首页
供求商机   产品展示   厂商资料   资讯中心   技术学院   人才市场   产业博客   论坛社区
技术广角 | 制程技术 | 专业论文 | 基础知识 | 解决方案| 面板元件 | 下载频道
 
   FPDisplay首页 >> 技术学院 >> 专业论文 >> 正文
 
SONY笔记本的液晶屏技术探秘
 2007-4-18

SONY笔记本的液晶屏探秘作为笔记本电脑跟液晶和传统的显示设备相比,由于客观条件的牵制不能达到传统的显示设备的效果,主要反映在下面几个方面:

1,笔记本电脑跟液晶与电视等相比最大的不同是亮度。要制作跟电视相近的画质就必须克服明亮度的问题。

2,而且它还需要在不同环境下应用,购买的笔记本的时候,照明很多,但在家里使用的时候就不会有这样的照明,所以必须要在任何地方都可以使用的笔记本电脑。

3,大家在用液晶屏看DVD的时候,通常会应为角度不同造成画面变样。所以好的笔记本必须用广视角的液晶屏。

SONY VAIO笔记本一直很重视影像的享受。在SONY VAIO中的TR、GR、FR等系列均搭载了带有“Clear Bright液晶”技术的显示屏,这是一种“高亮度”、“高对比度”以及“宽视角”等集3种新技术于一体的追求影像效果以及美感的显示屏。

那设计者是如何看待Clear Bright液晶呢?我们独家采访了Clear Bright液晶的开发者中川和藤田两位工程师。以下是采访的全纪录,希望对笔记本以及液晶感兴趣的朋友能够在论坛中与我们探讨。

记:首先请教液晶板的结构。怎样让它发光的呢?

中川:我手上拿着的是一般液晶板的分解样板。液晶板看起来是很薄的一张东西,但其实是由下图(通常的液晶图)所示的由几层薄膜叠成的。

按顺序剥开,最顶上是实际显示用的显示部分。把整体分成2部分,上层是画面显示的地方,它背后叫做背光层,是光线发出的地方。在背后发出光线,通过穿越的光线可以看到图画了。

如果把背光层全部取下来就是“荧光灯”。显示屏看起来好像是一下子全面亮起来,但其实发光的是这个细小的荧光管(直径约2毫米),线状的发光体在射到表面之后以面状射出去的。

这跟屋顶上使用的荧光灯除了大小之外原理是一样的,可以说是荧光灯的mini版。这个剩余的部件上以发出面状光的。

记:导光板为什么越往上越薄呢?

中川:是呀。因为笔记本电脑的液晶要很薄,所以导光板的前端也要做成很薄。对于荧光管,因为必须尽量接受它的光,所以接受口要作大一点。结果就变成锲子状。

光线从厚的一侧射进去,在导光板的内部不断进行反射前进,每次都一点一点地往外射出,这样才会使整个屏幕发亮。

记:这样的话离荧光管越远就感觉越暗?

中川: 粗糙的导光板更容易把光射到外面,但是这种粗糙面越往前就密度就越大。越往前能到达的光线就越少,为尽可能反射所有的光线,大量加入了反射成分。就要在粗糙和光滑之间取得平衡。这样大体上就可以把光传到了眼前。但是很容易出现了斑点,人眼可以很轻易的发现这些斑点,所以通过“扩散层”消除这些斑点。 接着是2块三棱镜,这样光可以从四面八方向你扩散,为了尽量从正面看起来更加明亮,在第一块上生成横向的光,第二块上生成纵方向的光。

记:那如何把扩散的光作成正面平行的感觉?

中川:抚摸一下就明白了,在往手指滑动容易的方向里被三棱镜切开。最后又是扩散层。它还起着保护下一层的作用。这四块薄膜跟1根荧光管都在同一水平面上。

记:作为“Clear Bright”液晶里的3大要素,其中的“明亮度”如何实现的呢?

中川:实际上根据型号的不同,变亮的方法也不同。首先说说我们为什么想提高亮度。可以观看电视能播放的DVD的笔记本机种增多了,但是笔记本的液晶跟电视的液晶很不一样。

亮度是造成这种差别的主要因素。笔记本的亮度还不到电视的一半。如果在这种亮度不足的液晶上追求电视一样的画质就会出现各种各样的弊端。如果把表面做成很光滑,那么画面则不够亮,荧光灯等的反射光就会很耀眼,如果把做成广角,就必须横向发出光线,这样光线就更暗。为了制造出跟电视的画质相近的PC,就必须克服明亮度这个问题。

因此,采用“Clear Bright液晶”技术的显示屏的荧光管有2根,并排镶进下方。

藤田:最初提出“做两个灯”的想法时也有很多困难,并不是加入2根亮度就变成2倍的。放进2根的话发热就变成很大的问题了。

刚才说的天花板上的荧光灯跟这个荧光灯原理是一样的,但是不能把它的做法应用到笔记本的显示屏上。天花板上的荧光灯是通过电力给管两端加热令其放电,结构小制作简单。但在笔记本使用的冷阴极管上,是应用变压器生成的高压电进行点灯的。

记:那“冷阴极管”中的冷是指什么呢?

藤田:是相对于荧光灯利用热能点灯而言的。冷阴极管实际上也是使用六七十度这样人会感觉很高的温度。温度过高,笔记本本身也会变热,热量也有会把荧光管自身的明亮度降低的副作用。

记:越热就越暗吗?

藤田:是的。这样就不会变亮。因此我开始就尝试使用两根荧光管。

记:有什么变化呢?

藤田:当然比一根亮了。开发工作开始的时候,各种困难接踵而来。

到目前为止,在台式机的液晶显示器的大面板上已经有人加进了2根。但是如果作成笔记本的大小的时候就会出现各种各样的问题。接着是内转换器。这是台式机使用的液晶驱动内转换器。因为是台式机,所以空间很大。所以我们新开发了适用于笔记本显示屏的内转换器。

上:台式机用转换器   下:新开发的转换器

记:很小啊。

藤田:笔记本电脑一般在屏幕的下部装有内转换器,厚度也和笔记本电脑的厚度相关,不能使用很厚的部件,但在长方向的要求上并不怎么严格,如果不做出很薄的东西,显示层离发光层就会很远,光线就会不足。经过不断实验后,到目前的大小时发热的问题又出现了。转换器自身也会变热。如果在大的面积上设计的话,热量可以从宽广的面积上散发,但是热量还会不断的聚集在小面积上,最后灯也变热,因此就要有各种各样的散热措施。

在该转换器上下一半一半地做成同样地灯,分别一个一个地点亮。在点亮的时候使用了高压电,但是把这样地高压电部件压缩到这样短的距离上,还要避免造成漏电。直径是2mm的2根荧光管,为了缩小笔记本电脑的厚度,如果它们之间仅隔几毫米并排放进笔记本电脑,这样它们之间的就出现了高电压,所以对距离的把握很难掌控。

记:我想问一个问题,荧光管是否只能放在同一侧而不可以分别放在两侧。

藤田:虽然可以放在台式机的两侧,但是对于笔记本来说是非常困难的事情。首先,我刚才说过了导光板是锲子形的,如果把它们放到两侧,那就不能做成这种形状了。这样的话笔记本电脑根LCD就会变得过厚。转换器会放出高压电,所以不可以把跟液晶相连的绝缘电线做长。如果把转换器放到了下面,把跟上方的灯之间的距离拉大到目前的位置,这是安全上绝对不允许的。这样只能把转换器放置在液晶的左右或者是背面,2根荧光管放置在下方。笔记本电脑设计上的制约太多了。

记:2根荧光管还是很耗电吧?

藤田:是的。但是,荧光管的耗电量只占笔记本整体耗电量很小的一部分。当然因为需要调整亮度,还是要像其他设备一样要重视省电。

电量消耗大就违背了移动笔记本的特性了。所以LCD的内部结构、特别是薄膜的构成是很引人注目的。就像刚才说明的一样,从荧光管射出的光通过多种薄膜射到表面,但这过程中只能眼睁睁看着光量不断丢失,最终只有2%的光能透出表面。

记:啊?2%,50分之一?不可思议

中川:2~3%。97~98%的光在这过程中不断流失,各处都削减了强度。对于VAIO 系列,原来的光的强度是不能改变的,我们想办法看能不能改变薄膜的构成提高效率。

这是“Clear Bright液晶”技术的显示屏的液晶板的结构,中间的薄膜的构成跟传统的由4块构成的不一样,是由2块构成的。首先,使用了「棱镜导光板」,导光板中只放进了一块棱镜,另外一块放在他处。并且,只放进一块扩散薄膜,那样减弱光线的障碍就减少了。这样的结构并不是世界首创的,VAIO TR使用了新开发的高透过率的薄膜。通过这样的内部结构的调节提高了最终的明亮度。

记:两个荧光管依然是2%到3%的水平吗?还是提高1.5倍?

藤田:2倍。为了最大限度引出双荧光管的明亮度,我们对包括导光板在内的部件进行了最合适的设计。VAIO TR系列中的灯还是一个,但我们还是成功的把亮度提高了1.5倍。

记:Clear Bright液晶必要的3要素中,最容易发觉的是高清晰度。这是如何做到的呢?

中川:原先VAIO跟商务电脑划清界限,提出了以音频跟视频为中心的娱乐方案。在这种意义上,我们一直认为影像不能跟商务机这样传统的机器一样。开发出能够很好地欣赏影像的液晶屏初衷是不能改变的。目前一般的液晶表面仔细看起来都是很粗糙的。这种粗糙面就不会发生因为图像亮度不够而造成观看困难的事情。但是显示的图像都很模糊,黑色不黑,颜色也不鲜艳。

大约是1年半以前。深思熟虑后就开始了调查。刚好那时候世界上首次出现了高清晰度但是很刺眼的液晶屏,我就想考虑这种相同事情的人真多啊。我一年半以前跟上司商谈“我想做高清晰度的液晶”的时候,很快就被否决了。如果把表面做成清晰的,图像反射就很刺眼。虽然说重视图像,但作为电脑,是不允许让用户的眼睛疲劳的。VAIO也不允许出现这样的画质。他告诉我,用户购买后能舒适地使用比在专卖店稍微引人注意的外观重要。所以就否决了。一般来说在那阶段放弃了的话就要回到原先的工作上去,但是我还是想实现我一贯地构想。表面做成粗糙地还是清晰的,这在技术上也是没有做过的东西,所以我从很早以前就开始考虑了。不是什么值得表扬的事情。我瞒着上司跟开发合作者一起偷偷的进行商讨。因为自己真的不舍得放弃啊。

虽然被告知反射的情况,但我想可以怎样降低呢?就是的反射技术。其发展趋势、今后什么技术可以降低反射,研究跟商讨,都是秘密进行的。上司一离开座位,我就跟开发合作者进行联系。

完成逐渐降低反射率的样本后,就给上司看并问“可以做成这个样子,还继续吗?”“这样还不行啊。”反反复复。4、5个月后实现了反射率只有当时出售的光滑面液晶的一半时,上司的态度来了个180度的转弯“我们开始做吧。”
但是这时候仍然存在转折的可能性。“低反射取得了很大的进步,但是作为VAIO的液晶还是不行的”。“低反射不仅仅是追求数字上低,还要想办法让人一看就惊呼好漂亮啊。在结合了这些努力的基础上,做成这样光滑就好了。”这样“Clear Bright”的构想就油然而生了。

记:高对比度,再加上低反射然后就开始了双荧光灯的研发吗?

中川:不是的。刚好那时候其他开发者想出了双荧光灯主意了。只不过是时间很巧罢了。

记:那“低反射”是怎样实现的呢?

中川:其实现在很多高清晰的液晶也是某种程度上可以实现低反射的。但是索尼不允许只能做到那种程度,采用了多层AR解码。就是在液晶的表面做了几层的解码层。

这样,光就沿着最表面,第二层,第三层一层一层的反射,调整那些解码层,就会改变光波的波段,消除光波。薄膜的调整也是很困难的。基本上光线跟声音也是周期刚好一半的波段交互抵消的。因此,表面反射的光跟下一层薄膜反射的光必须是错开半个波段多一点,所以薄膜的厚度必须刚好是波长的1/4。在这种厚度上能把薄膜平均地涂上去地材料是非常少地。(注:VAIO RZ(PCV-RZ63L7・RZ53L7)、VAIOHS上搭载的Clear Bright液晶屏采用了单层的AR解码。)

在私底下商讨的时候,也曾经徘徊在多种多样的低反射方案的选择上。虽然分开几种类,但是要根据实际情况做成分割样本。我们把液晶从中间分开,分别做了多次不同的表面处理。收集了屋子里面所有的灯,想定了多种可以使用VAIO的环境,再进行再生,看看反射情况如何。
最初只有是液晶样本,天气好的时候拿到室外看看情况,然后再在室内看看。但是随着时间的推移,下一代的VAIO雏形出现后,就必须拿到屋子外面去,因为房间里的所有的灯都被收集了。

记:刚才所说的各种环境跟专卖店展示环境、用户使用环境都是不同的。你们有没有意识到呢?

藤田:我们也考虑了专卖店的问题。我们收到这样的反馈,目前店里面“安装了很多荧光灯,而实际上在家里使用的时候就没有这么耀眼了,因此在家使用的话就没问题了”。这跟实际情况相符,只不过是办公室的环境跟专卖店的比较接近罢了。“专卖店里使用不行”的话就作不了随地可以使用的笔记本电脑了。因此我们也认识到可以看到店头的明亮但遥远的环境。

记:最后,广视角是什么意思呢?

中川:在回答这问题之前我们要说说为什么液晶的视角很窄…

(这是很有趣的话题,但是太长了我就简单的归纳了一下,有兴趣的读者可以阅读。为什么液晶的视角窄呢?液晶的“斜纹”,在2块玻璃之间,根据电场的左右把不定向运动的分子(狭义的液晶)封进去。加入电场的话分子就站立起来变白色,切断电场分子就躺下变黑色。这样运作的话就没有什么问题了,视角也很宽广。但是, 实际上在玻璃的旁边的分子粘贴在玻璃上,即使加入电场也不动的现象也会发生。 这样的话站立的分子跟躺着的分子就会混在一起,根据观看方向的不同,“复屈折位相差”里出现差,黑色的亮度也会改变。即颜色改变了。因此为了实现广视角,就会粘贴上修补这个现象的胶卷。)

笔记本的特性跟上下方向有关,这样改变液晶板的角度就有某种程度上的自由度。因此,首先把左右方放宽,在±80度的范围里对比度在10:1以上。这对经常放在桌子上使用的VAIO 系列的大型机来说是没多大问题的,但是对于移动使用的,因为不能放宽左右,只能考虑纵向了。如果做成VAIOGR/FR那样的大屏幕液晶,不用说个人用途,就是只买一台,全家也可以一起看DVD跟电视。
那样的话就有几个人是从横向的边上观看的,他们看到的图案不一样就很麻烦了。因此大屏幕液晶要采用视角更广的液晶。

比如“明亮的话对比度就高”,其实是因为对比度高所以看起来很亮。因为“亮度高视角广”,是因为明亮所以黑白的对比度很高,所以从下面往上看也是很明亮的,无论从何处看来都是很舒服的。

记:对于各种各样的机种,希望有怎样的液晶呢?

中川:VAIO TR作为笔记本电脑在不断实现轻便的同时,绝不向被喻为“台式机的补充”的型号上所看到的功能面妥协。例如,内置摄像头任何时候都可以享受电视电话,或者搭载可以刻录的DVD光驱以便可以任何地方都可以在16:9的画面上鉴赏电影。

这样做,对于把电影欣赏放在首位的顾客来说,液晶画面是非常重要的。但VAIO TR并不一定需要采用Clear Bright液晶。它的特点主要是它的移动性,用户可以轻易的拿到任何地方,可以在任何场合欣赏电影,通过VAIO TR进行享受。

VAIO GR很大的特点是可以刻录DVD。安装了搭载了阳性的“Giga Pocket Engine M”的高性能电视调谐器的MPEG2解码板,可以接收电视节目。其中很特别的是,一边观看优美的电视节目画面,一边把录下来的节目刻录到DVD上。

记:最后,你认为Clear Bright液晶为什么能获得今天的成功呢?

中川:在已经成功的今天看来,Clear Bright液晶的要素当然把电视液晶的要素都包括进去了。所以并不是说笔记本电脑安装了电视调谐器就能代替电视,而是安装了电视调谐器,液晶的效果就必须像电视一样,电视跟电脑合为一体了。平时我们商讨怎样做漂亮点,是因为追求数值上的漂亮。明亮度多少堪培拉、视角几度等等。但是Clear Bright液晶不仅仅追求数值、而且要追求让消费者看起来的舒服的感受。

液晶是看到就可以作出评价的。顾客购买VAIO后打开一看大部分先看到液晶的。操作时把手放到键盘上,使用中感觉VAIO的就只有液晶屏了。是不是有点怪,。一看到就作出评价是很重要的。比如当时我们曾说过:“就算开发伙伴拒绝双荧光灯,我自己也要尝试,只要尝试就有可能成功。”

记:对于最初现象中的“东西”,现在达到了何种程度,抑或已经超越其了?

中川:即使可以说技术进步到今天已经是最高了,但是到了下个月会变成怎样呢?这谁也不知道,所以顶多只能说今天的事情。在这种意义上,对于满足能赶上本次发售新型号条件的产品中,我们可以自负地认为该Clear Bright液晶是“目前最好的”。

只有尝试才能成功。在两位工程师的言谈中,这就话给我的印象最为深刻。通过尝试,SONY的Clear Bright液晶屏获得了技术上的领先,我们也希望更多的国内的厂商能够大胆的尝试,开发出属于我们自己的技术,我们期待。

 
 【收藏信息】  【打印本页】  【意见反馈】  【我要评论

相关文章
·揭秘液晶屏争霸内幕 各家屏幕技术详解
·液晶屏引起黑屏问题的原因分析
·液晶屏幕技术简析
·显微镜下的手术:修复PDA划痕液晶屏
·彩色液晶屏接口及其驱动电路
热门文章
·LCD技术图文解说
·彩色液晶屏接口及其驱动电路
·常规LVDS接口液晶屏定义
·最新LCD TV驱动IC采购方案
·液晶:LED背光技术解析

最新评论: · 共有5 条评论
游 客
2008-8-5 15:26:28IP已记录

游 客
2008-8-5 14:44:49IP已记录

游 客
2008-8-5 14:31:40IP已记录

游 客
2008-8-5 13:11:52IP已记录

游 客
2008-8-5 12:59:55IP已记录

网友评论仅供网友表达个人看法,并不表明本站同意其观点或证实其描述!


请发表评论: (可匿名发表) · 查看全部评论
用户名: 密码:  现在注册
 
  (Ctrl+Enter提交)  

· 尊重网上道德,遵守《全国人大常委会关于维护互联网安全的决定》及中华人民共和国其他各项有关法律法规

· 尊重网上道德,遵守中华人民共和国的各项有关法律法规

· 承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
  液晶词典
按汉语拼音或者英文字母查询:
数字 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z