Kvalitet prikaza LED ekrana oduvijek je bio usko povezan sa čipom za drajvere s konstantnom strujom, rješavajući probleme kao što su duhovi, mrtvi pikselni križići, niska pomaka u nijansama sive boje, prvo tamno skeniranje i spajanje visokog kontrasta. Horizontalnom pogonu, kao jednostavnom zahtjevu za skeniranje, tradicionalno se pridaje manje pažnje. Sa razvojem LED displeja manjeg nagiba, postavljaju se veći zahtjevi za horizontalne pogone, evoluirajući od jednostavnih P-MOSFET-ova za horizontalno prebacivanje do integrisanijih i moćnijih multi-funkcionalnih horizontalnih drajvera. Dizajn i odabir horizontalnih drajvera također se suočavaju sa šest glavnih izazova: eliminacija ghostinga, reverzni napon LED čipova, problemi s kratkim-spojem, otvoreni-ukrštaj u krugu, pretjerano visoke vrijednosti VF LED čipova i visokokontrastna sprega.
Ghost Shadow
Prilikom prebacivanja između ekrana za skeniranje, zbog vremena potrebnog da se PMOS tranzistor uključi i isključi, te da se naboj rasprši na parazitnoj kapacitivnosti Cr linija reda, neispražnjeni naboj VLED-a iz prethodnog skeniranja reda ima provodljivu putanju u trenutku kada se uključe VLED i OUT iz sljedećeg skeniranja reda. Kada je red(n) uključen, parazitski kapacitet Cr reda se puni do VCC potencijala. Prilikom prebacivanja na red(n+1), razlika potencijala se formira između Cr i OUT, a punjenje se prazni kroz LED, stvarajući prigušeno LED svjetlo.
Stoga, punjenje na Cr kondenzatoru treba unaprijed isprazniti u vrijeme prekida linije. Obično, horizontalni izlazni tranzistor sa integrisanom funkcijom zatamnjenja koristi kolo za povlačenje-nadole za brzo pražnjenje naelektrisanja na parazitnoj kapacitivnosti Cr tokom prebacivanja. Što je niži pull{3}}potencijal, tj. blanking voltaž VH, to je brže pražnjenje naelektrisanja na parazitnom kapacitetu i bolji je efekat eliminacije gornjeg ghostinga. Obično je VH < VCC - 1V dovoljan da eliminiše gornje duhove.
LED obrnuti napon
Obrnuti udarni napon LED čipova značajno utječe na njihov vijek trajanja, a defekti piksela uzrokovani obrnutim naponom uvijek su bili glavna briga za LED ekrane, posebno one sa malim{0}}displejima.
Kada je izlazni kanal isključen, struja slobodnog hoda parazitne induktivnosti neprekidno puni parazitski kapacitet na kanalu, stvarajući visoki napon. Ovaj šiljak, u kombinaciji sa horizontalnim izlaznim tranzistorom (HIP), formira obrnuti napon na LED čipu. Stoga, napon blankinga HIP-a takođe utiče na obrnuti napon LED čipa. Sa fiksnim naponom na izlaznom kanalu konstantne struje, viši napon HIP blankinga rezultira nižim reverznim naponom za LED čip. Dok LED čipovi obično imaju nominalni reverzni napon od 5V, testiranje proizvođača pokazalo je da reverzni napon ispod 1,4V može značajno smanjiti defekte piksela uzrokovane obrnutim naponom. Stoga, napon zatamnjenja ne bi trebao biti prenizak za rješavanje problema obrnutog napona LED čipa, općenito ne niži od VCC-2V.
Gusjenica{0}} kratkog spoja
Kada je LED dioda kratko-spojena, pojavit će se niz stalno upaljenih LED dioda, poznatih kao gusjenica kratkog-spoja. Kada je srednja LED dioda kratko-spojena, LED diode u istom redu će formirati putanju kao što je prikazano na dijagramu ispod prilikom skeniranja tog reda. Ako je razlika napona između VLED-a i tačke A veća od vrijednosti osvjetljenja LED-a, formiraće se red stalno upaljenih gusjenica.
Najveća razlika između kratko{0}}gusjenice i otvorenog-ukršća je u tome što će se gusjenica kratkog-spoja pojavljivati sve dok je ekran u načinu skeniranja, bez obzira na to da li LED perle prikazuju sliku, dok gusjenica otvorenog-ukrštanja{1}}ukrsta{4} samo prikazuje problem otvorenih krugova} LED lampica otvorenog-kola je upaljena. Ovo se obično rješava povećanjem napona zatvaranja horizontalnog izlaznog tranzistora tako da razlika napona bude manja od napona naprijed LED diode VF, tj. VLED - VH < VF. Tipično, prednji napon VF za crvene LED perle je 1,6~2,4V, a za zelene i plave LED perle je 2,4~3,4V. Testiranje je pokazalo da crvena LED perla može biti upaljena sa 1,4V; stoga, uzimajući crvenu LED perlu kao primjer, kada VH > VCC - 1.4V, problem sa gusjenicom kratkog spoja- je potpuno riješen. Kada je VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V, samo jedna crvena LED dioda ispod tačke kratkog-slabo svijetli.
Opening Cross
Kada se na ekranu za skeniranje pojavi LED-otvoreno kolo i ta tačka svijetli, napon kanala OUT1 se spušta na ispod 0,5V. Ako je napon zatamnjenja VH potencijala reda skeniranja 3,5 V, provodna staza će se formirati za taj red LED dioda, stvarajući efekat "gusjenice" otvorenog-kola.
Kada je LED otvorena-uključena, napon kanala OUT1 se spušta na ispod 0,5V ili čak 0V. Ovo utiče na parazitski kapacitet Cr kolone kroz parazitne kapacitete C1 i C2. Kada se potencijal Cr smanji, LED diode u istom redu kao i LED dioda s otvorenim -sklopom će zagasiti.
Smanjenje napona zatamnjenja horizontalnog izlaznog tranzistora (izlaznog tranzistora) može efikasno riješiti problem križanja otvorenog-kola, tj. napon blanka VH < 1,4V. Neki izlazni tranzistori u industriji također koriste podesivi napon zatamnjenja kako bi snizili napon zatamnjenja ispod 1,4V kako bi riješili problem križanja otvorenog-kola, ali to će povećati obrnuti napon LED-a, ubrzati oštećenje LED-a i uzrokovati kratke spojeve.
VF vrijednost LED diode je previsoka.
Problem kolona koji ostaju stalno upaljeni zbog previsokih VF vrijednosti u LED diodama je još jedan problem koji muči korisnike. Tipično, nominalni prednji napon VF zelene LED diode je 2,4~3,4V. Normalno, razlika napona od 1,8 V između anode i katode zelene LED diode je dovoljna da se upali. Međutim, previsoki napon zatamnjenja VH horizontalnog izlaznog tranzistora će uzrokovati da kolona ostane stalno upaljena.
Uzimajući LED sa prednjim naponom VF1=3.4V kao kolonu, kada skeniranje dostigne sljedeći LED, VOUT i VLED1 se uključuju istovremeno. Napon terminala kanala je: VOUT=VLED1 - VF1. Naponi na ostalim LED diodama u toj koloni su: VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1. Ako je VΔ > 1.8V, to može uzrokovati da kolona ostane stalno upaljena, tj. VH - VLED1 + VF1 > 1.8V, gdje je VLED=VCC (zanemarujući pad napona horizontalnog izlaznog tranzistora). Stoga, VH > VCC - 1.6V nije pogodan za rješavanje problema kolona koji ostaju stalno upaljeni zbog pretjerano visokih vrijednosti VF u LED diodama.
Spajanje visokog kontrasta
Povezivanje visokog kontrasta se odnosi na fenomen gdje se svijetla slika preklapa sa pozadinom niske-osvjetline, što uzrokuje pomak boje i zamračenje u području gdje su slike niske-svjetline i svijetle-osvjetline paralelne, kao što je prikazano isprekidanom linijom na gornjoj slici, koja predstavlja superponiranu svijetlu sliku. Ovo spajanje visokog kontrasta uzrokovano je interferencijom između kanala kolone kroz horizontalne izlazne tranzistore. Može se donekle ublažiti projektovanjem napona stezanja, održavajući ga na određenom nivou nakon pražnjenja, čime se snižava napon zatvaranja horizontalnog izlaznog tranzistora. Međutim, ovaj metod dizajna uvodi probleme kao što su kratko{6}}zamračenje stupaca, niske-sive oblasti koje izgledaju crvenkasto i pretjerano visoke vrijednosti VF za LED diode. Poboljšanje visokokontrastne sprege iz perspektive horizontalnog pogona može se postići smanjenjem napona zatamnjenja, ali to rezultira pretjerano visokim reverznim naponom za LED diode i problemom kratkog spoja "gusjenice" -.
Odabir horizontalnog izlaznog napona za zatvaranje
Ukratko, odabir napona zatamnjenja za horizontalni izlazni tranzistor (HIP) suočava se sa izazovima vezanim za šest gore navedenih problema, svaki sa svojim specifičnim poteškoćama. Napon slepljivanja ne može biti previsok ili prenizak. Tipično, križić otvorenog-kola se uklanja detekcijom pogona konstantne struje, jer pretjerano nizak napon zatamnjenja smanjuje dugoročnu-pouzdanost LED-a. Tabela u nastavku rezimira prikladan raspon napona prigušenja pod različitim uvjetima.
Stoga, uzimajući u obzir različite probleme primjene, napon slepljivanja od 3V~3.4V (VCC=5V) je razuman izbor. Ovo može zadovoljiti zahtjeve dizajna različitih modula za skeniranje i na taj način razumno riješiti višestruke probleme primjene.
