La qualité d'affichage des écrans LED a toujours été étroitement liée à la puce pilote à courant constant, résolvant des problèmes tels que les images fantômes, les réticules de pixels morts, le faible décalage de couleur en niveaux de gris, le premier balayage sombre et le couplage à contraste élevé. L'entraînement horizontal, en tant que simple exigence de numérisation, a traditionnellement reçu moins d'attention. Avec le développement d'écrans LED à pas plus petit, des exigences plus élevées sont imposées aux disques horizontaux, évoluant de simples P-MOSFET pour la commutation horizontale à des pilotes horizontaux multifonctionnels multifonctionnels plus intégrés et plus puissants. La conception et la sélection de pilotes horizontaux sont également confrontées à six défis majeurs : élimination des images fantômes, tension inverse des puces LED, problèmes de court-circuit-, réticule en circuit ouvert-, valeurs VF trop élevées des puces LED et couplage à contraste élevé.
Ombre fantôme
Lors de la commutation entre les écrans de balayage, en raison du temps nécessaire pour que les commutateurs du transistor PMOS s'allument et se désactivent, et pour que la charge se dissipe sur la capacité parasite Cr des lignes de rangée, la charge non déchargée de la VLED du balayage de rangée précédent a un chemin conducteur au moment où la VLED et la sortie du balayage de rangée suivant sont activées. Lorsque Row(n) est activé, la capacité parasite Cr de la rangée est chargée au potentiel VCC. Lors du passage à Row(n+1), une différence de potentiel se forme entre Cr et OUT, et la charge est déchargée à travers la LED, produisant une faible lumière LED.
Par conséquent, la charge du condensateur Cr doit être déchargée à l’avance au moment de la coupure de ligne. Habituellement, le transistor de sortie horizontale avec fonction de suppression intégrée utilise un circuit pull-down -pour décharger rapidement la charge sur la capacité parasite Cr pendant la commutation. Plus le potentiel d'abaissement -, c'est-à-dire la tension de suppression VH, est réglé bas, plus la charge sur la capacité parasite est déchargée rapidement et meilleur est l'effet d'élimination des images fantômes supérieures. Habituellement, VH < VCC - 1V est suffisant pour éliminer les images fantômes supérieures.
Tension inverse des LED
La surtension inverse des puces LED a un impact significatif sur leur durée de vie, et les défauts de pixels causés par la tension inverse ont toujours été une préoccupation majeure pour les écrans LED, en particulier ceux dotés d'écrans à petit-pas.
Lorsque le canal de sortie est désactivé, le courant de roue libre de l'inductance parasite charge continuellement la capacité parasite au niveau du canal, créant ainsi un pic de haute tension. Cette pointe, combinée au transistor de sortie horizontal (HIP), forme une tension inverse aux bornes de la puce LED. Par conséquent, la tension de suppression du HIP affecte également la tension inverse de la puce LED. Avec une tension fixe sur le canal de sortie à courant constant, une tension de suppression HIP plus élevée entraîne une tension inverse plus faible pour la puce LED. Alors que les puces LED ont généralement une tension inverse nominale de 5 V, les tests du fabricant ont montré qu'une tension inverse inférieure à 1,4 V peut réduire considérablement les défauts de pixels causés par la tension inverse. Par conséquent, la tension de suppression ne doit pas être trop faible pour résoudre les problèmes de tension inverse de la puce LED, généralement pas inférieure à VCC-2V.
Chenille de court-circuit-
Lorsqu'une LED est court-circuitée-, une rangée de LED allumées en permanence apparaît, communément appelée chenille de court-circuit-. Lorsque la LED du milieu est court-circuitée-, les LED de la même rangée formeront un chemin comme indiqué dans le schéma ci-dessous lors du balayage de cette ligne. Si la différence de tension entre la VLED et le point A est supérieure à la valeur d'éclairage de la LED, une rangée de chenilles constamment éclairées se formera.
La plus grande différence entre une chenille en court-circuit et une croix en circuit ouvert-est qu'une chenille en court-circuit apparaîtra tant que l'écran est en mode balayage, que les perles LED affichent ou non une image, tandis qu'une chenille en circuit ouvert-ne montre le problème de croix en circuit ouvert-que lorsque la perle LED en circuit ouvert-est allumée. Ce problème est généralement résolu en augmentant la tension de suppression du transistor de sortie horizontal afin que la différence de tension soit inférieure à la tension directe VF de la LED, c'est-à-dire VLED - VH < VF. Généralement, la tension directe VF pour les perles LED rouges est de 1,6 à 2,4 V, et pour les perles LED vertes et bleues, elle est de 2,4 à 3,4 V. Les tests ont montré qu'une perle LED rouge peut être allumée avec 1,4 V ; par conséquent, en prenant une perle LED rouge comme exemple, lorsque VH > VCC - 1.4V, le problème de chenille de court-circuit-est complètement résolu. Lorsque VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V, une seule LED rouge en dessous du point de court-circuit-est faiblement allumée.
Croix d'ouverture
Lorsqu'une LED en circuit ouvert-apparaît sur l'écran de balayage et que ce point est allumé, la tension du canal OUT1 est abaissée en dessous de 0,5 V. Si la tension de suppression VH du potentiel de la rangée de balayage est de 3,5 V, un chemin conducteur sera formé pour cette rangée de LED, créant un effet "chenille" en circuit ouvert.
Lorsqu'une LED est en circuit ouvert-, la tension du canal OUT1 est abaissée en dessous de 0,5 V, voire 0 V. Ceci affecte la capacité parasite de colonne Cr à travers les capacités parasites C1 et C2. Lorsque le potentiel de Cr est abaissé, les LED de la même rangée que la LED en circuit ouvert - s'atténueront.
L'abaissement de la tension de suppression du transistor de sortie horizontal (transistor de sortie) peut résoudre efficacement le problème croisé en circuit ouvert, c'est-à-dire la tension de suppression VH < 1,4 V. Certains transistors de sortie de l'industrie utilisent également des tensions de suppression réglables pour abaisser la tension de suppression en dessous de 1,4 V afin de résoudre le problème croisé de circuit ouvert, mais cela augmentera la tension inverse de la LED, accélérera les dommages à la LED et provoquera des courts-circuits.
La valeur VF de la LED est trop élevée.
Le problème des colonnes qui restent constamment allumées en raison de valeurs VF trop élevées dans les LED est un autre problème qui afflige les utilisateurs. En règle générale, la tension directe nominale VF d'une LED verte est de 2,4 à 3,4 V. Normalement, une différence de tension de 1,8 V entre l'anode et la cathode de la LED verte est suffisante pour l'allumer. Cependant, une tension de suppression VH trop élevée du transistor de sortie horizontale fera que la colonne restera constamment allumée.
En prenant une LED avec une tension directe VF1=3.4V comme colonne, lorsque le balayage atteint la LED suivante, VOUT et VLED1 s'allument simultanément. La tension aux bornes du canal est : VOUT=VLED1 - VF1. Les tensions aux bornes des autres LED de cette colonne sont : VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1. Si VΔ > 1,8 V, la colonne peut rester constamment allumée, c'est-à-dire VH - VLED1 + VF1 > 1,8 V, où VLED=VCC (en ignorant la chute de tension du transistor de sortie horizontale). Par conséquent, VH > VCC - 1.6V ne permet pas de résoudre le problème des colonnes restant constamment allumées en raison de valeurs VF trop élevées dans les LED.
Couplage à contraste élevé
Le couplage à contraste élevé fait référence au phénomène dans lequel une image lumineuse est superposée sur un arrière-plan à faible-luminosité, provoquant un changement de couleur et un assombrissement dans la zone où les images de faible-luminosité et de luminosité lumineuse-sont parallèles, comme le montre la ligne pointillée dans l'image ci-dessus, qui représente l'image lumineuse superposée. Ce couplage à contraste élevé est provoqué par des interférences entre les canaux de colonnes via les transistors de sortie horizontaux. Cela peut être atténué dans une certaine mesure en concevant une tension de blocage, en la maintenant à un certain niveau après la décharge, abaissant ainsi la tension de suppression du transistor de sortie horizontale. Cependant, cette méthode de conception introduit des problèmes tels qu'un assombrissement des colonnes de court-circuit-, des zones grises faibles- apparaissant rougeâtres et des valeurs VF excessivement élevées pour les LED. L'amélioration du couplage à contraste élevé du point de vue de l'entraînement horizontal peut être obtenue en abaissant la tension de suppression, mais cela entraîne une tension inverse trop élevée pour les LED et un problème de court-circuit "chenille".
Sélection de la tension de suppression de sortie horizontale
En résumé, la sélection de la tension de suppression pour le transistor de sortie horizontal (HIP) se heurte à des défis liés aux six problèmes mentionnés ci-dessus, chacun avec ses propres difficultés spécifiques. La tension de suppression ne peut pas être trop élevée ou trop basse. En règle générale, le réticule en circuit ouvert-est effacé par la détection d'un entraînement à courant constant, car une tension de suppression trop faible réduit la fiabilité à long terme-de la LED. Le tableau ci-dessous résume la plage appropriée de tension de suppression dans diverses conditions.
Par conséquent, compte tenu de divers problèmes d'application, une tension de suppression de 3 V ~ 3,4 V (VCC=5V) constitue un choix raisonnable. Cela peut répondre aux exigences de conception de divers modules de numérisation et ainsi résoudre raisonnablement plusieurs problèmes d'application.
