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北京時(shí)間09月10日消息，驅(qū)動(dòng)IC為要角 MicroLED實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度；MicroLED顯示器的一大特色為能夠做到更高對(duì)比度、高顯色的性能表現(xiàn)，而符合HDR10則可以確保顯示器呈現(xiàn)更多顏色和細(xì)節(jié)。 在小點(diǎn)間距LED顯示器若要做到高對(duì)比度表現(xiàn)，則對(duì)于驅(qū)動(dòng)IC的規(guī)格有更嚴(yán)格的要求。

標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍(Standard Dynamic Range, SDR)是現(xiàn)行影像的播放標(biāo)準(zhǔn)，很不幸地SDR的規(guī)格并無法忠實(shí)呈現(xiàn)人眼所能看到的每一種顏色。 所以有了高動(dòng)態(tài)范圍(High Dynamic Range, HRD)規(guī)格的產(chǎn)生。

早在2014年的消費(fèi)電子展(Consumer Electronics Show, CES)會(huì)上，杜比實(shí)驗(yàn)室(Dolby Laboratories)就展出了Dolby Vision技術(shù)規(guī)格。 但因Dolby Vision為封閉規(guī)格，且每生產(chǎn)一臺(tái)Dolby Vision兼容的電視就必須付出3美元的專利費(fèi)。 于是三星(Samsung)、索尼(Sony)、樂金(LG)等家電大廠都希望能有一個(gè)比Dolby更開放的平臺(tái)，節(jié)約支付給Dolby專利費(fèi)，又毋須增加一個(gè)提交認(rèn)證的流程來削弱對(duì)于自身產(chǎn)品的控制權(quán)， 因此他們開始開發(fā)自己的對(duì)于HDR影音的方案，最終進(jìn)化成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)--HDR10(表1)。 

圖1為一相同的小點(diǎn)間距LED顯示器，左側(cè)以14-bit Gamma顯示SDR畫面，右側(cè)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(xì)節(jié)。

將HDR的基本要求轉(zhuǎn)換成小點(diǎn)間距LED顯示器驅(qū)動(dòng)IC的規(guī)格要求，將可得到如圖2所示。 下文中，自分辨率開始，順時(shí)針方向逐一解說。 

圖1 SDR vs. HD

圖2 HDR規(guī)格與驅(qū)動(dòng)IC規(guī)格轉(zhuǎn)化

分辨率與分辨率
在相同的顯示面積中，越高的分辨率即代表更高的像素密度或更小的點(diǎn)間距。 在傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)中，如圖3所示的P0.992的小點(diǎn)間距LED顯示器，可分為三大部份：①是定電流驅(qū)動(dòng)IC；②是電源切換開關(guān)；③是其他邏輯IC。 從圖3中可以發(fā)現(xiàn)電路板的布局已經(jīng)相當(dāng)緊湊，若要再進(jìn)一層次提高分辨率，明顯地，我們需要新的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，并且封裝尺寸也須要隨之縮小或采用WLCSP或COB等不同封形式。 

圖3 點(diǎn)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(guān)和邏輯IC整合在一起的高整合型的驅(qū)動(dòng)IC，圖4則是使用高整合型的驅(qū)動(dòng)IC的P0.9375 LED顯示器燈板。 顯而易見的，在電路布局上與傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)寬松許多。 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(shù)，以驅(qū)動(dòng)更多的LED。 此類型的IC約可支持到最小P0.55點(diǎn)間距的小點(diǎn)間距LED顯示器。 

圖4 點(diǎn)間距P0.9375 LED顯示器燈板

視覺刷新率與換幀率
主動(dòng)驅(qū)動(dòng)(Passive Matrix, PM)架構(gòu)，利用視覺暫留達(dá)成連續(xù)畫面效果。 當(dāng)換幀率提高，對(duì)于視覺刷新率的要求也會(huì)提高，需要更快的頻率協(xié)助完成。 然而Gamma Table的灰階數(shù)與視覺刷新率呈反比，相同的灰階頻率下，越高灰階數(shù)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(gè)主題。

動(dòng)態(tài)范圍與對(duì)比度
HDR10的對(duì)比表現(xiàn)少則20,000：1；多則高達(dá)100,000：1，受限于灰階頻率的快慢，行掃數(shù)與PWM灰階數(shù)呈反比，32行掃下，最高PWM Resolution是14-bit。 此時(shí)理論對(duì)比值僅16,383：1，未能滿足HDR10要求。 新世代的小點(diǎn)間距LED顯示器專用的驅(qū)動(dòng)IC應(yīng)采用內(nèi)振灰階頻率設(shè)計(jì)，一舉突破傳統(tǒng)PCB布局上時(shí)鐘頻率33MHz的限制，至少將PWM Resolution提高至16-bit，此時(shí)的理論對(duì)比度是65,535：1。

色域空間與LED波長
在CIE1931坐標(biāo)圖上畫出BT.709、BT.2020，可以得到圖5。 SDR定義的色域空間為BT.709(REC.709)，占了CIE1931色域空間的35.6%；HDR定義的色域空間為BT.2020(REC.2020)，占了CIE1931色域空間的75.8%， 即BT.2020定義的色域空間為212.9%的BT.709。 將BT.2020在R/G/B三原色的波長拿出來看，分別為紅光630nm、綠光532nm、藍(lán)光467nm，對(duì)于目前LED磊晶技術(shù)，因綠光波長的半寬波長離散度較大，目前的顯示設(shè)備不容易達(dá)成BT.2020。 轉(zhuǎn)換至LED驅(qū)動(dòng)IC，就顯得小電流(通常小于500μA)精度控制的重要性，因?yàn)?/FONT>LED波長會(huì)隨著電流大小漂移，定電流誤差量多要求小于±1.5%。