西安諾瓦星云科技股份有限公司未來顯示技術部總監(jiān)許鴻益在2025中國國際Mini/Micro-LED產業(yè)技術峰會上發(fā)表《TBS芯片畫質方案》主題報告。
客戶和市場對芯片驅動IC的要求越來越高，對LED顯示屏畫質的要求也越來越高。諾瓦聯手全資子公司一起研究先進的驅動IC技術，帶來驅動IC解決方案，希望能夠通過驅動IC技術實現畫面質量提升。
諾瓦TBS驅動IC最重要的是有一個雙核科技，能夠帶來畫質提升。市面上常見的驅動IC是PWM單核驅動，諾瓦的驅動IC是除了這個以外還有PAM驅動，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一些畫面信息丟失，比如說高亮的部分亮度不夠，導致高亮的像素點很暗，低灰合并的情況導致低灰的丟失、暗部的細節(jié)看起來不是很好，這都與驅動IC有關。
接下來介紹一下“PWM+PAM混合驅動”雙核方案。
先來看PWM驅動IC的基本原理。通過控制驅動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的降低。直到把驅動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，更重要的是隨著現在的XR、AI眼鏡比較新的技術提升，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，都會產生非常不好的觀感。
為了解決這個問題，諾瓦聯合全資子公司推出PWM+PAM混合方案，PAM驅動就是調節(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，現在加上電流調制的能力，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驅動的架構，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，掃描線的現象也有一定的減輕。
來看刷新率實測。傳統(tǒng)驅動IC可能在起灰的時候刷新率是60赫茲逐步攀升，TBS驅動IC（TBS5367驅動產品低灰刷新率測試）刷新率可以做到480赫茲，是同類產品的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驅動IC有低灰色溫偏移現象，可能出現幾千甚至幾百的色溫偏移，加入PAM結構以后，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它應該呈現的樣子。
加入PAM架構以后還可以做到像素級的動態(tài)節(jié)能。傳統(tǒng)驅動IC在黑屏時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架構后，驅動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。目前實測的數據，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架構配合諾瓦的發(fā)送、接收全鏈路方案，可以在PWM基礎上實時調節(jié)，也就是逐幀逐像素調節(jié)每顆LED燈珠的驅動電流，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，可以有效減少網線的數量，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；
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；
色彩調節(jié)，一般用于XR拍攝；
熱力補償技術，不管是戶外還是戶內，有很多亮度會逐漸提高，包括驅動IC解決方案，可能也會在局部造成偏青偏色的現象，用上諾瓦的熱力補償的方案，可以有效解決因發(fā)熱導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、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，實測出來的數據是峰值亮度可以在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用場景。
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