若以背光模式區(qū)分，現(xiàn)階段
LED背光TV的市場(chǎng)主流仍是傳統(tǒng)側(cè)光式LED TV，然而，隨著消費(fèi)者對(duì)于畫(huà)質(zhì)要求的日益升高，可局部調(diào)光的直下式LED TV能提供更細(xì)膩及鮮明的畫(huà)面，且在3D TV領(lǐng)域能有所發(fā)揮，因此直下式背光后勢(shì)看漲，LED
驅(qū)動(dòng)IC業(yè)者也紛紛針對(duì)此市場(chǎng)需求進(jìn)行布局。
與側(cè)光式LED TV相較，究竟直下式LED TV有何優(yōu)點(diǎn)可支撐其市場(chǎng)潛力？首先，我們必需了解側(cè)光式和直下式的不同，一如字面所示，兩者的差別就在于背光源擺放位置的不同。根據(jù)LEDinside研究機(jī)構(gòu)的說(shuō)明指出，側(cè)光式LED背光源是將LED晶粒配置在液晶屏幕的四周邊緣，再搭配導(dǎo)光板，當(dāng)LED背光模塊發(fā)光時(shí)，可將從屏幕邊緣發(fā)射的光透過(guò)導(dǎo)光板輸送到屏幕中央的區(qū)域，這樣整體就有足夠的背光量，可讓液晶屏幕顯示畫(huà)面，然而此種做法常常會(huì)出現(xiàn)畫(huà)面均勻性不佳的問(wèn)題，此弱點(diǎn)也正是直下式崛起的主因。也就是說(shuō)，與側(cè)光式相較，直下式的最強(qiáng)力訴求就是畫(huà)質(zhì)細(xì)膩。
直下式搭配局部調(diào)光，突顯畫(huà)質(zhì)優(yōu)勢(shì)
奧地利微電子消費(fèi)與通信事業(yè)部平板照明產(chǎn)品高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理Markus Luidolt
直下式是將LED晶粒均勻地配置在液晶面板的后方當(dāng)作發(fā)光源，使背光可以均勻傳達(dá)到整個(gè)屏幕，因此畫(huà)面細(xì)節(jié)可以更細(xì)膩逼真。比起側(cè)光式，直下式還有一大優(yōu)點(diǎn)是能夠在屏幕的背光源設(shè)定多個(gè)區(qū)域，讓這些區(qū)域能夠獨(dú)立調(diào)整明暗度，也就是所謂的可局部調(diào)光，此一技術(shù)的加入可有效提升畫(huà)面的亮度和對(duì)比度。所謂的可局部調(diào)光技術(shù)，就是將LED燈分為多個(gè)燈組，并且根據(jù)顯示畫(huà)面的明暗來(lái)控制這些不同區(qū)域燈組的明暗，目前直下式LED的可局部調(diào)光技術(shù)約可分為512區(qū)進(jìn)行控制。
由于局部調(diào)光是直下式LED背光的一個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因此許多LED驅(qū)動(dòng)器業(yè)者的相關(guān)解決方案也特別強(qiáng)調(diào)此點(diǎn)，例如奧地利微電子所推出的新型AS382x LED控制器。奧地利微電子消費(fèi)與通信事業(yè)部平板照明產(chǎn)品高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理Markus Luidolt表示，目前市場(chǎng)上超大尺寸和超薄的直下式背光照明電視都已使用奧地利微電子的上一代驅(qū)動(dòng)器，新推出的AS382x系列延續(xù)上一代優(yōu)點(diǎn)且能更佳地支持直下式背光照明架構(gòu)。他強(qiáng)調(diào)AS382x系列推出后廣受市場(chǎng)歡迎，并且已獲得某一主流品牌直下式照明電視所采用，由此可見(jiàn)，可以完美實(shí)現(xiàn)局部調(diào)光的AS382x LED控制器非常適用于直下式照明架構(gòu)。
3D TV成為直下式背光的潛力市場(chǎng)
相較于側(cè)光式，直下式LED TV由于具有高亮度、高對(duì)比度等優(yōu)勢(shì)，因此一般認(rèn)為3D LED TV對(duì)于直下式結(jié)合可局部調(diào)光的方案需求將會(huì)明顯增加，對(duì)此，晶元光電總經(jīng)理周銘俊指出，若3D LED TV需求興起，再加上LED供貨緊縮狀態(tài)紓解，將有助于直下式搭配局部調(diào)光LED TV市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，然而短期內(nèi)3D LED TV的市場(chǎng)普及率仍低。根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)WitsView預(yù)估，2010年是3D TV元年，2011年出貨量將大幅成長(zhǎng)，出貨量約可達(dá)一千萬(wàn)臺(tái)，在市場(chǎng)滲透率方面，預(yù)估2013年可望逼近10%，至2015年達(dá)到20%。
深耕直下式LED TV驅(qū)動(dòng)IC的奧地利微電子便相當(dāng)看好3D TV市場(chǎng)。該公司首席執(zhí)行官John A. Heugle表示，隨著LED成本急速下滑，將可望刺激直下式LED背光源模塊市場(chǎng)滲透率成長(zhǎng)，屆時(shí)散熱與支持2D/3D切換的功能將會(huì)是3D電視制造商與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手拉大差距的關(guān)鍵，其中LED驅(qū)動(dòng)芯片將扮演關(guān)鍵角色，3D TV對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)芯片的精準(zhǔn)度和散熱管理效能要求將更為嚴(yán)苛。據(jù)了解，奧地利微電子已接獲樂(lè)金側(cè)光式與直下式背光源模塊的LED驅(qū)動(dòng)芯片訂單。
除3D TV外，數(shù)字廣告牌應(yīng)用亦是直下式LED背光可發(fā)揮的領(lǐng)域。聚積產(chǎn)品開(kāi)發(fā)處協(xié)理林榮宗表示，直下式搭配局部調(diào)光方案適合朝高階應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，尤其是長(zhǎng)時(shí)間播放廣告的戶(hù)外廣告牌，特別講求畫(huà)面的亮度與對(duì)比度，將成為直下式結(jié)合局部調(diào)光方案有利的切入點(diǎn)。聚積目前已完成直下式及側(cè)光式驅(qū)動(dòng)IC布局，其中，由于3D TV直下式有較佳的畫(huà)質(zhì)表現(xiàn)，同時(shí)以240Hz倍頻驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)品需求顆粒數(shù)較多，驅(qū)動(dòng)IC 需求量是側(cè)光式數(shù)倍，因此直下式3D TV的需求最為強(qiáng)勁，以聚積的技術(shù)實(shí)力而言，強(qiáng)調(diào)色彩校正、刷新率與局部調(diào)光的直下式LED TV 市場(chǎng)將是該公司一大機(jī)會(huì)。據(jù)了解，聚積目前已打入知名系統(tǒng)廠供應(yīng)鏈。
直下式欲普及，仍需面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn)
雖然直下式LED背光擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，然而成本仍是其最大致命傷。據(jù)了解，一臺(tái)直下式LED背光的大尺寸液晶電視需用到上千顆LED晶粒，成本相對(duì)較高。尤其是早期LED TV剛推出時(shí)，使用RGB三色LED來(lái)提高演色性，讓畫(huà)面色彩能夠更鮮艷，成本自然高居不下，但隨著近年業(yè)界采用較便宜的白光LED來(lái)當(dāng)背光源，目前已經(jīng)可以調(diào)整到較佳的水平。
對(duì)于直下式LED背光而言，除成本外，技術(shù)上也仍有諸多挑戰(zhàn)需要克服，例如，當(dāng)直下式LED TV的畫(huà)面亮區(qū)域要調(diào)整成暗區(qū)域時(shí)，鄰近畫(huà)面區(qū)域的灰階層次會(huì)被影響而降低，如此就產(chǎn)生了些微模糊的現(xiàn)象。欲克服此問(wèn)題，目前的解決方法多是提高配置在液晶屏幕后方的LED晶粒密度，或者增加分區(qū)調(diào)光的區(qū)域數(shù)目，如此便可減少模糊現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)率，然而如此又無(wú)法避免會(huì)造成成本的上升。另外，耗電和厚度問(wèn)題也是直下式在短期內(nèi)不會(huì)超越側(cè)光式的原因。不過(guò)，由于消費(fèi)者對(duì)于畫(huà)質(zhì)的要求越來(lái)越高，可以看見(jiàn)今年開(kāi)始陸續(xù)有諸多業(yè)者投入制造直下式LED TV。
整體而言，直下式LED背光TV欲進(jìn)一步普及，必需設(shè)法改善直下式LED TV的模糊現(xiàn)象、厚度與成本，這必須要靠LED晶粒配置數(shù)量?jī)?yōu)化、提高發(fā)光效率、降低LED價(jià)格來(lái)完成。再者，LED的電壓、亮度及色度改善等也都有賴(lài)相關(guān)驅(qū)動(dòng)和控制芯片的發(fā)展。對(duì)于直下式TV所面臨的種種挑戰(zhàn)，iWatt是已能提出解決之道的業(yè)者之一。iWatt DC/DC部門(mén)高級(jí)副總裁暨總經(jīng)理Gyan Tiwary指出，iWatt新近推出的iW7032是在每列LED的驅(qū)動(dòng)中內(nèi)置MOSFET，如此可以減少組件數(shù)量并減小尺寸，便于整合到超薄型LED電視中。iWatt預(yù)計(jì)這與使用外置MOSFET的方案相比，可使模塊印刷電路板(PCB)的尺寸減小50%。
IC解決方案極力降低成本及功耗
再者，iWatt的解決方案能使用更少的IC驅(qū)動(dòng)更多的LED列。傳統(tǒng)的IC可驅(qū)動(dòng)8列、12列LED，最多可驅(qū)動(dòng)16列LED，而iW7032可驅(qū)動(dòng)多達(dá)32列LED，每列可串聯(lián)15顆LED，因此1顆iW7032共計(jì)能夠驅(qū)動(dòng)480個(gè)LED。這種種作法讓iW7032 LED背光方案可為典型的46英吋直下式LED電視省下12美元的材料成本。Gyan Tiwary強(qiáng)調(diào)，iWatt拉近了直下式與側(cè)光式電視的生產(chǎn)成本。[!--empirenews.page--]
iWatt iW7032可驅(qū)動(dòng)多達(dá)32列LED
從IC業(yè)者的角度來(lái)看直下式技術(shù)的發(fā)展，奧地利微電子Markus Luidolt以該公司的AS382x為例指出，根據(jù)全新的調(diào)節(jié)概念，由于器件無(wú)需連接外部晶體管的漏極管腳，因此器件并不會(huì)暴露于高壓LED電源下，如此不但可以降低BOM成本，也使得LED電源電壓沒(méi)有限制，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)極高的ESD性能。AS382x具有獨(dú)特的基極電流誤差補(bǔ)償功能，甚至還可以驅(qū)動(dòng)更低成本的低貝塔值、雙極型晶體管。他并強(qiáng)調(diào)，奧地利微電子最新推出的AS382x系列屬于第三代LED電視驅(qū)動(dòng)器，該公司的每一代產(chǎn)品都已被廣泛采用，性能也不斷提升。奧地利微電子新近推出的新型AS382x LED控制器IC包括16信道AS3820和12信道AS3821。
針對(duì)上述iWatt新推出針對(duì)直下式TV市場(chǎng)的DC/DC LED背光驅(qū)動(dòng)ICiW7032，值得注意是，此組件除了可同時(shí)驅(qū)動(dòng)32列LED，iW7032還運(yùn)用了iWatt的數(shù)字自適應(yīng)開(kāi)關(guān)技術(shù)，此技術(shù)可減少發(fā)熱量和功耗。iWatt DC/DC部門(mén)高級(jí)副總裁暨總經(jīng)理Gyan Tiwary表示，iWatt專(zhuān)利的數(shù)字自適應(yīng)開(kāi)關(guān)技術(shù)解決了驅(qū)動(dòng)多列LED列的散熱問(wèn)題，值得一提的是，在功耗較大尤其是熱損耗大的電視中，與熱應(yīng)力有關(guān)的LED故障機(jī)率會(huì)有所增加。
iWatt自適應(yīng)開(kāi)關(guān)技術(shù)可檢測(cè)多列LED的正向電壓的一致性。當(dāng)正向電壓(Vf)因LED而異時(shí)，具有自動(dòng)調(diào)整對(duì)LED列的供給電壓的功能。這將減少90%的耗電量(每個(gè)iW7032的耗電量可降低2～5W)，最大限度地降低熱量生成，使單顆iWatt IC驅(qū)動(dòng)多列LED成為可能。另外，iW7032使用高電壓支持(高達(dá)56V)，如此可節(jié)省MOSFET所需的附加保護(hù)電路的成本。
值得強(qiáng)調(diào)的是，上述提到iWatt直下式驅(qū)動(dòng)IC功耗可減少90%此一特點(diǎn)，對(duì)LED背光TV的發(fā)展具有很大的意義，尤其是直下式背光的耗電比側(cè)光式為高。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)說(shuō)，如何降低背光的功耗最受到關(guān)注，因?yàn)楸彻庠词亲畲蟮哪芰肯恼撸档土吮彻獾墓?，也就大大降低了整機(jī)的功耗。這其中的技術(shù)包括改善背光源的驅(qū)動(dòng)電路，改善LED的發(fā)光效率，開(kāi)發(fā)新的LED種類(lèi)等。根據(jù)澳大利亞Digital CEnergy機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2012年LCD TV的總用電量會(huì)超過(guò)200萬(wàn)兆瓦，并在2020年增加到1,200萬(wàn)兆瓦，相當(dāng)于2008年的10倍，顯而易見(jiàn)，近年來(lái)LCD TV的快速發(fā)展與普及帶來(lái)了不可忽視的能耗問(wèn)題。
現(xiàn)在CRT TV已逐漸被LCD TV取代，同時(shí)，家庭購(gòu)買(mǎi)數(shù)量也在穩(wěn)步增長(zhǎng)，如今美國(guó)平均每個(gè)家庭擁有2.4臺(tái)LCD TV，遠(yuǎn)大于1990年每個(gè)家庭擁有1臺(tái)CRT電視的平均數(shù)。因此，雖然每臺(tái)LCD TV的耗電量在逐年下降，其普及率的提高卻逐年增加每個(gè)家庭的TV耗電總量，在家用電器中，LCD TV電視已成為緊隨電冰箱之后的主要耗電電器。由此可知，LCD TV耗電勢(shì)必會(huì)受到日益嚴(yán)苛的檢視，因此直下式若要進(jìn)一步普及，其功耗就必需能和側(cè)光式匹敵。
針對(duì)LED背光市場(chǎng)，Microsemi也于日前推出新一代LED背光控制芯片整合方案--LX24132 32埠LED背光控制器和LX23108L 8端口LED驅(qū)動(dòng)器，可為直下式和側(cè)光式LED TV背光應(yīng)用提供能符合各種不同尺寸需求的方案，且能同時(shí)支持白色LED和彩色RGB LED的設(shè)計(jì)要求。Microsemi模擬混合信號(hào)銷(xiāo)售主任Tom Kapucija指出，多年來(lái)，用戶(hù)一直在許多不同種類(lèi)的主流應(yīng)用領(lǐng)域中使用Microsemi的產(chǎn)品，其CCFL背光技術(shù)方案已得到市場(chǎng)的充分證實(shí)，如今Microsemi更進(jìn)一步提供LED背光解決方案。
再者，Linear也于日前推出具48個(gè)獨(dú)立通道的脈沖寬度調(diào)制(PWM)發(fā)生器 LT8500。每個(gè)通道都有一個(gè)單獨(dú)的可調(diào)12位(4096個(gè)步進(jìn))PWM寄存器和一個(gè)6位(64個(gè)步進(jìn))±50%的校正寄存器。所有控制都可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的TTL / CMOS 50MHz串行數(shù)據(jù)接口程序設(shè)計(jì)。LT8500可用在諸如LED 控制以及工業(yè)和機(jī)器人應(yīng)用等多種 PWM 密集型應(yīng)用。例如，LT8500可與3個(gè) LT3595A 16信道LED驅(qū)動(dòng)器一起使用，以提供48個(gè)獨(dú)立調(diào)光的LED串，從而為大型LCD顯示器實(shí)現(xiàn)可局部調(diào)光的LED背光照明。校正寄存器允許匹配每個(gè) LED 串的光輸出。 LT8500在3V至5.5V的輸入范圍內(nèi)工作，從而使該器件能采用多種標(biāo)準(zhǔn)電源總線工作。就 LED應(yīng)用而言，每個(gè)通道都有單獨(dú)的6位點(diǎn)校正電流調(diào)節(jié)和12位灰度等級(jí) PWM 調(diào)光。
整體而言，誠(chéng)如奧地利微電子Markus Luidolt觀察所言，LED電視中的直下式照明架構(gòu)對(duì)全球所有電視制造商來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)非常重要的話題，不僅韓系3D電視制造商，日本、臺(tái)灣的原始設(shè)備制造商(OEM)及所有主要的中國(guó)電視制造商都在研發(fā)直下式背光電視。這是一個(gè)十分有趣的趨勢(shì)，因?yàn)樵?010年，有關(guān)直下式背光電視的活動(dòng)均緩慢下來(lái)，但現(xiàn)在我們看到幾乎每一家電視制造商都計(jì)劃在旗下的高端電視中采用這種技術(shù)，由于直下式背光電視可提供絕佳的對(duì)比度，因此，我們預(yù)見(jiàn)在未來(lái)數(shù)年，直下式背光架構(gòu)將成為大尺寸高端電視的必然選擇。
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