液晶电视及驱动芯片发展现状与趋势

1液晶电视及驱动芯片的发展现状与趋势魏廷存2010年12月2内容提纲一、国内液晶面板产能二、国内液晶模组产能三、国内液晶电视产能四、液晶电视性能及趋势五、驱动控制芯片性能及趋势3一、国内液晶面板产能统计（6代线以上）生产厂家生产线代别面板产能(万张/月)备注深圳市华星光电技术有限公司（TCL）8.5代（2.2×2.5m）10生产26、32、46、52、55英寸液晶电视模组约1400万块/年,计划于2011年三季度试产。昆山龙飞光电有限公司8.5代9昆山龙飞光电8.5代线，产品包括32~52英寸液晶电视显示面板，计划于2011年投产。北京京东方显示技术有限公司8.5代9京东方北京8代线，产品以26~55英寸液晶电视为主，预计在2011年投产。LGDisplay(China)（广州）8.5代122012年实现量产，广州开发区与韩国LGD合资公司。待审批4一、国内液晶面板产能统计（6代线以上）生产厂家生产线代别面板产能(万张/月)备注三星苏州7.5代9三星苏州7.5代线，待审批合肥京东方光电科技有限公司6.0代（1.5×1.85m）9京东方合肥6代线，产品以37英寸以下电视和电脑显示器为主。预计在2010年底投产。待审批南京中电熊猫6.0代6南京熊猫夏普六代线，2011年3月前投入生产。未来计划引进夏普8代线。待审批成都长虹8.5代长虹、成都市、富士康合资。待审批合计64万张/月768万张液晶面板/年768万张液晶面板/年×每张切割8片46英寸电视=6144万台46英寸液晶电视/年5液晶产业链相关资料Displaysearch资料显示，自2000年至2009年，全球七大液晶面板制造商中有5家总体盈利。三星、LGD、友达光电、奇美和夏普盈利，其中三星共盈利75亿美元，盈利最多；而最少的奇美也有20亿美元。只有中华映管和瀚宇彩晶整体亏损，分别亏损4亿美元和2亿美元。液晶面板的主要材料玻璃基板，被美国康宁（Corning）、日本旭硝子（Asahi）、日本电气硝子（NEG）及日本板硝子（NHT）四大厂商控制，其中康宁占据全球50%以上的市场。液晶电视模组的其它配套元器件:液晶表层的彩色滤光片（CF）、偏光板、增光膜、CCFL背光模块（或LED背光）、驱动IC。按10颗驱动IC/每台液晶电视估算，国内所需驱动IC约6亿颗/年，产值约10亿美金/年。6液晶面板的种类目前的液晶面板大致分为IPS类、VA类和B-TN类和TN类其中IPS包括：AS-IPS、DD-IPS等VA类包括：PVA、S-PVA、MVA和P-MVABT-TN则包括：BTN2型和BTN3型按质量衡量分别为：IPS类＞VA类＞B-TN类＞TN类7液晶面板的种类IPS（In-PlaneSwitching），平面转换，硬屏IPS技术中，不管在何种状态下液晶分子始终都与屏幕平行，只是在加电状态下分子的旋转方向有所不同。IPS具有视角大，颜色显示准确的优点，但由于液晶分子转动角度大、面板开口率低（光线透过率），所以IPS也有响应时间较慢和对比度较难提高的缺点；过驱动解决了IPS严重的响应慢问题，DFC技术提高了对比度。8液晶面板的种类VA（VerticalAlignment），软屏VA类面板是现在高端液晶应用较多的面板类型，属于广视角面板，和TN面板相比，8bit的面板可以提供16.7M色彩和大可视角度；VA类面板又可分为由富士通主导的MVA面板和由三星开发的PVA面板，其中后者是前者的继承和改良；MVA技术(Multi-domainVerticalAlignment，多象限垂直配向技术)，它的液晶分子静止时并非传统的直立式，而是偏向某一角度，当施加电压让液晶分子改变成水平，让背光可以更快捷地通过，这样便可以大幅度缩短响应时间。该类面板可以提供更大的可视角度，通常可达到170°以上；PVA（PatternedVerticalAlignment）技术同样属于VA技术的范畴，是一种图像垂直调整技术，该技术直接改变液晶单元结构，让显示效能大幅提升，可以获得优于MVA的亮度输出和对比度。9液晶面板的种类TN（TwistedNematic），扭曲向列型，软屏液晶分子静态时直列式排布，偏转速度快，因此响应时间较快。但色彩的表现不如IPS型和VA型面板；作为6Bit的面板，TN面板只能显示红/绿/蓝各64色，最大实际色彩仅有26万色，通过“抖动”技术可以使其获得超过1600万色的表现能力；TN面板提高对比度的难度较大，直接暴露出来的问题就是色彩单薄，还原能力差，过渡不自然。10在2009年10月初举办的日本CEATECJAPAN2009展会上，有两个产品吸引了显示产业的注意：一个是以夏普、索尼为代表多家企业展出的3D液晶电视（无需佩戴眼睛，裸眼观看立体影像），另一个是三菱展出的155英寸的OLED（有机发光二极管）显示设备；3D液晶电视极有可能是继LED背光液晶电视之后的又一潮流性产品，而OLED将是液晶的直接替代显示方式(2009年彩虹集团在广州顺德投资建设OLED生产线),OLED目前难以实现大尺寸；OLED之后的另一平板显示技术:场发射显示器(FED:fieldemissiondisplay)，友达2010年收购了日本FET公司；液晶面板的切割成本与等离子电视相比要低出好多，若等离子面板不能够在技术层面上尽快降低成本和功耗，那么淡出国际市场将是早晚的事情；LG集团与日本OKI合资设立了Lusem公司，专门研发液晶驱动IC平板显示发展趋势11二、国内液晶电视模组产能生产厂家万片/年备注TCL光电科技（惠州）800海信（青岛）300康佳（昆山）240奇美（宁波/南海）1500三星（苏州）480LG-飞利浦（广州）500中华映管（深圳）240友达（厦门）600彩虹（张家港）700合计5360万片/年中国液晶电视模组产能已经达到全球一半以上，是全球最大的液晶电视模组生产基地。12三、国内液晶电视产能及趋势根据DisplaySearch的预测，目前主流的32英寸液晶电视市场份额将在未来三年内逐渐减少，40~42英寸液晶电视的市场份额会逐渐加大，成为主流;到2013年，全球液晶电视的销量将达到2.03亿台/年，中国内地的液晶电视规模为4500万台/年;预计国内液晶电视销量2009年将超过2500万台。未来中国家庭电视升级保守估计有2亿台以上的潜在需求;13主要技术参数备注颜色数8-bit/1600万色已大量应用，是目前的主流产品10-bit/10亿色,12-bit尚未大量应用，未来3~5年的主流产品。日本OKI于2007年已推出10-bit源驱动芯片。分辨率1366×768（HD）已大量应用，是目前的主流产品1920×1080P(Full-HD)在高端液晶电视中有少量应用,未来的主流产品。帧频60Hz目前的主流产品120Hz/240Hz未来的主流产品，可改善动态图像画质接口标准RSDS和mini-LVDS已大量应用，是目前的主流接口技术PPDS美国NS已推出了支持PPDS的芯片组。PPDS可对应最大90英寸/WUXGA分辨率/15bits液晶电视。背光源CCFL过去液晶电视的主流背光源，将逐渐被LED取代LED（LED液晶电视）已开始大量应用。LED比CCFL具有以下优点，如省电、寿命长、薄型化与比较容易制造产品差异化,可提高液晶的显示画质（尤其对于10-bit以上颜色数更有效）。四、液晶电视性能现状及趋势3D液晶电视(裸眼观看)144.1LED背光可减小LCD模组的体积：LED背光源是由众多栅格状的半导体组成（localdimming），每个“格子”中都拥有一个LED半导体，这样LED背光就成功实现了光源的平面化。平面化的光源不仅有优异的亮度均匀性，还不需要复杂的光路设计（只需3层薄膜实现背光均匀化），这样一来LCD的厚度就能做得更薄，同时还拥有更高的可靠性和稳定性；延长发光寿命：现阶段白色LED背光的寿命已经高达10万小时（CCFL只有6万小时），而且还有继续提升的潜力；优异的色彩表现能力：优越的色彩表现力和色阶过渡能力。功耗低：LED使用的是5～24V的低压电源，不需要高压电，十分安全，供电模块的设计也颇为简单；绿色环保：LED光源没有任何射线产生，也没有水银之类的有毒物质，绿色环保。LED液晶电视（2009年~：液晶电视的热点）154.1LED背光可减小功耗：将液晶显示画面和直下式LED背光划分为若干个区域（例如240），根据每个区域的显示颜色数据，独立地控制该区域的背光亮度。该方法可以显著减小背光功耗（例如对于黑色画面区域，可以将背光调到最暗）；可提高对比度：将图像处理和背光调节相结合来实现对比度调节。首先对接收到的一帧画面的灰度数据进行整理，根据整理的结果调节画面显示时局部的背光亮度，使亮的部分接收到更多的背光，暗的部分接收到更少的背光，从而使原有的画面对比度得到进一步的提高，画面的细节表达更丰富。LED背光的动态控制（针对localdimmingLED背光）164.2120Hz/240Hz刷新率（倍频驱动技术）在连续两帧画面之间的“插黑/插灰”技术虽然可以改善“拖尾”现象，但由于导致画面整体亮度降低和闪烁，逐渐被淘汰；为了解决液晶显示运动画面时出现的“拖尾”现象，提出了120Hz/240Hz刷新率的倍频驱动技术；在连续两帧画面之间，利用插值算法求出1帧新画面并插入该两帧之间，可以改善“拖尾”现象。此时，帧频为120Hz（原始图像为60Hz），刷新率提高了1倍。如果在两帧之间插入3帧由插值计算得到的过渡画面,则为240Hz驱动技术(实现这项技术需要2大条件：液晶面板的响应时间需要达到4ms以内,以及可以实现每秒240帧图像的驱动电路)；所谓插值算法，就是指运动预测/运动补偿（ME/MC）技术，即通过判断前后图像的区别，在其中插入过渡帧的技术。174.2120Hz/240Hz刷新率（倍频驱动技术）运动预测/运动补偿（ME/MC）技术面临的问题是，如何选择最佳的硬件结构使成本最低，以及如何选择最佳运动估值算法以产生内插帧；如果将ME/MC处理电路置于电视PCB主板中，需要两倍LVDS输出口以及两倍频带宽度的高速信号源。因此，通常将ME/MC处理电路置于Tcon芯片内；184.3120Hz/240Hz背光扫描所谓120Hz/240Hz背光扫描，就是指将原本位于液晶面板后部，一直常亮的多根水平排列的背光源(CCFL/LED)，按照从上到下的顺序，以120Hz/240Hz的频率轮流开关。由于背光的变化，会让图像的不同区域亮度轮流变化，达到类似CRT显像管电视通过荧光粉“发光-衰减”的效果，从而减少人眼的视觉残留，提升液晶动态清晰度,改善“拖尾”现象。240Hz驱动+240Hz背光扫描:即高速驱动+高速背光扫描,这种技术既要求高速响应的面板和高速的图像驱动电路，同时还要有高速背光扫描。实现这种技术同样需要液晶面板的MPRT响应时间达到4ms以内，图像电路部分也要能够实现每秒200帧以上的处理能力。而在背光源部分，240Hz的背光扫描比120Hz背光扫描速度提高了一倍，理论上模拟CRT的效果会更加优秀。194.4过驱动技术(Over-drive)ResponseTimeCompensation(RTC)204.4过驱动技术(Over-drive)ResponseTimeCompensation(RTC)Ideally,therewouldbeaLUTentryforeachcombinationofpreviousandcurrentgraylevelsbutthiswouldrequirealargeLUT,256x256x8bitsforeachcolor.Wecangetvirtuallyalloftheinformationinthat256x256tablefromamuchsmaller17x17tablethroughbi-linearlyinterpolatingbetweenmajorvalue