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2010年11月10~12日,顯示器技術暨創能·蓄能·節能技術展會「FPD International 2010/Green Device 2010」在幕張Messe會展中心拉開帷幕。此次出現了大量打破顯示器行業閉塞感的技術展示。各面板廠商顯示出了繼續追求技術進步的姿態,力求通過技術革新,為用戶提供新的體驗。


「將通過面板技術革新帶來的新用戶體驗擴大市場」。在2010年11月舉行的顯示器技術暨創能·蓄能·節能技術展會「FPD International 2010/Green Device 2010」(FPDI/GD 2010)的主題演講上,南韓LG顯示器研究開發部門負責人Mike Jun(LG顯示器R&D中心副總裁,面板性能部門負責人),對打破逐漸迎來成熟期的顯示器市場現狀,表現出了十足的信心。

正如Jun在發言中講的一樣,FPDI/GD 2010的展示會場上大量展出了新一代顯示器技術,比如將窗戶替換為顯示器的新用途提案三維(3D)顯示器及電子紙的性能改善液晶面板的節能技術等。通過這些技術,「提供可改變用戶生活的新價值」(LG顯示器的Jun)。


透明顯示器相繼亮相

在FPDI/GD 2010上,最吸引技術人員關注的是可透過顯示器看到後方的「透明顯示器」(圖1)。展出透明顯示器的有南韓面板廠商LG顯示器、三星電子和三星移動顯示器(Samsung Mobile Display,SMD)三家公司。設想設置於辦公室的窗戶上和展示櫥窗等,特點是工藝設計性高。

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LG顯示器和三星電子的開發品,顯示元件採用液晶面板。由於液晶面板不屬於自發光元件,因此顯示影像時需要背照燈等光源。兩公司的開發品在晴天的白天等以外光為光源,夜晚等以液晶面板背面配置的半透明背照燈為光源。半透明背照燈「在液晶面板的四邊配置作為光源使用的LED,利用特殊的導光板照射面板背面」(LG顯示器)。

而SMD的顯示元件使用的是有機EL面板。畫面尺寸共有14吋和19吋兩種。均確保了在一個畫素內不存在有機EL元件、驅動元件和電極等的「透明(See Through)」區域。透射率方面,14吋產品為38%,19吋產品為30%。


3D顯示支援4K×2K的3D影像

逐漸配備于電視、個人電腦以及智慧手機等多種數位產品的3D顯示器方面,眼鏡式和裸眼式均推出提高了顯示性能的開發品。

眼鏡式方面,三星電子公開了70吋液晶電視的試製品(可顯示畫素為全高畫質(1920×1080畫素)4倍的「4K×2K」(3840×2160畫素)3D影像。支援佩戴專用的液晶快門眼鏡觀看3D影像的「幀順序方式」。據悉這是全球首款可顯示4K×2K的3D影像的液晶電視。

配備的液晶面板的反應速度為4ms以下,驅動頻率為240Hz。該顯示性能與三星電子的全高畫質面板基本相同。通過組合使用該面板與LED背照燈的區域發光控制,可抑制左眼與右眼影像重疊的「串擾」現象的發生。

為了以240Hz驅動4K×2K畫素的液晶面板,三星電子在驅動元件中導入了非晶IGZO(In-Ga-Zn-O)係氧化物半導體TFT。開發的液晶面板的載流子遷移率為5cm2/Vs左右,是普通的非晶矽TFT的5倍以上。該公司計劃2012年以後開始量產。


無視角限制的裸眼3D顯示器

裸眼3D方面,台灣友達光電(AU Optronics,AUO)公開了「無視角限制」的15.6吋和10.1吋液晶顯示器。用戶在任何位置均可觀看3D影像。該顯示器由英國Ocuity和中國大陸的超多維(Super Perfect)公司共同開發。

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AUO等的開發品利用配備的攝影鏡頭追蹤用戶眼睛的位置,朝著該方向顯示左右眼用影像。「左右眼用影像根據用戶的位置優化圖像處理」(該公司)。不過,除了可裸眼觀看3D影像的只限定為一個用戶外,沒有公開視角。

裸眼3D影像顯示技術採用了在液晶面板前方配置的雙凸透鏡(Lenticular Lens)。通過控制液晶分子的配向,形成了雙凸透鏡。通過限定形成透鏡的區域,可在同一畫面上混合顯示3D影像和普通的二維(2D)影像。AUO預定面向筆記型電腦和平板終端等,從2011年第二季度開始量產。


彩色電子紙逐漸產品化

在逐漸配備于電子書終端等的電子紙領域,開始出現了彩色產品。中國的漢王科技發佈了配備彩色電子紙的電子書終端「WISEreader」,並進行了展示。除了具有基於IEEE802.11b/g標準的無線LAN通信功能外,作為選配功能,還支援第3代行動通訊(3G)。預定2011年3月在中國上市,價格為440美元左右。

配備的電子紙由台灣E Ink Holdings製造,支援電泳方式。畫面尺寸為9.68吋,畫素為800×600,可實現4096色的彩色顯示。配備了精工愛普生的顯示控制器IC,反應速度比E Ink公司的原產品提高了20%。

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從事採用電子粉流體電子紙業務的日本普利司通也開始為進入中國電子書終端及數位告示市場做起了準備。普利司通將與台灣的台達電子(Delta Electronics)合作,共同開發新一代電子紙元件。除了元件開發外,還將在包括市場開拓在內的廣泛領域相互合作。今後,計劃以「AeroBee」的品牌名推進電子紙業務。


僅利用USB連接線驅動

會場上宣傳低耗電量的展示也隨處可見。大型產品方面,台灣奇美電子(Chimei Innolux,CMI)展出的23.6吋液晶顯示器設想的利用方法非常有趣。

該液晶顯示器的耗電量只有不到9W,使用兩個USB 3.0的介面,僅利用USB的供電驅動。無需AC轉接器等AC-DC轉換電路。USB 3.0的供應電流最大為900mA(電壓為5V),比最大為500mA的USB 2.0大幅提高。可以說,此次的顯示器利用了USB 3.0特有的使用方法。

畫面亮度為200cd/m2左右,在使用上充分確保了亮度。畫素為1920×1080,厚度為7.6mm。預定2011年第二季度開始量產此次採用的液晶面板模組。支援USB 3.0的個人電腦已經上市,但普及將在今後全面開始。因此,奇美電子將使此次的液晶面板模組的上市時間與普及時間相吻合。

為了降低耗電量,除了通過提高液晶面板的透射率來抑制背照燈的光損失外,還減少了背照燈光源使用的LED的數量。另外,使用了兩個介面的USB 3.0中,一個介面僅用於供電,另一個介面用於供電和傳輸圖像資料。


通過畫素記憶體節能

另一方面,在小型產品中,AUO和CMI兩公司展出了耗電量可降至數mW以下的液晶面板。兩公司的開發品在各個畫素上形成了1bit的記憶體電路,是通過保持寫入的圖像資料降低耗電量的「畫素記憶體」型液晶面板。利用此次的開發品,可在智慧手機和手機等移動產品上始終顯示動態影像。

AUO的開發品包括支援彩色顯示的半透過型面板和支援單色顯示的反射型面板兩種。畫面尺寸均為3.2吋,畫素均為360×640。彩色產品可在普通工作模式和低功耗模式間切換。耗電量在普通模式時為60mW,低功耗模式時為1mW。單色產品採用散射液晶,沒有使用偏光板。耗電量為1mW。另外,該公司沒有公佈開發品畫素上形成的記憶體的種類。

CMI的開發品包括支援彩色顯示的2.65吋半透過型面板和5.3吋反射型面板。畫素上形成的記憶體種類為DRAM。與AUO的彩色產品一樣,可在普通工作模式和低功耗模式間切換。在記憶體上保持圖像資料時的耗電量方面,2.65吋產品為200μW,5.3吋產品為3mW。

參考:DSSIG

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