LED室內(nèi)掃描屏的應(yīng)用問題與解決方案

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2013-10-14

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 前言

     應(yīng)用于室內(nèi)顯示屏主要為小間距，畫質(zhì)精細(xì)度，色彩對(duì)比，綠色功耗等特性，恒光，因此應(yīng)用于室內(nèi)顯示屏最佳的選擇則以動(dòng)態(tài)掃描方式為最為適合，具有小空間高密度，質(zhì)量，低功耗，與高畫素，高刷新，高密屏等特點(diǎn)。

     室內(nèi)掃描屏面臨的挑戰(zhàn)是在低灰操作與動(dòng)態(tài)顯示時(shí)會(huì)產(chǎn)生行掃偏暗現(xiàn)象，拖影問題，花屏與區(qū)塊不均等現(xiàn)象，造成顯示屏應(yīng)用在室內(nèi)時(shí)易被人眼觀察到畫面的缺失，本文將針對(duì)上述問題提出解決方案，質(zhì)量，讓顯示屏播放畫面更趨完美，照明方案，觀看時(shí)更為舒適。

應(yīng)用于室內(nèi)的顯示屏

    顯示屏分為靜態(tài)屏與動(dòng)態(tài)掃描屏，若靜態(tài)屏應(yīng)用于室內(nèi)其優(yōu)點(diǎn)是，應(yīng)用簡(jiǎn)單，控制器容易實(shí)現(xiàn)，照明產(chǎn)品，但要做成超密屏?xí)r則使用的驅(qū)動(dòng)ic數(shù)量是非常可觀的，LED照明工程，因此若將其應(yīng)用于室內(nèi)顯示屏則會(huì)遭遇到空間受限與耗能過大以及像素不足等缺點(diǎn)，所以業(yè)界在室內(nèi)顯示屏的應(yīng)用大多為動(dòng)態(tài)掃描屏居多，動(dòng)態(tài)掃描屏不但可制作成超密屏，還具備耗能低與空間容許程度較高等優(yōu)點(diǎn)，但動(dòng)態(tài)掃描屏是利用人的視覺暫留為特點(diǎn)設(shè)計(jì)，因此在應(yīng)用上會(huì)遇到一些缺點(diǎn)，如行掃偏暗，拖影問題，花屏與區(qū)塊不均等，針對(duì)上述問題本文中提出相對(duì)的技術(shù)來解決與改善動(dòng)態(tài)掃描屏于應(yīng)用上的缺點(diǎn)。

技術(shù)問題

     隨著掃描數(shù)的增加以及LED 點(diǎn)距縮小，衍生出的問題也接踵而來，例如因燈板及LED的電容效應(yīng)產(chǎn)生出的上/下拖影問題、第一行掃偏暗問題，或電位不一致所產(chǎn)生區(qū)塊不均問題等。

     除上述衍生的問題外，由于LED室內(nèi)顯示屏廣泛應(yīng)用，點(diǎn)距越來越小，LED照明企業(yè)，對(duì)于LED的電流需求也不若以往那么大，現(xiàn)在的電流需求可能只要 3mA、2mA，甚至1mA就可達(dá)到目標(biāo)效果。相對(duì)于點(diǎn)距及電流需求變小，LED 驅(qū)動(dòng)IC 所被要求的電流精準(zhǔn)度(chip skew/bit skew)也越來越嚴(yán)格，照明方案，因此，以往被大電流掩蓋住的亮度不均問題(花屏)也隨之浮現(xiàn)。

室內(nèi)掃描屏相關(guān)問題與解決方案

1.行掃暗線問題

    因掃描屏運(yùn)行方式為一行一行逐次點(diǎn)亮如圖1所示，若當(dāng)一幀(frame)的LED導(dǎo)通時(shí)間遠(yuǎn)小于關(guān)閉時(shí)間，使得PCB燈板上的寄生電容效應(yīng)導(dǎo)致列電壓提高，因此對(duì)第一行掃導(dǎo)通時(shí)此列的電壓會(huì)較其他行掃的列電壓高，使得第一行掃導(dǎo)通時(shí)的LED電流變小，造成LED亮度降低如圖2所示，于實(shí)際點(diǎn)屏顯示時(shí)則可觀察到有第一行掃有偏暗的現(xiàn)象。

              圖1掃描屏運(yùn)行方式                   圖2行掃運(yùn)行PCB寄生電容影響

解決方案：

     應(yīng)用行掃補(bǔ)償技術(shù)在行掃進(jìn)行時(shí)針對(duì)第一行做電流補(bǔ)償，來補(bǔ)充因PCB燈板上電容效應(yīng)損失的電流，以消除掃描顯示屏于第一行產(chǎn)生的暗線問題，圖3為理想LED的電流波型，圖4為受PCB燈板上的電容效應(yīng)影響的波形，圖5則為本文所提出補(bǔ)償技術(shù)之結(jié)果。

圖3理想LED電流          圖4實(shí)際LED電流     圖5補(bǔ)償LED電流技術(shù)

    上屏觀察結(jié)果，圖6顯示有行掃暗線問題，恒光電器,照亮您的生活，而如圖7所示，其行掃暗線問題已被消除。

         圖6一行暗線問題                     圖7 電流補(bǔ)償技術(shù)，暗線消除

2.拖影現(xiàn)象問題

     室內(nèi)掃描屏另一問題則是拖影現(xiàn)象，主因顯示屏換行與換列的運(yùn)行間，LED照明企業(yè)，對(duì)于PCB上的寄生電容的充放電因素導(dǎo)致讓不該點(diǎn)亮的LED點(diǎn)亮，尤其應(yīng)用于斜掃時(shí)更為明顯，而拖影問題于LED掃描屏分別有上拖影與下拖影效應(yīng)。

上拖影效應(yīng)：

　 掃描運(yùn)行時(shí)如圖8所示，當(dāng)?shù)谝涣袑?dǎo)通時(shí)，LED1發(fā)亮，此時(shí)也會(huì)對(duì)第一行Cpar1進(jìn)行充電，而換至第二列導(dǎo)通時(shí)，原本只應(yīng)讓LED4發(fā)亮，但LED3也隨之發(fā)亮，其因?yàn)镻CB上的行寄生電容Cpar1被VLED1進(jìn)行充電且保持住，而在換列時(shí)經(jīng)由LED3形成一泄放路徑至Driver-IC使其LED發(fā)亮，此為上拖影效應(yīng)。 

     解決方式則是使用外加泄放電路做為行PCB寄生電容的泄放路徑，如圖9所示，在換行時(shí)預(yù)先將行寄生電容的電荷泄放，則可解決經(jīng)由LED為泄放路徑的問題，進(jìn)而將上拖影現(xiàn)象消除。

              圖8上拖影現(xiàn)象                    圖9 上拖影泄放電路架構(gòu)

下拖影效應(yīng)：

      掃描運(yùn)行時(shí)如圖10所示，當(dāng)?shù)谝恍械谝涣袑?dǎo)通時(shí)使LED1發(fā)亮，而此時(shí)也會(huì)對(duì)第一列Cpar1進(jìn)行放電動(dòng)作，而換至第二行與第二列導(dǎo)通時(shí)，原本只應(yīng)讓LED4發(fā)亮，但LED2也隨之發(fā)亮，其因?yàn)榱猩系腜CB寄生電容Cpar1被第一行先行放電至低電位，而于換行時(shí)經(jīng)由LED2形成充電路徑至Driver-IC使其LED發(fā)亮，此則稱為下拖影效應(yīng)，運(yùn)作波形如圖11所示。

圖10下拖影現(xiàn)象                     圖11 下拖影效應(yīng)波形

本文提出的解決方案