LCD TV技术解析

斯嘉丽

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 供货商来说，不同的面板制程须要不同的控制IC 及驱动IC，本文就针对LCD TV应用IC的需求，而带来的技术挑战，做一概略性的介绍。

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上再加入电视模块即可组成所谓的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 供货商来说，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，分辨率也在SXGA及以上。高分辨率即代表高EMI（电磁干扰）的挑战，传统面板介于控制IC及驱动IC的TTL接口已不敷使用，NS（美国国家半导体）研发的RSDS（Reduced Swing Differential Signaling）接口，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总线互连的体积，并减少用于薄膜晶体管液晶显示器模块的离散式组件，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。

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。

FRC仿真技术

目前LCD Monitor及笔记型计算机使用的面板大多使用6 位的驱动IC，LCD TV 要求更高的色彩饱和度，所以倾向采用8位的驱动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位的驱动IC来显现出8位的色彩。目前普遍采用的是在控制IC中加上FRC模块，虽然在控制IC中加入FRC模块会增加控制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模块，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。一个电视接收模块是基本的装置，此模块将电视视频讯号解调并数字化送至Scalar IC，Scalar IC内则须有所谓的De-interlace模块将讯号重组并送往LCD面版，这也是LCD TV中非常重要的一环，此模块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显示器从信息应用领域，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。

句号-28

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