技術(shù) | LED顯示屏鬼影、壞點(diǎn)十字架、低灰偏色的解決方法

　　LED顯示屏的顯示質(zhì)量一向與恒流驅動(dòng)芯片息息相關(guān)，如鬼影、壞點(diǎn)十字架、低灰偏色、第一掃偏暗、高對比耦合等問(wèn)題，而行驅動(dòng)作為單純的掃描要求一直以來(lái)不太受重視。隨著(zhù)小間距的發(fā)展，LED顯示屏同樣對行驅動(dòng)提出了更高的要求，從單純的P-MOSFET實(shí)現行切換，到集成度更高、功能更強的多功能行驅動(dòng)。而行驅動(dòng)的設計及選型同樣面臨上鬼影消除、燈珠反向電壓、短路毛毛蟲(chóng)、開(kāi)路十字架、燈珠VF值偏大、高對比耦合六大挑戰。

　　上鬼影

　　在掃描屏進(jìn)行切換時(shí)，由于PMOS管開(kāi)關(guān)的打開(kāi)和關(guān)閉以及行線(xiàn)寄生電容Cr上的電荷泄放需要一段時(shí)間，因此在下一行掃VLED與OUT開(kāi)啟瞬間，上一行掃VLED的未釋放的電荷有了導通路徑。Row(n)打開(kāi)時(shí)，行寄生電容Cr充電到VCC電位。切換到Row(n+1)時(shí)，Cr與OUT之間形成電位差，電荷通過(guò)燈珠進(jìn)行泄放，產(chǎn)生LED隱亮。

　　所以在換行時(shí)刻需要對Cr上的電荷進(jìn)行提前泄放，通常集成消隱功能的行管，通過(guò)加入下拉電路在進(jìn)行切換時(shí)，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

　　燈珠反向電壓

　　燈珠的反向沖擊電壓很大程度上影響著(zhù)燈珠的使用壽命，因反壓造成的壞點(diǎn)一直是LED顯示屏特別是小間距的痛點(diǎn)。

　　在輸出通道關(guān)閉時(shí)，因寄生電感的續流作用，會(huì )對通道處的寄生電容持續充電，形成很高的電壓毛刺。此時(shí)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(shí)影響著(zhù)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(chēng)反向電壓為5V，實(shí)際經(jīng)過(guò)廠(chǎng)商的測試，反壓在1.4V以下可以大幅度減少因反壓導致的壞點(diǎn)，所以針對燈珠反壓?jiǎn)?wèn)題消隱電壓不能過(guò)低，一般不低于VCC-2V。

　　短路毛毛蟲(chóng)

　　當LED短路時(shí)，會(huì )出現一列長(cháng)亮現象，一般稱(chēng)為短路毛毛蟲(chóng)。當中間LED燈珠短路時(shí)，同列的LED燈珠在掃描到該行時(shí)會(huì )形成如下圖所示通路，在VLED到A點(diǎn)之間如果壓差大于LED燈珠點(diǎn)亮值，則會(huì )形成一列常亮毛毛蟲(chóng)。

　　短路毛毛蟲(chóng)與開(kāi)路十字架最大區別在于短路毛毛蟲(chóng)只要屏幕處于掃描狀態(tài)，不管LED燈珠是否顯示圖像，都會(huì )顯現，而開(kāi)路毛毛蟲(chóng)只有在開(kāi)路燈珠被點(diǎn)亮的時(shí)候才會(huì )出現開(kāi)路十字架問(wèn)題。通常通過(guò)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(chóng)問(wèn)題。當VCC-2V

　　開(kāi)路十字架

　　在掃描屏中當出現燈珠開(kāi)路，該點(diǎn)被點(diǎn)亮時(shí)，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(huì )對該列燈珠形成導通通路，形成開(kāi)路毛毛蟲(chóng)。

　　當出現燈珠開(kāi)路，通道OUT1電壓被拉低到0.5V以下甚至0V，并通過(guò)寄生電容C1、C2影響到列寄生電容Cr，當Cr電位被拉低時(shí)，與開(kāi)路燈珠同一行的LED出現隱亮。

　　將消隱行管的消隱電壓調低可有效解決開(kāi)路十字架問(wèn)題即消隱電壓VH<1.4V。業(yè)內某些行管同樣利用可調消隱電壓的方式，將消隱電壓調低至1.4V以下來(lái)解決開(kāi)路十字架，但這樣會(huì )帶來(lái)LED反壓增大加速LED燈珠損壞及短路毛毛蟲(chóng)。

　　燈珠VF值偏大

　　由于燈珠VF值偏大而導致的列常亮同樣也是困擾用戶(hù)應用的問(wèn)題。通常綠燈標稱(chēng)正向電壓VF為2.4~3.4V，通常情況下綠燈陽(yáng)極、陰極壓差1.8V就能使之點(diǎn)亮，而行管的消隱電壓VH過(guò)高便會(huì )導致列常亮。

　　以燈珠正向電壓VF1=3.4V為列，當掃描至次燈珠時(shí)VOUT和VLED1同時(shí)打開(kāi)，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(huì )導致列常亮，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(wèn)題。

　　高對比耦合

　　高對比耦合指在低亮的背景下，疊加高亮畫(huà)面，低亮畫(huà)面與高亮畫(huà)面同行的區域出現偏色、偏暗現象，如圖9所示虛線(xiàn)處為疊加高亮畫(huà)面。高對比耦合現象為列通道通過(guò)行管相互干擾造成，通過(guò)設計鉗位電壓的方式即放電結束后保持在某一電平，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(huì )帶來(lái)短路列偏暗、低灰偏紅、燈珠VF值偏大等問(wèn)題。從行驅動(dòng)角度來(lái)改善高對比耦合可通過(guò)調低消隱電壓，但會(huì )帶來(lái)燈珠反壓偏大，短路毛毛蟲(chóng)問(wèn)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(wèn)題的挑戰，且分別存在一定的挑戰，消隱電壓不能過(guò)高或過(guò)低。通常開(kāi)路十字架由恒流驅動(dòng)偵測消除，因為過(guò)低的消隱電壓會(huì )降低燈珠長(cháng)期使用的可靠性。下表總結了各種情況下消隱電壓合適的范圍。

　　因此綜合處理各種應用問(wèn)題，消隱電壓在3V~3.4V(VCC=5V)是一個(gè)比較合理的選擇?？蓾M(mǎn)足用戶(hù)各類(lèi)掃描模組設計需求，從而合理解決多種應用問(wèn)題。