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

在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IC。1997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Allegro和Ti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1024×768的LED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IC在LED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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