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以RGB LED背光色彩管理系統 重新定義LCD面板製程
專訪安捷倫科技半導體產品事業群光電產品部門副總裁暨總經理李仕義

【作者: 廖專崇】   2005年02月01日 星期二

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平面顯示技術在最近幾年大放異彩,是高科技產業中發展相當迅速的領域,尤其是LCD的成長更是一支獨秀,也是平面顯示技術的主流,因此,LCD相關技術的進展也最為明顯。LCD的顯示除了液晶本身之外,也依靠彩色濾光片、背光模組等關鍵零組件的搭配。過去,背光模組光源使用的是CCFL(冷陰極管),不過在環保意識抬頭與效能表現的因素之下,採用LED的背光模組已經受到越來越多廠商的注意了。


《圖一 安捷倫科技半導體產品事業群光電產品部門副總裁暨總經理李仕義》
《圖一 安捷倫科技半導體產品事業群光電產品部門副總裁暨總經理李仕義》

安捷倫科技(Agilent Techonlogies)整合自身技術的優勢,推出RGB LED背光色彩管理系統,該公司半導體產品事業群光電產品部門副總裁暨總經理李仕義表示,該產品是一套LCD背光模組,但就技術內涵來說,此一解決方案並不單純只提供LCD背光源,也可以利用此套系統管理LCD色彩以提升其顯示效能,甚至進一步發揚其技術特性,簡化或重組LCD面板製造流程,提升與一般LCD面板的價值差異,可謂LCD產業革命。


技術與市場優勢

安捷倫科技半導體事業群主要有三大事業部門,包括個人系統、網路與電子零組件部門,而光電產品屬於電子零組件部門,最重要的產品就是發展已有30多年的LED產品,而被李仕義稱為智慧型色彩管理(Illumination and Color Management)的產品線,則是光電產品的生力軍,該解決方案為一控制晶片、一影像感測器,都是安捷倫現有的產品,並非新投入的技術,所以掌握度高,並可強化安捷倫半導體的技術與市場優勢。


李仕義指出,智慧型色彩管理解決方案加上高亮度的RGB LED之後就成為LCD背光模組了,在可視光的範圍內,使用CCFL的背光模組所能呈現的色彩只及NTSC系統可呈現色彩範圍的75%,而RGB LED背光模組的色彩呈現範圍則高達NTSC系統的104%。另外,LED的壽命高達10萬小時,而通常CCFL的壽命只在1萬5000~2萬5000小時之間,因此RGB LED背光模組也有助於延長LCD面板的壽命。


目前安捷倫的色彩管理系統搭配安捷倫與Philips合資的Lumileds Lighting所推出的高亮度LED,推出的參考設計,應用在高階LCD螢幕,Sony已有上市的LCD TV與高階筆記型電腦螢幕採用,友達光電與日本橫濱光電展展出的高階LCD面板也已導入。李仕義說明,該色彩管理系統採用閉迴路光學回饋系統(closed-loop optical feedback system),提供了隨插即用功能,將色彩演算法內建於控制晶片中,讓系統設計商不用再另外加入色彩調整軟體,可在使用期間維持固定的色點,簡化系統設計、導入流程。


技術挑戰

李仕義強調,在LCD背光模組由CCFL轉換為RGB LED系統時,有幾項技術挑戰,一是由許多RGB三色LED一組組成的背光模組,當不同顏色的LED發光效率出現衰減時,就很容易出現色差;另外,系統的溫度也可能改變LED發光的波長,導致顏色的變化;透過色彩管理系統的校準才可以讓光線、顏色的表現依舊。而以目前的LED製程良率,即便每顆良好的LED其發光效率與亮度,也有些微的差異,所以與其費心挑選亮度一致的LED,若能透過色彩管理系統的功能,將亮度調整一致,其實更為方便。


而在成本方面,由於RGB LED背光解決方案發展的時間很短,市佔率也低,李仕義表示,目前LED背光較CCFL背光成本約提昇25%~30%之間。事實上,安捷倫的解決方案已經推出一年,以17吋LCD螢幕為例,第一代解決方案使用的LED數量為64顆,到目前的第二代已經減為32顆,相信未來還有減少的空間,也可以把成本進一步降低。再者,在大型面板的應用上,RGB LED的耗電量高,所以初期切入市場以30吋以下的面板較有利基,但在技術上,必須往更大尺寸涵蓋範圍發展,尤其是大尺寸的應用市場。


發展前景

而擴大應用涵蓋面,除了最敏感的成本問題之外,也與產量、市場規模有關,李仕義表示希望用兩年的時間來教育、開拓市場,希望能在LCD背光模組市場搶下10%的市場佔有率。當然這也包括了歐盟環保法規RoHS要求在2006年之前,廠商必需要將CCFL中的水銀物質以替代物質取代,或以其他環保的背光解決方案,用作未來LCD面板的背光源,對RED LED背光模組來說是發展上重要的天時。


加上消費性電子的興起,LCD產業的成長可期,可以強化LCD顯示效能的RGB LED背光模組有助於廠商產品的差異化,對於強調分眾的產品有相當的助益。李仕義進一步指出,該公司的色彩管理系統不只是單純的背光解決方案,RGB LED的特性與CCFL不同,現有的LCD面板製程可以說是與CCFL互相搭配的,如果徹底應用RGB LED背光模組的技術優點,導光板(Light Guide Plate)、彩色濾光片(Color Filter)、記憶體等都有簡化省略的空間,或許可以幫助簡化LCD面板的製造流程。除此之外,安捷倫的色彩管理系統甚至可以延伸到其他應用領域,包括動態調整居家與營業廠所的氣氛照明、室內照明、汽車儀表、招牌與其他顯示器的顏色與亮度。


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