全矩阵区域调光mini-LED背光真实还原色彩

随着mini-LED进入量产成熟时期，市场认为mini-LED背光应用有机会从2021年开始推进至高速成长期，各家品牌大厂也于今年初的CES展会上，推出搭载mini-LED背光的新产品。聚积有鉴于此，早已于近几年陆续推出高质量的全矩阵区域调光(FALD, Full Array Local Dimming)mini-LED背光驱动芯片，协助客户于高阶显示领域持续创新。

直下式区域调光实现真正的高动态范围(HDR)

近年来由于HDR规格逐渐受到消费者重视，VESA(美国视讯电子标准协会)针对HDR推出统一认证准则 - 「DisplayHDRTM」，提供业界可以遵循的相对应标准、协助LCD制造厂商推出不同HDR效能分级的产品。

根据VESA DisplayHDRTM，要通过现今主流层级HDR 400、HDR 600、HDR 1000、HDR1400标准，LCD面板必需具备之效能部分举例如下(注1)：

表1 VESA DisplayHDRTM标准之Corner Test与Tunnel Test(cd/m2)

以往市面上的背光应用大多采用侧发式(Edge-lit)背光架构，然而此一架构是整体屏幕调光，灰阶表现仅能依赖面板原生对比，通常只有1000 : 1，所以侧发式架构无法满足VESA DisplayHDRTM高对比度亮度及高解析亮度的标准。

若市面上LCD面板要符合VESA DisplayHDRTM，全矩阵区域调光LED背光控制技术是相当必要的，因为其采用直下式(Direct-lit)背光架构，可根据每一区域内显示的图像内容实时控制LED背光明暗表现，并呈现优异且平滑的调光线性度，轻松实现HDR，大幅提高图像对比度及演色性，将LCD装置呈现的图像质量大幅提高，满足终端消费者对于视觉体验的强烈需求。

图3 侧发式背光架构(左)对比直下式背光架构(右)

「扫描架构」对比「静态架构」于高区数区域调光之三大优势

1. 减少LED背光驱动芯片使用数量

若将每个LED视作一个可调光的区域，以现今市场普遍的静态LED背光驱动芯片来看，一颗16通道的驱动芯片只能驱动16区，亦即要驱动2304区的区域调光背光的话，至少需要144颗LED背光驱动芯片才能达到(如下示意图)。

图4 2304区LED数组示意图

聚积科技具备成熟LED背光扫描架构技术，与他牌静态驱动最大的差异在于，藉由扫描架构技术让使用者采用最少的LED背光驱动芯片即可驱动高区数区域调光。以驱动2304区为例，仅仅需要聚积两颗48通道24行扫的LED背光驱动芯片即可达到。

2. 降低驱动电路总数及总体电路成本

假设要支持2304 区的区域调光，在灯驱分离的的设计下，驱动板与灯板间至少需要2304+1=2305 条驱动电路布线，由此可见静态驱动架构采用的驱动电路总数过多、电路成本过高。

若是采用聚积扫描架构技术，在支持2304 个分区调光的情况下，以2行扫为例，则仅需 (2304/2)+2=1154条驱动电路布线，可以说扫描驱动方式能够让用户在LED 驱动电路布线数量上缩减至原本的1/2 左右，如此一来可大大改善驱动电路走线布局的问题以及有效降低驱动电路成本问题。

3. 精简PCB层数使得物料成本降低

PCB层数同样是高区数背光设计中重要的成本来源，一般静态驱动架构需要4层PCB，而聚积透过优化的脚位安排，在高区数区域调光的背光应用中，只需2层PCB即可完成整套LED背光驱动电路设计，减少一半的PCB成本。这代表着聚积的解决方案透过扫描架构技术，相较于一般静态驱动架构，更能协助客户大幅降低整体方案的物料成本。

表2 扫描架构与静态架构之方案比较表

综合以上所讨论，「扫描架构」对比「静态架构」于高区数区域调光之优势在于：仅用少量芯片就能驱动高区数区域调光，且大幅节省额外的驱动电路总数以及驱动电路周边成本，进而减少因其他组件损坏造成电子装置故障的机会，且易于被除错。不论在空间、成本、性能上，聚积扫描架构背光LED驱动芯片，都远优于传统静态架构之LED驱动芯片，包含MBI6328及MBI6353，无庸置疑是高区数区域调光背光应用解决方案的最佳选项。