A LED-kijelzők megjelenítési minősége mindig is szorosan összefüggött az állandó áramú illesztőprogram-chippel, olyan problémákkal foglalkozva, mint a szellemkép, az elhalt pixelkereszt, az alacsony szürkeárnyalatos színeltolódás, a sötét első beolvasás és a nagy kontrasztú csatolás. A vízszintes meghajtó, mint egyszerű szkennelési követelmény hagyományosan kevesebb figyelmet kapott. A kisebb hangosztású LED-kijelzők fejlesztésével egyre magasabb követelményeket támasztanak a vízszintes meghajtókkal szemben, az egyszerű P-MOSFET-ektől a vízszintes váltáshoz az integráltabb és erősebb, több-funkciós vízszintes meghajtók felé fejlődtek. A vízszintes meghajtók tervezése és kiválasztása szintén hat fő kihívással néz szembe: a szellemképek kiküszöbölése, a LED-chipek fordított feszültsége, a rövid{5}}áramköri problémák, a nyitott-áramköri szálkereszt, a LED chipek túl magas VF-értékei és a nagy kontrasztú csatolás.
Ghost Shadow
A letapogatási képernyők közötti váltásnál a PMOS tranzisztoros kapcsolók be- és kikapcsolásához szükséges idő, valamint a sorvonalak Cr parazita kapacitásán történő töltés disszipációja miatt az előző sor letapogatásból származó VLED kisütetlen töltése vezető úttal rendelkezik abban a pillanatban, amikor a következő soros letapogatás VLED és OUT bekapcsol. Amikor a Row(n) be van kapcsolva, a sor Cr parazita kapacitása fel van töltve a VCC potenciálra. A Row(n+1) váltáskor potenciálkülönbség keletkezik a Cr és az OUT között, és a töltés a LED-en keresztül kisül, ami halvány LED-fényt eredményez.
Ezért a Cr kondenzátor töltését a vonalszakadás idején előre le kell meríteni. Általában a vízszintes kimeneti tranzisztor integrált kikapcsolási funkcióval egy lehúzó-áramkört használ a Cr parazita kapacitás töltésének gyors kisütésére kapcsolás közben. Minél alacsonyabb a pull-potenciál, azaz a VH kioltási feszültség, annál gyorsabban kisül a parazita kapacitás töltése, és annál jobb a felső szellemkép kiküszöbölése. Általában a VH < VCC - 1V elegendő a felső szellemkép kiküszöbölésére.
LED fordított feszültség
A LED-chipek fordított túlfeszültsége jelentősen befolyásolja élettartamukat, és a fordított feszültség okozta pixelhibák mindig is komoly problémát jelentettek a LED-kijelzők esetében, különösen a kis{0}}kijelzővel rendelkezőknél.
Amikor a kimeneti csatorna ki van kapcsolva, a parazita induktivitás szabadonfutó árama folyamatosan tölti a csatorna parazita kapacitását, és nagy feszültségcsúcsot hoz létre. Ez a tüske a vízszintes kimeneti tranzisztorral (HIP) kombinálva fordított feszültséget képez a LED chipen. Ezért a HIP kikapcsolási feszültsége befolyásolja a LED chip fordított feszültségét is. Az állandó áramú kimeneti csatornán rögzített feszültség mellett a magasabb HIP-kioltó feszültség alacsonyabb fordított feszültséget eredményez a LED chip számára. Míg a LED chipek névleges fordított feszültsége általában 5 V, a gyártói tesztek kimutatták, hogy az 1,4 V alatti fordított feszültség jelentősen csökkentheti a fordított feszültség okozta pixelhibákat. Ezért a kikapcsolási feszültség nem lehet túl alacsony a LED chip fordított feszültséggel kapcsolatos problémák megoldásához, általában nem alacsonyabb, mint VCC-2V.
Rövidzár{0}}hernyó
Ha egy LED-et rövidre{0}}zárnak, akkor folyamatosan világító LED-ek sora jelenik meg, amelyeket rövidre{1}}zárlati hernyóként ismernek. Ha a középső LED rövidre van-zárva, az ugyanabban a sorban lévő LED-ek az alábbi ábrán látható útvonalat képezik a sor beolvasásakor. Ha a VLED és az A pont közötti feszültségkülönbség nagyobb, mint a LED megvilágítási értéke, akkor folyamatosan világító hernyók sora képződik.
A legnagyobb különbség a rövidre{0}}zárlatos hernyó és a nyitott-áramköri kereszt között az, hogy a rövidzárlati hernyó mindaddig látható, amíg a képernyő letapogatási módban van, függetlenül attól, hogy a LED-gyöngyök képet jelenítenek-e meg, míg a nyitott-áramköri hernyó csak akkor jelzi, ha a nyitott{5}áramkör probléma{4} világít. Ezt általában úgy oldják meg, hogy megnövelik a vízszintes kimeneti tranzisztor kikapcsolási feszültségét úgy, hogy a feszültségkülönbség kisebb legyen, mint a LED előremenő feszültsége VF, azaz VLED - VH < VF. A VF előremenő feszültség a piros LED-gyöngyöknél általában 1,6-2,4 V, a zöld és kék LED-gyöngyöknél pedig 2,4-3,4 V. A tesztelés azt mutatta, hogy egy piros LED gyöngy 1,4 V-tal világíthat; ezért egy piros LED gyöngyöt veszünk példának, amikor VH > VCC - 1.4V, a zárlati-hernyó probléma teljesen megoldódott. Ha VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V, a rövidzárlati pont alatt csak egy piros LED világít gyengén.
Nyitó kereszt
Amikor egy nyitott{0}}áramkör LED megjelenik a pásztázási képernyőn, és ez a pont világít, az OUT1 csatorna feszültsége 0,5 V alá csökken. Ha a letapogatási sor potenciáljának VH kioltási feszültsége 3,5 V, akkor az adott LED-sor számára vezető út alakul ki, ami nyitott-áramköri "hernyó" effektust hoz létre.
Amikor egy LED nyitott{0}}áramkörbe van kapcsolva, az OUT1 csatorna feszültsége 0,5 V alá vagy akár 0 V alá csökken. Ez a C1 és C2 parazitakapacitásokon keresztül befolyásolja az oszlop Cr parazita kapacitását. Ha a Cr potenciálja alacsony, a nyitott{7}}áramköri LED-del azonos sorban lévő LED-ek elhalványulnak.
A vízszintes kimeneti tranzisztor (kimeneti tranzisztor) kikapcsolási feszültségének csökkentése hatékonyan megoldhatja a nyitott-áramköri keresztproblémát, azaz a VH < 1,4 V kikapcsolási feszültséget. Az iparban egyes kimeneti tranzisztorok állítható kikapcsolási feszültséget is használnak, hogy az elzárási feszültséget 1,4 V alá csökkentsék, hogy megoldják a nyitott-áramköri keresztproblémát, de ez megnöveli a LED fordított feszültségét, felgyorsítja a LED károsodását és rövidzárlatot okoz.
A LED VF értéke túl magas.
Egy másik probléma, amely a felhasználókat sújtja, hogy az oszlopok folyamatosan világítanak a LED-ek túl magas VF-értékei miatt. Általában a zöld LED névleges előremenő feszültsége VF 2,4–3,4 V. Általában a zöld LED anódja és katódja közötti 1,8 V feszültségkülönbség elegendő a megvilágításhoz. Azonban a vízszintes kimeneti tranzisztor túl magas VH kioltási feszültsége miatt az oszlop folyamatosan világít.
Ha egy VF{0}}V előremenő feszültségű LED-et oszlopként veszünk, amikor a pásztázás eléri a következő LED-et, a VOUT és a VLED1 egyszerre kapcsol be. A csatorna kivezetésének feszültsége: VOUT=VLED1 - VF1. Az oszlopban lévő többi LED feszültsége a következő: VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1. Ha VΔ > 1,8 V, akkor az oszlop folyamatosan világíthat, azaz VH - VLED1 + VF1 > 1,8 V, ahol VLED=VCC (figyelmen kívül hagyva a vízszintes kimeneti tranzisztor feszültségesését). Ezért a VH > VCC - 1.6V nem alkalmas arra, hogy az oszlopok folyamatosan világítsák a LED-ek túl magas VF-értékei miatt.
Nagy kontrasztú csatolás
A nagy kontrasztú csatolás arra a jelenségre utal, amikor egy világos kép alacsony-fényerősségű háttérre kerül, ami színeltolódást és sötétedést okoz azokon a területeken, ahol az alacsony-fényerősségű és a világos{2}}fényerősségű képek párhuzamosak, amint azt a fenti képen a szaggatott vonal mutatja, amely az egymásra helyezett világos képet jelöli. Ezt a nagy kontrasztú csatolást az oszlopcsatornák közötti interferencia okozza a vízszintes kimeneti tranzisztorokon keresztül. Ez bizonyos mértékig mérsékelhető szorítófeszültség tervezésével, kisütés utáni szinten tartásával, ezáltal csökkentve a vízszintes kimeneti tranzisztor kikapcsolási feszültségét. Ez a tervezési módszer azonban olyan problémákat vet fel, mint a rövidzár{6}}oszlop sötétedése, az alacsony-szürke területek vöröses megjelenése és a LED-ek túlságosan magas VF-értéke. A nagy kontrasztú csatolás a vízszintes hajtás perspektívájából javítható a kioltási feszültség csökkentésével, de ez túlzottan magas fordított feszültséget eredményez a LED-eknél, és "hernyó" rövidzárlati problémát okoz.
Vízszintes kimeneti zárófeszültség kiválasztása
Összefoglalva, a vízszintes kimeneti tranzisztor (HIP) kikapcsolási feszültségének kiválasztása a fent említett hat problémával kapcsolatos kihívásokkal néz szembe, amelyek mindegyikének megvannak a maga sajátos nehézségei. Az elzáró feszültség nem lehet túl magas vagy túl alacsony. Általában a nyitott-áramköri szálkeresztet az állandó áramú meghajtó észlelése törli, mivel a túl alacsony kioltási feszültség csökkenti a LED hosszú távú megbízhatóságát. Az alábbi táblázat összefoglalja a kioltási feszültség megfelelő tartományát különböző körülmények között.
Ezért, figyelembe véve a különféle alkalmazási problémákat, a 3V~3,4V (VCC=5V) kioltófeszültség ésszerű választás. Ez megfelel a különféle szkennelési modulok tervezési követelményeinek, és így ésszerűen megoldja az alkalmazási problémákat.
