LED顯示屏驅動產品主要包括行(háng)掃描驅動芯片和列驅動芯片,其應用領域主要為(wéi)戶外LED廣告屏(píng)、半戶外門頭屏、室內LED顯示屏、LED公交站牌顯示及各種(zhǒng)LED廣告宣傳牌。從顯示(shì)屏類型上看,涵(hán)蓋了LED單色(sè)顯(xiǎn)示屏、LED雙色(sè)顯示屏以及(jí)LED全彩顯示屏(píng)。
在LED全彩顯示屏的工作當中,驅動IC的作用(yòng)是接收符合協議規定的顯示數據(來自接收卡或者視頻(pín)處理器等信息源),在內部生產PWM與電流時間變化,輸出與(yǔ)亮度灰度(dù)刷新等相關的PWM電流來點亮LED。驅(qū)動IC和邏輯IC以及MOS開關(guān)組成的周(zhōu)邊(biān)IC,共同作用於LED顯示屏的顯示功能並決定其呈現的顯示效果。
LED驅動芯片可分為通用芯片和專用芯片兩種。
所謂的通用芯片,其芯片本身並非專門為LED而(ér)設計,而是一些具(jù)有LED顯示(shì)屏部分邏(luó)輯功能的邏輯芯片(如串2並移位寄存器)。
而專(zhuān)用芯片是指按照LED發光特性而設計專(zhuān)門用於LED顯示屏的驅動芯片。LED是電流特性器件,即在飽和導通的前提下,其亮度隨著電(diàn)流(liú)的變化而變化,而不是靠調節其兩端的電壓而變化。因(yīn)此專用(yòng)芯片一個最大的特點就是提供恒流源。恒流源可(kě)以保證 LED的穩定驅動,消除 LED的閃爍現象,是 LED顯(xiǎn)示屏顯示高品(pǐn)質畫麵的前提。有些專用芯片還針對不同行(háng)業的要求增加了一(yī)些特殊的功能,如具備LED錯誤偵(zhēn)測、電流增益控製和電流校正等。
1
驅動(dòng)IC的演進
上(shàng)個世紀90年代,LED顯示屏應用以單雙色為主,采用的是恒壓驅動IC。1997年,我國出現了首款LED顯示屏專用驅動控製芯片9701,從16級灰度跨越至8192級灰度,實現了視頻的所見即所得。隨後,針對LED發光(guāng)特性,恒流驅動成為全彩LED顯示屏驅動的(de)首選,同時集成度更高的16通道驅動替(tì)代了8通道驅動。20世紀90年(nián)代(dài)末,日本Toshiba、美國Allegro和Ti等公司相繼推出16通(tōng)道的LED恒流驅動芯片,21世紀初,中(zhōng)國台係企業的驅動芯片也相繼量產和使用。如今,為了解決小間距LED顯示屏PCB布線的問題,一些驅動IC廠家又推(tuī)出了高集成的48通道的LED恒流驅動芯片。
2
驅動IC的性能指標
在LED顯示屏的性能(néng)指標中,刷新(xīn)率和灰(huī)度等級以及圖像表現力(lì)是最為重要的指標(biāo)之一(yī)。這要求LED顯示屏驅(qū)動IC通道間電流的高一致性、高速的通信接口速率以及恒流響應速度。過去,刷新率、灰階以及利用率三方麵是一種此消彼長的(de)關係,要保證其中之一或其中之二的指標能夠較為優異,就要適當犧牲剩下的一(yī)直兩個指標。為此,很多LED顯示屏在實際應用(yòng)中很難兩全其美(měi),要麽是刷新不夠,高速攝像器材拍攝下容易出現黑線條(tiáo),要麽是(shì)灰度不夠,色彩明暗亮度不一致。隨著驅(qū)動IC廠商技術的進(jìn)步,目(mù)前已經在三高問題上有所突破,已經能夠解決好這些問題。
在LED全彩(cǎi)顯示屏的(de)應用中,為了保證用戶(hù)長時間用眼的舒適度,低(dī)亮高灰成(chéng)為考驗驅動IC性能(néng)的一個尤為主要(yào)的標準。
3
驅動IC的(de)趨勢
節能:作為綠色能源,節能(néng)是(shì)LED顯示屏永恒的追求,也是考量驅動IC性能的一個(gè)重要標準。驅動IC的節能主要包(bāo)括兩個方麵,一(yī)是有效降低恒流(liú)拐點電壓,進而將傳統的5V電源降低至3.8V以下操作;二(èr)是通過優化IC算法和設計降低(dī)驅動IC操作電(diàn)壓與操作電流。目前已經有廠家推(tuī)出了具有0.2V低轉折電壓,提(tí)升達15%以上的LED利用率的恒流驅動IC,使用較常規產品低16%的供電電壓減少發(fā)熱量,讓LED顯示屏能效大為提升。
集成化:隨著LED顯(xiǎn)示屏像素間距的迅速下降,單位麵積上要貼裝的封裝器件以幾何倍數增長,大大增加模組驅動麵的元器件密度。以(yǐ)P1.9小間距LED為例,15掃的160*90模組需(xū)要180個恒流(liú)驅動IC,45個行管,2個138。如此多的器件,讓PCB可用的布線空(kōng)間變得極為擁擠,加大了電路設計的難度。同時,如此擁擠元器件的排列(liè),極易造成焊(hàn)接不良等問題,同時(shí)也降低了(le)模組的可靠性。驅動IC更少的用量,PCB更大的布線麵積,來自應用(yòng)端的(de)需(xū)求倒逼驅動IC必須走上了(le)高集(jí)成的技術路線。
目前,行業主流的驅動(dòng)IC供應商都(dōu)先後推出了高集成度的48通(tōng)道LED恒流驅動IC,將大規模的外圍電路集成到驅動IC的晶圓中,可減少應用端PCB電(diàn)路板設計(jì)的複雜程度,也避免了各廠家工程師設計能力(lì)或(huò)者設計差異所產生的問(wèn)題。