FPD的战略考量

大尺寸电视先由背投影电视领先，PDP TV随后赶上，如今LCD TV应可顺利接棒。世界各国的HDTV即将或已陆续试播，对于解析度较高的LCD TV更是一大利多，LCD TV的重要性在于它在未来数字家庭中的重要战略位置，尽管仍存在许多问题，却是现阶段与往后数年内价格与画质两者平衡考量下的最佳选择。

若以TV领域的应用而言，小至掌上型电视，大至高达五、六十吋的背投影电视，皆为TV家族的一员。若要大致区分，亦可分为掌上型电视，电脑萤幕/电视两用型萤幕，小尺寸电视（家中的第二台电视为主）与大尺寸电视。林林总总，各有其应用与相对应的显示技术，以大尺寸TV的应用而言，目前最常见的就是背投影、PDP、与LCD三种显示技术。本文将介绍大尺寸电视的各种显示技术，同时观察目前整体大尺寸电视市场，各种显示技术的竞争现况，并由技术与市场的发展状况来看未来可能的发展。

大尺寸TV市场板块移动
大尺寸TV的重要性日益提昇，最具代表性的就是HDTV等级电视的销售状况了，HDTV在全球市场的普及程度不一(图一)，其中牵涉到的因素有很多，包括HDTV节目内容的普及程度、各地区的经济状况、各地区的居家生活空间大小，与各地区的消费者偏好等等。目前HDTV的普及程度以美国和日本为最高，美日两国自2004年Q2约为16％左右的HDTV渗透率，迅速成长到2005年Q4 HDTV的渗透率达到40％以上；也就是说，美日两国在新销售的电视机当中，很快就会有超过一半以上的电视机是由HDTV等级的电视机担纲。

在欧洲与中国大陆地区，HDTV的渗透率虽然比不上美日两国，这主要与消费者习惯和经济因素有关，但是若仔细观察HDTV的渗透率成长趋势，可以发现欧洲和中国大陆地区，一如美日两国在HDTV销售比重的成长轨迹，欧洲地区即将突破30％以上的HDTV渗透率，而中国大陆也即将突破10％以上的HDTV渗透率。因此，全球消费者对于HDTV的需求相当清楚，随着相关节目内容与硬体设施大环境的配合，大尺寸平面电视不断地压低售价下，HDTV的需求将会持续带动大尺寸电视的销售成长。
　

图一　各地区的HDTV等级电视销售佔整体电视比重
资料来源：inSpectrum；陈浩彰整理，2006/1
　

依据相关的统计资料如(表一)，可以看出美日地区在LCD、PDP与背投影电视的销售数字，美国地区在大尺寸电视的选择上，背投影电视依然是一个主要的选项之一，这和美国地区的居住空间较大亦有相关。在LCD的销售上，日本地区的LCD销售数据极佳，这和日本地区的消费习惯较讲究细腻的画质有关，LCD的高解析度可以满足费者对于细腻解析度的需求。在PDP的销售状况上，美国地区就较日本地区来得好，PDP价格较为低廉的特性，颇得美国消费者的青睐，反观日本，PDP的销售数字就不如美国来得出色。

若整体看LCD TV、PDP TV与背投影电视的销售状况，可以约略看出LCD TV销售数字约为PDP TV销售数字的五倍，背投影电视的销售数字又超过PDP TV，光是美国的PDP销售数字，就约略是日本与美国加总后PDP TV销售数字的两倍之多。
　

若是看LCD TV、PDP TV与背投影电视2001年到2005的销售数字与2006年到2008年的销售预估(图二)，可以很清楚地看出一个趋势：在2003年以前，大尺寸电视几乎都是背投影电视的天下，背投影电视挟其优异的画质与绝佳的成本优势，囊括当时大部分的大尺寸电视需求。在2004年以后，电浆电视兴起，迅速攻佔了30吋至50吋之间的大尺寸电视市场，而背投影电视则是往更大尺寸如50吋以上的电视市场移动。从2005年开始，LCD TV开始入侵大尺寸市场，32吋LCD TV迅速掳获大部分消费者的心，2006年LCD TV会将战场延伸至更大尺寸的领域，预料40吋电视（37吋、40吋、42吋）将会因为LCD TV的加入竞争，迫使低解析度的PDP退出40吋的电视市场，留下高解析度的40吋PDP TV与LCD TV作竞争，LCD TV将由于尺寸上的向上提昇，而成为家中客厅所不可或缺的主要显示器。LCD TV的势力范围由卧室扩张，及于客厅，代表的是LCD TV将会是家中主要的显示器，而PDP TV面临的挑战将会更为严苛，在40吋电视必须和LCD TV作价格战，在50吋电视又必须面临背投影电视的竞争。无论结果如何，LCD TV成为家中电视主流的角色可以确立，PDP TV与背投影电视将会退居利基市场。
　

图二　背投影电视、PDP TV与LCD TV的销售状况与预估
资料来源：inSpectrum；陈浩彰整理，2006/1
　

LCD TV进驻客厅
除了从LCD TV的销售数字可以看出来LCD TV正逐渐往大尺寸延伸的趋势之外，若以LCD TV在家中的摆放位置，亦可以看出消费者对LCD TV使用上的认知(图三)。由inSpectrum的统计资料可以看出明显的趋势，LCD TV正逐渐地往消费者心中「真正的TV」角色迈进，在2004年时，超过四成以上的LCD TV是使用于书房或卧室，多半是由多功能的LCD显示器附加上一些简单的TV信号接收功能的电视，尺寸上多半不会太大，主要分佈在17吋到24吋之间，使用上多半是当作LCD萤幕的额外功能或是节省卧室面积使用的解决方案，2004年时用于客厅的LCD TV尺寸上多半在24吋到30吋之间，离消费者心目中理想的客厅电视，在尺寸上尚有一定的落差。到了2005年，LCD TV才正式地跨入了客厅，超过五成以上的LCD TV被使用于客厅之中，尺寸上由32吋LCD TV率先引领风潮，用于客厅的LCD TV尺寸也向上提昇，预计到了2006年以后，40吋等级的LCD TV（37吋、40吋、42吋）将会成为客厅中的不可或缺的要角，也由于40吋等级的LCD TV加入，2006年LCD TV用于客厅的比例将会继续向上提昇到七成以上，也正式宣告了LCD TV的时代到来。
　

图三　LCD TV于家中摆放位置比重图
资料来源：inSpectrum；陈浩彰整理，2006/1
　

大尺寸TV主要显示技术概述
■背投影显示技术
目前市场上最为热门的背投影技术当推3LCD阵营的HTPS、TI的DLP与制程技术要求极高的LCOS三种技术。现分述如下：

◆DLP显示技术

DLP技术是透过DMD晶片（Digital Micromirror Device；数字微镜片装置）来作为主要显示元件，DMD晶片是TI于1987年发展出的技术，DMD晶片中内含有一百多万个小镜片（每一个小镜片约只有常人头髮厚度的五分之一大小），入射的光源透过这些小镜片来反射，每一个小镜片所反射出的光源就是一个画素（pixel），也就是我们看到的图像中的每一个点，要正确显现一个画素，必须具有表现成千上万种颜色的显示能力，为了达到这样的功能，同时具有处理亮度（Liminance）与彩度（Chrominance）的能力是必备的，DMD晶片负担了其中的亮度显示部分，也就是一般所称的灰阶显示。TI藉由控制每一个小镜片，使其不断地变换倾斜角度，来达到各个时间点显示不同的灰阶亮度，这就是TI所谓的Digital Light Processing（数字光源处理技术），灰阶亮度的等级高达1024阶，也就是说DMD晶片可以表示10bit的灰阶亮度。

再来介绍彩度控制的实现方法，为了让DMD能够反射出各种颜色，必须让打到DMD的光线具有基本的三原色，主要的作法有两种：

(1)色轮装置；
(2)3DMD装置。

前者是成本较为低廉的解决方案，但由于其原理是利用人类视觉残留的作用，容易产生许多影像上的缺陷；后者则可以改善此种现象，惟採用了三个DMD晶片与较复杂的光机构，价格上会较贵。

◆LCD显示技术

最能与DLP显示技术相抗衡的背投影显示技术，非日系厂商所推出的3LCD显示技术莫属，3LCD显示技术其实就是HTPS（High-Temperature Polysilicon；高温多晶硅）技术，发起的主要成员皆是日系厂商，包括Epson、Fujitsu、Hitachi、Panasonic、Sanyo与Sony等，于2005年初成立，目的是为了让消费者更进一步认识HTPS显示技术，以抗衡日益坐大的DLP显示技术。

3LCD显示技术的原理，主要是透过光机构来达成影像显示的目的，因此在体积上较难以与使用半导体DMD晶片的DLP技术相比，在光机构的设计上，与DLP显示技术中的3DMD显示方式较为类似，红、蓝、绿三原色各有一个专司控制的机构，呈现的方式如下：白光光线先由一个超高亮度的水银灯泡发出后，经过一个分光镜片（Dichroic Mirror），将波长较长的红光分出，再将红光以外的光束继续经过第二个分光镜片，将该光束分成绿光与蓝光；分开后的红、蓝、绿三种颜色的光束分别通过三个独立的LCD面板，最后再由稜镜（Prism）予以结合成一个完整的影像，然后由投影镜片（Projection Lens）聚焦投射到屏幕之上成像。

◆LCOS显示技术

LCOS显示技术的诞生是希望能结合DLP显示技术的优点（体积较小）与3LCD显示技术的优点（显示画质较细腻自然），避开DLP显示技术的缺点（单一DMD晶片画质不够自然，3DMD成本过高）与3LCD显示技术的缺点（光学元件开口率限制；Aperture Restriction造成的亮度与对比度不足的问题）。LCOS显示技术为了达成这样的想法，尝试将具反射能力的LCD，制作在硅晶片之上，如此既可间採两者之长，又可避掉两种显示技术的缺点。LCOS显示技术同样也有如同DLP显示技术的两种实现方法，分别是用于低阶的单一LCOS晶片显示与高阶应用的三LCOS显示。使用单一LCOS晶片的LCOS系统，是藉由一个不断旋转的稜镜（或者仍採用色轮装置），来达成类似于DLP系统中飞轮的工作。而使用三个LCOS晶片的LCOS系统的光机构设计则大致类似于3LCD的光机构设计，只是用LCOS元件来代替3LCD系统的HTPS LCD元件。

■PDP显示技术
PDP（Plasma Display Panel；电浆显示器）是利用电子在游离状态与原子核分离时（即处于电浆状态），发出紫外线来照射萤光粉发出光线，其原理和日光灯很像，只是PDP的使用复杂度大为提高，如(图四)。PDP的每一个Cell内必须灌入混合的惰性气体，这些气体经过高电压控制形成电浆状态，发出的紫外线经过内层的萤光料就会发出R、G、B三种原色，再加上适当的电子控制电路就可以形成各式各样的画面，而电子控制电路分为DC与AC两种主要形式，目前以AC电子控制装置为主流。
　

图四　PDP的显示原理
资料来源：陈浩彰整理，2006/1
　

■LCD显示技术

TFT LCD的显示原理(图五)是利用上下两层透明的玻璃基板，将液晶材料灌注在此两层玻璃基板之间，靠近上层玻璃基板端（观赏端）要加入彩色滤光片，当作画面各种色彩的主要来源，靠近下层的玻璃基板要加入电子控制电路，也就是薄膜电晶体（Thin Filter Transistor；TFT），施加适当的控制信号于薄膜电晶体，透过薄膜电晶体控制液晶材料的旋转程度，可以决定入射光线旋转的角度，在上下玻璃基板的所有零件必须将它封住，由于光的极性是任意角度的，为了能让液晶控制光线的行经路径，在上下层玻璃基板外，必须各自外贴上一片偏光板，来控制光线为单一方向，如此一来，经过适当控制的信号，就可以决定入射光线是否通过此结构，显现的颜色与亮度亦可以同时决定。
　

图五　LCD的显示原理
资料来源：AUO；陈浩彰整理，2006/1
　

LCD TV与PDP TV的优缺点比较
若是比较目前应用于42吋的大尺寸TV市场，同时也是竞争最激烈的两种主要技术（LCD与PDP），採用相同尺寸加以比较，其优劣比较如(表二)。

先就画质部分的各项数字比较，在解析度表现上，LCD TV的解析度明显可以高出PDP TV甚多，42吋LCD TV可以做到1920×1080的解析度，PDP TV仅可以做到1024×768的解析度，这也是PDP技术最令人诟病的缺点，亦即无法达到高解析度。在色彩饱和度上，PDP显示技术明显技高一筹，PDP TV可以达到95％ NTSC标准所定义的色彩饱和度，LCD TV仅可以达到75％ NTSC标准所定义的色彩饱和度。在对比度表现上，LCD TV与PDP TV各有优劣，在黑暗的环境之下，PDP TV可以表现出优越的对比度，高达3000：1，LCD TV仅可以达到1000：1的对比度；在明亮的环境之下，LCD TV由于採用背光模组为光源，可以表现出较佳的对比度，约为250：1，而PDP TV的对比度则巨幅下降到100：1。同样地，亮度表现上，LCD TV以600cd/m2，胜过PDP TV的450cd/m2。也就是说，整体画质表现上，LCD TV可以呈现出较多的画素，呈现较细腻的画质；而PDP TV则由于对比度表现较好，可以呈现出色彩较为鲜艳的画面。

再来就LCD TV与PDP TV两者的基本外观规格作一比较，在耗电量上，PDP TV约为385W，而LCD TV约为240W，LCD TV在耗电量上较小。一般而言，LCD TV的使用寿命会高于PDP TV，不过PDP TV的售价上通常较为便宜。LCD TV与PDP TV的空间使用上都远胜于以往的CRT萤幕。
　

表二　PDP TV与LCD TV的特性比较
註：★表示该项目表现较佳者
资料来源：陈浩彰整理，2006/1
　

大尺寸TV的未来发展
PDP TV的生存空间持续受到挤压，在40吋等级的平面电视市场受到LCD TV的强力竞争，而在50吋以上等级的电视又必须直接与背投影电视作正面的交手。主要的PDP面板生产业者面临如此的压力，遂于最近联手成立了一个PDP显示联盟（Plasma Display Coalition）主要的成员包含了Hitachi Home Electronics、LG Electronics USA、Panasonic of North America、Pioneer Electronics USA和Samsung Electronics USA等五家公司，这个联盟主要是针对北美地区的PDP作一个市场行销上的合作，并希望能够扭正市场上消费或零售商对PDP技术的不正确解读，来提振PDP TV的销售业绩。

在LCD TV的发展上，制造成本的持续下降是提昇LCD TV市场渗透率的不二法门，在LCD TV的原材料成本上，背光模组是一个重要的项目，由于LCD TV逐渐向大尺寸之路迈进，背光模组中使用的冷阴极管数目迅速增加，冷阴极管存在着许多控制稳定度与供给上的问题，同时数量增多的冷阴极管使用也会增加耗电量。目前包括LED与最新的奈米碳管都尝试着被导入作为LCD TV的背光源之用，LED可以降低耗电量，同时会有较佳的色彩呈现效果，惟LED目前的成本尚比不上冷阴极管；奈米碳管则是相当具有潜力的新兴技术，Applied Nanotech（Nano-Proprietar的子公司）利用该公司的专利奈米碳管墨和印刷技术，研制出奈米碳管灯结构，根据Applied Nanotech表示，奈米碳管可望成为未来大萤幕平面电视重要的技术之一，而且最快有可能在2007年作为LCD TV的背光源，以取代冷阴极管背光源，奈米碳管除了可以降低背光源成本外，同时亦提供了一个无汞的背光源选择，在世界各国纷纷实行RoHS的禁令之下，奈米碳管背光源是一个必须注意的技术。

结语
大尺寸电视是家中的主要电视，在背投影电视、PDP TV与LCD TV三种显示技术竞争之下，先由背投影电视领先，PDP TV随后赶上，如今LCD TV应可顺利接棒。世界各国的HDTV即将或已陆续试播，对于解析度较高的LCD TV更是一大利多，LCD显示技术尽管仍然存在着许多的问题，却是现阶段与往后数年内价格与画质两者平衡考量下的最佳选择。展望未来，LCD TV在面板成本上仍有很大的压缩空间，透过新世代面板厂的设立，面板的制造成本可以进一步降低；在LCD面板原材料上，能有许多可以努力的空间，如佔面板成本极高的背光模组就有很多种新方案在开发中，LED与奈米碳管都是极富潜力的研究方向。

除了LCD模组的成本压缩，LCD TV的崛起也提供了家电业者拓展品牌的新舞台，如歌林成功地结合了Syntax，在美国创下销售佳绩，许多传统资讯大厂也跃跃欲试，如华硕近期推出了一款售价超过Sony的LCD TV，就是标榜採用Ｓharp面板的高画质路线，LCD TV的重要性在于它在未来数位家庭中的重要战略位置，预期未来将是竞争最激烈的家庭数位产品。