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用“芯”開(kāi)啟LED顯示新時(shí)代(上)

2024-04-19

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隨著(zhù)科技的發(fā)展和技術(shù)的逐漸完善,人們對高清晰度顯示的需求越來(lái)越大,更小的間距、更逼真的畫(huà)面呈現質(zhì)量,成為L(cháng)ED顯示技術(shù)不斷追求的方向。目前,中國LED顯示產(chǎn)業(yè)正在迎來(lái)跨越式發(fā)展,尤其是以Micro-LED技術(shù)為代表的新一代顯示技術(shù)異軍突起,LED屏正在迎來(lái)小間距和微間距時(shí)代。

作為信息顯示載體和人機交互窗口,LED屏歷經(jīng)多年的技術(shù)創(chuàng )新迭代。如今,進(jìn)入5G信息時(shí)代,LED顯示技術(shù)應用范疇逐漸向小尺寸穿戴式顯示、手機和平板電腦顯示、電視顯示、超大顯示墻大屏應用、車(chē)載應用以及VR/AR/MR場(chǎng)景領(lǐng)域拓展,以Micro LED為代表的新型顯示成為超高清視頻、家庭影院、虛擬現實(shí)等產(chǎn)業(yè)的重要支撐。

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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(wú)縫拼接、以及近距離觀(guān)看畫(huà)質(zhì)佳等諸多優(yōu)勢,在多種顯示屏中脫穎而出獲得市場(chǎng)青睞。隨著(zhù)LED顯示屏點(diǎn)間距的縮小,作為L(cháng)ED顯示屏的大腦及神經(jīng)末梢,Micro-LED驅動(dòng)芯片及控制系統迎來(lái)了新的機遇與挑戰。


1.?????如何解決板卡設計復雜帶來(lái)的故障風(fēng)險增加問(wèn)題?

LED顯示屏隨著(zhù)點(diǎn)間距的縮小,意味著(zhù)在單位面積內的像素密度增高,單位面積內LED芯片數量增多,會(huì )造成行管與列管在顯示主板上的密度增加。傳統的方案是開(kāi)關(guān)功能、定電流功能、邏輯運算功能、圖像緩沖區等功能由不同的IC承擔,共同作用于LED顯示屏,因而會(huì )導致PCB?布線(xiàn)更加擁擠,紛繁的線(xiàn)路導致故障風(fēng)險點(diǎn)增加,從而影響顯示屏可靠性。因此,為了精簡(jiǎn)板卡的布線(xiàn)設計,進(jìn)一步提高穩定性,驅動(dòng)IC需要更高集成度。

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2.?????LED顯控系統如何實(shí)現節能環(huán)保、低功耗?

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在節能減排的國家政策引導下,LED顯示屏在應用范圍不斷擴展的進(jìn)程中,節能成為L(cháng)ED顯示屏無(wú)法忽視的重要問(wèn)題。而隨著(zhù)點(diǎn)間距縮小,單位面積上LED顯控系統的功耗上升明顯。點(diǎn)間距的微縮化與低功耗是否如同“魚(yú)與熊掌”不可兼得?

目前主流的節能方案是使用共陰極的方案替代傳統的共陽(yáng)極方案,共陰驅動(dòng)是指單顆LED像素負極連接,正極驅動(dòng),據統計共陰方案比共陽(yáng)方案節能約?20~30%。此外,驅動(dòng)IC作為L(cháng)ED顯示屏的重要組成部分,其性能的高低是影響功耗大小的重要因素。通過(guò)驅動(dòng)IC的優(yōu)化設計,降低工作電壓和工作電流,或者使用動(dòng)態(tài)節能技術(shù),或者采用高集成驅動(dòng)方案從而降低IC功耗,進(jìn)一步降低系統功耗,也是LED系統節能的一種方式。

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3.?????點(diǎn)間距變小后,如何實(shí)現更好的亮度均勻性?

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隨著(zhù)?LED?顯示屏點(diǎn)間距的縮小,LED?屏的像素密度越來(lái)越高,為了維持單位面積的最高亮度,不得不降低?LED?燈珠的驅動(dòng)電流。同時(shí),為了能夠在有限的面積上布下更多的像素,PCB?走線(xiàn)等也不得不減小線(xiàn)寬。這些都會(huì )導致?LED芯片對于PWM?信號響應的線(xiàn)性度變差。這意味著(zhù),在不同的?PWM?信號下,得到的發(fā)光強度不再符合線(xiàn)性關(guān)系,從而導致?LED?屏在不同灰階下呈現出不同的?mura?形態(tài),以往僅靠單層校正就可以保證不同灰階均勻性的前提被打破,出現高亮均勻中低灰不均勻的情況。這就要求控制系統需要全灰階校正,可以在不同的灰階,分別對?LED?顯示屏進(jìn)行校正,再通過(guò)內部的自適應校正處理算法。?

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4.?????LED顯示屏能否像液晶電視一樣簡(jiǎn)單易用?

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傳統的LED系統,顯示屏上播放的內容,來(lái)源于視頻源。視頻源的視頻信號,先進(jìn)入一個(gè)叫控制器的設備(也稱(chēng)為發(fā)送卡或發(fā)送盒)??刂破魍瓿梢曨l解碼、數據切分、格式轉換等一系列的數據處理后,輸出給接收卡。接收卡將視頻圖像進(jìn)一步處理后將數據分發(fā)至顯示屏上面的驅動(dòng)芯片,通過(guò)控制顯示屏上面的驅動(dòng)IC工作狀態(tài),實(shí)現每一顆LED燈的亮暗與顏色,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(wǎng)線(xiàn)連接,接收卡與LED模組之間依靠多條排線(xiàn)連接,因此處理節點(diǎn)較多,導致了LED系統鏈路復雜,很難變得簡(jiǎn)單易用;同時(shí),傳統的LED系統,通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)級聯(lián)的方式,導致布線(xiàn)的難度和美觀(guān)程度都大大受到影響。LED顯示屏能否像液晶電視一樣鏈路簡(jiǎn)單,即插即用,一直是LED系統拓展應用進(jìn)程中的攔路虎。

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綜上所述,在Mini/Mirco LED對單顆驅動(dòng)IC的要求越來(lái)越高的背景下,IC?集成化、高性能與節能成為未來(lái)顯示技術(shù)發(fā)展的大趨勢。在市場(chǎng)與行業(yè)需求的陣陣呼聲中,行業(yè)內能否有一種解決方案一鍵解決上述所有問(wèn)題?小間距LED顯示屏何時(shí)能夠以更加輕巧精簡(jiǎn)的姿態(tài)應用于千行百業(yè)?紛繁復雜的板卡設計何時(shí)才能退出歷史舞臺?

或許,顛覆就在眼前。