LED屏因小間距其在顯示效果上有著其他產品無可比擬的技術優勢，市場需求逐漸增加，同時隨著技術的不斷革新，改進，其燈珠成本和制造成本逐年下降，已走下神壇成為市場大眾可接受產品，且隨著應用的逐漸成熟和廣泛，市場主流需求已經由當年的2.5mm變為1.25mm,0.9mm，而現在2.5mm像素間距的產品已經成為市場通用普及產品。但是市場的需求猛增，像素間距的逐漸變小，像素密度的成倍增加，精度的增加，密度的增加有賴于加工精度的提升，而被稱之為LED小間距顯示屏進入室內顯示的門檻,低亮高灰則是少數廠家能夠真正實現的，一個是本身的技術研發能力，例如對于灰度實現和LED驅動原理深入了解的人，一個是有著物料供貨規格的要求能力，例如選擇制定的LED BIN，制定批次的恒流驅動IC。

　　為什么會稱之門檻呢，將從室內應用和屏廠情況進行說明

　　基于室內應用

　　低亮

　　傳統室內顯示產品，如LCD,DLP等，亮度在500nits附近，且為被動發光，而作為主動發光產品依照推算亮度則在300-500nits之間，這樣人眼在長時間觀看才不至于出現明顯疲勞，特別是監控中心，指揮中心需要24小時觀看的場所，亮度舒適，觀感柔和成為產品選型的決定因素。

　　高灰

　　高清信號源已經逐漸普及，屏幕顯示效果的好壞，信號源一投即可辨別，所以光有低亮不行，在低亮情況下如何讓高清畫面高畫質的顯示，則需要顯示屏具有較高的會階顯示能力，而不是畫面一投，大面積的馬賽克。

　　室內顯示屏，需要滿足人眼長實際觀看而不會出現眼疲勞，同時可以對高清畫質的細節再現，特別是現在星光級攝像頭的普及，星光照度下可否看的清，看的準，這就對顯示屏的灰度細節要求很高。

　　基于傳統顯示屏廠家

　　低亮高灰對于顯示屏廠家在2014年提出時還是一個新詞，筆者從事顯示屏研發工作10余數年，在未接觸小間距時，處理更多的是在有限條件下如何做到更高的亮度，更高的刷新以及高刷后的鬼影問題，對于低亮度的處理則關注不多，而且由于傳統屏觀看距離遠，以及其驅動電流足夠大且觀看距離遠，灰階的關注度沒有小間距這么高，所以對于降低亮度更多是通過系統軟件的手段來降低顯示屏的亮度，只有接觸了小間距后才需要思考降低亮度的情況如何保證灰階的不損失，大家可以關注行業內某知名廠家其一代小間距1.667MM的亮度定義是1200nits，正式因為在亮度和灰階無法整合時，選擇犧牲亮度來獲取灰階效果，而我們現在很多2.5的產品則是通過系統手段來降低亮度，伴隨這灰階的損失。

　　上面分析的室內顯示低亮高灰的顯示需求，以及室內顯示屏在此上的短板，下面先講述與低亮高灰相關的工作原理部分。

　　1：顯示屏中的LED是電流工作型器件，通過驅動芯片提供恒定電流進行點亮，電流與亮度有著直接的關系，所以LED工作電流的設定很關鍵，其實正式因為其電流型器件的特性，為什么在傳統顯示屏里面不是問題的地方到了小間距這里卻是很麻煩的問題，歸根到底就是LED驅動電流和驅動IC的線性工作電流，傳統因亮度問題，會增加LED的工作電流來提升整體亮度，這樣整個電路都工作在其合理的區間范圍內，這也說明了為什么亮度要定到1200nits的原因。

　　2：LED的灰階是通過PWM(脈沖寬度調制)調節實現，所以當我們看到起輝級LED時，其內部工作機制是橫流IC通道打開80ns,在一個掃描周期內LED在設定的電流下，點亮80ns.

　　而當我們通過系統降低亮度時，實際上調整的是LED的占空比，這樣導致的問題要么低灰無響應，因為IC本身有一個輸出響應時間，在33ns附近，如果脈寬低于此值，IC將不接收，另外一個是壓縮灰階，在100%亮度時16384級灰階，當降低到70%亮度時，其有效占空比只有0%--70%，完整性灰階只有原先的70%,其余30%將因驅動瓶頸將無法顯示，所以通過系統降低亮度來獲得低亮是不可取的。

　　下面以我司極光二代1.25為例進行技術細節說明， 低亮高灰在小間距屏設計的難度

　　從上述表格得出三點分析

　　1：亮度與電流

　　從上述表格可以看出，在燈珠參數不變的情況亮度和電流直接相關，而從實際的調試效果來說，我們做過產品的極限帶載的測試，1200nits的亮度優于500nits的效果，封裝廠家在LED產出前，均有做LED的BIN值檢測，例如：1010LED用5Ma進行分BIN，那么在5Ma的數據是最準確的，所以如果其電流落在5Ma時效果最好，最明顯的傳統戶外屏，LED分BIN在10-20ma，基本上LED都在這個電流下工作，所以灰階問題較少，而上述表格中LED電流在1Ma附近,已經遠離了亮度，波長篩選的范圍。

　　2：灰度與電流的關系

　　電流型器件，那么就存在的電流輸出響應，電流精度控制等，模擬器件不比數字器件， 數字信號容易控制，且控制準確，這個就是為什么計算機可以輸出14bit灰階值，但是經過驅動IC后卻只有5000：1等。

　　A:IC的電流精度控制，上面看到我司主選用MBI5353，一個是優勢是其48通道，另外一個優勢就是低至0.5ma的通道電流橫流精度，相比MBI5153的1ma會好很多，我司曾經做過實際的對比，相同驅動下，MBI5153的灰階效果會差很多，色塊等差異更加明顯，所以當低灰出現色塊問題時，一般多為驅動IC的線性響應問題。

　　MBI5353 通道恒流參數 MBI5153 通道恒流參數

　　B:LED的電流響應，回到第一點，在短脈沖情況下，LED是否可以立即響應，例如100ns打開時間，1ma的電流輸送至LED，LED實際有效響應時間是多少，響應出來的波長，亮度是否是設計需要的，而封裝公司的測試一直是直流檢測，即利用恒流源進行檢測，而不會出現脈沖效果，所以LED在短脈沖下的電流響應也和其灰階顯示有關。

　　通過以上分析，我司在恒流驅動上已經選擇了業內最好的驅動方案，但是因燈珠參數的限制，仍然在低灰階上存在風險，而且我司基于嚴格的灰階測試響應，即用CS-2000逐級測試亮度進行線性對比，摒棄部分廠家采用技術屏蔽手段，利用人眼視覺暗場分辨能力弱的問題，所以人眼觀看可接受，但是在星光級攝像頭或專用測試軟件測試下，即可顯露原形。鑒于上述分析已經找到了方案，我司反向要求封裝廠家對LED 分BIN電流和亮度取值范圍，如下LED參數

　　通過如上數據，我們按照1.25，600nits的亮度，換算出實際的工作電流為

　　IR=3.3Ma, IG=2.34Ma, IB = 1.45 Ma

　　從資料可看出，LED的BIN篩選已經由5ma降低為3ma，這樣電流的差異性進一步的變小，同時有選擇的使用亮度BIN，保證LED，IC都在恒流特性范圍內工作。

　　低亮高灰之高溫熱偏移引起的LED發光不均

　　依據對LED的常識 紅色VF = 1.7-2.2 ,藍綠VF 3.0-3.5 但是當我們使用如此低的電流時，其VF參數已經發生變更，如下圖這樣我們在電壓選擇時，就需要重新計算思考，例如我們使用1.0Ma的電流時，藍色VF<2.4V，如果繼續按照3.0V VF考慮則產品過熱，低灰存在嚴重的以IC區域的顏色差異。

　　那么對于進入更小的間距我們如何突破呢

　　1：實用亮度級別更低的LED

　　采用更小晶片封裝的LED---靜電，IR問題。

　　采用黑色素更高的LED---透光性不好，熱量堆積

　　2：采用更高的掃描驅動芯片，例如64掃的。

　　需要更高的驅動時鐘，在有限的布板條件下，需要犧牲刷新。

　　3：采用新的驅動架構，更高的恒流驅動能力，---由占空比脈沖式改為數字恒流源均流式。

　　此種筆者認為彩色最終的高密屏的方案，LED本身是電流型器件，通過數字恒流源調控LED工作的電流，而不是高速脈沖電流，這樣LED線性響應效果會更好，電路的噪聲等會降低很多