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。
　

　 2005Jan 2005Feb 2005Mar 2005Apr 2005May 2005Jun 2005Jul 2005AugJapan LCD 170 241 354 308 265 310 317 274US LCD 126 103 209 251 268 321 283 290Japan PDP 14 20 23 35 29 36 27 27US PDP 57 53 97 92 104 140 120 130US Rear Projection 208 240 260 281 222 363 357 272

单位：千台
资料来源：Consumer Electronics Daily，JEITA；作者整理，2006/1
　

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。
　

　 42吋PDP TV 42吋LCD TV 42吋PDP TV 42吋LCD TV解析度 　 ★ 1024×768 1920×1080色彩饱和 ★ 　 95％ 75％对比度（环境为黑暗） ★ 　 3000：1 1000：1对比度（环境为明亮） 　 ★ 100：1 250：1亮度(cd/m2) 　 ★ 450 600耗电 　 ★ 385W 240W重量 　 ★ 　 　空间 　 ★ 　 　使用寿命 　 ★ 　 　

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。