四種新型高清顯示技術(shù)優(yōu)劣對(duì)比
以L(fǎng)CD、PDP、DLP、LCoS為代表的新興顯示技術(shù),代表了數(shù)寧電視時(shí)代電視機(jī)技術(shù)發(fā)展的方向,注定成為顯像管電視機(jī)的終結(jié)者。數(shù)字電視,特別是高清晰度電視機(jī),也注定成為世界電視發(fā)展的潮流。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展,特別是迎合2008年北京奧運(yùn)會(huì)的契機(jī),HDTV節(jié)目出現(xiàn)在我們身邊的時(shí)間并不遙遠(yuǎn)。下面將分別介紹LCD、PDP、DLP、LcoS 4種新興的顯示技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和前景。
LCD——液晶電視
液晶電視和傳統(tǒng)的顯像管電視機(jī)比,液晶電視機(jī)具有很多優(yōu)勢(shì):1、顯示質(zhì)量高,無(wú)閃爍;2、無(wú)電磁輻射;3、畫(huà)面效果好,無(wú)變形,是真正的純平顯示;4、屏幕大小可伸縮性好。目前最大的LCD顯示屏可以大到65英寸,小的卻可以使用到數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)上。其體積和重量均比CRT要小許多。5、清晰度高,可真正實(shí)現(xiàn)HDTV的效果;6、數(shù)字式工作方式,更完美的表現(xiàn)數(shù)字圖像信號(hào);7、功耗小,只有同面積CRT電視機(jī)的1/10~1/7。
相對(duì)于同樣是平板電視成員的PDP電視,LCD電視也有一些PDP電視所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn):
使用壽命更長(zhǎng),PDP顯示器的標(biāo)稱(chēng)壽命大多在2.5萬(wàn)~3萬(wàn)小時(shí),而且是不可恢復(fù)的,這與LCD顯示器的5萬(wàn)~7.5萬(wàn)小時(shí)(可以通過(guò)更換背光管恢復(fù))相比要遜色很多;
比PDP彩電功耗更低,更省電;
液晶電視作為3C產(chǎn)業(yè)融合的重要產(chǎn)品,吸引了眾多IT廠(chǎng)商和家電廠(chǎng)商的共同參與,將有助于液晶電視成本的降低,將市場(chǎng)做大。
PDP——等離子電視
在平板電視家族中,除了LCD以外,就是PDP了。PDP,即等離子顯示器,是繼LCD之后的最新顯示技術(shù)之一。 PDP屬于“自發(fā)光”的平面顯示技術(shù).核心原理和日光燈發(fā)光原理類(lèi)似,是在真空玻璃(即放電空間)中注入惰性氣體,然后再利用施加電壓的方式,使管內(nèi)的氣體產(chǎn)生放電,應(yīng)用離子效應(yīng)而釋放出紫外線(xiàn),照射涂覆在玻璃管管壁上的熒光粉,熒光粉就會(huì)被激發(fā)出可見(jiàn)光,而不同的熒光粉會(huì)被激發(fā)不同顏色的可見(jiàn)光。
PDP作為一種自發(fā)光顯示技術(shù),不需要背景光源,因此有LCD顯示器的視角和亮度均勻性問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了較高的亮度和對(duì)比度,而三基色共用同—個(gè)等離子管的設(shè)汁也使其避免了匯聚問(wèn)題,可以實(shí)現(xiàn)非常清晰的圖像。
從目前的技術(shù)發(fā)展來(lái)看,PDP在屏幕尺寸上具有巨大的優(yōu)勢(shì),2004年1月,三星宣布成功制造出了80英寸的PDP面板,這款80英寸(1766mm×1128mm)PDP的厚度僅為89mm,標(biāo)準(zhǔn)分辨率1920×1080,完全達(dá)到高清晰度電視的分辨率水平。它具有1000nits的亮度和2000:1的對(duì)比度,一改以往大尺寸PDP亮度和對(duì)比度不能同時(shí)處于最佳狀態(tài)的弊病。
除了亮度、對(duì)比度和可視角度優(yōu)勢(shì)外,PDP技術(shù)也避免了LCD技術(shù)中的響應(yīng)時(shí)間問(wèn)題,而這些特點(diǎn)正是動(dòng)態(tài)視頻顯示中至關(guān)重要的因素。因此從目前的技術(shù)水平看,PDP顯示技術(shù)在動(dòng)態(tài)視頻顯示領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)更加明顯,更加適合作為電視機(jī)或家庭影院顯示終端使用。PDP還具有超薄、重量輕、視角寬(大于1700)等優(yōu)點(diǎn),而且PDP采用的也是完全的數(shù)字驅(qū)動(dòng)方式,是真正的“數(shù)字”電視。
和其它幾種新興的顯示媒體不同,PDP只能作為直視式的電視機(jī),不能像LCD、DLP、LCoS那樣作為投影電視的圖像源以提供更加巨大的畫(huà)面。由于PDP由上百萬(wàn)的發(fā)光管組成,因此電能消耗非常大,42英寸的機(jī)型往往功耗高達(dá)300W以上,散熱問(wèn)題是最大的問(wèn)題之一,其使用壽命在幾種新興顯示技術(shù)中也是最短的,而且—旦損壞無(wú)法修復(fù)。由于等離子顯示屏上的玻璃極薄,所以它的表面易碎,也不能承受太大的大氣壓力變化,更不能承受意外的重壓。
韓國(guó)的大尺寸PDP面板生產(chǎn)在世界PDP產(chǎn)業(yè)中占有優(yōu)勢(shì),日本的PDP產(chǎn)業(yè)雖然在最大顯示面板開(kāi)發(fā)上略微滯后,但是在37~50英寸的PDP產(chǎn)品規(guī)格上最完整,處于PDP制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)上游。
DLP——數(shù)字光學(xué)處理器
DLP技術(shù)是由美國(guó)德州儀器公司(TI)獨(dú)家開(kāi)發(fā)的一種全數(shù)字化的顯示解決方案,是目前數(shù)字電視領(lǐng)域最先進(jìn)和最成熟的顯示技術(shù)之一,DLP技術(shù)在整個(gè)投影顯示領(lǐng)域的市場(chǎng)份額已經(jīng)超過(guò)了30%。
DLP技術(shù)的核心是數(shù)字微鏡器件(DMD),它是一個(gè)拇指指甲大小的半導(dǎo)體器件。DMD由120萬(wàn)(適合標(biāo)清電視)或200萬(wàn)個(gè)(適合高清電視)甚至更多(用于數(shù)字電影放映機(jī))的精微鏡面組成,起著光開(kāi)關(guān)的作用。每一個(gè)鏡面都能前后翻動(dòng)(開(kāi)啟或關(guān)閉),每秒可達(dá) 5000次。輸入的影像或圖形信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼,即由0和1組成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。這些代碼再被用來(lái)推動(dòng)DMD鏡面。
當(dāng)DMD座板和投影燈、色輪和投影鏡頭協(xié)同工作時(shí),這些翻動(dòng)的鏡面就能將一幅天衣無(wú)縫的數(shù)字圖像反射到電視機(jī)屏幕上。一片DMD是由許多個(gè)微小的正方形反射鏡片(簡(jiǎn)稱(chēng)微鏡)按行列緊密排列在一起,然后貼在一塊硅晶片的電子節(jié)點(diǎn)上,每一個(gè)微鏡對(duì)應(yīng)著生成圖像的一個(gè)像素,微鏡數(shù)量決定了一臺(tái)DLP投影機(jī)的物理分辨率。
微鏡由對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器控制在+100角和-100角2個(gè)位置上切換轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)微鏡處于+100角的時(shí)候,為開(kāi)的位置,光源投射過(guò)來(lái)的光由這個(gè)微鏡反射,通過(guò)投影鏡頭投射到投影幕上,生成了圖像中亮的像素;當(dāng)微鏡處于-100角時(shí),為關(guān)的位置,此時(shí)光線(xiàn)無(wú)法反射到投影幕,就生成了圖像中暗的像素。目前,DLP投影機(jī)按其中的DMD裝置的數(shù)目分為單片DLP投影系統(tǒng)和三片DLP投影系統(tǒng)。
在一片DLP投影系統(tǒng)中,通過(guò)—個(gè)以60轉(zhuǎn)/秒高速旋轉(zhuǎn)的濾色輪來(lái)產(chǎn)生投影圖像中的全彩色,濾色輪由紅綠藍(lán)(RGB)三色塊組成。由光源發(fā)射的白色光通過(guò)旋轉(zhuǎn)著的RGB濾色輪后,白色光中的紅綠藍(lán)三色光會(huì)順序交替照射到DMD表面上。
當(dāng)紅綠藍(lán)三色中的某一種顏色的光照射到DMD表面時(shí),DMD表面中的所有微鏡會(huì)根據(jù)自己所對(duì)應(yīng)的像素中此種顏色光的有無(wú)在開(kāi)和關(guān)兩個(gè)位置上高速切換,而每一個(gè)微鏡切換到開(kāi)位置的次數(shù)是由自己所對(duì)應(yīng)的像素中此種顏色的數(shù)量而決定的。此種顏色的光由微鏡反射后,通過(guò)投影鏡頭投射到投影幕上,同樣當(dāng)其他兩種顏色的光到達(dá)DMD表面時(shí),所有微鏡會(huì)重復(fù)上述動(dòng)作。由于所有動(dòng)作都在極短的時(shí)間內(nèi)完成,就在人的視覺(jué)系統(tǒng)中形成了一幅全彩色圖像。
在三片DLP投影系統(tǒng)中,使用3片DMD,每一片DMD分別反射紅綠藍(lán)(RGB)三原色中的一種,而不再使用濾色輪。
DLP在技術(shù)上擁有很多優(yōu)點(diǎn):
DLP固有的數(shù)字化性質(zhì),是真正的數(shù)字化顯示設(shè)備;
DLP的數(shù)字化性質(zhì)可以獲得具有精確灰度等級(jí)的圖像質(zhì)量以及顏色再現(xiàn)。和透射式的LCD相比,因?yàn)樗苑瓷涫紻MD為基礎(chǔ),不需要偏振光,效率更高;
作為反射器件,它有超過(guò)60%的光效率,使得DMD系統(tǒng)比LCD投影顯示更有效率。這一效率是反射率、填充因子、衍射效率和實(shí)際鏡片“開(kāi)”時(shí)間產(chǎn)生的結(jié)果;
由于每個(gè)微鏡每秒鐘可以翻轉(zhuǎn)5000次以上,因此沒(méi)有LCD存在的響應(yīng)滯后的問(wèn)題,因此更適合電視和電影;
無(wú)縫圖像優(yōu)勢(shì),DMD上的微鏡面積為131μm2甚至更小,每個(gè)間隔只有1μm,不像LCD和PDP那樣存在較大的像素結(jié)構(gòu),再現(xiàn)的圖像更加完美;
可靠性高,DLP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固可靠,使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)顯像管、LCD、PDP等各種電視,DMD的使用壽命可以達(dá)到20年。
在美國(guó),DLP占整個(gè)背投市場(chǎng)的份額大約在15%~20%之間,還有報(bào)道稱(chēng)已經(jīng)超過(guò)30%。1080p解像度5000:1對(duì)比度的xHD3的DLP背投樣機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)在CES 2004的展臺(tái)上,2004年年底批量生產(chǎn)。在美國(guó),目前DLP市場(chǎng)基本是韓國(guó)廠(chǎng)商的天下。
LCoS——硅基液晶
LCoS,為L(zhǎng)iquid Crystal on Silicon的縮寫(xiě),即硅基液晶,是一種全新的數(shù)碼成像技術(shù),基成像方式類(lèi)似于三片式的LCD液晶技術(shù),不過(guò)采用LCoS技術(shù)的投影機(jī)其光線(xiàn)不是透過(guò)LCD面板,而是采用反射方式形成彩色圖像。
它采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片,用先進(jìn)工藝磨平后鍍上鋁當(dāng)作反射鏡,形成CMOS基板,然后將CMOS基板與含有透明電極之上的玻璃基板相貼合,再注入液晶封裝而成。LCoS將控制電路放置于顯示裝置的后面,可以提高透光率,從而達(dá)到更大的光輸出和更高的分辨率。
從技術(shù)角度講,在新興的顯示媒體中,PDP的前景最黯淡,存在的局限最多,而最有發(fā)展前途的當(dāng)屬DLP和LCoS。就目前的技術(shù)發(fā)展而言,LCoS尚不如DLP成熟。
首先,LCoS顯示技術(shù)涉及到多個(gè)高技術(shù)前沿領(lǐng)域,主要有VLSI設(shè)計(jì)和工藝相關(guān)技術(shù)、液晶相關(guān)技術(shù)、光學(xué)引擎技術(shù)、新型光碟技術(shù)、圖像處理相關(guān)技術(shù)等,因此沒(méi)有哪一個(gè)公司可以掌握所有的關(guān)鍵技術(shù)。而DLP技術(shù)成熟,已經(jīng)占領(lǐng)大量普通民用視頻設(shè)備領(lǐng)域,分辨率在1024×768水平的DLP產(chǎn)品價(jià)格已經(jīng)很低廉,在2048×1024分辨率水平上的DLP也已經(jīng)能夠供應(yīng)市場(chǎng),雖然由于價(jià)格因
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