LED室内扫描屏的应用问题与解决方案
文章来源:恒光电器
发布时间:2013-10-14
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前言
应用于室内显示屏主要为小间距，画质精细度，色彩对比，绿色功耗等特性，恒光，因此应用于室内显示屏最佳的选择则以动态扫描方式为最为适合，具有小空间高密度，质量，低功耗，与高画素，高刷新，高密屏等特点。
室内扫描屏面临的挑战是在低灰操作与动态显示时会产生行扫偏暗现象，拖影问题，花屏与区块不均等现象，造成显示屏应用在室内时易被人眼观察到画面的缺失，本文将针对上述问题提出解决方案，质量，让显示屏播放画面更趋完美，照明方案，观看时更为舒适。
应用于室内的显示屏
显示屏分为静态屏与动态扫描屏，若静态屏应用于室内其优点是，应用简单，控制器容易实现，照明产品，但要做成超密屏时则使用的驱动ic数量是非常可观的，LED照明工程，因此若将其应用于室内显示屏则会遭遇到空间受限与耗能过大以及像素不足等缺点，所以业界在室内显示屏的应用大多为动态扫描屏居多，动态扫描屏不但可制作成超密屏，还具备耗能低与空间容许程度较高等优点，但动态扫描屏是利用人的视觉暂留为特点设计，因此在应用上会遇到一些缺点，如行扫偏暗，拖影问题，花屏与区块不均等，针对上述问题本文中提出相对的技术来解决与改善动态扫描屏于应用上的缺点。
技术问题
随着扫描数的增加以及LED 点距缩小，衍生出的问题也接踵而来，例如因灯板及LED的电容效应产生出的上/下拖影问题、第一行扫偏暗问题，或电位不一致所产生区块不均问题等。
除上述衍生的问题外，由于LED室内显示屏广泛应用，点距越来越小，LED照明企业，对于LED的电流需求也不若以往那么大，现在的电流需求可能只要 3mA、2mA，甚至1mA就可达到目标效果。相对于点距及电流需求变小，LED 驱动IC 所被要求的电流精准度(chip skew/bit skew)也越来越严格，照明方案，因此，以往被大电流掩盖住的亮度不均问题(花屏)也随之浮现。
室内扫描屏相关问题与解决方案
1.行扫暗线问题
因扫描屏运行方式为一行一行逐次点亮如图1所示，若当一帧(frame)的LED导通时间远小于关闭时间，使得PCB灯板上的寄生电容效应导致列电压提高，因此对第一行扫导通时此列的电压会较其他行扫的列电压高，使得第一行扫导通时的LED电流变小，造成LED亮度降低如图2所示，于实际点屏显示时则可观察到有第一行扫有偏暗的现象。
图1扫描屏运行方式 图2行扫运行PCB寄生电容影响
解决方案：
应用行扫补偿技术在行扫进行时针对第一行做电流补偿，来补充因PCB灯板上电容效应损失的电流，以消除扫描显示屏于第一行产生的暗线问题，图3为理想LED的电流波型，图4为受PCB灯板上的电容效应影响的波形，图5则为本文所提出补偿技术之结果。
图3理想LED电流 图4实际LED电流 图5补偿LED电流技术
上屏观察结果，图6显示有行扫暗线问题，恒光电器,照亮您的生活，而如图7所示，其行扫暗线问题已被消除。
图6一行暗线问题 图7 电流补偿技术，暗线消除
2.拖影现象问题
室内扫描屏另一问题则是拖影现象，主因显示屏换行与换列的运行间，LED照明企业，对于PCB上的寄生电容的充放电因素导致让不该点亮的LED点亮，尤其应用于斜扫时更为明显，而拖影问题于LED扫描屏分别有上拖影与下拖影效应。
上拖影效应：
扫描运行时如图8所示，当第一列导通时，LED1发亮，此时也会对第一行Cpar1进行充电，而换至第二列导通时，原本只应让LED4发亮，但LED3也随之发亮，其因为PCB上的行寄生电容Cpar1被VLED1进行充电且保持住，而在换列时经由LED3形成一泄放路径至Driver-IC使其LED发亮，此为上拖影效应。
解决方式则是使用外加泄放电路做为行PCB寄生电容的泄放路径，如图9所示，在换行时预先将行寄生电容的电荷泄放，则可解决经由LED为泄放路径的问题，进而将上拖影现象消除。
图8上拖影现象 图9 上拖影泄放电路架构
下拖影效应：
扫描运行时如图10所示，当第一行第一列导通时使LED1发亮，而此时也会对第一列Cpar1进行放电动作，而换至第二行与第二列导通时，原本只应让LED4发亮，但LED2也随之发亮，其因为列上的PCB寄生电容Cpar1被第一行先行放电至低电位，而于换行时经由LED2形成充电路径至Driver-IC使其LED发亮，此则称为下拖影效应，运作波形如图11所示。
图10下拖影现象 图11 下拖影效应波形
本文提出的解决方案
