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几种新型高清显示技术优劣对比

几种新型高清显示技术优劣对比

文章来源:中国家电网 作者:clark 发布时间:2009年07月14日 点击数: 字号:

以LCD、PDP、LCoS为代表的新兴显示技术,代表了数宁电视时代电视机技术发展的方向,注定成为显像管电视机的终结者。数字电视,特别是高清晰度电视机,也注定成为世界电视发展的潮流。随着我国经济水平的发展,特别是迎合2008年北京奥运会的契机,HDTV节目出现在我们身边的时间并不遥远。下面将分别介绍LCD、PDP、LcoS 3种新兴的显示技术的优缺点和前景。

LCD——液晶电视

液晶电视和传统的显像管电视机比,液晶电视机具有很多优势:
  • 显示质量高,无闪烁
  • 无电磁辐射
  • 画面效果好,无变形,是真正的纯平显示
  • 屏幕大小可伸缩性好。目前最大的LCD显示屏可以大到65英寸,小的却可以使用到数码相机和手机上
  • 清晰度高,可真正实现HDTV的效果
  • 数字式工作方式,更完美的表现数字图像信号
  • 功耗小,只有同面积CRT电视机的1/10~1/7

    相对于同样是平板电视成员的PDP电视,LCD电视也有一些PDP电视所没有的优点:
  • 使用寿命更长,PDP显示器的标称寿命大多在2.5万~3万小时,而且是不可恢复的,这与LCD显示器的5万~7.5万小时(可以通过更换背光管恢复)相比要逊色很多
  • 比PDP彩电功耗更低,更省电
  • 液晶电视作为3C产业融合的重要产品,吸引了众多IT厂商和家电厂商的共同参与,将有助于液晶电视成本的降低,将市场做大

    PDP——等离子电视

    在平板电视家族中,除了LCD以外,就是PDP了。PDP,即等离子显示器,是继LCD之后的最新显示技术之一。 PDP属于“自发光”的平面显示技术.核心原理和日光灯发光原理类似,是在真空玻璃(即放电空间)中注入惰性气体,然后再利用施加电压的方式,使管内的气体产生放电,应用离子效应而释放出紫外线,照射涂覆在玻璃管管壁上的荧光粉,荧光粉就会被激发出可见光,而不同的荧光粉会被激发不同颜色的可见光。

    PDP作为一种自发光显示技术,不需要背景光源,因此有LCD显示器的视角和亮度均匀性问题,实现了较高的亮度和对比度,而三基色共用同—个等离子管的设汁也使其避免了汇聚问题,可以实现非常清晰的图像。

    除了亮度、对比度和可视角度优势外,PDP技术也避免了LCD技术中的响应时间问题,而这些特点正是动态视频显示中至关重要的因素。因此从目前的技术水平看,PDP显示技术在动态视频显示领域的优势更加明显,更加适合作为电视机或家庭影院显示终端使用。PDP还具有超薄、重量轻、视角宽(大于1700)等优点,而且PDP采用的也是完全的数字驱动方式,是真正的“数字”电视。

    和其它几种新兴的显示媒体不同,PDP只能作为直视式的电视机,不能像LCD、DLP、LCoS那样作为投影电视的图像源以提供更加巨大的画面。由于PDP由上百万的发光管组成,因此电能消耗非常大,42英寸的机型往往功耗高达300W以上,散热问题是最大的问题之一,其使用寿命在几种新兴显示技术中也是最短的,而且—旦损坏无法修复。由于等离子显示屏上的玻璃极薄,所以它的表面易碎,也不能承受太大的大气压力变化,更不能承受意外的重压。

    LCoS——硅基液晶

    LCoS,为Liquid Crystal on Silicon的缩写,即硅基液晶,是一种全新的数码成像技术,基成像方式类似于三片式的LCD液晶技术,不过采用LCoS技术的投影机其光线不是透过LCD面板,而是采用反射方式形成彩色图像。

    它采用涂有液晶硅的CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片,用先进工艺磨平后镀上铝当作反射镜,形成CMOS基板,然后将CMOS基板与含有透明电极之上的玻璃基板相贴合,再注入液晶封装而成。LCoS将控制电路放置于显示装置的后面,可以提高透光率,从而达到更大的光输出和更高的分辨率。

    从技术角度讲,在新兴的显示媒体中,PDP的前景最黯淡,存在的局限最多,而最有发展前途的当属DLP和LCoS。就目前的技术发展而言,LCoS尚不如DLP成熟。

    首先,LCoS显示技术涉及到多个高技术前沿领域,主要有VLSI设计和工艺相关技术、液晶相关技术、光学引擎技术、新型光碟技术、图像处理相关技术等,因此没有哪一个公司可以掌握所有的关键技术。而DLP技术成熟,已经占领大量普通民用视频设备领域,分辨率在1024×768水平的DLP产品价格已经很低廉,在2048×1024分辨率水平上的DLP也已经能够供应市场,虽然由于价格因素目前主要应用在数字电影院的放映上,但是随着4000×2000水平的DLP应用到数字电影放映中,2048×1024水平的高清晰电视投影机也会面世。其次,LCoS高分辨率带来的大屏幕高清晰画质还不能表现出来,和DLP成熟的技术比确实相差太远。在LCoS投影系统中,光学引擎、机械结构、系统电路和LCoS芯片本身的任何缺陷都会影响图像显示效果。第三,LCoS微显示器的开发和生产还没有一个统一的标准,产业链还没有完全形成,新技术的产业化、联合加工、技术方案的改变等,使得LCoS系统的低成本优势还没有体现出来。虽然理论上在分辨率、亮度等功能相匹配的情况下,三片式LCoS投影系统的成本可以低于单片DLP投影系统的价格,但是距离实现这个目标还有很远的路要走。

    在新兴的显示技术中,可以清晰地分成2个阵营,PDP和LCD是一种技术方向,侧重于显示器件本身的开发。DLP和LCoS代表着另一种方向,它们跳出了就显示器件研制显示媒体的框子,立足于微型芯片制造技术,在技术和成本上显然和前者不在一个层次上。

    LCoS在大屏幕高清晰度电视机市场有着无限的潜力,同时由于LCoS微显示器体积小、功耗低,便于低温加固,在各种军用头盔显示器方面完全可以取代早期的微型CRT。在近眼显示器领域,有着独特的优势。近眼显示器是一个特殊的应用方向和市场,目标产品包括头盔显示器HMD、手机显示器、无线网络终端、可穿戴计算机显示器等。在军事、医疗、娱乐等领域,LCoS微显示器潜在的技术内涵将会形成各类便携式高清晰显示技术的核心。

    其它新兴显示技术展望

    OLED,即有机电致发光二极管,也被很多厂商叫做OEL,索尼称为有机EL。OLED被称为下一代平板显示技术,目前2英寸左右的成品已经开始在数码相机和手机等产品上得到应用,但是要想在电视机方面推出成熟的消费品,还有一段路要走。

    OLED电视不需要液晶电视所必需的光源,同时具有等离子电视的高清晰度,而且屏幕更薄,甚至可以做成1mm厚卷起来。这种电视的原材料比较便宜,可以用塑料、聚酯薄膜或胶片作为基板,又不需要光源,今后价格肯定要低于等离子电视和液晶电视。

    FED,即场发射显示技术,也是被许多厂商看好的一种未来大屏幕显示技术,是一种具有较长历史却进展相对比较缓慢的显示技术。早在1928年场发射电极理论就被提出,直到1968年才开始有场发射电极应用于显示器的研究,1991年第一款FED显示器产品由法国的一家公司展出。

    该技术的显示原理类似于CRT,都是由阴极发射电子,撞击荧光屏发江。只是FED中的阴极射线管被场发射阵列平面阴极代替,因此显示器由平面阴极和荧光显示屏两部分组成,实现了平面显示。FED在实现了平板显示器的轻薄结构的同时却继承了CRT的高性能,可以实现高亮度、高响应速度、真彩色、宽视野,同时避免了CRT的电磁辐射和X射线辐射。

    GLV显示系统,即“栅状光阀”成像系统,是一种全新的高精度光电调制器。由美国CLM公司开发,由于财务困境于2000年转让给索尼。GLV栅状光阀是依靠静电驱动微型机械部件,对入射光的强度和反射方向进行控制的器件,属于“微机电子系统”。GLV是一个线阵式硅芯片器件,只能产生一条竖直的线阵式像素,要变成一个平面图像还要依靠光学的扫描方法。电视图像中垂直像素的多少,由GLV线阵器件的像素数目决定,索尼公司开发的GLV是1080个像素排成竖列的一维画面器件。将此经由1080组GLV光栅反射的激光带,再用光学棱镜水平旋转投射到屏幕上,就可以形成一幅1920×1080的高清晰度电视图像。

    水平像素的多少,由光栅所加电视信号的行像素决定。GLV每个晶片长度为20μm,宽度为5μm。GLV光栅调制器结构比较简单,采用不同的投射光路,既可以组成与等离子电视厚度相差不大的背投电视,也可以做成正投影装置,但目前该技术尚处于实验阶段。

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