屏幕是液晶电视的关键部件,约占到整机成本的70%左右。目前中日韩三国电视生产厂家所采用的液晶面板主要有四大类型:CPA、P-MVA、S-PVA和S-IPS。从技术应用方面来看,同宗同源,四大类型液晶面板发展都比较成熟。论综合性能表现,没有最好,只有更好。就市场博弈格局来说,台湾地区、日本、韩国的厂商都不乏“挟天子以令诸侯”的霸气。
在中日韩三强鼎立的液晶电视市场,目前最受推崇的是夏普ASV屏,其次是三星索尼的S-LCD液晶屏、LG.PhilipsLPL液晶屏,而友达、奇美液晶屏和中华映管的液晶屏在很多人的心目中则被视为低端配置。但是,日本夏普的液晶屏到底优在哪里,三星索尼的S-LCD液晶屏和LG.PhilipsLPL液晶屏到底好在何处,中国厂家生产的液晶屏到底差在哪里?
从技术方面考察,中日韩厂家生产的四大类型液晶屏除S-IPS技术比较另类以外,CPA、P-MVA、S-PVA同属于VA技术。从理论性能来说,四大类型液晶面板只不过有大同小异的区别,而无根本的优劣之分。为了更好的说明问题,这里我们特别选择比较了四大类型FullHD液晶电视标示的屏幕参数(见下图),显然都达到了规定的标准。
技术类型 |
屏幕技术 |
主导生产商 |
VA |
SVA |
夏普 |
P-MVA |
奇美、友达 | |
S-PVA |
三星与索尼合资生产 | |
IPS |
S-IPS |
LG与飞利浦合资生产 |
虽然屏幕是液晶电视的关键部件,但是控制电路和音像优化技术的应用也非常重要。一部优秀的液晶电视不仅要采用A级液晶面板,而且更需要优秀的动力引擎和音像优化技术保障。例如海尔的DSM睿弛极速引擎、创维的V12数字引擎、康佳的丽翔二代引擎、厦华的微晶双核、长虹的量子芯、海信的双核点晶、夏新的BT院线系统、TCL的 DDHDII,以及SONY的博大晶深,松下的VIERA,三星的第三代DNle(数码自然影像),LG的XD引擎”,PHILIPS的逐点晶晰等等,都对电视的信号兼容和图像的优化起到了重要的作用。
一部优秀的液晶电视应该是综合技术成功应用的结晶,我们大致可以说,优秀的液晶电视=A级液晶面板+优秀的控制电路和音像优化技术,而液晶电视的特色必然是面板技术特色与控制电路和音像优化技术特色的综合体现。比如有的画面色彩表现比较清淡,通透感觉较强,有的色
彩看起来则比较浓艳,显得比较鲜活。虽然不同的液晶电视画质风格表现有所不同,但只要达到了高清画质,画面流畅,同样就是优秀的。
为什么性能本来不分伯仲、同样达到了FullHD级的液晶屏会有巨大的市场反差?客观的来说,主要有主观评价条件和市场印象两大影响因素。
在一没有专业测试设备,二没有自主选择高清信源的情况下,消费者只能凭自己眼睛的感受厂家提供的视频演示效果,因个人兴趣爱好与色彩感受能力的不同,对液晶电视画质优劣的评价必然带有很大的片面性,所以在同样的条件下每个人的评价会大不相同。
四种技术的象素点形状 |
从市场印象方面来说,日本厂商在液晶面板开发方面捷足在前,占有发明专利优势,很容易给消费者传递一种“最好”的信息。譬如素有液晶鼻祖之称的夏普,它的产品最早被消费者所认识,并在人们心中留下了深刻的印象,舆论也习惯以夏普的液晶电视外观设计及性能表现来评价其它品牌产品;韩国厂商市场触角敏锐,轻而易举的拿到了日本厂商技术,经过一番精心的概念包装,对市场消费尤其具有诱惑力;中国的液晶面板技术与韩国厂商一样源自日本,虽然生产规模比韩国大,产品价格最低,但是在产品升级换上不如日韩国厂商快,技术概念的宣传远远不如日韩国厂商灵活,并且国内媒体习惯过分夸大日韩液晶屏与国产屏的差异,从而影响了国内消费者对国产液晶屏的认知度。
对此,如果大家还有疑虑,不妨认真思考一下为什么国内消费者并不看好的台湾屏幕而国外众多著名品牌液晶电视特别青睐。比如夏普用台湾产品替代自家的ASV屏,索尼、三星液晶电视也采用了台湾屏,如此等等。想一想看,这些厂家会轻易拿信誉开玩笑吗?恰恰相反,他们的择却则是非常慎重的。其中,最明确的表白莫过于夏普中国北京分店店长夏文俊回答采访记者的一番话:夏普一直采用全球采购的模式,包括液晶屏也有在台湾采购的。他强调,“夏普液晶电视所采用的台湾外购屏也运用了夏普的独家技术,因此也算夏普屏”。夏普对所有的采购元器件都会负责,“而且品质也都是一样的”。他还特别表示,所有台湾产的夏普液晶屏上都有夏普的标志,等同于夏普自己的产品。
说到液晶面板的技术性能特色,我们不能忽视了一个根本前提,即同宗同源,无论哪类液晶面板技术方式都不可能也绝不能跨越基本的液晶特性,因此必然都带有液晶固有的优势和缺陷。但是由于液晶面板厂家的技术类型、材料选择、生产工艺和生产规模的不同,所生产的液晶面板必然各有特色,在产品成本价格与物理结构方面也存在一定的差异。
夏普采用SVA技术的液晶屏
我们常说的夏普液晶屏是指夏普龟山生产线的名为CPA屏幕产品。2004年,全球第一条用于大屏幕液晶电视的夏普6代线在龟山投产;2006年8月,全球最大的夏普8代线在龟山投产。
夏普SVA技术 |
真正的夏普CPA液晶屏属于VA软屏,像素呈蜂窝状或者六角形,色彩还原真实、可视角度优秀、图像细腻,用手轻轻划屏面会出现类似的水纹。
夏普的CPA屏还采用了ASV(Advanced Super-V)技术,改进了TFT显示屏的响应速度和可视角。其实,ASV并不是指某一种特定的广视角技术,而是一种用于提高图象质量的技术,它主要是通过缩小液晶面板上颗粒之间的间距,增大液晶颗粒上光圈,并整体调整液晶颗粒的排布来降低液晶电视的反射,增加亮度和对比度,可视角提高到170度以上。夏普CPA面板生产线生产成本较高,产能有限,为了赢得市场竞争优势,夏普的液晶电视也可能采用价格较低的台湾的VA模式面板或者其他厂家的产品替代CPA模式液晶面板。
CPA(Continuous Pinwheel Alignment,连续焰火状排列)技术是夏普一大发明专利。CPA模式的每个像素都具有多个方形圆角的次像素电极,当电压加到液晶层像素电极和另一面的电极上时,形成一个对角的电场,驱使各液晶分子朝着中心电极呈放射的焰火状排列。由于像素电极上的电场是连续变化的,所以这种广视角模式被称为“连续焰火状排列”模式。
夏普SVA技术解析 |
液晶面板主要分TN+film型和各种广角面板,广角面板主要包括IPS、MVA、PVA三种类型。TN+film液晶面板基于早期可视角度很小的TN技术(视角最大90度),但在面板上增加了一层转向膜,将可视角度提高到了140度左右,严格的说,TN+film也算是一种广角技术。所以夏普把所有采用TN+Film、VA、CPA广视角技术的液晶面板统称为ASV。
三星和索尼合资生产的S-LCD液晶面板,属于PVA(Patterned Vertical Alignment,垂直取向构型)VA技术范畴。面板半象素结构呈鱼鳞状,线条较细,用手轻划会出现水纹。
PVA的象素结构 |
VA面板可分为MVA和PVA两大类型:MVA(Multi-domain Vertical Alignment)模式的液晶面板,其液晶分子长轴在未加电时不像TN模式那样平行于屏幕,而是垂直于屏幕,并且每个像素都是由多个这种垂直取向的液晶分子组成;PVA(Patterned Vertical Alignment,垂直取向构型)是三星推出的一种广视角面板技术,该技术由透明的ITO电极代替MVA中的液晶层凸起物,因此其可以获得更高的开口率和优于MVA的亮度输出,最大限度减少背光源的浪费。PVA技术具有500:1的高对比能力,以及高达70%的原色显示能力。这种技术模式可以说是MVA的一大进步,在液晶电视时代的地位相当于显象管电视时代的“珑管”。
S-PVA技术是三星PVA的升级版本,其原理是在液晶分子静止时从传统的直立式变为偏向某一个角度,这样,当施加电压时,液晶分子变为水平状态的反应时间变短了,其响应时间可达全程8ms或更高。同时因改变了液晶分子配向,对比度、可视角有很大提高。在三星7代产品中,有一种半像素分级显示屏,按照SONY的官方的解释,半像素被称为“将一个副像素分为两个亚副像素”。液晶电视的一个像素,由R、G、B三个像素组成,而采用半像素分级显示的S-PVA面板,每个R、G、B像素,又分为两个“半像素”,当控制面板显示图象的信号电压超过50%时,整个像素发光,当低于50%时,可以控制其中一个关闭,一个发光,通过这两个半像素的组合,提高色彩和灰度的表现力。
PVA的技术原理 |
而PVA型则是三星推出的一种面板类型,它在富士通MVA面板的基础上有了进一步的发展和提高,是一种图像垂直调整技术,该技术直接改变液晶单元结构,让显示效能大幅提升可以获得优于MVA的亮度输出和对比度。此外在这两种类型基础上又延出改进型S-PVA和P-MVA两种面板类型,在技术发展上更趋向上,可视角度可达170度,响应时间被控制在20毫秒以内(采用Overdrive加速达到8ms GTG),而对比度可轻易超过700:1的高水准,三星自产品牌的大部份产品都为PVA液晶面板。
半像素分级显示面板是三星的独家专利技术,可提高画面细节和对比度,色彩层次更丰富、逼真。在屏幕前近距离观察时,S-PVA“半像素”为“〉”状,特征十分明显,很容易判断。
LG和飞利浦合资生产的LPL液晶屏,最大的特点在采用了IPS(In Plane Switching)升级技术,具备可视角度高、响应速度快、色彩还原准确、价格便宜的优势。
IPS的象素点形状 |
ISP广视角技术是日立发明的技术专利,日立和松下、东芝合资成立的生产液晶面板的公司以ISP命名。IPS为In-Plane Switching的缩写,意为平面转换技术。IPS技术与其它面板技术最大的差异就在于,不管在何种状态下液晶分子始终都与屏幕平行,采用完全平行的液晶分子排列方式,使液晶分子可以做最大限度的旋转角度以增加视角,响应速度可达到灰阶8ms。但是由于电极在同一平面上,液晶分子在任何状态下都始终与屏幕保持平行,开口率会有所降低,透光率减少,所以IPS应用在LCD TV上需要更多的背光灯。
S-IPS为第二代IPS技术,它又引入了一些新的技术。其最大的突破在于实现了由“软”到“硬”的转变,可以完全消除液晶显示屏在受到外界压力时出现的模糊及水纹扩散现象。众所周知,传统的液晶屏缺乏保护非常脆弱,哪怕轻轻一碰,也会出现水纹扩散现象,影响画面质量,任何不经意的撞击或挠划,都可能损伤价值不菲的屏面。而LPL面板的鱼鳞状象素方向朝左,用手不容易按出梅花指纹,这就是大家所说的硬屏。
IPS技术原理 |
S-IPS液晶面板改善了IPS模式在某些特定角度的灰阶逆转现象,水平/垂直可视角度由原来的160度提升到178度,采用S-IPS屏的液晶电视画质更加鲜明,画面更亮,在显示动态画面时,对比度的一致性也大大提高,即使近距离观看也比较通透,颜色细腻。
富士通发明的MVA (Multi-domain Vertical Alignment)技术,是一种多象限垂直配向广视角液晶面板技术。由于富士通更看好等离子技术,所以将MVA专利授权给台湾的友达和奇美公司。此后几年,经过友达和奇美的精心呵护,MVA面板技术已经取得了长足的技术进步,生产规模全球最大,产品成本全球最低,深受液晶电视厂家欢迎。
MVA的象素形状 |
MVA是市场最早出现的一种快速响应面板。在其它液晶面板显示响应时间高达50ms以上之时,MVA就依靠技术优势能做到25ms左右,这是液晶显示器历史上的一大进步。这一类型液晶面板的液晶层中包含一种凸出物供液晶分子附着,在不施加电压的状态下,MVA面板的液晶分子垂直于屏幕,施加电压后,液晶分子就会依附在凸出物上偏转,形成垂直于凸出物表面的状态。此时,它与屏幕表面也会产生偏转效应,让背光快速通过,视野角度更为宽广。与其它几类液晶面板比较而言,MVA技术的优点是色彩表现好,纯黑色表现力强,视角达160度以上,反应时间至20ms以内,生产成本较低。
友达获得富士通MVA授权后,首先对MVA面板可视角、对比度、响应速度、色彩等方面进行了改进,形成了全新的P-MVA技术。2005年友达再次发力,开发出A-MVA技术。
相比MVA面板,A-MVA可以在2500:1的超高对比度下保持低色数损失(MVA典型值为800:1左右)。另外,友达还开发成功HiColor和ASPD、APE技术。HiColor技术能够有效提高液晶的饱和度;ASPD(AUO simulated pulsed driving)技术可提供动态模糊的解决方案;APE(AUO picture enhancer)技术可使图像更加真实、增前色深感。
MVA技术结构原理 |
奇美和友达一样,在广视角面板中一直以MVA技术打天下,赢得了较低的生产成本和不俗的出货量。2001年,奇美开发出S-MVA技术,2005年又开发出VAextreme技术。友达光电新一代A-MVA产品与三星的S-LCD液晶面板的技术指标几乎处在同一水平线上,同样达到了500cd/m2亮度、1000:1对比度、灰阶8ms响应时间、178度可视角度。
台湾地区,日本以及韩三方厂商博弈市场,各有各的液晶面板开发谋略,可谓八仙过海各显奇能。客观角度的说,日本是液晶面板的发源地,有得天独厚的技术优势,当成为世界液晶面板的霸主。但遗憾的是日本厂商开始并不怎么看好液晶面板的市场前景,所以走了既得利益之路,纷纷转让了技术专利;韩国厂商乘虚而入,不遗余力引进发展液晶面板技术,所以拔了市场头筹。而我国台湾液晶面板生产商则广纳博取百家之长,迅速崛起,成功打破了日韩通过一统面板资源而控制液晶电视市场的局面,坐上了世界液晶面板资源供应市场的第一把交椅。
液晶电视市场的火爆推进,极大的激发了液晶面板技术进步,目前液晶面板生产已经基本突破了大屏技术瓶颈,竞争的热点随之转移到40英寸以上液晶面板市场。由此,中韩厂商不约而同迅速调整了市场规划——全力提升已有的六代线、七代线的产量,并加速了第八代生产线的建设步伐。面对中韩厂商的猛烈抗衡,日本厂商如坐针垫,夏普、松下、日立等日系厂商急速调整了产品市场部署,向叫板中韩厂商,反攻气势咄咄逼人。
夏普龟山厂 |
夏普是日本液晶面板生产商中的佼佼者,早在2004年2月夏普六代线就顺利投产,次年夏普开始扩充6代线产量,月产量从2.7万片增加到4.5万片。其六代线规格为1500×1800mm,主要用来生产30英寸等级的液晶电视。从2006年8月开始量产的夏普八代线产品规格为2160mm×2400mm,可切割8片40英寸面板或6片50英寸面板。夏普八代线初期阶段月产面板15000片,原计划07年3月提高至3万枚/月,现在提前到07年1月。
2005年4月,三星和索尼开始大批量生产第7代S-LCD面板,规格为1870mm×2200mm,2006年7月S-LCD玻璃基板产能达到75000块。2007年秋季,三星和索尼第8代S-LCD液晶面板生产线将投入生产,月产能增加50000块,规格为2200mm×2500mm。
LG和飞利浦第六代LPL生产线于2004年10月投产,规格为1500mm×1850mm规格,大于夏普的1500mm×1800mm,每片玻璃基板可生产8片32寸或6片37寸液晶电视用面板。2006年6月,LG和飞利浦7.5代S-IPS面板进入全面量产阶段,规格为1950mm×2250mm计算,单片基板可切割8片42英寸面板或6片47英寸面板。在2006年第三季度时单月产能可达4.5万片规模,到2007年第一季时月产能则可提高到9万片。
友达、奇美7.5代液晶面板分别于2006年7月和12月31投产,规格同为1950mm×2250mm,可切割八片42寸面板或六片46寸面板。友达7.5代液晶面板月产能在2006年年底前可达一万片基板,满产能规划可达六万片玻璃基板。中国台湾企业MVA液晶屏的生产规模全球首屈一指,目前市场供货量占据了据全球60%以上。其中,友达光电(AUO)的业绩最为引人注目。2006年10月份,友达大尺寸液晶面板月出货达到了580万片,产量超越三星,名列全球液晶面板厂商之首。