LED顯示行業之 屏幕現象分析1

LED顯示屏的顯示質量一向與恆流驅動芯片息息相關,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,

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隨着小間距的發展,LED顯示屏同樣對行驅動提出了更高的要求,從單純的P-MOSFET實現行切換,到集成度更高、功能更強的多功能行驅動。而行驅動的設計及選型同樣面臨上鬼影消除、短路毛毛蟲、開路十字架、高對比耦合等問題。

 

 

上鬼影

在掃描屏進行切換時,由於PMOS管開關的打開和關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開啓瞬間,上一行掃VLED的未釋放的電荷有了導通路徑。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<VCC-1V即可消除上鬼影。

 

下鬼影

下鬼影的原理和上鬼影的是一樣的。很多時候是同時產生的。在點亮當前行ROW的時候,當前行的電平一部分通過寄生電容傳遞到了下一行,造成下一行有暗亮的現象。爲了能消除這個現象,提高恆流芯片的點位差值,就可以消除。

 

 

短路毛毛蟲

當LED短路時,會出現一列長亮現象,一般稱爲短路毛毛蟲。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點之間如果壓差大於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別在於短路毛毛蟲只要屏幕處於掃描狀態,不管LED燈珠是否顯示圖像,都會顯現,而開路毛毛蟲只有在開路燈珠被點亮的時候纔會出現開路十字架問題。通常通過提高行管消隱電壓,使之壓差小於LED正向電壓VF,即VLED-VH<VF。通常紅色LED燈珠正向電壓(forward voltage)VF爲1.6~2.4V,綠色和藍色LED燈珠正向電壓VF爲2.4~3.4V。經測試紅色燈珠1.4V即能使之點亮,故以紅色燈珠爲例,當VH>VCC-1.4V就能徹底解決短路毛毛蟲問題。當VCC-2V<VH<VCC-1.4V時,僅有短路點下方一顆紅色LED被微弱點亮。

 

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域出現偏色、偏暗現象,如圖9所示虛線處爲疊加高亮畫面。高對比耦合現象爲列通道通過行管相互干擾造成,通過設計鉗位電壓的方式即放電結束後保持在某一電平,從而調低行管消隱電壓,即可一定程度改善高對比耦合。但此設計方法會帶來短路列偏暗、低灰偏紅、燈珠VF值偏大等問題。從行驅動角度來改善高對比耦合可通過調低消隱電壓,但會帶來燈珠反壓偏大,短路毛毛蟲問題。

行管消隱電壓選擇

綜上可知,行管消隱電壓的選擇面臨上述六大問題的挑戰,且分別存在一定的挑戰,消隱電壓不能過高或過低。通常開路十字架由恆流驅動偵測消除,因爲過低的消隱電壓會降低燈珠長期使用的可靠性。集創北方的ICN205X系列驅動IC都具有消除開路十字架功能。下表總結了各種情況下消隱電壓合適的範圍。

 

因此綜合處理各種應用問題,消隱電壓在3V~3.4V(VCC=5V)是一個比較合理的選擇。集創北方爲用戶提供了多款集成消隱行管,可以滿足用戶各類掃描模組設計需求,從而合理解決多種應用問題。

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