夏普于2010年4月12日公布了開發出的支持三維(3D)顯示的電視機液晶顯示器(圖1,圖2)。作為電視用3D顯示器,“實現了業界最高的100cd/m2以上的亮度”(該公司常務執行董事兼研究開發總部長水嶋繁光)。并表示,比其他公司更好地抑制了左眼和右眼用影像重疊時的“串擾”現象的發生。配備了開發品的3D電視計劃于“2010年5月發布,投入夏季商戰”(該公司副社長執行董事、AV系統業務主管松本雅史)。對開發品在夏普液晶電視“AQUOS”中所占的供貨比例,松本自信地說:“目標是達到5~10%”。據悉,目前新產品預定只配備于AQUOS,外售計劃未定。
圖1:夏普開發的3D電視用液晶顯示器
圖2:收看情形
電視機用顯示器采用眼鏡式
3D影像顯示采用組合了240Hz驅動液晶顯示器和有源方式液晶快門眼鏡(3D眼鏡)的“幀順序(Frame Sequential)顯示方式”。即以1幀為單位交替顯示左眼用和右眼用影像,與此同步,用液晶快門交替遮擋右眼和左眼的視線,使左右眼看到不同的影像從而實現3D顯示。與松下、索尼、韓國三星電子以及韓國LG電子已經發布的3D電視采用的方式相同。由于這種方式沒有視點數量的限制,因此“最合適多人觀看3D影像”(夏普的水嶋)。另外,夏普還面向便攜設備開發出了能以裸眼觀看3D影像的液晶顯示器,預定在2010年上半年量產。計劃相應于設備的用途,分別使用這些3D顯示技術。
夏普就采用幀順序方式顯示3D存在的問題列舉了以下三個:(1)亮度低;(2)發生串擾;(3)影像的色彩鮮艷度低。尤其是亮度,“與2D顯示時相比,液晶顯示器和PDP均低至1/10”(水嶋)(圖3)。原因是需要控制顯示器發光時間以及配備偏光板的眼鏡等,因此光損耗多于普通的2D顯示。實際上,其他公司已經發布的3D電視,隔著眼鏡的亮度“最大也只有60cd/m2左右”(水嶋)。但如果戴配備了偏光板的眼鏡“人眼看到的周圍亮度會變暗18%”(水嶋)。因此,要以幀順序顯示方式“得到與普通2D顯示相同程度的亮度“感”,亮度需要為2D顯示時的18%以上”(水嶋)(圖4)。例如,當2D顯示亮度為500cd/m2時,則有500cd/m2×18%=90cd/m2以上的亮度即可。
圖3:幀順序驅動方式的課題之一是亮度
圖4:要獲得與普通2D顯示相同程度的亮度“感”,亮度需要高出2D顯示時的18%以上
以四項自主技術解決問題
夏普此次的開發產品通過導入名為“UV2A技術”、“四原色技術”“FRED技術”以及“側面掃描(Side Mount Scanning)LED背照燈技術”的四項自主開發的技術,解決了上述問題。
其中,UV2A和四原色面板技術已經導入了夏普的液晶電視“AQUOS”。UV2A技術是2009年9月發布的夏普自主開發的顯示模式,采用紫外線光控制液晶分子的配置方向(配向)(圖5)。導入該技術,可以省去原來VA(Vertical Alignment,垂直配向)模式下用于控制液晶分子配向的狹縫和突起,因此面板開口率可提高至1.2倍以上。另外,響應速度達到了原來2倍的4ms以下,因此可以抑制串擾的產生。
圖5:UV2A的概略
而四原色技術通過采用在RGB三色中添加Y(黃色)的四原色彩色液晶濾光片,可擴大色彩表現范圍(圖 6)。該項技術在2010年1月舉行的“2010 International CES”上發布過,已經在面向美國市場的“AQUOS”中采用(參閱本站報道7)。與RGB三色相比,面板透射率提高至1.2倍以上,色彩表現范圍提高至1.1倍以上(圖7,圖8)。
圖6:四原色技術的概略
圖7:四原色技術(右)與原來技術(左)的比較。色彩表現范圍提高至1.1倍
圖8:四原色技術(右)與原來技術(左)的比較。亮度提高至1.2倍
此次新導入的是FRED技術和側面掃描LED背照燈技術。FRED技術可用每個像素一根的源極布線(Source Wiring),以240Hz驅動液晶面板(圖9)。目前,支持240Hz驅動的液晶面板大多是“每個像素形成兩根源極布線,一根源極布線發送120Hz驅動的影像數據,因此面板開口率降低”(夏普)。導入FRED技術后,與形成兩根信號線的面板相比,除了可將開口率提高至1.1倍以外,源驅動IC的數量還可以削減至1/2。夏普表示,雖然技術的詳細內容“不便公布,但本公司對信號傳輸方式作了自主改進”(夏普)。
圖9:FRED技術的概略
另外,側面掃描LED背照燈技術主要是為抑制串擾的產生而導入的(圖10)。此次的開發產品,在左眼和右眼用輸入影像信號分別為60幀/秒時,與左眼和右眼用輸入影像信號同幀的影像分別連續顯示兩張。對每幀左眼或右眼用影像,將LED背照燈橫向分為約5~6個區域點亮(圖11,圖12)。由此,“可以比其他公司更好地抑制串擾”(夏普)。
圖10:為控制串擾,還改進了背照燈
圖11:側面掃描LED背照燈技術演示。在40英寸產品上,分為5個范圍
圖12:側面掃描LED背照燈技術的概略
另外,LED背照燈采用了在面板左右側面配置的“邊緣發光型”。與在面板背面配置光源的“直下型”相比,可望實現薄型化。
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