永久的課題 深入了解液晶亮度感測

亮度感測元件的未來發(fā)展動向

    分光特性可通過亮度感測元件結(jié)構(gòu)上的改良獲得調(diào)整，基本上，它是改變pn極的接合位置，同時配合分光特性的峰值利用Filter去除紫外光與紅外光。新日本無線就是根據(jù)這個動作原理進行分光特性最佳化設(shè)計，再以光罩遮斷從光二極體側(cè)面入射的光線，而放棄原本Filter傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)；德國OSRAM并非是將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)加以改善，而使采用新材質(zhì)與新結(jié)構(gòu)，大幅提升亮度感測元件的分光特性。

    有關(guān)亮度感測元件外形封裝小型化，傳統(tǒng)的Photo IC由于額外設(shè)置增幅電路，容易造成芯片尺寸變大，此處若能充分利用增幅電路，理論上可以縮小光二極體與芯片尺寸。具體方法是提高增幅電路的等化值，藉此使光二極體與增幅電路的等化逆數(shù)呈一定比例縮小面積。

    在封裝薄形化的方面，以TDK與半導(dǎo)體能源研究所共同開發(fā)的亮度感測元件為例，它是采用塑膠材料當(dāng)作基板，開發(fā)厚度只有0.2mm與‘0402 size’、‘0603 size’等被動元件同等級的亮度感測元件；相比較之下，傳統(tǒng)玻璃基板的亮度感測元件卻高達0.6mm，此外該公司目前正著手開發(fā)內(nèi)建可使光電流增幅100倍增幅電路的Photo IC，外形尺寸則與‘2015 size’同等級。

    亮度感測元件的操作性，除了在Photo IC內(nèi)部制作積體電路之外，各業(yè)者非常重視利用數(shù)字信號輸出亮度大小的改善。主要原因是亮度感測元件大多是模擬輸出，加上輸出電流幾乎與亮度成比例，因此輸出電流會因檢測亮度出現(xiàn)六位數(shù)的差異，這意味著精密控制光源的輸出，必須設(shè)置可以承接大電流變化的專用電路，然而實際上專用電路會引發(fā)制作成本暴增等嚴(yán)重后果，所以無專用電路又可輕易取得的亮度感測元件，成為各業(yè)者競相開發(fā)的目標(biāo)。

    由于亮度感測元件受光時會消耗電力，因此利用電池驅(qū)動的電子設(shè)備，尤其是可攜式電子產(chǎn)品為抑制電池的消耗電力，所以大多采用間斷式驅(qū)動亮度感測元件，然而亮度感測元件的電源電壓頻繁的ON/OFF動作，對Photo IC而言起動時間最少需要55ms，這段期間卻形成所謂的‘電力損失’，因此，東芝針對上述問題，時常對增幅電路施加電壓，同時在增幅電路后段設(shè)置切換電路，藉此電路縮短起動時間并降低消耗電力，根據(jù)測試結(jié)果顯示消耗電力是傳統(tǒng)元件一半以下。

    所以，因為移動電話與液晶電視的普及化，追求更高的影像畫質(zhì)同時降低液晶顯示器的耗電量，已經(jīng)成為相關(guān)業(yè)者必須克服的課題。藉由最近幾年亮度感測技術(shù)上的進步，利用分光特性接近人眼視感度的亮度感測元件，可以有效解決上述問題。