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用“芯”開(kāi)啓LED顯示新時代(上)

2024-04-19

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随著(zhe)科技的發(fā)展和技術的逐漸完善,人們對(duì)高清晰度顯示的需求越來越大,更小的間距、更逼真的畫面(miàn)呈現質量,成(chéng)爲LED顯示技術不斷追求的方向(xiàng)。目前,中國(guó)LED顯示産業正在迎來跨越式發(fā)展,尤其是以Micro-LED技術爲代表的新一代顯示技術異軍突起(qǐ),LED屏正在迎來小間距和微間距時代。

作爲信息顯示載體和人機交互窗口,LED屏曆經(jīng)多年的技術創新叠代。如今,進(jìn)入5G信息時代,LED顯示技術應用範疇逐漸向(xiàng)小尺寸穿戴式顯示、手機和平闆電腦顯示、電視顯示、超大顯示牆大屏應用、車載應用以及VR/AR/MR場景領域拓展,以Micro LED爲代表的新型顯示成(chéng)爲超高清視頻、家庭影院、虛拟現實等産業的重要支撐。

 

機遇與挑戰并存

Micro LED顯示屏憑借自發(fā)光、高亮度、高刷新、無縫拼接、以及近距離觀看畫質佳等諸多優勢,在多種(zhǒng)顯示屏中脫穎而出獲得市場青睐。随著(zhe)LED顯示屏點間距的縮小,作爲LED顯示屏的大腦及神經(jīng)末梢,Micro-LED驅動芯片及控制系統迎來了新的機遇與挑戰。


1.     如何解決闆卡設計複雜帶來的故障風險增加問題?

LED顯示屏随著(zhe)點間距的縮小,意味著(zhe)在單位面(miàn)積内的像素密度增高,單位面(miàn)積内LED芯片數量增多,會(huì)造成(chéng)行管與列管在顯示主闆上的密度增加。傳統的方案是開(kāi)關功能(néng)、定電流功能(néng)、邏輯運算功能(néng)、圖像緩沖區等功能(néng)由不同的IC承擔,共同作用于LED顯示屏,因而會(huì)導緻PCB 布線更加擁擠,紛繁的線路導緻故障風險點增加,從而影響顯示屏可靠性。因此,爲了精簡闆卡的布線設計,進(jìn)一步提高穩定性,驅動IC需要更高集成(chéng)度。

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2.     LED顯控系統如何實現節能(néng)環保、低功耗?

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在節能(néng)減排的國(guó)家政策引導下,LED顯示屏在應用範圍不斷擴展的進(jìn)程中,節能(néng)成(chéng)爲LED顯示屏無法忽視的重要問題。而随著(zhe)點間距縮小,單位面(miàn)積上LED顯控系統的功耗上升明顯。點間距的微縮化與低功耗是否如同“魚與熊掌”不可兼得?

目前主流的節能(néng)方案是使用共陰極的方案替代傳統的共陽極方案,共陰驅動是指單顆LED像素負極連接,正極驅動,據統計共陰方案比共陽方案節能(néng)約 20~30%。此外,驅動IC作爲LED顯示屏的重要組成(chéng)部分,其性能(néng)的高低是影響功耗大小的重要因素。通過(guò)驅動IC的優化設計,降低工作電壓和工作電流,或者使用動态節能(néng)技術,或者采用高集成(chéng)驅動方案從而降低IC功耗,進(jìn)一步降低系統功耗,也是LED系統節能(néng)的一種(zhǒng)方式。

 

3.     點間距變小後(hòu),如何實現更好(hǎo)的亮度均勻性?

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随著(zhe) LED 顯示屏點間距的縮小,LED 屏的像素密度越來越高,爲了維持單位面(miàn)積的最高亮度,不得不降低 LED 燈珠的驅動電流。同時,爲了能(néng)夠在有限的面(miàn)積上布下更多的像素,PCB 走線等也不得不減小線寬。這(zhè)些都(dōu)會(huì)導緻 LED芯片對(duì)于PWM 信号響應的線性度變差。這(zhè)意味著(zhe),在不同的 PWM 信号下,得到的發(fā)光強度不再符合線性關系,從而導緻 LED 屏在不同灰階下呈現出不同的 mura 形态,以往僅靠單層校正就(jiù)可以保證不同灰階均勻性的前提被(bèi)打破,出現高亮均勻中低灰不均勻的情況。這(zhè)就(jiù)要求控制系統需要全灰階校正,可以在不同的灰階,分别對(duì) LED 顯示屏進(jìn)行校正,再通過(guò)内部的自适應校正處理算法。 

 

4.     LED顯示屏能(néng)否像液晶電視一樣(yàng)簡單易用?

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傳統的LED系統,顯示屏上播放的内容,來源于視頻源。視頻源的視頻信号,先進(jìn)入一個叫(jiào)控制器的設備(也稱爲發(fā)送卡或發(fā)送盒)。控制器完成(chéng)視頻解碼、數據切分、格式轉換等一系列的數據處理後(hòu),輸出給接收卡。接收卡將(jiāng)視頻圖像進(jìn)一步處理後(hòu)將(jiāng)數據分發(fā)至顯示屏上面(miàn)的驅動芯片,通過(guò)控制顯示屏上面(miàn)的驅動IC工作狀态,實現每一顆LED燈的亮暗與顔色,從而在箱體的LED陣列上顯示出圖像。

由于發(fā)送卡與接收卡之間依靠多條網線連接,接收卡與LED模組之間依靠多條排線連接,因此處理節點較多,導緻了LED系統鏈路複雜,很難變得簡單易用;同時,傳統的LED系統,通過(guò)網線級聯的方式,導緻布線的難度和美觀程度都(dōu)大大受到影響。LED顯示屏能(néng)否像液晶電視一樣(yàng)鏈路簡單,即插即用,一直是LED系統拓展應用進(jìn)程中的攔路虎。

 

綜上所述,在Mini/Mirco LED對(duì)單顆驅動IC的要求越來越高的背景下,IC 集成(chéng)化、高性能(néng)與節能(néng)成(chéng)爲未來顯示技術發(fā)展的大趨勢。在市場與行業需求的陣陣呼聲中,行業内能(néng)否有一種(zhǒng)解決方案一鍵解決上述所有問題?小間距LED顯示屏何時能(néng)夠以更加輕巧精簡的姿态應用于千行百業?紛繁複雜的闆卡設計何時才能(néng)退出曆史舞台?

或許,颠覆就(jiù)在眼前。