LED顯示屏驅(qū)動芯片的各類及應(yīng)用

1 引言

　　LED顯示屏主要是由發(fā)光二極管(LED)及其驅(qū)動芯片組成的顯示單元拼接而成的大尺寸平面顯示器。驅(qū)動芯片性能的好壞對LED顯示屏的顯示質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。近年來，隨著LED市場的蓬勃發(fā)展，許多有實力的IC廠商，包括日本的東芝(TOSHIBA)、索尼(SONY)，美國的德州儀器(T1)，臺灣的聚積(MBl)和點晶科技(SITl)等，開始生產(chǎn)LED專用驅(qū)動芯片。

　　2 驅(qū)動芯片種類

　　LED驅(qū)動芯片可分為通用芯片和專用芯片兩種。所謂的通用芯片，其芯片本身并非專門為LED而設(shè)計，而是一些具有LED顯示屏部分邏輯功能的邏輯芯片(如串-并移位寄存器)。而專用芯片是指按照LED發(fā)光特性而設(shè)計專門用于LED顯示屏的驅(qū)動芯片。LED是電流特性器件，即在飽和導(dǎo)通的前提下，其亮度隨著電流的變化而變化，而不是靠調(diào)節(jié)其兩端的電壓而變化。因此專用芯片一個最大的特點就是提供恒流源。恒流源可以保證LED的穩(wěn)定驅(qū)動，消除LED的閃爍現(xiàn)象，是LED顯示屏顯示高品質(zhì)畫面的前提。有些專用芯片還針對不同行業(yè)的要求增加了一些特殊的功能，如亮度調(diào)節(jié)、錯誤檢測等。本文將重點介紹專用驅(qū)動芯片。

　　2．1通用芯片

　　通用芯片一般用于LED顯示屏的低檔產(chǎn)品，如戶內(nèi)的單色屏，雙色屏等。最常用的通用芯片是74HC595。74HC595具有8位鎖存、串—并移位寄存器和三態(tài)輸出。每路最大可輸出35mA的電流(非恒流)。一般的IC廠家都可生產(chǎn)此類芯片。顯示屏行業(yè)中常用Motorola(Onsemi)，Philips及ST等廠家的產(chǎn)品，其中Motorola的產(chǎn)品性能較好。

　　2．2專用芯片

　　專用芯片具有輸出電流大、恒流等特點，比較適用于電流大，畫質(zhì)要求高的場合，如戶外全彩屏、室內(nèi)全彩屏等。

　　專用芯片的關(guān)鍵性能參數(shù)有最大輸出電流、恒流源輸出路數(shù)、電流輸出誤差(bit-bit,chip-chip)和數(shù)據(jù)移位時鐘等。

　　●最大輸出電流

　　目前主流恒流源芯片的最大輸出電流多定義為單路最大輸出電流，一般在90mA左右。恒流是專用芯片的最根本特性，也是得到高畫質(zhì)的基礎(chǔ)。而每個通道同時輸出恒定電流的最大值(即最大恒定輸出電流)對顯示屏更有意義，因為在白平衡狀態(tài)下，要求每一路都同時輸出恒流電流。一般最大恒流輸出電流小于允許最大輸出電流。

　　●恒流源輸出路數(shù)

　　恒流源輸出路數(shù)主要有8(8位源)和16(16位源)兩種規(guī)格，現(xiàn)在16位源基本上占主流：如TLC5921，TB62706／TB62726，MBl5026／MBl5016等。16位源芯片主要優(yōu)勢在于減少了芯片尺寸，便于LED驅(qū)動板(PCB)布線，特別是對于點間距較小的PCB更是有利。

　　●電流輸出誤差

　　電流輸出誤差分為兩種，一種是位間電流誤差，即同一個芯片每路輸出之間的誤差；另一種是片間電流誤差，即不同芯片之間輸出電流的誤差。電流輸出誤差是個很關(guān)鍵的參數(shù)，對顯示屏的均勻性影響很大。誤差越大，顯示屏的均勻性越差，很難使屏體達到白平衡。目前主流恒流源芯片的位間電流誤差一般小于土6％，片間電流誤差小于-+15％o

　　●數(shù)據(jù)移位時鐘

　　LED專用驅(qū)動芯片的基本功能中都包含串行移位寄存器的功能，以便于實現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的級聯(lián)與傳輸，構(gòu)建大尺寸多顯示點的LED顯示屏。數(shù)據(jù)移位時鐘決定了顯示數(shù)據(jù)的傳輸速度，對顯示屏顯示數(shù)據(jù)的更新速率起到至關(guān)重要的作用。作為大尺寸顯示器件，顯示刷新率應(yīng)該在85Hz以上，才能保證穩(wěn)定的畫面(無掃描閃爍感)。較高的數(shù)據(jù)移位時鐘是顯示屏獲取高刷新率畫面的基礎(chǔ)。目前主流恒流源芯片移位時鐘頻率一般都在15MHz以上。

　　2．3目前主流LED專用芯片的性能比較

　　目前，LED顯示屏專用驅(qū)動芯片生產(chǎn)廠家主要有TOSHIBA(東芝)、TI(德州儀器)、SONY(索尼)、MBI{聚積科技}、SITI(點晶科技)等。在國內(nèi)LED顯示屏行業(yè)，這幾家的芯片都有應(yīng)用。

　　TOSHIBA產(chǎn)品的性價比較高，在國內(nèi)市場上占有率也最高。主要產(chǎn)品有TB62705、TB62706、TB62725、TB62726、TB62718、TB62719、TB62727等。其中TB62705、TB62725是8位源芯片，TB62706、TB62726是16位源芯片。TB62725、TB62726分別是TB62705、TB62706的升級芯片。這些產(chǎn)品在電流輸出誤差(包括位間和片間誤差)、數(shù)據(jù)移位時鐘、供電電壓以及芯片功耗上均有改善。作為中檔芯片，目前”TB62725、TB62726已經(jīng)逐漸替代了TB62705和TB62706。另外，TB62726還有一種窄體封裝的TB62726AFNA芯片，其寬度只有6.3mm(TB62706的貼片封裝芯片寬度為8.2mm)，這種窄體封裝比較適合在點間距較小的顯示屏上使用。需要注意的是，AFNA封裝與普通封裝的引腳定義不一樣(逆時針旋轉(zhuǎn)了90度)。TB62718、TB62719是TOSHIBA針對高端市場推出的驅(qū)動芯片，除具有普通恒流源芯片的功能外，還增加了256級灰度產(chǎn)生機制(8位PWM)、內(nèi)部電流調(diào)節(jié)、溫度過熱保護(TSD)及輸出開路檢測(LOD)等功能。此類芯片適用于高端的LED全彩顯示屏，當(dāng)然其價格也不菲。TB62727為TOSHIBA的新產(chǎn)品，主要是在TB62726基礎(chǔ)上增加了電流調(diào)節(jié)、溫度報警及輸出開路檢測等功能，其市場定位介于TB62719(718)與TB62726之間，計劃于2003年10月量產(chǎn)。

　　TI作為世界級的IC廠商，其產(chǎn)品性能自然勿用置疑。但由于先期對中國LED市場的開發(fā)不力，市場占有率并不高。主要產(chǎn)品有TLC5921、TLC5930和TLC5911等。TLC5921是具有TSD、LOD功能的高精度16位源驅(qū)動芯片，其位間電流誤差只有