中、大尺寸LCD顯示器的區(qū)域調(diào)光數(shù)據(jù)是先傳給「微控制器」，「微控制器」再傳給mini-LED背光驅(qū)動(dòng)芯片，進(jìn)而控制mini-LED背光燈板。中、大尺寸LCD顯示器采用微控制器有三大優(yōu)勢，一是讓設(shè)計(jì)更彈性，可靈活轉(zhuǎn)換SPI格式與分區(qū)配置、增加背光分區(qū)數(shù)；二是提供多種功能，包含控制行掃開關(guān)及啟動(dòng)插黑畫面，三是不會(huì)增加總體成本，微控制器能夠同步控制LED環(huán)境光及背光。

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中大尺寸LCD顯示器 / LCD背光源 / 微控制器 / mini-LED背光驅(qū)動(dòng)芯片 / mini-LED背光

作者

陳常霖 聚積科技技術(shù)市場部 項(xiàng)目副理 負(fù)責(zé)直下式區(qū)域調(diào)光技術(shù)之LED驅(qū)動(dòng)背光芯片產(chǎn)品線；在顯示器應(yīng)用領(lǐng)域中，擁有TFT-LCD顯示驅(qū)動(dòng)芯片、 時(shí)序控制芯片及防藍(lán)光顯示技術(shù)的規(guī)劃開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

中、大尺寸LCD顯示器架構(gòu)

中、大尺寸LCD顯示器是藉由屏幕控制芯片或電視控制芯片接收前端訊源的數(shù)據(jù)，再把時(shí)序控制邏輯與區(qū)域調(diào)光數(shù)據(jù)分兩條路徑傳遞下去。從下圖來看，第一條藍(lán)色路徑是將時(shí)序控制邏輯傳給LCD驅(qū)動(dòng)芯片，進(jìn)而控制LCD面板；第二條橘色路徑則是將區(qū)域調(diào)光數(shù)據(jù)先傳給「微控制器」，「微控制器」再傳給mini-LED背光驅(qū)動(dòng)芯片，進(jìn)而控制mini-LED背光燈板。

中、大尺寸LCD顯示器架構(gòu)

中、大尺寸LCD顯示器采用微控制器的優(yōu)勢

讓設(shè)計(jì)更彈性

I.可靈活轉(zhuǎn)換SPI格式

不同的終端產(chǎn)品會(huì)采用不同的mini-LED背光驅(qū)動(dòng)芯片，而不同驅(qū)動(dòng)芯片其區(qū)域調(diào)光數(shù)據(jù)的SPI格式是不同的，可藉由微控制器作為中介，進(jìn)行SPI格式的轉(zhuǎn)換。如下圖所示，采用背光驅(qū)動(dòng)芯片A的區(qū)域調(diào)光數(shù)據(jù)的SPI格式就經(jīng)由微控制器轉(zhuǎn)換為SPI-A；采用背光驅(qū)動(dòng)芯片B的區(qū)域調(diào)光數(shù)據(jù)的SPI格式就經(jīng)由微控制器轉(zhuǎn)換為SPI-B。

可藉由微控制器轉(zhuǎn)換區(qū)域調(diào)光數(shù)據(jù)的SPI格式

II.可靈活轉(zhuǎn)換分區(qū)配置

不同的終端產(chǎn)品即使背光分區(qū)數(shù)相同，但基于光學(xué)特性或機(jī)構(gòu)外型等條件，分區(qū)編號(hào)可能會(huì)有所不同，可藉由微控制器作為中介，進(jìn)行分區(qū)配置的轉(zhuǎn)換。如下圖所示，采用分區(qū)配置A的區(qū)域調(diào)光數(shù)據(jù)就經(jīng)由微控制器轉(zhuǎn)換為分區(qū)-A；采用分區(qū)配置B的區(qū)域調(diào)光數(shù)據(jù)就經(jīng)由微控制器轉(zhuǎn)換為分區(qū)-B。

可藉由微控制器轉(zhuǎn)換mini-LED背光燈板的分區(qū)配置

III.可增加背光分區(qū)數(shù)

區(qū)域調(diào)光存在區(qū)數(shù)上限，目前市面上最大區(qū)數(shù)為2304區(qū)，若想再增加分區(qū)數(shù)，就可以透過微控制器達(dá)到尺度擴(kuò)增（scaling up）。如下所示，左圖區(qū)域調(diào)光區(qū)數(shù)為4區(qū)，右圖區(qū)域調(diào)光區(qū)數(shù)經(jīng)由微控制器轉(zhuǎn)換為16區(qū)。

可藉由微控制器增加mini-LED背光燈板的分區(qū)數(shù)

提供多種功能

I.控制行掃開關(guān)功能

高集成mini-LED背光驅(qū)動(dòng)芯片整合控制行掃開關(guān)的功能，所以不需藉由微控制器控制行掃開關(guān)，而非高集成的mini-LED背光驅(qū)動(dòng)芯片因不具備控制行掃開關(guān)的功能，就必須藉由微控制器協(xié)助控制行掃開關(guān)。

可藉由微控制器控制行掃開關(guān)功能

II.啟動(dòng)插黑畫面功能

當(dāng)LCD顯示屏在顯示灰階時(shí)，灰階驅(qū)動(dòng)電壓（Gamma Voltage）驅(qū)動(dòng)液晶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，過程會(huì)造成動(dòng)態(tài)模糊問題，可藉由插黑畫面解決。許多方式均可啟動(dòng)插黑畫面功能，其中一個(gè)就是透過微控制器，微控制器可以在對(duì)應(yīng)的位置，停止灰階時(shí)鐘訊號(hào)的傳輸，此時(shí)燈板就會(huì)顯示黑畫面，待液晶穩(wěn)態(tài)后再開啟灰階時(shí)鐘訊號(hào)的傳輸。但這會(huì)使整體畫面比較暗，因此需要再增加電流值來提升亮度，使顯示畫面能在亮度不減的情況下克服動(dòng)態(tài)模糊問題。

可藉由微控制器啟動(dòng)插黑畫面功能

不會(huì)增加總體成本

I.可同步控制環(huán)境光及背光

市面上有些LCD顯示器或電視裝設(shè)LED環(huán)境光，會(huì)配合屏幕顯示的畫面做燈光變化，藉此增加氛圍。

LCD電視裝設(shè)LED環(huán)境光

這樣架構(gòu)的顯示器或電視會(huì)采用微控制器控制LED環(huán)境光驅(qū)動(dòng)芯片，而這顆微控制器也可同步控制mini-LED背光驅(qū)動(dòng)芯片，所以總體成本不會(huì)因?yàn)椴捎肔ED背光而增加，如下圖所示。

可藉由微控制器同步控制LED環(huán)境光與LED背光

本文總結(jié)

不同尺寸的LCD顯示器之mini-LED背光架構(gòu)因產(chǎn)品特性不同而有所不同，中、小尺寸LCD顯示器因?yàn)橥庥^造型需求，會(huì)盡量精簡組件以達(dá)到輕薄短小，所以在架構(gòu)上大多不會(huì)搭配微控制器。而中、大尺寸LCD顯示器因?yàn)榭紤]設(shè)計(jì)彈性及功能需求等等因素，所以大多都會(huì)采用微控制器，用來控制mini-LED背光驅(qū)動(dòng)芯片。