聊聊電視機——看顯示技術的發展

有人說，現在的年輕人都不看電視了，電視機會成為擺設，甚至會消失。

也有人說，電視機是客廳的霸主，是連接家庭的紐帶，是智能家庭的中樞。

一不小心，我來到了家庭娛樂這個行業。作為一個互聯網電視應用的P（Product）D（Dog），暢想一下電視機的未來還是有必要的。我不敢YY太遠的未來，只能說說，也許是未來五年，電視機還沒有被取代，也沒有那麼萬能的那個時代。個人淺見，僅供參考。

我認為，電視機是客廳影音娛樂服務的載體，具有感官體驗好、開放性強等特點，在全新的替代技術出現之前，電視機的地位不會被取代。隨著智能電視不斷普及，電視影音娛樂服務仍舊會在這三個方向得到不斷發展：影音體驗、內容服務、人機交互。

公眾號第一個系列文章——《聊聊電視機》，會從以上三個方面對電視機的發展進行綜述，自我學習的同時，也分享給大家，歡迎指正。

首先，我們來聊聊「影音體驗」。一起看看那些打造極致體驗的黑科技。

顧名思義，影音體驗的提升非常簡單，無非是更巨大的屏幕，更絢麗的色彩，更細膩的音效，更逼真的臨場感...在2016年1月結束的CES展會上，各大電視廠商紛紛展示了電視行業最前沿的技術，包括量子點電視、8K解析度、HDR、分體電視等，這些也在一定程度上代表著客廳電視服務在「影音體驗」的發展方向。

量子點——看顯示技術的發展

1、CRT電視

記得小時候家裡的那台老電視機么？差不多是長這樣：這類電視機採用的是CRT顯示技術，稱為陰極射線管（Cathode Ray Tube），CRT顯示器是上世紀90年代應用最廣泛的顯示器之一。

【原理】經典的CRT顯像管使用電子槍發射高速電子，經過垂直和水平的偏轉線圈控制高速電子的偏轉角度，最後高速電子擊打屏幕上的磷光物質使其發光，通過電壓來調節電子束的功率，就會在屏幕上形成明暗不同的光點形成各種圖案和文字。這種技術最早是1897年由德國人卡爾·費迪南德·布勞恩發明。

彩色顯像管屏幕上的每一個像素點都由紅、綠、藍三種塗料組合而成，由三束電子束分別激活這三種顏色的磷光塗料，以不同強度的電子束調節三種顏色的明暗程度就可得到所需的顏色，這非常類似於繪畫時的調色過程。

簡單說，就是利用電子槍發射的電子束激活紅綠藍三原色的材料來繪製電視顯示的每一個像素點。

【優缺點】CRT電視機的優點概括起來主要有：亮度高、對比度好、色彩鮮明、觀看視角大等，環境光線對畫質基本無影響。如果對畫質有非常苛刻的要求，CRT電視機至今仍然是最合理的選擇。

不過，CRT電視機也有不足，CRT電視易碎，難以維護和保養，且輻射較大，實用化的最大屏幕尺寸通常只能做到38英寸，很難薄型和輕型化，38英寸的CRT電視機已經非常笨重和龐大了。隨著時代的發展，CRT電視最終還是輸給了尺寸。

2、背投電視

隨著電視技術的發展，背投電視登上歷史舞台。人們認識到，原來電視機可以如此大屏、如此絢麗、如此豪華。背投顯示系統的英文全稱又叫做「Rear Projection Display System」，第一代背投產品產生於20世紀80年代末，由東芝、索尼等日本著名家電企業研製成功。背投發展到現在，共有CRT背投、DLP背投、LCOS背投、液晶背投等類別。

【原理】CRT背投電視的成像原理從根本上與顯像管相同，不同在於普通彩電收到視頻信號後通過顯像管直接顯示到屏幕上，而背投影彩電接收到信號後，將其傳輸給並排放置的3隻單色投影管。3隻投影管分別產生紅、綠、藍光束，經過透鏡放大，而經反射鏡反射到投影屏上合成為一幅完整的大屏幕彩色圖像。

DLP背投是利用數字光處理器成像的背投電視。它以數字微鏡裝置作為成像器件，反射光投射圖像到屏幕。其關鍵器件DMD是一種半導體元件，每個晶元包含數目巨大的正方形反射鏡片。這些微鏡按照行列分布，每個微鏡代表一個像素，並可由相應的存儲器控制在開或關的兩種狀態下切換轉動，從而控制光的反射。 DLP背投比CRT背投的清晰度要高，甚至可以滿足高清信號的播放要求，在壽命方面也是背投電視中最長的，是目前最成熟的背投技術。

LCOS背投在技術上結合了半導體與LCD技術，光學成像原理與DLP一樣屬於利用反射方式。液晶背投是比較新的一種背投電視品種，主要成像原理是為利用液晶板為成像器件，外光源穿透式被動式投影。

LCOS背投和液晶背投都存在著一些技術方面致命的問題因而並沒有得到廣泛推廣。

【優缺點】背投電視的出現滿足了人們對電視「更大、更清晰、更省的地方」的要求，不過這種顯示方式的缺點也很明顯，背投技術的高成本一度使背投電視成為有錢人的專用品，高昂的維修費用和20000小時左右的壽命也不能滿足普通家庭的需要，因此背投電視並沒有真正走進百姓家庭。背投電視最終成為曇花一現。

21世紀後，平板電視慢慢從顯像管手中接過了承載人類音畫夢想的大旗，銷售量也逐年上升。平板電視從顯示原理上可以分為等離子電視和液晶電視。

3、等離子電視

1997年12月，日本先鋒推出第一台家用等離子電視，使等離子電視第一次進入家庭使用。

【原理】等離子電視全稱是Plasma Display Panel，它是在兩張超薄的玻璃板之間注入混合氣體，並施加電壓利用熒光粉發光成像的設備。

等離子管的中心元件就是等離子體，它是由自由流動的離子和電子組成的氣體。在通常情況下，氣體主要由不帶電的粒子組成，如果利用加大電壓的方法把一些電子放入到氣體內，那麼它就會立刻產生變化，使得自由的電子與原子相撞。這些撞擊激發了等離子體中的氣體原子，促使它們發出了光。

【優缺點】等離子電視與CRT顯像管顯示器相比，具有解析度高，屏幕大，超薄，色彩豐富、鮮艷的特點。與LCD相比，具有亮度高，對比度高，可視角度大，顏色鮮艷和介面豐富等特點。

松下電器曾被稱為「等離子之父」，等離子面板是松下電器的主要業務之一，佔據著全球等離子面板市場的絕大部分份額。然而，因為松下公司的技術封閉策略，松下一直沒能解決等離子技術的一些致命缺點。在2005和2006年這兩年時間裡，經過最初幾年的使用，比相同尺寸的液晶電視最高要貴上一倍的等離子電視廣泛出現了「燒屏」現象，影像在屏幕上留下了不可恢復的損傷。這一燒，不僅暴露了等離子的技術缺陷，還徹底燒毀了等離子電視與液晶電視爭搶市場的籌碼，從此液晶電視一路直上成為電視機顯示技術的霸主。

4、液晶電視

LCD （ Liquid Crystal Display 的簡稱）稱為液晶顯示器。

【原理】LCD 的構造是在兩片平行的玻璃基板當中放置液晶盒，下基板玻璃上設置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設置彩色濾光片，通過TFT上的信號與電壓改變來控制液晶分子的轉動方向，從而達到控制每個像素點偏振光出射與否而達到顯示目的。

【優缺點】LCD的優點在於功耗低、小巧精緻、無電磁輻射、不刺激人眼、壽命長、顯示信息量大（像素可以做的很小）。

【背光技術】按照背光源的不同，LCD可以分為CCFL和LED兩種。

CCFL是指用CCFL（冷陰極熒光燈管）作為背光光源的液晶顯示器（LCD）。CCFL的優勢是色彩表現好，不足在於功耗較高。

LED指用LED（發光二極體）作為背光光源的液晶顯示器（LCD），通常意義上指 WLED（白光 LED）。

LED 的優勢是體積小、功耗低，因此用 LED 作為背光源，可以在兼顧輕薄的同時達到較高的亮度。其不足主要是色彩表現比 CCFL 差。

【面板類型】LCD的可視角度一直是一個讓人頭疼的問題，當背光源通過偏極片、液晶和取向層之後，輸出的光線便具有了方向性。也就是說大多數光都是從屏幕中垂直射出來的，所以從某一個較大的角度觀看液晶顯示器時，便不能看到原本的顏色，甚至只能看到全白或全黑。

為了解決這個問題，製造廠商們也著手開發廣角技術，到目前為止有三種比較流行的技術，分別是：TN+FILM、IPS(IN-PLANE -SWITCHING)和MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT)。

TN+FILM這項技術就是在原有的基礎上，增加一層廣視角補償膜。這層補償膜可以將可視角度增加到150度左右，是一種簡單易行的方法，在液晶顯示器中大量的應用。不過這種技術並不能改善對比度和響應時間等性能，也許對廠商而言，TN+FILM並不是最佳的解決方案，但它的確是最廉價的解決方法，所以大多數台灣廠商都用這種方法打造15寸液晶顯示器。

IPS技術，號稱可以讓上下左右可視角度達到更大的170度。IPS技術雖然增大了可視角度，但採用兩個電極驅動液晶分子，需要消耗更大的電量，這會讓液晶顯示器的功耗增大。此外致命的是，這種方式驅動液晶分子的響應時間會比較慢。

MVA(多區域垂直排列)技術，原理是增加突出物來形成多個可視區域。液晶分子在靜態的時候並不是完全垂直排列，在施加電壓後液晶分子成水平排列，這樣光便可以通過各層。MVA技術將可視角度提高到160度以上，並且提供比IPS和TN+FILM更短的響應時間。這項技術是富士通公司開發的。

21世紀以來，LCD已經成為電視機的主流顯示技術，價格也已經下降了很多，得到了充分的普及。

5、OLED和QLED

終於說到了近幾年的黑科技！

有機發光二極體又稱為有機電激光顯示（Organic Light-Emitting Diode，OLED），由美籍華裔教授鄧青雲在實驗室中發現，由此展開了對OLED的研究。

【OLED概述】OLED顯示技術具有自發光的特性，採用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板，當有電流通過時，這些有機材料就會發光，而且OLED顯示屏幕可視角度大。

OLED屏幕是由有電流通過時能夠發光的有機材料組成，它讓電視機更輕薄，甚至可以彎曲。不過，因為成本高、良品率低、有機材料易氧化、無法適應戶外和強光環境、以及某些場景下能耗過高等問題，採用OLED技術的電視一直未能普及。

【OLED廠商動態】OLED技術在手機、MP3等領域應用較早，電視行業進入較晚，仍處於初級階段。自OLED誕生以來已有一段時間，但做到OLED電視量產上市的企業卻寥寥無幾。2013年1月，LG電子在CES上全球首次發布LG曲面OLED電視，這表明全球進入了大尺寸OLED時代。9月13日，LG電子在北京召開電視新品發布會，推出中國第一款LG曲面OLED電視——LG55EA9800-CA，這標誌著中國的OLED電視時代正式來臨。

OLED技術當前主要掌握在兩家全球最大家電廠商LG和三星電子手中。後來，三星帶頭將研究重心轉移至QLED，即量子點電視（Quantum Dot Light-Emitting Diode）。

QLED是一個被廠商期待取代OLED的新技術。目前，各大廠商跟風推動QLED電視的研發。隨著TCL和長虹率先發布量子點電視，國際量子點顯示陣營已初具規模。

【QLED廠商動態】2013年，索尼就推出了一系列採用量子點技術的電視機，不過索尼自己對其命名為「特麗魅彩」技術。2014年12月中旬，TCL在國內發布了自己的量子點電視，55英寸4K超高清機型售價12999元。2014年12月底，長虹推出了55英寸和65英寸兩個規格的量子點電視，兩款都是高端機，其中還包含曲面屏機型。2015年1月初的美國CES消費電子展上，三星推出了名為SUHD TV的一系列量子點電視，達到了超過100%的NTSC色域。LG也在CES上展出了自己的量子點電視，名字叫做「Color Prime 臻廣色域」。海信對自家量子點電視的命名是「NEW ULED」，聽上去像是海信以往ULED的升級版，但實際應該是採用了全新的技術。

【QLED原理】量子點電視是應用了量子點技術背光源的電視，是液晶電視的一種。它的原理是通過藍色背光源照射照射直徑不同的紅色和綠色量子點，從而形成紅綠藍(RGB)三原色，然後再通過濾光膜等呈像系統和驅動系統形成圖像。

其中，量子點是一種納米材料，其晶粒直徑在2-10納米之間，量子點受到電或光的刺激會根據量子點的直徑大小，發出各種不同顏色的單色光。可以藉助量子點發出能譜集中、非常純正的高質量紅/綠單色光。

【QLED優缺點】量子點電視有四大優勢：更寬廣色域顯示、更精準色彩控制、更長使用壽命以及更強節能性。由於量子點受到電或光的刺激，會根據其直徑大小，發出各種不同顏色的非常純正的高質量單色光，這一點甚至比OLED顯示屏更強。

眾所周知OLED顯示屏是通過濾鏡得到純色，而通過過濾的色彩雖然更純、但也會有失真的情況，而量子點並不需要過濾，也就不會出現這種情況。同時可以在更低的電壓下工作，能耗會降到最低。此外，由於量子點電視使用的無機材料不易被氧化，因此其顯像壽命比OLED多出兩萬小時。

CES 2016中，三星發布的全新88寸量子點SUHD TV。採用曲面4K屏和超窄邊框設計，搭載Tizen系統，可以與其他設備輕鬆互聯。

從最開始的CRT到現在的量子點，不過走過了短短二十多年，各大電視廠商也在打造極致的電視影音體驗上不斷地努力。量子點會火爆多少年我們不知道，電視會存在多少年我們也不知道，但這種極致影音體驗的打造一定會自始至終貫徹發展。

綜上，介紹了影音體驗打造方面電視機顯示技術的20年發展。下一期，聊聊電視機系列會對電視的解析度、HDR和曲面技術進行介紹。

（圖片和部分知識來源於互聯網）

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