LCD TV產業與技術趨勢分析

Display Search台灣分公司總經理王建二

LCD TV市場的高度成長吸引大批廠商投入，成為近來高科技產業的當紅炸子雞，對於市場與技術發展趨勢，自然也成為相關廠商關心的重點，致力於顯示產品市場調查的Display Search，特就LCD TV發展趨勢進行深入的剖析，期望能清楚描繪LCD TV市場的樣貌。

LCD TV市場成長力道驚人

在市場部分，Display Search台灣分公司總經理王建二表示，LCD TV出貨量在未來幾年將持續高度成長，如(圖一)所示，市場規模預計從2003年的330萬台成長到今年的1010萬台，2007年全球LCD TV的出貨量更將達4800萬台，佔全球電視市場24％的佔有率。在尺寸部分，目前以較小的15～21吋產品為主，到2006年由於面板廠6、7代線的量產與良率的改善，28～32吋產品將成為市場主流，與33～39吋產品合計將佔有超過50％的市佔率。

LCD TV為消費性產品，與IT產品具有不同的需求特性，在市場競爭上，IT與家電廠商都積極的投入，所以跨領域的競爭情況相當明顯，對於資訊產業來說由於對於面板、關鍵零組件等產品的技術掌握度較高，因此在部分的技術改善上，可以有較快的進展；另外，資訊產業也具有良好的成本降低能力，可以此帶動市場的普及率。

王建二進一步指出，過去IT產品多半不注重造型，但是就TV的使用習慣來說，其為家中一項重要的擺設，所以造形設計就變得相當重要，一個螢幕要變成一台電視，大概還要加上腳座、音響、時尚的顏色、響亮的名稱等，除了這些內在因素之外，品牌、行銷、通路等外在因素都是產品銷售能否成功條件，而這些都是資訊廠商較為弱勢的一環，也是家電廠商佔有優勢的部分。

《圖一　 LCD TV成長趨勢》

LCD TV雖然具備資訊產品的條件，但也相當強調家電產品的特性，所以不管是資訊或家電廠商在投入該市場的時候，在心態上都需要有相當程度的調整，以突顯先天的優勢，強化後天的劣勢，創造產品最大的附加價值，才有可能在市場上獲致成功。

Solutions for LCD Applications

STMicroelectronics台灣分公司行銷經理Jacques Baudier

儘管LCD TV中的關鍵零組件是液晶面板，半導體IC的角色只是站在輔助的地位，不過良好的半導體解決方案，對於LCD TV的整體效能表現有相當大的幫助，國際半導體大廠STMicroelectronics（意法半導體），就從半導體產業的角度，說明該技術與面板顯示技術的配合情況。

根據Standford Resources在2003年第三季發表的研究報告，ST台灣分公司行銷經理Jacques Baudier表示，LCD TV的出貨量確實呈現成長的態勢，不過CRT TV也並未出現大幅衰退的現象，兩者之間還存在著很大的市場差距；另外，LCD整體出貨量是否能在明年順利突破1億台尚在未定之天，儘管該調查所預測的數字較為保守，但是LCD TV對於CRT TV的影響與衝擊，目前還沒有明顯的感受到。

完整解決方案

從CRT時代開始，ST就已經投入TV市場，Jacques Baudier指出，對於LCD TV來說，其所需求的半導體產品有一部分為類比產品，所以欲進入市場的半導體廠商需要同時具備數位與類比訊號的能力，而類比技術需要長久的經驗累積；再者，因為LCD TV在影像品質上的要求較高，能否提供系統廠商完整的技術支援也是相當重要的。

另外，市場的機會與挑戰部份，Jacques Baudier進一步說明，影音視聽環境在最近幾年進入改朝換代的階段，包括電視、廣播都將進入數位化的時代，這也是LCD TV最重要的市場機會之一，對於製造創新能力實力雄厚的台灣廠商來說或許也是個絕佳的商機。不過，由於區域的差異，也有許多不同的影音規格，影像部分有PAL、Secam、NTSC等，聲音則有Nicam、Zweiton、BTSC、Dolby等，其他像是收視習慣、本土化的需求，廠商在推出產品前應該清楚了解這類的差異，以符合市場需求。

LCD TV控制晶片發展趨勢

Philips亞太區業務總部液晶電視及數位機上盒系統行銷經理黃緯世

目前LCD TV因為尺寸的不同，大致上分成四個應用，37吋以上為家庭劇院；20～37吋為一般客廳應用，是未來的市場主流；而10～20吋的產品，特別是15、17與20吋，通常是家中的第二台電視；10吋以下為可攜式產品應用，通常會與其他消費性電子產品結合，比如DVD播放機。Philips是少數擁有半導體技術與家電品牌的廠商，技術能力深厚，對於資訊與家電的需求都可以了解，對於LCD TV的投入自然也相當積極。

技術整合要點

LCD TV中所需要的半導體IC包括：Cam Tuner、3D_Comb Filter、3D_Deinterlace、Sound Processor、Audio Amp、Scalar、Video Decoder、Teletext/Close Caption、μC等。Philips亞太區業務總部液晶電視及數位機上盒系統行銷經理黃緯世表示，在LCD TV所需的半導體IC中，只有少數廠商可以提供所有的產品，而在成本與產品輕、薄、短、小的要求下，整合是這類產品未來的發展趨勢，在單晶片解決方案尚未商品化之前，模組化的參考式設計也是常見的解決方案。

黃緯世指出，LCD TV半導體功能區塊的整合，大致上可以先由同類型功能的整合開始，先整合類比輸出功能，再整合數位輸出功能，最後可以把Tuner也整合進去，就是一個完整的LCD TV單晶片了。事實上，因為產品的訴求不同，目前市面上也有許多不同整合度的解決方案，廠商在採購之前要做好產品的了解，配合自身的產品定位，在最合理的成本範圍之下，求取最佳的效能表現。

LCD TV類比訊號處裡

ADI大中華區核心產品應用工程部經理李財旺

類比訊號的處裡一直是一個棘手的問題，而這部分卻又相當程度的影響LCD TV畫質，在類比數位轉換器（ADC）領域技術相當領先的ADI（Analog Device），就以類比數位轉換器技術為主題，與學員一同分享這類技術的處裡技巧與重點。

高階數位類比轉換需求

在LCD TV的尺寸越來越大，消費者對於畫質的要求也越來越高的趨勢之下，訊號轉換的效率就是一個重要的關鍵了，過去市場上是以8bit的類比數位轉換器為主流，ADI大中華區核心產品應用工程部經理李財旺表示，LCD TV要求至少是10bit的ADC，可以明顯提升LCD TV的畫質，未來12bit甚至14bit的ADC也將逐漸成長，運用在高階LCD TV產品上。

在數位電視即將成為市場主流的同時，數位介面預計也將同步轉換，包括DVI（Digital Visual Interface）、HDCP（High-Bandwidth Digital Content Protection）與HDMI（High-Bandwidth Digital Multimedia Interface），DVI介面是針對PC所設計的，一般認為會先採用在LCD Monitor上，高階產品可能會要求支援HDCP，而針對LCD TV制定的HDMI介面預計在數位電視時代也將逐漸導入。

《圖二　Full Bridge架構電路圖》

在ADC部分，因應這些新興標準的推出與導入，李財旺說明，ADC也必須要支援這些介面，這在技術上的難度雖然不高，不過在系統廠商選擇導入時，必須要經過審慎的評估，是否能夠對於產品效能有相當程度的提升或最佳化，最好能透過與原廠在技術支援上的合作加以改善，以便進一步發揮產品的特性，提升附加價值。

LCD TV背光模組驅動電路設計

碩頡科技系統設計部高級工程師黃世中

背光模組是LCD TV當中耗電量最高的部分，不過也因為LCD TV的大尺寸與使用地點，使得其背光模組的設計至為重要，良好的背光模組設計，能有效提升LCD TV的畫質表現，碩頡科技系統設計部高級工程師黃世中透過深入的電路設計技巧介紹，提供學員在進行背光模組設計時，進一步掌握面板的特性，以發揮產品的效能。

電路設計要點

在背光模組的驅動電路部份，黃世中表示，主要的要求在於系統的穩定與精確，在LCD系統中，驅動的對象是冷陰極管，這部分電路是純粹的類比設計，以電流的大小控制亮度，設計的架構分為Buck Royer與Full Bridge兩種，Buck Royer架構發展時間較久，電路簡單容易設計，只要控制PWM的輸出就可以控制電流大小，但效率較差；而Full Bridge架構根據的是一種濾波器的原理，效率超過80％、電流波形好，適用於可攜式產品或大尺寸的LCD TV，但是設計的難度較高。

另外，因應LCD TV的各項需求，黃世中進一步強調，在背光模組設計時需要考慮的規格包括：多燈管的電流平衡性，將影響顯示效果與亮度均勻與否；燈管的頻率、相位產生之干擾如何克服，以避免影響畫面表現；高效率設計，以提升操作的方便性；亮度均勻性的要求也是影響畫質的重點之一；高調光比的設計，LCD TV的應用多樣，需設計寬廣的調光範圍，以因應消費者不同的使用需求；燈管的連接形式有許多不同的設計，可以依照需求進行選擇，以符合產品訴求；安規的設計，LCD TV屬於消費性產品，使用階層廣泛，對於安全電路設計的要求也很高，所以廠商在這部分也需多下工夫進行設計。

LCD TV色彩顯示關鍵課題

鈺瀚科技光電設計部經理許景翔

LCD TV的色彩顯示是系統廠商在開發產品時，一個相當重要卻也難以突破的問題-，如何將色彩的表現完美的發揮，需要考慮的條件包括：色座標系、液晶模組、視角色差、灰階表現、色域大小、色溫偏移、反應速度與清晰度等等，鈺瀚科技光電設計部經理許景翔透過上述重點的探討，提供學員在開發產品時調校整體色彩表現的參考。

色彩的產生是由光而來，許景翔表示，對於顏色的感覺是透過光照射在所欲觀察的物體上，再反射至觀測者的眼睛當中，因為波長的不同所以產生不一樣的色彩感覺，透過視網膜上的桿狀（Rods）與椎狀（Cones）兩種細胞來分辨色彩，透過實驗和量測可以呈現人眼對R、G、B三原色的不同色度感覺。

色彩量測技巧

目前在市面上有三種不同的液晶模組，包括TN、MVA與IPS，一般來說20吋以下的產品會採用TN模組，20吋以上則採用MVA與IPS模組。MAV與IPS是廣視角技術，透過不同的方式以克服視角的障礙，IPS則是在大視角的情況下，產生色差最小的技術。色域空間（color Gamut Mapping）代表色彩能力的表現範圍，如(圖二)所示，曲線內代表A、B兩物體可表現的色彩範圍，B物體的色域空間大於A。

《圖三　色域空間示意圖》

在不同的溫度值下，會有某種程度的顏色偏移，稱為色溫偏移現象，但每個顏色的色溫下降比例不同，如何將其差距縮小使顏色表現偏移的情況在容許的範圍內，是相當重要的。另外，包括反應時間與清晰度亦是色彩調校中相當重要的關鍵。但是色彩的表現是否有一客觀的標準，事實上並沒有，而色彩的感覺是因人而異的主觀印象，許多因素都有可能造成些微的影響，因此經驗相當重要，在系統開發的顏色調校過程中，必須透過不斷的調整以找出最適合市場需求的色彩表現。