论文部分内容阅读
等离子、大屏液晶、SED将共同撑起超薄平板电视的天空。从目前的情况来看,率先进入平民化阶段的等离子电视最有希望获得普及。

平板显示技术无疑将成为未来的主流。在PC显示器领域,LCD已成功接替CRT,成为主流选择,而在需求更广阔的电视领域,CRT技术也即将寿终正寝,大屏幕平板显示技术将成为数字电视时代的主宰。然而,与PC显示器领域LCD独占市场不同,用于电视机的平板显示技术则存在等离子与液晶两大阵营,其中,等离子技术可轻易实现超大屏幕,在实用化方面居于领先地位,目前市面超过40英寸的超薄平板电视几乎都属于该体系。而液晶显示技术在大屏幕方向发展上遇到许多困难,应用一直局限于37英寸以下的中小屏幕电视领域。不过,在液晶阵营的努力之下,这种情况慢慢发生改变,超过46英寸的大屏产品开始走向实用化,加上功耗更低、使用寿命更长,液晶电视逐渐获得越来越多消费者的认可。与此同时,东芝、佳能联手将一种名为“SED”的新概念显示技术带入市场,平板电视由此出现等离子、液晶、SED三股势力争雄的场面,而在这背后,将是日系、韩系及国内电视企业的激烈角逐。
从索尼、东芝放弃等离子说起
2004年12月29日,索尼和东芝公司不约而同作出决定:在一年之内逐步放弃等离子电视的生产与销售,转投新的技术领域。其中,索尼与三星公司合作,以液晶电视作为新的发展重点,东芝公司则全面推广自己的“SED”电视,同时也兼顾液晶电视生产线。由于索尼在等离子电视市场占有率高达13%、仅列在松下之后,东芝在全球电视机市场也占有举足轻重的地位,两家公司的上述决定一经披露,整个电视产业界立刻为之震惊。双方一致宣称,退出等离子电视领域的主要原因在于,等离子显示技术存在高功耗、使用寿命短的先天缺陷,而且难以通过技术改进加以克服,发展潜力有限,故而及时退出。对此等离子阵营则纷纷进行反驳,他们认为索尼、东芝退出该领域纯属是自身不掌握核心技术的缘故,同等离子技术缺陷毫无关系。这场口舌之争注定不会有结论,但平板电视市场的激烈竞争却由此浮出水面。
我们先来看看等离子阵营和液晶阵营的分布情况。目前,全球只有五家企业具备生产等离子屏幕的能力,它们包括日本的松下、先锋、富士通/日立以及韩国的LG、三星,NEC公司原本也掌握等离子屏的核心技术,但相关部门早在2003年就被先锋公司所并购。这样,这五家企业就成为等离子显示技术的强力推动者。而能够生产液晶面板的企业为数众多,但致力于大屏幕电视的AV面板只有夏普、三星、LG等少数几家,其中夏普是液晶电视最积极的推动者,无论是技术还是市场占用率都居于领先位置,三星、LG的技术成果也令人瞩目,在去年这两家公司都展出50英寸以上的超大屏幕液晶电视,但过高的成本成为商品化的最大障碍,因此三星、LG的平板电视仍以等离子体产品为主。
至于大名鼎鼎的索尼,尽管它凭借著名的特丽珑显像管在CRT时代叱咤风云,但在平板显示领域远远落后于其他企业。索尼并未研发等离子显示技术,所生产的等离子电视都是采用其他企业的面板,缺乏核心竞争力。更要命的是,索尼也没有在液晶技术上投入精力,同样得向其他企业购买液晶面板。意识到其中的危险性,索尼在2004年与三星公司达成战略合作协议,双方各投资9亿美元在韩国汉城南部的Tangjung市建设一家名为“S-LCD.Cor”合资公司,负责第七代液晶面板的生产。凭借此项合作,索尼才勉强摆脱在技术上受制于人的局面,未来业务重点转向液晶体系理所当然。据悉,S-LCD.Cor公司将在05年上半年进入大规模生产阶段,索尼可几乎同步推出自己的液晶电视产品,这个时间表同它放弃等离子电视的时间表刚好吻合。从这个角度来看,索尼退出等离子电视领域并非是顾虑到等离子显示技术不够成熟,主要还是在于自身缺乏相关核心技术,市场发展空间极为有限,全面转向更具前景的液晶电视完全在预料之中。

东芝公司的情况与索尼非常类似,它同样不具备等离子屏幕的生产能力,技术上依赖于其他几家等离子面板生产企业,而这些企业同时又生产等离子电视,东芝与之构成竞争关系,这显示是非常尴尬的。不过,东芝公司拥有自己的液晶面板资源,它与松下合作成立的“东芝松下显示器技术公司”专注于高品质液晶面板和OLED技术的开发,在去年10月份,该公司曾展出响应速度只有5ms的OCB(Optically Compensated Birefringence)液晶面板,上下左右的视角均达到80度,同时在色彩精确控制方面拥有独到优势。不过,当时该公司只展出23英寸和32英寸两种类型的OCB面板,要实现更大的尺寸成本极高,短时间内很难用于制造40英寸以上的主流产品。然而,东芝还有另外的杀手锏,在04年9月份,东芝与佳能联合宣布掌握了一种名为“SED”的大屏显示技术,该技术结合CRT色彩亮丽和LCD薄小体积、低功耗等优点。双方在发布会上展出了50英寸的SED平板电视,出色的显示效果给与会者留下深刻的印象。按照计划,东芝、佳能将在05年8月份实现SED面板的初步量产,并在05年内推出各自品牌的SED大屏幕平板电视。由此,平板电视市场又迎来了一个陌生的竞争者,形成等离子、液晶、SED三项技术同台竞技的格局。
等离子电视技术成熟
等离子电视是当前市面上平板电视的绝对主流,它所使用就是我们常说的等离子显示技术(Plasma Display Panel,等离子显示,简称“PDP”。我国台湾省称为电浆显示)。在基础原理上,等离子技术同日光灯非常类似,都是借助惰性气体放电实现光输出,以此达到显示画面的目的。在等离子屏幕中,最基本的显示单元被称为“等离子管”,它是一个由前后两面玻璃基板与基板上的“障壁”联合构成的封闭空间,内部填充氖、氙等混合惰性气体。两块玻璃基板的内侧面都涂有作为激励电极的金属氧化物导电薄膜,工作时系统向这两个电极施加电压,等离子管内的混合惰性气体就会发生等离子体放电现象,同时释放出一定强度的紫外线,该紫外线再激发基板内的红、绿、蓝三原色荧光涂层,发射出不同颜色的可见光,由此实现了一个像素点的亮度输出。每个等离子管的体积都极其微小,一个等离子显示器上可以有无数个呈矩阵式排列的等离子管,这样就构成了一个拥有既定分辨率的显示屏幕。

相对液晶技术,等离子显示拥有许多独特的先天优势:首先,等离子显示设备的每个像素都可以自主发光,不需依赖背光源,可轻松实现画面的高亮度(1000流明以上)、高对比度(1000:1以上)的输出,且由于像素结构固定,可有效避免诸如CRT的聚焦、汇聚不佳等问题,图像锐利清晰、一如液晶产品。而在色彩表现力方面,等离子显示设备同CRT显示设备相当,所显示的色彩数量不受限制。据悉,新一代等离子电视已能够实现每通道10位色显示,红、绿、蓝均可实现1024级灰阶,可显示出高达10. 7亿种色彩。相较之下,目前的液晶技术只能够实现18位色显示,可显示出的色彩仅有区区262144色,离24位真彩色(每通道8位)都还有一段遥远的距离;再者,等离子显示设备也不存在什么可视角度、亮度均匀性之类的问题,这恰是液晶技术的老大难—尽管可以通过发展技术逐步缓解这些问题,但整体上也很难达到与等离子技术相当的水平;第三,等离子显示设备完全没有响应时间的概念,动态影像显示效果出众,这使它非常适合用于动态视频的显示,作为电视机屏幕、家庭影院显示终端再合适不过;第四,等离子显示设备的工作机理属于静态显示范畴,无扫描射线和刷新率之类的概念,画面清晰稳定、无任何闪烁,不会导致眼睛疲劳,当然它也没有任何X射线辐射—在这个方面,等离子与液晶技术是等同的;第五,等离子电视的价格相对低廉,目前42英寸的入门型号价格不到14000元,已成为许多消费者的购机首选。而液晶电视价格比之昂贵甚多,且主流屏幕尺寸普遍在30英寸以下,加上现阶段技术不够成熟,色彩表现力、响应时间、可视角度等指标都难如人意,尽管呼声甚高,但它要成为主流选择尚需时日。
不过,等离子技术也有自己的先天缺陷:它的功耗、发热量指标都比较高,42英寸的等离子电视功耗可高达300瓦以上,同时,等离子电视在工作时发热量很高,背面必须配备散热风扇。尽管这些都可以通过技术改良稍稍缓解,但功耗远高于液晶技术是不争的事实。然而,相比购买同尺寸液晶电视所需要的巨大投资以及附带的视觉效果损失,你会发现多支付些电费是件非常值得的事情。另外,等离子电视的使用寿命比液晶短得多,一般在工作3万小时左右的屏幕显示亮度就会降低一半,而液晶电视亮度降低一半的时间可达5万小时。液晶阵营抓住这一点大做文章,而如果深入分析的话,我们会发现这也算不上什么大缺点。假设每天开机10小时,等离子电视可保持8年的良好工作状态,这基本上到了应该更新换代的时间。第三,等离子屏幕结构脆弱,难以承受重压,且如果在高海拔地区工作,会因为屏幕内外的气压差出现恼人的“嗡嗡”噪声。不过绝大多数用户都可以不考虑这方面影响。再者,等离子屏幕会存在“烧屏”现象,倘若长时间显示静态画面,屏幕上就会留下该画面的残影。但这也算不上什么致命缺陷,除了专业应用,大概没有人会让等离子电视长期显示静态画面,“烧屏”更多是理论上的说法。相比之下,液晶电视若连续工作超过72小时,也很容易出现晶体老化,彻底烧坏的情形,这同等离子电视的“烧屏”看来也没有本质性的区别。
从宏观层面上比较,等离子技术在亮度、对比度、色彩显示、可视角度、响应时间等指标上远超出液晶技术,更适合作为电视机或家庭影院的显示设备。但在节能和寿命方面同液晶技术相比确实有不小的差距,即便不断进行技术改良也很难将之大幅缩小。不过,液晶技术虽然这两项指标占优,但在色彩和动态影像显示方面存在较多的缺陷,视觉效果难及等离子技术,且大屏产品的成本极其高昂。两者都谈不上完美,只能说是互有优劣。
目前,等离子电视产业已经稳定成型,各企业的重点都放在产品制造、降低成本等方面,技术可挖掘的潜力相对较小。随着产品的大量上市,等离子电视的价格将变得越来越平易近人。在4年前,一款42英寸的等离子电视售价高达26万元,而现在只要不到1.4万元就能够买到。鉴于其中的巨大市场潜力,国内电视企业普遍将宝压在等离子电视身上,投资开设多条等离子电视生产线,其中作为中国最大彩管生产企业的彩虹集团直接投入巨资进行等离子屏幕的设计开发,以期掌握核心技术。而斯威特集团于2004年12月28日一举购买东南大学的“荫罩式全彩色PDP”研究成果,并决定将在今年筹建相关生产线,实现等离子屏的大批量生产。在这几股势力的强力拉动下,等离子电视在05年内跌入到万元水平线下完全可期待,而这必将加速等离子电视的普及步伐。
液晶电视进入主流尚需时日
液晶技术一直都被认为不适合用来制造大屏幕电视,原因在于液晶屏幕很难在保持较低成本的前提下尺寸做到40英寸以上,且其显示效果很难同等离子技术相媲美。过去业界的看法是液晶电视的尺寸只能在21-32英寸之间,可作为放在卧室里的第二台电视机。这样,形成等离子电视专攻客厅,液晶电视坚守“卧室”,两者井水不犯河水的格局。然而,液晶厂商对容量巨大的平板电视市场垂涎已久,它们并不甘愿将广阔的市场白白让给等离子阵营。为此,以夏普、三星代表的液晶阵营加强了液晶电视的技术开发,不仅大力推广30英寸以内的产品,更将重点放在大屏幕产品的研究开发上。随着时间的推移,该领域进展喜人,一系列技术问题逐渐得到解决,大屏幕液晶电视在技术上由此成为可能。
第一个要解决的问题是可视角度。一般来说,计算机用的LCD显示器可视角度都在140度以上,但这个指标对于大屏幕的液晶电视来说远远不够。屏幕越大,人眼与屏幕边缘所形成的角度就越大,如果可视角度只有区区140度,不可避免会产生屏幕中间亮、两侧暗的现象,效果大打折扣。幸好,这个问题目前已得到较好的解决,如三星的PVA(Patterned Vertical Alignment)、夏普的ASV(Advanced Super View)、日立IPS(In-Plane Switching,平面切换)、LG·Philips的S-IPS(Super-In Plane Switching)等技术均可实现170度超广视角,作为大屏幕液晶电视完全不成问题。值得注意的是,目前市场上仍有不少可视角度在140度级别的产品,如果屏幕尺寸不大的话还无所谓,若达到30英寸,那么这样的可视角度指标绝对不够格,这也是液晶电视技术不够成熟的一个体现。
响应时间也是液晶电视的大麻烦。响应时间若高于25毫秒,屏幕所显示的动态画面便会出现令人不快的“拖影”或画面拖曳不清的现象,花费高价买到这样的液晶电视对用户来说绝对是一种灾难。如果要有较出色的效果,响应时间要求在16毫秒之内。也许你会说,现在PC的液晶显示器已经朝向8毫秒进军了,区区16毫秒应该不成问题。可事实并非如此,随着屏幕尺寸的增大,液晶面板的响应时间指标不断上升,如何加以有效遏制是件非常棘手的事情—尽管可以通过施加高电压的做法将其控制在较好的水平,但显示器的寿命将因此大大变短。目前,市场上17-20英寸液晶电视的响应时间普遍在16-25毫秒之间,但仍有不少尺寸超过20英寸的液晶电视产品没有标明这一参数,其中的奥妙相信不言自明。客观地说,液晶电视要想真正同等离子电视全面竞争,至少要在屏幕尺寸达到50英寸、响应时间保持在16毫秒左右才行,除了三星、索尼的PVA面板外,其他的液晶面板距此指标似乎还有一定的距离。
第三个要面对的就是屏幕尺寸与成本的难题。随着屏幕尺寸的增大,制造成本将呈现几何级数的快速上升趋势,原因在于屏幕越大、分辨率越高,液晶面板的坏点数目就越难控制,导致良品率长久徘徊在较低的水平,制造成本自然居高不下。过去三星、LG、夏普都曾展出50英寸以上的液晶电视,但它们的生产成本极其高昂,没有什么现实意义。不过,新投产的第7、8代液晶面板已经可以较好解决这个问题,如夏普公司将在日本三重县的Kameyama工厂兴建第8代液晶面板厂,该工厂预计在2006年10月进入投产阶段,可大规模生产出45-50英寸大小的液晶电视面板。索尼与三星合资的S-LCD则主要生产第7代面板,第8代工厂也将随后兴建。其他包括LG·Philips、友达光电等企业也纷纷上马类似项目,预计在未来两三年内,主流型液晶电视可实现与等离子技术接近的屏幕尺寸。但在成本方面,液晶电视要想扭转弱势恐怕会有相当的难度,即便7、8代面板大量生产,制造成本大幅下滑,液晶电视依然无法在价格方面同等离子电视比肩。
在功耗和使用寿命方面,液晶电视稳占优势,但在人们最看重的显示效果上,液晶电视的确不及多数等离子产品,如可显示色彩数量少、纯黑画面效果不佳,且可能存在亮度均匀性不理想(尤其是低端产品)的缺陷,厂商的技术改良也只能部分解决问题。另外一个很值得注意的是,目前许多液晶电视都采用价格低廉的PC显示器适用面板,这类面板的像素单元为矩阵排列,适合显示横平竖直的软件窗口,不规则边缘的动态影像显示绝非其特长。而液晶电视专用的AV面板采用三角形排列(Triangle,或称为Delta排列)的像素单元,拥有极佳的曲线显示效果,但这类面板普遍价格昂贵,只在少数中高端产品上才得以采用。

夏普公司是液晶电视领域的绝对领导者。就在05年1月份,夏普发布一款型号为AQUOS LCD-45G1(售价69800元)的液晶电视新品,屏幕尺寸高达45英寸,创下实用型液晶电视的尺寸记录。由于采用低反射黑色TFT液晶,较好弥补了液晶技术黑色显示效果不佳的缺陷,其对比度达800:1、亮度为450流明,上下左右的可视角度均达到170度的超宽水平—这些指标尽管无法同等离子电视相媲美,但也能提供非常出色的显示效果。另外,该款产品的使用寿命高达60000小时,每天使用10小时的话可工作16年之久,对等离子电视的优势的确是压倒性的。不过,这款产品的实际售价高达69800元,离平民化还有十万八千里,况且这样的价格可以足足购买三台同等尺寸的等离子电视,使用寿命优势也因此化为乌有。更要命的是,该款产品的响应时间仍然高达30毫秒,若显示变动较平缓的画面也许能够胜任,但如果显示动作激烈的动态画面就显得力不从心,而这类场景在电视剧、电影中极为常见。相比之下,三星公司在05年CES展会上展出的46英寸机型拥有更高的水准,它采用了三星S-PVA面板,可视角度170度,响应时间仅有区区8毫秒。加上采用LED背光技术,对比度高达1000:1,亮度600流明。客观的说,这样的性能水平完全可以同等离子电视较量一番,可它的售价高达1.5万美元(相当于人民币12.3万),离真正普及还有一大段距离。从上述种种因素来看,液晶电视、尤其是大屏幕液晶电视在技术上依然不够成熟,加上过高的成本制约,要想进入主流市场恐怕还要等上2-3年,所谓等离子电视属于过渡产品,将被液晶电视完全取代的说法根本经不起仔细推敲。
SED新概念技术
在决定退出等离子电视领域之后,索尼选择了液晶电视作为新的方向,而东芝与佳能公司则另起炉灶,拿出一项名为“SED”的大屏幕平板显示技术。
SED的全称是“Surface-conduction Electron Emitter Display(表面传导电子发射器显示)”,我们可以将它视作是CRT与液晶技术的结合体。在基本原理上,SED与CRT相同,都是采用电子轰击荧光体实现发光和显示。但不同的是,CRT显示设备只有一个电子枪,通过对电子束的偏转方向控制实现每个像素点的定位,而SED显示设备内有成千上万的电子枪,每个电子枪对应的只是一个固定的像素点,无需任何的偏转,这样SED显示设备就不需要CRT显像管一样狭长的颈部,可以实现超薄的厚度,且在色彩、亮度、对比度等性能指标上接近CRT。而在像素阵列的组织上,SED显示技术同液晶技术又如出一辙,由红、绿、蓝三个子像素构成一个完整的彩色像素点,分辨率与像素点一一对应,这样它的几何性能与液晶技术相当,不会有类似CRT聚焦、汇聚不佳之类的麻烦。

我们不妨进一步来看看SED显示设备的结构与原理,它的核心部分由一块镶嵌着大量电子发射器的玻璃板和涂有荧光物质的玻璃屏幕组成,每个电子发射器对应一个子像素点,与之正对的则是荧光屏。这两块玻璃板之间是真空,并包含由极细微粒子胶片制成的隔片,工作时隔片被施加电压,产生一种可激发电子发射的隧道效应,在显示电信号的控制下,指定数量的电子会在电压作用下加速,轰击到屏幕内面的荧光物质层上,从而实现像素点发光与整幅画面的显示。
SED的显示性能也是兼顾CRT与液晶技术所长,亮度、对比度、响应时间、可视角度等指标同CRT一样,动态影像显示效果明显超越液晶技术和等离子技术。SED的色彩表现力相当强,目前的试制品已可实现每通道10位色(可显示10.7亿色彩),并可增加到每通道11-12位色的高水准。再者,SED在像素点结构设计上类同液晶技术,画面不会有任何几何失真,水准同液晶显示器相当。第三,SED因不需要控制电子束扫描的偏转线圈,可以做得非常之薄,甚至可以制造出仅有几厘米厚的大屏幕电视墙,这一点也明显优于液晶技术和等离子技术。第四,SED可实现很高的分辨率,这完全取决于实际需求,对HDTV来说,1920×1080便是分辨率的极限,SED可轻松达到这一指标。另外,SED研发者通过一系列技术手段,有效简化了电极构造,使得电子发射的效率更高。 SED可保持极低的功耗水准,它的耗电量大约是同样尺寸液晶屏幕的1/2-2/3、等离子显示器的1/3-1/2。如果要说什么缺点,那就是SED还不够环保,存在与CRT显示设备一样的电磁辐射问题,幸好它的用途是大屏幕电视,负面影响极其有限。整体来看,SED很好结合了CRT与液晶技术之长,克服彼此之短,完全可以说是一项接近完美的平板显示技术。
SED的发明者是佳能公司。早在1986年,佳能就开始SED相关技术的研发,但当时缺乏CRT技术、半导体芯片和其他电路技术的支持,SED一直都没有走出实验室(有趣的是,佳能甚至从自己擅长的喷墨打印机上获得灵感,如果你将SED的微细电子枪与喷墨打印机的打印头联系起来,不难发现二者有异曲同工之妙)。直到1999年,东芝公司与佳能就SED显示技术签署了合作协议,双方共同将该技术推向实用化。经过漫长的技术积累之后,SED终于到了成熟收获的阶段。2004年9月14日,东芝与佳能联合宣布将成立集研发、生产和销售SED面板及电视设备、显示设备于一体的合资公司(双方各占50%股份),并透露了今后的详尽发展计划。根据计划,双方将在2005年8月开始实现SED面板的初步生产,产能为每月3000块50英寸规格面板,相关平板电视产品也将同期推出。而从2007年开始,双方将大幅度提升SED面板的产能,计划在07年实现年产90万块,08年则实现达到年产180万块的水平,而到2010年,SED面板将达到年产300万块的规模,并抢占40英寸以上平板电视市场份额的30%。
这个雄心勃勃的计划让人们对SED技术充满了期待,而它的实际表现也令外界震惊。在发布会上,佳能和东芝展出36英寸的SED面板,其对比度高达惊人的8600:1。相比之下,等离子技术的对比度极限值在5000:1左右,而液晶技术仅为1000:1左右。其中原因就在于等离子面板需要预放电、液晶面板存在背光泄漏的问题,都使得黑阶表现难如人意,而SED可以显示出干净纯粹的黑色,由此实现令人惊讶的高对比度。在演示现场,相关人员将SED显示设备放在强光照射下,SED依然保持极高的显示品质,远远超出现有各种等离子或液晶技术,优势非常明显。目前,东芝公司已经制造出50英寸的SED电视样机,佳能则计划组建自己的平板电视品牌,进军这一之前从未涉足的新市场。但对SED电视的价格情况目前还无从知晓,从其结构来看量产后的成本应该不会太高,再说东芝将赌注都压在SED技术上,足可看出SED的实用化不应遭遇成本困境。
总结:革命从现在开始
等离子、大屏液晶、SED将共同撑起超薄平板电视的天空。从目前的情况来看,率先进入平民化阶段的等离子电视最有希望获得普及,目前它的最低价格记录是13800元(42英寸),许多经济宽裕的家庭用户都将等离子作为购机首选。而国内电视企业也已掌握相关核心技术,在未来一两年内价格大幅下滑完全可预期,这将进一步增强它的竞争力。液晶电视尽管来势凶猛,以等离子取代者自居,大力宣传低功耗、长寿命的优势,但在现阶段它的技术仍不够成熟,产品良莠不齐,大屏产品价格昂贵,要进入主流恐怕还需要数年时间,即便进入成熟阶段之后它的显示效果恐怕也很难同等离子相比。不过,在40英寸以下的中小屏市场,液晶电视完全没有对手,预计今后这些领域也将为它所独占。而SED以近乎完美的显示品质为最大的卖点,进入实用化之后将展现出极强的竞争力,倘若成本可控制在较好的水平,且东芝和佳能采取开放策略,让其他厂商通过购买面板的形式生产SED电视,SED技术将不可避免对等离子电视、液晶电视造成巨大的威胁。借此东芝公司有希望扩张自身在未来电视市场的份额,而佳能公司也将获得属于自己的一片领地。

平板显示技术无疑将成为未来的主流。在PC显示器领域,LCD已成功接替CRT,成为主流选择,而在需求更广阔的电视领域,CRT技术也即将寿终正寝,大屏幕平板显示技术将成为数字电视时代的主宰。然而,与PC显示器领域LCD独占市场不同,用于电视机的平板显示技术则存在等离子与液晶两大阵营,其中,等离子技术可轻易实现超大屏幕,在实用化方面居于领先地位,目前市面超过40英寸的超薄平板电视几乎都属于该体系。而液晶显示技术在大屏幕方向发展上遇到许多困难,应用一直局限于37英寸以下的中小屏幕电视领域。不过,在液晶阵营的努力之下,这种情况慢慢发生改变,超过46英寸的大屏产品开始走向实用化,加上功耗更低、使用寿命更长,液晶电视逐渐获得越来越多消费者的认可。与此同时,东芝、佳能联手将一种名为“SED”的新概念显示技术带入市场,平板电视由此出现等离子、液晶、SED三股势力争雄的场面,而在这背后,将是日系、韩系及国内电视企业的激烈角逐。
从索尼、东芝放弃等离子说起
2004年12月29日,索尼和东芝公司不约而同作出决定:在一年之内逐步放弃等离子电视的生产与销售,转投新的技术领域。其中,索尼与三星公司合作,以液晶电视作为新的发展重点,东芝公司则全面推广自己的“SED”电视,同时也兼顾液晶电视生产线。由于索尼在等离子电视市场占有率高达13%、仅列在松下之后,东芝在全球电视机市场也占有举足轻重的地位,两家公司的上述决定一经披露,整个电视产业界立刻为之震惊。双方一致宣称,退出等离子电视领域的主要原因在于,等离子显示技术存在高功耗、使用寿命短的先天缺陷,而且难以通过技术改进加以克服,发展潜力有限,故而及时退出。对此等离子阵营则纷纷进行反驳,他们认为索尼、东芝退出该领域纯属是自身不掌握核心技术的缘故,同等离子技术缺陷毫无关系。这场口舌之争注定不会有结论,但平板电视市场的激烈竞争却由此浮出水面。
我们先来看看等离子阵营和液晶阵营的分布情况。目前,全球只有五家企业具备生产等离子屏幕的能力,它们包括日本的松下、先锋、富士通/日立以及韩国的LG、三星,NEC公司原本也掌握等离子屏的核心技术,但相关部门早在2003年就被先锋公司所并购。这样,这五家企业就成为等离子显示技术的强力推动者。而能够生产液晶面板的企业为数众多,但致力于大屏幕电视的AV面板只有夏普、三星、LG等少数几家,其中夏普是液晶电视最积极的推动者,无论是技术还是市场占用率都居于领先位置,三星、LG的技术成果也令人瞩目,在去年这两家公司都展出50英寸以上的超大屏幕液晶电视,但过高的成本成为商品化的最大障碍,因此三星、LG的平板电视仍以等离子体产品为主。
至于大名鼎鼎的索尼,尽管它凭借著名的特丽珑显像管在CRT时代叱咤风云,但在平板显示领域远远落后于其他企业。索尼并未研发等离子显示技术,所生产的等离子电视都是采用其他企业的面板,缺乏核心竞争力。更要命的是,索尼也没有在液晶技术上投入精力,同样得向其他企业购买液晶面板。意识到其中的危险性,索尼在2004年与三星公司达成战略合作协议,双方各投资9亿美元在韩国汉城南部的Tangjung市建设一家名为“S-LCD.Cor”合资公司,负责第七代液晶面板的生产。凭借此项合作,索尼才勉强摆脱在技术上受制于人的局面,未来业务重点转向液晶体系理所当然。据悉,S-LCD.Cor公司将在05年上半年进入大规模生产阶段,索尼可几乎同步推出自己的液晶电视产品,这个时间表同它放弃等离子电视的时间表刚好吻合。从这个角度来看,索尼退出等离子电视领域并非是顾虑到等离子显示技术不够成熟,主要还是在于自身缺乏相关核心技术,市场发展空间极为有限,全面转向更具前景的液晶电视完全在预料之中。

东芝公司的情况与索尼非常类似,它同样不具备等离子屏幕的生产能力,技术上依赖于其他几家等离子面板生产企业,而这些企业同时又生产等离子电视,东芝与之构成竞争关系,这显示是非常尴尬的。不过,东芝公司拥有自己的液晶面板资源,它与松下合作成立的“东芝松下显示器技术公司”专注于高品质液晶面板和OLED技术的开发,在去年10月份,该公司曾展出响应速度只有5ms的OCB(Optically Compensated Birefringence)液晶面板,上下左右的视角均达到80度,同时在色彩精确控制方面拥有独到优势。不过,当时该公司只展出23英寸和32英寸两种类型的OCB面板,要实现更大的尺寸成本极高,短时间内很难用于制造40英寸以上的主流产品。然而,东芝还有另外的杀手锏,在04年9月份,东芝与佳能联合宣布掌握了一种名为“SED”的大屏显示技术,该技术结合CRT色彩亮丽和LCD薄小体积、低功耗等优点。双方在发布会上展出了50英寸的SED平板电视,出色的显示效果给与会者留下深刻的印象。按照计划,东芝、佳能将在05年8月份实现SED面板的初步量产,并在05年内推出各自品牌的SED大屏幕平板电视。由此,平板电视市场又迎来了一个陌生的竞争者,形成等离子、液晶、SED三项技术同台竞技的格局。
等离子电视技术成熟
等离子电视是当前市面上平板电视的绝对主流,它所使用就是我们常说的等离子显示技术(Plasma Display Panel,等离子显示,简称“PDP”。我国台湾省称为电浆显示)。在基础原理上,等离子技术同日光灯非常类似,都是借助惰性气体放电实现光输出,以此达到显示画面的目的。在等离子屏幕中,最基本的显示单元被称为“等离子管”,它是一个由前后两面玻璃基板与基板上的“障壁”联合构成的封闭空间,内部填充氖、氙等混合惰性气体。两块玻璃基板的内侧面都涂有作为激励电极的金属氧化物导电薄膜,工作时系统向这两个电极施加电压,等离子管内的混合惰性气体就会发生等离子体放电现象,同时释放出一定强度的紫外线,该紫外线再激发基板内的红、绿、蓝三原色荧光涂层,发射出不同颜色的可见光,由此实现了一个像素点的亮度输出。每个等离子管的体积都极其微小,一个等离子显示器上可以有无数个呈矩阵式排列的等离子管,这样就构成了一个拥有既定分辨率的显示屏幕。

相对液晶技术,等离子显示拥有许多独特的先天优势:首先,等离子显示设备的每个像素都可以自主发光,不需依赖背光源,可轻松实现画面的高亮度(1000流明以上)、高对比度(1000:1以上)的输出,且由于像素结构固定,可有效避免诸如CRT的聚焦、汇聚不佳等问题,图像锐利清晰、一如液晶产品。而在色彩表现力方面,等离子显示设备同CRT显示设备相当,所显示的色彩数量不受限制。据悉,新一代等离子电视已能够实现每通道10位色显示,红、绿、蓝均可实现1024级灰阶,可显示出高达10. 7亿种色彩。相较之下,目前的液晶技术只能够实现18位色显示,可显示出的色彩仅有区区262144色,离24位真彩色(每通道8位)都还有一段遥远的距离;再者,等离子显示设备也不存在什么可视角度、亮度均匀性之类的问题,这恰是液晶技术的老大难—尽管可以通过发展技术逐步缓解这些问题,但整体上也很难达到与等离子技术相当的水平;第三,等离子显示设备完全没有响应时间的概念,动态影像显示效果出众,这使它非常适合用于动态视频的显示,作为电视机屏幕、家庭影院显示终端再合适不过;第四,等离子显示设备的工作机理属于静态显示范畴,无扫描射线和刷新率之类的概念,画面清晰稳定、无任何闪烁,不会导致眼睛疲劳,当然它也没有任何X射线辐射—在这个方面,等离子与液晶技术是等同的;第五,等离子电视的价格相对低廉,目前42英寸的入门型号价格不到14000元,已成为许多消费者的购机首选。而液晶电视价格比之昂贵甚多,且主流屏幕尺寸普遍在30英寸以下,加上现阶段技术不够成熟,色彩表现力、响应时间、可视角度等指标都难如人意,尽管呼声甚高,但它要成为主流选择尚需时日。
不过,等离子技术也有自己的先天缺陷:它的功耗、发热量指标都比较高,42英寸的等离子电视功耗可高达300瓦以上,同时,等离子电视在工作时发热量很高,背面必须配备散热风扇。尽管这些都可以通过技术改良稍稍缓解,但功耗远高于液晶技术是不争的事实。然而,相比购买同尺寸液晶电视所需要的巨大投资以及附带的视觉效果损失,你会发现多支付些电费是件非常值得的事情。另外,等离子电视的使用寿命比液晶短得多,一般在工作3万小时左右的屏幕显示亮度就会降低一半,而液晶电视亮度降低一半的时间可达5万小时。液晶阵营抓住这一点大做文章,而如果深入分析的话,我们会发现这也算不上什么大缺点。假设每天开机10小时,等离子电视可保持8年的良好工作状态,这基本上到了应该更新换代的时间。第三,等离子屏幕结构脆弱,难以承受重压,且如果在高海拔地区工作,会因为屏幕内外的气压差出现恼人的“嗡嗡”噪声。不过绝大多数用户都可以不考虑这方面影响。再者,等离子屏幕会存在“烧屏”现象,倘若长时间显示静态画面,屏幕上就会留下该画面的残影。但这也算不上什么致命缺陷,除了专业应用,大概没有人会让等离子电视长期显示静态画面,“烧屏”更多是理论上的说法。相比之下,液晶电视若连续工作超过72小时,也很容易出现晶体老化,彻底烧坏的情形,这同等离子电视的“烧屏”看来也没有本质性的区别。
从宏观层面上比较,等离子技术在亮度、对比度、色彩显示、可视角度、响应时间等指标上远超出液晶技术,更适合作为电视机或家庭影院的显示设备。但在节能和寿命方面同液晶技术相比确实有不小的差距,即便不断进行技术改良也很难将之大幅缩小。不过,液晶技术虽然这两项指标占优,但在色彩和动态影像显示方面存在较多的缺陷,视觉效果难及等离子技术,且大屏产品的成本极其高昂。两者都谈不上完美,只能说是互有优劣。
目前,等离子电视产业已经稳定成型,各企业的重点都放在产品制造、降低成本等方面,技术可挖掘的潜力相对较小。随着产品的大量上市,等离子电视的价格将变得越来越平易近人。在4年前,一款42英寸的等离子电视售价高达26万元,而现在只要不到1.4万元就能够买到。鉴于其中的巨大市场潜力,国内电视企业普遍将宝压在等离子电视身上,投资开设多条等离子电视生产线,其中作为中国最大彩管生产企业的彩虹集团直接投入巨资进行等离子屏幕的设计开发,以期掌握核心技术。而斯威特集团于2004年12月28日一举购买东南大学的“荫罩式全彩色PDP”研究成果,并决定将在今年筹建相关生产线,实现等离子屏的大批量生产。在这几股势力的强力拉动下,等离子电视在05年内跌入到万元水平线下完全可期待,而这必将加速等离子电视的普及步伐。
液晶电视进入主流尚需时日
液晶技术一直都被认为不适合用来制造大屏幕电视,原因在于液晶屏幕很难在保持较低成本的前提下尺寸做到40英寸以上,且其显示效果很难同等离子技术相媲美。过去业界的看法是液晶电视的尺寸只能在21-32英寸之间,可作为放在卧室里的第二台电视机。这样,形成等离子电视专攻客厅,液晶电视坚守“卧室”,两者井水不犯河水的格局。然而,液晶厂商对容量巨大的平板电视市场垂涎已久,它们并不甘愿将广阔的市场白白让给等离子阵营。为此,以夏普、三星代表的液晶阵营加强了液晶电视的技术开发,不仅大力推广30英寸以内的产品,更将重点放在大屏幕产品的研究开发上。随着时间的推移,该领域进展喜人,一系列技术问题逐渐得到解决,大屏幕液晶电视在技术上由此成为可能。
第一个要解决的问题是可视角度。一般来说,计算机用的LCD显示器可视角度都在140度以上,但这个指标对于大屏幕的液晶电视来说远远不够。屏幕越大,人眼与屏幕边缘所形成的角度就越大,如果可视角度只有区区140度,不可避免会产生屏幕中间亮、两侧暗的现象,效果大打折扣。幸好,这个问题目前已得到较好的解决,如三星的PVA(Patterned Vertical Alignment)、夏普的ASV(Advanced Super View)、日立IPS(In-Plane Switching,平面切换)、LG·Philips的S-IPS(Super-In Plane Switching)等技术均可实现170度超广视角,作为大屏幕液晶电视完全不成问题。值得注意的是,目前市场上仍有不少可视角度在140度级别的产品,如果屏幕尺寸不大的话还无所谓,若达到30英寸,那么这样的可视角度指标绝对不够格,这也是液晶电视技术不够成熟的一个体现。
响应时间也是液晶电视的大麻烦。响应时间若高于25毫秒,屏幕所显示的动态画面便会出现令人不快的“拖影”或画面拖曳不清的现象,花费高价买到这样的液晶电视对用户来说绝对是一种灾难。如果要有较出色的效果,响应时间要求在16毫秒之内。也许你会说,现在PC的液晶显示器已经朝向8毫秒进军了,区区16毫秒应该不成问题。可事实并非如此,随着屏幕尺寸的增大,液晶面板的响应时间指标不断上升,如何加以有效遏制是件非常棘手的事情—尽管可以通过施加高电压的做法将其控制在较好的水平,但显示器的寿命将因此大大变短。目前,市场上17-20英寸液晶电视的响应时间普遍在16-25毫秒之间,但仍有不少尺寸超过20英寸的液晶电视产品没有标明这一参数,其中的奥妙相信不言自明。客观地说,液晶电视要想真正同等离子电视全面竞争,至少要在屏幕尺寸达到50英寸、响应时间保持在16毫秒左右才行,除了三星、索尼的PVA面板外,其他的液晶面板距此指标似乎还有一定的距离。
第三个要面对的就是屏幕尺寸与成本的难题。随着屏幕尺寸的增大,制造成本将呈现几何级数的快速上升趋势,原因在于屏幕越大、分辨率越高,液晶面板的坏点数目就越难控制,导致良品率长久徘徊在较低的水平,制造成本自然居高不下。过去三星、LG、夏普都曾展出50英寸以上的液晶电视,但它们的生产成本极其高昂,没有什么现实意义。不过,新投产的第7、8代液晶面板已经可以较好解决这个问题,如夏普公司将在日本三重县的Kameyama工厂兴建第8代液晶面板厂,该工厂预计在2006年10月进入投产阶段,可大规模生产出45-50英寸大小的液晶电视面板。索尼与三星合资的S-LCD则主要生产第7代面板,第8代工厂也将随后兴建。其他包括LG·Philips、友达光电等企业也纷纷上马类似项目,预计在未来两三年内,主流型液晶电视可实现与等离子技术接近的屏幕尺寸。但在成本方面,液晶电视要想扭转弱势恐怕会有相当的难度,即便7、8代面板大量生产,制造成本大幅下滑,液晶电视依然无法在价格方面同等离子电视比肩。
在功耗和使用寿命方面,液晶电视稳占优势,但在人们最看重的显示效果上,液晶电视的确不及多数等离子产品,如可显示色彩数量少、纯黑画面效果不佳,且可能存在亮度均匀性不理想(尤其是低端产品)的缺陷,厂商的技术改良也只能部分解决问题。另外一个很值得注意的是,目前许多液晶电视都采用价格低廉的PC显示器适用面板,这类面板的像素单元为矩阵排列,适合显示横平竖直的软件窗口,不规则边缘的动态影像显示绝非其特长。而液晶电视专用的AV面板采用三角形排列(Triangle,或称为Delta排列)的像素单元,拥有极佳的曲线显示效果,但这类面板普遍价格昂贵,只在少数中高端产品上才得以采用。

夏普公司是液晶电视领域的绝对领导者。就在05年1月份,夏普发布一款型号为AQUOS LCD-45G1(售价69800元)的液晶电视新品,屏幕尺寸高达45英寸,创下实用型液晶电视的尺寸记录。由于采用低反射黑色TFT液晶,较好弥补了液晶技术黑色显示效果不佳的缺陷,其对比度达800:1、亮度为450流明,上下左右的可视角度均达到170度的超宽水平—这些指标尽管无法同等离子电视相媲美,但也能提供非常出色的显示效果。另外,该款产品的使用寿命高达60000小时,每天使用10小时的话可工作16年之久,对等离子电视的优势的确是压倒性的。不过,这款产品的实际售价高达69800元,离平民化还有十万八千里,况且这样的价格可以足足购买三台同等尺寸的等离子电视,使用寿命优势也因此化为乌有。更要命的是,该款产品的响应时间仍然高达30毫秒,若显示变动较平缓的画面也许能够胜任,但如果显示动作激烈的动态画面就显得力不从心,而这类场景在电视剧、电影中极为常见。相比之下,三星公司在05年CES展会上展出的46英寸机型拥有更高的水准,它采用了三星S-PVA面板,可视角度170度,响应时间仅有区区8毫秒。加上采用LED背光技术,对比度高达1000:1,亮度600流明。客观的说,这样的性能水平完全可以同等离子电视较量一番,可它的售价高达1.5万美元(相当于人民币12.3万),离真正普及还有一大段距离。从上述种种因素来看,液晶电视、尤其是大屏幕液晶电视在技术上依然不够成熟,加上过高的成本制约,要想进入主流市场恐怕还要等上2-3年,所谓等离子电视属于过渡产品,将被液晶电视完全取代的说法根本经不起仔细推敲。
SED新概念技术
在决定退出等离子电视领域之后,索尼选择了液晶电视作为新的方向,而东芝与佳能公司则另起炉灶,拿出一项名为“SED”的大屏幕平板显示技术。
SED的全称是“Surface-conduction Electron Emitter Display(表面传导电子发射器显示)”,我们可以将它视作是CRT与液晶技术的结合体。在基本原理上,SED与CRT相同,都是采用电子轰击荧光体实现发光和显示。但不同的是,CRT显示设备只有一个电子枪,通过对电子束的偏转方向控制实现每个像素点的定位,而SED显示设备内有成千上万的电子枪,每个电子枪对应的只是一个固定的像素点,无需任何的偏转,这样SED显示设备就不需要CRT显像管一样狭长的颈部,可以实现超薄的厚度,且在色彩、亮度、对比度等性能指标上接近CRT。而在像素阵列的组织上,SED显示技术同液晶技术又如出一辙,由红、绿、蓝三个子像素构成一个完整的彩色像素点,分辨率与像素点一一对应,这样它的几何性能与液晶技术相当,不会有类似CRT聚焦、汇聚不佳之类的麻烦。

我们不妨进一步来看看SED显示设备的结构与原理,它的核心部分由一块镶嵌着大量电子发射器的玻璃板和涂有荧光物质的玻璃屏幕组成,每个电子发射器对应一个子像素点,与之正对的则是荧光屏。这两块玻璃板之间是真空,并包含由极细微粒子胶片制成的隔片,工作时隔片被施加电压,产生一种可激发电子发射的隧道效应,在显示电信号的控制下,指定数量的电子会在电压作用下加速,轰击到屏幕内面的荧光物质层上,从而实现像素点发光与整幅画面的显示。
SED的显示性能也是兼顾CRT与液晶技术所长,亮度、对比度、响应时间、可视角度等指标同CRT一样,动态影像显示效果明显超越液晶技术和等离子技术。SED的色彩表现力相当强,目前的试制品已可实现每通道10位色(可显示10.7亿色彩),并可增加到每通道11-12位色的高水准。再者,SED在像素点结构设计上类同液晶技术,画面不会有任何几何失真,水准同液晶显示器相当。第三,SED因不需要控制电子束扫描的偏转线圈,可以做得非常之薄,甚至可以制造出仅有几厘米厚的大屏幕电视墙,这一点也明显优于液晶技术和等离子技术。第四,SED可实现很高的分辨率,这完全取决于实际需求,对HDTV来说,1920×1080便是分辨率的极限,SED可轻松达到这一指标。另外,SED研发者通过一系列技术手段,有效简化了电极构造,使得电子发射的效率更高。 SED可保持极低的功耗水准,它的耗电量大约是同样尺寸液晶屏幕的1/2-2/3、等离子显示器的1/3-1/2。如果要说什么缺点,那就是SED还不够环保,存在与CRT显示设备一样的电磁辐射问题,幸好它的用途是大屏幕电视,负面影响极其有限。整体来看,SED很好结合了CRT与液晶技术之长,克服彼此之短,完全可以说是一项接近完美的平板显示技术。
SED的发明者是佳能公司。早在1986年,佳能就开始SED相关技术的研发,但当时缺乏CRT技术、半导体芯片和其他电路技术的支持,SED一直都没有走出实验室(有趣的是,佳能甚至从自己擅长的喷墨打印机上获得灵感,如果你将SED的微细电子枪与喷墨打印机的打印头联系起来,不难发现二者有异曲同工之妙)。直到1999年,东芝公司与佳能就SED显示技术签署了合作协议,双方共同将该技术推向实用化。经过漫长的技术积累之后,SED终于到了成熟收获的阶段。2004年9月14日,东芝与佳能联合宣布将成立集研发、生产和销售SED面板及电视设备、显示设备于一体的合资公司(双方各占50%股份),并透露了今后的详尽发展计划。根据计划,双方将在2005年8月开始实现SED面板的初步生产,产能为每月3000块50英寸规格面板,相关平板电视产品也将同期推出。而从2007年开始,双方将大幅度提升SED面板的产能,计划在07年实现年产90万块,08年则实现达到年产180万块的水平,而到2010年,SED面板将达到年产300万块的规模,并抢占40英寸以上平板电视市场份额的30%。
这个雄心勃勃的计划让人们对SED技术充满了期待,而它的实际表现也令外界震惊。在发布会上,佳能和东芝展出36英寸的SED面板,其对比度高达惊人的8600:1。相比之下,等离子技术的对比度极限值在5000:1左右,而液晶技术仅为1000:1左右。其中原因就在于等离子面板需要预放电、液晶面板存在背光泄漏的问题,都使得黑阶表现难如人意,而SED可以显示出干净纯粹的黑色,由此实现令人惊讶的高对比度。在演示现场,相关人员将SED显示设备放在强光照射下,SED依然保持极高的显示品质,远远超出现有各种等离子或液晶技术,优势非常明显。目前,东芝公司已经制造出50英寸的SED电视样机,佳能则计划组建自己的平板电视品牌,进军这一之前从未涉足的新市场。但对SED电视的价格情况目前还无从知晓,从其结构来看量产后的成本应该不会太高,再说东芝将赌注都压在SED技术上,足可看出SED的实用化不应遭遇成本困境。
总结:革命从现在开始
等离子、大屏液晶、SED将共同撑起超薄平板电视的天空。从目前的情况来看,率先进入平民化阶段的等离子电视最有希望获得普及,目前它的最低价格记录是13800元(42英寸),许多经济宽裕的家庭用户都将等离子作为购机首选。而国内电视企业也已掌握相关核心技术,在未来一两年内价格大幅下滑完全可预期,这将进一步增强它的竞争力。液晶电视尽管来势凶猛,以等离子取代者自居,大力宣传低功耗、长寿命的优势,但在现阶段它的技术仍不够成熟,产品良莠不齐,大屏产品价格昂贵,要进入主流恐怕还需要数年时间,即便进入成熟阶段之后它的显示效果恐怕也很难同等离子相比。不过,在40英寸以下的中小屏市场,液晶电视完全没有对手,预计今后这些领域也将为它所独占。而SED以近乎完美的显示品质为最大的卖点,进入实用化之后将展现出极强的竞争力,倘若成本可控制在较好的水平,且东芝和佳能采取开放策略,让其他厂商通过购买面板的形式生产SED电视,SED技术将不可避免对等离子电视、液晶电视造成巨大的威胁。借此东芝公司有希望扩张自身在未来电视市场的份额,而佳能公司也将获得属于自己的一片领地。