LED显示技术升级,凌阳华芯驱动IC提供硬支撑

LED显示屏新兴应用有多风靡?近日在深圳举办的ISLE(国际智慧显示及系统集成展)2023便给出了非常直观的答案。

LED显示技术升级,凌阳华芯驱动IC提供硬支撑

LED显示屏新兴应用锋芒毕露

据TrendForce集邦咨询旗下LEDinside现场所见,xR虚拟拍摄、裸眼3D、5G+8K超高清、会议一体机、异形创意显示等产品在展馆内随处可见,成为观众驻足流连的“打卡点”。

LED显示技术升级,凌阳华芯驱动IC提供硬支撑

LEDinside综合现场相关人员的反馈发现,LED显示屏厂商对新兴应用市场的发展充满信心。以xR虚拟拍摄为例,洲明、利亚德、艾比森、奥拓、视爵光旭等显示屏厂商已经将该应用场景视为重点开拓的方向,预计将显著带动公司业绩成长。

各家厂商的预期与目前市场的发展趋势相符。根据TrendForce集邦咨询《2023 全球LED显示屏市场分析报告》显示,2022年,xR虚拟拍摄、一体机、裸眼3D等新应用继续保持成长。其中,xR虚拟拍摄LED显示屏的全球市场规模超过4亿美金,增速超5成。而LED一体机的出货量也呈现出快速成长的态势,逐渐打开商显市场。未来,这些新兴应用将成为LED显示屏市场的主要成长动能。

LED显示技术升级,凌阳华芯驱动IC提供硬支撑

在此背景下,LED显示屏的间距逐步微缩,P1.0以下LED显示屏技术的成熟度也有了明显的提升,本届ISLE展会上,多家厂商的P0.9显示屏所呈现的显示效果就提供了有力的佐证。

LED显示技术升级,凌阳华芯驱动IC提供硬支撑

TrendForce集邦咨询分析,从2021年到2026年,P2.5以上显示屏预期将实现平缓增长,而小间距和微间距预期保持快速成长,其中,微间距显示屏市场规模的年复合增长率达36%。长期来看,在小间距、Mini LED显示屏产品的推动下,预计2026年LED显示屏市场规模有望成长至130亿美金。

LED显示技术升级,凌阳华芯驱动IC提供硬支撑

Source:TrendForce集邦咨询

高性能要求下驱动IC面临多元挑战

xR虚拟拍摄、裸眼3D等对拍摄和视觉效果的追求,医疗领域、教育与会议、指挥监控中心等对信息可视化的追求,体现在显示屏上就是更复杂的性能要求,包括HDR高动态范围成像、高刷新率、高对比度、高灰阶等级、高一致性、高可靠性、高画面更新率、低功耗等。

同样以虚拟拍摄为例,为满足画面质量、色彩精细度与流畅度,高动态范围成像、高画面更新率、高灰阶影像几乎缺一不可。根据拍摄场景及预算需求,高端虚拟拍摄用背景显示屏产品要求高亮度(>1,500nits)、高分辨率(P1.2-P1.6)、高灰阶(16bits)、高刷新率(3,840/7,680Hz)、高画面更新率(60Hz),同时要求符合DCI-P3广色域。

然而,LED显示屏当前在这些应用领域还处于初期发展阶段,实际使用过程中还面临一些问题。一方面,随着显示屏间距的微缩,亮度的提升,屏体功耗和温度也会明显提升;另一方面,显示屏固有的低灰效果问题依旧是痛点。除此之外,与灰阶相关的问题还包括:高低灰耦合问题、灰阶不同带来的跳灰问题等。

从终端使用体验来看,高功耗及高温度会影响产品本身的可靠性和寿命,如果产品是在用于虚拟拍摄场景,高温还会导致被拍摄者产生不适感。而低灰条件下的刷新率不高等则会产生摩尔纹和闪烁感,影响拍照和拍摄的效果。

解决这些问题,驱动IC是关键。就功耗而言,以一个P0.9 COB 4K显示屏为例,驱动IC的功耗占比可达约72%。不过,目前市场主流还是以共阳结构的驱动IC为主,而共阳结构方案本身功率高,难以达成节能的效果。

另外,除了功耗、显示效果以外,驱动IC的空间布局也是一个难题。像素密度提升之后,没有足够的空间可以放置更多低通道、低行扫的驱动IC,为了实现精准控制,多通道、高行扫的驱动IC逐渐成为刚需,但这意味着驱动IC设计更加复杂、技术难题更多,同时晶圆制造工艺的难度也随之提升。总的来说,驱动IC面临多元的挑战。

凌阳华芯驱动IC低灰高刷、HDR脱颖而出

挑战催生斗志,新机遇催生新产品,在LED显示屏逐步打开新蓝海市场之际,高集成化、共阴结构的驱动IC也慢慢站稳了脚跟,助力撬动新兴应用市场。全球驱动IC主要玩家皆在近几年推出了相应的解决方案,其中,凌阳华芯就推出了三款拳头产品:XM10486G、XM10480G、XM11202G。

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相比市面上的竞品,这两款驱动IC在灰阶等级、低灰校正等方面的表现更佳,解决了坏点十字架、开路毛毛虫、上下鬼影、低灰色块偏色、首行暗线、高对比度耦合、跨板耦合、跨板渐层色温等常见的八大问题。

更重要的是,凌阳华芯的驱动IC据称拥有全球独有的极精细校正刻度,其中,XM10480G校正最小刻度0.75ns,XM11202G校正最小刻度3ns。在一个P1.2倒装LED显示屏范例中,灰阶一校正前,亮度为0.02nit且极度不均匀,矫正后灰阶一处处均匀且亮度仅上升至0.05nit。凌阳华芯表示,实际应用端可依照自己的算法与相机,搭配凌阳华芯的LED驱动IC即可实现相同效果的低灰校正。

针对高功耗和低灰效果的难题,凌阳华芯从两个方向逐个击破。被动式驱动方面,凌阳华芯以12英寸40nm~80nm制程, 结合高集成技术(高通道、高扫描,内置时序控制器,设计独有电路)来应对驱动IC功耗占比变高的问题(例如:在一个P0.9 COB 4K屏中,凌阳华芯驱动IC功耗占比约36%,竞品驱动IC功耗占比超过70%),同时也解决了小电流的低灰效果与高刷新维持高色深等问题。主动式驱动方面,凌阳华芯已配合客户开发Micro IC来搭配玻璃基板。

目前,凌阳华芯专为虚拟拍摄应用开发新的产品XM10486G,在80nm制程下能够实现低功耗、高刷新率(7680Hz)、高bit数(18bit)、低灰高刷(最高960Hz)、动态帧率范围(23~251Hz)、最高亮度变动<5%,在行管集成架构上实现可任意选择的行扫方式,符合虚拟拍摄等应用场景对HDR、低灰高刷的需求。在虚拟拍摄应用中,凌阳华芯的产品已在客户验证阶段,不久后有望导入实际项目。

在其他应用场景中,凌阳华芯的产品已经收到积极的使用反馈。例如,洲明科技的P0.78显示屏项目采用了XM11202G,应用在国家电网的会议室及监控室中。中麒光电的HCP Mini COB P0.9采用XM10480G,实现40扫、7680Hz刷新率、16bit色深及1000nits高亮度,满足指挥中心、安防监控、虚拟拍摄、私人影院等高端应用场景的需求。

综上,依托在HDR、低灰高刷等方面的领先优势,凌阳华芯有望助力下游显示屏厂商提升产品的品质,加速开拓虚拟拍摄、教育与会议、安防监控、户外商显等市场,同时也将以在技术、产品、专利方面的万全准备,进一步拓展车载显示、可穿戴等微型显示应用市场,逐步提高其全球市场占有率。(文:LEDinside Janice)

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