西安諾瓦星云科技股份有限公司未來顯示技術(shù)部總監(jiān)許鴻益在2025中國國際Mini/Micro-LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會上發(fā)表《TBS芯片畫質(zhì)方案》主題報告。
客戶和市場對芯片驅(qū)動IC的要求越來越高,對LED顯示屏畫質(zhì)的要求也越來越高。諾瓦聯(lián)手全資子公司一起研究先進的驅(qū)動IC技術(shù),帶來驅(qū)動IC解決方案,希望能夠通過驅(qū)動IC技術(shù)實現(xiàn)畫面質(zhì)量提升。
諾瓦TBS驅(qū)動IC最重要的是有一個雙核科技,能夠帶來畫質(zhì)提升。市面上常見的驅(qū)動IC是PWM單核驅(qū)動,諾瓦的驅(qū)動IC是除了這個以外還有PAM驅(qū)動,做到雙核科技。
傳統(tǒng)顯示可能會遇到這樣的問題:播放畫面的時候會出現(xiàn)一些畫面信息丟失,比如說高亮的部分亮度不夠,導(dǎo)致高亮的像素點很暗,低灰合并的情況導(dǎo)致低灰的丟失、暗部的細節(jié)看起來不是很好,這都與驅(qū)動IC有關(guān)。
接下來介紹一下“PWM+PAM混合驅(qū)動”雙核方案。
先來看PWM驅(qū)動IC的基本原理。通過控制驅(qū)動IC的各個通道脈沖打開時間的長短,來控制像素點的亮暗。當像素通道打開時間越長,亮度就會越高;把打開通道的時間比例逐漸降低,從100%降低到70%,亮度也會有一個對應(yīng)的降低。直到把驅(qū)動IC每個通道的脈沖打開時間達到極限,以1%的亮度舉例,整個畫面顯示會出現(xiàn)非常嚴重的黑線情況,也就是常說的掃描線,這不僅對人眼觀看效果造成一定損失,更重要的是隨著現(xiàn)在的XR、AI眼鏡比較新的技術(shù)提升,掃描線會讓我們無論在使用手機拍攝還是人眼觀看的情況下,都會產(chǎn)生非常不好的觀感。
為了解決這個問題,諾瓦聯(lián)合全資子公司推出PWM+PAM混合方案,PAM驅(qū)動就是調(diào)節(jié)每個通道的電流增益的能力,通過PWM跟PAM混合的方式可以充分利用PWM的能力提升低灰的刷新率,可以比較有效解決低灰情況下刷新率不足導(dǎo)致的掃描線問題。通過這種方式,還能夠彌補低灰。按照傳統(tǒng)方案,為了提高刷新率可能會需要提高低灰通道的打開時間,從而讓低灰的亮度變高,加入PAM后,可以保證在低灰亮度一致的情況下,和原本比較低的亮度情況下,有效提高低灰刷新率。
另一個優(yōu)勢,通過PAM可以獨立控制每個像素的明暗。傳統(tǒng)的PWM方式當脈寬時間打開100%時,亮度就不能往上沖了,現(xiàn)在加上電流調(diào)制的能力,可以把電流增益往上拉,從而使高亮的部分亮度更高,整個畫面明暗對比度更好,彰顯更多畫面細節(jié)。
加入PAM驅(qū)動IC后,在需要低亮顯示畫面的情況下,能做到低灰的畫面不是真正的發(fā)灰,而是真正的黑得比較好,整體對比度相較于沒有PAM驅(qū)動的架構(gòu),也有一個躍升,整個對比度看上去也會讓終端客戶第一眼覺得這個顯示屏效果更好,同時,掃描線的現(xiàn)象也有一定的減輕。
來看刷新率實測。傳統(tǒng)驅(qū)動IC可能在起灰的時候刷新率是60赫茲逐步攀升,TBS驅(qū)動IC(TBS5367驅(qū)動產(chǎn)品低灰刷新率測試)刷新率可以做到480赫茲,是同類產(chǎn)品的8倍效果,16灰階且接近1nit的時候可以做到1560刷新,最高可以做到15360赫茲刷新,目前整個刷新率的提升速度以及低灰起灰刷新速度,在行業(yè)里面比較有優(yōu)勢。
傳統(tǒng)PWM驅(qū)動IC有低灰色溫偏移現(xiàn)象,可能出現(xiàn)幾千甚至幾百的色溫偏移,加入PAM結(jié)構(gòu)以后,可以做到±50K的色溫偏移,不管是影院屏還是XR高端拍攝,都是非常符合需求的。這樣比較準的色溫可以更好還原出我們想要表達的素材本身的效果,讓所有顏色都在呈現(xiàn)它應(yīng)該呈現(xiàn)的樣子。
加入PAM架構(gòu)以后還可以做到像素級的動態(tài)節(jié)能。傳統(tǒng)驅(qū)動IC在黑屏?xí)r或者只有某幾個像素點想要亮的時候,電流增益處在比較高的狀態(tài),加入PAM架構(gòu)后,驅(qū)動IC可以讓需要亮的燈柱電流增益保持到較高的水準,其他的像素點驅(qū)動IC通道都保持比較低的電流增益輸出水平,達到黑屏的低功耗效果。目前實測的數(shù)據(jù),在600nit情況下,白屏功耗差不多是在62.9瓦,可以比競品差不多低8.5%左右,累計視頻功耗低20%,黑屏功耗低40%左右。
所有顯示畫面,拆分來看都是一個個像素點組成,加入PAM架構(gòu)配合諾瓦的發(fā)送、接收全鏈路方案,可以在PWM基礎(chǔ)上實時調(diào)節(jié),也就是逐幀逐像素調(diào)節(jié)每顆LED燈珠的驅(qū)動電流,釋放每一顆發(fā)光芯片的潛力,提升把畫面對比度。
除了驅(qū)動IC解決方案,諾瓦一直在行業(yè)深耕,還提出了一些其他解決方案助力整個顯示屏有更好的效果,包括:
5G帶寬方案,可以有效減少網(wǎng)線的數(shù)量,不管是施工難度、維護難度、整潔程度都有比較好的提升;
22bit+、精細灰度算法,64倍灰度提升,有效解決灰階跳變、低灰偏色等問題,提升低灰顯示畫質(zhì);
色彩管理功能,保證各個色域的飽滿度,有效率較高;
全灰階校正,有效提升中灰和低灰的亮色度均勻性;
色彩調(diào)節(jié),一般用于XR拍攝;
熱力補償技術(shù),不管是戶外還是戶內(nèi),有很多亮度會逐漸提高,包括驅(qū)動IC解決方案,可能也會在局部造成偏青偏色的現(xiàn)象,用上諾瓦的熱力補償?shù)姆桨福梢杂行Ы鉀Q因發(fā)熱導(dǎo)致的偏青偏紅的問題;
除此之外還有動態(tài)引擎、高位深高刷新,可以在低灰的時候把刷新率提升更高。
綜上,然后搭配諾瓦的發(fā)送卡、接收卡控制鏈路,以及TBS控制芯片,可以實現(xiàn)更好的顯示效果。
整個全鏈路的效果最大的優(yōu)勢是高切接、高bit數(shù)、高刷新、高動態(tài)范圍,我們希望能夠在低灰的時候告別人眼觀看的閃爍感,讓暗部細節(jié)躍然于眼前。諾瓦目前做的效果,實測出來的數(shù)據(jù)是峰值亮度可以在1600nits以上,起灰亮度僅僅≤0.005nits,動態(tài)對比度320000:1。這可以用在LED影院、LED家庭影院、LED會議一體機等非常多的應(yīng)用場景。
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