小點間距LED顯示屏影像表現的真相與手段

近兩年來，LED顯示屏業界最熱門的話題不外是小點間距LED顯示屏(High Resolution/High Definition LED Display)。隨著LED封裝價格的下滑，小點間距LED顯示屏的價格更為平易近人。相較于液晶屏幕(LCD)或是背投影(DLP)，小點間距LED顯示屏具有以下優點，例如：任意尺寸拼接且無拼接縫，不需調暗環境光源等。除LED外，對小點間距LED顯示屏而言，LED驅動芯片亦是重要零件之一，雖然許多供貨商宣稱自家的LED驅動芯片乃是針對小點間距LED顯示屏設計，但事實上他們仍需要一些手段來掩飾一些缺陷，下文中將介紹當小點間距LED顯示屏采用了不適當的驅動芯片，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，驅動芯片的小電流集中度變得很重要。當驅動芯片電流精度不佳，小點間距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缺陷，通常會采取提高LED電流這個手段，來增加顯示屏的亮度。但帶來的缺點是，當觀眾注視這個LED顯示屏一段時間后，眼睛容易感覺不適。圖1所演示的是小點間距LED顯示屏，在使用不同質量的LED驅動芯片時，重制圖像后的實際差異。

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比紅光LED大，故在低灰階時，小點間距LED顯示屏看起來會偏紅(red-tint)，這是我們常說的色偏現象(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驅動芯片，而不是藉由提高LED順向電流來掩飾這個缺點。

2.低亮度下的影像細節損失

如果不采用提高LED順向電流的方式來掩蓋上述的缺點，另一種手段就是調整小點間距LED顯示屏的gamma曲線，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，右圖中的狗毛沒有那么有層次。

3.不平滑的灰階表現

小點間距LED顯示屏為時序掃描式(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間距LED顯示屏來說相當地重要，較低的刷新率不僅會使小點間距LED顯示屏觀賞起來有閃爍的不適感，容易使造成觀賞者暈炫，而且會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，有類似等高線的現象，從圖5的灰階漸層測試畫面也可以看出右圖的小點間距LED顯示屏的連續性比左圖的差。

4.LED壞點造成的亮線或十字架

現今的LED磊晶與封裝技術與日俱增，但LED經過長時間的使用后仍難免會有損壞，與液晶屏幕不同的是，壞掉的LED會在小點間距LED顯示屏形成亮線或是十字架，而不是一個黑點，如圖6所示。對LED顯示屏制造商，營運商與觀眾而言，都是一大困擾。

一個好的小點間距LED顯示屏必須要能消除因LED壞點所造成惱人的亮線或十字架現象，如圖7左圖所示。唯有采用具有“壞點隔離”功能(dead pixel isolation)的LED驅動芯片，才能維持小點間距LED顯示屏的正常運作，并可方便用戶彈性安排維修時程。

上述的手段在小點間距LED顯示屏都是非常常見的，但是受限于買家與使用者對于基本圖像處理和LED驅動芯片的知識與能力，并不容易分辨這些差異，避免以上惱人的問題，最簡單的方式，就是選擇一個專為小點間距LED顯示屏所設計的LED驅動芯片。

“鷹眼方案平臺”是*佳LED驅動芯片與外圍芯片組合的代名詞，小點間距LED顯示屏搭配“鷹眼方案平臺”，即不用透過任何手段，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驅動芯片如何對小點間距LED顯示屏產出影像有初步的了解，文中所舉的例子都是常見的應用，而且用來掩飾小點間距LED顯示屏缺點的這些手段也都相當具有代表性。

作者介紹

黃炳凱

擔任聚積科技技術市場部經理

于清華大學取得動力機械工程碩士與臺灣大學取得企管碩士學位

劉秀芳

擔任聚積科技營銷傳播副理

于丹佛大學取得企管碩士學位