如何將液晶顯示器改為電視機
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| 有源矩陣液晶顯示器 (amlcd) 漸漸受到廣大的消費者歡迎。以一般家庭來(lái)說(shuō)，家中客廳的大屏幕電視機很多都已改用液晶顯示的一種。電視機的畫(huà)面素質(zhì)要求極為嚴格，而且售價(jià)也要大眾化，因此要滿(mǎn)足消費者的要求并不容易。利用有源矩陣液晶顯示器生產(chǎn)平面顯示電視機的廠(chǎng)商必須設法提高畫(huà)面清晰度及色彩的亮麗程度，并降低其售價(jià)，才可望進(jìn)一步擴大市場(chǎng)占有率。 廠(chǎng)商若想改造液晶顯示器的生產(chǎn)線(xiàn)，改為生產(chǎn)電視機，便要克服顯示技術(shù)上的幾個(gè)問(wèn)題。首先，較大的屏幕及格式上的不同是必須解決的問(wèn)題。大部分筆記本電腦都采用 14 英吋的 xga 格式 (1024x768 像素)，而大部分臺式機液晶顯示監視器都采用 17 英吋的 sxga 格式 (1280x1024)。大屏幕液晶顯示電視機的入門(mén)級產(chǎn)品都不小于 30 英吋，而且都采用寬屏幕的 xga plus 格式 (1366x768)。40 英吋或以上的大屏幕液晶顯示電視機都采用真正的高畫(huà)質(zhì)電視 (hdtv) 格式 (1920x1080)，而且是市場(chǎng)上的高端產(chǎn)品。若以每一幀所需的數據為基準作比較，高畫(huà)質(zhì)電視格式所需的數據比寬屏幕的 xga plus 格式多 2.5 倍以上。 由于越來(lái)越多液晶顯示器采用 xga 及 sxga 的格式，因此廠(chǎng)商必須進(jìn)一步降低產(chǎn)品的功耗及減少電磁干擾，差分信號傳輸技術(shù)及數據傳輸線(xiàn)路設計便成為這方面的主流解決方案。按照傳輸線(xiàn)路的理論，信號路徑應視為電波導向，而非僅僅線(xiàn)路連系。這樣可確保信號在傳送時(shí)仍能保存其波形。新技術(shù)面世之后，數字像素數據便可直接傳送至每一列驅動(dòng)器，而傳送速度極快，使所有像素數據可以在 1/60 秒的典型幀時(shí)間內寫(xiě)入列驅動(dòng)器內。 輸入電視機的信號必須具備高度的完整性，這個(gè)要求與筆記本系統顯示器及一般的監視器無(wú)異。但大屏幕電視機對信號有更多新的要求，這是筆記本系統顯示器及普通監視器的信號傳輸技術(shù)所無(wú)法一一滿(mǎn)足的。除了必須能夠支持大屏幕之外，新的信號傳輸技術(shù)還要滿(mǎn)足其他的要求。由于電視機的屏幕較大，視頻信號的傳輸距離也必然較長(cháng)，因此由阻抗不匹配而產(chǎn)生的假像及差拍也會(huì )較多。此外，電視機列電路板的長(cháng)度一般都與屏幕的寬度相同，但當電視機的屏幕達到 30 英吋左右，列電路板便必須一分為二，因為印刷電路板受生產(chǎn)工藝所限，大小有一定的極限，電路板一分為二會(huì )令信號路徑出現較多連接點(diǎn)，大大增加信號出現錯誤的機會(huì )，也令信號路徑設計變得更為復雜，原本希望盡量縮短電路以節省空間的愿望也就落空。但問(wèn)題原來(lái)還不止此，照目前的發(fā)展趨勢估計，畫(huà)面的刷新頻率會(huì )逐漸提高至 90-120 赫茲 (hertz)，以免有源矩陣液晶顯示器因為必須執行掃描及保持功能而令動(dòng)作畫(huà)面出現模糊化的現象。 高清晰度電視機除了對信號完整性有上述的嚴格要求外，每一像素的灰度級也比電腦監視器多。液晶顯示電視機必須采用 30 位的像素 (紅綠藍三色各有 10 位的灰度)，而并非電腦監視器普遍采用的 24 位像素。液晶顯示電視機必須采用 30 位的像素，才可確保在亮度梯度較淺的情況下，例如顯示黃昏的天空或茫茫的大海時(shí)，圖像不會(huì )出現輪廓邊線(xiàn)。我們若按照空間梯度將亮度量化，便會(huì )產(chǎn)生一條明顯而突兀的線(xiàn)條。由于電視機一般都采用光暗對比較為強烈的設計，因此這種瑕疵在電視上便更為明顯。 增強灰度、色彩及光暗對比等效果固然有其必要，這是不言而喻的，但除此之外，圖像增強處理技術(shù)也可通過(guò)亮度調節功能，確保圖像的準確度高達 30 位。液晶顯示器無(wú)法充分顯示黑暗環(huán)境的光暗對比度，因為顯示器無(wú)法將每一像素內的光閥全部關(guān)閉。換言之，光閥出現泄漏。目前這一代的高端液晶顯示電視機都采用先進(jìn)的光暗對比技術(shù)，因此光暗對比度接近 1000:1，但傳統液晶顯示電視機的光暗對比度只有高端產(chǎn)品的一半左右。圖像處理技術(shù)出現之后，這個(gè)情況獲得大幅的改善。這種圖像處理技術(shù)可以逐格審視圖像幀，以及擴大主要的亮度范圍，使亮度范圍較小 (即光暗對比較小) 的圖像可以通過(guò)調節增加其灰度級，以增強灰度效果。 對于電視機來(lái)說(shuō)，我們這一代消費者最重視的是電視機的色彩效果。若將不同品牌的電視機放在一起加以比較，大部分消費者都以色彩是否斑爛作為他們的選購指標?；谶@個(gè)原因，業(yè)界一直在努力研究如何將圖像的不同顏色準確套入個(gè)別液晶顯示屏幕的彩色空間。色彩的套入通過(guò)圖像的映射完成，整個(gè)映射過(guò)程將圖像轉為適當的流明及色度空間，而在處理過(guò)程中圖像的某些顏色會(huì )被突出，其他顏色則會(huì )淡化。經(jīng)過(guò)這樣的處理之后，紅綠藍三色的精確度比原本圖像的色度更為精確，因此電視機必須采用 10 位灰度 (30 位像素)，才可恰當處理及改善圖像，以免出現一段段截斷的假像。 一般的消費者也許會(huì )感到有點(diǎn)意外，液晶顯示器的速度竟然無(wú)法跟得上視頻系統。他們不知道電腦監視器等應用可以容忍較慢的像素響應時(shí)間。但電視廣播的要求則完全不同。每一幀 -- 若以隔行掃描為例來(lái)說(shuō)，則每半個(gè)幀 -- 的數據必須在 1/60 秒或 1/50 秒之內全部捕捉過(guò)來(lái)。以動(dòng)作圖像來(lái)說(shuō)，電視畫(huà)面比每一格影片更為細致。此外，播放電視圖像的幀速率比電影院播放每格膠片的速度快。電視的播放速度如此高，充分顯示電視機需要具備較快的響應時(shí)間。對于高畫(huà)質(zhì)電視機來(lái)說(shuō)，響應時(shí)間尤其具有舉足輕重的作用。但對于其他視頻系統來(lái)說(shuō)，響應時(shí)間的快慢并不那么重要。 基于以上的原因，液晶顯示電視機必須加設響應時(shí)間補償 (rtc) 過(guò)驅動(dòng)電路模塊，以便為液晶顯示器的較慢光學(xué)響應提供補償。這個(gè)響應時(shí)間補償電路模塊設于定時(shí)控制器 (tcon) 之內，負責截取數字視頻流，然后將每一像素的前一個(gè)灰度指令與最新的灰度指令加以比較，再從查閱表 (lut) 挑選另一個(gè)已預設的灰度級。這個(gè)預先寫(xiě)入查閱表的替用灰度值是通過(guò)實(shí)驗挑選出來(lái)的，以便在幀尾段將亮度提升至目標值。若新的灰度級比前一級更淺色，系統便會(huì )發(fā)出指令，要求先提供一個(gè)更淺色的灰度級。若新的灰度級較深色，系統便會(huì )先發(fā)出一個(gè)遠比這個(gè)灰度級深色的指令。 液晶顯示器及筆記本系統監視器所采用的結構及技術(shù)根本無(wú)法滿(mǎn)足液晶顯示電視機的嚴格要求 (參看圖1)。多站式差分總線(xiàn)結構利用不同的傳輸線(xiàn)將數字視頻數據傳送至列驅動(dòng)器，但這樣的結構難以應付液晶顯示電視機的繁重工作量。例如，傳送信號時(shí)，信號波形必須保持完美，以便電視機能夠以更高速度傳送數據。但由于信號的傳送線(xiàn)路較長(cháng)，加上電視機的屏幕更大，采用的列驅動(dòng)器站也就更多，因此數據傳輸速率便很難滿(mǎn)足要求。為了解決這些問(wèn)題，有些公司正在研發(fā)級聯(lián)式結構的技術(shù)。這種結構的優(yōu)點(diǎn)是利用傳統的總線(xiàn)連接列驅動(dòng)器的一端，數據經(jīng)過(guò)緩沖之后，再轉送到下一個(gè)列驅動(dòng)器。傳統的總線(xiàn)只要采用這個(gè)結構，便可支持點(diǎn)至點(diǎn)的傳送方式，其優(yōu)點(diǎn)是信號素質(zhì)有更高的保證，但缺點(diǎn)是要添加更多列驅動(dòng)器輸入/輸出端及相關(guān)電路。利用級聯(lián)方式將總線(xiàn)結構重新改造雖然可以改善信號完整性，但仍然無(wú)法滿(mǎn)足其他的要求，例如提供更精確的灰度，增強光暗對比度，改善色彩管理，以及添加其他更先進(jìn)的功能。  圖1：典型液晶顯示器模塊的主要功能塊設有多站式差分總線(xiàn)，可以通過(guò)不同的傳輸線(xiàn)將數字視頻數據傳送至列驅動(dòng)器。這樣的結構只適用于一般的監視器及筆記本系統顯示器，但難以應付液晶顯示電視機的繁重工作量。 |
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