3D重新点燃电视机高画质竞争：未来技术走向

VA方式的改良技术相继亮相

　　随着3D电视的兴起，韩国和台湾的液晶面板厂商在液晶电视的主流方式——VA方式方面，加快了可大幅提高响应速度和开口率的技术开发速度。此前，VA方式的显示性能比IPS（in planeswitching）方式稍差，但目前提高到了同等以上水平。

　　其中，各面板厂商推进开发和量产的是名为“PSA（Polymer Sustained Alignment，聚合物稳定配向）”的显示技术。台湾友达光电（AU Optronics，AUO）和三星已经开始量产，台湾奇美电子（Chimei Innolux，CMI）正考虑量产。

　　PSA与夏普的光配向一样，利用UV光线控制液晶分子的配向，因此省去了突起和狭缝。PSA采用混合有UV硬化性树脂的液晶材料。将UV硬化性单体（Monomer）与液晶分子一起注入面板后，在给面板加电压的状态下照射UV光，从而控制液晶分子的配向。据AUO介绍，响应速度为4ms，面板开口率比原来提高了20％等，实现了与光配向相同的显示性能。改造现有液晶面板生产线所需成本也比光配向低。

　　存在的课题是，残留单体会导致可靠性降低。单体硬化不充分时，液晶面板会出现显示斑点。

可靠性比PSA高

　　索尼正在开发名为“FPA（Field-induced Photo-reactive Alignment）”的自主显示技术（表1）。FPA与PSA一样，通过在向面板施加电压的状态下照射UV光来控制液晶分子的配向。配向膜的主链上设置了与液晶分子的亲和性较高的部分以及UV光硬化的部分。该配向膜是索尼自主开发的。在试制单元的评测中，实现了PSA同等以上的性能。

　　FPA的优点之一是，可采用与PSA相同的工艺制造。而且，因残留单体导致的可靠性降低的可能性较小。“已经导入PSA的面板厂商可以立即制造。将来，还考虑向面板厂商进行授权提供等”（索尼核心元件开发本部显示器元件开发部门DC推进室元件工程师诹访俊一）。

采用OCB液晶提高眼镜的性能

　　要想提高帧顺序方式3D电视的画质，除了显示器外，还需要提高专用眼镜的性能。目前，与3D电视捆绑销售的专用眼镜的液晶面板，大多是台式计算机等的单色显示采用的STN（Super Twisted Nematic，超级扭曲向列）方式。虽然价格便宜，但要想实现数ms左右的响应速度，需要20V左右的驱动电压。另外，视野角也比较狭窄，从画面正面以外观看时，显示性能较低。

　　为解决该课题，东芝移动显示器（TMD）开发出了眼镜专用液晶面板（图9）。采用响应速度较高的OCB（Optically Compensated Bend，光学补偿弯曲）方式。响应速度方面，从液晶快门打开状态到关闭状态为0.1ms，从关闭状态到打开状态为1.8ms，这样还可抑制串扰现象的发生。“STN液晶如果提高驱动电压也可实现高速化。但20V的电压并不现实。OCB方式的液晶，驱动电压为6V左右，因此还可降低耗电量”（东芝移动显示器业务统括部、IA部应用技术担当兼组长宫崎达哉）。面板透射率也高达33％，可提高3D显示时的亮度。对比度方面，正面为5000比1，视野角为±30度时达到1000比1。

图9：眼镜采用OCB模式的液晶面板 东芝移动显示器开发出了用于有源方式“3D眼镜”的液晶面板（a）。液晶的显示模式采用响应性能较高的OCB方式。可降低串扰现象的发生（b）。（图（b）根据东芝移动显示器的资料制作）

　　东芝移动显示器从2004年开始量产OCB方式的液晶面板。不过，由于是以业务用途为主，因此目前价格较高。“如果是用于眼镜的尺寸，量产1000万个以上时便可降低成本”（宫崎）。

Xpol方式也将支持全高清

　　除帧顺序方式以外，还有其他用于家用3D电视的显示技术。其中之一就是采用圆偏光膜的“Xpol方式”。

　　以较少发生串扰现象为卖点的Xpol方式在液晶面板表面采用了有泽制作所开发的特殊偏光膜“Xpol”。在显示画面垂直方向的奇数列进行顺时针圆偏光处理，在偶数列进行逆时针圆偏光处理。利用将右眼用影像分配给奇数列，左眼用影像分配给偶数列，对右眼用和左眼用影像进行同一旋转方向偏光处理的专用眼镜观看，即可实现3D显示。该方式已经在LG和韩国Hyundai IT的3D电视，JVC、松下和索尼的业务用3D显示器上实现了实用化。

　　Xpol方式中，右眼用和左眼用影像存在于同一帧上，因此很少发生串扰现象。由于像帧顺序方式一样，没有对右眼用和左眼用影像进行时间分割，因此在大脑中合成3D影像时的负担也较轻。专用眼镜的重量约为20g，比帧顺序方式的专用眼镜轻1/2以下。

　　Xpol方式存在的课题是，垂直方向的精细度降至1/2。虽然有采用“4K×2K”（4000×2000像素级）显示器来抑制精细度降低的方法。但考虑到4K×2K面板在制造时的成品率，目前还不现实。

　　有泽制作所和JVC共同开发出了利用4K×2K以外的方法显示全高清3D影像的技术“HR-Xpol”，并于2010年5月进行了发布（图10）。通过在专用眼镜上配备可切换圆偏光顺时针和逆时针旋转的液晶层来实现。

图10：采用“圆偏光方式”也可显示全高清影像 有泽制作所和JVC开发出了了通过采用圆偏光膜的方式可显示1080i全高清影像的3D显示器。这是利用液晶快门以每帧为单位切换右眼用和左眼用眼镜的偏光实现的。（图由本站根据有泽制作所的资料制作）

　　在HR-Xpol技术中，第一帧影像与原来一样，将右眼用影像分配给奇数列，左眼用影像分配给偶数列。第二帧影像则将右眼用影像分配给偶数列，左眼用影像分配给奇数列。以与其同步的形式，切换眼镜的偏光状态。通过合成两帧的影像，可观看1080i的全高清3D影像。