LED室內掃描屏的應用問題與解決方案

文章來源:恒光電器

發布時間:2013-10-14

瀏覽次數:次

 前言

     應用于室內顯示屏主要為小間距，畫質精細度，色彩對比，綠色功耗等特性，恒光，因此應用于室內顯示屏最佳的選擇則以動態掃描方式為最為適合，具有小空間高密度，質量，低功耗，與高畫素，高刷新，高密屏等特點。

     室內掃描屏面臨的挑戰是在低灰操作與動態顯示時會產生行掃偏暗現象，拖影問題，花屏與區塊不均等現象，造成顯示屏應用在室內時易被人眼觀察到畫面的缺失，本文將針對上述問題提出解決方案，質量，讓顯示屏播放畫面更趨完美，照明方案，觀看時更為舒適。

應用于室內的顯示屏

    顯示屏分為靜態屏與動態掃描屏，若靜態屏應用于室內其優點是，應用簡單，控制器容易實現，照明產品，但要做成超密屏時則使用的驅動ic數量是非常可觀的，LED照明工程，因此若將其應用于室內顯示屏則會遭遇到空間受限與耗能過大以及像素不足等缺點，所以業界在室內顯示屏的應用大多為動態掃描屏居多，動態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點，但動態掃描屏是利用人的視覺暫留為特點設計，因此在應用上會遇到一些缺點，如行掃偏暗，拖影問題，花屏與區塊不均等，針對上述問題本文中提出相對的技術來解決與改善動態掃描屏于應用上的缺點。

技術問題

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

     除上述衍生的問題外，由于LED室內顯示屏廣泛應用，點距越來越小，LED照明企業，對于LED的電流需求也不若以往那么大，現在的電流需求可能只要 3mA、2mA，甚至1mA就可達到目標效果。相對于點距及電流需求變小，LED 驅動IC 所被要求的電流精準度(chip skew/bit skew)也越來越嚴格，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。

室內掃描屏相關問題與解決方案

1.行掃暗線問題

    因掃描屏運行方式為一行一行逐次點亮如圖1所示，若當一幀(frame)的LED導通時間遠小于關閉時間，使得PCB燈板上的寄生電容效應導致列電壓提高，因此對第一行掃導通時此列的電壓會較其他行掃的列電壓高，使得第一行掃導通時的LED電流變小，造成LED亮度降低如圖2所示，于實際點屏顯示時則可觀察到有第一行掃有偏暗的現象。

              圖1掃描屏運行方式                   圖2行掃運行PCB寄生電容影響

解決方案：

     應用行掃補償技術在行掃進行時針對第一行做電流補償，來補充因PCB燈板上電容效應損失的電流，以消除掃描顯示屏于第一行產生的暗線問題，圖3為理想LED的電流波型，圖4為受PCB燈板上的電容效應影響的波形，圖5則為本文所提出補償技術之結果。

圖3理想LED電流          圖4實際LED電流     圖5補償LED電流技術

    上屏觀察結果，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 電流補償技術，暗線消除

2.拖影現象問題

     室內掃描屏另一問題則是拖影現象，主因顯示屏換行與換列的運行間，LED照明企業，對于PCB上的寄生電容的充放電因素導致讓不該點亮的LED點亮，尤其應用于斜掃時更為明顯，而拖影問題于LED掃描屏分別有上拖影與下拖影效應。

上拖影效應：

　 掃描運行時如圖8所示，當第一列導通時，LED1發亮，此時也會對第一行Cpar1進行充電，而換至第二列導通時，原本只應讓LED4發亮，但LED3也隨之發亮，其因為PCB上的行寄生電容Cpar1被VLED1進行充電且保持住，而在換列時經由LED3形成一泄放路徑至Driver-IC使其LED發亮，此為上拖影效應。 

     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，在換行時預先將行寄生電容的電荷泄放，則可解決經由LED為泄放路徑的問題，進而將上拖影現象消除。

              圖8上拖影現象                    圖9 上拖影泄放電路架構

下拖影效應：

      掃描運行時如圖10所示，當第一行第一列導通時使LED1發亮，而此時也會對第一列Cpar1進行放電動作，而換至第二行與第二列導通時，原本只應讓LED4發亮，但LED2也隨之發亮，其因為列上的PCB寄生電容Cpar1被第一行先行放電至低電位，而于換行時經由LED2形成充電路徑至Driver-IC使其LED發亮，此則稱為下拖影效應，運作波形如圖11所示。

圖10下拖影現象                     圖11 下拖影效應波形

本文提出的解決方案