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LCD TV驱动IC之技术挑战与变化
 

【作者: 陳永信】2002年11月05日 星期二

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自从LCD Panel 及LCD Monitor 大幅降价以来,市场的买气的确受到刺激,整体的销售量有显著地提升。在此同时,因为降价销售的影响,获利率已大不如前,为了维持获利,市场需要具有更多附加价值的产品。LCD TV 正是所有厂商的最佳选择.对目前正在计划中的产品来说,17吋SXGA 的LCD Monitor已有一大部份内建电视功能,对消费者来说,同等级的产品如果拥有电视功能,消费的意愿会高于单纯的LCD Monitor,甚至愿意以更高的价钱购买,这也是为何今日LCD TV成为众所注目的原因。


LCD TV技术挑战

从字面上判断,我们很容易认为只要在传统的LCD Monitor上再加入电视模组即可组成所谓的LCD TV。尽管在价格竞争下,如此的做法在未来有可能成为市场另一个主流,但是以今日产品的定义来说,比起LCD Monitor,LCD TV要求更高的亮度及对比、更大的视角、更快的整体反应时间以及更饱满的色度,要达到这些新的要求面板厂商无不绞尽脑汁提升面板的制程;对IC 供应商来说,不同的面板制程须要不同的控制IC 及驱动IC。这些不论是对LCD面板的制造及驱动IC的设计,都是一项新的挑战,本文将针对LCD TV应用IC的新需求作简单的描述。


降低电磁干扰

今日的LCD TV产品大部份集中在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(电磁干扰)的挑战,传统面板介于控制IC及驱动IC的TTL介面已不敷使用,NS(美国国家半导体)研发的RSDS(Reduced Swing Differential Signaling)介面,是以低电压低摆幅电流驱动的方式来克服EMI的挑战;该技术也能缩小电路板及汇流排互连的体积,并减少用于薄膜电晶体液晶显示器模组的离散式元件,此技术也已成为相关厂商发展LCD TV时的一个技术考量重点。


NS于2001年6月宣布免费提供该技术授权给相关的厂商,包括Hitachi(日立)、Samsung(三星) 和Sharp(夏普) 等厂商已采用该技术,国内许多LCD驱动IC厂商如联咏、华邦等也相当积极发展,未来应该会成为一个业界的共通性标准。


@小标;提升驱动电压


对于半导体制造商来说,经营LCD TV 市场,首先要面对的便是LCD驱动IC驱动电压的提升。目前半导体的制程无不追求更低微米更低电压的设计,但对传统的LCD驱动IC基本的电压摆幅已大约10V上下,对于广视角及高对比的要求,LCD TV的驱动IC摆幅甚至要求到13.5V或16V。这对IC设计来说,两种要求代表两种不同的设计观念,应用于10V的设计并不一定保证在高电压驱动IC可以稳定正常的工作。为因应这样的技术需求,部份厂商即维持两组设计人员设计不同的驱动IC,以确保产品设计的稳定性及生产的良率。


FC模拟技术

目前LCD Monitor及笔记型电脑使用的面板大多使用6 位元的驱动IC,LCD TV 要求更高的色彩饱和度,所以倾向采用8位元的驱动IC,此项改变代表的是晶元面积的扩大,及基板接脚数大幅的增加,也就意谓生产成本的大幅增加。为了降低成本,众多厂商努力钻研如何使用6位元的驱动IC来显现出8位元的色彩。目前普遍采用的是在控制IC中加上FRC模组,虽然在控制IC中加入FRC模组会增加控制IC的成本,但是此种做法可省下8至10颗驱动IC的成本,故相较之下仍是较佳选择。目前各家厂家对FRC有不同的设计,值得注意的是,不同的FRC作法有不同的效果,最终的LCD TV 产品的色彩表现也因而有所差异。


缩短反应时间

另外一项LCD TV不同于LCD Monitor的要求便是缩短整体反应时间。这里强调的整体反应时间是指上升及下降反应时间的总和,目前的要求大约是17ms左右。要达到此项要求,除了面板厂商需在面板制程上改进之外,在LCD控制IC上也可加上RTC模组,来降低整体的反应时间。以往的LCD Monitor 较多应用在静态影像的展示,例如阅读文章、浏览网页,或观赏照片。但是LCD TV 主要的功用是观看影片电视。若继续延用LCD Monitor的规格会有对比太低、影像边缘模糊,甚至会产生残影等缺点。


目前较流行的解决方案有Capacitance Coupling 及OverDrive的方式。以Capacitance Coupling来说,它的电子线路修改较为简单,但是它不能对上升及下降讯号同时做补偿,而且无法对每一像素做补偿。对OverDrive而言,虽然它须要较复杂的系统设计,且须要Frame Buffer,但是它没有上述Capacitance Coupling的缺点,而且可以延用原先的控制IC及驱动IC。


另外在Scalar IC 上,也要针对LCD TV而加入数项新的设计。一个电视接收模组是基本的装置,此模组将电视视频讯号解调并数位化送至Scalar IC,Scalar IC内则须有所谓的De-interlace模组将讯号重组并送往LCD面版,这也是LCD TV中非常重要的一环,此模组设计的好坏会直接影响LCD TV影像的品质。


除了视频的讯号之外,声音的输出也是LCD TV必备的功能。目前来说LCD TV 对声音的输出尚未有特殊的要求,一般的设计以2W立体输出为基准,但是日后LCD TV必会如目前电视一样拥有高瓦特的输出甚至有超重低音喇叭输出。


整体说来,在LCD TV的应用上,面板部分的技术要求与成本增加比例,较IC部份为重,不过在IC部分的技术提升与效能改进,则有助于LCD显示器从资讯应用领域,转进消费性电子应用领域,这将使得LCD TV整体显示品质更能达到其应用要求,对于该市场能否顺利发展也具有相当关键的地位。 (作者为NS亚太区产品行销经理)


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