PDP与LCD技术解析！平板电视何去何从

    平板电视是2005年最受关注的家电，无论是PDP还是LCD电视，都已进入万元以下的主流消费段。平板电视包含哪些新技术？平板电视发展的技术潮流是什么？CHIP将为您介绍相关知识。

    在1925年，伦敦的一个小阁楼上，贫穷的苏格兰发明家贝尔德正在对着一只显示出模糊不清的木偶头像的简陋盒子——最原始的电视手舞足蹈，欣喜若狂。当时几乎没有人能够预知，这一发明将成为20世纪影响人类生活的最伟大发明之一。经历了黑白电视时代和彩色电视时代，现在显示技术的发展已经将我们带入了平板电视时代。几年前，平板电视的代表液晶电视（LCD TV）和等离子电视（PDP TV）还都是价值数万元乃至数十万元的奢侈品，显示的效果也不尽如人意，但随着技术的进步，它们的成本迅速下降，图像质量也获得了很大提升。目前国产的37英寸液晶电视价格已经降入了万元大关，国产42英寸等离子电视更是报出了七千元以下的低价。随着数字高清电视技术的提出和逐渐推广，分辨率高、屏幕面积大、体态苗条的平板电视已经成为未来数年内的家电消费热点，2005年1~5月份，平板电视的销量比去年同期增长了4倍，预计今年平板电视的销量将达到1750万台。本期前沿技术将向您介绍平板电视包含的新技术和平板电视发展的技术潮流。

    快速响应技术

    早期的液晶显示被人诟病的一个缺点就是响应时间过慢，在显示动态影像的时候会出现拖尾现象，这严重影响了液晶电视的推广，在选购液晶电视的时候，响应时间也成为一个重要的指标。不过，随着液晶显示技术的发展，响应时间变得越来越短，特别是目前的广视角技术都包含同时降低响应时间的技术，比如MVA-Premium中的特殊电极、OCB技术中特殊的分子排列方式等等。在不改变原有的显示技术的情况下，采用过驱动技术是一个相对物美价廉的选择。

    过驱动技术实际上是通过驱动电压的调整来实现的。液晶分子每一种稳定的状态都对应着一定的电压。当在电极上加电压时，液晶分子不是即时转动到目标状态，而是在一定的响应时间之后才能达到这个状态，电压越高，分子转动的速度越快。传统的液晶显示器中，在液晶分子上施加的驱动电压就是目标状态的对应电压，由于不同灰阶的对应电压不同，分子需要转过的角度也不同，这就造成了不同灰阶转换的响应时间千差万别。而在采用过驱动技术的显示器中，施加的驱动电压在起始的时候稍高于目标状态的对应电压，使得液晶分子转动的速度更快，在到达目标状态时，电压再回落至目标状态的对应电压以保持状态，这样就有效缩短了反应时间，而且使不同灰阶切换的响应时间平均化。目前各大液晶显示器生产厂商都已经有采用过驱动技术的8ms、5ms 、4ms GTG产品上市。比如三星公司的RTA（响应时间加速器）技术已经可以达到4ms GTG的响应时间。

    黑屏插入技术也是常用的缩短响应时间的技术。通过在每个图像帧之间插入黑色帧，可以产生与CRT相似的快速脉冲调制效应。人脑可以滤除这种闪烁并自动产生中间图像。6月份友达光电发表的GFI超高速反应技术已经可以达到小于4ms的GTG响应时间，预计在第三季度应用于液晶电视面板上。此外，通过对背光进行脉冲调制的背光扫描技术也可以达到很好的效果。目前的趋势是将这几种快速响应技术结合使用，以获得更短的灰阶响应时间。

    背光光源技术

    液晶面板是被动式显示器件，自己无法发光，只能通过光源的照射显示图像。目前绝大多数液晶显示器和液晶电视采用冷阴极荧光管（CCFL）作为背光光源。经过长期不断的改良，目前的冷阴极荧光管技术已经非常成熟，其使用寿命长达3万~5万小时，在亮度、节电性等方面也相当令人满意。不过冷阴极荧光灯管也有很多不足：首先，冷阴极荧光管能够达到的色域（也就是电视的色彩表现范围）较小，普通的冷阴极荧光管一般只能够达到NTSC色域的72%，其次，冷阴极荧光管属于管状光源，为了使屏幕不同区域的亮度均匀，需要大量附件，而且在大屏幕的液晶电视上应用，需要数十根冷阴极荧光管，进一步加大了设计难度；再次，冷阴极荧光管中含有汞，不符合未来环保的要求。针对这些问题，人们对背光光源进行了大量的研究和改进。

    LED背光光源技术

    LED背光采用发光二极管作为背光光源，是未来最有希望替代传统冷阴极荧光管的技术。发光二极管由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带有过量的电子，另一层则缺乏电子而形成带正电的空穴，工作时电流通过，电子和空穴相互结合，多余的能量则以光辐射的形式被释放出来。通过使用不同的半导体材料可以获得不同发光特性的发光二极管。目前已经投入商业应用的发光二极管可以提供红、绿、蓝、青、橙、琥珀、白等颜色，色域也非常宽广，能够达到NTSC色域的105%，这为液晶电视的色彩提升提供了保障。今年5月在波士顿举办的SID2005上，LG-Philips已经展示了使用10bit和12bit驱动IC，分别能够显示10亿和680亿种色彩的42英寸LED背光照明液晶电视产品。索尼公司也看好LED背光照明的前景，它的顶级产品Qualia 005液晶电视就采用了Lumileds公司的Luxeon LED背光照明。

    在液晶电视上使用的LED背光光源可以是白色，也可以是红、绿、蓝三基色，在高端产品中也可以应用多色LED背光来进一步提高色彩表现力，如三菱电机在SID2005上发布了使用六原色LED背光光源的液晶显示器。采用LED背光的液晶电视厚度大约为5厘米，比传统的液晶电视稍薄。

     早期的LED背光光源亮度比冷荧光灯管稍差，能够达到的对比度也仅仅在普通水平。不过在SID2005上LG-Philips展示了使用LED背光光源的超高对比度47英寸液晶电视，在LED背光源上引入新技术，将整个屏幕的LED分成了若干区域，根据显示的影像信号，可单独控制每个区域的发光量。所以影像的暗部能够更暗，亮部能够更亮，对比度由此得到了提高。LG-Philips展示的这款样品将黑色的光通量降低到0.05流明，对比度高达10000:1，可以和最新的等离子电视的对比度媲美。

    LED背光光源的另外一个优点是寿命非常长，使用寿命可达10万小时，如果按每天开机5小时计算，一台采用LED背光光源的液晶电视可以使用将近55年。此外，它还不含汞，环保性能更好。目前制约LED背光发展的问题主要是成本，由于价格比冷荧光灯管光源高出许多，LED背光光源只能在高端液晶电视中出现。

    与液晶电视相比，等离子电视在屏幕尺寸、响应时间、色域以及可视角度等方面具有独特的优势，但在像素的精细程度、功耗和使用寿命等方面则处于劣势。虽然目前在42英寸及以上的大屏领域几乎是等离子电视的天下，不过随着未来7.5代和8代液晶面板工厂相继建设和投产，大屏液晶电视成本将飞速下降，更大屏幕的液晶产品也已经呼之欲出，如三星已经能够生产82英寸的液晶电视面板，这已经对超大屏等离子电视构成了现实的威胁，因此等离子面板生产厂商也在不断降低成本和改良技术以应对液晶的挑战。

等离子显示的原理

    传统的等离子显示单元如图所示，由前后两片玻璃基板组成。前面板玻璃上有透明ITO电极以及加强ITO导电性的总线电极，并且在电极上覆盖透明的介电层和MgO保护层。在后面板玻璃上有数据电极、介电层以及条状的隔层，在每个隔层内分别印刷红、绿、蓝三种荧光材料。上下基板之间抽真空后封装稀薄的氖气和氙气的混合气体。当电极通电后，惰性气体在等离子态下产生紫外光轰击磷光粉，从而产生相应的颜色。

典型等离子显示技术

    目前的市售等离子电视的核心技术主要被日韩厂商所掌握，常见的有富士通的ALiS技术、NEC的CCF技术和松下的非对称性结构技术。ALiS技术通过利用扫描/显示电极与显示电极交互扫描，可以在42英寸屏幕上获得1024×1024的分辨率，屏幕亮度一般能达到500nits。NEC的CCF技术是将RGB三个子像素单元前面加装彩色滤光片，增加了各色光的饱和度，同时还消除了入射杂光的影响，大幅度改善了PDP的画质。松下的非对称性结构则通过增加蓝色和绿色子像素单元的沟宽，同时在画面较暗时自动增加放电次数，也对亮度和画质有很大改善。

等离子电视的进展

    由于等离子显示技术目前已经比较成熟，目前厂商的技术主要集中在如下几方面：一是降低成本，通过生产技术改良使得现有的中低端产品如42英寸产品成本大幅下降以抢占市场。二是提高输出画质，包括采用更加精细的像素、采用改进结构的阻隔壁，提高开口率以增加屏幕亮度以及研发新型的磷光粉等措施获得更加出色的显示效果。三是开发更大屏幕、更高分辨率的产品。
等离子电视的屏幕尺寸竞赛从来就没有停止过。2003年10月，LG推出了76英寸的PDP屏幕原型，不到三个月，这一纪录就被三星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。它的亮度可以达到1000nits，对比度2000:1，分辨率为1920×1080。今年2月，三星更推出了102英寸的PDP电视样机。除此之外，三星还展示了新品SPD-42P5HD和SPD-50P5HD，它们能够显示惊人的5490亿色彩，对比度高达10000:1。目前新一代PDP产品屏幕亮度和对比度指标都已经分别达到了1000nits和10000:1，在画质上有很大提高，这些新产品将在不久把老产品淘汰出市场。