雙行雙穩(wěn)態(tài)LED顯示單元的設(shè)計與研究

摘要：為彌補傳統(tǒng)掃描驅(qū)動方式所引起的主現(xiàn)視覺亮度下降的缺陷，幾乎所有高端室外LED顯示屏均采用了靜態(tài)鎖存的驅(qū)動方法，但這又使驅(qū)動電路的規(guī)模大大增加。為了解決此問題，文章從“塔爾博特-普拉竇定律”著手，將光學雙穩(wěn)態(tài)特性引入LED顯示單元，通過提高一個掃描周期內(nèi)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(wěn)態(tài)LED顯示屏。通過實際測試，證明該顯示屏在掃描驅(qū)動方式下具有等同于靜態(tài)鎖存驅(qū)動的LED屏的亮度表現(xiàn)，并大大提高了LED的使用壽命，而且其結(jié)構(gòu)簡單，外圍電路與傳統(tǒng)器件完全兼客，易于使用和推廣。
關(guān)鍵詞：雙穩(wěn)態(tài)；發(fā)先二極管；亮度；行反相掃描

現(xiàn)有LED顯示屏出于簡化驅(qū)動電路的考慮，幾乎都采用了掃描驅(qū)動方式，在一個掃描周期當中，各LED所發(fā)出的變化的光亮度根據(jù)“塔爾博特-普拉竇定律”平均到整個掃描周期當中，導致顯示屏的主觀視覺亮度下降，使得LED顯示屏在戶外使用時出現(xiàn)發(fā)光亮度不足的問題。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(qū)動脈沖電壓，增加LED器件的瞬時發(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(yīng)用高亮度甚至超高亮度LED器件；
3)通過縮短掃描周期或采用靜態(tài)鎖存方式驅(qū)動來提升顯示屏亮度。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(qū)動，在要求不高的場合則采用縮短掃描周期的方式。對于一個大規(guī)模的顯示屏來說，無論縮短掃描周期還是采用靜態(tài)鎖存驅(qū)動，其后果都是驅(qū)動電路規(guī)模的顯著增加。
本文從“塔爾博特-普拉竇定律”入手，將光學雙穩(wěn)態(tài)特性引入LED顯示單元電路，研制了一種雙穩(wěn)態(tài)LED單元組成的雙穩(wěn)態(tài)LED屏。經(jīng)實際測試證明該顯示屏在掃描驅(qū)動方式下具有等同于靜態(tài)鎖存驅(qū)動的LED屏的亮度表現(xiàn)，并且其結(jié)構(gòu)簡單，外圍電路與傳統(tǒng)器件完全兼容，易于使用和推廣。

1 雙行雙穩(wěn)態(tài)LED顯示單元的設(shè)計
1．1 雙行雙穩(wěn)態(tài)LED電路結(jié)構(gòu)及工作原理
雙行雙穩(wěn)態(tài)LED單元電路如圖1所示，它把觸發(fā)這個功能由端口V1和V2來完成，而關(guān)斷、保持這兩個功能由端口Vcc來完成。下面具體說明雙行驅(qū)動LED單元電路的工作原理。