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LCD TV驅動IC之技術挑戰與變化
 

【作者: 陳永信】   2002年11月05日 星期二

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自從LCD Panel 及LCD Monitor 大幅降價以來,市場的買氣的確受到刺激,整體的銷售量有顯著地提升。在此同時,因為降價銷售的影響,獲利率已大不如前,為了維持獲利,市場需要具有更多附加價值的產品。LCD TV 正是所有廠商的最佳選擇.對目前正在計劃中的產品來說,17吋SXGA 的LCD Monitor已有一大部份內建電視功能,對消費者來說,同等級的產品如果擁有電視功能,消費的意願會高於單純的LCD Monitor,甚至願意以更高的價錢購買,這也是為何今日LCD TV成為眾所注目的原因。


LCD TV技術挑戰

從字面上判斷,我們很容易認為只要在傳統的LCD Monitor上再加入電視模組即可組成所謂的LCD TV。儘管在價格競爭下,如此的做法在未來有可能成為市場另一個主流,但是以今日產品的定義來說,比起LCD Monitor,LCD TV要求更高的亮度及對比、更大的視角、更快的整體反應時間以及更飽滿的色度,要達到這些新的要求面板廠商無不絞盡腦汁提升面板的製程;對IC 供應商來說,不同的面板製程須要不同的控制IC 及驅動IC。這些不論是對LCD面板的製造及驅動IC的設計,都是一項新的挑戰,本文將針對LCD TV應用IC的新需求作簡單的描述。


降低電磁干擾

今日的LCD TV產品大部份集中在17吋及以上的尺寸,解析度也在SXGA及以上。高解析度即代表高EMI(電磁干擾)的挑戰,傳統面板介於控制IC及驅動IC的TTL介面已不敷使用,NS(美國國家半導體)研發的RSDS(Reduced Swing Differential Signaling)介面,是以低電壓低擺幅電流驅動的方式來克服EMI的挑戰;該技術也能縮小電路板及匯流排互連的體積,並減少用於薄膜電晶體液晶顯示器模組的離散式元件,此技術也已成為相關廠商發展LCD TV時的一個技術考量重點。


NS於2001年6月宣佈免費提供該技術授權給相關的廠商,包括Hitachi(日立)、Samsung(三星) 和 Sharp(夏普) 等廠商已採用該技術,國內許多LCD驅動IC廠商如聯詠、華邦等也相當積極發展,未來應該會成為一個業界的共通性標準。


@小標;提升驅動電壓


對於半導體製造商來說,經營LCD TV 市場,首先要面對的便是LCD驅動IC驅動電壓的提升。目前半導體的製程無不追求更低微米更低電壓的設計,但對傳統的LCD驅動IC基本的電壓擺幅已大約10V上下,對於廣視角及高對比的要求,LCD TV的驅動IC擺幅甚至要求到13.5V或16V。這對IC設計來說,兩種要求代表兩種不同的設計觀念,應用於10V的設計並不一定保證在高電壓驅動IC可以穩定正常的工作。為因應這樣的技術需求,部份廠商即維持兩組設計人員設計不同的驅動IC,以確保產品設計的穩定性及生產的良率。


FRC模擬技術

目前LCD Monitor及筆記型電腦使用的面板大多使用6 位元的驅動IC,LCD TV 要求更高的色彩飽和度,所以傾向採用8位元的驅動IC,此項改變代表的是晶元面積的擴大,及基板接腳數大幅的增加,也就意謂生產成本的大幅增加。為了降低成本,眾多廠商努力鑽研如何使用6位元的驅動IC來顯現出8位元的色彩。目前普遍採用的是在控制IC中加上FRC模組,雖然在控制IC中加入FRC模組會增加控制IC的成本,但是此種做法可省下8至10顆驅動IC的成本,故相較之下仍是較佳選擇。目前各家廠家對FRC有不同的設計,值得注意的是,不同的FRC作法有不同的效果,最終的LCD TV 產品的色彩表現也因而有所差異。


縮短反應時間

另外一項LCD TV不同於LCD Monitor的要求便是縮短整體反應時間。這裡強調的整體反應時間是指上升及下降反應時間的總和,目前的要求大約是17ms左右。要達到此項要求,除了面板廠商需在面板製程上改進之外,在LCD控制IC上也可加上RTC模組,來降低整體的反應時間。以往的LCD Monitor 較多應用在靜態影像的展示,例如閱讀文章、瀏覽網頁,或觀賞照片。但是LCD TV 主要的功用是觀看影片電視。若繼續延用LCD Monitor的規格會有對比太低、影像邊緣模糊,甚至會產生殘影等缺點。


目前較流行的解決方案有Capacitance Coupling 及OverDrive的方式。以Capacitance Coupling來說,它的電子線路修改較為簡單,但是它不能對上升及下降訊號同時做補償,而且無法對每一像素做補償。對OverDrive而言,雖然它須要較複雜的系統設計,且須要Frame Buffer,但是它沒有上述Capacitance Coupling的缺點,而且可以延用原先的控制IC及驅動IC。


另外在Scalar IC 上,也要針對LCD TV而加入數項新的設計。一個電視接收模組是基本的裝置,此模組將電視視頻訊號解調並數位化送至Scalar IC,Scalar IC內則須有所謂的De-interlace模組將訊號重組並送往LCD面版,這也是LCD TV中非常重要的一環,此模組設計的好壞會直接影響LCD TV影像的品質。


除了視頻的訊號之外,聲音的輸出也是LCD TV必備的功能。目前來說LCD TV 對聲音的輸出尚未有特殊的要求,一般的設計以2W立體輸出為基準,但是日後LCD TV必會如目前電視一樣擁有高瓦特的輸出甚至有超重低音喇叭輸出。


整體說來,在LCD TV的應用上,面板部分的技術要求與成本增加比例,較IC部份為重,不過在IC部分的技術提升與效能改進,則有助於LCD顯示器從資訊應用領域,轉進消費性電子應用領域,這將使得LCD TV整體顯示品質更能達到其應用要求,對於該市場能否順利發展也具有相當關鍵的地位。(作者為NS亞太區產品行銷經理)


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