液晶显示器的重要参数

1、LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display的简称, LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体, 两片玻璃中间 有许多垂直和水平的细小电线, 透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向, 将光线折射出来产生画面. 色饱和度 (color gamut 色饱和度是指显示器色彩鲜艳的程度 显示器是由红色绿色蓝色三种颜色光来组合成任意颜色光，如果RGB三原色越鲜艳，则该显示器可以表示的颜色范围就更广，这是因为无法显示比三原色更鲜艳的颜色，所以某显示器三原色本来就不鲜艳了，那个该显示器所能显示的颜色范围就比较窄。 色饱和度是面板厂商的重要规格，但是我到现在好象还没看过有monito

2、r厂商把色饱和度写进规格的，他们都是写可以组合出来的颜色数目。 比如说，某显示器的RGB三种颜色光都可以分成64灰阶(6 bit, 64=2的6次方，则该显示器的颜色种类总共有64*64*64=262,144种组合，如果该显示器的RGB三种颜色光都可以分成256灰阶(8 bit, 256=2的8次方，则该显示器的颜色种类总共有256*256*256=16,777,216种组合。当然，灰阶数越多颜色层次看起来会越细致，但不表示颜色会比较鲜艳。 色饱和度的表示是以NTSC(National Television Standards Committee (美国国家电视标准委员会所规定的三原色色域面积

3、为分母，显示器三原色色域面积为分子去求百分比，比如某显示器色饱和度为71%NTSC，表示该显示器可以显示的颜色范围为NTSC规定的百分之七十一，71%NTSC大约为为目前CRT电视机的标准，LCD显示器目前作到这个程度的在色彩上就算高阶了。目前笔记型计算机用的屏幕色饱和度大约4050%NTSC，桌上型液晶屏幕大多作到60%65%NTSC，当然各大厂都有持续开发高色饱和度显示器的计划或已有量产，请不要拿来和我抬杠，我说的是“目前”和“大多”。 选购的时候，把喜欢的两台monitor摆在一起，点相同的画面，通常就可以看出谁的色饱和度比较好。 亮度 亮度是指显示器在白色画面之下明亮的程度，单位是cd

4、/m2, 或是nit。 亮度是直接影响画面品质的重要因素，在实验室里面我们常讲一句话: 一亮遮三丑，一个明亮的显示器即使色饱和度比较差或颜色偏黄等其它不利因素，还是有可能看起来画面会比较漂亮。 目前市售的monitor一般亮度规格大约是250nits，Notebook亮度规格大约是150nits，当然更亮规格的产品各厂都有在开发当中或已量产，如果是液晶电视，亮度通常会有400nits，这是因为看电视时不像使用监视器时距离那么近，并且会考虑摆电视的环境会比较明亮。 液晶显示器会发光是因为它的背光模块藏有灯管，就像你现在抬头 可以看到的照明用萤光灯管是很像的东西，只不过小了一点，Notebook里

5、面会摆一支，Monitor会摆上两到六支或以上，目前灯管厂商都会保证灯管寿命在三万小时或五万小时以上，也就是使用三五万小时之后亮度会掉到一半，所以其实液晶显示器还算蛮长寿的，没有其它破坏性动作造成故障的话，应该可以活到你想淘汰它的时候。 显示器的亮度是使用者可以调整的，调到你觉得舒服的亮度就可以，调得太亮除了可能不舒服外，也会损耗灯管寿命。 视角(一 液晶显示器由于天生的物理特性，使得使用者从不同角度去看时画面品质会有所变化。与正看时相比，斜看的时候，转到当画面品质已经变化到无法接受的临界角度时，称之为该显示器之视角。 视角的定义有三种- 1. 对比 从斜的方向去看液晶显示器，与正看时相比，白

6、色部分会变暗，黑色部分会变亮，因此对比会下降，一般定义当对比下降到10的时候的角度为该显示器的视角，也就是定义大于此视角的时候黑白已经不易分辨。一般面板厂商与监视器厂商规格书上对于视角的定义最常使用这一条。 2. 灰阶反转 理论上显示器从零灰阶(黑色到二五五灰阶(白色应该是灰阶数越高则越亮，但是液晶显示器在某个大角度的时候有可能看到低灰阶反而比高灰阶还亮，也就是看到类似黑白反转的现象，这种现象称之为灰阶反转。定义不会产生灰阶反转现象的最大角度为视角，也就是超过这个角度就有 可能看到灰阶反转，而灰阶反转是无法接受的影像品质。 这个定义和第一个定义的差别在于用对比定义只考虑零灰阶和二五五灰阶，而灰

7、阶反转是考虑所有的灰阶。 3. 色差 从不同角度去看液晶显示器，会发现颜色会随着角度而变化，比如说本来是白色画面变得比较黄或比较蓝，或是颜色变得比较淡等等。随着角度变大，当颜色的变化已经大到无法接受的临界点时，定义该角度为视角。 关于色差，我说过颜色可以量化，所以颜色的差异可以用数字表示，但什么叫做无法接受的色差目前并没有一定标准，所以写规格的时候没有人用这个定义，但是在实验室里面，我们在比较两种显示器的时候还是会care相同角度时谁的色差比较大，这是使用者会直接感觉到的品味问题。 最早的TFT-LCD所使用的是一种叫做TN的液晶模式, 这种技术最大的缺点就是，视角很小，以对比来定义，目前大概

8、都是作到左右视角各4550度，上视角1520度，下视角3540度。 为了解决视角的问题，有几种广视角技术就发展出来，目前市面上的主流广视角，技术有三种: TN+film, MVA, IPS。 目前市售的notebook LCD通常不会应用广视角技术, 因为考量notebook是个人使用，广视角效益不大，而monitor通常会使用广视角，考量使用monitor时可能会秀一些资料或画面给在旁边的人看。 视角(二 1. TN+film 所谓TN+film就是在原来的TN型TFT-LCD上贴上一种广视角补偿膜，这种广视角补偿膜是FujiFilm (没错，就是作底片的那一家 的独家专利技术，称为Fuji

9、 Wide View Film，一旦贴上这种补偿膜，以对比为定义 原本大约左右视角100度，上下视角60度，立刻增加到左右140度，上下120度，但是TN+film还是没有解决灰阶反转的问题。 2. MVA MVA是Fujitsu所开发出来的独家专利技术，除Fujitsu之外，台湾尚有奇美电子与友达光电获得授权生产，MVA可以做到上下视角与左右视角都超过160度(但不是每个方位有有这样的视角，并且解决了大部分灰阶反转的问题，除非是从很特殊的方位并且很大的角度去看才有可能看到灰阶反转。 3. IPS IPS最早由Hitachi所发展，另外IBM Japan, NEC, Toshiba等也拥有IP

10、S技术，国内则有瀚宇彩晶获得Hitachi的授权生产，IPS上下视角与左右视角号称到170度(但不是每个方位都有这样的视角，并解决大部分灰阶反转问题。 160度与170度的差异其实没有意义，有兴趣的话拿起量角器来看看80度是多大的视角，基本上超过这个视角, 一个平面已经快变成一条缝了，根本没有办法进行量测，他敢写170度(两边各85度，是在80度的时候可能量到对比二三十，所以有把握85度时对比仍可以超过十，其实MVA也可以。 除了以上三项广视角技术，比较有名的广视角技术，另有Sharp拥有独家专利ASV，韩国的Samsung有一种MVA的变形叫做PVA的，韩国的Hydis (原Hyundai的

11、TFT-LCD部门则拥有IPS的变形FFS等。 视角(三 Notebook的液晶屏幕不使用广视角技术有几个理由，除了之前说过的notebook是个人使用的之外，最主要的原因是notebook讲求轻薄省电 所以背光板只能摆一根灯管而且必须做很薄(也就是天生作不亮，为了得到比较好的光使用效率，所以采用穿透率最高的TN型设计而比较少使用MVA, IPS, ASV等等技术。而TN+film技术除了穿透率有比TN低一些之外，多了两张广视角补偿膜也会增加厚度与重量，而notebook用面板对厚度重量的要求一向是机构工程师的恶梦。 判断monitor是不是使用TN+film最简单的方法就是去看灰阶反转，下视

12、角是最容易看到灰阶反转的角度，把monitor随便切到一个有不同颜色与亮度的图案，把脸贴到monitor下方然后眼睛往上看，如果看到灰阶反转的现象(就是亮的地方变暗, 暗的地方变亮，就可以肯定这是TN+fi lm型monitor了。如果是notebook液晶屏幕，连左右视角都很容易看到， TN+film的左右视角依设计可能有120度或140150度(以对比为定义， 这是因为FujiFilm又有推出新一代的广视角补偿膜。不过有件令我印象非常深刻的事，有一次拿到某社的TN+film面板，规格写左右typical各75度, 但是没有写minimun值，实际一量发现只有60度，这才发现敝公司在写视角规

13、格时实在稍嫌老实了一点，不但都typical values老实写而且还保证minimum values，人家大笔一挥技术立刻日进千里，难怪卖得那么好！ MVA和IPS的判断 像我们靠这一行吃饭的其实就是把显微镜拿起来去看面板的画素设计，一般使用者则可以从规格书看出一点端倪，除了视角规格>160与170的差别之外，MVA的响应时间规格是25ms，IPS的响应时间大约是40ms，如果是Sharp的面板规格又写上下左右视角超过160度，那一定就是ASV。 MVA和IPS各有优缺点- 比如说MVA的响应速度比IPS快，但色差也比IPS大等等。针对各自的缺点，厂商都有持续开发改进的研究甚至已经量产

14、，而TN+film也不会有消失的一天，因为它容易作得亮，而且对面板厂商而言不须要特别的制程 是低价monitor非常适合的选择。 残影 残影是指画面切换之后前一个画面不会立刻消失而是慢慢不见的现象。 残影与反应时间不算同一件事，残影可能要两三秒后才会完全消失，而液晶的反应时间是十几到几十毫秒，一个设计得好的液晶显示器，就算反应时间是15+35ms，也不可能让使用者看到残影。 残影发生机制有些复杂，通常是同一画面显示太久的情况下，液晶内的带电离子吸附在上下玻璃两端形成内建电场，画面切换之后这些离子没有立刻释放出来，使得液晶分子没有立刻转到应转的角度所造成。另外一种可能情况则是因为画素电极设计不良

15、，使得液晶分子在状态切换时排列错乱，这种情况之下也有可能看到残影。所以以为反应时间快就不会看到残影，这种观念是错误的。 这一问题是由于绝大部分LCD的整体响应时间过长所导致的. 响应时间指的是LCD显示器对于输入信号的反应速度, 也就是液晶由暗转亮或者是由亮转暗的反应时间, 它分为rising(上升时间和falling(下降时间两个部分, 响应时间则是两者之和, 一般来说, 响应时间越短越好, 响应时间越短, 人眼在看快速移动的画面时就不会出现类似残影或者拖尾的痕迹. 人眼是靠视觉暂停形成动态影像的, 一般来说, 如果画面显示速度超过24帧/秒, 人眼会将这些快速变动的画面视作连续画面, 对于

16、LCD而言, 如果要达到电视画面的流畅度, 理论上画面的显示速度要达到30帧/秒, 也 就是响应时间为33.3ms. 实际上, 因为各种原因, 玩3D游戏的时候要达到高品质的视觉效果, 要保证完全没有拖影、拖尾的痕迹, LCD的响应时间要达到17ms以下, 这对于市场上众多品牌的LCD来说, 简直就是一个无法逾越的鸿沟. 面板厂商测试残影的方法是，常温下点西洋棋棋盘黑白方格画面十二小时，然后切换到128灰阶去看，标准是是在5秒(?内残影必须消失，一般使用者选购monitor时，可以用power point画一些白底黑格的图以及一张128灰阶图去切换，如果嫌麻烦，也可以把屏幕背景设成128灰阶，

17、然后叫出踩地雷点到暴掉(所有黑色地雷会显示出来，摆个几十秒或几分钟然后关闭，如可以看到残影(不是五秒喔, 看得到就算，那就不要买。 注意一点，不要一直盯着测试画面看，切换后才去看，不然可能看到的是人眼的视觉残留。 响应时间 响应时间30ms, 1/0.030=33Hz, 每秒钟显示器能够显示33帧画面; 响应时间25ms, 1/0.025=40Hz, 每秒钟显示器能够显示40帧画面. 色温(color temperature 色温是用来形容显示器的白色的颜色，不限于LCD，所有的显示器都通用。 当显示器的颜色与黑体的温度高到某一绝对温度时所发出来的光一样时，称为该显示器的色温等于该温度。 比如

18、说，当显示器的白色设计成接近，黑体在温度6500K的时候所发出来的光颜色(接近晴天时上午的太阳光，称为该显示器的色温为6500K。 上面听不懂没关系，下面三句记起来就好，色温越低颜色会越偏黄色，色温越高颜色会越偏蓝色，一个色温偏高的显示器在秀图片的时候整个画面看起来色调就会偏蓝。 据说亚洲人比较喜欢偏蓝色的白色，欧洲人比较喜欢偏黄色的白色，所以在日本卖的CRT电视机色温内定值可以高到9300K甚至12000K，在欧洲卖的色温就内定在6500K左右，台湾则是follow日本。你不喜欢偏蓝的白色也没有关系，CRT的色温可以让使用者很容易地去调整，但LCD就有困难。 目前LCD面板的白色通常设计在6

19、500K左右(电视用的面板要求色温会更高，但也有故意设计成更偏黄的，因为灯管越偏黄亮度会越高，偏蓝亮度就低。如果偏蓝又要维持一样的亮度，就要在其它部份花更多成本把亮度补回来。 色温高低没有好坏标准，有人喜欢偏蓝有人喜欢偏黄，选购的时候把几台中意的monitor摆在一起点同一个画面，挑你喜欢的色调即可。 珈玛曲线(Gamma Curve Gamma curve是指不同灰阶与亮度的关系曲线。把零到二五五灰阶当x轴，亮度当y轴，画出来的曲线就叫做gamma curve。 Gamma curve通常不会是一条直线，因为人眼对不同亮度有不同辨识的效果。比如说低亮度 的辨识能力较高(一点点亮度变化就有感觉

20、，高亮度的辨识能力较低。 Gamma curve会直接影响到显示器画面的渐层效果，比如说一个显示器的gamma curve如果在高亮度的地方切得太细，最高灰阶的那几阶亮度都差不多亮，那么在显示亮画面的图片时就会觉得很多地方都泛白太亮，看不见渐层，那么使用者就会觉得影像不自然。 有些比较高阶的显示卡会提供调整gamma curve的功能，不过若不是比较专业的使用者，通常不会去动到那边，而是直接使用监视器厂商的原始设定值。 测试的时候，多带几张不同种类的图片，整体而言比较亮的比较暗的或比较中间灰阶的都准备，最好准备几张有大大的人像的，因为肤色对人眼来说是很容易辨识的印象，仔细看看图片的渐层效果会不

21、会让你觉得很自然。 色度亮度干扰(Crosstalk LCD的crosstalk是指屏幕中某区域的画面影响到邻近区域亮度的现象。 一般crosstalk测试画面是在底色一二八灰阶的状态下，画一个有屏幕四分之一大的黑色方块摆在正中央，理论上周围还是都要维持一二八灰阶，但若发现上下左右四块区域变暗，就作叫crosstalk。也可以把黑色方块换成白色，有crosstalk的话上下左右就会变亮。 一般面板厂商的规格是，有黑色方块时与没有黑色方块时，上下左右区域的亮度差别不可以超过4%，不过其实这是蛮宽松的规格，通常达到2%时人眼就可以看得很清楚了，所以有些客户会要求小于1%，而这通常也是面板厂设计标准

22、。 选购的时候，就点上面讲的那个画面，看得见crosstalk就不要买。 响应时间(一 响应时间的定义就是在面板的同一点上面，从黑色变到白色所需时间加上从白色变到黑色所需时间。 LCD有响应时间的问题是因为，LCD是以液晶分子的旋转角度来控制光线的灰阶亮暗，而液晶分子旋转时需要时间。 一般monitor使用的目的是文书处理与网页浏览，一般情况之下就是monitor会持续显示同一个画面很久一段时间，然后才切换到另一个不同的画面，这样的使用状况下，其实反应时间多快多慢对使用者而言是没有影响的。但是如果要使用monitor来看动画或影片，因为画面会持续变化没有停止，这时候响应时间就会影响画面品质。

23、响应时间分为rise time和fall time，对TN型面板来说，驱动电压从低电压变成高电压时画面会从白色变成黑色(电压rise，因此白色变成黑色所需时间就是rise tieme，而驱动电压从高电压变成低电压时画面会从黑色变成白色(电压fall，因此黑色变成白色就是fall time。MVA和IPS则刚好相反，黑变成白是rise time，白变成黑是fall time。目前市 面上量产面板的规格，TN型rise time大约15ms，fall time大约35ms 实际上作到10ms+20ms也不算难。 这里其实有一个陷阱，对LCD面板来说，从全黑变到全白以及从全白变到全黑的响应时间其实是最快的，但是中间灰阶的切换就不能保证这个速度，比如说从128灰阶