?

　　近年來平面顯示器產業蓬發展迅猛，顯示技術日新月異，液晶顯示器以量產規模而論，穩居平面顯示器技術主流地位，然而，其它顯示技術，諸如等離子、有機發光二極管，甚至是場發射式顯示器等，各自擁有優于LCD的特性，例如自發光、快速響應、高對比度、高色彩飽和度、可撓性等諸多優點，給LCD產業帶來不同程度的威脅。為保持LCD顯示技術現有的競爭優勢，各廠商已投入大量研發力量，力求提升傳統LCD的顯示效率和質量。

　　在LCD技術發展中，新型背光技術的作用日益顯著，對于LCD整體結構以及色彩表現的改善起到非常重要的作用。LED背光在LCD顯示中的應用比例在近年來大幅提升，其意義不僅僅局限于色域表現的提高，甚至有可能顛覆LCD的傳統結構，對于LCD產業未來的發展具有前瞻性的意義。RGB LED背光的應用，演繹出場序式色彩(Field Sequential Color，FSC)技術，部分廠商已經試制出無彩色濾光片的產品，可大幅度提高面板系統的電光轉換效能達到約40%，對于提升系統色域及飽和度、降低材料成本等，都有非常顯著的影響。

　　兩種不同的混色原理

　　在傳統彩色濾光片應用中，單一像素乃由三個子像素所構成，每個子像素由一顆場效晶體管(Field Effect Transistor，TFT)控制該子像素的電場強度，以決定通過該子像素的光強度;通過各子像素的光能量，再經由各子像素所對應的原色(紅色、綠色及藍色)濾光片調變，以得到各子像素所需的各原色光強度，最后再依靠視覺系統的作用，將各子像素的原色混合成該像素所欲表現的顏色。這樣必須使用白色背源模塊，如冷陰極熒光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或是LED光源。在混色原理上，各原色是以空間軸混色，空間軸上的混色意思是，人眼看到東西可以看出顏色，是靠空間軸上R、G、B三個子像素(sub-pixel)在小于人眼視角的范圍做出混色。

　　相對地，場序式技術則移除彩色濾光片(Color Filterless)，且各像素不需再分割出子像素，其色彩形成，必須依靠背光模塊中，三種原色光源依時序切換，搭配在各色光源顯示時間內，同步控制液晶像素穿透率，以調配各原色之相對光量，再由視覺系統對光刺激的殘留效應，以形成并察知該顏色。也就是將原本以空間軸混色改為以時間軸混色，就是讓R、G、B三色快速切換，若轉換時間短于人眼視覺所能分辨的時間，借助人眼的視覺殘留效應，就能產生混色效果。

　　免彩色濾光片技術益處多多

　　相對的，Color Filterless的作法，不使用彩色濾光片，讓R、G、B快速在人眼前變換，開口率大，光的使用效率幾乎沒有損失，一比較起來就突顯出Color Filterless的優勢。

　　無彩色濾光片之LCD在顯示效能上的最大增益，則在于大幅提升光利用效率，理論上可提升至傳統LCD的三倍。

　　傳統以CCFL做為背光源的液晶顯示器，當背光源提供8500nits的亮度時，經過各組件的損耗(最大損耗在彩色濾光片)，實際輸出的光亮度約為800nits。同樣是輸出800nits的光亮度，由于去除彩色濾光片使得光效率提升三倍，再考慮開口率的提高，RGB-LED背光源只需提供不到2500nits即可等效傳統背光源提供8500nits時的出光亮度。

　　光學效率的提升，意義在于背光功耗的大幅度降低，對于光源亮度要求的大幅度降低。LED背光在LCD市場的應用，最大的阻力在于成本、功耗和散熱三項。光源亮度要求的降低，可以減少LED的采用數量，功耗和散熱的瓶頸迎刃而解，成本可以大幅降低。同時，數量的減少更可以降低控制電路的復雜程度，增強系統的可靠性。

　　另一方面，省下彩色濾光片，在制程上除節省原料成本(約占面板15%左右)外，實質上還省略濾光片涂布、制作之工序、減少工時及提升良率;更可以免去配套建設CF廠房設備的大筆投資。

　　事實上，采用Color Filterless技術時，一個子像素即可構成一個像素，連帶減少單一像素中所需之TFT個數，簡化控制電路之復雜度，增加像素開口率，有利于提高面板像素的空間分辨率。

　　此外，若妥善選擇適當光源，則可進一步增進系統的顯示質量。例如色序法須使用脈沖式光源，LED最為適合，因LED一般均具有窄半高寬之頻譜特性，可呈現出高色彩飽和度的顏色，即可有效擴大系統色域(Color Gamut)，即可呈現更豐富、多樣的色彩。

　　液晶的反應速度和色分離控制是技術關鍵

　　事實上，Color Filterless不是很新的東西，它的技術原理問世事實上已經有很長一段時間，但到目前為止都沒有將此技術應用在電視領域，主要是因為它的速度要求要快3倍以上，才不會讓人眼察覺到在做顏色的切換，但是這個技術已經在某些投影機上實現，例如DLP技術做成的投影機(Digital Light Processor，或稱為Digital Micro-mirror Device;DMD)。因為DLP型投影機的微鏡片(micro mirror)的反應速度夠快，所以可以用色序法來實現彩色顯像的效果。

　　LCD方面，液晶響應速度不夠快，始終是無法采用色序法技術的障礙。主要因素就是液晶速度不夠快，因為原本畫面頻率為60Hz，使用Color Filterless就必須增為180Hz。一般較少使用的OCB技術，在液晶響應速度方面可快到1ms，這樣的表現可以滿足需要。現在液晶以IPS和MVA為兩大陣營，過去OCB一直不被看好，主要是因為它的對比只有600：1，相對于MVA的1000：1，顯得較為遜色。不過將OCB結合動態區域控制(Dynamic Area Control)技術，使得OCB的對比可以到達數千比一，因此解決了對比不足的問題。

　　Color Filterless技術有幾個關鍵所在，首先如上所述要有夠快的液晶響應速度，使用OCB可以解決這個問題，另外就是現在雷聲很大雨點很小的RGB LED背光模塊，雖然導入量產還有一段時間，不過若不考慮價格，其實技術上已經沒有障礙。

　　同時，色序法產生的色分離現象也是一個技術上待解決的議題。色序法的原理是一幅彩色圖像由三個連續的圖像色場組成，三種顏色的光投射至視網膜上各像素所對應的相同位置，則各像素的色彩信息將可被視覺完整重現。若是一彩色圖像所包含的三圖像色場，其對應像素投射在視網膜上不同位置而被視覺系統察知，則觀察者將看到色場分離錯位的影像，此即稱為色分離(CBU)現象。又因為CBU通常在圖像中物體的邊緣形成色帶排列，如同彩虹條紋，故CBU又稱彩虹效應(Rainbow Effect)。色分離現象除了降低觀覺質量，亦有研究報告指出，在長時間觀看色序型的顯示器后，亦可能造成暈眩的感覺。

　　至于改善色分離的方法，主要有增加顯示組件的響應速率、改變色場順序、動態畫面補償等等，需要復雜的控制算法和強大驅動電路能力。

　　國際大廠已有成果發布

　　目前色序法已經成為各廠商研究的重點，陸續有一些新的成果發布。

　　05年10月底橫濱展，三星首度展出32英寸Color Filterless的液晶電視，造成轟動。三星電子此次開發的產品采用可發出RGB(紅色、綠色、藍色)的LED Backlight，具備110%(NTSC)的色再現性與78%的高開口率，以及500nits的畫面亮度，其色彩表現相當鮮艷，在色分離現象的控制上，若非專家不易察覺。同時，功耗只有82W，僅有現有500nits CCFL Backlight的60%，并支持適合電視產品的5ms以下的高速響應速度。這說明了色序法在提升光源使用效率上的確有顯著的效果。

　　三星電子相關人員表示，藉由免彩色濾光片LCD的開發，將可大幅降低設備投資、材料費用與制程時間，并有助該公司主導32英寸、40英寸與46英寸等高畫質大尺寸液晶電視市場，并計劃在今年下半年量產。

　　華映早在2000年時就展示過1.5英寸Color Filterless技術的原型。06年6月的***平面顯示器展，會場有一臺華映的32英寸無彩色濾光片(Color Sequential，或稱Color Filterless)LCD TV，是***廠商第一次展出使用該技術的大尺寸產品。