2009显示周回顾:LCD显示技术
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摘要:lcd创新出新规,文章总结了今年显示周上关于LCD的新闻,从新型的可印刷显示技术到集成触摸技术,从发展的基板到液晶材料,从低功耗到环保制造工艺,将广泛的技术进步呈现在会议室和展览厅上。
关键词:液晶;显示周;背光源
中图分类号:TN141.9 文献标识码:B
Display Week 2009 Review: LCDs
Alfred Poor
(HDTV Almance)
Abstract: LCD innovation continues to set the standard,This summary just scratches the surface of the LCD news at Display Week this year. From new printable display technologies to integrating touch technology, from advances in substrates to liquid-crystal materials, from lower energy consumption to fabrication processes that are friendlier to the environment, a wide range of advances were presented in the meeting rooms and on the show floor.
Keywords: LCD; dispay week; backlights
引 言
尽管2009显示周是在德克萨斯山峦起伏的郊野中举行,但显示世界却是平坦巍然的,从展示大厅到会议室,从装在口袋里的显示器到挂在墙上的显示器,对圣安东尼奥这个小城来说有一点是很清楚的,那就是LCD技术将成为迎接未来挑战的中流砥柱。从展示会上吸引大批眼球的新奇技术来看,LCD产业确实在主导着市场。如果在六月份你有幸亲临展览现场,那么你就会意识到那些辉煌的发展深刻地揭示了LCD技术将不会失去主导地位。相反,LCD技术真正的从各个方面有了大幅度提高,从而有了长足发展。
1 背光源
此次会展在提升LCD屏技术方面的亮点是广泛使用了LED固态背光源,与传统荧光灯管相比,LED光源的优势在于环保、低功耗以及更强的温度适应性能和抗冲击性。LED配置在屏的背面作为侧光式使用,可实现区域控制技术,从而既提高显示对比度又节省功耗。区域控制技术不是新概念,但其技巧有了更新,比如三星制造的产品就是佐证,他们把采用区域控制技术的显示器与不使用该技术的显示器并排放置对比,尽管与显示内容存在相关性,但节省功耗的证据相当明显。
当然在LED背光源的主题展览上也存在一些瑕疵,比如在较有戏剧性的三星展台上,采用“薄如针”的侧光式技术配置的24inch LCD屏厚度达到3.5mm,而采用类似设计用于笔记本电脑的12.1 inch屏厚度仅为1.64mm。LG电子公司也展示了采用LED背光源的超薄高清电视,47inch的电视厚度为5.9mm。
LED背光源已成为显示器设计者的标准组件之一。NEC、日立、东芝和Optrex均展示了多款超长寿命的工业用LCD屏。比如东芝展示了一款采用白光LED背光源的LCD屏,其平均无故障时间(MTBF)为7万小时,直至最近,LED的寿命也就这么长,延伸的使用寿命扩展了显示技术的用途。Planar展示了一款29inch的低功耗LCD数字屏,仅30W的功率可产生500cd/m2的亮度,当然这得益于LED背光源。
另一个吸引眼球的展示是三星的人像模式(portrait-mode)LCD屏,常见于数字标牌显示,且使用白光LED做背光源。它有一个装有简易感光器的移动设备配置在前端,数据从屏传送到移动设备,那么如何工作呢?即以远高于观众能察觉的频率调制背光源传送数据。按照三星商的说法,白光LED支持1~2MHz的调制频率,而红绿蓝(RGB)LED能够支持每通道40MHz的频率,这完全有可能在短时间内实现大数据量传输,从而打开了各种诱人应用的前景。
有关背光源还要提到的一点是兼顾经济性和以LCD为中心的现实,现在是恩迪科特研究组(ERG)为需要用LED替代CCFL的用户重新改装LED组件的重要时期。“这些改装不是永久的”,公司地区经理与ERG全球市场策划人Bill Abbott这样强调。这意味着商机在减少,但从此以后将支持用户不断升级设备。
2 其它LCD创新
节能设计比比皆是。如前面提到的区域控制技术,夏普展示了一种新的“记忆性LED”反射式屏,该屏为每个像素配置了记忆电路,使得每秒钟刷新一次屏幕成为可能。与常规设计相比,这种方式节省了大量功耗。这个版本的彩色显示器对比度相当低,而单色显示器可以接受。
为提高弱光条件下反射式LCD屏的可读性,提出了一种巧妙的方法,详见出自精工爱普生的题目为《采用精细间隔OLED提高前照明系统光学特性》的文章。从题目可以窥视其大概,即在顶层玻璃上放置微小的OLED器件,光照射在屏幕顶部,也就是光直接照射在显示器表面,为反射式显示器提高光源,这将比侧光式和前光式拥有更高的宽视觉。
在数字标牌应用方面,LG展示了一套从不同角度可看到三个不同图像的LCD屏(如图1所示),类似设计可见于一些如汽车仪表盘的小屏应用当中,但LG展示的屏相对比较大。在SID的一个重要讲演上,LG的CTO和执行副总裁InJae Chung描述了另一项创新,这是通过控制LCD屏视角实现的。LG的“视角图像控制”技术可以实现显示器的视角选择,甚至是部分显示内容,这可用于肖像私密保护。
夏普展示了采用5基色滤光片的60inch LCD屏,这是把青色和黄色增加到常规的红色、绿色和蓝色当中(如图2所示),其结果是屏的色域为普通使用的130%以上,丰富的色彩使得该屏在显示周上尤为突出。
当然,三星也展示了旗下获得年度奖的240Hz刷新率LCD屏,该屏是在60Hz信号的每帧图形之后又混合了3帧图形而成。
3 增加一维
今年的显示周上基于LCD技术的3D显示器同样令人激动。有一些LCD屏采用有源光阀实现3D图像,而另一些则采用无源光阀,在包括NEC、东芝和LG的展台上演示了自动立体显示技术。
最引人入胜的自由立体显示装置是在3M的展台上。3M制出了一种双镜头膜,该镜头可以在左眼形成一个图形,在右眼形成另一个图形。与当今大多数设计不同的是,3M不是着眼于显示器的子像素状况,而是使屏的制造更简单。不是让左右眼图像同时显示,而是左眼图像先显示,然后右眼图像再显示,两眼均使用LED侧光源,光线从一边照射仅对一只眼睛,从另一边照射再对另一只眼睛。3D图像的获得是通过同步变化屏上的图像,同时交替照射左右眼的LED光源实现。其结果是两眼的3D效果图像以时序方式呈现,这种方法有利的一面是,即便观众偏离了立体视点,依旧能够看到连续图像。这种2维图像亮度有些暗,因为只接受到3D图像光强的一半,但图像是完整的。该方法简单有效,预计今年年底会采用该项技术推出一款宽QVGA的商业化屏。
4 结 论
本文仅是总结了今年显示周上LCD新闻的皮毛。从新型的可印刷显示技术到集成触摸技术,从发展的基板到液晶材料,从低功耗到环保制造工艺,使广泛的技术进步呈现在会议室和展览厅上。如果你错过了2009显示周上的LCD发展展示,那么你就错过了显示业中的很多进步技术。
作者简介:Alfred Poor,在线HDTV年鉴编辑和出版商,显示技术主题方面的自由专栏作家,ECN技术编辑,原Delaware Valley Chapter的SID主席,E-mail:。
(南开大学 代永平
译自《Information Display》08/09)