Kvalita zobrazenia LED displejov vždy úzko súvisela s čipom ovládača s konštantným prúdom, ktorý riešil problémy, ako sú duchovia, nitkový kríž s mŕtvymi pixelmi, nízky farebný posun v odtieňoch sivej, tmavé prvé skenovanie a spojenie s vysokým kontrastom. Horizontálnemu pohonu, ako požiadavke jednoduchého skenovania, sa tradične venuje menšia pozornosť. S vývojom LED displejov s menším rozstupom sa kladú vyššie požiadavky na horizontálne mechaniky, ktoré sa vyvíjajú od jednoduchých P-MOSFET na horizontálne prepínanie k integrovanejším a výkonnejším multifunkčným-vodorovným meničom. Návrh a výber horizontálnych ovládačov tiež čelia šiestim hlavným výzvam: eliminácia duchov, reverzné napätie LED čipov, problémy so skratom -okruhu, otvorený- nitkový kríž obvodu, príliš vysoké hodnoty VF čipov LED a spojenie s vysokým kontrastom.
Tieň duchov
Pri prepínaní medzi skenovacími obrazovkami v dôsledku času potrebného na zapnutie a vypnutie PMOS tranzistora a na rozptýlenie náboja na parazitnej kapacite Cr riadkov riadkov, nevybitý náboj VLED z predchádzajúceho riadkového skenovania má vodivú dráhu v okamihu, keď sú zapnuté VLED a OUT skenovania ďalšieho riadku. Keď je riadok (n) zapnutý, parazitná kapacita Cr riadku sa nabije na potenciál VCC. Pri prepnutí na Row(n+1) sa medzi Cr a OUT vytvorí potenciálny rozdiel a cez LED sa vybije náboj, čím sa vytvorí slabé svetlo LED.
Preto je potrebné náboj na kondenzátore Cr vybiť vopred v čase prerušenia linky. Horizontálny výstupný tranzistor s integrovanou funkciou vypínania zvyčajne používa sťahovací obvod na rýchle vybitie parazitnej kapacity Cr počas spínania. Čím nižší je potenciál poklesu, tj zatemňovacie napätie VH, tým rýchlejšie sa vybije náboj na parazitnej kapacite a tým lepší je efekt eliminácie horného tieňovania. Zvyčajne je VH < VCC - 1V postačujúce na odstránenie horných duchov.
Reverzné napätie LED
Reverzné rázové napätie čipov LED výrazne ovplyvňuje ich životnosť a chyby pixelov spôsobené reverzným napätím boli vždy hlavným problémom displejov LED, najmä tých s displejmi s malým -rozstupom.
Keď je výstupný kanál vypnutý, voľnobežný prúd parazitnej indukčnosti nepretržite nabíja parazitnú kapacitu na kanáli, čím sa vytvorí vysokonapäťový hrot. Tento hrot v kombinácii s horizontálnym výstupným tranzistorom (HIP) vytvára spätné napätie na čipe LED. Preto zatemňovacie napätie HIP ovplyvňuje aj spätné napätie LED čipu. Pri pevnom napätí na výstupnom kanáli konštantného prúdu má vyššie zatemňovacie napätie HIP za následok nižšie spätné napätie pre LED čip. Zatiaľ čo LED čipy majú zvyčajne nominálne spätné napätie 5 V, testovanie výrobcu ukázalo, že spätné napätie pod 1,4 V môže výrazne znížiť chyby pixelov spôsobené spätným napätím. Preto by zatemňovacie napätie nemalo byť príliš nízke na riešenie problémov so spätným napätím LED čipu, vo všeobecnosti nie nižšie ako VCC-2V.
Húsenica krátkeho obvodu
Keď je LED skrat{0}}objaví sa rad nepretržite svietiacich LED diód, bežne známych ako húsenica skratu{1}}. Keď je stredná dióda LED skratovaná-, diódy LED v tom istom rade vytvoria pri skenovaní tohto riadku cestu, ako je znázornené na obrázku nižšie. Ak je rozdiel napätia medzi VLED a bodom A väčší ako hodnota osvetlenia LED, vytvorí sa rad neustále svietiacich húseníc.
Najväčší rozdiel medzi húsenicou skratu{0}}a otvoreným-prekrížením obvodu je v tom, že húsenica skratu{2}}obvodu sa zobrazí, pokiaľ je obrazovka v režime skenovania, bez ohľadu na to, či korálky LED zobrazujú obraz, zatiaľ čo húsenica s otvoreným-obvodom5 zobrazuje problém s otvoreným okruhom{4}} iba vtedy, keď je rozsvietený{4}} okruh{4}} Toto sa zvyčajne rieši zvýšením zatemňovacieho napätia horizontálneho výstupného tranzistora tak, aby rozdiel napätia bol menší ako priepustné napätie LED VF, tj VLED - VH < VF. Typicky je predné napätie VF pre červené LED guľôčky 1,6~2,4V a pre zelené a modré LED guľôčky je to 2,4~3,4V. Testovanie ukázalo, že červená LED gulička môže svietiť 1,4 V; ak si teda vezmeme ako príklad červenú korálku LED, keď VH > VCC - 1.4V, problém s húsenicou skratu{18}}je úplne vyriešený. Keď VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V, slabo svieti iba jedna červená LED pod bodom skratu-.
Otvárací kríž
Keď sa na skenovacej obrazovke zobrazí LED dióda otvoreného obvodu{0}} a tento bod sa rozsvieti, napätie kanála OUT1 sa zníži pod 0,5 V. Ak je zatemňovacie napätie VH potenciálu snímacieho radu 3,5 V, pre tento rad LED sa vytvorí vodivá dráha, čím sa vytvorí efekt „húsenice“ s otvoreným-obvodom.
Keď je LED dióda otvorená{0}}, napätie na kanáli OUT1 sa zníži pod 0,5 V alebo dokonca 0 V. To ovplyvňuje parazitnú kapacitu stĺpca Cr cez parazitné kapacity C1 a C2. Keď sa potenciál Cr zníži na minimum, LED diódy v rovnakom rade ako LED dióda s otvoreným obvodom-stmavnú.
Zníženie zatemňovacieho napätia horizontálneho výstupného tranzistora (výstupného tranzistora) môže efektívne vyriešiť problém s prekrížením otvoreného -obvodu, tj zatemňovacie napätie VH < 1,4 V. Niektoré výstupné tranzistory v tomto odvetví tiež používajú nastaviteľné zatemňovacie napätie na zníženie zatemňovacieho napätia pod 1,4 V na vyriešenie problému s prekrížením otvoreného-obvodu, čo však zvýši spätné napätie LED, urýchli poškodenie LED a spôsobí skraty.
Hodnota VF LED je príliš vysoká.
Ďalším problémom, ktorý trápi používateľov, je problém, že stĺpce stále svietia kvôli príliš vysokým hodnotám VF v LED diódach. Typicky je nominálne dopredné napätie VF zelenej LED 2,4~3,4V. Bežne na jej rozsvietenie stačí rozdiel napätia 1,8V medzi anódou a katódou zelenej LED. Príliš vysoké zatemňovacie napätie VH horizontálneho výstupného tranzistora však spôsobí, že stĺpec zostane stále svietiť.
Ak použijete LED s dopredným napätím VF1=3.4V ako stĺpec, keď skenovanie dosiahne ďalšiu LED, VOUT a VLED1 sa súčasne rozsvietia. Napätie na kanáli je: VOUT=VLED1 - VF1. Napätia na ostatných LED v tomto stĺpci sú: VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1. Ak Δ > 1,8 V, môže to spôsobiť, že stĺpec zostane stále svietiť, tj VH - VLED1 + VF1 > 1,8 V, kde VLED=VCC (ignoruje pokles napätia v horizontálnom výstupnom tranzistore). Preto VH > VCC - 1.6V neprispieva k riešeniu problému, kedy stĺpce zostávajú neustále rozsvietené v dôsledku príliš vysokých hodnôt VF v LED.
Spojka s vysokým kontrastom
Väzba vysokého kontrastu sa týka javu, pri ktorom sa jasný obrázok prekrýva na pozadí s nízkym{0}}jasom, čo spôsobuje posun farieb a stmavnutie v oblasti, kde sú obrázky s nízkym -jasom a jasným-jasom paralelné, ako ukazuje bodkovaná čiara na obrázku vyššie, ktorá predstavuje prekrývajúci sa jasný obrázok. Toto spojenie s vysokým kontrastom je spôsobené interferenciou medzi stĺpcovými kanálmi cez horizontálne výstupné tranzistory. Dá sa to do určitej miery zmierniť navrhnutím upínacieho napätia, jeho udržaním na určitej úrovni po vybití, čím sa zníži zatemňovacie napätie horizontálneho výstupného tranzistora. Tento spôsob navrhovania však prináša problémy, ako je skrat{6}}stmavnutie stĺpca, nízke-sivé oblasti, ktoré sa javia ako červenkasté, a príliš vysoké hodnoty VF pre LED diódy. Zlepšenie spojenia s vysokým kontrastom z perspektívy horizontálneho pohonu možno dosiahnuť znížením zatemňovacieho napätia, čo však vedie k príliš vysokému spätnému napätiu pre LED diódy a k problému „húsenkového“ skratu-.
Voľba horizontálneho výstupného zatemňovacieho napätia
Stručne povedané, výber zatemňovacieho napätia pre horizontálny výstupný tranzistor (HIP) čelí výzvam súvisiacim so šiestimi vyššie uvedenými problémami, z ktorých každý má svoje vlastné špecifické ťažkosti. Zatemňovacie napätie nemôže byť príliš vysoké ani príliš nízke. Zameriavač otvoreného-obvodu sa zvyčajne vymaže detekciou pohonu konštantným prúdom, pretože príliš nízke zatemňovacie napätie znižuje dlhodobú-spoľahlivosť LED. Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje vhodný rozsah zatemňovacieho napätia pri rôznych podmienkach.
Vzhľadom na rôzne aplikačné problémy je preto rozumnou voľbou zatemňovacie napätie 3V~3,4V (VCC=5V). To môže spĺňať konštrukčné požiadavky rôznych skenovacích modulov a tak rozumne vyriešiť viaceré aplikačné problémy.
