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大尺寸LCDTV迈向高画质之技术探析

发布时间:2020-07-21 19:22:26 阅读: 来源:轴承座厂家

前言:国内TFT LCD产业从最小的口袋电视、手持式摄影机、数位相机等小吋数开始,之后进展至笔记型电脑、桌上型电脑用显示器等中型尺寸,如今则是往大尺寸的客厅级、家庭剧院级的LCD TV市场迈进。 关于此,TFT LCD所要面临与挑战的,不单单是已发展数十年的CRT映像管(也称为“阴极射线管”)电视,也包括PDP电浆(也称为“等离子”)电视,甚至是内外投影型显示。虽然TFT LCD有著轻薄省电的优势,但纯就显示品质的特性表现而言,TFT LCD反而是最居劣势的,不仅不如过往的CRT,同样的也不如PDP,且PDP与LCD一样都诉求轻薄、平面等特性。 也因为如此,力主LCD TV的业者正积极用各种技术来强化其表现,而到底有哪些画质与显示特性必须要增强?才能拉近LCD与CRT、PDP间的差距,以下我们将对此进行逐一探讨。亮度(Luminance) 亮度(辉度)是LCD TV第一个要克服的难题,以往TFT LCD作为笔记型电脑的显示器(8英吋~15英吋)时约只要100nits~150nits(也称为「cd/m2」,即每平方公尺的面积内有几烛光)的亮度,而作为桌上型电脑的显示器(15英吋~19英吋)时则要提高至200nits~350nits,至於更大吋数(30英吋以上)的LCD TV,就必须要达500nits以上才行,且以更高标看待的话应要至1,000nits。 LCD亮度不如CRT、PDP的原因来自天生性的原理结构,这点难以改变,因为LCD属於被动性显示,画素本身无发光能力,是透过背部光源来显像,而CRT、PDP本身即具有发光显像性,且LCD背光经过层层的光折损,能传达至前方面板已所剩无几,言下之意的即是透光率极低,即便以现行较先进的工艺技术,都难以突破10%的透光,多数都在百分之个位数的光透量,也因此背光需要极高亮度,过去有业者曾尝试使用OLED作为背光,也因亮度不足也未採行,使OLED转往电子照明发展,由此可知,背光的亮度需求高于一般的电子照明。对比(Contrast) 亮度与对比是显示的两大特性,很不幸的LCD的对比也不如CRT,甚至也低于PDP,然而对比值越高显示的画面才能越生动。 附注:事实上,“对比”还可区分成“明室对比”与“暗室对比”,其中PDP的暗室对比表现优于LCD,反之LCD则在明室对比下较佳,明室如展示会、卖场等亮处,暗室如家庭剧院、简报室等暗处。 关于此各家业者都积极努力中,并为此研发各种新技术,举例而言,国内的奇美电子已经能将LCD TV的对比提升至1,500:1,若再搭配其开发的动态对比(Dynamic Contrast)技术,则可将比值增至5,0000:1。产制良率 就CRT、LCD、PDP三者而言,LCD的生产制造良率也是最困难的,CRT由於製造技术相当成熟,所以没有良率问题,PDP由於是运用许多微小的三原色霓虹灯所组构成,所以产制过程中有任一像素的坏损都仍有替换机会,而LCD则是在2片平行板注入液晶,再自外部进行液晶扭转控制,此种作法在面板尺寸愈大时,愈难保持2板间的平行度,这正是愈大尺寸的LCD面板,其良率愈低的原因所在。 此外,大尺寸面板真的在制造过程中损坏,也无法转变成小面板来产制,而必须全然废弃,废弃的成本必须转嫁到其他良品上,因此LCD的良率控制最困难,而良率不佳也将影响LCD的产制成本。反应速度 反应速度(也称“应答时间”)也是LCD的一大弱项,一般而言反应速度最佳的是CRT,其次是PDP,LCD为最末。反应时间以「毫秒,mS」为单位,毫秒数愈小则反应愈快,显示表现也越佳。 不过,今日一般型录上所写的反应时间,多是由黑(最暗)转白(最亮)与由白转黑两项表现的平均值,例如由黑转白为3.6mS,由白转黑为2.3mS,平均的结果约3.0mS,型录上就会写:3mS。所谓的「最暗」与「最亮」,其实是指每个像素(Pixel)的每个原色(红绿蓝其中一个),以一个红原色像素来说,「最红」即是「最亮」,「最不红」即是「最暗」。 除了「最暗转最亮」与「最亮转最暗」外,其实还有阶层性的变化,以8-bit色阶而言,最亮到最暗共有256个刻度,0为最暗,255为最亮(最红、最绿、或最蓝),倘若今日是从「5蓝」转成「120蓝」,此可称为「灰阶对灰阶,Gray-To-Gray,简称:GTG」的转变,所谓「灰阶」即是并非「最暗」也并非「最亮」,即是色阶中1~254的范畴。 事实上GTG才是LCD的至弱困扰,「最暗转最亮」与「最亮转最暗」的反应速度都还算快,真正反应缓慢的就在GTG上,但GTG又是真正显示时最常用的,机率远多於「最暗转最亮」及「最亮转最暗」,倘若最暗亮互转(也称为on/off,即是最大液晶扭转与不扭转)的平均反应时间为25mS,则GTG多半会超过80mS,而on/off为16mS时GTG也会超过60mS。 此外,8-bit色阶(或称:色深)只是基本,更高品质的显示已增至10-bit、12-bit,如此灰阶的细腻刻度更多,这也就更加考验液晶扭转的反应时间。可视角度(Viewing Angle) 与「反应时间」相同的,「可视角度」也是LCD低落於CRT、PDP的一项,如前所述,LCD属於被动性显示,光自背部透至前端,而不是CRT、PDP的主动性自发光(OLED也是主动性发光),使得LCD的可视角度受到限制。 可视角度在个人电脑(包括Desktop、Laptop)显示器时的问题并不大,毕竟个人电脑仅供个人之用,观赏银幕者仅一人,可居於最中间的角度位置,获得最佳的视角效果,然而用在LCD TV便有问题,LCD TV放置于客厅,有多位观赏者,窄义来看至少是位在沙发上的人都能观看,广义来论则是客厅任一处都要能观看。 关于此,业者也积极强化LCD的可视角度,并且以水平可视角度为首要重点,其次再去增强垂直可视角度,这是从应用需求角度来设定,客厅中每个人观赏银幕的高度相去不远,但观赏的左右角度就会差很多,这正是优先提升水平可视角度的缘故。 另外,业者为了改善视角问题提出了各项技术,常见的包括有TN+film、MVA、IPS等,其中MVA是Fujitsu所提出,国内的奇美、友达则有获得技术授权使用,IPS则是由Hitachi所提出,之后IBM Japan、NEC、Toshiba也都有此项技术,国内亦有瀚宇彩晶获得授权。另外也有较独研独用的视角改善技术(也称:广视角技术),如Sharp的ASV、Samsung的PVA等。 LCD显示屏相关文章:lcd显示屏原理

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