LCD TV产业与技术趋势分析

Displaysearch台湾分公司总经理王建二

LCD TV市场的高度成长吸引大批厂商投入，成为近来高科技产业的当红炸子鸡，对于市场与技术发展趋势，自然也成为相关厂商关心的重点，致力于显示产品市场调查的Display Search，特就LCD TV发展趋势进行深入的剖析，期望能清楚描绘LCD TV市场的样貌。

LCD TV市场成长力道惊人

在市场部分，Display Search台湾分公司总经理王建二表示，LCD TV出货量在未来几年将持续高度成长，如(图一)所示，市场规模预计从2003年的330万台成长到今年的1010万台，2007年全球LCD TV的出货量更将达4800万台，占全球电视市场24％的占有率。在尺寸部分，目前以较小的15～21吋产品为主，到2006年由于面板厂6、7代线的量产与良率的改善，28～32吋产品将成为市场主流，与33～ 39吋产品合计将占有超过50％的市占率。

LCD TV为消费性产品，与IT产品具有不同的需求特性，在市场竞争上，IT与家电厂商都积极的投入，所以跨领域的竞争情况相当明显，对于资讯产业来说由于对于面板、关键零组件等产品的技术掌握度较高，因此在部分的技术改善上，可以有较快的进展；另外，资讯产业也具有良好的成本降低能力，可以此​​带动市场的普及率。

王建二进一步指出，过去IT产品多半不注重造型，但是就TV的使用习惯来说，其为家中一项重要的摆设，所以造形设计就变得相当重要，一个萤幕要变成一台电视，大概还要加上脚座、音响、时尚的颜色、响亮的名称等，除了这些内在因素之外，品牌、行销、通路等外在因素都是产品销售能否成功条件，而这些都是资讯厂商较为弱势的一环，也是家电厂商占有优势的部分。

《图一 LCD TV成长趋势》

LCD TV虽然具备资讯产品的条件，但也相当强调家电产品的特性，所以不管是资讯或家电厂商在投入​​该市场的时候，在心态上都需要有相当程度的调整，以突显先天的优势，强化后天的劣势，创造产品最大的附加价值，才有可能在市场上获致成功。

Solutions for LCD Applications

STMicroelectronics台湾分公司行销经理Jacques Baudier

尽管LCD TV中的关键零组件是液晶面板，半导体IC的角色只是站在辅助的地位，不过良好的半导体解决方案，对于LCD TV的整体效能表现有相当大的帮助，国际半导体大厂STMicroelectronics（意法半导体），就从半导体产业的角度，说明该技术与面板显示技术的配合情况。

根据Standford Resources在2003年第三季发表的研究报告，ST台湾分公司行销经理Jacques Baudier表示，LCD TV的出货量确实呈现成长的态势，不过CRT TV也并未出现大幅衰退的现象，两者之间还存在着很大的市场差距；另外，LCD整体出货量是否能在明年顺利突破1亿台尚在未定之天，尽管该调查所预测的数字较为保守，但是LCD TV对于CRT TV的影响与冲击，目前还没有明显的感受到。

完整解决方案

从CRT时代开始，ST就已经投入TV市场，Jacques Baudier指出，对于LCD TV来说，其所需求的半导体产品有一部分为类比产品，所以欲进入市场的半导体厂商需要同时具备数位与类比讯号的能力，而类比技术需要长久的经验累积；再者，因为LCD TV在影像品质上的要求较高，能否提供系统厂商完整的技术支援也是相当重要的。

另外，市场的机会与挑战部份，Jacques Baudier进一步说明，影音视听环境在最近几年进入改朝换代的阶段，包括电视、广播都将进入数位化的时代，这也是LCD TV最重要的市场机会之一，对于制造创新能力实力雄厚的台湾厂商来说或许也是个绝佳的商机。不过，由于区域的差异，也有许多不同的影音规格，影像部分有PAL、Secam、NTSC等，声音则有Nicam、Zweiton、BTSC、Dolby等，其他像是收视习惯、本土化的需求，厂商在推出产品前应该清楚了解这类的差异，以符合市场需求。

LCD TV控制晶片发展趋势

Philips亚太区业务总部液晶电视及数位机上盒系统行销经理黄纬世

目前LCD TV因为尺寸的不同，大致上分成四个应用，37吋以上为家庭剧院；20～37吋为一般客厅应用，是未来的市场主流；而10～20吋的产品，特别是15、17与20吋，通常是家中的第二台电视；10吋以下为可携式产品应用，通常会与其他消费性电子产品结合，比如DVD播放机。 Philips是少数拥有半导体技术与家电品牌的厂商，技术能力深厚，对于资讯与家电的需求都可以了解，对于LCD TV的投入自然也相当积极。

技术整合要点

LCD TV中所需要的半导体IC包括：Cam Tuner、3D_Comb Filter、3D_Deinterlace、Sound Processor、Audio Amp、Scalar、Video Decoder、Teletext/Close Caption、μC等。 Philips亚太区业务总部液晶电视及数位机上盒系统行销经理黄纬世表示，在LCD TV所需的半导体IC中，只有少数厂商可以提供所有的产品，而在成本与产品轻、薄、短、小的要求下，整合是这类产品未来的发展趋势，在单晶片解决方案尚未商品化之前，模组化的参考式设计也是常见的解决方案。

黄纬世指出，LCD TV半导体功能区块的整合，大致上可以先由同类型功能的整合开始，先整合类比输出功能，再整合数位输出功能，最后可以把Tuner也整合进去，就是一个完整的LCD TV单晶片了。事实上，因为产品的诉求不同，目前市面上也有许多不同整合度的解决方案，厂商在采购之前要做好产品的了解，配合自身的产品定位，在最合理的成本范围之下，求取最佳的效能表现。

LCD TV类比讯号处理

ADI大中华区核心产品应用工程部经理李财旺

类比讯号的处里一直是一个棘手的问题，而这部分却又相当程度的影响LCD TV画质，在类比数位转换器（ADC）领域技术相当领先的ADI（Analog Device），就以类比数位转换器技术为主题，与学员一同分享这类技术的处里技巧与重点。

高阶数位类比转换需求

在LCD TV的尺寸越来越大，消费者对于画质的要求也越来越高的趋势之下，讯号转换的效率就是一个重要的关键了，过去市场上是以8bit的类比数位转换器为主流，ADI大中华区核心产品应用工程部经理李财旺表示，LCD TV要求至少是10bit的ADC，可以明显提升LCD TV的画质，未来12bit甚至14bit的ADC也将逐渐成长，运用在高阶LCD TV产品上。

在数位电视即将成为市场主流的同时，数位介面预计也将同步转换，包括DVI（Digital Visual Interface）、HDCP（High-Bandwidth Digital Content Protection）与HDMI（High-Bandwidth Digital Multimedia Interface），DVI介面是针对PC所设计的，一般认为会先采用在LCD Monitor上，高阶产品可能会要求支援HDCP，而针对LCD TV制定的HDMI介面预计在数位电视时代也将逐渐导入。

《图二 Full Bridge架构电路图》

在ADC部分，因应这些新兴标准的推出与导入，李财旺说明，ADC也必须要支援这些介面，这在技术上的难度虽然不高，不过在系统厂商选择导入时，必须要经过审慎的评估，是否能够对于产品效能有相当程度的提升或最佳化，最好能透过与原厂在技术支援上的合作加以改善，以便进一步发挥产品的特性，提升附加价值。

LCD TV背光模组驱动电路设计

硕颉科技系统设计部高级工程师黄世中

背光模组是LCD TV当中耗电量最高的部分，不过也因为LCD TV的大尺寸与使用地点，使得其背光模组的设计至为重要，良好的背光模组设计，能有效提升LCD TV的画质表现，硕颉科技系统设计部高级工程师黄世中透过深入的电路设计技巧介绍，提供学员在进行背光模组设计时，进一步掌握面板的特性，以发挥产品的效能。

电路设计要点

在背光模组的驱动电路部份，黄世中表示，主要的要求在于系统的稳定与精确，在LCD系统中，驱动的对象是冷阴极管，这部分电路是纯粹的类比设计，以电流的大小控制亮度，设计的架构分为Buck Royer与Full Bridge两种，Buck Royer架构发展时间较久，电路简单容易设计，只要控制PWM的输出就可以控制电流大小，但效率较差；而Full Bridge架构根据的是一种滤波器的原理，效率超过80％、电流波形好，适用于可携式产品或大尺寸的LCD TV，但是设计的难度较高。

另外，因应LCD TV的各项需求，黄世中进一步强调，在背光模组设计时需要考虑的规格包括：多灯管的电流平衡性，将影响显示效果与亮度均匀与否；灯管的频率、相位产生之干扰如何克服，以避免影响画面表现；高效率设计，以提升操作的方便性；亮度均匀性的要求也是影响画质的重点之一；高调光比的设计，LCD TV的应用多样，需设计宽广的调光范围，以因应消费者不同的使用需求；灯管的连接形式有许多不同的设计，可以依照需求进行选择，以符合产品诉求；安规的设计，LCD TV属于消费性产品，使用阶层广泛，对于安全电路设计的要求也很高，所以厂商在这部分也需多下工夫进行设计。

LED TV色彩显示关键课题

钰瀚科技光电设计部经理许景翔

LCD TV的色彩显示是系统厂商在开发产品时，一个相当重要却也难以突破的问题-，如何将色彩的表现完美的发挥，需要考虑的条件包括：色座标系、液晶模组、视角色差、灰阶表现、色域大小、色温偏移、反应速度与清晰度等等，钰瀚科技光电设计部经理许景翔透过上述重点的探讨，提供学员在开发产品时调校整体色彩表现的参考。

色彩的产生是由光而来，许景翔表示，对于颜色的感觉是透过光照射在所欲观察的物体上，再反射至观测者的眼睛当中，因为波长的不同所以产生不一样的色彩感觉，透过视网膜上的杆状（Rods）与椎状（Cones）两种细胞来分辨色彩，透过实验和量测可以呈现人眼对R、G、B三原色的不同色度感觉。

色彩量测技巧

目前在市面上有三种不同的液晶模组，包括TN、MVA与IPS，一般来说20吋以下的产品会采用TN模组，20吋以上则采用MVA与IPS模组。 MAV与IPS是广视角技术，透过不同的方式以克服视角的障碍，IPS则是在大视角的情​​况下，产生色差最小的技术。色域空间（color Gamut Mapping）代表色彩能力的表现范围，如(图二)所示，曲线内代表A、B两物体可表现的色彩范围，B物体的色域空间大于A。

《图三 色域空间示意图》

在不同的温度值下，会有某种程度的颜色偏移，称为色温偏移现象，但每个颜色的色温下降比例不同，如何将其差距缩小使颜色表现偏移的情况在容许的范围内，是相当重要的。另外，包括反应时间与清晰度亦是色彩调校中相当重要的关键。但是色彩的表现是否有一客观的标准，事实上并没有，而色彩的感觉是因人而异的主观印象，许多因素都有可能造成些微的影响，因此经验相当重要，在系统开发的颜色调校过程中，必须透过不断的调整以找出最适合市场需求的色彩表现。