อะไรทำให้เกิดการโกสต์ พิกเซลที่เสีย กากบาท และการเปลี่ยนระดับสีเทาต่ำในจอแสดงผล LED

คุณภาพการแสดงผลของจอแสดงผล LED มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับชิปไดรเวอร์กระแสคงที่มาโดยตลอด โดยแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น ภาพซ้อน กากบาทของพิกเซลที่เสีย การเปลี่ยนสีระดับสีเทาต่ำ การสแกนครั้งแรกที่มืด และการเชื่อมโยงคอนทราสต์สูง ไดรฟ์แนวนอนเป็นข้อกำหนดในการสแกนธรรมดา แต่เดิมมักได้รับความสนใจน้อยกว่า ด้วยการพัฒนาจอแสดงผล LED ที่มีระยะพิทช์ขนาดเล็กลง ความต้องการที่สูงขึ้นจึงถูกวางลงบนไดรฟ์แนวนอน โดยพัฒนาจาก P-MOSFET แบบธรรมดาสำหรับการสลับแนวนอนไปเป็นไดรเวอร์แนวนอนอเนกประสงค์-ที่บูรณาการและทรงพลังยิ่งขึ้น การออกแบบและการเลือกไดรเวอร์แนวนอนยังต้องเผชิญกับความท้าทายหลัก 6 ประการ ได้แก่ การกำจัดแสงโกสต์ แรงดันย้อนกลับของชิป LED ปัญหา-การลัดวงจร - ครอสแฮร์วงจรเปิด ค่า VF ที่สูงเกินไปของชิป LED และการมีเพศสัมพันธ์ที่มีคอนทราสต์สูง

เงาผี

เมื่อสลับระหว่างหน้าจอการสแกน เนื่องจากเวลาที่ต้องใช้ในการเปิดและปิดทรานซิสเตอร์ PMOS และเพื่อให้ประจุกระจายบนความจุ Cr ของปรสิตของเส้นแถว ประจุที่ไม่มีการคายประจุของ VLED จากการสแกนแถวก่อนหน้าจะมีเส้นทางนำไฟฟ้าในทันทีที่ VLED และ OUT ของการสแกนแถวถัดไปเปิดขึ้น เมื่อเปิด Row(n) ความจุ Cr ของปรสิตของแถวจะถูกชาร์จตามศักย์ VCC เมื่อสลับไปที่ Row(n+1) ความต่างศักย์จะเกิดขึ้นระหว่าง Cr และ OUT และประจุจะถูกคายประจุผ่าน LED ทำให้เกิดไฟ LED สลัว

ดังนั้นจึงต้องคายประจุของตัวเก็บประจุ Cr ล่วงหน้า ณ เวลาพักสาย โดยปกติแล้ว ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตแนวนอนที่มีฟังก์ชันแบลงค์กิ้งในตัวจะใช้วงจรดึง-ลงเพื่อคายประจุบนความจุ Cr ของปรสิตอย่างรวดเร็วระหว่างการสลับ ยิ่งค่าศักย์ไฟฟ้าดึงลง-ต่ำลง เช่น แรงดันไฟฟ้าแบล็กกิ้ง VH ที่ตั้งไว้ ประจุของความจุของปรสิตจะถูกระบายออกเร็วขึ้น และผลของการกำจัดภาพซ้อนด้านบนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น โดยปกติแล้ว VH < VCC - 1V ก็เพียงพอที่จะกำจัดภาพซ้อนด้านบนได้

ไฟ LED แรงดันย้อนกลับ

แรงดันไฟกระชากย้อนกลับของชิป LED ส่งผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งาน และข้อบกพร่องของพิกเซลที่เกิดจากแรงดันไฟย้อนกลับเป็นปัญหาสำคัญสำหรับจอแสดงผล LED มาโดยตลอด โดยเฉพาะอย่างยิ่งจอแสดงผลที่มีระยะพิทช์ต่ำ-

เมื่อช่องเอาท์พุตปิด กระแสอิสระของตัวเหนี่ยวนำปรสิตจะชาร์จความจุของตัวเหนี่ยวนำที่ช่องอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดไฟฟ้าแรงสูงพุ่งสูงขึ้น การขัดขวางนี้เมื่อรวมกับทรานซิสเตอร์เอาท์พุตแนวนอน (HIP) จะทำให้เกิดแรงดันย้อนกลับทั่วทั้งชิป LED ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าแบลงค์ของ HIP จึงส่งผลต่อแรงดันย้อนกลับของชิป LED ด้วย ด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่ที่ช่องเอาต์พุตกระแสคงที่ แรงดันไฟฟ้าแบลงค์ HIP ที่สูงขึ้นส่งผลให้แรงดันย้อนกลับสำหรับชิป LED ลดลง แม้ว่าชิป LED โดยทั่วไปจะมีแรงดันย้อนกลับเล็กน้อยที่ 5V แต่การทดสอบของผู้ผลิตแสดงให้เห็นว่าแรงดันย้อนกลับที่ต่ำกว่า 1.4V สามารถลดข้อบกพร่องของพิกเซลที่เกิดจากแรงดันย้อนกลับได้อย่างมาก ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าแบลงก์ไม่ควรต่ำเกินไปสำหรับแก้ไขปัญหาแรงดันย้อนกลับของชิป LED โดยทั่วไปจะต้องไม่ต่ำกว่า VCC-2V

หนอนผีเสื้อลัดวงจร

เมื่อไฟ LED -ลัดวงจร ไฟ LED ที่ติดตลอดเวลาจะปรากฏขึ้นเป็นแถว หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าหนอนผีเสื้อลัดวงจร เมื่อไฟ LED ตรงกลางลัดวงจร- ไฟ LED ในแถวเดียวกันจะสร้างเส้นทางตามที่แสดงในแผนภาพด้านล่างเมื่อทำการสแกนแถวนั้น หากแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันระหว่าง VLED และจุด A มากกว่าค่าการส่องสว่างของ LED จะเกิดแถวของตัวหนอนที่สว่างตลอดเวลา

ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่าง-หนอนผีเสื้อวงจรกับ-วงจรข้ามคือ หนอนผีเสื้อวงจรสั้น-จะปรากฏขึ้นตราบใดที่หน้าจออยู่ในโหมดการสแกน ไม่ว่าลูกปัด LED จะแสดงภาพหรือไม่ก็ตาม ในขณะที่หนอนผีเสื้อวงจรเปิด-จะแสดงเฉพาะปัญหาการข้ามวงจรเปิด- เมื่อลูกปัด LED วงจรเปิด-ติดสว่างเท่านั้น โดยปกติจะแก้ไขได้โดยการเพิ่มแรงดันแบลงค์กิ้งของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตแนวนอน เพื่อให้ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่าแรงดันไปข้างหน้าของ LED VF เช่น VLED - VH < VF โดยทั่วไป VF แรงดันไปข้างหน้าสำหรับเม็ดบีด LED สีแดงคือ 1.6~2.4V และสำหรับเม็ดบีด LED สีเขียวและสีน้ำเงินจะอยู่ที่ 2.4~3.4V การทดสอบพบว่าลูกปัด LED สีแดงสามารถติดไฟได้ 1.4V; ดังนั้น ยกตัวอย่างลูกปัด LED สีแดง เมื่อ VH > VCC - 1.4V ปัญหาหนอนผีเสื้อลัดวงจรจะได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ เมื่อ VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V ไฟ LED สีแดงเพียงดวงเดียวที่อยู่ใต้จุดลัดวงจร-จะสว่างเล็กน้อย

กำลังเปิดครอส

เมื่อไฟ LED วงจรเปิด-ปรากฏขึ้นบนหน้าจอการสแกนและจุดนั้นสว่าง แรงดันไฟฟ้าของช่อง OUT1 จะถูกดึงลงไปต่ำกว่า 0.5V หากแรงดันไฟดับ VH ของศักย์ของแถวการสแกนคือ 3.5V เส้นทางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นสำหรับแถวของ LED นั้น ทำให้เกิดเอฟเฟกต์ "หนอนผีเสื้อ" ของวงจรเปิด-

เมื่อ LED เปิด-วงจร แรงดันไฟฟ้าของช่อง OUT1 จะถูกดึงลงไปต่ำกว่า 0.5V หรือ 0V สิ่งนี้ส่งผลต่อความจุของปรสิตคอลัมน์ Cr ผ่านความจุของปรสิต C1 และ C2 เมื่อดึงศักยภาพของ Cr ต่ำ ไฟ LED ในแถวเดียวกับไฟ LED วงจรเปิด-จะหรี่ลง

การลดแรงดันแบล็กกิ้งของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตแนวนอน (ทรานซิสเตอร์เอาท์พุต) สามารถแก้ปัญหาการข้ามวงจรเปิด{0}} เช่น แรงดันแบลงค์กิ้ง VH < 1.4V ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทรานซิสเตอร์เอาท์พุตบางตัวในอุตสาหกรรมยังใช้แรงดันไฟฟ้าแบลงค์กิ้งแบบปรับได้เพื่อลดแรงดันแบลงค์กิ้งให้ต่ำกว่า 1.4V เพื่อแก้ปัญหาการข้ามวงจรเปิด- แต่จะเพิ่มแรงดันย้อนกลับของ LED, เร่งความเสียหายของ LED และทำให้เกิดการลัดวงจร

ค่า VF ของ LED สูงเกินไป

ปัญหาของคอลัมน์ที่ยังคงสว่างอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากค่า VF ใน LED สูงเกินไปเป็นอีกปัญหาหนึ่งที่รบกวนผู้ใช้ โดยทั่วไป VF แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าที่กำหนดของ LED สีเขียวคือ 2.4~3.4V โดยปกติแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน 1.8V ระหว่างขั้วบวกและแคโทดของ LED สีเขียวก็เพียงพอที่จะส่องสว่าง อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าแบลงค์กิ้ง VH สูงเกินไปของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตแนวนอนจะทำให้คอลัมน์ยังคงสว่างอยู่ตลอดเวลา

นำ LED ที่มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า VF1=3.4 V เป็นคอลัมน์ เมื่อการสแกนไปถึง LED ถัดไป VOUT และ VLED1 จะเปิดพร้อมกัน แรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลของช่องคือ: VOUT=VLED1 - VF1 แรงดันไฟฟ้าตกคร่อม LED อื่นๆ ในคอลัมน์นั้นคือ: VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1 หาก VΔ > 1.8V อาจทำให้คอลัมน์ยังคงสว่างอยู่ตลอดเวลา เช่น VH - VLED1 + VF1 > 1.8V โดยที่ VLED=VCC (โดยไม่สนใจแรงดันตกของทรานซิสเตอร์เอาต์พุตแนวนอน) ดังนั้น VH > VCC - 1.6V จึงไม่เอื้อต่อการแก้ปัญหาคอลัมน์ที่ยังคงมีแสงสว่างอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากค่า VF ใน LED สูงเกินไป

การมีเพศสัมพันธ์ที่มีความคมชัดสูง

การควบคู่คอนทราสต์สูงหมายถึงปรากฏการณ์ที่ภาพที่สว่างซ้อนทับบนพื้นหลังที่มีความสว่างต่ำ- ทำให้เกิดการเปลี่ยนสีและทำให้มืดลงในบริเวณที่ภาพที่-ความสว่างและความสว่างต่ำ-วางขนานกัน ดังที่แสดงด้วยเส้นประในภาพด้านบน ซึ่งแสดงถึงภาพที่สว่างซ้อนทับ การมีเพศสัมพันธ์ที่มีคอนทราสต์สูงนี้เกิดจากการรบกวนระหว่างช่องคอลัมน์ผ่านทรานซิสเตอร์เอาท์พุตแนวนอน สามารถบรรเทาลงได้ในระดับหนึ่งโดยการออกแบบแรงดันแคลมป์ โดยคงระดับไว้ที่ระดับหนึ่งหลังจากการคายประจุ ซึ่งจะเป็นการลดแรงดันแบลงค์ของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตแนวนอน อย่างไรก็ตาม วิธีการออกแบบนี้ทำให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น การ-คอลัมน์ของวงจรมืดลง พื้นที่สีเทา-ต่ำปรากฏเป็นสีแดง และค่า VF ที่สูงเกินไปสำหรับ LED การปรับปรุงการเชื่อมต่อที่มีคอนทราสต์สูงจากมุมมองของไดรฟ์ในแนวนอนสามารถทำได้โดยการลดแรงดันไฟฟ้าแบล็กกิ้งลง แต่ส่งผลให้เกิดแรงดันย้อนกลับสูงเกินไปสำหรับ LED และปัญหาวงจร-ลัดวงจร "หนอนผีเสื้อ"

การเลือกแรงดันไฟฟ้าแบลงค์เอาท์พุตแนวนอน

โดยสรุป การเลือกแรงดันไฟฟ้าแบล็กกิ้งสำหรับทรานซิสเตอร์เอาท์พุตแนวนอน (HIP) เผชิญกับความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับประเด็นทั้ง 6 ประการที่กล่าวมาข้างต้น ซึ่งแต่ละประเด็นก็มีความยากเฉพาะของตัวเอง แรงดันไฟดับต้องไม่สูงหรือต่ำเกินไป โดยทั่วไปแล้ว ครอสแฮร์วงจรเปิด-จะถูกเคลียร์โดยการตรวจจับไดรฟ์กระแสคงที่ เนื่องจากแรงดันไฟดับที่ต่ำเกินไปจะลด-ความน่าเชื่อถือในระยะยาวของ LED ตารางด้านล่างสรุปช่วงแรงดันไฟฟ้าแบลงก์ที่เหมาะสมภายใต้สภาวะต่างๆ

ดังนั้น เมื่อพิจารณาถึงปัญหาการใช้งานต่างๆ แรงดันไฟฟ้าแบลงค์กิ้งที่ 3V~3.4V (VCC=5V) จึงเป็นตัวเลือกที่สมเหตุสมผล ซึ่งสามารถตอบสนองข้อกำหนดการออกแบบของโมดูลการสแกนต่างๆ และช่วยแก้ปัญหาการใช้งานต่างๆ ได้อย่างสมเหตุสมผล