商显技术| 共阴节能LED显示屏背后的机遇和挑战

随着经济的快速发展，绿色、节能、环保已成为全球共识和聚焦热点，《“十三五”节能环保产业发展规划》，提出到2020年，节能环保成为国民经济的一大支柱产业，此外，国家还加大了我国环保节能产业的财政支出力度。

LED显示屏自诞生之初，就以高亮度、丰富的色彩、灵活尺寸应用等特点被广泛运用，但LED显示屏除了是一个美轮美奂的显示载体，同时也成了一个大的电能消耗的“发热电阻”，尤其是户外广告屏，耗电量惊人。为响应国家节能环保政策，满足客户对产品可靠性、使用寿命和显示一致性、节能环保等高诉求，不少LED显示屏厂家推出共阴供电技术的LED显示屏产品和相关的LED显示屏配件，号称节能75%的卓越性能引来了全产业链的高度关注。

什么是共阴LED显示屏?

“共阴”指的是共阴供电方式，共阴LED显示屏采用将R、G、B分开供电，精准分配电压电流到红、绿、蓝灯珠，电流经过灯珠再到IC负极，正向压降低，导通内阻小。与传统显示屏相比，他最大的区别有两处，首先是供电方向不一样，共阳LED显示屏电流从PCB板流向灯珠，RGB灯珠统一供电，增加了电路正向压降;共阴LED显示屏电流先经过灯珠再到IC负极，正向压降低，导通内阻小。其次是供电电压不一样，共阳LED显示屏通常会给红、绿、蓝灯珠一个高于3.8V的电压(比如5V)统一供电，电量损耗大;共阴LED显示屏根据红、绿、蓝三颗芯片实际需要的电压(红灯珠电压要求2.5V左右，蓝、绿灯珠电压要求3.8V左右)分开精准供电，电量损耗少，LED显示屏工作中产生的热量也低很多。通过以上共阴和共阳供电方式的对比，我们知道共阴LED显示屏比共阳LED显示屏用电量低很多，并热量低很多。
 

共阴LED显示屏热量低的原理

冷屏特殊的共阴供电方式，使LED显示屏工作过程中产生的热量少，温升低。正常情况下，白平衡状态和播放视频时，冷屏比同型号常规户外LED显示屏温度低约20℃。同等规格产品，在同等亮度情况下，共阴LED显示屏的屏体温度比常规共阳LED显示屏产品的屏体温度要低20多度，功耗比常规共阳LED显示屏产品低50％以上。

共阴LED显示屏的优势

①精准供电真节能：

共阴产品采用精准供电控制技术，基于LED红绿蓝三基色不同的光电特性，搭配了智能IC的显控系统及独立私模，为LED和驱动电路精准分配不同的电压，使产品功耗相对市面同类产品节电约40％。

②真节能带来真色彩：

共阴LED驱动方式，可以精准的控制电压，在降低功耗的同时，更降低了发热量，LED连续工作下波长无漂移，稳定显示真实色彩。

③真节能带来长寿命：

能耗降低，从而大幅度的降低了系统的温升，有效的降低了LED受损概率，提高整个显示系统的稳定性和可靠性，大大延长系统寿命。

共阴LED显示屏的机遇

根据当前国家倡导的节能环保政策以及LED显示屏的未来发展的需求，节能产品是大势所趋，共阴LED显示屏的出现又无可厚非的成为了这个行业追逐的支撑点。推广普及共阴LED显示屏对LED显示屏行业与社会可续发展的意义重大，据数据统计，全球每年生产LED显示屏350万平米以上，按每平方500瓦功耗计算，每年要耗电17.5亿度电。这还不算生产过程中耗费的电量;如果全部采用共阴节能屏，每年将为社会至少节省5.25亿度电。按一吨煤生产3333度来算，等于每年为社会至少节省15.75万吨煤。相当于每年替国家关闭一家小型煤矿厂。企业布局共阴节能亦是走差异化道路的途径之一，但目前市面上真正能够实现该技术的企业仍有限。

共阴技术产业链尚未成熟

作为节能化发展趋势的共阴LED显示屏，必然是多种指标下的综合结果，LED灯珠、驱动IC、开关电源、产品功耗设计、智能节能系统设计与结构节能设计等关系到节能效果，可以说覆盖了从LED显示屏厂、驱动IC厂到LED封装厂等LED显示屏行业上下游，因此也需要整个行业的通力合作。

目前共阴LED显示技术相关配套尚不如共阳LED产业链成熟。共阴IC目前系列不全，整体量都不大，共阳仍然占据80%的市场。共阴技术目前推进慢的原因主要是生产成本高，基于原有供应链协作的关系，共阴需要芯片、封装、PCB等产业链各端定制化配合，成本较高。一旦实现了量产，生产标准化而非定制化，尤其是如果有终端厂商加持大力向上反推的话，共阴技术是有机会更快速度推动起来的。

专利问题是最大阻碍

相关调查显示，1999年至今，LED显示屏驱动IC领域相关专利约3997项。本领域相关专利在2002年开始有明显的数量积累和增长，2010-2016年进入到快速增长的阶段。在共阴极架构领域，目前主要的申请人包括:美国硅芯、广州硅芯电子、杭州视芯、福州福大海矽微电子。其中，美国硅芯和广州硅芯电子为本领域主要的专利申请人，早在2011年，就开始在中国和美国均有专利申请。并于2013、2015年通过CN102855841B主案等三件中国专利；2015年通过US8963810主案等三件美国专利，主要涵盖LED显示系统包括LED阵列和LED驱动电路。而当下最常见、较具优势的Array（阵列）架构核心专利被一家不外售驱动IC的显示屏厂商——美国硅芯掌握了，国际对专利是十分注重的，常见的架构方式被他人申请了并且不对外，大行业就不能使用了，若专利被一家独霸，在很多项目中都会受阻，不利于产业整体发展。

可以肯定的是在未来，共阴LED显示屏的将是企业竞争的一个重要筹码。共阴节能LED显示屏凭借其优越的低热量、低电量、低损耗、省成本等优势吸引众多厂商竞争角逐，共阴节能技术是一种趋势，但不能作为企业竞争的噱头，因此若要实现大规模量产化，还有面临众多问题：共阴LED显示技术的创新，不可能只依靠终端显示屏厂家独立完成，而是需要产业链上下游厂家的通力合作，其次，在这个过程中还需要规避专利的风险。