消費電力に関するバックライトの物理的本質は、光の強度と電流の二乗関係です。
バックライトシステムによる電力使用量について。物理学から導き出せる一般原則があります。消費するエネルギーに注目すると、ここで重要なのは駆動電流がどれだけ強くなるかです。これのほとんどは LCD/ミニ LED バックライトにも当てはまります。LCD は出発点としてバックライト モジュールを必要とし、ミニ-LED はマイクロ LED チップの密な列を使用して制御された照明ゾーンを作成するため、総消費量はオンになっている数とその電流レベルによって決まります。
通常、85 インチのミニ LED テレビで HDR ビデオを再生しているとき、すべてのバックライト パーティションがオンで、フル輝度（約 1000nits）の場合、約 400 W を消費します。しかし、SDR に切り替えてから約 200 ワットまで暗くすると、実際にはかなり大幅に劇的に下がり、現在はちょうど約 12 ワットです。比較すると、明るさが電力使用量にどれだけ影響するかがわかります。
ダイナミック調光テクノロジー: 地球全体または粒度レベルに及ぶ正確な操作。
「高輝度=高消費電力」を打破するために、業界は、ディスプレイと周囲の照明コンテンツをリアルタイムで分析することで、明るさと消費電力のバランスをとるマルチレベルの動的調光テクノロジーを開発しました。-
グローバルダイナミックディミング(LABC)。
光適応輝度制御(LABC)は、センサーからの周囲の明るさによって制御され、これらのアルゴリズムに従って明るさを調整します。例えば：
暗い環境シナリオ 周囲光が 100 ルクス未満の場合、バックライトの明るさは 50 nt まで低下し、電力が 60% 削減されます。
強い光の状況: 屋外で直射日光が当たる場合、良好な画面の視認性を維持するためにバックライトの輝度を 800nit を超えて上げます。
技術的な実装: 光センサーは光信号を電気信号に変換します。駆動チップは、PID 計算によって最高の輝度レベルを計算します。 PWM調光機構でも動作します。スマートフォン メーカーのデータに基づくと、LABC 技術は、画面の強度の使用を 15% ～ 20% 削減すると同時に、ユーザーの画面の見え方をさらに向上させることができます。{3}
ローカルディミング
LCD およびミニ LED の光源はローカルディミング技術を使用することができ、一度に大量の電力を使用せずにバックライトの電力の一部のみを変更することで、ディスプレイのコントラストを向上させ、「明るい部分は通常よりも白く、暗い部分はより暗く」することができます。たとえば次のようになります。
ミニ LED バックライトは、画面が数百から数千の部分に分割されており、それぞれが LED の電流を独自に制御します。黒のシーンを表示すると、一致するパーティションの LED がオフになり、「真の黒」が生成され、電力が節約されます。
サイドエントリー LCD バックライト: 導光板のドット パターンを使用して配光を最適化し、暗いコンテンツを表示するときにバックライトを下げる動的調光アルゴリズムと組み合わせることで、配光を最適化します。
データサポート: 2000 ゾーンのローカル調光を使用した後、65 インチのミニ LED テレビは、暗いコンテンツのワールドワイド調光モードにある場合よりも 35% 多くのエネルギーを節約し、コントラスト比も 1000000 : 1 向上しました。
ContentAdaptive Control(CABC): 画素数の増加による電力消費。
コンテンツ適応輝度制御(CABC)は、表示コンテンツの輝度分布を分析し、「変わらない画像」と「省電力」の間で適切な妥協点を得るために、バックライトの強度とピクセルのグレースケールを動的に制御することです。コアロジックはここにあります:
画像分析: チップを駆動して画像のヒストグラムを計算し、明るい部分と暗い部分の割合を見つけます。
バックライト調整: コンテンツの輝度分布に応じてバックライトの強度を下げます (100% から 70% までなど)。
ピクセル補正: バックライトが低いために明るくするために、(100,100,100) → (140,140,140) の増加など、ピクセルのグレー レベルを増加します。
アプリケーションシナリオ:
静止画像: 写真/ドキュメントは、CABC によってバックライトを 30% 削減して表示されますが、画像はピクセル補正によって明るいままです。
ダイナミック ビデオ: HDR のピーク輝度は、cabc を使用すると少し増加しますが、それでもかなり増加します。ディテールが多く見たいシーンでは、何もしていないバックライトも落とします。
業界データ: CABC テクノロジを使用した後、Web ページを閲覧するタブレット コンピューターの消費エネルギーは 18% 削減され、ビデオの効率は 12% 向上しました。ユーザーは主観的に品質の問題を感じませんでした。
材料と回路の革新：消費電力を根幹から削減。
ソフトウェアのアルゴリズムだけでなく、ハードウェアの革新も考慮する必要があります。産業界は、使用されるバックライトの材料、その製造方法や使用方法を改善することにより、エネルギー効率が向上するという形で改善を行っています。
効率的な発光材料
量子ドット: 青色 LED を量子ドット フィルムで包み、非常に赤い光と非常に緑色の光だけを発し、光の明るさ (lm/W) を上げ、バックライトによる消費電力を削減します。バックライト効率: 量子ドット LCD TV は、従来のものよりもバックライト効率が 25% 高くなります。-
ミニLEDチップ：フリップチップ構造を採用しているため、電極の邪魔が軽減され、発光効率が向上します。ある会社のミニ LED チップの発光効率は 200lm/W で、これは通常の LED よりも 40% 高いです。
昇圧駆動回路の改善
効率が消費電力量に影響するスイッチング電源技術を用いて高電圧化したバックライト駆動回路。業界は改善のためにこのような最適化を行うでしょう。
同期整流技術-: ダイオードではなく MOSFET を使用して、損失を低減し、効率 > 95 % を高めます。
動的調光周波数: 必要に応じて PWM の周波数を変更し、明るさが低い照明では周波数を下げ、スイッチング損失を軽減できます。
インテリジェントな電流制御: LED のオーバードライブによる電力の無駄を防ぐため、フィードバック ループを使用して LED 電流をリアルタイムで調整します。{0}}
事例: GaN ドライバーチップを使用すると、一部のスマートフォンのバックライト駆動効率が 500nits の場合の 85% から 92% に上昇します。同時に省電力は約0.3wです。
