3D重新點(diǎn)燃電視機(jī)高畫質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)：未來技術(shù)走向

VA方式的改良技術(shù)相繼亮相

　　隨著3D電視的興起，韓國和臺(tái)灣的液晶面板廠商在液晶電視的主流方式——VA方式方面，加快了可大幅提高響應(yīng)速度和開口率的技術(shù)開發(fā)速度。此前，VA方式的顯示性能比IPS（in planeswitching）方式稍差，但目前提高到了同等以上水平。

　　其中，各面板廠商推進(jìn)開發(fā)和量產(chǎn)的是名為“PSA（Polymer Sustained Alignment，聚合物穩(wěn)定配向）”的顯示技術(shù)。臺(tái)灣友達(dá)光電（AU Optronics，AUO）和三星已經(jīng)開始量產(chǎn)，臺(tái)灣奇美電子（Chimei Innolux，CMI）正考慮量產(chǎn)。

　　PSA與夏普的光配向一樣，利用UV光線控制液晶分子的配向，因此省去了突起和狹縫。PSA采用混合有UV硬化性樹脂的液晶材料。將UV硬化性單體（Monomer）與液晶分子一起注入面板后，在給面板加電壓的狀態(tài)下照射UV光，從而控制液晶分子的配向。據(jù)AUO介紹，響應(yīng)速度為4ms，面板開口率比原來提高了20％等，實(shí)現(xiàn)了與光配向相同的顯示性能。改造現(xiàn)有液晶面板生產(chǎn)線所需成本也比光配向低。

　　存在的課題是，殘留單體會(huì)導(dǎo)致可靠性降低。單體硬化不充分時(shí)，液晶面板會(huì)出現(xiàn)顯示斑點(diǎn)。

可靠性比PSA高

　　索尼正在開發(fā)名為“FPA（Field-induced Photo-reactive Alignment）”的自主顯示技術(shù)（表1）。FPA與PSA一樣，通過在向面板施加電壓的狀態(tài)下照射UV光來控制液晶分子的配向。配向膜的主鏈上設(shè)置了與液晶分子的親和性較高的部分以及UV光硬化的部分。該配向膜是索尼自主開發(fā)的。在試制單元的評(píng)測(cè)中，實(shí)現(xiàn)了PSA同等以上的性能。

　　FPA的優(yōu)點(diǎn)之一是，可采用與PSA相同的工藝制造。而且，因殘留單體導(dǎo)致的可靠性降低的可能性較小�！耙呀�(jīng)導(dǎo)入PSA的面板廠商可以立即制造。將來，還考慮向面板廠商進(jìn)行授權(quán)提供等”（索尼核心元件開發(fā)本部顯示器元件開發(fā)部門DC推進(jìn)室元件工程師諏訪俊一）。

采用OCB液晶提高眼鏡的性能

　　要想提高幀順序方式3D電視的畫質(zhì)，除了顯示器外，還需要提高專用眼鏡的性能。目前，與3D電視捆綁銷售的專用眼鏡的液晶面板，大多是臺(tái)式計(jì)算機(jī)等的單色顯示采用的STN（Super Twisted Nematic，超級(jí)扭曲向列）方式。雖然價(jià)格便宜，但要想實(shí)現(xiàn)數(shù)ms左右的響應(yīng)速度，需要20V左右的驅(qū)動(dòng)電壓。另外，視野角也比較狹窄，從畫面正面以外觀看時(shí)，顯示性能較低。

　　為解決該課題，東芝移動(dòng)顯示器（TMD）開發(fā)出了眼鏡專用液晶面板（圖9）。采用響應(yīng)速度較高的OCB（Optically Compensated Bend，光學(xué)補(bǔ)償彎曲）方式。響應(yīng)速度方面，從液晶快門打開狀態(tài)到關(guān)閉狀態(tài)為0.1ms，從關(guān)閉狀態(tài)到打開狀態(tài)為1.8ms，這樣還可抑制串?dāng)_現(xiàn)象的發(fā)生。“STN液晶如果提高驅(qū)動(dòng)電壓也可實(shí)現(xiàn)高速化。但20V的電壓并不現(xiàn)實(shí)。OCB方式的液晶，驅(qū)動(dòng)電壓為6V左右，因此還可降低耗電量”（東芝移動(dòng)顯示器業(yè)務(wù)統(tǒng)括部、IA部應(yīng)用技術(shù)擔(dān)當(dāng)兼組長(zhǎng)宮崎達(dá)哉）。面板透射率也高達(dá)33％，可提高3D顯示時(shí)的亮度。對(duì)比度方面，正面為5000比1，視野角為±30度時(shí)達(dá)到1000比1。

圖9：眼鏡采用OCB模式的液晶面板 東芝移動(dòng)顯示器開發(fā)出了用于有源方式“3D眼鏡”的液晶面板（a）。液晶的顯示模式采用響應(yīng)性能較高的OCB方式�？山档痛�?dāng)_現(xiàn)象的發(fā)生（b）。（圖（b）根據(jù)東芝移動(dòng)顯示器的資料制作）

　　東芝移動(dòng)顯示器從2004年開始量產(chǎn)OCB方式的液晶面板。不過，由于是以業(yè)務(wù)用途為主，因此目前價(jià)格較高�！叭绻�是用于眼鏡的尺寸，量產(chǎn)1000萬個(gè)以上時(shí)便可降低成本”（宮崎）。

Xpol方式也將支持全高清

　　除幀順序方式以外，還有其他用于家用3D電視的顯示技術(shù)。其中之一就是采用圓偏光膜的“Xpol方式”。

　　以較少發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象為賣點(diǎn)的Xpol方式在液晶面板表面采用了有澤制作所開發(fā)的特殊偏光膜“Xpol”。在顯示畫面垂直方向的奇數(shù)列進(jìn)行順時(shí)針圓偏光處理，在偶數(shù)列進(jìn)行逆時(shí)針圓偏光處理。利用將右眼用影像分配給奇數(shù)列，左眼用影像分配給偶數(shù)列，對(duì)右眼用和左眼用影像進(jìn)行同一旋轉(zhuǎn)方向偏光處理的專用眼鏡觀看，即可實(shí)現(xiàn)3D顯示。該方式已經(jīng)在LG和韓國Hyundai IT的3D電視，JVC、松下和索尼的業(yè)務(wù)用3D顯示器上實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化。

　　Xpol方式中，右眼用和左眼用影像存在于同一幀上，因此很少發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象。由于像幀順序方式一樣，沒有對(duì)右眼用和左眼用影像進(jìn)行時(shí)間分割，因此在大腦中合成3D影像時(shí)的負(fù)擔(dān)也較輕。專用眼鏡的重量約為20g，比幀順序方式的專用眼鏡輕1/2以下。

　　Xpol方式存在的課題是，垂直方向的精細(xì)度降至1/2。雖然有采用“4K×2K”（4000×2000像素級(jí)）顯示器來抑制精細(xì)度降低的方法。但考慮到4K×2K面板在制造時(shí)的成品率，目前還不現(xiàn)實(shí)。

　　有澤制作所和JVC共同開發(fā)出了利用4K×2K以外的方法顯示全高清3D影像的技術(shù)“HR-Xpol”，并于2010年5月進(jìn)行了發(fā)布（圖10）。通過在專用眼鏡上配備可切換圓偏光順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的液晶層來實(shí)現(xiàn)。

圖10：采用“圓偏光方式”也可顯示全高清影像 有澤制作所和JVC開發(fā)出了了通過采用圓偏光膜的方式可顯示1080i全高清影像的3D顯示器。這是利用液晶快門以每幀為單位切換右眼用和左眼用眼鏡的偏光實(shí)現(xiàn)的。（圖由本站根據(jù)有澤制作所的資料制作）

　　在HR-Xpol技術(shù)中，第一幀影像與原來一樣，將右眼用影像分配給奇數(shù)列，左眼用影像分配給偶數(shù)列。第二幀影像則將右眼用影像分配給偶數(shù)列，左眼用影像分配給奇數(shù)列。以與其同步的形式，切換眼鏡的偏光狀態(tài)。通過合成兩幀的影像，可觀看1080i的全高清3D影像�！�