解決LED直顯和背光常見問題，明微電子有何妙招？

自誕生以來，Mini/Micro LED在爭議中成長，又一路在荊棘中前行，即便在宏觀環境不利的條件下，也依然收獲了一些成果。當下，逆風逐漸遠去，無論是直顯還是背光，Mini/Micro LED重新開始新一輪快馬加鞭式的發展。與此同時，終端市場迸發了活力，細分應用正在加速分化，而應用也在反哺技術，帶動LED顯示開啟全新時代。

顯示的常見問題與驅動IC的挑戰

教育與會議、商業零售、智慧顯示、游戲娛樂和大眾生活密不可分，近兩年來，隨著消費升級、萬物互聯以及數字化、信息化時代的到來，LED顯示屏也日益成為其中關鍵的組成部分，xR虛擬拍攝、虛擬直播間、裸眼3D顯示、會議一體機、8K超高清顯示屏頻繁進入大眾的視野，以多樣化的場景滿足拍照、拍攝、引流、信息可視化、沉浸式娛樂等豐富、專業、個性化的需求。

在此背景下，LED顯示屏或MiniLED背光顯示產品不斷追求高刷新率、高動態范圍成像（HDR）、高畫面更新率、高對比度、高亮度、低功耗等高性能特征，但在實際應用中，顯示屏的閃爍感、摩爾紋、顏色及亮度不一致、拍攝畫面撕裂、溫度過高等問題仍較為常見。

從直顯技術的角度來看，這其中涉及到不少問題，比如：間距微縮和亮度提升后，功耗和溫度也顯著提升；同時，顯示屏一直存在高低灰耦合及灰階不同帶來的跳灰問題；另外，還有亮度不均、開路毛毛蟲、首行偏暗、上下鬼影、低灰效果等問題。

從MiniLED背光的角度來看，高分區、高亮度情況下，功耗和溫度升高的問題同樣存在。此外，增加分區之后，如何保證顯示效果的一致性也是一個難題。

解決這一系列的問題，需要產業鏈各個環節的配合，其中，驅動IC舉足輕重。驅動IC是驅動LED發光或LED模塊組件最佳電壓或電流狀態下正常工作的電子器件，功耗占比較大，低灰效果、刷新率和色深等也都與之息息相關。

需要注意的是，傳統驅動IC采用共陽結構，目前仍占主導地位。當像素密度增高之后，為滿足精準控制的需求，傳統的低通道、低行掃驅動IC的使用數量也需增加，由此產生兩個問題：（1）共陽結構的驅動IC本身功率大，用量增加會導致功耗提高；（2）沒有足夠的空間放置更多的驅動IC，空間布局難度大。

明微電子的解題思路與實用妙招

針對功耗和空間布局的問題，明微電子以創新產品搭配專利技術來解決，簡單來說，即采用共陰結構的多通道、高行掃產品，結合智慧節能專利技術等來達成節能、優化空間布局的目標，適配于LED直顯和MiniLED背光方案。不過，具體問題具體分析，明微電子應對兩大顯示技術方向各有妙招。

明微電子LED顯示驅動產品線技術市場總監宋湘南在2023集邦咨詢新型顯示產業研討會上進行分享

直顯部分，明微電子以五大專利技術應對功耗、空間布局及顯示效果相關的一系列問題。

一是共陰行列集成驅動專利技術。明微電子推出高集成驅動方案，如48通道的恒流和16通道的集成方案，采用共陰構架，雙電壓供電，能夠保證顯示效果同時達最佳恒流工作狀態，有效降低模組工作功耗；配合黑屏節能技術，能夠保證模組待機達到“冷屏”效果?？臻g布局上，明微電子采用行列集成方案以及特有的行管復用專利技術，減少驅動IC數量，優化了PCB空間布局；另外，部分常規驅動方案需6層二階PCB，采用行列集成方案可使用4層一階。

二是智慧節能專利技術?；谶@項技術，明微電子的驅動IC輸出端口可以自動檢測工作環境調整工作狀態，在不影響顯示的前提下，降低芯片內部功耗。同時，根據顯示畫面內容，驅動IC自動判斷并調節內部功耗，實現像素級節能。在低灰較多的畫面時，驅動IC本身功耗最多可降低80%，低亮畫面時整體節能30%，可有效降低顯示方案整體的功耗和溫度。

三是智能顯示處理專利技術。SM_PWM專利技術：16+N bit灰階控制，這項技術可有效處理高低灰耦合問題。具體包括三個方面：（1）輸出端口智能調節專利技術，解決耦合；（2）內置灰階時鐘，提高刷新率和灰階等級，降低EMI；（3）8bit電流增益調節功能，調亮度不損失灰度。

四是LED正負極短路檢測及處理專利技術。該技術主要針對LED短路帶來的低灰效果問題，明微電子通過LED短路檢測以及處理功能，解決顯示屏常見的LED正負極短路“列異色”問題，也就是俗稱的“開路毛毛蟲”。

五是LED恒流工作環境智能檢測與處理專利技術。該技術可實時檢測LED顯示屏應用環境，自適應調整輸出端口參數，解決LED顯示“毛毛蟲”、“開路十字架”、LED VF值不一致導致的低灰麻點等問題。

MiniLED背光部分，明微電子目前主推SM6610和SM6212兩大系列產品，分別是PM被動驅動和AM主動驅動方案。兩款產品主要依托背光方案專有的專利技術，再結合智慧節能和LED正負極短路檢測及處理等直顯通用的專利技術，在降低背光方案的功耗、提高低灰刷新率和控制成本方面提供了可靠的解決方案。

SM6610系列是1~8行掃、48通道恒流全陣列局部調光驅動IC，支持最高8掃應用，單顆芯片最大可以控制多達384個MiniLED調光分區，目前主要用于TV背光方案。該系列產品采用集成行掃譯碼功能，芯片自帶行掃控制，無需單獨行掃控制，簡化了控制；同時，SM6610支持高壓供電，無需額外5V電源供電設計。

此外，SM6610系列采用自適應算法專利技術，顯示驅動參數除了常規通過公式計算后進行手動配置以外，還可采用芯片自身集成自動算法進行配置，簡化了系統軟件方案。

SM6212系列即將推出，該系列具有12恒流通道，單通道最大輸出40mA電流的靜態驅動局部調光芯片，采用單線/雙線通信方式，可實現背光板單層走線設計，布局簡單?；趩尉€協議，SM6212系列可以實現高灰階、高刷新率、自適應不同的幀頻：16bit灰階+20KHz刷新+300Hz幀頻。

SM6212系列還有一個特點是支持信號續傳。通常情況下，串聯通信方案中，若串聯芯片任意一顆芯片出現異常，則后續芯片無法正常顯示，而SM6212系列中的單線協議（信號續傳）型號，使用明微電子的異常點檢測和信號續傳專利技術，即使串聯通信中出現異常，后續芯片控制區域仍可正常顯示。

在此基礎上，SM6212系列還支持信息回傳交互，通過MCU發送回傳指令后，獲得包括恒流端口開短路信息、LED供電電壓FB調節信息以及過溫保護信息等，便于主控實時了解背光工作狀態。

針對MiniLED大尺寸背光，SM6212系列還進行了插黑技術處理，這項專利技術能夠自主控制插黑時間，簡化軟件方案，適配任意幀頻，減小傳輸帶寬要求。

明微電子LED顯示驅動產品線技術市場總監宋湘南表示，目前常見的是4通道、8通道產品，而明微電子結合原本直顯上應用的技術，發現12通道相對而言既解決了成本的問題，又平衡了功耗的問題，因此，明微電子認為12通道是最合適的方案。

應對驅動IC行業痛點所做的準備

低灰情況下的刷新率問題目前仍然是主要的技術難點，這是驅動IC行業的共識，為此，包括明微電子在內的驅動IC廠商也在著重開發相應的解決方案。宋湘南透露，明微電子已經擁有AM+PWM混合調光、智能同步專利技術，這項技術可以幫助實現低灰高刷的效果。

其中，AM+PMW混合調光具有三大優勢：（1） AM+ PWM通過最小化Off區間，解決PWM方式低輝閃爍問題；（2）AM+ PWM方式可以驅動高分辨率的數據（MiniLED背光）；（3）AM方式能夠實現降低功耗的效果。結合智能同步專利技術，顯示屏在260Hz范圍內幀頻變化時也能正常顯示，無閃爍，同時適應幀率變化的顯示需求。

除此之外，明微電子還將開發下一代智慧節能技術。宋湘南指出，公司目前的智慧節能技術只在全灰階情況下可以實現節能效果，如果在全白的情況下，IC沒辦法做到節能，不過，明微電子當下正在研究下一代智慧節能技術，可以在255灰階下實現節能效果，進一步解決功耗和高溫色帶的問題。

總的來說，明微電子將堅持以創新突破技術難題，以市場需求為導向開發產品。2022年，明微電子的顯示驅動類IC銷售額4.83億元，營收占比72%，其中，MiniLED產品占比由2021年35%上升至2022年46%。未來，明微電子還將加大LED直顯和MiniLED背光產品的研發投入，可以預見，隨著LED直顯和MiniLED背光市場的打開，明微電子的銷售收入和市占率也將隨之提升。（文：LEDinside Janice）