LED顯示屏的顯示質(zhì)量一向與恒流驅(qū)動芯片息息相關(guān),如鬼影、壞點十字架、低灰偏色、第 一掃偏暗、高對比耦合等問題,而行驅(qū)動作為單純的掃描要求一直以來不太受重視。
LED顯示屏的顯示質(zhì)量一向與恒流驅(qū)動芯片息息相關(guān),如鬼影、壞點十字架、低灰偏色、第 一掃偏暗、高對比耦合等問題,而行驅(qū)動作為單純的掃描要求一直以來不太受重視。隨著小間距的發(fā)展,LED顯示屏同樣對行驅(qū)動提出了更高的要求,從單純的P-MOSFET實現(xiàn)行切換,到集成度更高、功能更強的多功能行驅(qū)動。而行驅(qū)動的設(shè)計及選型同樣面臨上鬼影消除、燈珠反向電壓、短路毛毛蟲、開路十字架、燈珠VF值偏大、高對比耦合六大挑戰(zhàn)。
一、上鬼影:在掃描屏進行切換時,由于PMOS管開關(guān)的打開和關(guān)閉以及行線寄生電容Cr上的電荷泄放需要一段時間,因此在下一行掃VLED與OUT開啟瞬間,上一行掃VLED的未釋放的電荷有了導(dǎo)通路徑。Row(n)打開時,行寄生電容Cr充電到VCC電位。切換到Row(n+1)時,Cr與OUT之間形成電位差,電荷通過燈珠進行泄放,產(chǎn)生LED隱亮。
所以在換行時刻需要對Cr上的電荷進行提前泄放,通常集成消隱功能的行管,通過加入下拉電路在進行切換時,將寄生電容Cr的電荷快速泄放。下拉電位即消隱電壓VH設(shè)置的越低,寄生電容上的電荷泄放的也就越快,消除上鬼影的效果也就越好,通常VH
二、燈珠反向電壓:燈珠的反向沖擊電壓很大程度上影響著燈珠的使用壽命,因反壓造成的壞點一直是LED顯示屏特別是小間距的痛點。
在輸出通道關(guān)閉時,因寄生電感的續(xù)流作用,會對通道處的寄生電容持續(xù)充電,形成很高的電壓毛刺。此時與行管輸出形成加載在燈珠上的反向電壓,所以行管的消隱電壓同時影響著燈珠的反向電壓。恒流輸出通道處電壓固定的情況下,行管的消隱電壓越高,其燈珠的反向電壓就越小。通常燈珠標稱反向電壓為5V,實際經(jīng)過廠商的測試,反壓在1.4V以下可以大幅度減少因反壓導(dǎo)致的壞點,所以針對燈珠反壓問題消隱電壓不能過低,一般不低于VCC-2V。
三、短路毛毛蟲:當LED短路時,會出現(xiàn)一列長亮現(xiàn)象,一般稱為短路毛毛蟲。當中間LED燈珠短路時,同列的LED燈珠在掃描到該行時會形成如下圖所示通路,在VLED到A點之間如果壓差大于LED燈珠點亮值,則會形成一列常亮毛毛蟲。
短路毛毛蟲與開路十字架最大區(qū)別在于短路毛毛蟲只要屏幕處于掃描狀態(tài),不管LED燈珠是否顯示圖像,都會顯現(xiàn),而開路毛毛蟲只有在開路燈珠被點亮的時候才會出現(xiàn)開路十字架問題。通常通過提高行管消隱電壓,使之壓差小于LED正向電壓VF,即VLED-VHVCC-1.4V就能徹底解決短路毛毛蟲問題。
四、開路十字架:在掃描屏中當出現(xiàn)燈珠開路,該點被點亮?xí)r,通道OUT1電壓被拉低到0.5V以下。若掃描行電位消隱電壓VH為3.5V,則會對該列燈珠形成導(dǎo)通通路,形成開路毛毛蟲。
當出現(xiàn)燈珠開路,通道OUT1電壓被拉低到0.5V以下甚至0V,并通過寄生電容C1、C2影響到列寄生電容Cr,當Cr電位被拉低時,與開路燈珠同一行的LED出現(xiàn)隱亮。
將消隱行管的消隱電壓調(diào)低可有效解決開路十字架問題即消隱電壓VH<1.4V。業(yè)內(nèi)某些行管同樣利用可調(diào)消隱電壓的方式,將消隱電壓調(diào)低至1.4V以下來解決開路十字架,但這樣會帶來LED反壓增大加速LED燈珠損壞及短路毛毛蟲。
五、燈珠VF值偏大:由于燈珠VF值偏大而導(dǎo)致的列常亮同樣也是困擾用戶應(yīng)用的問題。通常綠燈標稱正向電壓VF為2.4~3.4V,通常情況下綠燈陽極、陰極壓差1.8V就能使之點亮,而行管的消隱電壓VH過高便會導(dǎo)致列常亮。
以燈珠正向電壓VF1=3.4V為列,當掃描至次燈珠時VOUT和VLED1同時打開,通道端電壓:VOUT=VLED1-VF1,該列的其他行燈珠兩端電壓:V△=VH-VOUT=VH-VLED1+VF1,若V△>1.8V便可能會導(dǎo)致列常亮,即VH-VLED1+VF1>1.8V其中VLED=VCC(行管壓降忽略),故VH>VCC-1.6V便不利于解決燈珠VF值偏大引起的列常亮問題。
六、高對比耦合:高對比耦合指在低亮的背景下,疊加高亮畫面,低亮畫面與高亮畫面同行的區(qū)域出現(xiàn)偏色、偏暗現(xiàn)象,如圖9所示虛線處為疊加高亮畫面。高對比耦合現(xiàn)象為列通道通過行管相互干擾造成,通過設(shè)計鉗位電壓的方式即放電結(jié)束后保持在某一電平,從而調(diào)低行管消隱電壓,即可一定程度改善高對比耦合。但此設(shè)計方法會帶來短路列偏暗、低灰偏紅、燈珠VF值偏大等問題。從行驅(qū)動角度來改善高對比耦合可通過調(diào)低消隱電壓,但會帶來燈珠反壓偏大,短路毛毛蟲問題。
綜上可知,行管消隱電壓的選擇面臨上述六大問題的挑戰(zhàn),且分別存在一定的挑戰(zhàn),消隱電壓不能過高或過低。通常開路十字架由恒流驅(qū)動偵測消除,因為過低的消隱電壓會降低燈珠長期使用的可靠性。綜合處理各種應(yīng)用問題,消隱電壓在3V~3.4V(VCC=5V)是一個比較合理的選擇??蓾M足用戶各類掃描模組設(shè)計需求,從而合理解決多種應(yīng)用問題。