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關於液晶顯示器術語全面解析

欄目: 計算機硬件 / 發佈於: / 人氣:2.68W

【 教程】所謂響應時間是液晶顯示器各象素點對輸入信號反應的速度,即象素由暗轉亮或由亮轉暗所需要的時間。

關於液晶顯示器術語全面解析

我們常説的25ms、16ms就是指的這個響應時間。響應時間越小則使用者在看動態畫面時越不會有尾影拖拽的感覺。其原理是在液晶盒內施加電壓,使液晶分子扭轉與回覆。

一般將響應時間分為兩個部分:上升時間(Rise time)和下降時間(Fall time);我們所説的響應時間指的就是兩者之和。在LCD市場推廣的早期階段,某些不規範的廠商常常混淆概念,把上升時間或下降時間作為當作全部的響應時間以提高產品規格。隨着LCD越來越普及,消費者對於LCD產品的知識也越來越瞭解,這種混淆概念的行為顯然會越來越沒有市場了。

響應時間的重要性

響應時間為何會對顯示效果有重要影響?這還要從人眼對動態圖像的感知談起。大家知道,人眼存在“視覺殘留”的現象,也就是高速運動的畫面在人腦中會形成短暫的印象。動畫片、電影等一直到現在最新的遊戲正是應用了視覺殘留的原理,讓一系列漸變的圖像在人眼前快速連續顯示,便形成動態的影像。人能夠接受的畫面顯示速度一般為每秒24張,這也是電影每秒24幀播放速度的由來,如果顯示速度低於這一標準,人就會明顯感到畫面的停頓和不適。按照這一指標計算,每張畫面顯示的時間需要小於40ms。這樣,對於液晶顯示器來説,響應時間40ms就成了一道坎,低於40ms的顯示器便會出現明顯的“拖尾”或者“殘影”現象。//本文來自

響應時間當然是越短越好,這不難理解。響應時間對於對畫面質量要求較高的用户而言,一直是非常關鍵的採購指標。經常聽到一些朋友説LCD不適合用來玩幀速較高的遊戲,如《CS》、《極品飛車》等,這也是許多遊戲玩家不願購買LCD的重要原因之一。我們不妨通過一些數據來證明一下。

30毫秒=1/0.030=每秒鐘顯示33幀畫面

25毫秒=1/0.025=每秒鐘顯示40幀畫面

16毫秒=1/0.016=每秒鐘顯示63幀畫面

12毫秒=1/0.012=每秒鐘顯示83幀畫面

可以看出隨着響應時間越來越小,響應時間在數值上的降低也越來越困難,但是實際上它對應的每秒顯示畫面幀數一直在不斷提高。

説到灰階響應時間,首先來看一下什麼是灰階。我們看到液晶屏幕上的每一個點,即一個像素,它都是由紅、綠、藍(RGB)三個子像素組成的,要實現畫面色彩的變化,就必須對RGB三個子像素分別做出不同的明暗度的控制,以“調配”出不同的色彩。

這中間明暗度的層次越多,所能夠呈現的畫面效果也就越細膩。以8 bit的面板為例,它能表現出256個亮度層次(2的8次方),我們就稱之為256灰階。

由於液晶分子的轉動,LCD屏幕上每個點由前一種色彩過渡到後一種色彩的變化,這會有一個時間的過程,也就是我們通常所説的響應時間。因為每一個像素點不同灰階之間的轉換過程,是長短不一、錯綜複雜的,很難用一個客觀的尺度來進行表示。因此,傳統的關於液晶響應時間的定義,試圖以液晶分子由全黑到全白之間的轉換速度作為液晶面板的響應時間。由於液晶分子“由黑到白”與“由白到黑”的轉換速度並不是完全一致的,為了能夠儘量有意義的標示出液晶面板的反應速度,傳統的響應時間的定義,基本以“黑—白—黑”全程響應時間作為標準。

但是當我們玩遊戲或看電影時,屏幕內容不可能只是做最黑與最白之間的切換,而是五顏六色的多彩畫面,或深淺不同的層次變化,這些都是在做灰階間的轉換。事實上,液晶分子轉換速度及扭轉角度由施加電壓的大小來決定。從全黑到全白液晶分子面臨最大的扭轉角度,需施以較大的.電壓,此時液晶分子扭轉速度較快。但涉及到不同不同明暗的灰度切換,實現起來就困難了,並且日常在顯示器上看到的所有圖像,都是灰階變化的結果,因此黑白響應的測量方式已經不能正確的表達出實際的意義,為此,灰階響應時間的概念就順應而出了。

需要説明的是,雖然灰階響應更難控制,需要的時間更長,但實際情況卻有可能完全相反。因為廠商可以通過特殊的技術,使灰階響應時間大大提高,反過來比傳統的黑白響應時間短很多。比如使用響應時間加速芯片,可以使25ms黑白響應時間的產品擁有8ms的灰階響應時間。灰階響應時間與原來的黑白響應時間含義和性質差別很大,兩者之間沒有明確的對應關係,但又都是對液晶響應時間的描述。

從2005年開始灰階響應逐漸為眾多廠商所使用,總的來説,這些產品通常使用了更好的響應時間控制方式,比如各個象素的響應時間更加穩定、統一。灰階響應時間短的產品脱影現象也更少一些,畫面質量也更好,尤其在播放運動圖像的時候,因此遊戲玩家或者愛看影碟的用户可以更多考慮液晶顯示器的這個參數。

亮度是指畫面的明亮程度,單位是堪德拉每平米(cd/m2)或稱nits,也就是每平方公尺分之燭光。

目前提高亮度的方法有兩種,一種是提高LCD面板的光通過率;另一種就是增加背景燈光的亮度,即增加燈管數量。

需要注意的是,較亮的產品不見得就是較好的產品,顯示器畫面過亮常常會令人感覺不適,一方面容易引起視覺疲勞,同時也使純黑與純白的對比降低,影響色階和灰階的表現。其實亮度的均勻性也非常重要,但在液晶顯示器產品規格説明書裏通常不做標註。亮度均勻與否,和背光源與反光鏡的數量與配置方式息息相關,品質較佳的顯示器,畫面亮度均勻,無明顯的暗區。

現在在液晶亮度的技術研究方面,NEC已經研發出500cd/m2的彩色TFT液晶顯示屏模塊;松下也開發出稱為AI(Adaptive Brightness Intonsifier)技術,做成專用IC,可以有效地將亮度提高達350~400cd/m2,已經接近CRT顯示器水準。

對於顯示器而言,響應時間、亮度、對比度都是重要的技術參數,其中響應時間和亮度是消費者熟知的,但是對比度卻常被人忽視。

其實,對於顯示器而言,對比度這項指標更是不可忽視。通常我們在市場上看到的液晶顯示器性能指標中都有對比度的數據,例如全球銷量最大的三星710T顯示器的對比度是600 1。為什麼會用

這種形式來表示呢?顧名思義,對比度是最大亮度和最小亮度的對比值。最大亮度即白色畫面下的亮度,而最小亮度則是黑色畫面下的亮度。因此,白色越亮、黑色越暗,對比度就越高。一般而言,當對比度達到120 1時,就可以很容易地顯示生動、豐富的色彩。而對比度高達300 1時,則可支持各色階的顏色。前文提到的三星710T最大亮度與最小亮度的對比值是600 1,這個對比度在同尺寸顯示器中可算是出類拔萃了。

瞭解液晶顯示原理的朋友知道,液晶顯示器的背光源是持續點亮的,而液晶面板也不可能完全阻隔光線,要實現全黑的畫面非常困難。而同等亮度下,黑色越深,顯示色彩的層次就越豐富,所以液晶顯示器的對比度非常重要。

液晶顯示器的對比度可以反應出顯示器是否能表現層次、豐富的色階。對比度越高,圖像的鋭利程度就越高,圖像也就越清晰,顯示器所表現出來的色彩越鮮明、層次感越豐富。由此可見,對比度是所有指標中最能夠直觀讓人感受到色彩的完美與否,是用户能夠看得見的指標,因此,也是最容易判斷其真實性的指標。

那麼,對於消費者來説,多少的對比度才算夠用呢?業界專家指出,亮度和對比度不足原本是液晶天生的兩大弱點,早期的液晶在使用過程中,用户經常必須要把這兩個參數調整到近乎極限才能滿足需求。對比度是直接影響視覺效果的,不像響應時間看不見摸不着。相比國內用户對響應時間的關注,歐美國家的用户表現得相當理性,對對比度的關注度很高。

對於用户而言,擁有高對比度,即使在觀看亮度很高的高速畫面場景時,黑暗部位的細節也可以清晰體現。一般人眼可以接受的對比度一般在250:1以上,低於這個對比度就會感覺模糊或產生灰濛濛的感覺。CRT顯示器可以輕而易舉地達到500∶1甚至更高,而液晶顯示器通常在250∶1到300∶1之間。隨着各廠商的不懈努力,目前市場上的液晶顯示器對比度多數達到了300∶1。這個數值對文檔處理和大多數辦公應用足夠了,但對專業級應用以及遊戲玩家和碟友來説則有些勉為其難了。總的來説,更高的對比度為顯示器更好的圖像表現提供了條件,在價位相差不大的情況下,應該是我們優選的對象。

對比度的重要性並不是今天才被人們提出來的,主流顯示器廠商一直關注着有助於提升消費者使用享受的每個細節,三星15英寸的全線產品在對比度上都達到450 1以上,足以滿足大家瀏覽網頁、編寫文檔等需求。而備受遊戲玩家推崇的三星17英寸顯示器,因為擁有500:1—700:1的對比度則更加深得人心。關注技術前沿的消費者還驚喜地發現,三星日前推出了172T、192T兩款擁有1000 1驚人對比度的液晶顯示器。

業內專家預言,在未來顯示器市場中,基於對比度技術的不斷髮展和國內用户對顯示器綜合指標趨於理性的認識,對比度將成為人們選購顯示器不再忽視的重要指標,也將成為推動顯示器技術不斷升級的主流指標。

液晶顯示器的像素間距(pixel pitch)的意義類似於CRT的點距(dot pitch)。

點距一般是指顯示屏相鄰兩個象素點之間的距離。我們看到的畫面是由許多的點所形成的,而畫質的細膩度就是由點距來決定的,點距的計算方式是以面板尺寸除以解析度所得的數值,不過液晶的點距對於產品性能的重要性卻遠沒有對後者那麼高。CRT的點距會因為蔭罩或光柵的設計、視頻卡的種類、垂直或水平掃描頻率的不同而有所改變,而液晶顯示器的像素數量則是固定的,因此在尺寸與分辨率都相同的情況下,大多數液晶顯示器的像素間距基本相同。分辨率為1024×768的15英寸液晶顯示器,其像素間距均為0.297mm(亦有某些產品標示為0.30mm),而17寸的均為0.264mm。所以對於同尺寸的液晶的價格一般與點距基本沒有關係。

下面本站也將現今一些常見尺寸的LCD點距列出,以供網友進行參考:

12.1英寸 (800×600) - 0.308 毫米

12.1英寸 (1024×768) - 0.240 毫米

14.1英寸 (1024×768) - 0.279 毫米

14.1英寸 (1400×1050) - 0.204 毫米

15英寸 (1024×768) - 0.297 毫米

15英寸 (1400×1050) - 0.218 毫米

15英寸 (1600×1200) - 0.190 毫米

16英寸 (1280×1024) - 0.248 毫米

17英寸 (1280×1024) - 0.264 毫米

17英寸寬屏 (1280×768) - 0.2895 毫米

17.4英寸 (1280×1024) - 0.27 毫米

18英寸 (1280×1024) - 0.281 毫米

19英寸 (1280×1024) - 0.294 毫米

19英寸 (1600×1200) - 0.242 毫米

19英寸寬屏 (1680×1050) - 0.243 毫米

20英寸寬屏 (1680×1050) - 0.258 毫米

20.1英寸 (1200×1024) - 0.312 毫米

20.1英寸 (1600×1200) - 0.255 毫米

20.1英寸 (2560×2048) - 0.156 毫米

20.8英寸 (2048×1536) - 0.207 毫米

21.3英寸 (1600×1200) - 0.27 毫米

21.3英寸 (2048×1536) - 0.21 毫米

22英寸寬屏 (1600×1024) - 0.294 毫米

22.2英寸 (3840×2400) - 0.1245 毫米

23英寸寬屏 (1920×1200) - 0.258 毫米

23.1英寸 (1600×1200) - 0.294 毫米

色彩數就是屏幕上最多顯示多少種顏色的總數。對屏幕上的每一個像素來説,256種顏色要用8位二進制數表示,即2的8次方,因此我們也把256色圖形叫做8位圖;如果每個像素的顏色用16位二進制數表示,我們就叫它16位圖,它可以表達2的16次方即65536種顏色;還有24位彩色圖,可以表達 16,777,216種顏色。

目前液晶顯示器常見的顏色種類有兩種,一種是24位色,也叫24位真彩。這24位真彩是由紅綠藍三原色每種顏色8位色彩組成,所以這種液晶板也叫8bit液晶板。每種顏色8位,紅綠藍三原色組合起來就是24位真彩,這種液晶顯示器的顏色一般標稱為16.7M或者16.77M。另一種液晶顯示器三原色每種只有6bit,也叫6bit液晶板,這種液晶板通過“抖動”的技術,通過局部快速切換相近顏色,利用人眼的殘留效應獲得缺失色彩。這種抖動的技術不能獲得完整的8bit(256色)效果,通常是253種顏色,那麼三個253相乘就基本是16.2M色。也就是説我們通常用16.7M表示真正的24位真彩(8bit板),而用16.2M表示6bit板。兩者實際視覺效果差別不算太大,目前高端液晶顯示器以16.7M 色佔主流。

液晶顯示器的可視角度包括水平可視角度和垂直可視角度兩個指標,水平可視角度表示以顯示器的垂直法線(即顯示器正中間的垂直假想線)為準,在垂直於法線左方或右方一定角度的位置上仍然能夠正常的看見顯示圖像,這個角度範圍就是液晶顯示器的水平可視角度;同樣如果以水平法線為準,上下的可視角度就稱為垂直可視角度。一般而言,可視角度是以對比度變化為參照標準的。當觀察角度加大時,該位置看到的顯示圖像的對比度會下降,而當角度加大到一定程度,對比度下降到10∶1時,這個角度就是該液晶顯示器的最大可視角

液晶的色彩飽和度(Color Gamut),又名液晶開口率(Aperture Ratio)。

它代表液晶顯示器色彩的鮮豔程度,是液晶產品非常重要的參數。

色彩飽和度是以顯示器三原色色彩範圍為分子,NTSC所規定的三原色色彩範圍為分母,求百分比。如果某台顯示器色彩飽和度為“72%NTSC”,那表明這台顯示器可以顯示的顏色範圍為NTSC規定的百分之七十二。

由於液晶每個象素由紅、綠、藍(RGB)子象素組成,背光通過液晶分子後依靠RGB象素組合成任意顏色光。如果RGB三原色越鮮豔,那麼顯示器可以表示的顏色範圍就越廣。如果顯示器三原色不鮮豔,那這台顯示器所能顯示的顏色範圍就比較窄,因為其無法顯示比三原色更鮮豔的顏色。提高色彩飽和度的方法是提高背光亮度和液晶的透光度,這需要廠商更高的技術和成本,市面上各款液晶顯示器檔次不同,其鮮豔程度亦大不相同,目前最高標準為72%NTSC。

(1)FUJITSU的MVA

富士通Fujitsu的MVA (Multi-domain Vertical Alignment)技術以字面翻譯來看就是一種多象限垂直配向技術。

它是利用突出物使液晶靜止時並非傳統的直立式,而是偏向某一個角度靜止;當施加電壓讓液晶分子改變成水平以讓背光通過則更為快速,這樣便可以大幅度縮短顯示時間,也因為突出物改變液晶分子配向,讓視野角度更為寬廣。在視角的增加上可達160度以上,反應時間縮短至20ms以內。MVA在製作程序來説並不會增加太多困難的技術,所以很受代工廠商的歡迎,目前有奇美電子(奇晶光電)、友達光電…等得到授權制造。

(2)HITACHI的IPS

日立Hitachi的IPS (In-Plane Switching)技術是以液晶分子平面切換的方式來改善視角,利用空間厚度、摩擦強度並有效利用橫向電場驅動的改變讓液晶分子做最大的平面旋轉角度來增加視角;換句話説,傳的液晶分子是以垂直、水平角度切換作為背光通過的方式,IPS則將液晶分子改為水平選轉切換作為背光通過方式。在商品的製造上不須額外加補償膜,顯示視覺上對比也很高。在視角的提升上可達到160度,反應時間縮短至40ms以內。但Hitachi仍舊改良IPS技術叫做Super- IPS,在視角的提升上可達到170度,反應時間縮短至30ms以內,NTSC色純度比也由50%提升至60%以上。目前亦有少數廠商授權制造,算是與 MVA技術並駕齊驅。

(3)NEC的ExtraView

NEC作為全球能生產20英寸液晶屏數不多的生產商之一,其也研製出可以擴大可視角度的ExtraView技術。XtraView增加了瀏覽角度,確保了用户可以獲得最佳的顯示性能,並可以在上下、左右任何一個方向瀏覽屏幕。通過擴展瀏覽角度,使得多個用户可以縱向和橫向模式觀看屏。此技術目前只應用於NEC的LCD產品中。

(4)SAMSUNG的PVA

三星Samsung電子的PVA(Patterned Vertical Alignment)技術則是一種圖像垂直調整技術,該技術直接改變液晶單元結構,讓顯示效能大幅提升,其視角可達170度,反應時間達25ms以內, 500:1的超高對比能力以及高達70%的原色顯示能力。

(5)PANASONIC的OCB

日本松下(Panasonic)所開發的OCB(Optical Compensated Birefringence)則有不一樣的做法,完全以新開發的液晶材料與光學補償膜作為核心材質,是一種高速反應的光學自己補償型復折射式技術,雖然在視角的呈現上僅有進步達140度以上,但反應時間卻能縮短至10ms以內,而色純度的改進為傳統TFT三倍以上,多半用於娛樂視聽型彩色液晶顯示器面板,這也是Panasonic PC用彩色液晶顯示器的售價居高不下的原因。

(6)HYUNDAI的FFS

現代Hyundai電子則採用FFS(Fringe Field Switching)技術也不需要額外的光學補償膜,主要是將IPS的不透明金屬電極改為透明的ITO電極,並縮小電極寬度和間距,在製造上比原