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不過在移動(dòng)通訊這類要求彩色,黑暗中能看清圖形,圖像,文字的應(yīng)用領(lǐng)域,由于液晶顯示必須配背光源,所以,OLED的總功耗還是可以向液晶顯示挑戰(zhàn)的。
而真正在功耗上可以向液晶顯示挑戰(zhàn)的是那類電場效應(yīng)型,有存儲(chǔ)記憶功能,反射式的電泳顯示,電子墨水之類的顯示器。
4．亮度（對(duì)比度）
這是表示顯示清晰程度的一個(gè)指標(biāo),被動(dòng)顯示的液晶顯示用對(duì)比度表示,一般為5:1～20:1,而主動(dòng)發(fā)光的顯示器如PDP,OLED等則以亮度表示,一般為100～300 cd/m2。增加了背光源的液晶顯示亮度也不會(huì)超過250 cd/m2,而主動(dòng)發(fā)光的顯示器在全黑環(huán)境下測(cè)得的對(duì)比度卻可達(dá)幾百比一。
此外,液晶顯示類似于灰紙上寫黑字,對(duì)比度再高,顯示效果也不如電泳顯示,電子墨水那種白紙黑字的顯示效果好。所以,無論從有背光的亮度指標(biāo),還是無背光的反射式顯示對(duì)比度指標(biāo)上看,液晶顯示都處于劣勢(shì)。
5．響應(yīng)速度
屬于分子級(jí)別的液晶顯示原理,響應(yīng)速度一般是ms級(jí),而OLED,PDP等屬于電子級(jí)別工作原理的響應(yīng)速度一般都可達(dá)到微秒級(jí)別。個(gè)別類型的液晶顯示如鐵電液晶顯示,或?qū)⒁壕Ш凶龅煤鼙?如僅1μm,也可達(dá)到微秒級(jí)響應(yīng)速度�？傊�,液晶顯示的響應(yīng)速度也是弱項(xiàng)。但就目前需求看,液晶顯示的響應(yīng)速度已基本可以滿足應(yīng)用要求。
6．灰度級(jí)別,色彩級(jí)別
可顯示的灰度級(jí)別越多,顯示的圖象層次越豐富,彩色化時(shí)的色彩級(jí)別也就越多。STN的灰度級(jí)別僅2～4個(gè),由此組合的彩色級(jí)別也就不多,我們只能稱其為偽彩。TFT液晶顯示的灰度級(jí)別可以很多,組合的色彩級(jí)別可達(dá)幾十萬個(gè),我們稱之為真彩。
而OLED,PDP等的灰度級(jí)別可以輕易地實(shí)現(xiàn)十幾級(jí)至幾十級(jí),因此組合的彩色級(jí)別也就更多更豐富�？梢赃_(dá)到幾十萬個(gè),優(yōu)于無源液晶顯示。
7．彩色化能力
在實(shí)現(xiàn)彩色化能力上,液晶顯示中成熟的技術(shù)是使用微彩色濾色膜,將像素分割成R,G,B三色子像素,目前公認(rèn)這是一種容易而有效的方法。但是這種方法會(huì)造成大量光損失。
PDP,OLED等主動(dòng)發(fā)光顯示器可以用不同材料實(shí)現(xiàn)不同的發(fā)光顏色,而且不會(huì)有光損耗。這是優(yōu)勢(shì),但不同材料會(huì)有不同的老化參數(shù),從而造成總體壽命縮短,色彩失真。
8．視角
視角對(duì)觀察很重要,一般定義為最大觀察方向與法線的夾角,它包括最大視角和最佳視角方向。TN,STN等液晶顯示由于液晶分子排列方向和使用了偏光片,視角大小和最佳視角方向都不好。
而PDP,OLED等主動(dòng)顯示則不會(huì)有這些毛病,因此視角大,最佳視角方向也均衡。對(duì)此,液晶顯示明顯不如OLED和PDP。
9．屏幕大小
由于液晶顯示需要一個(gè)極薄而均勻的薄盒,所以無論從材料還是制造上都很困難。一般只能作到20幾英寸以內(nèi)的中小顯示屏（有報(bào)道稱可做成32英寸）。
目前號(hào)稱平板大屏幕首選的PDP,其實(shí)由于他是電真空器件,面積過大,在材料和工藝（如去氣,排氣,封接）上也都有困難,所以一般只能作十幾到五十幾寸的顯示屏。
OLED以及PLED是全固體器件,理論上可以作得很大,但是OLED需使用真空薄膜工藝制作,大面積產(chǎn)品的成品率是問題,而PLED雖是厚膜工藝制作,容易做大,但它屬于電流型器件,面積過大,電極引線負(fù)載及升溫等問題也難以解決,目前也只能做到幾英寸水平。
此外,FED等幾種其他顯示器件,目前也都因?yàn)橹谱鞯确矫娴碾y題不能做得過大,甚至不能大過液晶顯示。
10．像素密度
像素?cái)?shù)越多,圖像越清晰,一般只要光刻像素工藝能達(dá)到的像素密度就都能實(shí)現(xiàn),但是高像素密度的液晶顯示必須是有源矩陣器件。受非晶硅電子遷移率和開口率的制約,像素密度也終有極限。而PDP是靠厚膜工藝制造,像素密度自然上不去。OLED,FED,PLED也都因各自的結(jié)構(gòu),工藝等原因,而不能太精細(xì)。
11．存儲(chǔ)功能
這里所指為“無功存儲(chǔ)功能”,即在斷電后,顯示不會(huì)消失,它適用于非經(jīng)常變換顯示的場合,可大大節(jié)能,并可部分取代有源矩陣的功能。
某些液晶顯示如雙穩(wěn)態(tài),多穩(wěn)態(tài)液晶顯示及鐵電液晶顯示都具有這種功能。
OLED,FED等顯示器都沒有這些功能。PDP的存儲(chǔ)功能雖不能維持整幅圖像持續(xù)顯示,但是卻可以取代有源矩陣的功能,從而使PDP驅(qū)動(dòng)不受行列數(shù)量增大產(chǎn)生的困擾。
12．環(huán)境參數(shù)
眾所周知,液晶顯示的工作,存儲(chǔ)溫度范圍較窄,不僅如此,作為背光源的冷陰極燈管的低溫啟動(dòng)能力也不好,這是其又一重大劣勢(shì)之一。
而其他幾種顯示器件的低溫工作性能都比液晶好,但是幾種使用熒光粉或半導(dǎo)體材料的顯示器,包括OLED,在高溫下會(huì)產(chǎn)生淬滅,所以,各自都有其不足。
13．連接性能
平板顯示器件的外引線連接難度在于密度大,有些還是非金屬材料,如ITO等。液晶顯示即是如此,為此隨著液晶顯示的發(fā)展已經(jīng)開發(fā)了一系列連接技術(shù),如COB,COF,COG等。
其他各類平板顯示的連接,一般都沿用液晶的連接技術(shù),按各自特點(diǎn)加以改造,如PDP的連接,必須考慮耐壓,防擊穿;而OLED則必須保證連接電阻盡量小。
總之,這方面的性能很難比出個(gè)高低。
13．可靠性
液晶的可靠性最高,只要不摔碰,破損,10年免維修都可以。而PDP是高壓器件,OLED是電流型器件,他們的可靠性都不如液晶顯示。
14．壽命
液晶顯示器件無論從理論上或?qū)嵺`中壽命都很長,十幾萬小時(shí)沒問題,常見的便攜電腦顯示器如果不是人為損壞,一般多是背光源老化,亮度下降。更換一只背光源管即可返老還童。相對(duì)其他顯示,無論是PDP,OLED,FED,VFD的壽命都不如液晶顯示。OLED的材料提純很難解決,影響了他的壽命,PDP的壽命則受熒光粉老化和管內(nèi)氣壓變化的制約。
惟一可與液晶顯示壽命相媲美的僅有無機(jī)LED。但是它很難做成平板顯示器件。
綜上所述,各類新型顯示器件已經(jīng)從不同角度發(fā)起了對(duì)液晶顯示的挑戰(zhàn)。雖然目前還沒有哪一類顯示在綜合性能上超過液晶顯示,但在某些領(lǐng)域也確實(shí)構(gòu)成了對(duì)液晶顯示的威脅。例如,OLED利用其彩色自主發(fā)光,全固態(tài)化,低壓,直流驅(qū)動(dòng),小功耗等優(yōu)勢(shì)開始了對(duì)移動(dòng)通信——手機(jī)市場的搶占。
可以預(yù)見,各類平板顯示器件將直面液晶顯示的幾大弱勢(shì)——被動(dòng)顯示,亮度低,對(duì)比度不高,背光源功耗大,大屏幕化難度高等發(fā)起挑戰(zhàn)。這既是各類平板顯示器件發(fā)展趨勢(shì)也是液晶顯示為保持持續(xù)發(fā)展的努力方向。
液晶顯示如何應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)
液晶顯示發(fā)展趨勢(shì)其實(shí)就是應(yīng)對(duì)市場的需求和新型平板顯示器的挑戰(zhàn)。
一個(gè)產(chǎn)品在市場中是否能有一席之地主要看兩個(gè)方面,一是綜合優(yōu)勢(shì),二是特長。 液晶應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)也主要是兩方面。
1．發(fā)揮特長和優(yōu)勢(shì)
一個(gè)產(chǎn)品的特長是本身具備的,又是客戶評(píng)定的。用戶的要求永遠(yuǎn)都是精益求精,一個(gè)產(chǎn)品在用戶眼中總是不進(jìn)則退的,用戶的眼睛最容易“見異思遷”。所以,任何一個(gè)產(chǎn)品必須珍惜自己的特長和優(yōu)勢(shì),而且要不斷地完善,更新,進(jìn)步。這就是液晶顯示發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。液晶顯示面對(duì)挑戰(zhàn)的第一個(gè)回應(yīng)就是發(fā)揮自身特長,增加產(chǎn)品的綜合優(yōu)勢(shì)。根據(jù)前面的分析,主要包括以下幾個(gè)方面。
�。�1）發(fā)展反射式液晶顯示
作為被動(dòng)顯示,可以有透過式和反射式兩種顯示形式。反射式的優(yōu)點(diǎn)不言自明,它利用并調(diào)制環(huán)境光滿足顯示要求,省電,節(jié)能都源于此。早期的,中低檔液晶大都屬于反射式。但是,由于一般TN,STN液晶顯示必須使用偏光片,所以其顯示底色灰暗,顯示質(zhì)量差。以后,雖然在透過式液晶顯示背后增加了背光源,改善了顯示質(zhì)量,但功耗大大增加,又損失了微功耗的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然,即便如此,面對(duì)一些大功耗的主動(dòng)發(fā)光顯示如PDP,CRT等還是有優(yōu)勢(shì),但面對(duì)一系列新型的低壓,小功耗的主動(dòng)發(fā)光顯示,如OLED,PLED,FED等的上市,其優(yōu)勢(shì)大減。
面對(duì)這一市場競爭,近年來已經(jīng)形成了開發(fā)反射式液晶顯示的強(qiáng)勁勢(shì)頭。反射式液晶得到了迅速發(fā)展,某些不使用偏光片的液晶顯示效果,如多穩(wěn)態(tài)液晶顯示的顯示效果已經(jīng)接近了黑紙寫白字的顯示效果。而硅上液晶LCOS則開創(chuàng)了反射式液晶投影顯示的先河。
反射式液晶顯示保持了液晶顯示原有優(yōu)勢(shì)和特長,將是今后液晶持續(xù)發(fā)展的重要支柱之一。
�。�2）提高像素密度
液晶顯示的結(jié)構(gòu)、工藝保證了它實(shí)現(xiàn)高像素密度的可能。面對(duì)PDP等顯示具有明顯優(yōu)勢(shì),但面對(duì)另一些顯示器件,如OLED,液晶顯示也感到了危機(jī)
近年來,一方面從工藝入手,使液晶像素越作越小、越作越密。以滿足高清晰度和小面積、大顯示容量方面（如手機(jī)顯示）的要求。而另一方面,將有源器件所用的非晶硅材質(zhì)過渡為多晶硅、單晶硅材料,由于其后者的電子遷移率高,其有源矩陣可以作得更小,不僅提高了像素開口率,而且也提高了象素密度。特別在彩色有源矩陣液晶顯示領(lǐng)域多晶硅將是今后液晶顯示發(fā)展的另一重要發(fā)展趨勢(shì)。
�。�3）改進(jìn)工藝、降低成本
液晶顯示誕生近30年,生產(chǎn)工藝成熟,成本、價(jià)格相對(duì)較低。目前已號(hào)稱進(jìn)入了第五代生產(chǎn)線,投料尺寸也超過了一米以上,TFT-LCD成品率也超過了90%。但是面對(duì)其他顯示器件的競爭,液晶顯示也還將繼續(xù)在這方面追求革新和發(fā)展,以求提高產(chǎn)量,降低成本,提高性價(jià)比。終究價(jià)格競爭還是市場競爭的持續(xù)重要內(nèi)容。
2．克服缺陷、推陳出新
不必諱言,液晶顯示也有不足、缺陷、弱勢(shì),例如亮度（對(duì)比度）低,響應(yīng)慢,工作溫度范圍狹窄、顯示面積不易作大等等。這些缺陷給他的應(yīng)用帶來了不便和阻力,也給他的發(fā)展帶來了動(dòng)力和更新的空間。今后,液晶顯示在應(yīng)對(duì)其他各類顯示器件挑戰(zhàn)中將針對(duì)自身的不足在以下幾大方面力爭做出重大突破。
�。�1）通過發(fā)展反射式顯示和改進(jìn)背光源,提高開口率,以及增加偏光片透過率等多種方式提高顯示亮度和對(duì)比度。
�。�2）改進(jìn)材料、器件結(jié)構(gòu)、工藝,特別是突破1～2μm的盒厚控制工藝等提高液晶顯示的響應(yīng)速度。同時(shí),還將努力開發(fā)一些快速響應(yīng)的新型液晶顯示模式,從而使液晶顯示能更理想的滿足視頻顯示的要求。
�。�3）工作溫度范圍窄是液晶材料決定的一大缺陷,所以它的克服只有從液晶材料入手。目前已有報(bào)導(dǎo),開發(fā)出了可以在零下-50～+80℃工作的液晶材料。此外輔助加溫系統(tǒng)的開發(fā)也將保證液晶示的工作溫度范圍會(huì)大大加寬
�。�4）為了實(shí)現(xiàn)大屏幕顯示,液晶顯示開拓了一條全新的途徑——投影顯示。在原有透射式非晶硅TFT投影顯示的基礎(chǔ)上,近年已經(jīng)向多晶硅TFT投影顯示過渡,多晶硅雖然可以提高開口率10%～15%以上,使顯示亮度,清晰度大大提高,但還不理想,為了與PDP等大屏顯示競爭,近年液晶顯示又開發(fā)了一種“硅上液晶”LCOS。將大規(guī)模集成電路作基板,與液晶集合制成反射式的微型液晶顯示器。通過外光源的反射式投影實(shí)現(xiàn)50～100英寸以上的大屏顯示。由于它可以用最少的材料制作,實(shí)現(xiàn)比PDP顯示面積還要大的大屏顯示,因而可能成為今后大屏幕高清晰度數(shù)字電視的主流顯示器。
綜觀液晶顯示的成長和發(fā)展,作者重申液晶顯示的發(fā)展動(dòng)力是市場。市場驅(qū)動(dòng)論可以解釋和預(yù)測(cè)液晶顯示的發(fā)展。作者重申這一觀點(diǎn)是為提醒液晶顯示的從業(yè)者、經(jīng)營者、投資者、決策者不要將自己的關(guān)注僅僅局限于跟蹤別人的具體技術(shù)發(fā)展上（當(dāng)然也不能忽視）,導(dǎo)致被動(dòng)的“追趕戰(zhàn)略”,作者建議應(yīng)更多的關(guān)注市場需要和市場競爭。市場會(huì)給你更多的啟示和靈感,激發(fā)自主開發(fā)能力,從而形成一個(gè)更主動(dòng)的“迎擊戰(zhàn)略”。從而走出我國自主的液晶顯示發(fā)展道路。
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