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新一代Mini-LED显示驱动平台及Micro-LED驱动技术探讨

   2020-08-25 中华液晶网中华液晶网4350
核心提示:今天我的报告主要分成四个部分,第一个部分是Mini和Micro-LED技术演进,第二部分是集创北方支持Mini-LED显示技术显示的现有产品,第三部分是为更小分辨率的Mini-LED显示屏,我们在研发什么样的新产品,最后一步是关于Micro-LED驱动技术的一些探讨。

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耿俊成(北京集创北方科技股份有限公司LED显示事业部总经理)

各位嘉宾下午好,我来自于北京集创北方科技公司,今天下午由我来向各位专家来汇报一下集创北方在Mini和Micro-LED驱动芯片上面的一些路线和研究的方向。

今天我的报告主要分成四个部分,第一个部分是Mini和Micro-LED技术演进,第二部分是集创北方支持Mini-LED显示技术显示的现有产品,第三部分是为更小分辨率的Mini-LED显示屏,我们在研发什么样的新产品,最后一步是关于Micro-LED驱动技术的一些探讨。

这张图横轴是显示的点间距,纵轴的话是LED显示三个最主要的模块,就是灯珠、基板和驱动IC。在1.0以上的间距里面的话我们首先看灯珠是以单灯的方案为主,另外COB的话和四合一方案也有一定的份额,到了Mini-LED里面的1.1—0.7这部分的话也有单灯的方案,但是COB和四合一的比例就在逐渐上升。一般认为到0.7以下,单灯的方案虽然说还有很多厂家在做,但是单灯的方案已经不是主流了,主流是COB和四合一的方案,但是更小间距,0.4以后的话普遍认为会是以倒装COB为主流。基板这个部分现在显示的主流都PCB的基板,但是PCB基板的话我们如果以量产这个成本角度来考量,到P0.4的话基本上也都是极限了,接下来到后续的发展也有不同的方向,目前的话是以TFT的玻璃基板或者是硅基板现在有一定的应用。

然后从驱动IC的角度来讲,1.0以上的这种小间距的话以集创北方为例,普遍应用的是32M的2055,和64M的2065是共阳的方案。到了Mini的话就是0.7—1.0这个主要是用的我们共阴的2069。0.7以下,就是0.7—0.4的话传统的行业分开的这种2019+2069的方案在布板上就有困难了,应用比较多的是2210行列合一的方案。0.4以下我们针对这方面的话有更高扫描更高集成度的产品,这个产品的话目前在研发中年底的话可以有送样。

这张图节是针对Mini和Micro-LED几个技术特点做一些对比.从倒装芯片的角度来讲Micro-LED是50微米以内,从30微米到几个微米,然后Mini是50—200微米,从分辨率的角度来看的话像素分辨率的角度,Micro-LED是0.3毫米以内,Mini通常是指像素在0.3毫米到1毫米之间。从基板的角度来讲也讲了PCB的Mini的话还是会普遍运用PVB的方案,到了Micro-LED的话会有TFT的玻璃基或者是硅基的方案出来,驱动电路这一块Mini-LED是传统扫描式的电路为主,到Micro-LED这边的话会有不同的方向,比如说AM的方案,或者是一些Micro-IC的方案。从应用领域上来说的话Mini-LED还是针对现有LED大屏的扩展以商显为主,到Micro-LED的话应用范围就会扩的比较大,从大屏的显示到消费类的手机,到一些近眼的AR、VR的应用都有可能。

第二,讲一讲集创北方现有的IC方案,现在我们的客户可以做到从1.0—0.4,从小间距过渡到Mini-LED主要是解决以下四个问题:

第一,功耗。

第二,成本,这两个都和像素的数量息息相关,成倍的增加,还有的话给PCD的设计也增加了大的难度,最主要的部分其是显示效果,到了Mini领域里面对电流、通道的一致性和片间的一致性要求非常高,另外的话在小电流导致的寄生电容带来耦合的现象也会非常的突出。一些常规的方案在1.0以上的小间距里面应用,还勉强可以接受,但是到了Mini里面显示的非常差,这些的话都在芯片设计里面做很多细致的动作。

典型的稍微大一点间距的以0.7—1.0应用里面,目前市场上集创北方的方案还是以2069为主,然后是行业分开的方案。到了更小间距的话行业分开的方案布板已经布不下了,然后的话我们推荐的是2210的方案,这个方案目前最小可以到0.4,这个是我们客户做的一款0.46的板子,背面的话都是2210。2210这个是合一的,每个通道上每个芯片上是有24个通道对应8列,4个芯片的话可以组合起来形成64×32的点阵,通过这个分布的话芯片也会比较均匀,所以整个屏的发热点也会比较均匀。

这个是今年年初在荷兰展ISE展会上的客户做的显示屏,应该来说1.0以下的方案大部分是用的2069,一部分用的2200,利亚德这边是定制的IC,刚才讲的是Mini-LED显示的0.4以上的方案,我们针对更小的间距也有一些新的产品会今年年底出来。

主要的特点有几个:

第一,高扫描、高集成,我们的扫描会做到90以上,或者是128扫,通道的话会到300个通道以上,另外支持高灰阶,我们可以做到60扫下面的真实的16比特。然后电流的话也会到100微安甚至更小,另外的话支持实时检测,里面还有节能和EMI的非常的小。这个年底会推出来,除了刚才我提到的一些高集成以外里面还会集成图像处理的功能。

最后一个部分的话讲一讲针对Micro-LED做的一些尝试。到了Micro-LED的驱动电路的话会有不同的方向,用原来的PM还是采用AM的方案现在大家还有一些讨论。AM主要要解决两个方面的难题:

第一,发光效率的问题,我们知道芯片工作在线性区的话他的发光效率是最高的,如果工作非线性区的话发光效率比较低,发光量比较严重。

我们首先如果采用AM的方案他的电流就会非常小,电流密度就小,就有可能热到非线性里面去,所以的话如何来解决低电流密度下面的一个高的发光效率的问题,这就是AM需要解决的问题。另外一个就是如果我们采用AM的方案通常会采用调幅的方式调灰阶,或者是调幅与PAM的结合,但是如果是PAM的话调电流的同时带来波长的变化,这个就是我们说的色偏,这个部分也是需要解决的难题。

针对Micro-LED的话我们做的几种方案,第一个方案是传统的驱动方案,这种借鉴原来LCD的驱动或者是OLED的驱动做出来的方案。这个方案有Source Driver,Gate Driver或GOA,然后的话基于这里面说的不平衡的问题通过这些方面或者是放到Driver算法的补偿可以解决,这是一种方案。

另外的话我们也有跟客户的话配合做Micro-IC的方案,也就是说灯驱合一。灯驱合一有两种,一种驱动IC和灯放到同一表面上,这个的话主要问题就是因为驱动IC尺寸的会比较大,放到这边的话会影响到显示像素的进一步减小,还有一种方案把驱动IC潜入到基板里面了,这种灯光的形式叫做EDS,就是把那个驱动电路的芯片埋在基板里面,这个基板的正面就是接LED灯,背面的话会有管角焊盘,这样的话我们做了2118的方案,四合一的,这个就是做四合一的灯珠就很像,就是一个小的模块。但是这个模块本身是在驱动的,然后我们在生产的时候就可以把模块直接贴在PCB板上,这样生产的难度很低的,除了四合一的方案我们也有做更高通道和扫描的方案,像2196节是96通道加上两扫的方案。

我们回到Micro-LED和Mini-LED的对比,我们的优势就是除了LED显示以外还有LCD和OLED设计的团队,这个里面用到的显示的相关IP的话得有现成的产品,所以不管是整合性的驱动还是AM、PM这一部分都有相应的准备和尝试,也非常欢迎和各位专家合作,大家一起把技术往前推,往市场上推出来更多更好的产品,谢谢!

 


 
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