چه چیزی باعث ایجاد شبح، پیکسل‌های مرده، صلیب‌ها و تغییر رنگ کم خاکستری در نمایشگرهای LED می‌شود؟

کیفیت نمایشگرهای LED همیشه با تراشه درایور جریان ثابت مرتبط بوده است و به مسائلی مانند شبح‌سازی، تلاقی پیکسل‌های مرده، تغییر رنگ پایین در مقیاس خاکستری، اولین اسکن تاریک و جفت کنتراست بالا پرداخته است. درایو افقی، به عنوان یک نیاز ساده اسکن، به طور سنتی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. با توسعه نمایشگرهای LED کوچکتر، تقاضاهای بالاتری بر روی درایوهای افقی اعمال می شود که از P{2}}MOSFET های ساده برای تعویض افقی به درایورهای افقی چند{3} یکپارچه و قدرتمندتر تبدیل شده اند. طراحی و انتخاب درایورهای افقی نیز با شش چالش عمده روبرو است: حذف شبح‌ها، ولتاژ معکوس تراشه‌های LED، مشکلات اتصال کوتاه، مدار باز{{6}، مقادیر بیش از حد VF تراشه‌های LED، و جفت کنتراست بالا.

سایه شبح

هنگام جابجایی بین صفحه‌های اسکن، به دلیل زمان مورد نیاز برای روشن و خاموش شدن سوئیچ‌های ترانزیستور PMOS، و برای اتلاف شارژ در ظرفیت انگلی Cr خطوط ردیف، شارژ تخلیه نشده VLED از اسکن ردیف قبلی دارای یک مسیر رسانا در لحظه روشن شدن VLED و OUT scan بعدی است. هنگامی که ردیف (n) روشن است، ظرفیت انگلی Cr ردیف به پتانسیل VCC شارژ می شود. هنگام جابجایی به Row(n+1)، یک اختلاف پتانسیل بین Cr و OUT ایجاد می شود و شارژ از طریق LED تخلیه می شود و یک نور LED کم نور تولید می کند.

بنابراین، شارژ خازن کروم باید از قبل در زمان قطع خط تخلیه شود. معمولاً ترانزیستور خروجی افقی با عملکرد خالی کردن یکپارچه از یک مدار -پایین برای تخلیه سریع شارژ در ظرفیت انگلی Cr در حین سوئیچینگ استفاده می کند. هر چه پتانسیل pull- پایین‌تر، یعنی ولتاژ خالی VH تنظیم شود، شارژ ظرفیت انگلی سریع‌تر تخلیه می‌شود، و اثر حذف شبح بالا بهتر است. معمولاً VH < VCC - 1V برای حذف شبح‌های بالایی کافی است.

ولتاژ معکوس LED

ولتاژ موج معکوس تراشه‌های ال‌ای‌دی به‌طور قابل‌توجهی بر طول عمر آن‌ها تأثیر می‌گذارد، و نقص پیکسل‌های ناشی از ولتاژ معکوس همیشه یکی از نگرانی‌های اصلی برای نمایشگرهای LED، به‌ویژه آنهایی که-نمایشگرهای گام کوچک دارند، بوده است.

هنگامی که کانال خروجی خاموش است، جریان آزاد چرخش سلف انگلی به طور مداوم ظرفیت انگلی را در کانال شارژ می کند و یک ولتاژ بالا ایجاد می کند. این سنبله، همراه با ترانزیستور خروجی افقی (HIP)، یک ولتاژ معکوس را در سراسر تراشه LED تشکیل می دهد. بنابراین، ولتاژ خالی HIP بر ولتاژ معکوس تراشه LED نیز تأثیر می گذارد. با یک ولتاژ ثابت در کانال خروجی جریان ثابت، ولتاژ خالی HIP بالاتر منجر به ولتاژ معکوس کمتری برای تراشه LED می شود. در حالی که تراشه های LED معمولاً دارای ولتاژ معکوس اسمی 5 ولت هستند، آزمایش سازنده نشان داده است که ولتاژ معکوس زیر 1.4 ولت می تواند به طور قابل توجهی نقص پیکسل های ناشی از ولتاژ معکوس را کاهش دهد. بنابراین، ولتاژ خالی نباید خیلی کم باشد تا مشکلات ولتاژ معکوس تراشه LED را برطرف کند، معمولاً کمتر از VCC-2V نیست.

کاترپیلار{0}}مدار کوتاه

هنگامی که یک LED کوتاه است-، ردیفی از LEDهای دائماً روشن ظاهر می‌شوند که معمولاً به عنوان کاترپیلار مدار کوتاه- شناخته می‌شوند. هنگامی که LED وسط اتصال کوتاه- دارد، LED های همان ردیف مسیری را تشکیل می دهند که در نمودار زیر نشان داده شده است هنگام اسکن آن ردیف. اگر اختلاف ولتاژ بین VLED و نقطه A بیشتر از مقدار روشنایی LED باشد، یک ردیف از کاترپیلارهای دائماً روشن تشکیل می شود.

بزرگترین تفاوت بین -کاترپیلار مدار کوتاه و یک مدار باز-این است که تا زمانی که صفحه در حالت اسکن است، یک کاترپیلار مدار کوتاه ظاهر می‌شود، بدون توجه به اینکه مهره‌های LED تصویری را نمایش می‌دهند یا نه، در حالی که یک -مدار باز مدار{4} فقط مشکل مدار{4} باز را نشان می‌دهد. مهره LED مدار باز-روشن است. این مشکل معمولاً با افزایش ولتاژ خالی ترانزیستور خروجی افقی به طوری که اختلاف ولتاژ کمتر از VF ولتاژ جلو LED باشد، یعنی VLED - VH < VF حل می شود. به طور معمول، VF ولتاژ جلو برای مهره های LED قرمز 1.6 ~ 2.4 ولت است و برای مهره های LED سبز و آبی 2.4 ~ 3.4 ولت است. آزمایش نشان داد که یک مهره LED قرمز را می توان با 1.4 ولت روشن کرد. بنابراین، با در نظر گرفتن یک مهره LED قرمز به عنوان مثال، وقتی VH > VCC - 1.4V، مشکل مدار کوتاه-کاترپیلار کاملاً حل می‌شود. وقتی VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V، فقط یک LED قرمز در زیر نقطه اتصال کوتاه- ضعیف روشن می‌شود.

باز کردن کراس

وقتی یک {0}LED مدار باز روی صفحه اسکن ظاهر می شود و آن نقطه روشن می شود، ولتاژ کانال OUT1 به زیر 0.5 ولت کاهش می یابد. اگر ولتاژ خالی VH پتانسیل ردیف اسکن 3.5 ولت باشد، یک مسیر رسانا برای آن ردیف از LED ها تشکیل می شود و یک اثر مدار باز-«کاترپیلار» ایجاد می کند.

هنگامی که یک LED باز است-، ولتاژ کانال OUT1 به زیر 0.5 ولت یا حتی 0 ولت کاهش می یابد. این بر ظرفیت انگلی ستون کروم از طریق ظرفیت های انگلی C1 و C2 تأثیر می گذارد. وقتی پتانسیل کروم پایین می‌آید، LEDهای هم ردیف LED مدار باز شده کم‌نور می‌شوند.

کاهش ولتاژ خالی شدن ترانزیستور خروجی افقی (ترانزیستور خروجی) می تواند به طور موثر مشکل مدار باز-، یعنی ولتاژ خالی شدن VH < 1.4 ولت را حل کند. برخی از ترانزیستورهای خروجی در صنعت نیز از ولتاژهای خالی قابل تنظیم برای کاهش ولتاژ خالی شدن زیر 1.4 ولت برای حل مشکل مدار باز- استفاده می کنند، اما این باعث افزایش ولتاژ معکوس LED، تسریع آسیب LED و ایجاد اتصال کوتاه می شود.

مقدار VF LED بسیار زیاد است.

مشکل روشن ماندن مداوم ستون ها به دلیل مقادیر بیش از حد VF در LED ها مشکل دیگری است که کاربران را آزار می دهد. به طور معمول، ولتاژ نامی رو به جلو VF یک LED سبز 2.4 تا 3.4 ولت است. به طور معمول، اختلاف ولتاژ 1.8 ولت بین آند و کاتد LED سبز برای روشن شدن آن کافی است. با این حال، ولتاژ خالی بیش از حد VH ترانزیستور خروجی افقی باعث می شود که ستون به طور مداوم روشن بماند.

در نظر گرفتن یک LED با ولتاژ رو به جلو VF1=3.4V به عنوان ستون، هنگامی که اسکن به LED بعدی می رسد، VOUT و VLED1 به طور همزمان روشن می شوند. ولتاژ ترمینال کانال: VOUT=VLED1 - VF1. ولتاژهای بین LEDهای دیگر در آن ستون عبارتند از: VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1. اگر VΔ > 1.8 ولت باشد، ممکن است باعث شود که ستون دائماً روشن بماند، یعنی VH - VLED1 + VF1 > 1.8V، که در آن VLED=VCC (با نادیده گرفتن افت ولتاژ ترانزیستور خروجی افقی). بنابراین، VH > VCC - 1.6V برای حل مشکل روشن ماندن مداوم ستون‌ها به دلیل مقادیر بیش از حد VF در LEDها مناسب نیست.

جفت کنتراست بالا

جفت کنتراست بالا به پدیده‌ای اشاره دارد که در آن یک تصویر روشن بر روی پس‌زمینه‌ای با روشنایی کم قرار می‌گیرد و باعث تغییر رنگ و تیره شدن در ناحیه‌ای می‌شود که تصاویر با روشنایی پایین و روشن- موازی هستند، همانطور که با خط نقطه‌چین در تصویر بالا نشان داده شده است، که نشان‌دهنده تصویر روشن روی هم قرار گرفته است. این جفت کنتراست بالا به دلیل تداخل بین کانال های ستون از طریق ترانزیستورهای خروجی افقی ایجاد می شود. می توان با طراحی ولتاژ بستن، حفظ آن در سطح معینی پس از تخلیه، و در نتیجه کاهش ولتاژ خالی ترانزیستور خروجی افقی، تا حدودی آن را کاهش داد. با این حال، این روش طراحی مشکلاتی مانند تیره شدن ستون مدار کوتاه، مناطق خاکستری کم- که مایل به قرمز به نظر می‌رسند و مقادیر VF بیش از حد بالا برای LED‌ها معرفی می‌کند. بهبود کوپلینگ کنتراست بالا از منظر درایو افقی را می توان با کاهش ولتاژ خالی به دست آورد، اما این منجر به ولتاژ معکوس بسیار بالا برای LED ها و مشکل اتصال کوتاه-«کاترپیلار» می شود.

انتخاب ولتاژ خالی شدن خروجی افقی

به طور خلاصه، انتخاب ولتاژ خالی برای ترانزیستور خروجی افقی (HIP) با چالش های مرتبط با شش موضوع ذکر شده در بالا مواجه است که هر کدام مشکلات خاص خود را دارند. ولتاژ تخلیه نمی تواند خیلی زیاد یا خیلی کم باشد. به طور معمول، مدار باز با تشخیص درایو جریان ثابت پاک می شود، زیرا ولتاژ خالی بسیار کم، قابلیت اطمینان طولانی مدت LED را کاهش می دهد. جدول زیر محدوده مناسب ولتاژ تخلیه را در شرایط مختلف خلاصه می کند.

بنابراین، با توجه به مسائل مختلف کاربردی، ولتاژ خالی 3V~3.4V (VCC{2}}V) یک انتخاب معقول است. این می تواند الزامات طراحی ماژول های مختلف اسکن را برآورده کند و بنابراین به طور منطقی مشکلات متعدد برنامه را حل کند.