西安諾瓦星云科技股(gu)份有(you)限(xian)公司未來(lai)顯示技術(shu)(shu)部(bu)總監許鴻(hong)益在2025中(zhong)國(guo)國(guo)際Mini/Micro-LED產業技術(shu)(shu)峰會上(shang)發表(biao)《TBS芯片畫質方案(an)》主題報告(gao)。
客戶(hu)和市(shi)場對(dui)芯片驅(qu)動IC的(de)要求越(yue)來(lai)越(yue)高,對(dui)LED顯示屏畫質的(de)要求也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)高。諾瓦(wa)聯手全資子公司一起研究先進的(de)驅(qu)動IC技(ji)術(shu),帶來(lai)驅(qu)動IC解(jie)決方案,希望能(neng)夠通(tong)過驅(qu)動IC技(ji)術(shu)實現畫面質量提升(sheng)。
諾瓦(wa)TBS驅(qu)(qu)動(dong)(dong)IC最重(zhong)要的是(shi)有一個雙核科技,能夠帶來畫質提(ti)升(sheng)。市面上常見的驅(qu)(qu)動(dong)(dong)IC是(shi)PWM單核驅(qu)(qu)動(dong)(dong),諾瓦(wa)的驅(qu)(qu)動(dong)(dong)IC是(shi)除了這(zhe)個以外還(huan)有PAM驅(qu)(qu)動(dong)(dong),做到雙核科技。
傳統顯示可能(neng)會(hui)遇到這(zhe)(zhe)樣的問題(ti):播放畫面的時候(hou)會(hui)出現一些(xie)畫面信息丟失(shi),比(bi)如說高亮的部分亮度不(bu)夠,導致高亮的像(xiang)素點很(hen)(hen)暗,低(di)灰(hui)合并的情況導致低(di)灰(hui)的丟失(shi)、暗部的細節(jie)看起(qi)來不(bu)是(shi)很(hen)(hen)好,這(zhe)(zhe)都與驅動IC有(you)關(guan)。
接下來介紹(shao)一下“PWM+PAM混合驅動”雙核方案。
先來看(kan)PWM驅(qu)動(dong)IC的(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)原理(li)。通(tong)(tong)過控(kong)制驅(qu)動(dong)IC的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)個通(tong)(tong)道脈(mo)沖打(da)開(kai)時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)短,來控(kong)制像素(su)點的(de)(de)(de)(de)(de)亮暗。當像素(su)通(tong)(tong)道打(da)開(kai)時(shi)間(jian)(jian)越(yue)長(chang),亮度就會(hui)(hui)越(yue)高(gao);把打(da)開(kai)通(tong)(tong)道的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)比例(li)逐漸降(jiang)低,從100%降(jiang)低到70%,亮度也會(hui)(hui)有(you)一個對應的(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)低。直(zhi)到把驅(qu)動(dong)IC每個通(tong)(tong)道的(de)(de)(de)(de)(de)脈(mo)沖打(da)開(kai)時(shi)間(jian)(jian)達到極限,以(yi)1%的(de)(de)(de)(de)(de)亮度舉例(li),整(zheng)個畫面顯示會(hui)(hui)出現(xian)非(fei)常(chang)(chang)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)線情況,也就是常(chang)(chang)說的(de)(de)(de)(de)(de)掃描線,這不(bu)僅對人眼觀看(kan)效果(guo)造(zao)成一定損失(shi),更重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)是隨(sui)著現(xian)在的(de)(de)(de)(de)(de)XR、AI眼鏡比較新的(de)(de)(de)(de)(de)技術提升,掃描線會(hui)(hui)讓我們無論在使用手機拍攝還是人眼觀看(kan)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,都(dou)會(hui)(hui)產生非(fei)常(chang)(chang)不(bu)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)觀感(gan)。
為了解決這個(ge)問題(ti),諾(nuo)瓦聯合(he)全資子公司推出(chu)PWM+PAM混合(he)方(fang)案(an),PAM驅(qu)動就是調節每個(ge)通道的(de)(de)(de)電流增益(yi)的(de)(de)(de)能(neng)力,通過(guo)PWM跟PAM混合(he)的(de)(de)(de)方(fang)式可(ke)(ke)(ke)(ke)以充分利用PWM的(de)(de)(de)能(neng)力提(ti)升低(di)灰(hui)(hui)的(de)(de)(de)刷(shua)(shua)新(xin)率(lv),可(ke)(ke)(ke)(ke)以比較有效解決低(di)灰(hui)(hui)情(qing)況(kuang)下(xia)刷(shua)(shua)新(xin)率(lv)不足導(dao)致的(de)(de)(de)掃(sao)描線問題(ti)。通過(guo)這種方(fang)式,還能(neng)夠彌補低(di)灰(hui)(hui)。按照傳統方(fang)案(an),為了提(ti)高(gao)刷(shua)(shua)新(xin)率(lv)可(ke)(ke)(ke)(ke)能(neng)會(hui)需要提(ti)高(gao)低(di)灰(hui)(hui)通道的(de)(de)(de)打開時(shi)間,從而(er)讓低(di)灰(hui)(hui)的(de)(de)(de)亮(liang)(liang)度(du)變高(gao),加入PAM后(hou),可(ke)(ke)(ke)(ke)以保證在低(di)灰(hui)(hui)亮(liang)(liang)度(du)一致的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia),和原本比較低(di)的(de)(de)(de)亮(liang)(liang)度(du)情(qing)況(kuang)下(xia),有效提(ti)高(gao)低(di)灰(hui)(hui)刷(shua)(shua)新(xin)率(lv)。
另(ling)一個優勢,通過PAM可(ke)以獨立控制每個像素的(de)(de)明(ming)暗(an)。傳統的(de)(de)PWM方(fang)式當(dang)脈寬時(shi)間打(da)開100%時(shi),亮度就不能(neng)往(wang)上沖了,現在加上電流調(diao)制的(de)(de)能(neng)力(li),可(ke)以把(ba)電流增益往(wang)上拉,從而使高亮的(de)(de)部分亮度更高,整(zheng)個畫面(mian)明(ming)暗(an)對比度更好,彰顯更多畫面(mian)細(xi)節。
加入PAM驅動(dong)IC后,在需要低亮(liang)顯示畫面的(de)(de)情況下,能(neng)做到低灰的(de)(de)畫面不是真正的(de)(de)發(fa)灰,而(er)是真正的(de)(de)黑得比(bi)較好,整(zheng)(zheng)體(ti)對比(bi)度(du)相較于沒有(you)PAM驅動(dong)的(de)(de)架構,也(ye)有(you)一(yi)個(ge)(ge)躍升,整(zheng)(zheng)個(ge)(ge)對比(bi)度(du)看(kan)上去也(ye)會(hui)讓終端客戶第(di)一(yi)眼覺(jue)得這個(ge)(ge)顯示屏(ping)效(xiao)果更好,同時(shi),掃描線的(de)(de)現(xian)象(xiang)也(ye)有(you)一(yi)定的(de)(de)減輕(qing)。
來(lai)看刷(shua)新(xin)率(lv)(lv)實測(ce)。傳統(tong)驅動(dong)IC可能在起灰(hui)的時候刷(shua)新(xin)率(lv)(lv)是60赫(he)茲逐步攀升(sheng),TBS驅動(dong)IC(TBS5367驅動(dong)產品低(di)灰(hui)刷(shua)新(xin)率(lv)(lv)測(ce)試)刷(shua)新(xin)率(lv)(lv)可以(yi)(yi)做到480赫(he)茲,是同類(lei)產品的8倍效果(guo),16灰(hui)階(jie)且(qie)接近(jin)1nit的時候可以(yi)(yi)做到1560刷(shua)新(xin),最高(gao)可以(yi)(yi)做到15360赫(he)茲刷(shua)新(xin),目前整(zheng)個刷(shua)新(xin)率(lv)(lv)的提升(sheng)速度(du)以(yi)(yi)及(ji)低(di)灰(hui)起灰(hui)刷(shua)新(xin)速度(du),在行業(ye)里面比較有優勢。
傳統PWM驅動(dong)IC有(you)低灰色(se)(se)溫偏(pian)移現(xian)象,可能出(chu)(chu)現(xian)幾千甚至幾百的(de)色(se)(se)溫偏(pian)移,加入PAM結構(gou)以(yi)后,可以(yi)做到(dao)±50K的(de)色(se)(se)溫偏(pian)移,不(bu)管是影院屏還是XR高端拍攝,都(dou)是非(fei)常符合(he)需求的(de)。這(zhe)樣比較準的(de)色(se)(se)溫可以(yi)更好還原出(chu)(chu)我(wo)們想(xiang)要表達的(de)素材本身的(de)效果,讓所有(you)顏(yan)色(se)(se)都(dou)在(zai)呈現(xian)它應該呈現(xian)的(de)樣子。
加(jia)入PAM架(jia)構以(yi)后(hou)還可以(yi)做到(dao)像素級(ji)的動態節能。傳統驅(qu)動IC在黑(hei)屏時或者只(zhi)有某(mou)幾個像素點想要亮(liang)的時候(hou),電流(liu)增益處(chu)在比較(jiao)高(gao)(gao)的狀態,加(jia)入PAM架(jia)構后(hou),驅(qu)動IC可以(yi)讓需要亮(liang)的燈柱(zhu)電流(liu)增益保持(chi)到(dao)較(jiao)高(gao)(gao)的水準,其他的像素點驅(qu)動IC通道都保持(chi)比較(jiao)低的電流(liu)增益輸出(chu)水平(ping),達(da)到(dao)黑(hei)屏的低功耗效果。目前(qian)實(shi)測的數據,在600nit情況下,白屏功耗差(cha)不(bu)多是在62.9瓦,可以(yi)比競品(pin)差(cha)不(bu)多低8.5%左右(you),累計視(shi)頻功耗低20%,黑(hei)屏功耗低40%左右(you)。
所(suo)有顯示畫面,拆分來(lai)看都是一個個像(xiang)素(su)點組成,加入(ru)PAM架構配合諾瓦(wa)的發(fa)送、接收(shou)全鏈路(lu)方案(an),可以在(zai)PWM基(ji)礎上實時調節(jie),也就是逐(zhu)幀逐(zhu)像(xiang)素(su)調節(jie)每(mei)顆LED燈珠(zhu)的驅動電流,釋放每(mei)一顆發(fa)光(guang)芯片的潛力,提(ti)升把畫面對比度。
除了驅動IC解決方(fang)案,諾瓦一直在(zai)行業深耕,還提出(chu)了一些其他解決方(fang)案助力整個顯示屏有更好的效果,包括(kuo):
5G帶寬方(fang)案,可(ke)以有效減少網(wang)線的(de)數量,不管是施(shi)工難(nan)度、維護難(nan)度、整潔程度都有比較好的(de)提升;
22bit+、精細灰(hui)度(du)算法,64倍灰(hui)度(du)提升(sheng),有效解決灰(hui)階跳變、低灰(hui)偏色等問題,提升(sheng)低灰(hui)顯示畫(hua)質;
色彩管理功能,保證各個色域的飽滿度,有(you)效率較高;
全灰階校正,有效提(ti)升中灰和(he)低灰的(de)亮色度均勻(yun)性;
色彩(cai)調(diao)節,一般用(yong)于XR拍(pai)攝(she);
熱力(li)補償技術,不管是戶(hu)外還是戶(hu)內(nei),有(you)很(hen)多亮度會逐漸提高(gao),包括(kuo)驅動IC解決方案,可(ke)能也會在(zai)局部造成偏青偏色的(de)現(xian)象,用上諾瓦的(de)熱力(li)補償的(de)方案,可(ke)以有(you)效解決因發熱導致的(de)偏青偏紅(hong)的(de)問題;
除此之(zhi)外(wai)還有動態引擎、高(gao)位深高(gao)刷新,可(ke)以在低灰的時候(hou)把(ba)刷新率提升(sheng)更高(gao)。
綜上,然后搭(da)配(pei)諾(nuo)瓦的發送卡、接(jie)收卡控(kong)制鏈路(lu),以及TBS控(kong)制芯片,可(ke)以實現更(geng)好的顯示效果。
整(zheng)個全鏈路(lu)的(de)(de)效(xiao)果最大(da)的(de)(de)優勢(shi)是高(gao)切(qie)接(jie)、高(gao)bit數(shu)、高(gao)刷新(xin)、高(gao)動態(tai)范圍,我們(men)希望能(neng)夠在低灰的(de)(de)時候告別人眼(yan)觀看的(de)(de)閃爍感,讓(rang)暗部細(xi)節(jie)躍然于眼(yan)前。諾(nuo)瓦(wa)目前做的(de)(de)效(xiao)果,實(shi)測出來的(de)(de)數(shu)據是峰(feng)值(zhi)亮(liang)度(du)可以在1600nits以上(shang),起灰亮(liang)度(du)僅僅≤0.005nits,動態(tai)對比度(du)320000:1。這可以用(yong)在LED影院(yuan)、LED家(jia)庭影院(yuan)、LED會議(yi)一體機等非常多的(de)(de)應用(yong)場景。
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