Качеството на дисплея на LED дисплеите винаги е било тясно свързано с чипа на драйвера с постоянен ток, като се справя с проблеми като фантомни изображения, кръстосани мерници на мъртви пиксели, ниско изместване на цвета в сивата скала, тъмно първо сканиране и свързване с висок контраст. Хоризонталното задвижване, като просто изискване за сканиране, традиционно е получавало по-малко внимание. С разработването на LED дисплеи с по-малка стъпка се поставят по-високи изисквания към хоризонталните задвижвания, които се развиват от прости P-MOSFET за хоризонтално превключване до по-интегрирани и мощни много-функционални хоризонтални драйвери. Дизайнът и изборът на хоризонтални драйвери също са изправени пред шест основни предизвикателства: елиминиране на двойни изображения, обратно напрежение на LED чипове, проблеми с късо-вериги, отворен-прицелен кръст на веригата, прекалено високи VF стойности на LED чипове и свързване с висок контраст.
Призрачна сянка
При превключване между екрани за сканиране, поради времето, необходимо за превключване на PMOS транзистора за включване и изключване и за разсейване на заряда върху паразитния капацитет Cr на линиите на реда, неразреденият заряд на VLED от предишното сканиране на реда има проводим път в момента, в който VLED и OUT на сканирането на следващия ред са включени. Когато Row(n) е включен, паразитният капацитет Cr на реда се зарежда до VCC потенциала. При превключване към Row(n+1) се образува потенциална разлика между Cr и OUT и зарядът се разрежда през светодиода, произвеждайки слаба LED светлина.
Следователно зарядът на Cr кондензатора трябва да се разреди предварително по време на прекъсване на линията. Обикновено хоризонталният изходен транзистор с интегрирана функция за заглушаване използва верига за изтегляне-надолу за бързо разреждане на паразитния капацитет Cr по време на превключване. Колкото по-нисък е изтеглящият-потенциал, т.е. гасещото напрежение VH, е зададено, толкова по-бързо се разрежда зарядът на паразитния капацитет и толкова по-добър е ефектът от елиминирането на горните двойки. Обикновено VH < VCC - 1V е достатъчно, за да елиминира горното ореолизиране.
LED обратно напрежение
Обратното напрежение на пренапрежението на LED чиповете значително влияе върху продължителността на живота им и дефектите на пикселите, причинени от обратното напрежение, винаги са били основен проблем за LED дисплеите, особено тези с дисплеи с малка-стъпка.
Когато изходният канал е изключен, свободният ток на паразитната индуктивност непрекъснато зарежда паразитния капацитет в канала, създавайки пик на високо напрежение. Този пик, комбиниран с хоризонталния изходен транзистор (HIP), формира обратно напрежение в LED чипа. Следователно напрежението на гасене на HIP също влияе върху обратното напрежение на LED чипа. При фиксирано напрежение на изходния канал за постоянен ток, по-високото HIP напрежение на заглушаване води до по-ниско обратно напрежение за LED чипа. Докато LED чиповете обикновено имат номинално обратно напрежение от 5V, тестването на производителя показа, че обратното напрежение под 1,4V може значително да намали дефектите на пикселите, причинени от обратното напрежение. Следователно напрежението на гасене не трябва да бъде твърде ниско, за да се справят с проблемите с обратното напрежение на LED чипа, обикновено не по-ниско от VCC-2V.
Гъсеница с-късо съединение
Когато светодиодът е с късо-съединение, ще се появи ред от постоянно светещи светодиоди, обикновено известен като късо{1}}гъсеница. Когато средният светодиод е късо-свързан, светодиодите в същия ред ще образуват път, както е показано на диаграмата по-долу при сканиране на този ред. Ако разликата в напрежението между VLED и точка A е по-голяма от стойността на осветеност на LED, ще се формира ред от постоянно светещи гъсеници.
Най-голямата разлика между гъсеница с късо{0}}верига и кръстосана-отворена верига е, че гъсеница с късо-верига ще се показва, докато екранът е в режим на сканиране, независимо дали LED перлите показват изображение, докато гъсеница с отворена-верига показва само проблема с кръстосана-отворена верига, когато отворена-верига LED перлата свети. Това обикновено се решава чрез увеличаване на гасящото напрежение на хоризонталния изходен транзистор, така че разликата в напрежението да е по-малка от напрежението VF на светодиода в посока напред, т.е. VLED - VH < VF. Обикновено напрежението VF за червените LED перли е 1,6~2,4V, а за зелените и сините LED перли е 2,4~3,4V. Тестването показа, че червена LED топка може да бъде осветена с 1,4 V; следователно, като вземем червена LED перла като пример, когато VH > VCC - 1.4V, проблемът с гъсеницата на късо{18}} съединение е напълно решен. Когато VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V, само един червен светодиод под точката на -късо съединение свети слабо.
Откриващ кръст
Когато светодиодът за отворена{0}} верига се появи на сканиращия екран и тази точка светне, напрежението на канал OUT1 се намалява до под 0,5 V. Ако напрежението на заглушаване VH на потенциала на сканиращия ред е 3,5 V, ще се образува проводящ път за този ред светодиоди, създавайки ефект на отворена-верига „гъсеница“.
Когато светодиодът е отворен-с верига, напрежението на канал OUT1 се намалява до под 0,5 V или дори до 0 V. Това се отразява на паразитния капацитет Cr на колоната чрез паразитните капацитети C1 и C2. Когато потенциалът на Cr се намали, светодиодите в същия ред като светодиода с отворена- верига ще потъмнеят.
Намаляването на напрежението на затваряне на хоризонталния изходен транзистор (изходен транзистор) може ефективно да реши проблема с кръстосаното-отворена верига, т.е. напрежението на затваряне VH < 1,4 V. Някои изходни транзистори в индустрията също използват регулируеми гасени напрежения, за да намалят гасителното напрежение под 1,4 V, за да решат проблема с кръстосаното прекъсване на отворената- верига, но това ще увеличи обратното напрежение на светодиода, ще ускори повредата на светодиода и ще причини късо съединение.
VF стойността на светодиода е твърде висока.
Проблемът с колоните, които остават постоянно осветени поради прекалено високи стойности на VF в светодиодите, е друг проблем, който измъчва потребителите. Обикновено номиналното напрежение VF на зелен светодиод е 2,4~3,4V. Обикновено разликата в напрежението от 1,8 V между анода и катода на зеления светодиод е достатъчна, за да светне. Прекомерно високо напрежение на гасене VH на хоризонталния изходен транзистор обаче ще накара колоната да остане постоянно осветена.
Вземайки светодиод с предно напрежение VF1=3.4V като колона, когато сканирането достигне следващия светодиод, VOUT и VLED1 се включват едновременно. Напрежението на клемите на канала е: VOUT=VLED1 - VF1. Напреженията на другите светодиоди в тази колона са: VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1. Ако VΔ > 1,8 V, това може да доведе до това колоната да остане постоянно осветена, т.е. VH - VLED1 + VF1 > 1,8V, където VLED=VCC (игнорирайки спада на напрежението на хоризонталния изходен транзистор). Следователно VH > VCC - 1.6V не е благоприятно за решаване на проблема с колоните, които остават постоянно осветени поради прекалено високи стойности на VF в светодиодите.
Съединител с висок контраст
Свързването с висок контраст се отнася до феномена, при който ярко изображение се наслагва върху фон с ниска-яркост, което води до изместване на цвета и потъмняване в зоната, където изображенията с ниска-яркост и ярка-яркост са успоредни, както е показано от пунктираната линия в изображението по-горе, което представлява насложеното ярко изображение. Това свързване с висок контраст е причинено от интерференция между колонните канали през хоризонталните изходни транзистори. То може да бъде смекчено до известна степен чрез проектиране на напрежение на затягане, поддържане на определено ниво след разреждане, като по този начин се понижава напрежението на затваряне на хоризонталния изходен транзистор. Въпреки това, този метод на проектиране въвежда проблеми като потъмняване на колоната на късо-вериги, ниски-сиви зони, изглеждащи червеникави, и прекалено високи стойности на VF за светодиодите. Подобряването на свързването с висок контраст от гледна точка на хоризонталното задвижване може да бъде постигнато чрез понижаване на напрежението на заглушаване, но това води до прекалено високо обратно напрежение за светодиодите и проблема с късо-верига на "гъсеницата".
Избор на хоризонтално изходно гасящо напрежение
В обобщение, изборът на гасително напрежение за хоризонталния изходен транзистор (HIP) е изправен пред предизвикателства, свързани с шестте въпроса, споменати по-горе, всеки със своите специфични трудности. Гасното напрежение не може да бъде твърде високо или твърде ниско. Обикновено прицелът на отворената{2}}верига се изчиства чрез откриване на задвижване с постоянен ток, тъй като прекалено ниското напрежение на заглушаване намалява дългосрочната-надеждност на светодиода. Таблицата по-долу обобщава подходящия обхват на гасещо напрежение при различни условия.
Следователно, като се имат предвид различни проблеми с приложението, напрежението на заглушаване от 3V~3,4V (VCC=5V) е разумен избор. Това може да отговори на изискванията за проектиране на различни модули за сканиране и по този начин разумно да разреши проблеми с множество приложения.
