MicroLED,MiniLED,顯示器,HDR,驅動IC
驅動IC為要角 MicroLED實現高對比
標準動態範圍(Standard Dynamic Range, SDR)是現行影像的播放標準,很不幸地SDR的規格並無法忠實呈現人眼所能看到的每一種顏色。所以有了高動態範圍(High Dynamic Range, HRD)規格的產生。
早在2014年的消費電子展(Consumer Electronics Show, CES)會上,杜比實驗室(Dolby Laboratories)就展出了Dolby Vision技術規格。但因Dolby Vision為封閉規格,且每生產一台Dolby Vision相容的電視就必須付出3美元的專利費。於是三星(Samsung)、索尼(Sony)、樂金(LG)等家電大廠都希望能有一個比Dolby更開放的平台,節約支付給Dolby專利費,又毋須增加一個提交認證的流程來削弱對於自身產品的控制權,因此他們開始開發自己的對於HDR影音的方案,最終進化成一個標準--HDR10(表1)。
圖1為一相同的小點間距LED顯示器,左側以14-bit Gamma顯示SDR畫面,右側以16-bit Gamma顯示HDR畫面,兩者的視覺刷新率皆是3840Hz(4KHz)。簡而言之,將SDR與HDR放在一起比較,HDR可以讓你看到更多顏色和細節。
將HDR的基本要求轉換成小點間距LED顯示器驅動IC的規格要求,將可得到如圖2所示。下文中,自解析度開始,順時針方向逐一解說。
圖1 SDR vs. HD
圖2 HDR規格與驅動IC規格轉化
解析度與分辨率
在相同的顯示面積中,越高的解析度即代表更高的像素密度或更小的點間距。在傳統的驅動架構中,如圖3所示的P0.992的小點間距LED顯示器,可分為三大部份:①是定電流驅動IC;②是電源切換開關;③是其他邏輯IC。從圖3中可以發現電路板的布局已經相當緊湊,若要再進一層次提高解析度,明顯地,我們需要新的驅動架構,並且封裝尺寸也須要隨之縮小或採用WLCSP或COB等不同封形式。
圖3 點間距P0.992 LED顯示器燈板
為了解決上述問題,所以有了將定電流,電源開關和邏輯IC整合在一起的高整合型的驅動IC,圖4則是使用高整合型的驅動IC的P0.9375 LED顯示器燈板。顯而易見的,在電路布局上與傳統驅動架構寬鬆許多。且將封裝從一般的SSOP或QFN類型改為下方出腳的BGA,以爭取在有限面積下有更多的出腳數,以驅動更多的LED。此類型的IC約可支持到最小P0.55點間距的小點間距LED顯示器。
圖4 點間距P0.9375 LED顯示器燈板
視覺刷新率與換幀率
主動驅動(Passive Matrix, PM)架構,利用視覺暫留達成連續畫面效果。當換幀率提高,對於視覺刷新率的要求也會提高,需要更快的頻率協助完成。然而Gamma Table的灰階數與視覺刷新率呈反比,相同的灰階頻率下,越高灰階數的視覺刷新率越低。在下一段落中,再深入探討論灰階頻率這個主題。
動態範圍與對比度
HDR10的對比表現少則20,000:1;多則高達100,000:1,受限於灰階頻率的快慢,行掃數與PWM灰階數呈反比,32行掃下,最高PWM...