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娛樂用筆記型電腦的技術需求

作者:  时间:2008-11-27 13:54  来源:52RD硬件研发

LCD面板在各大面板廠持續擴產與研發新技術之下,筆記型電腦面板價格已經較能符合消費者的要求,相對於其他應用的LCD面板而言,筆記型電腦面板的客製化程度更高,針對不同應用與規格需求的筆記型電腦,必須有不同的面板來搭配。薄型DVD光碟機的低價化與數位電視的即將開播,造就了筆記型電腦從傳統『行動資訊電腦』的功能往『行動娛樂電腦』的功能邁進,本文將探討娛樂筆記型電腦趨勢下的面板需求。筆記型電腦面板走向寬螢幕
筆記型電腦面板於今年開始正式走向寬螢幕的時代,數位電視的風潮與薄行DVD光碟機低價化是很重要的原因,由於使用筆記型電腦來觀看各項數位內容愈來愈方便,也造就了筆記型電腦跟上數位內容朝向寬螢幕化的潮流。一般而言,與高畫質內容有關的節目多半會採取寬螢幕比例的錄製方式,為了避免因為收看螢幕的比例與錄製節目內容比例不同,比例轉換間的畫質減損,選用寬螢幕的顯示器是最佳選擇。

DVD錄製的影片格式支援16:9的顯示比例,而HDTV的電視信號也支持16:9的寬螢幕顯示,加上PCMCIA組織於2004年推動Express Card將USB2.0的480Mbps傳輸速率,大幅向上提高到5Gbps,更有利於USB介面的電視卡盛行,歐盟為了推動數位電視的推行,也取消了NB內建電視卡的關稅,整體環境有利於筆記型電腦走向高畫質影片(DVD、HDTV)的收視,加上原本既有的3D遊戲需求,NB面板的高畫質顯示需求與日益重要。

由inSpectrum的統計數字來看(圖一),原本為NB面板主流的15”傳統螢幕面板,以往始終佔有超過35%的整體NB面板市佔率,如今隨著娛樂筆記電腦的盛行,交出了主流筆記型電腦面板霸主的地位,由15.4”W(16:10)寬螢幕順勢接棒,15.4”W寬螢幕的銷售比重由年初約25%的銷售市佔率,大幅向上攀高到2005年10月已超過15.4”W寬螢幕筆記型電腦,成為筆記型電腦的主流面板尺寸,15.4”W寬螢幕筆記型電腦面板到年底已經有超過35%的市佔率。
 

Source:inSpectrum,作者整理;2006/1

圖一 2005年15”,15.4”W NB面板出貨比重

 

除了實際需求帶動的因素之外,由生產端來看,面板生產廠商更樂於生產寬螢幕NB電腦面板,因為可以達到更好的經濟切割率,以四代LCD生產線來說,標準4:3LCD面板只能分別切出六片14.1吋和六片15吋NB面板,但是若以寬螢幕NB面板來看,卻可以分別切割出八片14.1”W和八片15.4”W的NB面板;若以五代LCD生產線來看,14.1吋和15吋NB面板約可以切割出15~16片,若換成寬螢幕NB面板,可以切割出18片15.4”W寬螢幕面板與18~20片不等的寬螢幕NB面板,寬螢幕面板明顯提高了切割效率。

目前寬螢幕NB面板的報價仍然略高於傳統螢幕NB面板的報價,主因是配合寬螢幕NB面板的相關零組件如驅動IC、彩色濾光片等等尚未以寬螢幕為主要生產對象,隨著寬螢幕NB面板已經在2005年比成為NB面板的主流,預期寬螢幕NB面板的報價將會低於傳統NB面板,15.4W與14.1W的NB面板將有機會在2006年第一季低於15”與14”的NB面板售價。

筆記型電腦面板走向輕量化
筆記型電腦不斷地朝輕量化發展,除了外殼機構改採鎂鋁合金或塑鋼材質外,面板部分也是一個可以著墨的重點,若以用於NB面板應用的玻璃基板而言,若是能夠採用新開發的玻璃基板,不僅僅每片玻璃厚度將會由0.5mm降低至0.3mm(上下兩片玻璃基板合計減少0.4mm厚度),重量上也會大幅降低,以14.1”NB面板為例,重量將會由400g左右的重量降至約320g的重量,降低了約20%的面板重量。

厚度上的降低,另一種可以採行的方式是採用LED為背光源,來取代體積與耗電量皆較大的CCFL(冷陰極管)背光源,SONY於2005年發表了一款應用LED為背光源的NB,應用於12”NB產品,其面板厚度降低為原來CCFL厚度的三分之一,若以12”NB必須使用36顆的白光LED來計算成本的話,LED的背光解決方案約為180元,僅高出CCFL解決方案約30元,若未來大量採用白光LED為背光源的話,成本可望進一步壓縮。 筆記型電腦面板的廣視角要求
娛樂用筆記型電腦的應用,衍生出多人同時觀看NB螢幕上內容的需求,傳統上NB面板的設計是以個人應用為主,對於可視角度的要求較鬆,約為上下左右各40度視角,即可滿足基本應用,而多人觀看的娛樂用筆記型電腦面板至少需達到上下左右各80度的視角的基本要求。

TN型面板目前能廣泛用於筆記型電腦上,TN型面板的主要缺點是視角不夠廣,當由螢幕的上方往下看時(上視角),會產生泛白漏光的現象,由螢幕下方往上看時(下視角),又會產生灰階反轉的現象。若要解決TN型面板的視角過小問題,可以採取貼附薄膜(Film)的方式,在LCD面板的上、下兩層玻璃各貼上一片視角補償膜來解決畫面泛白的問題,也就是解決上視角的問題,由於筆記型電腦由下往上看的機會較少,儘管下視角的灰階反轉問題未能藉由補償膜來解決,TN型面板加上補償膜仍是一種價廉的廣視角解決方案。

IPS(In Plane Switching)技術是由Hitachi所提出的,最大的特點就是液晶分子的方向是和玻璃面板平行的,迥異於其他液晶面板的液晶分子排列方式,由於IPS技術平行於液晶面板的排列方式,由畫面各方向看到的液晶分子方向皆相同,IPS技術的上下左右各方向的可視角度都大幅下上提昇,理論上可達170度,另外IPS技術也使得透光率較其他技術高出30%之多。

MVA(Multi-Domain Vertically Alligned)技術是由Fujitsu公司所提出的,MVA技術和IPS技術的精神很像,也是將液晶分子排列整齊成同一方向,只不過MVA技術是將液晶分子排列成垂直液晶面板的方向,透過這種方式,可以達到上下左右看到相同角度的液晶分子方向,也因而提高了可視角度,MVA技術可以達到廣視角並且解決灰階反轉的問題,然而卻在45度視角時會有視角問題,奇美電子新一代的Super MVA技術可以解決這方面的問題。

儘管IPS、MVA相關技術都能將LCD面板的可視角度大幅提高,在較大視角時仍然會存在著對比度大幅下降的缺點,奇美電子開發的VAextreme技術可以改善這種問題,在直視畫面時的畫面對比度為1000:1的LCD面板,在大角度的觀看角度(如左右85度),仍然可以維持大於100:1的對比度。 筆記型電腦面板的高亮度需求
娛樂用的筆記型電腦多半要求螢幕具有色彩鮮豔、亮麗的特質,好表現出放高畫質影片或執行3D遊戲時的畫質要求,由於筆記型電腦是隨身攜帶的裝置,對於耗電量的使用是一個重要的考量,若是能有高的亮度與電源轉換效率會是較佳的筆記型電腦面板的選擇。3M Vikuiti BEF(Brightness Enhancement Film)光學增亮膜是厚度僅為125um的光學級PET薄膜,利用特殊的技術製成類似稜鏡的結構,來提昇光線的使用效率與無效光線的回收,不僅提高背光模組的整體輝度與亮度均勻度,同時發揮延長電池壽命的作用。

相異於BEF將無效的光線吸收以免干擾正常光線的運作,若能將無效的光線將其透過反射導入有用的光線分向,更能提高光線的利用率,基於這樣的原理,3M運用多層膜技術,將近千層具特殊折射率特性的高分子材料製成一張厚度僅132um的光學薄膜,稱為Vikuiti DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)。此一光學薄膜的特性在於具有傳統偏光片之偏光效果,但卻可將非穿透方向之偏極光有效反射回背光模組,由於模組中之反射片具有擴散(Diffusion)與擾亂(Scrambling)效應,故可將原非穿透方向偏極光部分轉為穿透方向偏極光,進而通過下偏光片。透過DBEF的反覆導引光線作用之後,原本應該被吸收掉的光線都重新導入可利用的有效光行進方向,由於可利用的光線來源增多,背光模組亮度可以往上提升60%的亮度,若再配合BEF增亮膜,理論上可讓模組達到160%的增亮效果,對於亮度提昇上有很顯著的作用。 筆記型電腦面板的省電需求
筆記型電腦的省電是一個必須持續改進的重大議題,以往NB面板所耗用的電量約佔了整體NB耗電量的三分之一,若要節省NB的整體耗電量,由NB面板的省電考量是一個重點。除了前述採用LED背光源來取代CCFL,以節省電能消耗之外,採用光學增亮膜BEF與DBEF也是一個有效的作法,藉由光源使用效率增加,來減少多餘的電能消耗。CPU大廠英特爾亦著眼於NB的省電議題,英特爾開發了所謂的螢幕電力節省技術,將數位照片或圖形的畫素開得較寬,讓更多的光線進入而讓影像看起來偏白,此時就可以將NB面板的背光亮度調弱,來達到較低電源供給下的相同視覺效果。 結語與展望
筆記型電腦是LCD面板最早的主要應用領域,隨著製造技術的進步,LCD面板的應用領域也逐漸跨入PC 監視器與TV的應用領域,當然種類繁多的消費電子產品與新興的車用面板亦不容小覷。由於產品應用的多元化,今日面板的生產與設計角度以不可以全然用以往的衝刺產量,達到規模經濟來看待,多元化的產品應用使的LCD面板產業開始走向範疇經濟,追求各項產品的最佳組合,來克服景氣的變動。若不計種類繁多,但出貨金額僅佔極小的小尺寸面板,在大尺寸面板(10”以上)應用中,NB面板是客製化程度最高的產品,相較於LCD監視器面板的標準化規格與大尺寸TV的高畫質要求,NB面板有著更細膩的要求,以娛樂用的筆記型電腦來說,目前看來,尺寸上走向寬螢幕、體積與重量上朝輕量化發展、螢幕畫面的廣視角要求、螢幕光源應用朝高亮度發展與省電議題都將是娛樂用NB的主要技術發展方向

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