解决LED直显和背光常见问题，明微电子有何妙招？

自诞生以来，Mini/Micro LED在争议中成长，又一路在荆棘中前行，即便在宏观环境不利的条件下，也依然收获了一些成果。当下，逆风逐渐远去，无论是直显还是背光，Mini/Micro LED重新开始新一轮快马加鞭式的发展。与此同时，终端市场迸发了活力，细分应用正在加速分化，而应用也在反哺技术，带动LED显示开启全新时代。

显示的常见问题与驱动IC的挑战

教育与会议、商业零售、智慧显示、游戏娱乐和大众生活密不可分，近两年来，随着消费升级、万物互联以及数字化、信息化时代的到来，LED显示屏也日益成为其中关键的组成部分，xR虚拟拍摄、虚拟直播间、裸眼3D显示、会议一体机、8K超高清显示屏频繁进入大众的视野，以多样化的场景满足拍照、拍摄、引流、信息可视化、沉浸式娱乐等丰富、专业、个性化的需求。

在此背景下，LED显示屏或MiniLED背光显示产品不断追求高刷新率、高动态范围成像（HDR）、高画面更新率、高对比度、高亮度、低功耗等高性能特征，但在实际应用中，显示屏的闪烁感、摩尔纹、颜色及亮度不一致、拍摄画面撕裂、温度过高等问题仍较为常见。

从直显技术的角度来看，这其中涉及到不少问题，比如：间距微缩和亮度提升后，功耗和温度也显著提升；同时，显示屏一直存在高低灰耦合及灰阶不同带来的跳灰问题；另外，还有亮度不均、开路毛毛虫、首行偏暗、上下鬼影、低灰效果等问题。

从MiniLED背光的角度来看，高分区、高亮度情况下，功耗和温度升高的问题同样存在。此外，增加分区之后，如何保证显示效果的一致性也是一个难题。

解决这一系列的问题，需要产业链各个环节的配合，其中，驱动IC举足轻重。驱动IC是驱动LED发光或LED模块组件最佳电压或电流状态下正常工作的电子器件，功耗占比较大，低灰效果、刷新率和色深等也都与之息息相关。

需要注意的是，传统驱动IC采用共阳结构，目前仍占主导地位。当像素密度增高之后，为满足精准控制的需求，传统的低通道、低行扫驱动IC的使用数量也需增加，由此产生两个问题：（1）共阳结构的驱动IC本身功率大，用量增加会导致功耗提高；（2）没有足够的空间放置更多的驱动IC，空间布局难度大。

明微电子的解题思路与实用妙招

针对功耗和空间布局的问题，明微电子以创新产品搭配专利技术来解决，简单来说，即采用共阴结构的多通道、高行扫产品，结合智慧节能专利技术等来达成节能、优化空间布局的目标，适配于LED直显和MiniLED背光方案。不过，具体问题具体分析，明微电子应对两大显示技术方向各有妙招。

明微电子LED显示驱动产品线技术市场总监宋湘南在2023集邦咨询新型显示产业研讨会上进行分享

直显部分，明微电子以五大专利技术应对功耗、空间布局及显示效果相关的一系列问题。

一是共阴行列集成驱动专利技术。明微电子推出高集成驱动方案，如48通道的恒流和16通道的集成方案，采用共阴构架，双电压供电，能够保证显示效果同时达最佳恒流工作状态，有效降低模组工作功耗；配合黑屏节能技术，能够保证模组待机达到“冷屏”效果。空间布局上，明微电子采用行列集成方案以及特有的行管复用专利技术，减少驱动IC数量，优化了PCB空间布局；另外，部分常规驱动方案需6层二阶PCB，采用行列集成方案可使用4层一阶。

二是智慧节能专利技术。基于这项技术，明微电子的驱动IC输出端口可以自动检测工作环境调整工作状态，在不影响显示的前提下，降低芯片内部功耗。同时，根据显示画面内容，驱动IC自动判断并调节内部功耗，实现像素级节能。在低灰较多的画面时，驱动IC本身功耗最多可降低80%，低亮画面时整体节能30%，可有效降低显示方案整体的功耗和温度。

三是智能显示处理专利技术。SM_PWM专利技术：16+N bit灰阶控制，这项技术可有效处理高低灰耦合问题。具体包括三个方面：（1）输出端口智能调节专利技术，解决耦合；（2）内置灰阶时钟，提高刷新率和灰阶等级，降低EMI；（3）8bit电流增益调节功能，调亮度不损失灰度。

四是LED正负极短路检测及处理专利技术。该技术主要针对LED短路带来的低灰效果问题，明微电子通过LED短路检测以及处理功能，解决显示屏常见的LED正负极短路“列异色”问题，也就是俗称的“开路毛毛虫”。

五是LED恒流工作环境智能检测与处理专利技术。该技术可实时检测LED显示屏应用环境，自适应调整输出端口参数，解决LED显示“毛毛虫”、“开路十字架”、LED VF值不一致导致的低灰麻点等问题。

MiniLED背光部分，明微电子目前主推SM6610和SM6212两大系列产品，分别是PM被动驱动和AM主动驱动方案。两款产品主要依托背光方案专有的专利技术，再结合智慧节能和LED正负极短路检测及处理等直显通用的专利技术，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决方案。

SM6610系列是1~8行扫、48通道恒流全阵列局部调光驱动IC，支持最高8扫应用，单颗芯片最大可以控制多达384个MiniLED调光分区，目前主要用于TV背光方案。该系列产品采用集成行扫译码功能，芯片自带行扫控制，无需单独行扫控制，简化了控制；同时，SM6610支持高压供电，无需额外5V电源供电设计。

此外，SM6610系列采用自适应算法专利技术，显示驱动参数除了常规通过公式计算后进行手动配置以外，还可采用芯片自身集成自动算法进行配置，简化了系统软件方案。

SM6212系列即将推出，该系列具有12恒流通道，单通道最大输出40mA电流的静态驱动局部调光芯片，采用单线/双线通信方式，可实现背光板单层走线设计，布局简单。基于单线协议，SM6212系列可以实现高灰阶、高刷新率、自适应不同的帧频：16bit灰阶+20KHz刷新+300Hz帧频。

SM6212系列还有一个特点是支持信号续传。通常情况下，串联通信方案中，若串联芯片任意一颗芯片出现异常，则后续芯片无法正常显示，而SM6212系列中的单线协议（信号续传）型号，使用明微电子的异常点检测和信号续传专利技术，即使串联通信中出现异常，后续芯片控制区域仍可正常显示。

在此基础上，SM6212系列还支持信息回传交互，通过MCU发送回传指令后，获得包括恒流端口开短路信息、LED供电电压FB调节信息以及过温保护信息等，便于主控实时了解背光工作状态。

针对MiniLED大尺寸背光，SM6212系列还进行了插黑技术处理，这项专利技术能够自主控制插黑时间，简化软件方案，适配任意帧频，减小传输带宽要求。

明微电子LED显示驱动产品线技术市场总监宋湘南表示，目前常见的是4通道、8通道产品，而明微电子结合原本直显上应用的技术，发现12通道相对而言既解决了成本的问题，又平衡了功耗的问题，因此，明微电子认为12通道是最合适的方案。

应对驱动IC行业痛点所做的准备

低灰情况下的刷新率问题目前仍然是主要的技术难点，这是驱动IC行业的共识，为此，包括明微电子在内的驱动IC厂商也在着重开发相应的解决方案。宋湘南透露，明微电子已经拥有AM+PWM混合调光、智能同步专利技术，这项技术可以帮助实现低灰高刷的效果。

其中，AM+PMW混合调光具有三大优势：（1） AM+ PWM通过最小化Off区间，解决PWM方式低辉闪烁问题；（2）AM+ PWM方式可以驱动高分辨率的数据（MiniLED背光）；（3）AM方式能够实现降低功耗的效果。结合智能同步专利技术，显示屏在260Hz范围内帧频变化时也能正常显示，无闪烁，同时适应帧率变化的显示需求。

除此之外，明微电子还将开发下一代智慧节能技术。宋湘南指出，公司目前的智慧节能技术只在全灰阶情况下可以实现节能效果，如果在全白的情况下，IC没办法做到节能，不过，明微电子当下正在研究下一代智慧节能技术，可以在255灰阶下实现节能效果，进一步解决功耗和高温色带的问题。

总的来说，明微电子将坚持以创新突破技术难题，以市场需求为导向开发产品。2022年，明微电子的显示驱动类IC销售额4.83亿元，营收占比72%，其中，MiniLED产品占比由2021年35%上升至2022年46%。未来，明微电子还将加大LED直显和MiniLED背光产品的研发投入，可以预见，随着LED直显和MiniLED背光市场的打开，明微电子的销售收入和市占率也将随之提升。（文：LEDinside Janice）