LED-näyttöjen näytön laatu on aina liittynyt kiinteästi jatkuvaan virtapiiriin, ja se on käsitellyt ongelmia, kuten haamukuvia, kuolleita pikselien hiusristikkoja, vähäistä harmaasävyvärin muutosta, tumma ensimmäinen skannaus ja korkea kontrastikytkentä. Vaakasuuntainen asema yksinkertaisena skannausvaatimuksena on perinteisesti saanut vähemmän huomiota. Pienempien LED-näyttöjen kehityksen myötä vaakasuuntaisille asemille asetetaan korkeampia vaatimuksia, ja ne kehittyvät yksinkertaisista P-MOSFETeista vaakasuuntaiseen vaihtoon integroituneempiin ja tehokkaampiin moni-monitoimiajureihin. Vaakasuuntaisten ohjainten suunnittelussa ja valinnassa on myös kuusi suurta haastetta: haamukuvien poistaminen, LED-sirujen käänteinen jännite, oikosulkuongelmat, avoimet-piirin ristit, LED-sirujen liian korkeat VF-arvot ja korkea kontrastikytkentä.
Ghost Shadow
Vaihdettaessa skannausnäyttöjen välillä, koska PMOS-transistorikytkimien päälle- ja poiskytkemiseen kuluva aika ja rivilinjojen loiskapasitanssin Cr haihduttaminen vaatii, VLED:n edellisen riviskannauksen purkautumattomalla varauksella on johtava polku, kun seuraavan rivin skannauksen VLED ja OUT kytketään päälle. Kun Rivi(n) on päällä, rivin loiskapasitanssi Cr varataan VCC-potentiaaliin. Kun vaihdetaan riviin (n+1), Cr:n ja OUT:n välille muodostuu potentiaaliero, ja lataus purkautuu LEDin kautta, mikä tuottaa himmeän LED-valon.
Siksi Cr-kondensaattorin varaus on purettava etukäteen linjakatkon aikana. Yleensä vaakalähtötransistori, jossa on integroitu sammutustoiminto, käyttää alasvetopiiriä purkaakseen nopeasti loiskapasitanssin Cr varauksen kytkennän aikana. Mitä pienemmäksi veto-alaspotentiaali eli sammutusjännite VH on asetettu, sitä nopeammin loiskapasitanssin varaus purkautuu, ja sitä parempi on ylemmän haamukuvion eliminointi. Yleensä VH < VCC - 1V riittää poistamaan ylemmän haamukuvan.
LED käänteinen jännite
LED-sirujen käänteisjännite vaikuttaa merkittävästi niiden käyttöikään, ja käänteisjännitteen aiheuttamat pikselivirheet ovat aina olleet suuri huolenaihe LED-näytöissä, erityisesti niissä, joissa on pieni{0}}korkeusnäyttö.
Kun lähtökanava on pois päältä, parasiittisen induktanssin vapaakäyntivirta lataa jatkuvasti loiskapasitanssia kanavassa, jolloin syntyy korkea jännitepiikki. Tämä piikki yhdessä horisontaalisen lähtötransistorin (HIP) kanssa muodostaa käänteisen jännitteen LED-sirun yli. Siksi HIP:n sammutusjännite vaikuttaa myös LED-sirun käänteiseen jännitteeseen. Kiinteällä jännitteellä vakiovirran lähtökanavalla korkeampi HIP-sammutusjännite johtaa pienempään käänteisjännitteeseen LED-sirulle. Vaikka LED-sirujen nimellinen paluujännite on tyypillisesti 5 V, valmistajan testaus on osoittanut, että alle 1,4 V:n käänteisjännite voi merkittävästi vähentää käänteisen jännitteen aiheuttamia pikselivirheitä. Siksi sammutusjännitteen ei pitäisi olla liian matala LED-sirun käänteisjänniteongelmien ratkaisemiseksi, yleensä vähintään VCC-2V.
Oikosulku{0}}toukka
Kun LED{0}}oikosuljetaan, näkyviin tulee rivi jatkuvasti palavia LED-valoja, jotka tunnetaan yleisesti oikosulkutoukkana. Kun keskimmäinen LED on oikosulussa-, saman rivin LEDit muodostavat polun alla olevan kaavion mukaisesti, kun kyseistä riviä skannataan. Jos VLED:n ja pisteen A välinen jännite-ero on suurempi kuin LEDin valaistusarvo, muodostuu rivi jatkuvasti palavia toukkia.
Suurin ero oikosulku-toukka avoimen-piiriristin välillä on se, että oikosulku-toukka näkyy niin kauan kuin näyttö on skannaustilassa riippumatta siitä, näyttävätkö LED-helmet kuvaa, kun taas avoin-LED-toukka näyttää vain avoimen piirin ongelman{5} palaa. Tämä ratkaistaan yleensä lisäämällä vaakalähtötransistorin sammutusjännitettä niin, että jännite-ero on pienempi kuin LEDin myötäsuuntainen jännite VF, eli VLED - VH < VF. Tyypillisesti lähtöjännite VF punaisille LED-helmille on 1,6–2,4 V ja vihreille ja sinisille LED-helmille 2,4–3,4 V. Testaus osoitti, että punainen LED-helmi voidaan sytyttää 1,4 V:lla; siksi, kun otetaan esimerkkinä punainen LED-helmi, kun VH > VCC - 1.4V, oikosulku-toukkaongelma on täysin ratkaistu. Kun VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V, vain yksi punainen LED oikosulkupisteen alapuolella palaa heikosti.
Avausristi
Kun avoimen-piirin LED-valo ilmestyy skannausnäytölle ja tämä kohta syttyy, kanavan OUT1 jännite lasketaan alle 0,5 V:n. Jos skannausrivin potentiaalin sammutusjännite VH on 3,5 V, tälle LED-riville muodostuu johtava polku, joka luo avoimen-piirin "toukka"-efektin.
Kun LED on auki-kytkettynä, kanavan OUT1 jännite vedetään alle 0,5 V:n tai jopa 0 V:n. Tämä vaikuttaa kolonnin loiskapasitanssiin Cr loiskapasitanssien C1 ja C2 kautta. Kun Cr:n potentiaali vedetään alhaiseksi, avoimen-LEDin kanssa samassa rivissä olevat LEDit himmenevät.
Vaakalähtötransistorin (lähtötransistorin) sammutusjännitteen alentaminen voi tehokkaasti ratkaista avoimen-piirin ristiongelman eli sammutusjännitteen VH < 1,4V. Jotkin alan lähtötransistorit käyttävät myös säädettäviä sammutusjännitteitä laskeakseen sammutusjännitteen alle 1,4 V:n avoimen-piirin ristiongelman ratkaisemiseksi, mutta tämä lisää LEDin käänteistä jännitettä, nopeuttaa LED-vaurioita ja aiheuttaa oikosulkuja.
LEDin VF-arvo on liian korkea.
Toinen käyttäjiä vaivaava ongelma on se, että sarakkeet pysyvät jatkuvasti valaistuina LEDien liian korkeiden VF-arvojen vuoksi. Tyypillisesti vihreän LEDin nimellinen myötäjännite VF on 2,4–3,4 V. Normaalisti 1,8 V jännite-ero vihreän LEDin anodin ja katodin välillä riittää sytyttämään sen. Vaakalähtötransistorin liian korkea sammutusjännite VH saa kuitenkin kolonnin pysymään jatkuvasti valaistuna.
Kun otetaan sarakkeeksi LED, jossa on myötäjännite VF1=3.4V, kun skannaus saavuttaa seuraavan LEDin, VOUT ja VLED1 syttyvät samanaikaisesti. Kanavan liittimen jännite on: VOUT=VLED1 - VF1. Saman sarakkeen muiden LEDien jännitteet ovat: VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1. Jos VΔ > 1,8 V, se voi aiheuttaa sen, että sarake pysyy jatkuvasti valaistuna, eli VH - VLED1 + VF1 > 1,8 V, jossa VLED=VCC (jätä huomioimatta vaakasuuntaisen lähtötransistorin jännitehäviö). Siksi VH > VCC - 1.6V ei auta ratkaisemaan sitä ongelmaa, että sarakkeet jäävät jatkuvasti palamaan LEDien liian korkeiden VF-arvojen vuoksi.
Korkeakontrastinen kytkentä
Korkeakontrastinen kytkentä viittaa ilmiöön, jossa kirkas kuva asetetaan matalan-kirkkauden taustalle, mikä aiheuttaa värin siirtymistä ja tummenemista alueella, jossa matalan-kirkkauden ja kirkkaiden-kirkkauskuvat ovat rinnakkain, kuten yllä olevassa kuvassa oleva katkoviiva, joka edustaa päällekkäistä kirkasta kuvaa, osoittaa. Tämä suurikontrastinen kytkentä johtuu pylväskanavien välisistä häiriöistä vaakasuuntaisten lähtötransistorien kautta. Sitä voidaan jossain määrin lieventää suunnittelemalla puristusjännite, pitämällä se tietyllä tasolla purkauksen jälkeen ja siten alentamalla vaakalähtötransistorin sammutusjännitettä. Tämä suunnittelumenetelmä aiheuttaa kuitenkin ongelmia, kuten oikosulkupylväs-tummumisen, matalat-harmaat alueet näyttävät punertavilta ja LED-valojen liian korkeat VF-arvot. Suuren kontrastin kytkennän parantaminen vaakasuoran käytön näkökulmasta voidaan saavuttaa alentamalla sammutusjännitettä, mutta tämä johtaa liian korkeaan käänteiseen jännitteeseen LEDeille ja "toukka"-oikosulkuongelmaan.
Vaakasuuntaisen lähdön sammutusjännitteen valinta
Yhteenvetona voidaan todeta, että vaakalähtötransistorin (HIP) sammutusjännitteen valinta kohtaa haasteita, jotka liittyvät edellä mainittuihin kuuteen asiaan, joista jokaisella on omat erityiset vaikeutensa. Sammutusjännite ei saa olla liian korkea tai liian matala. Tyypillisesti avoimen-piirin ristikko tyhjennetään jatkuvan virran taajuusmuuttajan tunnistuksella, koska liian alhainen sammutusjännite heikentää LEDin pitkän aikavälin luotettavuutta. Alla oleva taulukko esittää yhteenvedon sopivasta sammutusjännitteen alueesta eri olosuhteissa.
Siksi erilaisten sovellusongelmien vuoksi 3V–3,4V (VCC=5V) sammutusjännite on järkevä valinta. Tämä voi täyttää erilaisten skannausmoduulien suunnitteluvaatimukset ja ratkaista siten kohtuudella useita sovellusongelmia.
