平板顯示技術的發展

自從LCD(液晶顯示器)自上世紀70年代在計算機和手表開始使用起至今已有30多年的歷史，整個FPD(平板顯示器)業有了長足的發展，技術不斷進步，應用日益擴大，正全面超越CRT。總的講，FPD已跨入了一個新的發展時期。

平板顯示器包括LCD、PDP(等離子顯示器)、FED(場致發光顯示器)、SED(表面傳導電子發射顯示器)以及背投顯示(圖1)。每種技術各有自己的優缺點，相互競爭，共同進步。目前發展最快的是LCD、PDP和背投三類，LCD進步尤為迅速，直面競爭PDP，頗具優勢。原先PDP領頭羊松下有一種觀點認為：32英寸以下電視歸LCD，37英寸以上是PDP天下。據報道，事實發展卻不是這樣，在2006年世界40英寸電視機市場上，LCD電視共銷售800萬臺，PDP 900萬臺，但今年即將發生逆轉，分別為1700萬臺和1400萬臺，一舉勝出，而且今后將繼續擴大。LCD與PDP性能相當，松下公司2006年推出了103英寸PDP電視，Sharp即于2007年展示108英寸LCD電視，此外，還有三星SDI公司的102英寸PDP電視，LG．Philips 100英寸LCD電視，100英寸以上平板電視吸引著人們的眼球。

LCD

Sharp公司在今年CES(消費電子展)上展示了108英寸的LCD電視機，力壓PDP爭得冠軍，是目前世界上的最大尺寸的電視屏，打破了PDP可做大屏，LCD只能做中小屏的成見。

LCD是FPD領域中使用最早發展最快的技術，迄今為止，LCD已歷經4代，上世紀70年代為第1代，80年代第2代，90年代第3代，2000年代第4代，2010年代將進入第5代，10年1代，進步迅速，各代的特點如表l所示。

LCD的發展突出反映在大尺寸化、價格的急降和各有關技術性能的不斷改進。LCD屏的大尺寸化源自玻璃基板的大型化，Sharp公司的108英寸屏就是公司龜山第2TV第8代生產線的制品。

從1991年開始的TFTLCD第1代生產線大約每2-3年就有一代技術的提升，而且還有縮短的趨勢(表2)。

LCD隨著技術的發展，價格下降很快，自上世紀90年代以來，大約以20％的年平均速度下降，也就是說每10年下降到十分之一。據日本報道的數據，以每平方厘米日元計算，上世紀90年代中期為每平方厘米200日元左右，21世紀初即降到幾十日元，預計2015年左右將降到2日元左右(表3)。

LCD的暗室對比度差和活動圖像響應速度低的缺點，是業界多年來的課題，經過不懈努力，已獲得了改善。對于響應速度各公司現都采用了“幀頻倍速”(從60Hz提高到120Hz)技術。Sony、Sharp、東芝、三星等都采用了120Hz驅動，提高了亮度的變化速度。同時為了提高活動圖像的切換而引入了虛擬脈沖響應技術，“高速驅動+虛擬脈沖響應”成為了LCD(電視)的重要發展趨勢。

暗室對比度一般采用背光點滅控制方式，三星公司現在采用了畫面部分(將畫面分割成64個部分)背光亮度控制，可提高顯示圖像的表現力，預計今年下半年可望推出產品。

10英寸以下的中小型LCD應用廣泛，以移動電話主次屏為主，其他還包括PDA、數碼相機、數碼攝像機、便攜AV和DVD、照片打印機、車載導航和AV、游戲機、迷你PC、鐘表、計算器等。高性能化和輕薄短小是中小LCD的兩大發展趨勢。它要求具有大型電視和PC一樣的高分辨率，在室外要保持很好的視認度，溫度(特別在汽車上)要經得住從低溫到高溫的考驗，適應客戶功能需求的模塊化也很重要，因為這與技術保密的所謂“黑盒子”化有關。為提高性能競爭，公司競相采用0.1cm的基板，薄型化產品方面三星公司已展出了0.82mm的2.2英寸屏以及2.2英寸的雙面屏。

其他顯示器

在顯示屏尺寸上LCD目前已超過了PDP，實際超過也不多，103英寸PDP，108英寸LCD，兩者只差5英寸，還是在同一數量級水平上，而且PDP做得大是其特性之一，相信PDP不會善罷甘休的。在對比度上，LCD要改善的是暗室對比度，而PDP正相反，需改進的則是明室對比度，三星公司通過濾光器的改進，使其對比度從450:1提高到了700:1。先鋒公司在做同樣的工作，計劃對包括發光機構、單元構造、驅動方式、濾光器在內的PDP進行根本的革新，以便和LCD進一步開展競爭。

PDP的視角、活動圖像響應度、亮度和亮度調諧、色階調諧、暗室對比度等部是相對于LCD的優勢，所不足的是明室對比度、耗電和高精細度化等。PDP與LCD相比，系統簡化，但發光單元微細化比較困難，各公司都任試制超高精細的PDP屏，不僅要開發全清電視，而且未來也要開發4K×2K的所謂超高精細規格。

各公司也都在努力減少PDP的耗電，用較少的電力來維持顯示屏的亮度，大家在結構和發光材料等方面下了小少工夫，目的是達到和傳統CRT同等的耗電水平，但從目前的情況看，PDP和LCD的耗電相比還有一定差距(圖2)。

Sony公司2001年即曾展出13英寸的OLED電視機，公司把OLED看作是后LCD的首要顯示器。OLED是自發光顯示器，視角廣，有可能做成超薄型。今年初，Sony在CES上展出了12臺厚僅3mm的11英寸OLED電視機，分辨率為1024×600，同時還展出了27英寸10mm厚的全清電視機，對比度達100萬:1。LG．Philips則展出了3英寸的OLED電視機。今后將努力開發出與LCD等大的顯示屏，加速材料開發并想方設法克服每一象素的亮度弱化問題。

東芝公司的55英寸SED電視機雖說是由于技術保密而未在年初CES上展出，但產品是已做出來了。預計今秋將上市數量較少的高端產品，供電視臺等專業應用。佳能也表示年底開始上市SED電視，明年正式量產。電泳(electrophoretic)顯示器所謂電子紙或電子墨水開始走向實用化。它的特點是耗電低，停電后信息仍可保持幾天到幾個月，其次是制造成本低和器件具有柔性化。預期2010年世界市場可達70億美元，2013年250億美元。它存在的技術問題是響應速度慢，開關時間要幾百ms，彩色顯示還存在一定困難。

在背投方面，美國MieroDisplay公司開發出了0.82英寸的LCOS全清屏和光學系統，由此配置而成的52英寸全清背投電視，售價僅1500美元，今夏即可上市。為與LCD、PDP開展競爭，各公司都在光源上大做文章，Sony的LCOS“SXRD”器件采用了激光光源，全清55英寸畫面的分辯率為1920×1080，對比度達10000:1。三菱公司推出了同樣采用激光光源的52英寸DLP背投電視機。可見，采用激光光源是一大方向。

結 語

19世紀是機械文明，人類經歷了20世紀的信息化社會，如今邁入了21世紀，這是通過網絡，人人都能發出信息的新世紀，作為人機新介面的顯示器，將發揮越來越大的作用。

FPD在21世紀的頭10年里即將經過推進期、成長期而走向成熟期。外刊相繼報道，平板電視已經歷了取代CRT電視為中心的第一階段而將邁向多種平板顯示激烈競爭的第二階段。第二階段顯示技術的發展特征有：①大型化，100英寸以上，并向墻壁(嵌入式)電視發展；②個人化，無論寢室、浴室，甚至洗手間都可觀看超薄電視；③引進第8、第9代生產線；④達到高于10000:1的高對比度；⑤活動圖像響應度10ms以下；⑥高于全清的高精細化，向4K×2K前進；⑦厚度達到幾mm等。

FPD是繼IC之后的又一巨大事業，FPD與IC一起，已成為電子器件業的核心，電子工業的基礎。FPD受到亞洲日、韓，包括中國臺灣的特別重視，技術發展日新月異，前景無限廣闊。FPD是今天牽引電子技術進步的主要動力之一。