就像Intel帶領筆記型電腦業界以LED背光技術取代冷陰極射線管一樣,在電視機產業位居領導地位數十年之久的Sony,也正在積極引領消費性電子產品製造商以LED背光技術取代大尺寸液晶電視中的CCFL。LED背光在色域範圍、使用壽命、高速閃爍發光等關鍵特性上相對於CCFL背光所具備的壓倒性優勢,更是讓Sony決心向LED背光邁進的主要原因。
LED背光讓液晶電視畫質更驚艷
LED背光之所以吸引眾多領導廠商投入研發,最主要的關鍵還是在於其色彩表現力強於CCFL背光源,可對顯示色彩數量不足的液晶技術起到很好的彌補作用,而且其長達10萬小時的元件壽命,也讓液晶電視以往最為消費者所詬病的使用壽命問題得到了很大的改善。除此之外,閃爍頻率可達20ns的特性,也可以大幅改善液晶電視的殘影問題。整體而言,採用LED背光技術,可以讓液晶電視的畫質獲得很大的改善。
「基於以上的理由,Sony認為以LED背光取代CCFL,即使目前還有技術成熟度與成本方面的疑慮,但整體而言已經是大勢所趨。Sony從2004年開始就在日本銷售第一款以LED作為背光的液晶電視,且過去幾年來一直持續推出採用LED背光源的新機型,也顯示Sony對於LED背光技術的前景是非常看好的。」日前應芝初總合之邀首次來台演講的Sony核心技術開發本部擔當部長柿沼孝一郎(Koichiro Kakinuma),接受本刊獨家專訪表示。
LED背光技術的挑戰
就像許多新型技術一樣,LED背光技術雖然擁有許多誘人的優點,但同時也存在著一些技術難點。大體上來說,LED的發光效率目前仍低於CCFL,而且系統的整體功耗也遠高於採用CCFL作為背光源的液晶電視。「不過,現在全球有大量的企業從事相關研究,LED發光效率提升相當快,幾乎可說每個月都有突破性的進展,相信離成熟僅是咫尺之遙。」柿沼孝一郎樂觀地說。
但在發光效率之外,柿沼孝一郎也指出一些其他的問題,像是用LED作為背光源存在白光的一致性問題,比起CCFL就是個劣勢,這也是Sony投入很多資源去改善的目標之一。除此之外,站在系統的觀點,與LED背光模組搭配的彩色濾光片也有重新設計開發的必要,畢竟LED與CCFL在發光波長方面有些不同之處,傳統針對CCFL所設計的彩色濾光片並不能完全發揮LED背光的性能。
除了這些技術上的困難之外,LED本身的品質與可靠度對於背光應用而言也是非常重要的。畢竟LED背光模組是以串聯的方式將眾多LED晶粒組合成一個Light Bar,只要其中的一個晶粒損壞故障,整個Light Bar就會報銷。
針對近年業界討論到LCD TV是否需要6色LED背光的課題,身為該技術的研發先驅,柿沼部長指出,理想上,相對於RGB 3原色分別添加CMY 3原色的6原色顯示色域的三角形,它會形成六角形,而且色域擴大。然而實際上6色的表達仍有其困難,它無法取出CMY的原色點,且構成一色必需6 Pixel,目前仍有技術上的困難。此外,相較於3色,6色的光穿透力更低,在一定畫面大小時,無法避免解析度會降低,而且分解6色的CF彩色濾光片製作上相當困難。由於6色LED背光有以上的優缺點,因此消費性商品短期內仍將以3色為主。
此外,散熱問題一直是業界致力改善的方向,對此,柿沼部長指出,成本是重要的考量,終極目標是不要有散熱的東西,根本之道是提高LED效率。SONY透過與LED協力廠商合作,確保LED的品質與可靠性,可望在短期內令色均勻與低耗電上達到理想成績。
符合xvYCC規範的重要性
目前,大多影像廣播內容的顏色範圍多考慮到CRT電視的色再現性,以sRGB(ITU-R BT.709)規格作為基礎。但是這有一些問題存在,因為即使市場上出現色表現能力比sRGB大範圍的顯示產品,就會因為這樣的限制使得影像廣播內容只能達到sRGB的範圍,那麼這些高階產品的色彩顯示特性就無法得以充分的發揮。
為了要打破這樣的狀況,日本電子情報產業協會(JEITA)的Color Management標準化團體,便提出色再現性範圍更寬廣的新一代色域標準「xvYCC」。xvYCC的特色是,在HDTV的條件下,因為要確保與sRGB的相容性,所以採用了ITU-R BT.709色域來規範更寬廣的色域空間,而能夠讓目前包括電視等影像輸出產品,都能夠即使接受到xvYCC規格的影像內容,也可無誤的依照sRGB色域定義顯示影片顏色。日本電子情報產業協會在2005年將xvYCC規格提交給了IEC。2006年1月17日IEC發佈xvYCC為國際色彩規格。這種新的規格可以定義所有肉眼能見的顏色,可說是今後所有顯示器的對應終極規格。
柿沼部長特別提醒台灣LED相關業界應關注符合xvYCC規範的重要性。目前日本已領先其他國家在消費電子設計上符合這個新規格,以Sony為例,包括數位相機、電視與錄放影機都已符合xvYCC色彩規格。
在2006年初,SONY便發表了全球第一部符合xvYCC規範的82英吋液晶電視,利用RGB三色LED作為背光光源,並且配合高階影像控制電路而完成的,達到HDTV的1920*1080像素高精細影像顯示能力。
對台灣LED業界的期待
台灣的LED產業在全球居於領先地位,因此在推動LED取代CCFL作為液晶電視背光源的趨勢上,肯定也會扮演重要的角色。柿沼部長認為,台灣的LED業界應該在發光效率、白光一致性、降低成本、提昇品質與可靠度這四大方向上努力提昇。