（南京观海微电子）——DDIC显示触控芯片介绍

本文主要是介绍（南京观海微电子）——DDIC显示触控芯片介绍，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

显示驱动芯片（Display Driver Integrated Circuit，简称DDIC）的主要功能是控制OLED显示面板。它需要配合OLED显示屏实现轻薄、弹性和可折叠，并提供广色域和高保真的显示信号。同时，OLED要求实现比LCD更低的功耗，以实现更高续航。

DDIC通过电信号驱动显示面板，传递视频数据。

OLED DDIC的技术方向可以分为3类：

带Ram【内存】的IC、Ram-less IC和TDDI【显示&触控集成的IC】

一、带Ram的OLED DDIC

OLED DDIC有两个Ram，分别是Demura Ram和Display Ram。

1、带Ram的OLED DDIC

①Demura Ram：屏幕产家会对面板的显示不均等问题进行补偿，补偿的数据存储在Flash IC内，在正常显示时，OLED DDIC会从Flash IC通过SPI协议Reload对应的自己内部的Demura Ram，用于显示的效果补偿。

②Display Ram：系统传输的图片数据会先存在显示Display Ram内，显示时在通过从Display Ram调用。这种显示方式称为Command mode。在显示静态画面时，系统不要持续送图，显示IC自己刷新Ram即可，在静态画面的场景更省功耗，显示效果较优。

③需要注意的是Display Ram的大小也直接决定了显示IC能支持的帧率和分辨率大小，“3每个颜色的bit位OLED IC的压缩倍率”，即可以计算出所需要占用的Ram大小；比如1280✘2800的分辨率，RGB共计3个颜色，是8个bit，DDIC的VESA选择1/3压缩，因此计算出来的Ram大小为：1280✘2800✘8✘3✘1/3=28672000bit=28.7Mbit。【有关OLED显示屏幕能支持的分辨率和帧率计算，这个后面再发光详细讨论】。

④缺点：Ram的大小基本占到到了IC空间上的75%，因此IC的size会比较大，并且Ram较高。

综上，带Ram的OLED DDIC因为功耗低，显示效果好，是目前各家终端量产的主力。

2、OLED Ramless DDIC

①Ram：Ramless是保留了demura Ram，而砍掉了display Ram。

②驱动：主机需要支持送图给OLED DDIC，即只能跑vedieo模式，在视频场景上，预计功耗和带Ram的相差不大，但是静态场景，功耗会较高。虽然国产厂商推出，在AOD【息屏显示】的场景下，可以借用其demura ram去作为AOD的display，在AOD模式下跑无demura效果的commad mode，这样可以降低AOD模式下的功耗水平；但是Vedio mode和command mode的互相切换，以及有无demura效果对实际用户的使用场景影响，需要调试确认，保守的话，不考虑功耗，全程跑vedio 模式是可以的。

③产能&成本：因为减少了Display Ram，IC的size降低接近一半，同一片晶圆的切片量预估可以提升40%，在结合晶圆价格，可以推算出来相同制程的Ram和Ramless的DDIC，成本约有1.5美金的价差。也正是这个价差，以及连任正非老爷子都要喊着活下去的大环境，各家终端，均在重点关注Ramless的验证和量产导入。目前主要进展最为迅速的是“性价比之王”和“非洲之王”两个终端。

综上，Ramless OLED DDIC除了便宜没有什么好处，是后续降本的趋势。

3、TDDI

OLED显示屏的显示和驱动集成芯片，据说前期是华为与Novatek一同开发，华为被制裁后，Novatek将此芯片变成公版，21年下半年即已经出样，目前各家屏厂和终端均基本完成了验证。

3-1）成本：LCD的触控前期也是采用外挂方案，但是已经与LCD的触控pattern是设计在自己的驱动背板内的，因此LCD的TDDI的panel可以减少光照的mask，成本降低显著，收益明显。OLED的触控当前都是“外挂互容”，驱动上面，很难将触控集成在驱动电路内，现在推出来的OLED TDDI芯片也是针对外挂的，因此panel上面并没有省到任何成本。IC制程上，现在量产的触控IC的模拟和数字部分采用的制程不一样，模拟部分用的110nm相对落后的制程，和显示ic合二为一以后，全部采用先进的40nm或者28nm制程的，成本上会有上升。因此针对OLED TDDI在成本维度上并没有实现“1+1＜2”反而会“1+1≥2”；

3-2）触控性能：当前在量产的是外挂式的互容方案，而Novatek目推出的自容方案，理论上对比现有的触控的信噪比会有提升，但是基于笔者验证结果看，其触控性能也仅仅是相对于现在外挂式的性能相当，甚至还会略差；后续厂家也有厂家在检讨互容方案，这个可以期待一下；

3-3）外观：同样因为是“外挂自容”方案，相对于“互容”方案，以经验4mm左右需要一个通道，自容方案的触控走线明显增多，直接导致产品的下边框增加，在笔者所在公司，手机的性能全部要给外观让步【注：实际大部分人买手机也确实因为颜值】，这个是产品经理无法接受的，因此产品并不care；

3-4）功耗收益：OLED TDDI相比较与现在量产的外挂的触控IC，触控部分的制程迭代到了28nm，因此在功耗上是有降低的，也是目前笔者能想到的唯一收益。

3-5）量产情况：虽然在手机上目前并未量产OLED TDDI，但是在小尺寸的OLED手表上面已经量产了；当前流行的上下折叠手机的副屏，各家基本在3寸左右，对整机堆叠空间要求极高，是有明确的需求的，但是目前选用手机的TDDI的话，IC的size过大并且成本高，不利于堆叠；选用手表的OLED TDDI，其对应的通道数又无法支持对应的触控需求，因此上下折叠副屏依然选择手表的DDIC和TPIC。

PMOLED和AMOLED

DDIC的位置根据PMOLED或AMOLED有所区分（PM和AM的区分见下文详述）：

像上图右侧这样，在每一个像素上都加一个开关和一个晶体管电容。

一旦加上电压，首先这个电容是可以保存能量的，在电压再次回到这一条线的像素上之前，电容会释放自己保存的电压来保持像素的亮度。这样，整体的亮度就会得到大幅提升。其次，每个像素的开关起到一个门槛的作用，这样，如果一个像素被加上电压点亮，给相邻的像素带来一丢丢影响，因为门槛的存在，这一丢丢的影响是不能点亮相邻的像素的。

这种方式就做做Active Matrix（AMOLED的AM就是Active Matrix的缩写）。

目前选择的是每次处理一条X轴的线，每次只给一条横线加电压，然后再扫描所有Y轴上的值，然后再迅速处理下一条线，只要我们切换的速度够快，因为视觉残留现象，是可以展现出一幅完整的画面的。这种方式叫做Passive Matrix。

如果是PMOLED，DDIC同时向面板的水平端口和垂直端口输入电流，像素点会在电流激励下点亮，且可通过控制电流大小来控制亮度。

至于AMOLED，每一个像素对应着TFT层（Thin Film Transistor）和数据存储电容，其可以控制每一个像素的灰度，这种方式实现了低功耗和延长寿命。DDIC通过TFT来控制每一个像素。每一个像素由多个子像素组成，来代表RGB三原色（R红色，G绿色，B蓝色）。

TFT上面的一个一个的像素的电压的值（或者是On状态的时间占空比），以扫描的方式按照一定的时间节奏一个一个的传输。

负责扫描的些芯片就是DDIC，有负责横向的，也有负责纵向的。负责横向工作的叫做Gate IC（也叫Row IC），负责纵向工作的叫做Source IC（也叫Column IC）。

DDIC的封装形式

一、COG（Chip On Glass）是将手机屏幕显示驱动芯片（Display Driver IC，DDIC）直接粘合链接到在玻璃材质为主的刚性玻璃基板上（Glass Substrate），之后由FPCB链接至手机其余PCB或部件。

二、COF（Chip On Film），是将DDIC间接通过粘合薄膜（Adhesive Thin Film）粘合在柔性塑料基板（Plastic Substrate）以实现柔性显示屏。

三、COP（Chip On Plastic）是将DDIC直接固定在柔性塑料基板上（Plastic Substrate）。

2020 年，全球显示驱动芯片需求量达 80.7 亿颗（包含 TDDI+DDIC）。

2020 年受新冠肺炎疫情（COVID-19）影响，显示驱动芯片需求量实现同比两位数增长达 80.7 亿颗，其中大尺寸显示驱动芯片占总需求 70%，而液晶电视面板所用驱动芯片占比大尺寸总需求的 40% 以上；中小型显示驱动芯片占总需求 30%，智能手机占比最高，LCD TDDI 和 OLED DDIC 合计占比约 20%；2021 年，终端应用增长依然强劲，同时由于电视面板的高分辨率趋势确立，2021 年显示驱动芯片总需求将增长至 84 亿颗。