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干貨Mini/Micro RGB LED的痛點與LED驅動IC解決方案
發布時間:2019-04-10 16:26:25 | 瀏覽次數:


痛點一,低集成度、分立式行列架構。


    眾所周知, IC集成度的提高促進了電子設備的智能化、微型化,并獲得了更高性能、更多功能、更少能耗等特征。手機從"板磚"式的摩托羅拉到今日的華Mate20,性能"天翻地覆",重量和體積更是"日新月異",元器件數量大幅減少,成本大幅降低,都是大幅度提高IC集成度的貢獻。


    反觀當今通常的LED顯示屏,盡管像素間距已從數10mm發展到亞毫米的Mini LED時代,并且正向更小尺寸的Micro LED推進。但在行和列驅動IC方面,僅是在列驅動中增加了存儲器和PWM及消鬼影等,而將行開關的通道數量從2通道提升到8通道和消行鬼影等集成度小幅提高。為了降成本和解決PCB上元器件過密及布線難度,采用了大幅增加掃描行數這種有損性 能的方法來彌補。


但是,模組上過多的IC數量會產生以下幾種不良后果。

1、增加了模組PCB的電路設計和布線難度和PCB復雜度;

2、增加了BOM的混亂度;

3、增大貼片機的負荷,降低制造效率;

4、降低產品可靠度;

5、復雜的BOM增加了采購和庫存管理壓力和成本。


分立器件和高集成模組對比


    為解決該痛點,日月成2015年7月發布SUM608X系列高集成行列一體式驅動IC的首款產品。該產品是行業內第一顆高性能行列一體式512像素(單顆直接驅動512顆全彩像素),可以使模組使用的行列驅動IC減少約75%,即僅使用原分立方案25%左右的IC。同時,將BOM中行列IC品類減少50%,數量減少75%。 SMT貼片量僅為原方案的1/4。近4 年的市場應用, 已形成pitch=0.3mm以上共陽和共陰兩大類,適合Micro LED/Mini LED/小間距LED等多種應用的系列驅動產品。


痛點二,行線與列線干擾的異步控制。


    LED像素是分別跨接在列線和行線之間的,行線和列線上存在的寄生電容電感等元件是影響LED顯示品質的重要根源。通過對連接到LED正負端的行線和列線調節可以消除或減弱這些寄生元代的干擾和破壞,但調節卻不能實時完成,這是因為必須繞由"遙遠"的接收卡處理,既增加了調試難度,又間接地增加了成本,調節效能還得不到保證。


    2015年7月上市的行列一體高集成驅動IC-SUM608X系列,通過在IC內部集成列驅動和行掃描以及相應的調節機制,解決了行列協同問題,提升了LED顯示品質,減少了調試難度,也降低使用和維護成本。


痛點三,過多的發熱量損害顯示品質和產品可靠性。


    顯示屏的無效功耗轉化的熱量導致LED結溫和屏內溫度升高,而高溫會嚴重損害顯示品質和產品可靠性。


    熱量主要來源于無效的功率損耗,包括過高的電壓以及電力浪費。且Mini或Micro LED的像素密度快速亦高倍率增加,使得熱量的傳導和消散更加困難和復雜, 更加速了溫度上升。例如P2.5和P0.9375,像素密度增長就超過了7倍。


    而LED的亮度和波長對溫度又極其敏感,且壽命也隨著溫度的升高迅速下降。


    同時,7x24小時、夜間不斷電以及貼近屏體的應用越來越多,都對屏體的溫度提出更高要求。


    日月成2016年推出的創新型IdleStop動態節能技術,首創動+黑+靜組合的三重節能驅動技術,將LED顯示產品的節能效率提升到新高度。通過大幅減少無效功率, 不僅節省了能耗,更有效降低了發熱量,使LED顯示屏的溫度更低。


    支持三重節能的驅動IC有SUM2035、SUM2135、SUM2037、SUM2137、SUM6082DS、SUM6086、SUM6086M。


    內含黑色低功耗和低拐點電壓靜態節能的雙重節能的驅動IC有SUM2033、SUM2131、SUM2036、SUM2136、SUM6082L、SUM6082N、SUM6086L、SUM6086N。


痛點四,過多的模組I/O連接線,降低可靠性,增加EMI。


    當前無論是軟連接還是硬連接的LED顯示模組,其輸入輸出的數據和控制等連接線多達20多根,若自帶校正數據存儲或故障偵測,模組還需額外增加更多根的連接線。


    但是,連接線根數越多,則故障率越高,可靠性越低,EMC也越高,材料成本越高,制造效率越低,安裝維護越復雜。


    日月成2015年推出智能模組管理IC-SUM6060,創新的收線功能,在使用校正數據存儲和偵測功能的條件下,仍可減少60%~70%的I/O連接線根數。該IC 內置模組故障偵測與報告、校正數據存儲、使用時間記錄以及用戶自定義存儲等先進功能。


    2018年9月又發布新一代模組智能管理和控制IC- SUM6062,讓I/O的根數更少, 具有更高的工作頻率 、更大的數據帶寬和更低的EMI,同時具備更智能的模組控制和管理功能。讓模組和箱體更簡捷,更可靠,更智能,同時保留上代產品的全部功能。


痛點五,圖像品質的“近視化”和真實化。


    LED顯示屏是由"遠高亮"應用發展而來, 而當今的Mini或MicroLED顯示屏的需要則是更近、更柔和更真實還原自然色彩,顯示的圖像品質要優于LCD 和DLP,色彩與色域要超越IMAX的電影表現。


    所以,Mini或Micro LED顯示屏在解決了LED自有的(鬼影、高反差等)顯示問題后,還需解決近距離觀看和直接接近使用(近視化)的亮度體驗和細節觀賞等問題。


    日月成驅動IC,提供高精度線性電流增益調節,為LED顯示屏提供精準的亮度和色坐標設定,并可實現寬范圍的亮度和色坐標選擇。寬亮域調節不損失灰度,同時提供16bit~10bit共7級灰階輸出供客戶選擇,以及最小150μA的精準微小恒流及其寬范圍的恒流驅動輸出,為低亮度高灰階顯示提供驅動保障。


    相較于LCD和DLP顯示通常的8bit和需要努力爭取的 10bit和12bit灰度而言,對LED則輕松許多,眾所周知,LED是具有12bit~16bit這種高灰階bit優勢的。所以,LCD等顯示方法因灰度等級不夠而不得不追求的諸如HDR等補償技巧在LED顯示上實現很容易

 
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