隨著LED顯示產(chǎn)品像素密度越來越高,LED顯示的應(yīng)用邊界不斷拓展,人們對高畫質(zhì)的需求日益提升。近年來Mini/Micro LED成為顯示行業(yè)的高頻詞匯,被稱為下一代顯示技術(shù),各大廠商紛紛加大Mini/Micro LED技術(shù)研究投入,布局Mini/Micro LED顯示產(chǎn)品。
LED顯示行業(yè)在中國發(fā)展30余年,戶內(nèi)小間距產(chǎn)品也已發(fā)展10余年,那Mini/Micro LED與以前的小間距LED顯示到底有何差異?從應(yīng)用層面來講,Mini/Micro LED顯示產(chǎn)品所用到的發(fā)光體比常規(guī)小間距LED顯示產(chǎn)品的發(fā)光體更小,意味著Mini/Micro LED顯示產(chǎn)品單位面積的解析度越來越高,這已經(jīng)對整個產(chǎn)業(yè)鏈(如驅(qū)動方案、基板、轉(zhuǎn)移設(shè)備等)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,同時也促進了整個行業(yè)向更高階的顯示技術(shù)及產(chǎn)品方向發(fā)展,勢必會大幅拓展LED顯示應(yīng)用場景,主要有三大應(yīng)用領(lǐng)域:
1.大尺寸顯示應(yīng)用。Micro LED發(fā)展?jié)摿薮,逐步向戶外?a href=http://zjgreman.com/hdtv/index.htm target=_blank>高清顯示應(yīng)用拓展,如戶外高清大屏、高端展覽展示、高端會議以及大尺寸Micro LED TV,將會大幅提升傳統(tǒng)大尺寸LED顯示的質(zhì)量;
2.中尺寸消費類應(yīng)用。Micro LED將會逐步替代LCD, 是OLED的下一代先進顯示技術(shù),將會應(yīng)用在可穿戴、PC顯示器、高端TV等;
3.小尺寸微顯示應(yīng)用,如AR、VR及MR。隨著Micro LED技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟,進入大顯示時代,LED顯示市場容量有望達到萬億級規(guī)模。
雖然前景一片光明,但在技術(shù)及產(chǎn)品上的挑戰(zhàn)也不容小覷。首先,Micro LED芯片非常小,要實現(xiàn)巨量轉(zhuǎn)移,真正做到大規(guī)模量產(chǎn)并商用,需要產(chǎn)業(yè)上下游共同努力;其次,Micro LED在尺寸顯示應(yīng)用方面當(dāng)前主要采用PCB基板,在大尺寸顯示方面,PCB基板工藝技術(shù)成熟,可以大規(guī)模量產(chǎn)及商用,但在中小尺寸顯示應(yīng)用方面,由于像素密度大幅提升,PCB的線寬及翹曲等精度不能滿足需求,當(dāng)前玻璃基板發(fā)展如火如荼,行業(yè)內(nèi)也有樣品展示,但仍未達到能夠成熟大規(guī)模量產(chǎn)并商用這一步,主要還是受技術(shù)、成本的限制。
除了上述兩個方面,Micro LED要實現(xiàn)在中小尺寸顯示上的大規(guī)模應(yīng)用,驅(qū)動技術(shù)也至關(guān)重要,常規(guī)的LED小間距驅(qū)動方案目前尚無法滿足Micro LED在更高解析度的中小尺寸應(yīng)用。當(dāng)前主要有三種驅(qū)動方案應(yīng)用在Mini/Micro LED 顯示產(chǎn)品上,讓我們一探究竟。
PM驅(qū)動
PM驅(qū)動把LED顯示陣列中每一列LED的陽極(P-electrode)連接到列掃描線(Data Current Source)上,同時把每一行LED的陰極(N-electrode)連接到行掃描線(Scan Line)上。當(dāng)某一特定的第Y列掃描線和第X行掃描線被選通的時候,其交叉點(X,Y)的LED就會被點亮。整個LED屏幕就是以這種方式進行高速逐點掃描點亮,避開了人眼的視覺暫留,最終即可實現(xiàn)顯示畫面,如圖1所示。
這種PM逐點掃描方式,較容易實現(xiàn),PCB設(shè)計布線比較繁瑣,并且LED是循環(huán)高速掃描點亮,點亮?xí)r間非常短,所以亮度效率低,其次由于大量的掃描電路的設(shè)計,采用了大量的阻容器件,導(dǎo)致LED像素間串?dāng)_明顯,對掃描信號的頻率要求很高,這其實對驅(qū)動技術(shù)也提出了挑戰(zhàn),已經(jīng)不能滿足Micro LED在中小尺寸高解析度屏幕的應(yīng)用。
像素密度在Mini/Micro LED顯示產(chǎn)品上較傳統(tǒng)小間距產(chǎn)品得到了大幅提升,LED發(fā)光器件數(shù)量大量增加,如何才能將更多的LED發(fā)光器件控制好?當(dāng)前多數(shù)采用的是大掃描,多通道的高度集成驅(qū)動IC方案來解決,如掃描方式從16掃、32掃、64掃甚至96掃, 如果僅僅是增大掃描數(shù),可能還不夠,這樣面積有限的基板上很難布下太多的驅(qū)動IC, 這時候超16通道的驅(qū)動IC就陸續(xù)上市,以支持行業(yè)做更高清的LED顯示產(chǎn)品。
目前PM高掃描,多通道的小間距LED驅(qū)動方案仍然不能完美的解決暗亮、低灰不均勻、高對比下的耦合等問題。這些問題的產(chǎn)生,主要是受寄生電容的影響,在PCB設(shè)計的階段,可以做Layout線路調(diào)整降低寄生電容大小,同時像素間距越來越小,PCB線路越來越密集,寄生電容影響越明顯,目前看驅(qū)動方案很重要,同時PCB設(shè)計也不容忽視,見圖2。
AM 驅(qū)動
AM驅(qū)動方式基本是隨著Micro LED的出現(xiàn)開始深入研究,因為Micro LED能實現(xiàn)更高PPI的顯示產(chǎn)品,PM驅(qū)動難以滿足需求,當(dāng)前在COG上嘗試應(yīng)用。與PM驅(qū)動相比,AM驅(qū)動就像是動車組,每節(jié)車廂都自帶動力,能夠?qū)icro LED的亮度利用率做到更高,PM驅(qū)動就像是綠皮火車,僅僅車頭有動力,最終采用的是車頭傳遞動力到后續(xù)車廂的,就好比是PM的逐點掃描點亮一樣,LED是高速循環(huán)點亮的,所以PM驅(qū)動的屏亮度有效率較低,由于高速掃描,顯示圖像也不穩(wěn)定,這對中小尺寸Micro LED用于消費級市場是不匹配的。
綜合來看,AM主要有以下優(yōu)勢:能較好實現(xiàn)更高PPI的Micro LED顯示產(chǎn)品,實現(xiàn)更高亮度、更低功耗、亮度更均勻、更高對比度以及更穩(wěn)定的圖像顯示,可以預(yù)見AM驅(qū)動未來將成為Micro LED在中小尺寸大規(guī)模量產(chǎn)并商業(yè)化的較好的驅(qū)動方案。
“半有源”驅(qū)動
半有源驅(qū)動采用單晶體管作為Micro LED像素的驅(qū)動電路,可以避免像素間的串?dāng)_現(xiàn)象。這種驅(qū)動方案其實是PM與AM中的中間方案,能將PM與AM優(yōu)勢都發(fā)揮出來,當(dāng)前在LED顯示上應(yīng)用較少,但隨著行業(yè)內(nèi)上下游對Micro LED的商業(yè)化應(yīng)用的研究逐步深入,“半有源”驅(qū)動未來或許也有用武之地。
以上便是對當(dāng)前Mini/Micro LED顯示應(yīng)用的思考,以及Micro LED常用的三種驅(qū)動方案及優(yōu)劣勢,行業(yè)內(nèi)會針對大、中、小尺寸的應(yīng)用,基于技術(shù)、量產(chǎn)以及價格的成熟度來選擇應(yīng)用,但基于Mini/Micro LED顯示技術(shù)及產(chǎn)品高速發(fā)展的現(xiàn)狀,更高清、更高畫質(zhì)、更低能耗,是超高清發(fā)展的趨勢,我們認(rèn)為將來AM驅(qū)動可能成為Mini/Micro LED顯示在中小尺寸顯示用的主要驅(qū)動技術(shù)方向。