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LCD knowledge

LCD knowledge. 什么是 LCD?. 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。. 分辨率.

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  1. LCD knowledge

  2. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 什么是LCD? • 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。

  3. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 分辨率 • 目前市面上LCD monitor可以买得到的大概有以下几种分辨率XGA: 1024*768 SXGA: 1280*1024 SXGA+: 1400*1050 UXGA: 1600*1200另外还有一些分辨率更高的面板(通常是有特殊用途的) ，以及较少人用的宽屏：幕16:9 or 16:10‧液晶显示器的分辨率表示它可以显示的点的数目这是一个固定值，没有办法调整的同样的尺寸之下，分辨率越高则可以显示的画面越细致。

  4. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 死点 • 所谓死点，是指液晶显示器上无法控制的亮或暗的点，死点的造成是液晶面板生产时因各种因素造成的瑕疵，可能是particle落在面板里面，可能是静电伤害破坏面板，可能是制程控制不良等等。死点分为两种：亮点与暗点；亮点就是在任何画面下较亮的点，切换到黑色画面就可以发现；暗点就是在任何画面下较暗的点切换到白色画面就可以发现。

  5. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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。

  6. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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，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

  7. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 残影 • 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。否则，就容易出现前面的扫兴场面。

  8. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 残影 • 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33.3毫秒。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17毫秒以下。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。

  9. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 什幺是响应时间 ? • 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25m，1/0.025=40Hz，每秒钟显示器能够显示40帧画面；

  10. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 分辨率 • 目前市面上LCD monitor可以买得到的大概有以下几种分辨率XGA: 1024*768 SXGA: 1280*1024 SXGA+: 1400*1050 UXGA: 1600*1200 另外还有一些分辨率更高的面板(通常是有特殊用途的) 以及在台湾大概还没有人在用的宽屏幕16:9 or 16:10 在此先不讨论

  11. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 分辨率 • 液晶显示器的分辨率表示它可以显示的点的数目这是一个固定值, 没有办法调整的同样的尺寸之下分辨率越高则可以显示的画面越细致假设你买了一个XGA的monitor 则你的显示卡千万不要设定成其它分辨率比如说800*600 因为在这种情况之下计算机实际上是把一个800*600的画面scale成1024*768在显示结果就是看到一个比较模糊的画面正确的做法就是买了什么分辨率的monitor 显示卡就设定成那个分辨率

  12. 《液晶之家》 www.fpdclub.net DVI (Digital Visual Interface) • 计算机处理的是数字信号处理完之后送出来的也是数字信号但是传统的CRT monitor使用的是模拟信号为了与CRT沟通送到CRT的信号必须先转换成模拟的才能使用因此一般显示卡的输出(D-sub, 就是有15 pin的那个小插槽)送的是模拟信号 • LCD monitor使用的也是数字信号但是为了与一般显示卡兼容所以会设计成可以接收D-sub接头送出来的模拟信号然后再把这个模拟信号转换成数字信号去处理与显示

  13. 《液晶之家》 www.fpdclub.net DVI (Digital Visual Interface) • 由于这两年液晶显示器开始热卖显示卡厂商也开始推出可以直接输出数字视讯的显示卡也就是多了一个叫作DVI的插槽如果你买一个有DVI插槽的显示卡再买一个有DVI插槽的LCD monitor 这时LCD monitor所显示的清晰程度才是该LCD原本所设计出来的能力 • 当然, 这样的组合现在好象有比较贵如果你不是对画质非常挑剔可以用就好的话可以考虑省这笔钱

  14. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 坏点(dot defect) • 所谓坏点, 是指液晶显示器上无法控制的恒亮或恒暗的点

  15. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 坏点(dot defect) • 坏点的造成是液晶面板生产时因各种因素造成的瑕疵可能是particle落在面板里面可能是静电伤害破坏面板可能是制程控制不良等等等

  16. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 坏点(dot defect) • 坏点分为两种:亮点与暗点亮点就是在任何画面下恒亮的点切换到黑色画面就可以发现暗点就是在任何画面下恒暗的点切换到白色画面就可以发现

  17. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 坏点(dot defect) • 一般来说亮点会比暗点更令人无法接受所以很多monitor厂商会保证无亮点但好象比较少保证无暗点的有些面板厂商会在出货前把亮点修成暗点另外某些种类的面板只可能有暗点不可能有亮点例如MVA, IPS的液晶面板

  18. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 坏点(dot defect) • 面板厂商会把有坏点的面板降价卖出通常是无坏点算A grade 三点以内算B grade 六点以内算C grade 一般来说这都是可以正常出货的至于更低等级的面板在景气好面板缺货的时候(例如2000年时)还是会有人来买今年的话大家眼睛最好也睁大一点

  19. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 坏点(dot defect) • 坏点没有办法修如果你买的monitor有保固坏点你拿去退给他他就是换一台给你

  20. 《液晶之家》 www.fpdclub.net mura • mura本来是一个日本字随着日本的液晶显示器在世界各地发扬光大这个字在显示器界就变成一个全世界都可以通的文字

  21. 《液晶之家》 www.fpdclub.net mura • mura是指显示器亮度不均匀造成各种痕迹的现象最简单的判断方法就是在暗室中切换到黑色画面以及其它低灰阶画面然后从各种不同的角度用力去看随着各式各样的制程瑕疵液晶显示器就有各式各样的mura 可能是横向条纹或四十五度角条纹可能是切得很直的方块可能是某个角落出现一块可能是花花的完全没有规则可言东一块西一块的痕迹

  22. 《液晶之家》 www.fpdclub.net mura • mura不会对使用上造成什么影响这属于品味问题面板厂商会把有mura的面板打成次级品用较低价格卖出但是我没有听说monitor厂商有那种保证无mura的这个通常也不会写进monitor规格所以买之前眼睛睁大一点买到了只好自认倒霉

  23. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 对比率 • 显示器的对比是这样定义的在暗室之中白色画面下的亮度除以黑色画面下的亮度因此白色越亮黑色越暗则对比率值越高

  24. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 对比率 • 一般LCD monitor的规格书上都会写出它的对比率值但是这个值通常只能参考因为面板厂商为了保护自己有一些规格值会写得很保守对比就是其中一项

  25. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 对比率 • 比如说某机种的对比值明明可以做到三百但是规格书写的是typical 200, minimum 150 这是为了量产的时候万一出了什么问题导致黑色漏光对比下降该批货还是可以正常出货如果你想比较的两款LCD monitor 对比值分别是写350, 400 不要以为四百的那个真的有比较好那只是这一家他敢写而已事实上两款分别写300, 400的我都还会怀疑那可能是差不多的实际上运气好的话都有可能是做到五六百

  26. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 对比率 • 如果你会很care这个可以把想比较的两台显示器白色亮度调到一样然后切换到黑色画面在暗室下看谁比较黑如果不是对画质非常挑剔在一般使用情况下我认为对比三百应该是够用的

  27. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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

  28. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 色饱和度 (color gamut) • 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monitor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

  29. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 色饱和度 (color gamut) • 比如说某显示器的RGB三种颜色光都可以分成64灰阶(6 bit) 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) 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

  30. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 色饱和度 (color gamut) • 色饱和度的表示是以NTSC所规定的三原色色域面积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40~50%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“大多数"

  31. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 色饱和度 (color gamut) • 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

  32. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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/m^2, 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

  33. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 亮度 • 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

  34. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 亮度 • 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

  35. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 亮度 • 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

  36. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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.

  37. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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.

  38. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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, 而灰阶反转是考虑所有的灰阶.

  39. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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.

  40. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 3. 色差: • 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.

  41. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 视角:(一) • 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, 目前大概都是作到左右视角各45~50度, 上视角15~20度, 下视角35~40度.

  42. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 视角:(一) • 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.

  43. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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 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

  44. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 视角:(二): • 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

  45. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 视角:(二): • 3. IPS:IPS最早由Hitachi所发展另外IBM Japan, NEC, Toshiba等也拥有IPS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

  46. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 视角:(二): • 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

  47. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 视角:(二): • 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TFT-LCD部门)则拥有IPS的变形FFS等.

  48. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 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

  49. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 视角:(三): • 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+film型monitor了如果是notebook液晶屏幕, 连左右视角都很容易看到

  50. 《液晶之家》 www.fpdclub.net 视角:(三): • TN+film的左右视角依设计可能有120度或140~150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格时实在稍嫌老实了一点不但都typical value老实写而且还保证minimum value 人家大笔一挥技术立刻日进千里难怪卖得那么好

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