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LED顯示屏鬼影、壞點(diǎn)十字架、低灰偏色是什么原因造成！

2019-01-25 12:23:45

led顯示屏的顯示質(zhì)量一向與恒流驅(qū)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、高對比耦合等問題，而行驅(qū)動(dòng)作為單純的掃描要求一直以來不太受重視。隨著小間距的發(fā)展，led顯示屏同樣對行驅(qū)動(dòng)提出了更高的要求，從單純的P-MOSFET實(shí)現(xiàn)行切換，到集成度更高、功能更強(qiáng)的多功能行驅(qū)動(dòng)。而行驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)及選型同樣面臨上鬼影消除、燈珠反向電壓、短路毛毛蟲、開路十字架、燈珠VF值偏大、高對比耦合六大挑戰(zhàn)。
上鬼影

在掃描屏進(jìn)行切換時(shí)，由于PMOS管開關(guān)的打開和關(guān)閉以及行線寄生電容Cr上的電荷泄放需要一段時(shí)間，因此在下一行掃VLED與OUT開啟瞬間，上一行掃VLED的未釋放的電荷有了導(dǎo)通路徑。Row(n)打開時(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(shè)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。
燈珠反向電壓（reverse voltage）

燈珠的反向沖擊電壓很大程度上影響著燈珠的使用壽命，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(xù)流作用，會(huì)對通道處的寄生電容持續(xù)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(biāo)稱反向電壓為5V，實(shí)際經(jīng)過廠商的測試，反壓在1.4V以下可以大幅度減少因反壓導(dǎo)致的壞點(diǎn)，所以針對燈珠反壓問題消隱電壓不能過低，一般不低于VCC-2V。
短路毛毛蟲
當(dāng)LED短路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一列長亮現(xiàn)象，一般稱為短路毛毛蟲。當(dāng)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。

短路毛毛蟲與開路十字架最大區(qū)別在于短路毛毛蟲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(xiàn)，而開路毛毛蟲只有在開路燈珠被點(diǎn)亮的時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)開路十字架問題。通常通過提高行管消隱電壓，使之壓差小于LED正向電壓VF，即VLED－VH<VF。通常紅色LED燈珠正向電壓（forward voltage）VF為1.6~2.4V，綠色和藍(lán)色LED燈珠正向電壓VF為2.4~3.4V。經(jīng)測試紅色燈珠1.4V即能使之點(diǎn)亮，故以紅色燈珠為例，當(dāng)VH>VCC－1.4V就能徹底解決短路毛毛蟲問題。當(dāng)VCC-2V<VH<VCC-1.4V時(shí)，僅有短路點(diǎn)下方一顆紅色LED被微弱點(diǎn)亮。
開路十字架
在掃描屏中當(dāng)出現(xiàn)燈珠開路，該點(diǎn)被點(diǎn)亮?xí)r，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(dǎo)通通路，形成開路毛毛蟲。
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當(dāng)出現(xiàn)燈珠開路，通道OUT1電壓被拉低到0.5V以下甚至0V，并通過寄生電容C1、C2影響到列寄生電容Cr，當(dāng)Cr電位被拉低時(shí)，與開路燈珠同一行的LED出現(xiàn)隱亮。
將消隱行管的消隱電壓調(diào)低可有效解決開路十字架問題即消隱電壓VH<1.4V。業(yè)內(nèi)某些行管同樣利用可調(diào)消隱電壓的方式，將消隱電壓調(diào)低至1.4V以下來解決開路十字架，但這樣會(huì)帶來LED反壓增大加速LED燈珠損壞及短路毛毛蟲。
燈珠VF值偏大

由于燈珠VF值偏大而導(dǎo)致的列常亮同樣也是困擾用戶應(yīng)用的問題。通常綠燈標(biāo)稱正向電壓VF為2.4~3.4V，通常情況下綠燈陽極、陰極壓差1.8V就能使之點(diǎn)亮，而行管的消隱電壓VH過高便會(huì)導(dǎo)致列常亮。

以燈珠正向電壓VF1=3.4V為列，當(dāng)掃描至次燈珠時(shí)VOUT和VLED1同時(shí)打開，
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(dǎo)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題。
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(qū)域出現(xiàn)偏色、偏暗現(xiàn)象，如圖9所示虛線處為疊加高亮畫面。高對比耦合現(xiàn)象為列通道通過行管相互干擾造成，通過設(shè)計(jì)鉗位電壓的方式即放電結(jié)束后保持在某一電平，從而調(diào)低行管消隱電壓，即可一定程度改善高對比耦合。但此設(shè)計(jì)方法會(huì)帶來短路列偏暗、低灰偏紅、燈珠VF值偏大等問題。從行驅(qū)動(dòng)角度來改善高對比耦合可通過調(diào)低消隱電壓，但會(huì)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(zhàn)，且分別存在一定的挑戰(zhàn)，消隱電壓不能過高或過低。通常開路十字架由恒流驅(qū)動(dòng)偵測消除，因?yàn)檫^低的消隱電壓會(huì)降低燈珠長期使用的可靠性。下表總結(jié)了各種情況下消隱電壓合適的范圍。

因此綜合處理各種應(yīng)用問題，消隱電壓在3V~3.4V（VCC=5V）是一個(gè)比較合理的選擇?？蓾M足用戶各類掃描模組設(shè)計(jì)需求，從而合理解決多種應(yīng)用問題。

信息來源：顯示之家

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