunea de oprire VH < 1,4 V. Unii tranzistori de ieșire din industrie folosesc, de asemenea, tensiuni de anulare reglabile pentru a scădea tensiunea de anulare sub 1,4 V pentru a rezolva problema-încrucișării circuitului deschis, dar acest lucru va crește tensiunea inversă a LED-ului, va accelera deteriorarea LED-ului și va provoca scurtcircuite.
Valoarea VF a LED-ului este prea mare.
Problema coloanelor care rămân aprinse în mod constant din cauza valorilor VF excesiv de mari în LED-uri este o altă problemă care afectează utilizatorii. De obicei, tensiunea nominală directă VF a unui LED verde este de 2,4 ~ 3,4 V. În mod normal, o diferență de tensiune de 1,8 V între anodul și catodul LED-ului verde este suficientă pentru a-l aprinde. Cu toate acestea, o tensiune de acoperire VH excesiv de mare a tranzistorului orizontal de ieșire va face ca coloana să rămână aprinsă în mod constant.
Luând ca coloană un LED cu o tensiune directă VF1=3.4V, când scanarea ajunge la următorul LED, VOUT și VLED1 se aprind simultan. Tensiunea terminalului canalului este: VOUT=VLED1 - VF1. Tensiunile la celelalte LED-uri din acea coloană sunt: VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1. Dacă VΔ > 1,8 V, aceasta poate face ca coloana să rămână aprinsă în mod constant, adică VH - VLED{1 + VF1 > 1,8 V, unde VLED=VCC (ignorând căderea de tensiune orizontală a tranzistorului de ieșire). Prin urmare, VH > VCC - 1.6V nu este propice pentru rezolvarea problemei coloanelor care rămân aprinse în mod constant din cauza valorilor VF excesiv de mari în LED-uri.
Cuplaj cu contrast ridicat
Cuplarea cu contrast ridicat se referă la fenomenul în care o imagine luminoasă este suprapusă pe un fundal cu luminozitate redusă, provocând schimbarea culorii și întunecarea zonei în care imaginile cu luminozitate redusă și luminozitate-scăzută sunt paralele, așa cum arată linia punctată din imaginea de mai sus, care reprezintă imaginea luminoasă suprapusă. Această cuplare cu contrast ridicat este cauzată de interferența dintre canalele coloanei prin tranzistoarele orizontale de ieșire. Poate fi atenuat într-o oarecare măsură prin proiectarea unei tensiuni de strângere, menținând-o la un anumit nivel după descărcare, scăzând astfel tensiunea de golire a tranzistorului orizontal de ieșire. Cu toate acestea, această metodă de proiectare introduce probleme precum întunecarea coloanei de scurt-circuit, zonele gri-scăzute care apar roșiatice și valorile VF excesiv de mari pentru LED-uri. Îmbunătățirea cuplajului cu contrast ridicat din perspectiva acționării orizontale poate fi realizată prin scăderea tensiunii de blocare, dar acest lucru are ca rezultat o tensiune inversă excesiv de mare pentru LED-uri și problema de scurt-caterpillar.
Selectarea tensiunii de scoatere orizontală a ieșirii
În rezumat, selectarea tensiunii de blanking pentru tranzistorul de ieșire orizontal (HIP) se confruntă cu provocări legate de cele șase probleme menționate mai sus, fiecare cu propriile dificultăți specifice. Tensiunea de blanking nu poate fi prea mare sau prea scăzută. În mod obișnuit, încrucișarea-circuitului deschis este ștearsă prin detectarea unui curent constant, deoarece o tensiune de oprire excesiv de scăzută reduce fiabilitatea-pe termen lung a LED-ului. Tabelul de mai jos rezumă intervalul adecvat de tensiune de suprimare în diferite condiții.
Prin urmare, având în vedere diverse probleme de aplicație, o tensiune de suprimare de 3V~3,4V (VCC=5V) este o alegere rezonabilă. Acest lucru poate îndeplini cerințele de proiectare ale diferitelor module de scanare și, astfel, poate rezolva în mod rezonabil mai multe probleme ale aplicațiilor.
