用“芯”开启LED显示新时代(上)

　　以下文章来源于Tricolor淳中科技 ，作者小淳

　　随着科技的发展和技术的逐渐完善，人们对高清晰度显示的需求越来越大，更小的间距、更逼真的画面呈现质量，成为LED显示技术不断追求的方向。目前，LED显示产业正在迎来跨越式发展，尤其是以Micro-LED技术为代表的新一代显示技术异军突起，LED屏正在迎来小间距和微间距时代。

　　作为信息显示载体和人机交互窗口，LED屏历经多年的技术创新迭代。如今，进入5G信息时代，LED显示技术应用范畴逐渐向小尺寸穿戴式显示、手机和平板电脑显示、电视显示、显示墙大屏应用、车载应用以及VR/AR/MR场景领域拓展，以Micro LED为代表的新型显示成为清视频、家庭影院、虚拟现实等产业的重要支撑。

　　Micro LED显示屏凭借自发光、高亮度、高刷新、无缝拼接、以及近距离观看画质佳等诸多优势，在多种显示屏中脱颖而出获得市场青睐。随着LED显示屏点间距的缩小，作为LED显示屏的大脑及神经末梢，Micro-LED驱动芯片及控制系统迎来了新的机遇与挑战。

　　LED显示屏随着点间距的缩小，意味着在单位面积内的像素密度增高，单位面积内LED芯片数量增多，会造成行管与列管在显示主板上的密度增加。在传统方案中开关功能、定电流功能、逻辑运算功能、图像缓冲区等功能需要由不同的IC各司所职，共同作用于LED显示屏，因而不同功能的线路层层堆叠，必然会导致PCB 布线更加拥挤，纷繁的线路导致故障风险点增加，从而影响显示屏可靠性。因此，为了精简板卡的布线设计，进一步提高稳定性，驱动IC需要高集成度。

　　在节能减排的国家政策引导下，LED显示屏在应用范围不断扩展的进程中，节能成为LED显示屏无法忽视的重要问题。而随着点间距缩小，单位面积上LED显控系统的功耗上升明显。点间距的微缩化与低功耗是否如同“鱼与熊掌”不可兼得?

　　目前主流的节能方案是使用共阴极的方案替代传统的共阳极方案，共阴驱动是指单颗LED像素负极连接，正极驱动，据统计共阴方案比共阳方案节能约 20~30%。此外，驱动IC作为LED显示屏的重要组成部分，其性能的高低是影响功耗大小的重要因素。通过驱动IC的优化设计，降低工作电压和工作电流，或者使用动态节能技术，或者采用高集成驱动方案从而降低IC功耗，进一步降低系统功耗，也是LED系统节能的一种方式。

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　　随着 LED 显示屏点间距的缩小，LED 屏的像素密度越来越高，为了维持单位面积的亮度，不得不降低 LED 灯珠的驱动电流。同时，为了能够在有限的面积上布下更多的像素，PCB 走线等也不得不减小线宽。这些都会导致 LED芯片对于PWM 信号响应的线性度变差。这意味着，在不同的 PWM 信号下，得到的发光强度不再符合线性关系，从而导致 LED 屏在不同灰阶下呈现出不同的 mura 形态，以往仅靠单层校正就可以保证不同灰阶均匀性的前提被打破，出现高亮均匀中低灰不均匀的情况。这就要求控制系统需要全灰阶校正，可以在不同的灰阶，分别对 LED 显示屏进行校正，再通过内部的自适应校正处理算法。

　　随着 LED 显示屏点间距的缩小，LED 屏的像素密度越来越高，为了维持单位面积的亮度，不得不降低 LED 灯珠的驱动电流。同时，为了能够在有限的面积上布下更多的像素，PCB 走线等也不得不减小线宽。这些都会导致 LED芯片对于PWM 信号响应的线性度变差。这意味着，在不同的 PWM 信号下，得到的发光强度不再符合线性关系，从而导致 LED 屏在不同灰阶下呈现出不同的 mura 形态，以往仅靠单层校正就可以保证不同灰阶均匀性的前提被打破，出现高亮均匀中低灰不均匀的情况。这就要求控制系统需要全灰阶校正，可以在不同的灰阶，分别对 LED 显示屏进行校正，再通过内部的自适应校正处理算法。

　　传统的LED系统显示屏上播放的内容来源于视频源，视频源的视频信号先进入发送卡/发送盒，通过控制器完成视频解码、数据切分、格式转换等一系列的数据处理后，输出给接收卡。接收卡将数据分发至显示屏上面的驱动芯片，通过控制显示屏上面的驱动IC工作状态，完成每一颗LED灯的亮暗与颜色，从而在箱体的LED阵列上显示出图像。

　　由于发送卡与接收卡之间依靠多条网线连接，接收卡与LED模组之间依靠多条排线连接，因此处理节点较多，导致了LED系统链路复杂，很难变得简单易用;同时，传统的LED系统，通过网线级联的方式，导致布线的难度和美观程度都大大受到影响。LED显示屏能否像液晶电视一样链路简单，即插即用，一直是LED系统拓展应用进程中的拦路虎。

　　综上所述，在Mini/Mirco LED对单颗驱动IC的要求越来越高的背景下，IC 集成化、高性能与节能成为未来显示技术发展的大趋势。在市场与行业需求的阵阵呼声中，行业内能否有一种解决方案一键解决上述所有问题?小间距LED显示屏何时能够以更加轻巧精简的姿态应用于千行百业?纷繁复杂的板卡设计何时才能退出历史舞台?

　　或许，颠覆就在眼前。

　　随着科技的发展和技术的逐渐完善，人们对高清晰度显示的需求越来越大，更小的间距、更逼真的画面呈现质量，成为LED显示技术不断追求的方向。目前，中国LED显示产业正在迎来跨越式发展，尤其是以Micro-LED技术为代表的新一代显示技术异军突起，LED屏正在迎来小间距和微间距时代。

　　作为信息显示载体和人机交互窗口，LED屏历经多年的技术创新迭代。如今，进入5G信息时代，LED显示技术应用范畴逐渐向小尺寸穿戴式显示、手机和平板电脑显示、电视显示、超大显示墙大屏应用、车载应用以及VR/AR/MR场景领域拓展，以Micro LED为代表的新型显示成为超高清视频、家庭影院、虚拟现实等产业的重要支撑。

　　Micro LED显示屏凭借自发光、高亮度、高刷新、无缝拼接、以及近距离观看画质佳等诸多优势，在多种显示屏中脱颖而出获得市场青睐。随着LED显示屏点间距的缩小，作为LED显示屏的大脑及神经末梢，Micro-LED驱动芯片及控制系统迎来了新的机遇与挑战。