平面是事物核心的所在。把你领来看QFTV公司制造的42吋平面电视,而你也知道你正在看未来的电视。你可以把这种电视机当作一件工艺品挂在墙上。屏幕尺寸为21~60吋,然而前后之间的厚度只有4吋。
这样高的价格不全是由于技术所致,而是由于制造成本造成的。一旦开辟了有效的成批生产方法(像索尼公司和帕拉索尼克公司目前正在对这个问题所做的工作一样),价格的显著下跌就有指望。几年内,这种电视机的价格就可以和投影电视的价格相比,后者的价格大约在2,500美元以内。
这些新电视屏幕使用等离子体或带电气体照亮组成图像的红、绿、蓝像素。这种多半由日本主要电子设备公司提供资金研究了几十年的产品,等离子体电视机突然成了电视领域最热门的新闻。
目前还不可能把这些具有竞争性的平面电视技术放在一起作比较。可是以一流效果为基础的等离子体屏幕一方面非常令人兴奋,一方面还比不上传统阴极射线显像管的亮度、颜色浓度和透明度。然而这种屏幕却不费力地战胜了大部分前后投影电视。
等离子体技术完全进入了自液晶显示器以来最激动人心的发展时期。而且正像液晶显示器使便携式电视机和笔记本式电视机成为可能那样,等离子体显示器将导致我们怎样和在哪里使用电视机的戏剧性发展。设想把42吋电视机挂在餐桌上面的厨房墙壁上,或者设想如何能从家庭娱乐系统中心室的任何地方看见60吋屏幕。
气体等离子体电视机像荧光灯一样工作,其中气体发射装置产生的紫外线由磷光体转变成可见光。在此情况下,等离子体屏幕构成了充气夹层玻板。施加电压,使气体发射紫外线辐射,紫外线辐射又转而使红、绿、蓝磷光体发热,从而发射出观看者能看见的光。把红、绿、蓝磷光体涂在垂直穿过玻板的U形通道上,向安装在最接近观看者的玻板内的水平电极和气体通道后面的垂直电极供给电荷,以便使显示板上交叉往来的电极激发气体。像素则由水平电极和充磷垂直通道的交叉限定。
正如大部分电视机阴极射线显像管所做的那样,这种新型电视机也使用发白热光的磷光体画电视图像。然而,在阴极射线显像管中磷光体是显像管后面的电子枪发射的电子流照亮的小圆点。当阴极射线显像管屏幕变大时,必须把电子枪从阴极射线显像管再往前拉,以便电子完全击中屏幕各处的磷光体小圆点。而且因为阴极射线显像管基本上是玻璃真空管,必须经受住外部压力,所以它难于使屏幕完全变平。屏幕的微弯曲自然就会产生图像畴变。此外,阴极射线显像管的体积和重量使其实用尺寸限于36吋左右。当前,只有三菱公司供应40吋阴极射线显像管电视机。带有气体通道和电极的等离子体电视机,不论其对角线大小如何,本质上还是薄与平。
当然,液晶显示板也是薄和绝对的平。在液晶显示板中,液晶充当小光闸,让或不让来自液晶显示板后面荧光管的光进入。颜色由位于具有红、绿、蓝条纹的液晶显示板前面的滤光器添加。液晶响应电流而开关,最先进的液晶显示板的液晶则由后玻板上形成的薄膜晶体管开关。
虽然这种显示器适合便携式计算机和小型电视机选用,但这种液晶显示器不会成为大型监示器的竞争者,因为该工艺很难按比例扩大。液晶显示器是用半导体制造技术制造的,而那些方法的主要目标是制造显微镜装置。尽管世界液晶显示器的主要制造商夏普公司研制了40吋液晶显示板原型,但这需要把两块29吋显示板无缝地连接在一起。目前,液晶显示器制造商还没有成批生产大于20吋液晶显示板的计划。
如果我们能提高气体等离子体的功效——目前为1流明/瓦,气体等离子体屏幕就可能变得更小。基地设在纽约海兰的松下公司平面电视研究臂膀,帕纳索尼克分部总经理拉里 · F · 韦伯(Larry F. Weber)说:“如果我们能使功效达到5流明/瓦,那么等离子体显示器需要的功率就会小于逆光照明的液晶显示器的功率。”如果满足了这种要求,制造直接与液晶显示器竞争的较小型等离子体显示器将成为可能。
虽然等离子体电视机才开始走上市场,但该技术实际上是很成熟的。气体等离子体显示器是伊利诺斯州大学唐纳德 · L · 伯特泽(Donald L. Bitzer)和吉恩 · 斯洛托(Gene Slottow)两位教授于1964年研制成功的。最初几年中,出现了增量改进——1975年研制了彩色显示板,1986年又设计了现行显示板结构——直至达到极限量。这样,大规模生产平面电视机看来是可能的。
去年秋天日本电子设备展览会有几种等离子体电视机初次亮相。索尼公司、富士通公司、日本电气公司和帕拉索尼克牌与松下牌电视机的制造者松下公司都展出了目前正进入商店的典型产品。其他公司也在为平面电视机做工作,包括三菱公司、先锋公司、汤姆森公司(美国无线电公司)和日立公司。这些公司都打算用它们自己的牌名销售等离子体电视机,并用它们自己的牌名向其他制造商供应等离子体显示板。这些公司首先通过电视机和监视器特别转售商QFTV公司把产品推向北美市场,并通过哈马彻 · 施莱默仓库目录销售。虽然目前只有QFTV公司应用了富士通公司开发的平面电视技术,但其他电子设备制造商也会很快照办。富士通公司计划以它自己的牌名销售42吋原型,每部大约13,000美元。到今年底为止,等离子体电视机的选择很可能从制造商的范围进入全国电子设备展览室。
尽管这些公司都在应用上述基础技术,但在方法上有极细微的差别。富士通公司和日本电气公司都在使用所谓的交流电表面放电技术。在该技术中,交流电为气体充电。等离子体电池首先用通过等离子体通道前面的水平扫描电极和等离子体通道后面的垂直数据电极间的电压充电。然后由高到足以维持而在扫描电极与其平行的第三电极之间不会产生等离子体放电的电压控制这个初始充电。这样就会产生限定于两个水平电极之间的带电等离子体气泡。这种可使串音或邻近像素信号污染减至最少的方法允许使用没有任何分离水平排列像素障碍的通道。
然而,松下公司的工程师们认为交流电表面放电技术将证明是很难应用于需要高清晰度电视显示器的较大量像素。虽然松下公司也打算制造、销售以交流电表面放电方法为基础的等离子体电视机,但该公司还在对日本广播协会,日本公共广播网最早开辟的竞争性直流电脉冲存储技术做工作。在该方法中,不仅有垂直肋,还有垂直和水平活动肋,以便创造卵形箱结构。每个无盖小箱都涂上磷光体,限定一个像素。由于使用直流电,所以电压施加在箱子格栅前面的透明阴极和箱子格栅后面的阳极之间。松下公司的工程师们认为这种技术将导致较高的对比度和灵敏度。
但是附加肋使显示板的制造更难,而直流电方法产生的热量比交流电系统大。当前,松下公司正在日本销售26吋商用直流电原型机。
当时,松下公司的交流电表面放电方法实际上是由其美国子公司普拉斯马科公司领先突击的。普拉斯马科公司已经制造了具有640×480像素分辨率的21吋原型机。和其他气体等离子体电视机一样,昔拉斯马科公司的电视机具有代替液晶显示屏幕能力的160度宽视角特色。这种重11磅的屏幕也可用作计算机的监视器,它可能使这种技术完全适合在个人计算机和电视机的混合应用中使用,而个人计算机和电视机之间的转换可能和手按开关一样简单。
即使独立的索尼公司也有完全不同的方法。该公司把液晶和等离子体技术融合成一体。最早研究这种等离子体液晶技术的是俄勒冈州比弗顿的特克特罗尼克斯公司。正像典型液晶显示器那样,液晶充当光闸,让后照光通过或阻挡后照光通过。然而,用薄膜晶体管控制代替时,通过液晶的电流是用带电等离子体开关的,这种带电等离子体能像开关一样导电。
通道内的等离子体水平穿过液晶层后面的屏幕。每个等离子体通道相当于一条电视扫描线。通道从顶到底逐一被横穿显示板底板的电极电压充电。一旦通道充电,等离子体就会导电,穿过液晶的通道则由安装在液晶层前面的透明电极接通。
使用薄膜晶体管等离子体技术的原因不是因为把薄膜晶体管按比例扩大到较大显示器所需显示尺寸的制造方法有困难。索尼公司声称其等离子管比竞争性等离子体系统易于制造,图像质量也比等离子体系统高。缺点是这种方法不能像气体等离子体屏幕那样提供宽视角,因为这种屏幕实质上仍是液晶显示器。等离子管需要更大的功率,因为后照光必须不断照射下去。
这些不同的方法产生了不同质量的图像。但是即使采用统一的方法,从一个品牌到另一个品牌的结果也可能是不同的。例如,普拉斯马科公司使用200:1的对比度规格,而QFTV公司则使用60 :1,这可能说明了后一屏幕出现模糊外观差异的原因。但是由于现在可得到各种平面技术,所以今天的挑战是降低制造费用,尽管这是鸡和鸡蛋的选择。规模效率将意味着低成本,若不产生销售量,显示板价格就必须下跌。工业目标是在2000年前使每吋屏幕尺寸的价格降到100美元。
即使是这样的价格,许多电子设备公司也确信等离子体屏幕是符合需要的。富士通公司最近改造了现有半导体厂,完全用于制造42吋等离子体屏幕,每月可生产10,000个。该公司计划在两年内使半导体厂扩大到每月可以100,000个显示板的速度制造大型屏幕。其他一些制造商也在进行类似的投资。为了吸收一切接受力,等离子体电视机就必须开始出现在更多的起居室墙壁上。这就意味着这种电视机必须是可买得起的。
[Popular Science,1997年5月]