Kvaliteta prikaza LED zaslona oduvijek je bila usko povezana s pogonskim čipom konstantne struje, rješavajući probleme kao što su duhovi, mrtvi pikselni križići, nizak pomak u sivim tonovima, tamno prvo skeniranje i spajanje visokog kontrasta. Horizontalnom pogonu, kao jednostavnom zahtjevu za skeniranje, tradicionalno se pridavalo manje pažnje. S razvojem LED zaslona manjeg koraka, postavljaju se veći zahtjevi na vodoravne pogone, razvijajući se od jednostavnih P-MOSFET-ova za vodoravno prebacivanje do integriranijih i snažnijih više-funkcionalnih horizontalnih pogona. Dizajn i odabir vodoravnih drajvera također se suočavaju sa šest glavnih izazova: uklanjanje duhova, obrnuti napon LED čipova, problemi s kratkim-spojem, otvoreni-križići kruga, pretjerano visoke VF vrijednosti LED čipova i povezivanje visokog kontrasta.
Sjena duhova
Prilikom prebacivanja između ekrana za skeniranje, zbog vremena potrebnog za uključivanje i isključivanje PMOS tranzistora i za raspršivanje naboja na parazitskom kapacitetu Cr rednih linija, neispražnjeni naboj VLED-a iz prethodnog skeniranja reda ima vodljivi put u trenutku kada su VLED i OUT skeniranja sljedećeg reda uključeni. Kada je Row(n) uključen, parazitni kapacitet Cr retka nabijen je na VCC potencijal. Prilikom prebacivanja na Row(n+1), stvara se potencijalna razlika između Cr i OUT, a naboj se prazni kroz LED, proizvodeći prigušeno LED svjetlo.
Stoga se naboj na Cr kondenzatoru mora isprazniti unaprijed u trenutku prekida linije. Obično horizontalni izlazni tranzistor s integriranom funkcijom zatamnjenja koristi sklop-povlačenje prema dolje za brzo pražnjenje naboja parazitnog kapaciteta Cr tijekom prebacivanja. Što je niži potencijal pada-dolje, tj. napon gašenja VH, to se brže prazni parazitni kapacitet i bolji je učinak eliminacije gornjeg dvostrukog efekta. Obično je VH < VCC - 1V dovoljan da eliminira gornje dupliranje.
LED reverzni napon
Obrnuti udarni napon LED čipova značajno utječe na njihov životni vijek, a defekti piksela uzrokovani obrnutim naponom oduvijek su bili glavna briga za LED zaslone, posebno one s malim-razmakom zaslona.
Kad je izlazni kanal isključen, struja slobodnog hoda parazitske induktivnosti kontinuirano puni parazitni kapacitet na kanalu, stvarajući visoki naponski skok. Ovaj šiljak, u kombinaciji s horizontalnim izlaznim tranzistorom (HIP), stvara obrnuti napon na LED čipu. Stoga, napon gašenja HIP-a također utječe na obrnuti napon LED čipa. S fiksnim naponom na izlaznom kanalu konstantne struje, viši HIP napon gašenja rezultira nižim obrnutim naponom za LED čip. Iako LED čipovi obično imaju nominalni obrnuti napon od 5 V, testiranje proizvođača pokazalo je da obrnuti napon ispod 1,4 V može značajno smanjiti kvarove piksela uzrokovane obrnutim naponom. Stoga napon gašenja ne bi trebao biti prenizak da bi se riješili problemi s povratnim naponom LED čipa, općenito ne niži od VCC-2V.
Gusjenica-kratkog spoja
Kada je LED dioda u kratkom-spoju, pojavit će se niz stalno upaljenih LED dioda, poznatih kao gusjenica kratkog{1}}spoja. Kada je srednja LED dioda kratko-spojena, LED diode u istom redu formirat će putanju kao što je prikazano na donjem dijagramu prilikom skeniranja tog reda. Ako je razlika napona između VLED-a i točke A veća od vrijednosti osvjetljenja LED-a, formirat će se niz stalno svijetlećih gusjenica.
Najveća razlika između gusjenice kratkog{0}}spoja i križa otvorenog-kruga je u tome što će se gusjenica kratkog{2}}spoja pojavljivati sve dok je ekran u načinu skeniranja, bez obzira na to prikazuju li LED kuglice sliku, dok gusjenica otvorenog-kruga prikazuje samo problem križa-otvorenog kruga kada LED kuglica otvorenog-kruga svijetli. To se obično rješava povećanjem napona gašenja vodoravnog izlaznog tranzistora tako da razlika napona bude manja od prednjeg napona LED diode VF, tj. VLED - VH < VF. Obično je prednji napon VF za crvene LED kuglice 1,6~2,4V, a za zelene i plave LED kuglice 2,4~3,4V. Testiranje je pokazalo da crvena LED perla može biti osvijetljena s 1,4 V; stoga, uzimajući crvenu LED kuglicu kao primjer, kada je VH > VCC - 1.4V, problem gusjenice kratkog{18}}spoja potpuno je riješen. Kada je VCC - 2V < VH < VCC - 1.4V, samo jedna crvena LED dioda ispod točke kratkog{22}}spoja slabo svijetli.
Otvaranje križa
Kada se na ekranu za skeniranje pojavi LED dioda s otvorenim{0}}krugom i ta je točka osvijetljena, napon kanala OUT1 pada ispod 0,5 V. Ako je napon gašenja VH potencijala reda za skeniranje 3,5 V, formirat će se vodljivi put za taj red LED-a, stvarajući efekt "gusjenice" otvorenog-kruga.
Kada je LED dioda otvorena-u krugu, napon kanala OUT1 pada ispod 0,5 V ili čak 0 V. To utječe na parazitni kapacitet stupca Cr kroz parazitne kapacitete C1 i C2. Kada se potencijal Cr spusti na nisku razinu, LED diode u istom redu kao i LED s otvorenim-krugom će se zatamniti.
Smanjenje napona gašenja vodoravnog izlaznog tranzistora (izlaznog tranzistora) može učinkovito riješiti problem križnog-otvorenog kruga, tj. napon gašenja VH < 1,4 V. Neki izlazni tranzistori u industriji također koriste podesive napone gašenja za snižavanje napona gašenja ispod 1,4 V kako bi riješili problem križanja otvorenog -strujnog kruga, ali to će povećati obrnuti napon LED-a, ubrzati oštećenje LED-a i uzrokovati kratke spojeve.
VF vrijednost LED-a je previsoka.
Pitanje stupova koji ostaju stalno upaljeni zbog previsokih VF vrijednosti u LED diodama još je jedan problem koji muči korisnike. Obično je nominalni prednji napon VF zelene LED diode 2,4~3,4V. Normalno, razlika napona od 1,8 V između anode i katode zelene LED diode dovoljna je da zasvijetli. Međutim, pretjerano visok napon gašenja VH horizontalnog izlaznog tranzistora uzrokovat će da stupac ostane stalno upaljen.
Uzimajući LED s prednjim naponom VF1=3.4V kao stupac, kada skeniranje dosegne sljedeću LED, VOUT i VLED1 se pale istovremeno. Napon priključka kanala je: VOUT=VLED1 - VF1. Naponi na drugim LED diodama u tom stupcu su: VΔ=VH - VOUT=VH - VLED1 + VF1. Ako je VΔ > 1,8 V, to može uzrokovati da stupac ostane stalno upaljen, tj. VH - VLED1 + VF1 > 1,8V, gdje je VLED=VCC (zanemarujući horizontalni pad napona izlaznog tranzistora). Stoga, VH > VCC - 1.6V ne pomaže u rješavanju problema stupaca koji ostaju stalno upaljeni zbog previsokih VF vrijednosti u LED diodama.
Spoj visokog kontrasta
Povezivanje visokog kontrasta odnosi se na pojavu gdje se svijetla slika superponira na pozadinu niske-svjetline, uzrokujući pomak boje i tamnjenje u području gdje su slike niske-svjetline i svijetle-svjetline paralelne, kao što je prikazano točkastom linijom na gornjoj slici, koja predstavlja superponiranu svijetlu sliku. Ovo visokokontrastno spajanje uzrokovano je interferencijom između kolonskih kanala kroz vodoravne izlazne tranzistore. Može se donekle ublažiti dizajniranjem napona stezanja, održavajući ga na određenoj razini nakon pražnjenja, čime se smanjuje napon gašenja horizontalnog izlaznog tranzistora. Međutim, ova metoda projektiranja uvodi probleme kao što su zatamnjivanje stupca kratkog-spoja, niske-sive površine koje izgledaju crvenkasto i pretjerano visoke VF vrijednosti za LED diode. Poboljšanje spajanja visokog kontrasta iz perspektive vodoravnog pogona može se postići snižavanjem napona gašenja, ali to rezultira pretjerano visokim povratnim naponom za LED diode i problemom kratkog -spoja "gusjenice".
Odabir horizontalnog izlaznog napona gašenja
Ukratko, odabir prigušnog napona za horizontalni izlazni tranzistor (HIP) suočava se s izazovima povezanim sa šest gore spomenutih problema, svaki sa svojim specifičnim poteškoćama. Napon gašenja ne može biti previsok ili prenizak. Obično se nišan-otvorenog strujnog kruga briše detekcijom pogona konstantne struje, budući da pretjerano nizak napon gašenja smanjuje dugoročnu-pouzdanost LED-a. Donja tablica sažima odgovarajući raspon napona gašenja u različitim uvjetima.
Stoga, s obzirom na različite probleme s primjenom, napon gašenja od 3V~3,4V (VCC=5V) je razuman izbor. To može zadovoljiti zahtjeve dizajna različitih modula za skeniranje i stoga razumno riješiti probleme više aplikacija.
