大尺寸LCD TV迈向高画质之技术探析

前言：国内TFT LCD产业从最小的口袋电视、手持式摄影机、数位相机等小吋数开始，之后进展至笔记型电脑、桌上型电脑用显示器等中型尺寸，如今则是往大尺寸的客厅级、家庭剧院级的LCD TV市场迈进。

关于此，TFT LCD所要面临与挑战的，不单单是已发展数十年的CRT映像管（也称为"阴极射线管"）电视，也包括PDP电浆（也称为"等离子"）电视，甚至是内外投影型显示。虽然TFT LCD有著轻薄省电的优势，但纯就显示品质的特性表现而言，TFT LCD反而是最居劣势的，不仅不如过往的CRT，同样的也不如PDP，且PDP与LCD一样都诉求轻薄、平面等特性。

也因为如此，力主LCD TV的业者正积极用各种技术来强化其表现，而到底有哪些画质与显示特性必须要增强？才能拉近LCD与CRT、PDP间的差距，以下我们将对此进行逐一探讨。

亮度（Luminance）

亮度（辉度）是LCD TV第一个要克服的难题，以往TFT LCD作为笔记型电脑的显示器（8英吋∼15英吋）时约只要100nits∼150nits（也称为「cd/m2」，即每平方公尺的面积内有几烛光）的亮度，而作为桌上型电脑的显示器（15英吋∼19英吋）时则要提高至200nits∼350nits，至於更大吋数（30英吋以上）的LCD TV，就必须要达500nits以上才行，且以更高标看待的话应要至1,000nits。

LCD亮度不如CRT、PDP的原因来自天生性的原理结构，这点难以改变，因为LCD属於被动性显示，画素本身无发光能力，是透过背部光源来显像，而CRT、PDP本身即具有发光显像性，且LCD背光经过层层的光折损，能传达至前方面板已所剩无几，言下之意的即是透光率极低，即便以现行较先进的工艺技术，都难以突破10％的透光，多数都在百分之个位数的光透量，也因此背光需要极高亮度，过去有业者曾尝试使用OLED作为背光，也因亮度不足也未採行，使OLED转往电子照明发展，由此可知，背光的亮度需求高于一般的电子照明。

对比（Contrast）

亮度与对比是显示的两大特性，很不幸的LCD的对比也不如CRT，甚至也低于PDP，然而对比值越高显示的画面才能越生动。

附注：事实上，"对比"还可区分成"明室对比"与"暗室对比"，其中PDP的暗室对比表现优于LCD，反之LCD则在明室对比下较佳，明室如展示会、卖场等亮处，暗室如家庭剧院、简报室等暗处。

关于此各家业者都积极努力中，并为此研发各种新技术，举例而言，国内的奇美电子已经能将LCD TV的对比提升至1,500：1，若再搭配其开发的动态对比（Dynamic Contrast）技术，则可将比值增至5,0000：1。

产制良率

就CRT、LCD、PDP三者而言，LCD的生产制造良率也是最困难的，CRT由於製造技术相当成熟，所以没有良率问题，PDP由於是运用许多微小的三原色霓虹灯所组构成，所以产制过程中有任一像素的坏损都仍有替换机会，而LCD则是在2片平行板注入液晶，再自外部进行液晶扭转控制，此种作法在面板尺寸愈大时，愈难保持2板间的平行度，这正是愈大尺寸的LCD面板，其良率愈低的原因所在。

此外，大尺寸面板真的在制造过程中损坏，也无法转变成小面板来产制，而必须全然废弃，废弃的成本必须转嫁到其他良品上，因此LCD的良率控制最困难，而良率不佳也将影响LCD的产制成本。

反应速度

反应速度（也称"应答时间"）也是LCD的一大弱项，一般而言反应速度最佳的是CRT，其次是PDP，LCD为最末。反应时间以「毫秒，mS」为单位，毫秒数愈小则反应愈快，显示表现也越佳。

不过，今日一般型录上所写的反应时间，多是由黑（最暗）转白（最亮）与由白转黑两项表现的平均值，例如由黑转白为3.6mS，由白转黑为2.3mS，平均的结果约3.0mS，型录上就会写：3mS。所谓的「最暗」与「最亮」，其实是指每个像素（Pixel）的每个原色（红绿蓝其中一个），以一个红原色像素来说，「最红」即是「最亮」，「最不红」即是「最暗」。

除了「最暗转最亮」与「最亮转最暗」外，其实还有阶层性的变化，以8-bit色阶而言，最亮到最暗共有256个刻度，0为最暗，255为最亮（最红、最绿、或最蓝），倘若今日是从「5蓝」转成「120蓝」，此可称为「灰阶对灰阶，Gray-To-Gray，简称：GTG」的转变，所谓「灰阶」即是并非「最暗」也并非「最亮」，即是色阶中1∼254的范畴。

事实上GTG才是LCD的至弱困扰，「最暗转最亮」与「最亮转最暗」的反应速度都还算快，真正反应缓慢的就在GTG上，但GTG又是真正显示时最常用的，机率远多於「最暗转最亮」及「最亮转最暗」，倘若最暗亮互转（也称为on/off，即是最大液晶扭转与不扭转）的平均反应时间为25mS，则GTG多半会超过80mS，而on/off为16mS时GTG也会超过60mS。

此外，8-bit色阶（或称：色深）只是基本，更高品质的显示已增至10-bit、12-bit，如此灰阶的细腻刻度更多，这也就更加考验液晶扭转的反应时间。