乐鱼无限安卓

技术分享丨MiniMicro LED驱动技术大揭秘

2024-05-24 安定器

  随着LED显示产品像素密度慢慢的升高,LED显示的应用边界不断拓展,人们对高画质的需求日益提升。近年来Mini/Micro LED成为显示行业的高频词汇,被称为下一代显示技术,各大厂商纷纷加大Mini/Micro LED技术探讨研究投入,布局Mini/Micro LED显示产品。

  LED显示行业在中国发展30余年,户内小间距产品也已发展10余年,那Mini/Micro LED与以前的小间距LED显示到底有何差异?从应用层面来讲,Mini/Micro LED显示产品所用到的发光体比常规小间距LED显示产品的发光体更小,意味着Mini/Micro LED显示产品单位面积的解析度慢慢的升高,这已经对整个产业链(如驱动方案、基板、转移设备等)产生了深远影响,同时也促进了整个行业向更高阶的显示技术及产品方向发展,势必会大幅拓展LED显示应用场景,主要有三大应用领域:

  1.大尺寸显示应用。Micro LED发展的潜在能力巨大,逐步向户外超高清显示应用拓展,如户外高清大屏、高端展览展示、高端会议以及大尺寸Micro LED TV,将会大幅度的提高传统大尺寸LED显示的质量;

  2.中尺寸消费类应用。Micro LED将会逐步替代LCD, 是OLED的下一代先进显示技术,将会应用在可穿戴、PC显示器、高端TV等;

  3.小尺寸微显示应用,如AR、VR及MR。随着Micro LED技术的持续不断的发展与成熟,进入大显示时代,LED显示市场容量有望达到万亿级规模。

  虽然前景一片光明,但在技术及产品上的挑战也不可以小看。首先,Micro LED芯片非常小,要实现巨量转移,实际做到大规模量产并商用,需要产业上下游一起努力;其次,Micro LED在尺寸显示应用方面当前主要是采用PCB基板,在大尺寸显示方面,PCB基板工艺技术成熟,可以大规模量产及商用,但在中小尺寸显示应用方面,由于像素密度大幅度的提高,PCB的线宽及翘曲等精度不能够满足需求,当前玻璃基板发展如火如荼,行业内也有样品展示,但仍未达到能够成熟大规模量产并商用这一步,其实是受技术、成本的限制。

  除了上述两个方面,Micro LED要实现在中小尺寸显示上的大规模应用,驱动技术也至关重要,常规的LED小间距驱动方案目前尚不足以满足Micro LED在更高解析度的中小尺寸应用。当前主要有三种驱动方案应用在Mini/Micro LED 显示产品上,让我们一探究竟。

  PM驱动把LED显示阵列中每一列LED的阳极(P-electrode)连接到列扫描线(Data Current Source)上,同时把每一行LED的阴极(N-electrode)连接到行扫描线(Scan Line)上。当某一特定的第Y列扫描线和第X行扫描线被选通的时候,其交叉点(X,Y)的LED就会被点亮。整个LED屏幕就是以这样的形式进行高速逐点扫描点亮,避开了人眼的视觉暂留,最终就可以实现显示画面,如图1所示。

  这种PM逐点扫描方式,较容易实现,PCB设计布线较为繁琐,并且LED是循环高速扫描点亮,点亮时间很短,所以亮度效率低,其次由于大量的扫描电路的设计,采用了大量的阻容器件,导致LED像素间串扰明显,对扫描信号的频率要求很高,这其实对驱动技术也提出了挑战,已经不能够满足Micro LED在中小尺寸高解析度屏幕的应用。

  像素密度在Mini/Micro LED显示产品上较传统小间距产品得到了大幅度的提高,LED发光器件数量大量增加,怎么样才可以将更多的LED发光器件控制好?当前多数采用的是大扫描,多通道的高度集成驱动IC方案来解决,如扫描方式从16扫、32扫、64扫甚至96扫, 如果仅仅是增大扫描数,可能还不够,这样面积有限的基板上很难布下太多的驱动IC, 这时候超16通道的驱动IC就陆续上市,以支持行业做更高清的LED显示产品。

  目前PM高扫描,多通道的小间距LED驱动方案仍然不能完美的解决暗亮、低灰不均匀、高对比下的耦合等问题。这样一些问题的产生,主要是受寄生电容的影响,在PCB设计的阶段,可以做Layout线路调整降低寄生电容大小,同时像素间距越来越小,PCB线路越来越密集,寄生电容影响越明显,目前看驱动方案很重要,同时PCB设计也不容忽视,见图2。

  AM驱动方式基本是随着Micro LED的出现开始深入研究,因为Micro LED能实现更高PPI的显示产品,PM驱动难以满足需求,当前在COG上尝试应用。与PM驱动相比,AM驱动就像是动车组,每节车厢都自带动力,能够将Micro LED的亮度利用率做到更高,PM驱动就像是绿皮火车,仅仅车头有动力,最终采用的是车头传递动力到后续车厢的,就好比是PM的逐点扫描点亮一样,LED是高速循环点亮的,所以PM驱动的屏亮度有效率较低,由于高速扫描,显示图像也不稳定,这对中小尺寸Micro LED用于消费级市场是不匹配的。

  综合来看,AM主要有以下优势:能较好实现更高PPI的Micro LED显示产品,实现更高亮度、更低功耗、亮度更均匀、更高对比度以及更稳定的图像显示,能预见AM驱动未来将成为Micro LED在中小尺寸大规模量产并商业化的较好的驱动方案。

  半有源驱动采用单晶体管作为Micro LED像素的驱动电路,能够尽可能的防止像素间的串扰现象。这种驱动方案其实是PM与AM中的中间方案,能将PM与AM优势都发挥出来,当前在LED显示上应用较少,但随着行业内上下游对Micro LED的商业化应用的研究逐步深入,“半有源”驱动未来或许也有用武之地。

  以上便是对当前Mini/Micro LED显示应用的思考,以及Micro LED常用的三种驱动方案及优劣势,行业内会针对大、中、小尺寸的应用,基于技术、量产以及价格的成熟度来选择应用,但基于Mini/Micro LED显示技术及产品快速地发展的现状,更高清、更高画质、更低能耗,是超高清发展的趋势,我们大家都认为将来AM驱动可能成为Mini/Micro LED显示在中小尺寸显示用的主要驱动技术方向。

  深圳市艾比森光电股份有限公司(股票代码:300389)始创于2001年,是全球领先的至真LED显示应用与服务提供商。

  艾比森LED显示屏,图像逼真,品质可靠,得到海内外客户一致认可。产品远销美洲、欧洲、澳洲、亚洲、非洲等120多个国家和地区,成功实施了30000多个应用实例,大范围的应用于美国NBA球赛、世俱杯、欧洲杯、总统新闻发布会、高档购物商场、奢侈品牌专卖店、国家电视台等领域,显示屏产品出口额连续10年稳居行业第一。

  艾比森人坚守“诚信、感恩、负责任”的核心价值观,践行“不说谎、不造假、不行贿,说真话、干实事、真性情”的三不原则,秉承“忠诚、勤劳、勇敢、贡献”的小蜜蜂精神,始终精诚团结、追求卓越,为客户提供高品质的产品和专业服务。艾比森坚信质量是产品的灵魂,严守产品选材的每一项标准、生产的每一道工艺、服务的每一个细节,为客户创造最大价值。

  艾比森倡导绿色、低碳、节能、环保的生产理念,恪守可持续发展的企业宗旨,先后获得“国家级高新技术企业”、“广东省守合同重信用企业”、“深圳知名品牌”等称号,且已通过ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系、QC080000有害于人体健康的物质过程管理体系、OHSAS18001职业健康安全管理体系认证,绝大多数产品通过了CE、RoHS、ETL、EMC、AEO等欧美国际认证。

  目前,艾比森集团包含艾比森德国、日本、俄罗斯、巴西、艾比森会务、艾比森投资等15家海内外公司,旗下有近2000名员工。拥有国际领先的自动化生产设备和现代化的实验室、专业的管理、研发、生产及完善的销售和服务团队,为产品的质量,规模化、标准化生产及快速交货提供了有力保障。

  艾比森人在“至真”的品牌战略领导下,致力于将“Absen”打造成全球至真LED显示应用与服务领域的领导品牌。