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          大尺寸LCD TV邁向高畫質(zhì)之技術(shù)探析

          作者: 時(shí)間:2012-11-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          前言:國內(nèi)TFT 產(chǎn)業(yè)從最小的口袋電視、手持式攝影機(jī)、數(shù)位相機(jī)等小吋數(shù)開始,之后進(jìn)展至筆記型電腦、桌上型電腦用顯示器等中型尺寸,如今則是往大尺寸的客廳級、家庭劇院級的 TV市場邁進(jìn)。

          關(guān)于此,TFT 所要面臨與挑戰(zhàn)的,不單單是已發(fā)展數(shù)十年的映像管(也稱為“陰極射線管”)電視,也包括電漿(也稱為“等離子”)電視,甚至是內(nèi)外投影型顯示。雖然TFT LCD有著輕薄省電的優(yōu)勢,但純就顯示品質(zhì)的特性表現(xiàn)而言,TFT LCD反而是最居劣勢的,不僅不如過往的,同樣的也不如,且與LCD一樣都訴求輕薄、平面等特性。

          也因?yàn)槿绱?,力主LCD TV的業(yè)者正積極用各種技術(shù)來強(qiáng)化其表現(xiàn),而到底有哪些畫質(zhì)與顯示特性必須要增強(qiáng)?才能拉近LCD與、PDP間的差距,以下我們將對此進(jìn)行逐一探討。

          亮度(Luminance)

          亮度(輝度)是LCD TV第一個(gè)要克服的難題,以往TFT LCD作為筆記型電腦的顯示器(8英吋~15英吋)時(shí)約只要100nits~150nits(也稱為「cd/m2」,即每平方公尺的面積內(nèi)有幾燭光)的亮度,而作為桌上型電腦的顯示器(15英吋~19英吋)時(shí)則要提高至200nits~350nits,至於更大吋數(shù)(30英吋以上)的LCD TV,就必須要達(dá)500nits以上才行,且以更高標(biāo)看待的話應(yīng)要至1,000nits。

          LCD亮度不如CRT、PDP的原因來自天生性的原理結(jié)構(gòu),這點(diǎn)難以改變,因?yàn)長CD屬於被動(dòng)性顯示,畫素本身無發(fā)光能力,是透過背部光源來顯像,而CRT、PDP本身即具有發(fā)光顯像性,且LCD背光經(jīng)過層層的光折損,能傳達(dá)至前方面板已所剩無幾,言下之意的即是透光率極低,即便以現(xiàn)行較先進(jìn)的工藝技術(shù),都難以突破10%的透光,多數(shù)都在百分之個(gè)位數(shù)的光透量,也因此背光需要極高亮度,過去有業(yè)者曾嘗試使用作為背光,也因亮度不足也未採行,使轉(zhuǎn)往電子照明發(fā)展,由此可知,背光的亮度需求高于一般的電子照明。

          對比(Contrast)

          亮度與對比是顯示的兩大特性,很不幸的LCD的對比也不如CRT,甚至也低于PDP,然而對比值越高顯示的畫面才能越生動(dòng)。

          附注:事實(shí)上,“對比”還可區(qū)分成“明室對比”與“暗室對比”,其中PDP的暗室對比表現(xiàn)優(yōu)于LCD,反之LCD則在明室對比下較佳,明室如展示會(huì)、賣場等亮處,暗室如家庭劇院、簡報(bào)室等暗處。

          關(guān)于此各家業(yè)者都積極努力中,并為此研發(fā)各種新技術(shù),舉例而言,國內(nèi)的奇美電子已經(jīng)能將LCD TV的對比提升至1,500:1,若再搭配其開發(fā)的動(dòng)態(tài)對比(Dynamic Contrast)技術(shù),則可將比值增至5,0000:1。

          產(chǎn)制良率

          就CRT、LCD、PDP三者而言,LCD的生產(chǎn)制造良率也是最困難的,CRT由於製造技術(shù)相當(dāng)成熟,所以沒有良率問題,PDP由於是運(yùn)用許多微小的三原色霓虹燈所組構(gòu)成,所以產(chǎn)制過程中有任一像素的壞損都仍有替換機(jī)會(huì),而LCD則是在2片平行板注入液晶,再自外部進(jìn)行液晶扭轉(zhuǎn)控制,此種作法在面板尺寸愈大時(shí),愈難保持2板間的平行度,這正是愈大尺寸的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過程中損壞,也無法轉(zhuǎn)變成小面板來產(chǎn)制,而必須全然廢棄,廢棄的成本必須轉(zhuǎn)嫁到其他良品上,因此LCD的良率控制最困難,而良率不佳也將影響LCD的產(chǎn)制成本。

          反應(yīng)速度

          反應(yīng)速度(也稱“應(yīng)答時(shí)間”)也是LCD的一大弱項(xiàng),一般而言反應(yīng)速度最佳的是CRT,其次是PDP,LCD為最末。反應(yīng)時(shí)間以「毫秒,mS」為單位,毫秒數(shù)愈小則反應(yīng)愈快,顯示表現(xiàn)也越佳。

          不過,今日一般型錄上所寫的反應(yīng)時(shí)間,多是由黑(最暗)轉(zhuǎn)白(最亮)與由白轉(zhuǎn)黑兩項(xiàng)表現(xiàn)的平均值,例如由黑轉(zhuǎn)白為3.6mS,由白轉(zhuǎn)黑為2.3mS,平均的結(jié)果約3.0mS,型錄上就會(huì)寫:3mS。所謂的「最暗」與「最亮」,其實(shí)是指每個(gè)像素(Pixel)的每個(gè)原色(紅綠藍(lán)其中一個(gè)),以一個(gè)紅原色像素來說,「最紅」即是「最亮」,「最不紅」即是「最暗」。

          除了「最暗轉(zhuǎn)最亮」與「最亮轉(zhuǎn)最暗」外,其實(shí)還有階層性的變化,以8-bit色階而言,最亮到最暗共有256個(gè)刻度,0為最暗,255為最亮(最紅、最綠、或最藍(lán)),倘若今日是從「5藍(lán)」轉(zhuǎn)成「120藍(lán)」,此可稱為「灰階對灰階,Gray-To-Gray,簡稱:GTG」的轉(zhuǎn)變,所謂「灰階」即是并非「最暗」也并非「最亮」,即是色階中1~254的范疇。

          事實(shí)上GTG才是LCD的至弱困擾,「最暗轉(zhuǎn)最亮」與「最亮轉(zhuǎn)最暗」的反應(yīng)速度都還算快,真正反應(yīng)緩慢的就在GTG上,但GTG又是真正顯示時(shí)最常用的,機(jī)率遠(yuǎn)多於「最暗轉(zhuǎn)最亮」及「最亮轉(zhuǎn)最暗」,倘若最暗亮互轉(zhuǎn)(也稱為on/off,即是最大液晶扭轉(zhuǎn)與不扭轉(zhuǎn))的平均反應(yīng)時(shí)間為25mS,則GTG多半會(huì)超過80mS,而on/off為16mS時(shí)GTG也會(huì)超過60mS。

          此外,8-bit色階(或稱:色深)只是基本,更高品質(zhì)的顯示已增至10-bit、12-bit,如此灰階的細(xì)膩刻度更多,這也就更加考驗(yàn)液晶扭轉(zhuǎn)的反應(yīng)時(shí)間。

          可視角度(Viewing Angle)

          與「反應(yīng)時(shí)間」相同的,「可視角度」也是LCD低落於CRT、PDP的一項(xiàng),如前所述,LCD屬於被動(dòng)性顯示,光自背部透至前端,而不是CRT、PDP的主動(dòng)性自發(fā)光(也是主動(dòng)性發(fā)光),使得LCD的可視角度受到限制。

          可視角度在個(gè)人電腦(包括Desktop、Laptop)顯示器時(shí)的問題并不大,畢竟個(gè)人電腦僅供個(gè)人之用,觀賞銀幕者僅一人,可居於最中間的角度位置,獲得最佳的視角效果,然而用在LCD TV便有問題,LCD TV放置于客廳,有多位觀賞者,窄義來看至少是位在沙發(fā)上的人都能觀看,廣義來論則是客廳任一處都要能觀看。

          關(guān)于此,業(yè)者也積極強(qiáng)化LCD的可視角度,并且以水平可視角度為首要重點(diǎn),其次再去增強(qiáng)垂直可視角度,這是從應(yīng)用需求角度來設(shè)定,客廳中每個(gè)人觀賞銀幕的高度相去不遠(yuǎn),但觀賞的左右角度就會(huì)差很多,這正是優(yōu)先提升水平可視角度的緣故。
          另外,業(yè)者為了改善視角問題提出了各項(xiàng)技術(shù),常見的包括有TN+film、MVA、IPS等,其中MVA是Fujitsu所提出,國內(nèi)的奇美、友達(dá)則有獲得技術(shù)授權(quán)使用,IPS則是由Hitachi所提出,之后IBM Japan、NEC、Toshiba也都有此項(xiàng)技術(shù),國內(nèi)亦有瀚宇彩晶獲得授權(quán)。另外也有較獨(dú)研獨(dú)用的視角改善技術(shù)(也稱:廣視角技術(shù)),如Sharp的ASV、Samsung的PVA等。

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