永久的课题 深入了解液晶亮度感测

亮度感测元件的未来发展动向

    分光特性可通过亮度感测元件结构上的改良获得调整，基本上，它是改变pn极的接合位置，同时配合分光特性的峰值利用Filter去除紫外光与红外光。新日本无线就是根据这个动作原理进行分光特性最佳化设计，再以光罩遮断从光二极体侧面入射的光线，而放弃原本Filter传统结构；德国OSRAM并非是将传统结构加以改善，而使采用新材质与新结构，大幅提升亮度感测元件的分光特性。

    有关亮度感测元件外形封装小型化，传统的Photo IC由于额外设置增幅电路，容易造成芯片尺寸变大，此处若能充分利用增幅电路，理论上可以缩小光二极体与芯片尺寸。具体方法是提高增幅电路的等化值，藉此使光二极体与增幅电路的等化逆数呈一定比例缩小面积。

    在封装薄形化的方面，以TDK与半导体能源研究所共同开发的亮度感测元件为例，它是采用塑胶材料当作基板，开发厚度只有0.2mm与‘0402 size’、‘0603 size’等被动元件同等级的亮度感测元件；相比较之下，传统玻璃基板的亮度感测元件却高达0.6mm，此外该公司目前正着手开发内建可使光电流增幅100倍增幅电路的Photo IC，外形尺寸则与‘2015 size’同等级。

    亮度感测元件的操作性，除了在Photo IC内部制作积体电路之外，各业者非常重视利用数字信号输出亮度大小的改善。主要原因是亮度感测元件大多是模拟输出，加上输出电流几乎与亮度成比例，因此输出电流会因检测亮度出现六位数的差异，这意味着精密控制光源的输出，必须设置可以承接大电流变化的专用电路，然而实际上专用电路会引发制作成本暴增等严重后果，所以无专用电路又可轻易取得的亮度感测元件，成为各业者竞相开发的目标。

    由于亮度感测元件受光时会消耗电力，因此利用电池驱动的电子设备，尤其是可携式电子产品为抑制电池的消耗电力，所以大多采用间断式驱动亮度感测元件，然而亮度感测元件的电源电压频繁的ON/OFF动作，对Photo IC而言起动时间最少需要55ms，这段期间却形成所谓的‘电力损失’，因此，东芝针对上述问题，时常对增幅电路施加电压，同时在增幅电路后段设置切换电路，藉此电路缩短起动时间并降低消耗电力，根据测试结果显示消耗电力是传统元件一半以下。

    所以，因为移动电话与液晶电视的普及化，追求更高的影像画质同时降低液晶显示器的耗电量，已经成为相关业者必须克服的课题。藉由最近几年亮度感测技术上的进步，利用分光特性接近人眼视感度的亮度感测元件，可以有效解决上述问题。