雙行雙穩態(tài)LED顯示單元的設計與研究

摘要：為彌補傳統掃描驅動(dòng)方式所引起的主現視覺(jué)亮度下降的缺陷，幾乎所有高端室外LED顯示屏均采用了靜態(tài)鎖存的驅動(dòng)方法，但這又使驅動(dòng)電路的規模大大增加。為了解決此問(wèn)題，文章從“塔爾博特-普拉竇定律”著(zhù)手，將光學(xué)雙穩態(tài)特性引入LED顯示單元，通過(guò)提高一個(gè)掃描周期內LED顯示單元的占空比提高LED顯示屏的亮度，研制出了一種雙行雙穩態(tài)LED顯示屏。通過(guò)實(shí)際測試，證明該顯示屏在掃描驅動(dòng)方式下具有等同于靜態(tài)鎖存驅動(dòng)的LED屏的亮度表現，并大大提高了LED的使用壽命，而且其結構簡(jiǎn)單，外圍電路與傳統器件完全兼客，易于使用和推廣。
關(guān)鍵詞：雙穩態(tài)；發(fā)先二極管；亮度；行反相掃描

現有LED顯示屏出于簡(jiǎn)化驅動(dòng)電路的考慮，幾乎都采用了掃描驅動(dòng)方式，在一個(gè)掃描周期當中，各LED所發(fā)出的變化的光亮度根據“塔爾博特-普拉竇定律”平均到整個(gè)掃描周期當中，導致顯示屏的主觀(guān)視覺(jué)亮度下降，使得LED顯示屏在戶(hù)外使用時(shí)出現發(fā)光亮度不足的問(wèn)題。到目前為止，解決LED顯示屏亮度不足的方法基本局限于以下3種：
1)單純地提高驅動(dòng)脈沖電壓，增加LED器件的瞬時(shí)發(fā)光亮度，但這將縮短發(fā)光器件的使用壽命，并且能量效率較低；
2)不斷研制和應用高亮度甚至超高亮度LED器件；
3)通過(guò)縮短掃描周期或采用靜態(tài)鎖存方式驅動(dòng)來(lái)提升顯示屏亮度。尤其是在室外屏的制造中，高端產(chǎn)品均采用靜態(tài)鎖存驅動(dòng)，在要求不高的場(chǎng)合則采用縮短掃描周期的方式。對于一個(gè)大規模的顯示屏來(lái)說(shuō)，無(wú)論縮短掃描周期還是采用靜態(tài)鎖存驅動(dòng)，其后果都是驅動(dòng)電路規模的顯著(zhù)增加。
本文從“塔爾博特-普拉竇定律”入手，將光學(xué)雙穩態(tài)特性引入LED顯示單元電路，研制了一種雙穩態(tài)LED單元組成的雙穩態(tài)LED屏。經(jīng)實(shí)際測試證明該顯示屏在掃描驅動(dòng)方式下具有等同于靜態(tài)鎖存驅動(dòng)的LED屏的亮度表現，并且其結構簡(jiǎn)單，外圍電路與傳統器件完全兼容，易于使用和推廣。

1 雙行雙穩態(tài)LED顯示單元的設計
1．1 雙行雙穩態(tài)LED電路結構及工作原理
雙行雙穩態(tài)LED單元電路如圖1所示，它把觸發(fā)這個(gè)功能由端口V1和V2來(lái)完成，而關(guān)斷、保持這兩個(gè)功能由端口Vcc來(lái)完成。下面具體說(shuō)明雙行驅動(dòng)LED單元電路的工作原理。