有源矩阵液晶显示器(AMLCD)逐渐深受广大的消费者欢迎。以通常家庭来说，屋内卧室的大屏幕电视机好多都已改用液晶显示的一种。电视机的画面素养要求极为严格，但是售价也要大众化，因而要满足消费者的要求并不容易。借助有源矩阵液晶显示器生产平面显示电视机的厂商必须设法提升画面清晰度及色调的靓丽程度，并增加其售价，才可望进一步扩大市场占有率。
厂商倘若改建液晶显示器的生产线，改为生产电视机，便要克服显示技术上的几个问题。首先，较大的屏幕及格式上的不同是必须解决的问题。大部份电脑笔记本都采用14英吋的XGA格式(象素)，而大部份台式机液晶显示监视器都采用17英吋的SXGA格式()。大屏幕液晶显示电视机的入门级产品都不大于30英吋，并且都采用宽屏幕的XGAPlus格式()。40英吋或以上的大屏幕液晶显示电视机都采用真正的高帧率电视(HDTV)格式()，并且是市场上的低端产品。若以每一帧所需的数据为基准作比较，高帧率电视格式所需的数据比宽屏幕的XGAPlus格式多2.5倍以上。
因为越来越多液晶显示器采用XGA及SXGA的格式，因而厂商必须进一步增加产品的帧率及降低电磁干扰，差分讯号传输技术及数据传输线路设计便成为这方面的主流解决方案。根据传输线路的理论，讯号路径应视为电波导向，而非仅仅线路连系。这样可确保讯号在传送时仍能保存其波形。新技术面世以后，数字象素数据便可直接传送至每一列驱动器，而传送速率极快，使所有象素数据可以在1/60秒的典型帧时间内写入列驱动器内。
输入电视机的讯号必须具备高度的完整性，这个要求与电脑系统显示器及通常的监视器无异。但大屏幕电视机对讯号有更多新的要求，这是电脑系统显示器及普通监视器的讯号传输技术所难以一一满足的。不仅必须才能支持大屏幕之外，新的讯号传输技术还要满足其他的要求。因为电视机的屏幕较大，视频讯号的传输距离也必然较长，因而由阻抗不匹配而形成的假像及差拍也会较多。据悉，电视机列电路板的厚度通常都与屏幕的长度相同，但当电视机的屏幕达到30英吋左右，列电路板便必须一分为二，由于彩印电路板受生产工艺所限，大小有一定的极限，电路板一分为二会令讯号路径出现较多联接点，大大降低讯号出现错误的机会，也令讯号路径设计显得更为复杂，起初希望尽量减短电路以节约空间的心愿也就落空。但问题原先还不止此，照目前的发展趋势恐怕，画面的刷新频度会逐步提升至90-120赫兹(Hertz)，以免有源矩阵液晶显示器由于必须执行扫描及保持功能而令动作画面出现模糊化的现象。
高清晰度电视机不仅对讯号完整性有上述的严格要求外，每一象素的灰度级也比笔记本监视器多。液晶显示电视机必须采用30位的象素(红绿蓝四色各有10位的灰度)，而并非笔记本监视器普遍采用的24位象素。液晶显示电视机必须采用30位的象素，才可确保在色温梯度较浅的情况下，比如显示黄昏的天空或皑皑的大海时，图象不会出现轮廓边线。我们若根据空间梯度将色温量化，便会形成一条显著而突兀的腰线。因为电视机通常都采用光暗对比较为强烈的设计，因而这些瑕疵在电视上便更为显著。
提高灰度、色彩及光暗对比等效果尚且有其必要，这是不言而喻的，但除此之外，图象提高处理技术也可通过色温调节功能，确保图象的准确度高达30位。液晶显示器难以充分显示黑暗环境的光暗对比度，由于显示器难以将每一象素内的光阀全部关掉。换言之，光阀出现泄露。目前这一代的高档液晶显示电视机都采用先进的光暗对比技术，因而光暗对比度接近1000:1，但传统液晶显示电视机的光暗对比度只有高档产品的一半左右。图象处理技术出现以后，这个情况获得急剧的改善。这些图象处理技术可以逐格考量图象帧，以及扩大主要的色温范围，使色温范围较小(即光暗对比较小)的图象可以通过调节降低其灰度级，以提高灰度疗效。
对于电视机来说，我们这一代消费者最注重的是电视机的色调疗效。若将不同品牌的电视机放到一起加以比较，大部份消费者都以色调是否斑烂作为她们的购买指标。基于这个缘由，业界仍然在努力研究怎样将图象的不同颜色准确套入某些液晶显示屏幕的彩色空间。色调的套入通过图象的映射完成，整个映射过程将图象转为适当的流明及浊度空间，而在处理过程中图象的个别颜色会被突出，其他颜色则会淡化。经过这样的处理过后，红绿蓝四色的精确度比原先图象的浊度更为精确，因而电视机必须采用10位灰度(30位象素)，才可恰当处理及改善图象，以免出现一段段截断的假像。
通常的消费者似乎会倍感有点意外，液晶显示器的速率居然未能跟得上视频系统。她们不晓得笔记本监视器等应用可以容忍较慢的象素响应时间。但电视广播的要求则完全不同。每一帧--若以隔行扫描为例来说，则每半个帧--的数据必须在1/60秒或1/50秒之内全部捕捉过来。以动作图象来说，电视画面比每一格电影更为细致。据悉，播放电视图像的帧速率比影片院播放每格胶卷的速率快。电视的播放速率这么高，充分显示电视机须要具备较快的响应时间。对于高帧率电视机来说，响应时间尤其具有举足轻重的作用。但对于其他视频系统来说，响应时间的快慢并不这么重要。
基于以上的缘由，液晶显示电视机必须加设响应时间补偿(RTC)过驱动电路模块，便于为液晶显示器的较慢光学响应提供补偿。这个响应时间补偿电路模块设于定时控制器(TCON)之内，负责截取数字视频流，之后将每一象素的前一个灰度指令与最新的灰度指令加以比较，再从查阅表(LUT)选购另一个已预设的灰度级。这个预先写入查阅表的替用灰度值是通过实验选购下来的，便于在帧尾段将色温提高至目标值。若新的灰度级比前一级更深色，系统便会发出指令，要求先提供一个更深色的灰度级。若新的灰度级较淡色，系统便会先发出一个远比这个灰度级白色的指令。
液晶显示器及电脑系统监视器所采用的结构及技术根本没法满足液晶显示电视机的严格要求(参看图1)。多站式差分总线结构借助不同的传输线将数字视频数据传送至列驱动器，但这样的结构无法应付液晶显示电视机的艰巨工作量。诸如，传送讯号时，讯号波形必须保持完美，便于电视机才能以更高速率传送数据。但因为讯号的传送线路较长，加上电视机的屏幕更大，采用的列驱动器站也就更多，因而数据传输速度便很难满足要求。为了解决这种问题，有些公司正在研制级联式结构的技术。这些结构的优点是借助传统的总线联接列驱动器的一端，数据经过缓冲以后，再转赠到下一个列驱动器。传统的总线只要采用这个结构，便可支持点至点的传送方法，其优点是讯号素养有更高的保证，但缺点是要添加更多列驱动器输入/输出端及相关电路。借助级联方法将总线结构重新整修似乎可以改善讯号完整性，但始终未能满足其他的要求，比如提供更精确的灰度，增强光暗对比度，改善色调管理，以及添加其他更先进的功能。[page]
图1：典型液晶显示器模块的主要功能块设有多站式差分总线，可以通过不同的传输线将数字视频数据传送至列驱动器。这样的结构只适用于通常的监视器及电脑系统显示器，但无法应付液晶显示电视机的艰巨工作量。
首先要强调的一点是，对于采用内阻串数字/模拟转换器(RDAC)及列驱动器的传统结构来说，要在符合成本效益的基础上提供每一颜色10位的灰度是一个很繁重的挑战。仍然以来，只有电脑系统显示器及通常的监视器才采用RDAC结构设计。这个结构的优点是，数字灰度级的数据会通过差分传输线总线传送至列驱动器。列驱动器会通过映射将有关数值传送至串行内阻串上的其中一个电流节点。依据列驱动器的原有设计，每一节点的电流都设定在某一指定的水平，并确保这一设定的电流可以将液晶显示器的色温调节至可与某一灰度级相匹配的水平。换言之，RDAC不但负责执行数字/模拟转换功能，并且还负责执行反伽马转换功能，而前者可通过映射确保液晶显示器所获得的供电电流能配合每一灰度级所要求的显示器色温。
RDAC可以在64灰度级(6位)的环境下迅速执行这两个功能。但以256灰度级(8位)的系统来说，因为降低了灰度级，因而列驱动器必须将256个电流的两个电极分别由芯片的一端传送至另一端，加上每一输出端都须要设有电路，便于进行解调以及从中选购一个合适的电流，因而列驱动器的裸片面积会占去整体裸片面积的大部份。若灰度级增至1024(10位)，并假定其他条件不变，所占用的裸片面积实在太大，令整个设计未能发挥应有的作用。
新加坡国家半导体的设计取向与采用RDAC的传统设计大不相同。我们成功开发一款采用线性循环数字/模拟转换器的列驱动器。因为这个数字/模拟转换器的裸片面积较小，每一输出端都可装设两个相同的数字/模拟转换器，每一电极各有一个。当其中一个数字/模拟转换器正在不停转换输入的数据以供下一条影线使用时，另一个数字/模拟转换器已借助刚在上一条影线已转变的电流驱动目前这条影线。这个数字/模拟转换器的主要特征是能否通过灵活调节功能增强位的准确度。若要提升区分度，只需提升同一数字/模拟转换器电路的操作周期便可，而无需加强裸片面积。因为我们采用这些结构，因而才能在极具成本效益的基础上借助较细小的裸片提供10位的灰度级。典型的10位点至点差分讯号传输(PPDS)列驱动器的裸片容积不但比典型的8位RDAC列驱动器小，但是小一半以上。
这个设计取向的另一优点是数字/模拟转换器的转换电路不再负责执行反伽马功能。换言之，每一列驱动器输出端都可将数字电流值直接转为模拟电流值。设于上游的定时控制器(TCON)则负责将数字灰度级转为数字电流。换言之，定时控制器内的查阅表负责执行反伽马功能电脑显示器改电视机，这个设计具有较大的灵活性，使每一灰度级可以通过映射配合平面液晶显示器的色温。事实上，定时控制器可为每一颜色分别提供不同的查阅表，甚至可以实时更新有关图表，便于才能就不同图象源、对比提高、颜色管理、以至气温转变做出相适应的调节。
列驱动器结构是整个点至点差分讯号传输(PPDS)(参看图2)结构的其中一部份。顾名思义，点至点差分讯号传输并不是多站式总线电脑显示器改电视机，而是由多条独立的点至点链路组成的线路系统，可为每一列驱动器提供一条通道。这条通道可以传送列驱动器的控制数据及数字电流数据，而列驱动器会将这种数字电流数据转为模拟电流数据。传统的总线结构采用脉冲串模式将数据传送到列驱动器，并且在同一时间内只有一个列驱动器才能接收数据，由于总线是共用的。若采用PPDS结构，所有列驱动器都可同时接收数据。因而虽然只有一条差分通道为每一列驱动器提供数据，但这条通道在整个时段内都可使用。为此这两个系统的时钟频度有很大差距。[page]
图2：全新点至点差分讯号传输(PPDS)结构是一个由多条独立的点至点链路组成的线路系统，与传统的多站式总线完全不同。每一通道都可传送列驱动器的控制数据及数字电流数据，而列驱动器负责将这种数字电流数据转为模拟电流数据。
PPDS系统的其中一个重要特征是，可以通过逐行送往每一列驱动器的打包标题分别控制每一列驱动器。这个结构必须采用这些嵌入式的控制方法，由于只有这样，列驱动器与定时控制器才可以无需相互传送某些的专用讯号，有助缩小系统容积及节约成本。因为系统可以灵活控制列驱动器，因而才能执行非常的波形控制功能。要驱动大屏幕电视机，便必须控制驱动平面显示器的波形，便于达致最佳的讯号传播疗效以及提升象素充电率。
因为定时控制器就能分别提供各自独立的红绿蓝伽马查阅表，因而可以准确校准每一灰度级的照度。因为红绿蓝伽马查阅表都各自独立，让每一颜色都可获得独立的伽马校准，因而可为所有灰度级提供固定的亮度，但是更可将这些技术的应用范围扩大至高效能系统。因为定时控制器可以直接步入伽马查阅表进行存取，因而可以灵活因应不同内容实时调节伽马校准功能，调节的幅度大少则由定时控制器内的图象处理单元决定。新一代的配置相信可以在显示器的不同窗口内提供不同的伽马传送功能(参看图3)。笔记本操作系统可为定时控制器提供窗口边界座标，之后命令定时控制器按照要写入的不同显示区选择不同的伽马查阅表。
图3：因为PPDS结构的伽马查阅表设于定时控制器之内，因而画中画窗口可以进行不同的伽马映射，使每一图象可以发挥奇特的色调疗效。
生产大屏幕电视机的厂商都希望才能生产疗效抗衡影院的产品。若要确保画面疗效可以比肩影院，灰度级是否准确以及色调管理是否建立都是胜败的关键。由输入到输出的整个显示过程之中，PPDS结构都可支持30位的全彩色精确度。因为具有这样的精确度，再加上独立伽马查阅表所提供的多种功能，因而图象处理的疗效可以获得急剧提高，使多姿多采的画面可以呈现在听众的眼前。据悉，因为图象的色调及光暗对比度获得提高，因而图象的灰度级更为准确。因为各自独立的伽马查阅表各有自己的设定，因而可以直接控制图象疗效，无需借助色调提高或其他方式达到每一象素要求的照度。
对于监视器及电脑系统显示器来说，液晶显示器模块只饰演一个极为高调的角色，比如接收灰度级指令，之后为平面显示器提供控制讯号，便于形成所要求的灰度级。电视机的要求则不同，平面显示技术要兼具画面疗效今日刚开一秒传奇，比如提高彩色深度，改善色调平衡，提高动态对比，提供响应时间补偿以及色控温制。因为PPDS结构可以支持这种创新的技术，因而液晶显示电视机毫无疑惑会成为消费者的至爱，液晶显示技术的前景可说一片耀眼。
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