一度曾主宰市场的CRT(阴极射线管)显示器正逐渐让位于许多新崛起的显示技术,如液晶显示器、等离子显示器和投影显示器,因为消费娱乐电子行业正要求显示器具有更强的数据处理能力、更鲜艳的色彩和更高的性能。显示器制造商通过改善如视角及分辨率等基本显示特性对此做出了积极的响应,并正采用更先进的软件和硬件算法,使显示器能更好地处理快速变化的图像和执行一些超出显示数据和图像范围的功能。此外,如OLED(有机发光二极管)和柔性显示器这样的新兴技术也将进一步在这个竞争激烈的领域拓展舞台。
LCD显示器的优点
在显示器世界里,没有一项技术改进所带来的影响能够与液晶显示器(LCD)相匹敌。在LCD崛起的背后,是组成显示器的许多元器件的革命性进步。“无论是背光、偏光器、TFT玻璃阵列还是滤色镜技术都可看到发生了重大的技术进步,”NEC电子公司主管显示器事业部的副总裁Omid Milani说。例如,Milani指出,最初光通过滤色镜时会损失30～40%,但是“为了得到产生优质色彩密度所需的恰当色素,我们一直在做大量的材料科学研究”。
隔离层技术的进步也改善了LCD显示器的性能。“分散液晶的球珠技术可能会产生光泄漏,”Milani指出。“业界已经采用柱状隔离层技术提高了透射率。”飞利浦移动显示系统首席技术官Johan Van de Ven补充道,“另一个使能因素是更加高效的照明系统,特别是对液晶显示器而言。”他引用了在LED背光照明系统中白光LED开始代替冷阴极管系统的例子,“如果你继续推动LED技术的改进,那么背光将使你得到高效率的液晶显示器。”
据Van de Ven介绍,并不是所有的显示性能改善都归因于硬件。通过智能颜色算法实现的软件增强也正在改变人们对显示内容的感知。“通过软件,我们可以更好地处理眼睛所看到的数据流,”Van de Ven表示。他相信使每一个像素都智能化能够将未来显示器的性能最大化,特别是对那些空间受到限制的便携式产品来说。
“在一个很小的屏幕上,你可以利用开关将智能集成到像素中,或者增加存储器,”他介绍说,“在这类产品的待机状态下,你可以获得图像并改变它们。”根据Microdisplay Report的分析师Chris Chinnock的说法,对于显示器制造商而言,改进颜色特性是另一关键性的主动创新。他指出,传统的色彩系统是基于RGB(红-绿-蓝)的三色方案,而一些厂商正在试图转向增加了黄色的四色系统。
“如果你能使用黄光产生基色,那么就可以制造出更明亮的TV。”Chinnock指出。但不少公司也表示,目前尽管已取得了一些进步,但还需要取得更多的技术进步。例如,TI电源组认为,在面板一侧集成时序控制器和定标处理器将使得设计人员能够简化显示器的供电电路。另外,为保证将高分辨率信号传送到显示器,显示接口也需要改进。根据ADI(模拟器件公司)显示器驱动器营销经理Ed Spence的介绍,显示器驱动器正从10位转向12位。
Spence补充道,随着联邦通讯委员会(FCC)正逐步要求大多数电视能够处理数字信号,市场也需要更好的解码电路。“我们正在投入大量精力改进视频解码器,”他说,“这将为机顶盒带来巨大的商机。”
显示器制造商也在重新考虑其产品的外观和功能。举例而言,显示器不仅可以显示信息,而且可以作为输入设备来使用。事实上,东芝公司一年以来一直在论证玻璃屏输入显示技术,该项技术利用嵌入在LCD中的传感器来捕获照片和印刷文本这样的彩色数字图像,以便重新显示。被捕获和重新显示的图像输入分辨率可达到320×240像素。
东芝公司期望使用该项技术从产品目中录获取图像、读取条码、鉴别并认可安全指纹、将地图导入PDA或从导航系统中导入等等。东芝公司还期望此项技术能够具备照相功能。但到目前为止,东芝公司尚未向市场透露任何显示输入技术的具体计划。
其它显示器制造商也纷纷将显示器驱动器嵌入到玻璃屏中。例如,夏普公司正在将连续颗粒硅技术集成在其LCD产品中,据称此项技术能够提供比低温多晶硅更快的电子迁移率。该项技术可以使LCD驱动器IC、控制器IC、电源IC这样的部件与LCD集成在同一基板上,从而增加显示器的功能。
夏普公司正在测量其用于PDA小型显示器的连续颗粒硅技术,从而将曾经是大型显示器才有的显示特性带到了新一代移动产品中来。美国夏普微电子公司负责显示器事业部的高级副总裁Joel Pollack介绍说:“我们将增加更多的逻辑并使显示器变得更小,以后还将集成图像处理能力。”夏普公司还早已开发出不需要特殊镜片就可以显示3D立体图像的LCD。这种图像的产生是通过控制从显示器发出的光传播路径,以使到达左右眼的图像有些微差别。夏普采用了一种众所周知的立体显示效果产生技术——视差栅栏。对于面临来自韩国、台湾、将来可能还有中国大陆激烈竞争的日本厂商而言,为显示器增加特殊特性并不是一种销售伎俩,而是一个为了满足生存所需差异化的关键手段。“在这个行业生存需要显示你的存在价值,”NEC的Milani指出,“日本方面的战略是开发高附加值新技术,然后再通过许可证方式授权他人使用。”
等离子技术克服局限性
技术进步也正在帮助等离子显示器的制造商们克服他们长期以来对其技术的误解,其中之一就是荧光体老化的趋势或一段时间后图像残留的问题。
“图像老化是一种感觉,”美国三星电子公司平板显示器高级营销经理Jonas Tanenbaum认为,“荧光物质老化确实存在某些危险,但与其它基于荧光物质的显示技术问题相比,它可不算什么”。Tanenbaum介绍说改良的制造工艺正在开发,以提高等离子显示器中荧光体的半寿命问题。“我们所有的平板显示器预计都可以工作到50000小时,也就是说20年。”
OLED将成为主流
材料和成本方面的改进也正开始将另一种显示技术OLED纳入主流。但就如几年前的LCD技术一样,OLED技术仍处在成长的痛苦之中。OLED显示器的主要推动力是主动矩阵技术的开发,其视觉特性被认为优于被动矩阵技术。
柯达公司和三洋公司已经联手组建团队为数字相机开发主动矩阵OLED显示器；同时索尼公司也已开始为其CLIE PEG-VZ90手持消费娱乐产品生产一款OLED显示器。柯达公司开发了出一种包括红、绿、蓝、白的OLED设计公式,其材料组合为全彩主动矩阵显示器提供了红、绿、蓝设计方案；也为带有彩色滤光阵列,使用白色发光OLED材料的平板显示器提供了白色设计方案。但是,飞利浦公司Van de Ven认为,要改善OLED显示器的寿命和可靠性,还需要进一步的技术改进。
“对于OLED来说,我们关注的是可以纠正不均匀老化和环境亮度差异的光敏二极管及系统的开发情况。”ADI公司的Spence指出,成本和功耗是该公司与OLED显示器公司一起努力解决的两个问题。一个关键的难题是设计接口电子器件。“我们正在仔细研究智能分割技术的使用,开发接口电子器件,并保持其较大的尺寸,”他说,“你根本不可能使用五花八门的CMOS驱动器。”
微显技术寻求参与竞争
正当显示技术方面的进步大部分聚焦在平板显示器的同时,其他类似背投微显这样的技术也正在进行技术改进。根据ADI公司Ed Spence的介绍,曾采用三枪CRT引擎的背投显示器现在采用了更精巧的光引擎,可提供更高的亮度和均匀度。
这些开发成果为曾许诺以低价格取代平板屏幕的高清晰微显TV铺平了道路。例如,Brillian公司已经开发出一种可显示1920×1200像素的0.72英寸对角面板,该款面板可由主要的TV制造商在专用标识协议下,组装成65英寸背投高清晰电视。这样的0.72英寸对角阵列和8.1平方微米像素的显示器可以提供超过500nits的亮度。
虽然做出了许多承诺,Brillian公司TV产品的生产却遭遇到了挫折。由于JDS Uniphase公司光引擎供货的拖延,原本安排于第三季度出货的高清晰电视被推迟到了第四个季度。而同时Brillian公司的微显技术目前也还存在一个关键性问题。通过Chinnock介绍我们得知,不同于液晶和等离子显示器制造商,微型显示器公司倾向成为更小型化和更少垂直整合的供应商,这些供应商必然更加依赖于合作伙伴帮助制造和供应关键元件。
“微显公司为了竞争必须进行外购,”他指出,“你需要制造产品并外购可在中国获得的元件。”Brillian公司的主席兼首席执行官Vince Solitto解释说:“我们在亚利桑那州的坦普制造微型显示器,光引擎来自JDS Uniphase公司,显像管来自亚洲,镜头和屏幕来自日本,并且从马来西亚的Penang采购PC主板。”他补充说,微显电视是由墨西哥提华纳的一家合同制造商组装的。
柔性显示器
虽然未来大多数显示器仍将在传统玻璃衬底上制造,但柔性衬底的使用预期将会增加,特别是当技术的进步使得有可能在新应用中使用显示器时。
例如,一些公司正在开发软性卷筒型显示器,用以代替超市中传统的纸质标志牌。柯达显示器公司已经展示了一款软性塑料显示器,采用在塑料衬底上的聚合物散状液晶来实现显示功能。液晶具有两种稳定的能量状态,开和关；而且仅在改变图像时需要电能。柯达公司表示,该项技术不需要偏光器,从而可方便地实现更大视角。
柯达公司显示器及元件部门业务经理Chris Johnson表示:“我们相信大量的纸质标识牌将转向数字型。”支持者声称,用电子显示器代替传统标识牌将简化更新如价格和销售事项等信息,给营销者和零售点在推销产品和服务时带来额外的灵活性。iSuppli/Stanford Resources的分析家Sanju Khatri指出,由于显示器制造商(如NEC-三菱、三星、先锋和夏普公司)已经拥有LCD、等离子和背投管产品,专业音/视频行业正指望数字标识牌能成为一种杀手级应用。
不过,Khatri承认必须使消费者确信,数字标识牌会为消费者的投资带来回报。她说:“技术已经摆在那里,问题是如何创建一个吸引人的商业模式。”例如,问题之一是消费者是否愿意承担编程和操作产生数字标识牌所需显示技术的责任和成本。她指出,通过电子手段为其产品做广告的消费者可能愿意承担一部分费用。OLED显示器也可能采用柔性基板。Van de Ven也注意到,由于无需背光,因此OLED显示器可以制造成卷筒形状。
成本将是关键
虽然技术的进步带来更加智能和多功能的显示器,但在对成本敏感的消费应用中,这些产品最终能否被接受取决于制造商以多快的速度降低成本。例如,LCD制造商已经在宣扬其下一代可作为大尺寸玻璃基板成本降低催化剂的制造工厂。但是有些LCD制造工厂已经开始增加显示器的产量,尽管成品率尚不能达到最佳。虽然这些问题很平常,但是如果想要可靠地生产出大批量面板,以满足分析家们认为的飞速增长的平板LCD TV的需求,制造商们就需要为其生产过程编写操作指南。
同时,显示器供应链的其它成员也需要跟上步伐。例如,集成显示驱动器制造商需要提供新型显示器需要的快速刷新率保持部件；玻璃板制造商也需要继续改进熔炉以便能够加工处理大尺寸的玻璃屏。新的显示技术,不论会带来什么样的好处,都会遭遇来自习惯于“实践出真知”的消费者的阻力。尽管LCD TV的销售额在不断增长,预期未来数年内CRT TV仍将主宰市场,特别是在其价格仍然远远低于LCD TV的情况下。
根据Brilliant公司Solitto的看法,虽然成本是消费者接受新技术的关键因素,但使用的方便性,特别是辅助电子功能也将影响消费者对显示技术的选择。“人们会花大笔钱购买那些简单方便的东西。”Solitto指出,“如果你观察一个背投微显电视,你会发现其中有很大一部分空间是空的,这使得你有可能在其中集成DVD播放器和有线电视机顶盒。这对很多人来说是非常有吸引力的。所有的功能都可以在屏幕上实现。”
Solitto补充道,显示器和辅助设备不断增加的复杂性将迫使零售商改变他们的销售策略。他说:“美国的Circuit City和Best Buy将不得不改变他们的销售观念并提供更多的服务。”
作者:秦公望
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