最近幾年，LED顯示屏租賃市場的空間繁榮，帶動著整個行業(yè)進(jìn)入到一個高速增長的階段。除了在戶外被大量應(yīng)用的廣告屏、演藝屏、交通誘導(dǎo)屏等之外，應(yīng)用于室內(nèi)的LED顯示屏也是一個潛力巨大的市場，其中包括室內(nèi)監(jiān)控大屏幕以及室內(nèi)電子幕墻等。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)的調(diào)查統(tǒng)計，2011年中國LED顯示屏行業(yè)的產(chǎn)值已達(dá)到219億元人民幣，同比增長18%，據(jù)預(yù)計，2012-2015年中國LED顯示屏行業(yè)仍將保持15-20%的增長速度。

 

但從技術(shù)層面來看，實際上，在過去10年左右的時間里，大多數(shù)廠商推出的LED顯示屏在基本的系統(tǒng)架構(gòu)上并沒有太大的變化，只是針對某些技術(shù)指標(biāo)作一定程度的改善和修正。同時，在高性能產(chǎn)品的普及推廣上也相對滯后，雖然早在幾年前市場上就已有帶PWM(脈沖寬度調(diào)制)功能的顯示屏驅(qū)動IC產(chǎn)品推出，且市場人士也均已認(rèn)同PWM功能具有高刷新率、電流恒定等優(yōu)勢，但由于價格等因素，至今為止這類高性能顯示屏驅(qū)動IC的市場份額仍舊不高，市場上應(yīng)用量較大的還是以基本款居多(如聚積5024/26等)，高端產(chǎn)品主要應(yīng)用在一些較為注重品質(zhì)的LED屏租賃市場中。

 

 

帶有PWM功能的高端驅(qū)動IC產(chǎn)品將成為推動市場發(fā)展的主力，
并且使LED屏幕的色彩更豐富，圖像更細(xì)膩、流暢。

 

然而，伴隨著目前LED顯示屏市場的迅猛發(fā)展，越來越多的用戶開始對LED顯示屏提出了從視覺效果、傳輸方式、顯示方式，到播放方式等一系列復(fù)雜的要求，這也使得LED顯示屏產(chǎn)品面臨一次全新的技術(shù)革新機(jī)遇，而作為整體顯示屏系統(tǒng)的“大腦”——LED驅(qū)動IC將起到致關(guān)重要的作用。

 

加強(qiáng)行業(yè)合作突破技術(shù)瓶頸

LED顯示屏和主板之間的數(shù)據(jù)傳輸一般采用的都是串行式數(shù)據(jù)傳輸方式(SPI)，再通過信號包復(fù)用技術(shù)同步傳送顯示數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，但在刷新率和解析度提高的情況下，很容易造成資料傳輸?shù)钠款i，導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。此外，在LED顯示屏的屏幕面積較大時，控制線往往也非常長，容易受到電磁干擾，影響傳輸信號的質(zhì)量。雖然近年來有些廠商引入了新的傳輸介質(zhì)，但如何才能為用戶提供真正性能優(yōu)秀，且性價比較高的產(chǎn)品方案是困擾產(chǎn)業(yè)的一個重點問題。為此，部分廠商提出，LED顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸方式亟待需要從最底層的技術(shù)層面入手，尋找到一種創(chuàng)新的解決方案。

 

例如，目前一些驅(qū)動IC廠商嘗試運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝技術(shù)裝設(shè)高速的LVDS電路，使復(fù)雜的數(shù)字功能可以輕易集成到LVDS模擬電路上，將串行器及解串器集成在同一芯片內(nèi)。LVDS傳輸技術(shù)擁有330mV的低壓差分信號(250mVMINand450mVMAX)和快速過渡時間，可以讓產(chǎn)品達(dá)到自100Mbps至超過1Gbps的高數(shù)據(jù)速率；同時，這種低電壓擺幅和差分電路的輸出模式還有效地減小了電磁干擾(EMI)，保證了信號傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

 

 

臺灣茂達(dá)電子股份有限公司大中國市場開發(fā)處處長關(guān)兆炘

 

臺灣茂達(dá)電子股份有限公司大中國市場開發(fā)處處長關(guān)兆炘表示：“茂達(dá)2002年在蘇州成立開源集成電路有限公司，加大了對驅(qū)動IC的設(shè)計力度。目前茂達(dá)已經(jīng)在LED顯示屏驅(qū)動IC產(chǎn)品線中引入了LVDS技術(shù)，并且正在和一些行業(yè)領(lǐng)先的控制系統(tǒng)廠商合作，共同推動這一新技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用。但從現(xiàn)在的SPI傳輸方式轉(zhuǎn)變?yōu)長VDS方式，需要從系統(tǒng)架構(gòu)的底層開始作改變，包括IC本身架構(gòu)的修改等，這些對于整個行業(yè)來講將是一次重大的更新。未來時間，茂達(dá)的目標(biāo)是讓顯示屏解析系統(tǒng)對數(shù)據(jù)所做的處理直接在單元板上進(jìn)行，從而解決資料傳輸?shù)钠款i，新產(chǎn)品預(yù)計在2013年第四季推出。”

 

值得注意的是，LED顯示屏的技術(shù)革新已牽涉到產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，包括驅(qū)動IC制作工藝的提升、控制系統(tǒng)的硬件化、控制軟件的智能化開發(fā)等等，這些技術(shù)創(chuàng)新需要IC設(shè)計廠商、控制系統(tǒng)開發(fā)廠商、面板廠商，甚于包括終端用戶等更為緊密地結(jié)合在一起，共同打破行業(yè)應(yīng)用的“僵局”。特別是在控制系統(tǒng)的開發(fā)上，如何與IC設(shè)計公司更好地相互協(xié)作，提高LED屏的系統(tǒng)性能以及控制軟件的智能化水平是當(dāng)務(wù)之急。

 

而為了進(jìn)一步促進(jìn)IC設(shè)計與控制系統(tǒng)開發(fā)兩者之間的結(jié)合，據(jù)了解，目前已有LED顯示屏驅(qū)動IC的領(lǐng)導(dǎo)廠商通過并購、聯(lián)合等多種形式，在控制系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域展開了更深入的探索。例如，臺灣聚積前幾年投資錦鑫光電建立起了終端應(yīng)用與IC設(shè)計的整合思維；另外，他們還在最近推出了一項名為“白金認(rèn)證”的計劃，旨在聯(lián)合業(yè)內(nèi)一批優(yōu)秀的控制器廠商，將他們的控制器和聚積的芯片進(jìn)行更好地搭配，從整體上為用戶呈現(xiàn)高清晰度的顯示效果。

色彩更豐富圖像更細(xì)膩

在客戶端應(yīng)用中，LED顯示屏(動態(tài)掃描屏)最常見的問題就是——“殘影”和“毛毛蟲”現(xiàn)象。要解決“殘影”，從IC半導(dǎo)體的角度來看，關(guān)鍵在于當(dāng)完成前一行的動態(tài)掃描之后，如何在后一行掃描開始時盡快將能量釋放掉，在這一方面，一般廠商大多都會采用接地電阻的方法。但也有部分驅(qū)動IC廠商將MOS管技術(shù)(MOSFET)應(yīng)用在LED動態(tài)掃描屏中來克服這一問題。

 

關(guān)兆炘表示：“茂達(dá)有著多年豐富的MOS管技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗，針對‘殘影’問題，茂達(dá)推出了SPL5010 Gate 驅(qū)動IC，它將傳統(tǒng)MOS管技術(shù)與譯碼器相結(jié)合，集成于一體，透過Gate驅(qū)動IC上的半導(dǎo)體制程達(dá)到同樣的效果。另外，在列的方向上，LED顯示屏通常會形成一個反串電流通路，導(dǎo)致‘毛毛蟲’現(xiàn)象的發(fā)生，茂達(dá)通過驅(qū)動IC 將每一列上的電壓由0伏升為5伏，來避免LED燈的反向?qū)?，從而提升整體畫面的質(zhì)量。”

 

 

德州儀器(TI)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理李偉

 

同時，在影像畫質(zhì)上，LED顯示屏的刷新率和灰度成為了用戶越來越關(guān)注的兩項指標(biāo)，要求屏幕的色彩更豐富，圖像更細(xì)膩、流暢。面對這一需求趨勢，帶有PWM功能的驅(qū)動IC顯示出其強(qiáng)大的應(yīng)用優(yōu)勢。德州儀器(TI) 業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理李偉表示：“現(xiàn)在越來越多的室外和室內(nèi)屏走到P4、P2 應(yīng)用，采用高刷新率、高畫質(zhì)視頻播放，為此TI進(jìn)一步提高驅(qū)動芯片的電流精度、分辨率、刷新率，例如采用PWM技術(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸頻率和灰度控制時鐘頻率，支持額外點校正和全局亮度調(diào)整，使得影像色彩更豐富，畫質(zhì)更逼真。”

 

而從市場面來看，今年上半年LED顯示屏驅(qū)動IC的供貨稍顯緊張，但預(yù)計下半年的情況會步入正軌。隨著近年來基本款驅(qū)動IC的價格逐年下降，單價已為原來的三分之一左右，廠商利潤日益趨薄。為了提高利潤率，預(yù)計主力廠商會加大力度推動帶有PWM功能的高端產(chǎn)品，價格也會做出相應(yīng)的調(diào)整。據(jù)悉，今年開始聚積科技帶S-PWM功能的產(chǎn)品出現(xiàn)較明顯的增長幅度，三月份的出貨量已達(dá)9.5KK，雖然僅占聚積總體出貨量的20%左右，但發(fā)展勢頭值得期待。

 

保證系統(tǒng)可靠性和節(jié)能效率

隨著當(dāng)前LED顯示屏的像素點越來越高，從幾百萬像素點到三千萬像素點，使得工程項目的難度加大，例如有的戶外非掃描屏一次性需要16通道IC五百萬片，再加上生產(chǎn)、控制器調(diào)試、安裝等等，這些都對驅(qū)動IC的品質(zhì)和廠商交貨期提出了非常高的要求。

 

為了保證顯示屏整體性能的可靠性，TI在驅(qū)動IC的設(shè)計上增加通道數(shù)，采用管腳高耐壓技術(shù)，拓寬輸入電壓和LED端電壓的支持范圍，提高ESD防護(hù)性能，同時芯片內(nèi)部具備IP容差團(tuán)隊評審，嚴(yán)格控制通道和通道之間的精度，以及片與片之間的精度，并且在產(chǎn)品上市前完成三輪產(chǎn)品驗證(含和控制器廠商、終端實際驗證對比測試)。李偉表示：“另外，我們還提供一系列高集成產(chǎn)品，如增加消‘鬼影’、待機(jī)能量節(jié)省、漏電流偵測、LED過壓短路保護(hù)及偵測、高分辨率等功能模塊，且管腳協(xié)議兼容，幫助客戶節(jié)省設(shè)計成本，簡化客戶設(shè)計和驗證的時間。”

 

而要降低LED顯示屏的能耗，其中包括多方面的內(nèi)容，從驅(qū)動IC來看，主要就是用低轉(zhuǎn)折電壓技術(shù)來達(dá)到節(jié)能的效果。例如TI通過降低供電電壓和晶體管結(jié)電壓，降低待機(jī)及工作芯片電流，增加漏電流偵測以及芯片能量節(jié)省模式(客戶可輕松配置)等方法，實現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。

 

此外，封裝形式上，目前LED顯示屏驅(qū)動IC多采用SSOP-1.0mm和SSOP-0.635mm這兩種方式，但部分廠商較為看好QFN封裝方式在這一領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用前景。他們認(rèn)為，雖然大部分人習(xí)慣于接受SOP封裝方式，且目前階段QFN加工工藝可能會為客戶的后期維修帶來不便，但從半導(dǎo)體制程來看，QFN方式為一種無引腳封裝，呈正方形或矩形，體積小、重量輕，具有優(yōu)良的電性能和散熱性能，芯片的效率大幅提高，適合對尺寸、重量和性能都有要求的應(yīng)用場合，因此，未來LED顯示屏驅(qū)動IC的封裝將會慢慢更多地采用QFN方式。

 

市場需求是技術(shù)創(chuàng)新的原動力。LED顯示屏以其高亮度、色彩鮮艷、立體感強(qiáng)等優(yōu)勢贏得了越來越多市場人士的青睞，面對更為復(fù)雜的應(yīng)用趨勢，迫切需要LED顯示屏技術(shù)從系統(tǒng)底層架構(gòu)出發(fā)有更加多的創(chuàng)新性，其中包括驅(qū)動IC本身工藝的提升，以及控制系統(tǒng)的開發(fā)等等，特別是將驅(qū)動IC與控制系統(tǒng)兩者之間緊密地結(jié)合在一起才是LED顯示屏技術(shù)向前發(fā)展的根本所在。