聚積分享創新LED驅動IC技術

聚積科技在三月直播提出「芯指標」概念,至今已收到許多客戶對於「芯指標」的迴響,因此,聚積科技亦針對芯指標中的六大元素(畫面品質、極低灰、卓越級HDR、64掃、低功耗、高集成)不斷進行更深入的研究,並透過6月17日的直播分享相關的實驗數據以及應用技術。

聚積科技業務部副處長曾盈穎談到近期觀察到的產業趨勢,包括新崛起的汽車電影院以及陸續有廠商製作出以小於1mm點間距的8K顯示屏,這兩個應用分別反應LED顯示屏業界因應新冠肺炎疫情所帶來的創新,和取代LCD成為室內顯示應用主流的決心。

針對LED驅動IC的技術分享章節,由技術支援部經理張瑞鴻與業務開發部經理楊佑鈞以專業詼諧的對談模式,引領線上客戶對於芯指標有更深入的認識。首先探討芯指標中與顯示效果相關的三指標: 畫面品質、極低灰、以及卓越級HDR。過去幾年聚積科技透過推動「顯示七大挑戰」具體化畫面品質標準;而「極低灰」的概念則是於芯指標中首次提出,因在室內應用場景中,低亮度的顯示效果是決定整體畫面品質的關鍵要素;在同樣亮度的條件下,用戶確認顯示屏是否有出現低灰不均的顯示問題;另外,若顯示屏所測量出的Gamma曲線若能越貼近理想的Gamma 2.8,亦代表有更佳的顯示效果。張瑞鴻以MBI5264所製作的箱體和其他方案進行對比,透過實際案例演示極低灰概念


圖1. MBI5264箱體低灰均勻性在相同亮度0.05 nit的條件下,明顯優於其他方案


圖2. MBI5264箱體所測量出的Gamma曲線較其他方案貼近Gamma 2.8曲線

在卓越級HDR的指標討論中,楊佑鈞詢問:「為何僅有部分IC可以達到16比特灰階以及4KHz的刷新率,之中蘊含的技術是什麼?」張瑞鴻回答:「包含MBI5359、MBI5850、MBI5264、MBI5864都可達到此高標顯示規格的原因是具備『PWM增強功能』」。PWM增強功能可實現過去因GCLK頻率限制而無法達到的16比特和4KHz刷新率,使LED顯示屏具備卓越級HDR的顯示效果,且在PCB板上無外部GCLK訊號,有助於降低EMI影響。

緊接畫面品質三大元素後,講師們談到芯指標中的「64掃」指標。因應LED顯示屏的點間距微縮趨勢,使用可支援高掃數的驅動IC有助降低整體IC用量,騰出PCB背板走線空間,且因驅動IC的IDD降低,使高掃數燈板設計並不會造成高功耗問題,最後楊佑鈞經理分享64掃驅動IC的選型建議供與會者參考。


圖3. 無外部GCLK訊號是降低EMI影響的關鍵

第二階段的議程焦點轉向業界最關注的Mini/Micro LED議題,透過客戶支援部朱展億經理及美國區業務經理林詩倫的對談,深入淺出的分析驅動IC在mini-/micro-LED顯示的技術的創新。

「除了高掃數設計外,針對小於1mm點間距的顯示屏設計,使用高整合的驅動IC更是關鍵。」朱展億在開場時強調。林詩倫進一步提出疑問:「使用高整合IC可更進一步解決PCB背板不足的問題,但是對於小於1mm的設計,驅動IC有其他的挑戰嗎?」這個提問具體指出因應間距微縮所以LED驅動IC的最小電流也必須降低的應用條件,而針對點間距0.4mm的Micro LED應用,聚積科技的MBI5864的最小電流為100μA,為目前業界最高規格的方案,也已有客戶導入製作點間距0.39mm的LED顯示應用。


圖4. 因應產品點間距微縮,驅動IC電流微縮趨勢

芯指標的第六個元素「低功耗」,更是業界提升良好使用者體驗的關鍵。朱展億經理分析,目前可以透過「使用共陰LED的顯示屏」、驅動IC具備「Dynamic+」功能以及「驅動IC本身有較低的IDD」三個方向來降低LED顯示器功耗。講師透過實驗數據分享,使觀眾釐清使用共陰架構並非唯一可降低功耗的方式,因為使用MBI5864(共陽)的LED燈板每像素功耗較使用MBI5759(共陰)的LED燈板低47%。此外,實驗中也量測使用MBI5864的LED模組燈面溫度與有驅動IC之背板溫度相差非常低,證明MBI5864較不會造成LED模組溫升,可降低產生「青斑」問題,亦延長整體使用壽命,而這些驅動IC所帶來的優勢都有助LED顯示器取代LCD成為室內應用主流的目標。以上所提到的芯指標六大元素,已獲聚積的長期合作夥伴 ﹘ 雷迪奧認同並齊心投入推動高階顯示產業的發展。


圖5. MBI5864模組之每像素功耗較共陰方案低

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