PDP與LCD技術解析！平板電視何去何從

    平板電視是2005年最受關注的家電，無論是PDP還是LCD電視，都已進入萬元以下的主流消費段。平板電視包含哪些新技術？平板電視發(fā)展的技術潮流是什么？CHIP將為您介紹相關知識。

    在1925年，倫敦的一個小閣樓上，貧窮的蘇格蘭發(fā)明家貝爾德正在對著一只顯示出模糊不清的木偶頭像的簡陋盒子——最原始的電視手舞足蹈，欣喜若狂。當時幾乎沒有人能夠預知，這一發(fā)明將成為20世紀影響人類生活的最偉大發(fā)明之一。經(jīng)歷了黑白電視時代和彩色電視時代，現(xiàn)在顯示技術的發(fā)展已經(jīng)將我們帶入了平板電視時代。幾年前，平板電視的代表液晶電視（LCD TV）和等離子電視（PDP TV）還都是價值數(shù)萬元乃至數(shù)十萬元的奢侈品，顯示的效果也不盡如人意，但隨著技術的進步，它們的成本迅速下降，圖像質(zhì)量也獲得了很大提升。目前國產(chǎn)的37英寸液晶電視價格已經(jīng)降入了萬元大關，國產(chǎn)42英寸等離子電視更是報出了七千元以下的低價。隨著數(shù)字高清電視技術的提出和逐漸推廣，分辨率高、屏幕面積大、體態(tài)苗條的平板電視已經(jīng)成為未來數(shù)年內(nèi)的家電消費熱點，2005年1~5月份，平板電視的銷量比去年同期增長了4倍，預計今年平板電視的銷量將達到1750萬臺。本期前沿技術將向您介紹平板電視包含的新技術和平板電視發(fā)展的技術潮流。

    快速響應技術

    早期的液晶顯示被人詬病的一個缺點就是響應時間過慢，在顯示動態(tài)影像的時候會出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，這嚴重影響了液晶電視的推廣，在選購液晶電視的時候，響應時間也成為一個重要的指標。不過，隨著液晶顯示技術的發(fā)展，響應時間變得越來越短，特別是目前的廣視角技術都包含同時降低響應時間的技術，比如MVA-Premium中的特殊電極、OCB技術中特殊的分子排列方式等等。在不改變原有的顯示技術的情況下，采用過驅(qū)動技術是一個相對物美價廉的選擇。

    過驅(qū)動技術實際上是通過驅(qū)動電壓的調(diào)整來實現(xiàn)的。液晶分子每一種穩(wěn)定的狀態(tài)都對應著一定的電壓。當在電極上加電壓時，液晶分子不是即時轉(zhuǎn)動到目標狀態(tài)，而是在一定的響應時間之后才能達到這個狀態(tài)，電壓越高，分子轉(zhuǎn)動的速度越快。傳統(tǒng)的液晶顯示器中，在液晶分子上施加的驅(qū)動電壓就是目標狀態(tài)的對應電壓，由于不同灰階的對應電壓不同，分子需要轉(zhuǎn)過的角度也不同，這就造成了不同灰階轉(zhuǎn)換的響應時間千差萬別。而在采用過驅(qū)動技術的顯示器中，施加的驅(qū)動電壓在起始的時候稍高于目標狀態(tài)的對應電壓，使得液晶分子轉(zhuǎn)動的速度更快，在到達目標狀態(tài)時，電壓再回落至目標狀態(tài)的對應電壓以保持狀態(tài)，這樣就有效縮短了反應時間，而且使不同灰階切換的響應時間平均化。目前各大液晶顯示器生產(chǎn)廠商都已經(jīng)有采用過驅(qū)動技術的8ms、5ms 、4ms GTG產(chǎn)品上市。比如三星公司的RTA（響應時間加速器）技術已經(jīng)可以達到4ms GTG的響應時間。

    黑屏插入技術也是常用的縮短響應時間的技術。通過在每個圖像幀之間插入黑色幀，可以產(chǎn)生與CRT相似的快速脈沖調(diào)制效應。人腦可以濾除這種閃爍并自動產(chǎn)生中間圖像。6月份友達光電發(fā)表的GFI超高速反應技術已經(jīng)可以達到小于4ms的GTG響應時間，預計在第三季度應用于液晶電視面板上。此外，通過對背光進行脈沖調(diào)制的背光掃描技術也可以達到很好的效果。目前的趨勢是將這幾種快速響應技術結(jié)合使用，以獲得更短的灰階響應時間。

    背光光源技術

    液晶面板是被動式顯示器件，自己無法發(fā)光，只能通過光源的照射顯示圖像。目前絕大多數(shù)液晶顯示器和液晶電視采用冷陰極熒光管（CCFL）作為背光光源。經(jīng)過長期不斷的改良，目前的冷陰極熒光管技術已經(jīng)非常成熟，其使用壽命長達3萬~5萬小時，在亮度、節(jié)電性等方面也相當令人滿意。不過冷陰極熒光燈管也有很多不足：首先，冷陰極熒光管能夠達到的色域（也就是電視的色彩表現(xiàn)范圍）較小，普通的冷陰極熒光管一般只能夠達到NTSC色域的72%，其次，冷陰極熒光管屬于管狀光源，為了使屏幕不同區(qū)域的亮度均勻，需要大量附件，而且在大屏幕的液晶電視上應用，需要數(shù)十根冷陰極熒光管，進一步加大了設計難度；再次，冷陰極熒光管中含有汞，不符合未來環(huán)保的要求。針對這些問題，人們對背光光源進行了大量的研究和改進。

    LED背光光源技術

    LED背光采用發(fā)光二極管作為背光光源，是未來最有希望替代傳統(tǒng)冷陰極熒光管的技術。發(fā)光二極管由數(shù)層很薄的攙雜半導體材料制成，一層帶有過量的電子，另一層則缺乏電子而形成帶正電的空穴，工作時電流通過，電子和空穴相互結(jié)合，多余的能量則以光輻射的形式被釋放出來。通過使用不同的半導體材料可以獲得不同發(fā)光特性的發(fā)光二極管。目前已經(jīng)投入商業(yè)應用的發(fā)光二極管可以提供紅、綠、藍、青、橙、琥珀、白等顏色，色域也非常寬廣，能夠達到NTSC色域的105%，這為液晶電視的色彩提升提供了保障。今年5月在波士頓舉辦的SID2005上，LG-Philips已經(jīng)展示了使用10bit和12bit驅(qū)動IC，分別能夠顯示10億和680億種色彩的42英寸LED背光照明液晶電視產(chǎn)品。索尼公司也看好LED背光照明的前景，它的頂級產(chǎn)品Qualia 005液晶電視就采用了Lumileds公司的Luxeon LED背光照明。

    在液晶電視上使用的LED背光光源可以是白色，也可以是紅、綠、藍三基色，在高端產(chǎn)品中也可以應用多色LED背光來進一步提高色彩表現(xiàn)力，如三菱電機在SID2005上發(fā)布了使用六原色LED背光光源的液晶顯示器。采用LED背光的液晶電視厚度大約為5厘米，比傳統(tǒng)的液晶電視稍薄。

     早期的LED背光光源亮度比冷熒光燈管稍差，能夠達到的對比度也僅僅在普通水平。不過在SID2005上LG-Philips展示了使用LED背光光源的超高對比度47英寸液晶電視，在LED背光源上引入新技術，將整個屏幕的LED分成了若干區(qū)域，根據(jù)顯示的影像信號，可單獨控制每個區(qū)域的發(fā)光量。所以影像的暗部能夠更暗，亮部能夠更亮，對比度由此得到了提高。LG-Philips展示的這款樣品將黑色的光通量降低到0.05流明，對比度高達10000:1，可以和最新的等離子電視的對比度媲美。

    LED背光光源的另外一個優(yōu)點是壽命非常長，使用壽命可達10萬小時，如果按每天開機5小時計算，一臺采用LED背光光源的液晶電視可以使用將近55年。此外，它還不含汞，環(huán)保性能更好。目前制約LED背光發(fā)展的問題主要是成本，由于價格比冷熒光燈管光源高出許多，LED背光光源只能在高端液晶電視中出現(xiàn)。

    與液晶電視相比，等離子電視在屏幕尺寸、響應時間、色域以及可視角度等方面具有獨特的優(yōu)勢，但在像素的精細程度、功耗和使用壽命等方面則處于劣勢。雖然目前在42英寸及以上的大屏領域幾乎是等離子電視的天下，不過隨著未來7.5代和8代液晶面板工廠相繼建設和投產(chǎn)，大屏液晶電視成本將飛速下降，更大屏幕的液晶產(chǎn)品也已經(jīng)呼之欲出，如三星已經(jīng)能夠生產(chǎn)82英寸的液晶電視面板，這已經(jīng)對超大屏等離子電視構(gòu)成了現(xiàn)實的威脅，因此等離子面板生產(chǎn)廠商也在不斷降低成本和改良技術以應對液晶的挑戰(zhàn)。

等離子顯示的原理

    傳統(tǒng)的等離子顯示單元如圖所示，由前后兩片玻璃基板組成。前面板玻璃上有透明ITO電極以及加強ITO導電性的總線電極，并且在電極上覆蓋透明的介電層和MgO保護層。在后面板玻璃上有數(shù)據(jù)電極、介電層以及條狀的隔層，在每個隔層內(nèi)分別印刷紅、綠、藍三種熒光材料。上下基板之間抽真空后封裝稀薄的氖氣和氙氣的混合氣體。當電極通電后，惰性氣體在等離子態(tài)下產(chǎn)生紫外光轟擊磷光粉，從而產(chǎn)生相應的顏色。

典型等離子顯示技術

    目前的市售等離子電視的核心技術主要被日韓廠商所掌握，常見的有富士通的ALiS技術、NEC的CCF技術和松下的非對稱性結(jié)構(gòu)技術。ALiS技術通過利用掃描/顯示電極與顯示電極交互掃描，可以在42英寸屏幕上獲得1024×1024的分辨率，屏幕亮度一般能達到500nits。NEC的CCF技術是將RGB三個子像素單元前面加裝彩色濾光片，增加了各色光的飽和度，同時還消除了入射雜光的影響，大幅度改善了PDP的畫質(zhì)。松下的非對稱性結(jié)構(gòu)則通過增加藍色和綠色子像素單元的溝寬，同時在畫面較暗時自動增加放電次數(shù)，也對亮度和畫質(zhì)有很大改善。

等離子電視的進展

    由于等離子顯示技術目前已經(jīng)比較成熟，目前廠商的技術主要集中在如下幾方面：一是降低成本，通過生產(chǎn)技術改良使得現(xiàn)有的中低端產(chǎn)品如42英寸產(chǎn)品成本大幅下降以搶占市場。二是提高輸出畫質(zhì)，包括采用更加精細的像素、采用改進結(jié)構(gòu)的阻隔壁，提高開口率以增加屏幕亮度以及研發(fā)新型的磷光粉等措施獲得更加出色的顯示效果。三是開發(fā)更大屏幕、更高分辨率的產(chǎn)品。
等離子電視的屏幕尺寸競賽從來就沒有停止過。2003年10月，LG推出了76英寸的PDP屏幕原型，不到三個月，這一紀錄就被三星SDI的80英寸面板所打破。到2004年12月，三星SDI展示了102英寸的PDP面板。它的亮度可以達到1000nits，對比度2000:1，分辨率為1920×1080。今年2月，三星更推出了102英寸的PDP電視樣機。除此之外，三星還展示了新品SPD-42P5HD和SPD-50P5HD，它們能夠顯示驚人的5490億色彩，對比度高達10000:1。目前新一代PDP產(chǎn)品屏幕亮度和對比度指標都已經(jīng)分別達到了1000nits和10000:1，在畫質(zhì)上有很大提高，這些新產(chǎn)品將在不久把老產(chǎn)品淘汰出市場。