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LED显示屏驱动IC技术

发表时间:2018-03-20 18:38:00 来源:LED显示屏 广州LED显示屏厂家 LED广告屏
LED显示屏作为一项高科技产品,在历经二十多年的市场发展后,不仅可以有效的传递利民信息,还可为受众带来视听享受,在人们日常生活中扮演着必不可少的重要角色。LED显示屏驱动ICLED显示屏优质的显示质量起着重要的作用。

什么是LED显示屏驱动IC

LED显示屏主要是由发光二极管(LED)及其驱动芯片组成的显示单元拼接而成的大尺寸平面显示器,LED显示屏驱动IC是一个关键的零部件,它就像人脑的中枢神经,掌管着全身的肢体行动以及大脑思维意识的运转。驱动芯片性能的好坏对LED显示屏的显示质量起着至关重要的作用。近年来,随着LED市场的蓬勃发展,许多有实力的IC厂商,包括日本的东芝(TOSHIBA)、索尼(SONY),美国的德州仪器(T1),台湾的聚积(MBl)和点晶科技(SITl)等,开始生产LED专用驱动芯片。

驱动IC的作用

LED全彩显示屏的工作当中,驱动IC的作用是接收符合协议规定的显示数据(来自接收卡或者视频处理器等信息源),在内部生产PWM与电流时间变化,输出与亮度灰度刷新等相关的PWM电流来点亮LED。驱动IC和逻辑IC以及MOS开关组成的周边IC,共同作用于LED显示屏的显示功能并决定其呈现的显示效果。

LED显示屏驱动IC的分类

LED驱动IC可分为通用芯片和专用芯片两种。

所谓的通用芯片,其芯片本身并非专门为LED而设计,而是一些具有LED显示屏部分逻辑功能的逻辑芯片(如串2并移位寄存器)。基本上用于LED显示屏的低端产品,如户内的单、双色屏等。一般IC厂家都可生产此类芯片。

而专用芯片是指按照LED发光特性而设计专门用于LED显示屏的驱动芯片。LED是电流特性器件,即在饱和导通的前提下,其亮度随着电流的变化而变化,而不是靠调节其两端的电压而变化。因此专用芯片一个最大的特点就是提供恒流源。恒流源可以保证LED的稳定驱动,消除LED的闪烁现象,是LED显示屏显示高品质画面的前提。有些专用芯片还针对不同行业的要求增加了一些特殊的功能,如具备LED错误侦测、电流增益控制和电流校正等。

LED显示屏驱动IC的演进

上个世纪90年代,LED显示屏应用以单双色为主,采用的是恒压驱动IC1997年,我国出现了首款LED显示屏专用驱动控制芯片9701,从16级灰度跨越至8192级灰度,实现了视频的所见即所得。随后,针对LED发光特性,恒流驱动成为全彩LED显示屏驱动的首选,同时集成度更高的16通道驱动替代了8通道驱动。20世纪90年代末,日本Toshiba、美国AllegroTi等公司相继推出16通道的LED恒流驱动芯片,21世纪初,中国台系企业的驱动芯片也相继量产和使用。如今,为了解决小间距LED显示屏PCB布线的问题,一些驱动IC厂家又推出了高集成的48通道的LED恒流驱动芯片。

LED显示屏驱动IC存在的问题

应用成本的问题

一块主流16位稳态电流LED显示屏驱动芯片只能驱动16路的LED器件。一块分辨力为1024×768LED显示屏就必须使用多块驱动芯片才能获得预期效果,这样就使得材料成本比较高。如果采用驱动芯片自身采用扫描方式,那么一块主流的驱动芯片就能一次驱动多路LED器件,将会使应用成本降低许多。

功耗及发热的问题

由于输出电流较大,LED显示屏芯片的功耗和发热问题一直是阻扰驱动芯片发展的第一因素。在将来可能出现的手持式LED显示屏的驱动方式上,这个问题将会变得尤为突出。随着LED电子显示屏价格制造工艺水平的进步和驱动电流的减小,问题会逐步得到解决。

画面品质问题

目前主流芯片主要分为3个层次。第一层次是具有灰度机制的芯片,这类芯片内部具有PWM功能,可以根据输入的数据产生灰度,更易形成深层次灰度,显示高品质画面。第二层次是具有输出开路检测(LOD)、温度过热保护(TSD)、亮度调节功能的芯片,这些芯片由于有了附加功能而更适用于特定场合,如用于可变情报板,则要求芯片具有侦测LED错能。第三层次为不带任何附加功能的恒流源芯片,此类芯片只为LED提供恒流源,保证屏体显示画面质量良好。

LED驱动芯片两大发展新趋势:节能、集成化

由上可知,LED显示屏驱动ICLED显示屏发展道路上起着的至关重要的推动作用,作为一个绿色能源,节能是LED显示屏永恒的追求,同时也是考量驱动IC性能的一个重要标准。在研发过程中,在有效降低恒流拐点电压,进而将传统的5V电源降低至3.8V以下的同时,通过优化IC算法和设计降低驱动IC操作电压与操作电流。

此外,产品集成化也将会成为LED显示屏驱动IC的重要发展趋势,随着LED显示屏像素间距的迅速下降,单位面积上要贴装的封装器件以几何倍数增长,大大增加模组驱动面的元器件密度。如此多的器件,让PCB可用的布线空间变得极为拥挤,加大了电路设计的难度。同时,如此拥挤元器件的排列,极易造成焊接不良等问题,也降低了模组的可靠性。驱动IC更少的用量,PCB更大的布线面积,来自应用端的需求倒逼驱动IC必须走上了高集成的技术路线。

技术引领未来,助力行业实现创新高品质

近年来,国内LED显示屏驱动IC技术也得到快速进步,小间距LED显示屏是行业的重要市场,也是目前利润率较高的市场之一,随着LED显示屏驱动IC技术的进步,小间距LED显示屏的分辨率得到了大幅提升,户内高密度LED显示屏的像素中心距不断取得突破,目前己迈入0.X mm时代。

同时,随着终端显示需求不断攀升,显示的载体也在推陈出新,micro-LED已成为显示屏产业众所瞩目的焦点,它具备高亮度、高效率低功耗、超高分辨率与色彩饱和度、使用寿命长等特色。现如今市场上LED显示屏驱动IC已可以实现驱动micro-LED的愿景并且使画面质量更加精致。LED显示屏驱动IC针对micro-LED超小间距显示屏灯板空间做更有效地运用,高整合功能能有效缩减布件空间及组件的数量;另外,在画面质量表现上,低亮度高稳定性一直是主宰观赏距离与显示效果的关键,单一颜色平均恒流驱动最低可至15uA,灰度级数可达到16bit,使显示画面的对比度与均匀性更加细腻,同时也能达到节能低功耗的效果。

LED显示屏应用技术及场景不断迭代更新,为驱动IC带来不少挑战,只有打好夯实的基础,才能助力LED显示屏行业的良好发展,如今LED显示屏驱动IC在技术上已有非常大的突破,但相信在未来将会让我们更加刮目相看。

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