全矩陣區(qū)域調(diào)光mini-LED背光真實還原色彩

隨著mini-LED進入量產(chǎn)成熟時期，市場認為mini-LED背光應用有機會從2021年開始推進至高速成長期，各家品牌大廠也于今年初的CES展會上，推出搭載mini-LED背光的新產(chǎn)品。聚積有鑒于此，早已于近幾年陸續(xù)推出高質(zhì)量的全矩陣區(qū)域調(diào)光(FALD, Full Array Local Dimming)mini-LED背光驅(qū)動芯片，協(xié)助客戶于高階顯示領域持續(xù)創(chuàng)新。

直下式區(qū)域調(diào)光實現(xiàn)真正的高動態(tài)范圍(HDR)

近年來由于HDR規(guī)格逐漸受到消費者重視，VESA(美國視訊電子標準協(xié)會)針對HDR推出統(tǒng)一認證準則 - 「DisplayHDRTM」，提供業(yè)界可以遵循的相對應標準、協(xié)助LCD制造廠商推出不同HDR效能分級的產(chǎn)品。

根據(jù)VESA DisplayHDRTM，要通過現(xiàn)今主流層級HDR 400、HDR 600、HDR 1000、HDR1400標準，LCD面板必需具備之效能部分舉例如下(注1)：

表1 VESA DisplayHDRTM標準之Corner Test與Tunnel Test(cd/m2)

以往市面上的背光應用大多采用側發(fā)式(Edge-lit)背光架構，然而此一架構是整體屏幕調(diào)光，灰階表現(xiàn)僅能依賴面板原生對比，通常只有1000 : 1，所以側發(fā)式架構無法滿足VESA DisplayHDRTM高對比度亮度及高解析亮度的標準。

若市面上LCD面板要符合VESA DisplayHDRTM，全矩陣區(qū)域調(diào)光LED背光控制技術是相當必要的，因為其采用直下式(Direct-lit)背光架構，可根據(jù)每一區(qū)域內(nèi)顯示的圖像內(nèi)容實時控制LED背光明暗表現(xiàn)，并呈現(xiàn)優(yōu)異且平滑的調(diào)光線性度，輕松實現(xiàn)HDR，大幅提高圖像對比度及演色性，將LCD裝置呈現(xiàn)的圖像質(zhì)量大幅提高，滿足終端消費者對于視覺體驗的強烈需求。

圖3 側發(fā)式背光架構(左)對比直下式背光架構(右)

「掃描架構」對比「靜態(tài)架構」于高區(qū)數(shù)區(qū)域調(diào)光之三大優(yōu)勢

1. 減少LED背光驅(qū)動芯片使用數(shù)量

若將每個LED視作一個可調(diào)光的區(qū)域，以現(xiàn)今市場普遍的靜態(tài)LED背光驅(qū)動芯片來看，一顆16通道的驅(qū)動芯片只能驅(qū)動16區(qū)，亦即要驅(qū)動2304區(qū)的區(qū)域調(diào)光背光的話，至少需要144顆LED背光驅(qū)動芯片才能達到(如下示意圖)。

圖4 2304區(qū)LED數(shù)組示意圖

聚積科技具備成熟LED背光掃描架構技術，與他牌靜態(tài)驅(qū)動最大的差異在于，藉由掃描架構技術讓使用者采用最少的LED背光驅(qū)動芯片即可驅(qū)動高區(qū)數(shù)區(qū)域調(diào)光。以驅(qū)動2304區(qū)為例，僅僅需要聚積兩顆48通道24行掃的LED背光驅(qū)動芯片即可達到。

2. 降低驅(qū)動電路總數(shù)及總體電路成本

假設要支持2304 區(qū)的區(qū)域調(diào)光，在燈驅(qū)分離的的設計下，驅(qū)動板與燈板間至少需要2304+1=2305 條驅(qū)動電路布線，由此可見靜態(tài)驅(qū)動架構采用的驅(qū)動電路總數(shù)過多、電路成本過高。

若是采用聚積掃描架構技術，在支持2304 個分區(qū)調(diào)光的情況下，以2行掃為例，則僅需 (2304/2)+2=1154條驅(qū)動電路布線，可以說掃描驅(qū)動方式能夠讓用戶在LED 驅(qū)動電路布線數(shù)量上縮減至原本的1/2 左右，如此一來可大大改善驅(qū)動電路走線布局的問題以及有效降低驅(qū)動電路成本問題。

3. 精簡PCB層數(shù)使得物料成本降低

PCB層數(shù)同樣是高區(qū)數(shù)背光設計中重要的成本來源，一般靜態(tài)驅(qū)動架構需要4層PCB，而聚積透過優(yōu)化的腳位安排，在高區(qū)數(shù)區(qū)域調(diào)光的背光應用中，只需2層PCB即可完成整套LED背光驅(qū)動電路設計，減少一半的PCB成本。這代表著聚積的解決方案透過掃描架構技術，相較于一般靜態(tài)驅(qū)動架構，更能協(xié)助客戶大幅降低整體方案的物料成本。

表2 掃描架構與靜態(tài)架構之方案比較表

綜合以上所討論，「掃描架構」對比「靜態(tài)架構」于高區(qū)數(shù)區(qū)域調(diào)光之優(yōu)勢在于：僅用少量芯片就能驅(qū)動高區(qū)數(shù)區(qū)域調(diào)光，且大幅節(jié)省額外的驅(qū)動電路總數(shù)以及驅(qū)動電路周邊成本，進而減少因其他組件損壞造成電子裝置故障的機會，且易于被除錯。不論在空間、成本、性能上，聚積掃描架構背光LED驅(qū)動芯片，都遠優(yōu)于傳統(tǒng)靜態(tài)架構之LED驅(qū)動芯片，包含MBI6328及MBI6353，無庸置疑是高區(qū)數(shù)區(qū)域調(diào)光背光應用解決方案的最佳選項。