近兩年來(lái)，LED顯示屏業(yè)界最熱門(mén)的話(huà)題不外是小點(diǎn)間距LED顯示屏(High Resolution/High Definition LED Display)。隨著(zhù)LED封裝價(jià)格的下滑，小點(diǎn)間距LED顯示屏的價(jià)格更為平易近人。相較于液晶屏幕(LCD)或是背投影(DLP)，小點(diǎn)間距LED顯示屏具有以下優(yōu)點(diǎn)，例如：任意尺寸拼接且無(wú)拼接縫，不需調暗環(huán)境光源等。除LED外，對小點(diǎn)間距LED顯示屏而言，LED驅動(dòng)芯片亦是重要零件之一，雖然許多供貨商宣稱(chēng)自家的LED驅動(dòng)芯片乃是針對小點(diǎn)間距LED顯示屏設計，但事實(shí)上他們仍需要一些手段來(lái)掩飾一些缺陷，下文中將介紹當小點(diǎn)間距LED顯示屏采用了不適當的驅動(dòng)芯片，掩飾不佳顯示效果的真相與手段。
1.區塊不均與色偏(偏紅)
于室內應用中，LED顯示屏的亮度多介于300到1000尼特(nit)，將此亮度轉換成LED順向電流，約當于1~5mA，甚至小于1mA。因此，驅動(dòng)芯片的小電流集中度變得很重要。當驅動(dòng)芯片電流精度不佳，小點(diǎn)間距LED顯示屏就容易出現區塊不均的色塊，然而為掩飾色塊這個(gè)缺陷，通常會(huì )采取提高LED電流這個(gè)手段，來(lái)增加顯示屏的亮度。但帶來(lái)的缺點(diǎn)是，當觀(guān)眾注視這個(gè)LED顯示屏一段時(shí)間后，眼睛容易感覺(jué)不適。圖1所演示的是小點(diǎn)間距LED顯示屏，在使用不同質(zhì)量的LED驅動(dòng)芯片時(shí)，重制圖像后的實(shí)際差異。
依比例上，綠光與藍光LED的順向電流受到寄生電容的影響會(huì )比紅光LED大，故在低灰階時(shí)，小點(diǎn)間距LED顯示屏看起來(lái)會(huì )偏紅(red-tint)，這是我們常說(shuō)的色偏現象(color shift)，如圖2所示。正確的解決方式是采用具有色偏補償的LED驅動(dòng)芯片，而不是藉由提高LED順向電流來(lái)掩飾這個(gè)缺點(diǎn)。
2.低亮度下的影像細節損失
如果不采用提高LED順向電流的方式來(lái)掩蓋上述的缺點(diǎn)，另一種手段就是調整小點(diǎn)間距LED顯示屏的gamma曲線(xiàn)，灰階的亮度對于正確的影像重制是非常重要，因為在視訊源中亮度包含了大部份畫(huà)面數據。如圖3，右邊的圖像gamma值較小，代表中間色調的亮度太高，因此，整體畫(huà)面刷白又缺少深度，圖像上的細節損失不少，相較于左圖，右圖中的狗毛沒(méi)有那么有層次。
3.不平滑的灰階表現
小點(diǎn)間距LED顯示屏為時(shí)序掃描式(multiplexed)的顯示器，非液晶屏幕的hold-type顯示器，所以刷新率對于小點(diǎn)間距LED顯示屏來(lái)說(shuō)相當地重要，較低的刷新率不僅會(huì )使小點(diǎn)間距LED顯示屏觀(guān)賞起來(lái)有閃爍的不適感，容易使造成觀(guān)賞者暈炫，而且會(huì )使灰階漸層的效果不平滑。以圖4為例，右圖臉部的灰階漸層效果較左圖的不平滑，有類(lèi)似等高線(xiàn)的現象，從圖5的灰階漸層測試畫(huà)面也可以看出右圖的小點(diǎn)間距LED顯示屏的連續性比左圖的差。
4.LED壞點(diǎn)造成的亮線(xiàn)或十字架
現今的LED磊晶與封裝技術(shù)與日俱增，但LED經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的使用后仍難免會(huì )有損壞，與液晶屏幕不同的是，壞掉的LED會(huì )在小點(diǎn)間距LED顯示屏形成亮線(xiàn)或是十字架，而不是一個(gè)黑點(diǎn)，如圖6所示。對LED顯示屏制造商，營(yíng)運商與觀(guān)眾而言，都是一大困擾。
一個(gè)好的小點(diǎn)間距LED顯示屏必須要能消除因LED壞點(diǎn)所造成惱人的亮線(xiàn)或十字架現象，如圖7左圖所示。唯有采用具有“壞點(diǎn)隔離”功能(dead pixel isolation)的LED驅動(dòng)芯片，才能維持小點(diǎn)間距LED顯示屏的正常運作，并可方便用戶(hù)彈性安排維修時(shí)程。
上述的手段在小點(diǎn)間距LED顯示屏都是非常常見(jiàn)的，但是受限于買(mǎi)家與使用者對于基本圖像處理和LED驅動(dòng)芯片的知識與能力，并不容易分辨這些差異，避免以上惱人的問(wèn)題，最簡(jiǎn)單的方式，就是選擇一個(gè)專(zhuān)為小點(diǎn)間距LED顯示屏所設計的LED驅動(dòng)芯片。
“鷹眼方案平臺”是最佳LED驅動(dòng)芯片與外圍芯片組合的代名詞，小點(diǎn)間距LED顯示屏搭配“鷹眼方案平臺”，即不用透過(guò)任何手段，就可以輕易正確地還原重制影像。
藉由本文，我們希望讀者能夠對于LED驅動(dòng)芯片如何對小點(diǎn)間距LED顯示屏產(chǎn)出影像有初步的了解，文中所舉的例子都是常見(jiàn)的應用，而且用來(lái)掩飾小點(diǎn)間距LED顯示屏缺點(diǎn)的這些手段也都相當具有代表性。
作者介紹
黃炳凱
擔任聚積科技技術(shù)市場(chǎng)部經(jīng)理
于清華大學(xué)取得動(dòng)力機械工程碩士與臺灣大學(xué)取得企管碩士學(xué)位
劉秀芳
擔任聚積科技營(yíng)銷(xiāo)傳播副理
于丹佛大學(xué)取得企管碩士學(xué)位
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