LED條狀屏或LED網(wǎng)狀屏結(jié)構(gòu)的極致
編輯：清風(fēng) [ 2011-3-2 9:52:35 ] 文章來源：LED大屏網(wǎng)
前言:
顯示屏體積龐大與笨重的問題在新型態(tài)的條狀屏或網(wǎng)狀屏問世后逐漸獲得改善，新型態(tài)的條狀屏或網(wǎng)狀屏有體積小、重量輕、安裝簡單、抗風(fēng)性能好、散熱性能好、可透光特性等優(yōu)點。其燈條模塊結(jié)構(gòu)在使用傳統(tǒng)16通道驅(qū)動芯片的設(shè)計下，由于SOP24封裝比三色表貼式LED要大的多，且一模塊需同時使用三顆驅(qū)動芯片，因此PCB板大小受限且布局難度高成本也高。明陽半導(dǎo)體開發(fā)出RGBx4通道內(nèi)建16位PWM的
LED驅(qū)動芯片MY9221，其封裝形式QFN20 (4mm x 4mm)最適合與表貼式LED作搭配，可達到條狀屏或網(wǎng)狀屏結(jié)構(gòu)的極致、降低成本、增加系統(tǒng)的信賴性及提高顯示屏的色彩灰度。
led顯示屏的發(fā)展，早期在藍光LED還未普及時，顯示屏都以單色或雙色為主流，用來顯示文字和簡單的圖案，并多以單色和16級灰度雙色的圖文屏為主，主要應(yīng)用在公共場所作為信息顯示的工具。隨著顯示屏控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)的進步，將led顯示屏提升至64級、256級灰度的雙基色視頻屏。1999年后隨著藍光LED量產(chǎn)技術(shù)的突破，使用紅、綠、藍三原色LED生產(chǎn)的全彩顯示屏開始被廣泛應(yīng)用，在許多體育館、大型展覽會館、公共區(qū)域隨處可見。不過此時的顯示屏在外觀上大多有著體積龐大、十分笨重、組裝不易的問題，在畫面顯示的部份則有發(fā)光性不夠一致、色平衡不佳的缺點。
顯示屏體積龐大與笨重的問題在新型態(tài)的條狀式或網(wǎng)狀式顯示屏問世后逐漸獲得改善，條狀屏或網(wǎng)狀屏有體積小、重量輕、安裝簡單、抗風(fēng)性能好、散熱性能好等優(yōu)點，其特殊的結(jié)構(gòu)使得顯示屏可拼裝成各式各樣的形狀，如圓形、圓柱形、多邊形…等。條狀屏與網(wǎng)狀屏中間的簍空部份可透光特性，使用在舞臺更具立體感和藝術(shù)效果，所以近幾年逐漸成為新型態(tài)顯示屏的主流，各廠商也在透光率與質(zhì)量上不斷的做改進，配合表貼式LED的設(shè)計通�？梢缘玫讲诲e的效果。表貼式LED有出色的發(fā)光一致性、很大的可視角度及表面平整度高等諸多優(yōu)點，其體積小的特性很適合設(shè)計于小點距的新型顯示屏。在傳統(tǒng)燈驅(qū)合一的條狀屏與網(wǎng)狀屏應(yīng)用上，雖然采用了表貼式LED，但其PCB板的規(guī)劃卻得受限于傳統(tǒng)驅(qū)動芯片的封裝太大和只能驅(qū)動單色LED的關(guān)系，造成PCB板的尺寸必須屈就于驅(qū)動芯片的大小及LED和驅(qū)動芯片間的走線而無法最佳化至最小寬度以增加顯示屏的穿透率。
圖一為采用傳統(tǒng)16通道驅(qū)動芯片SOP24封裝的燈條模塊示意圖，SOP封裝其最大長、寬分別為13.1mm和8.2mm而小一點的三色表貼式LED其長、寬約為3mm和3mm，可明顯看出驅(qū)動芯片比LED要大的多，再加上傳統(tǒng)驅(qū)動芯片只支持單色驅(qū)動，因此在全彩條狀屏與網(wǎng)狀屏的應(yīng)用下必須使用三顆驅(qū)動芯片以分別驅(qū)動RGB三色LED，由圖中可以看出位于最左邊LED的陰極必須要拉線到最右邊的驅(qū)動芯片，且最右邊LED的陰極必須拉線至最左邊的驅(qū)動芯片，因此以這樣的LED及傳統(tǒng)驅(qū)動芯片的布局限制之下，PCB無法縮減其寬度，增加了PCB板布局的難度及成本；另外模塊燈點的數(shù)目也受限于驅(qū)動芯片的使用必須為16的倍數(shù)，使得在設(shè)計上較不具彈性。
另外以條狀屏或是網(wǎng)狀屏在做設(shè)計時，燈點的距離通常較遠，以傳統(tǒng)16通道的驅(qū)動芯片來設(shè)計時，因為PCB板上時鐘信號的寄生電容值較大，在大型的顯示屏之下，其時鐘頻率會受到限制，以致于無法滿足較高的顯示屏灰階需求，且容易發(fā)生資料傳送錯誤的問題，并且一般都必須要在PCB板的尾端增加74HC245等芯片來增加時鐘及數(shù)據(jù)信號的推力，以便于級連至下一塊PCB板；這些種種原因，限制了PCB的設(shè)計寬度及層數(shù)，也增加了顯示屏的生產(chǎn)成本。
圖二為另一種燈條模塊示意圖(P31.25)，其設(shè)計是利用一顆16腳位封裝的6通道驅(qū)動芯片來驅(qū)動2顆5050 LED，這樣的設(shè)計雖然改善了PCB板布局的難度，但由于整個模塊所使用的驅(qū)動芯片數(shù)目較傳統(tǒng)采用16通道驅(qū)動芯片的設(shè)計要多了許多，因此在成本上并無太大的優(yōu)勢。LED世界資訊網(wǎng) Y6A)I wb D&B
為了追求結(jié)構(gòu)的極致、降低成本、增加系統(tǒng)的信賴性及提高顯示屏的色彩灰度，采用較小封裝且內(nèi)建PWM的LED驅(qū)動芯片以縮小模塊尺寸的方法看來勢在必行，芯片必須能夠同時驅(qū)動多顆RGB三合一LED，如此，可簡化PCB板的布局復(fù)雜度，也降低寄生效應(yīng)。如臺灣明陽半導(dǎo)體(MY-Semi)所推出的RGBx4通道內(nèi)建16位PWM的LED驅(qū)動芯片MY9221，其封裝形式QFN20 (4mm x 4mm)在大小上最適合與3.5mm x 2.8mm 或 5mm x 5mm表貼式LED作搭配，MY9221可同時驅(qū)動4個三合一表貼式LED燈點，利用三個外掛電阻可分別設(shè)定RGB三合一LED個別所需的驅(qū)動電流，方便調(diào)整白平衡。RGBx4通道的設(shè)計可使模塊最小燈點的數(shù)目由傳統(tǒng)的16個全彩LED燈點降低為4個全彩LED燈點，增加了顯示屏的設(shè)計彈性，且MY9221內(nèi)建時鐘及資料輸出接口，可以直接級聯(lián)至下一顆芯片，可以改善傳統(tǒng)設(shè)計下的信號傳遞問題，也使得PCB板在級連時不再需要增加Buffer IC。
圖三為采用RGBx4通道驅(qū)動芯片封裝QFN20(4mm x 4mm)的燈條模塊示意圖，QFN20封裝其長、寬分別為4mm和4mm與三合一表貼式LED幾乎一致，在適當(dāng)PCB板布局下，PCB板的寬度可達到最小極致，且LED 顯示屏的穿透率更可以達到最高點。
圖四為臺灣光原科技實際應(yīng)用范例，此燈條模塊采用2顆臺灣明陽半導(dǎo)體(MY-Semi)所推出的RGBx4通道內(nèi)建16位PWM的LED驅(qū)動芯片MY9221，以驅(qū)動8個全彩LED燈點，LED長、寬為3.5mm x 2.8mm，像素距離為8mm，PCB板長、寬為68mm和6mm．
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