液晶顯示器的響應時間

1、液晶顯示器的響應時間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(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗所需要 的時間。我們常說的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(tài)畫面時 越不會有尾影拖拽的感覺。其原理是在液晶盒內(nèi)施加電壓，使液晶分子扭轉(zhuǎn)與回復。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)；我們所說 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(guī)范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(chǎn)品規(guī)格。隨著LCD越來越普及，消費者對于 LCD產(chǎn)品的知識也越來越了解，這種混淆概念的

2、行為顯然會越來越?jīng)]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(tài)圖像的感知談起。大家知道，人 眼存在“視覺殘留”的現(xiàn)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(xiàn)在最新的游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(xù)顯示， 便形成動態(tài)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，如果顯示速度低于這一標準，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于40ms。這樣，對于液晶顯示器來說，響應時間40ms就成了一道坎，低 于40ms的顯示器便會出

3、現(xiàn)明顯的“拖尾”或者“殘影”現(xiàn)象。響應時間當然是越短越好，這不難理解。響應時間對于對畫面質(zhì)量要求較高的用戶而言，一直 是非常關(guān)鍵的采購指標。經(jīng)常聽到一些朋友說LCD不適合用來玩幀速較高的游戲，如CS、極 品飛車等，這也是許多游戲玩家不愿購買LCD的重要原因之一。我們不妨通過一些數(shù)據(jù)來證明一 下。30毫秒二1/0.030二每秒鐘顯示33幀畫面25毫秒二1/0.025二每秒鐘顯示40幀畫面16毫秒二1/0.016二每秒鐘顯示63幀畫面12毫秒二1/0.012二每秒鐘顯示83幀畫面可以看出隨著響應時間越來越小，響應時間在數(shù)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(shù)一直在不斷提高。說

4、到灰階響應時間，首先來看一下什么是灰階。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(xiàn)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(diào)配”出不同的色彩。這中間明暗度的層次越多，所能夠呈 現(xiàn)的畫面效果也就越細膩。以8 bit的面板為例，它能表現(xiàn)出256個亮度層次(2的8次方)，我 們就稱之為256灰階。由于液晶分子的轉(zhuǎn)動，LCD屏幕上每個點由前一種色彩過渡到后一種色彩的變化，這會有一個 時間的過程，也就是我們通常所說的響應時間。因為每一個像素點不同灰階之間的轉(zhuǎn)換過程，是長 短不一、錯綜復雜的，很難用一個客觀的尺度來進行

5、表示。因此，傳統(tǒng)的關(guān)于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(zhuǎn)換速度作為液晶面板的響應時間。由于液晶分子“由黑到 白”與“由白到黑”的轉(zhuǎn)換速度并不是完全一致的，為了能夠盡量有意義的標示出液晶面板的反應 速度，傳統(tǒng)的響應時間的定義，基本以“黑一白一黑”全程響應時間作為標準。但是當我們玩游戲或看電影時，屏幕內(nèi)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(zhuǎn)換。事實上，液晶分子轉(zhuǎn)換速度及 扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角度，需施以較大的電 壓，此時液晶分子扭轉(zhuǎn)速度較快。但涉及到不同明暗的灰度

6、切換，實現(xiàn)起來就困難了，并且日常在 顯示器上看到的所有圖像，都是灰階變化的結(jié)果，因此黑白響應的測量方式已經(jīng)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。需要說明的是，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(shù)，使灰階響應時間大大提高，反過來比傳統(tǒng)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(chǎn)品擁有8ms的灰階響應時間?；译A響應 時間與原來的黑白響應時間含義和性質(zhì)差別很大，兩者之間沒有明確的對應關(guān)系，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，總的來說，這

7、些產(chǎn)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(wěn)定、統(tǒng)一。灰階響應時間短的產(chǎn)品脫影現(xiàn)象也更少 一些，畫面質(zhì)量也更好，尤其在播放運動圖像的時候，因此游戲玩家或者愛看影碟的用戶可以更多 考慮液晶顯示器的這個參數(shù)。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(shù)量。需要注意的是，較亮的產(chǎn)品不見得就是較好的產(chǎn)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(xiàn)。其實亮度

8、的均 勻性也非常重要，但在液晶顯示器產(chǎn)品規(guī)格說明書里通常不做標注。亮度均勻與否，和背光源與反 光鏡的數(shù)量與配置方式息息相關(guān)，品質(zhì)較佳的顯示器，畫面亮度均勻，無明顯的暗區(qū)?，F(xiàn)在在液晶亮度的技術(shù)研究方面，NEC已經(jīng)研發(fā)出500cd/m2的彩色TFT液晶顯示屏模塊；松 下也開發(fā)出稱為AI(Adaptive Brightness Intonsifier)技術(shù)，做成專用IC，可以有效地將亮度提 高達350400cd/m2，已經(jīng)接近CRT顯示器水準。對于顯示器而言，響應時間、亮度、對比度都是重要的技術(shù)參數(shù)，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，對于顯示器而言，對比度這項指標更是

9、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(shù)據(jù)，例如全球銷量最大的三星 710T顯示器的對比度是600 1。為什么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。了解液晶顯示原理的朋友知道，液晶顯示器的背光源是持續(xù)點亮的，而

10、液晶面板也不可能完全 阻隔光線，要實現(xiàn)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(xiàn)層次、豐富的色階。對比度越高，圖像的銳 利程度就越高，圖像也就越清晰，顯示器所表現(xiàn)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，是用戶能夠看得見的指標，因此，也是 最容易判斷其真實性的指標。那么，對于消費者來說，多少的對比度才算夠用呢？業(yè)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，用戶經(jīng)常必須要把這兩個參數(shù)調(diào)整到近乎極限才 能

11、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著。相比國內(nèi)用戶對響應時 間的關(guān)注，歐美國家的用戶表現(xiàn)得相當理性，對對比度的關(guān)注度很高。對于用戶而言，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(jié)也可 以清晰體現(xiàn)。一般人眼可以接受的對比度一般在250： 1以上，低于這個對比度就會感覺模糊或產(chǎn) 生灰蒙蒙的感覺。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。隨著各廠商的不懈努力，目前市場上的液晶顯示器對比度多數(shù)達到了 300：1。這 個數(shù)值對文檔處理和大多數(shù)辦公應用足夠了，但對專業(yè)級應用以及游戲玩家和碟友來說則有

12、些勉為 其難了。總的來說，更高的對比度為顯示器更好的圖像表現(xiàn)提供了條件，在價位相差不大的情況下， 應該是我們優(yōu)選的對象。對比度的重要性并不是今天才被人們提出來的，主流顯示器廠商一直關(guān)注著有助于提升消費者 使用享受的每個細節(jié)，三星15英寸的全線產(chǎn)品在對比度上都達到450 1以上，足以滿足大家瀏覽 網(wǎng)頁、編寫文檔等需求。而備受游戲玩家推崇的三星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(guān)注技術(shù)前沿的消費者還驚喜地發(fā)現(xiàn)，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(yè)內(nèi)專家預言，在未來顯示器市場中，基于對比度技術(shù)的不斷發(fā)展和國內(nèi)用戶

13、對顯示器綜合指 標趨于理性的認識，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(shù) 不斷升級的主流指標。液晶顯示器的像素間距(pixel pitch)的意義類似于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(zhì)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(shù)值，不過液晶的點距對于產(chǎn)品性 能的重要性卻遠沒有對后者那么高。CRT的點距會因為蔭罩或光柵的設(shè)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(shù)量則是固定的，因此在尺寸與分辨率都相 同的情況下，

14、大多數(shù)液晶顯示器的像素間距基本相同。分辨率為1024X768的15英寸液晶顯示器， 其像素間距均為0.297mm(亦有某些產(chǎn)品標示為0.30mm)，而17寸的均為0.264mm。所以對于同尺 寸的液晶的價格一般與點距基本沒有關(guān)系。下面本站也將現(xiàn)今一些常見尺寸的LCD點距列出，以供網(wǎng)友進行參考：英寸(800X600) - 0.308 毫米英寸(1024X768) - 0.240 毫米英寸(1024X768) - 0.279 毫米英寸(1400X1050) - 0.204 毫米英寸(1024X768) - 0.297 毫米15 英寸(1400X1050) - 0.218 毫米英寸(1600X120

15、0)-0.190毫米英寸(1280X1024)-0.248毫米英寸(1280X1024)-0.264毫米英寸寬屏 (1280X768) - 0.2895 毫米17.4 英寸(1280X1024)- 0.27 毫米英寸(1280X1024)-0.281毫米英寸(1280X1024)-0.294毫米19 英寸(1600X1200)-0.242毫米英寸寬屏 (1680X1050) - 0.243 毫米英寸寬屏 (1680X1050) - 0.258 毫米英寸(1200X1024) - 0.312 毫米英寸(1600X 1200) - 0.255 毫米英寸(2560X2048) - 0.156 毫米2

16、0.8 英寸(2048X 1536) - 0.207 毫米21.3 英寸(1600X1200) - 0.27 毫米21.3 英寸(2048X1536) - 0.21 毫米英寸寬屏(1600X1024) - 0.294 毫米英寸(3840X2400) - 0.1245 毫米英寸寬屏 (1920X1200) - 0.258 毫米23.1 英寸(1600X1200) - 0.294 毫米色彩數(shù)就是屏幕上最多顯示多少種顏色的總數(shù)。對屏幕上的每一個像素來說，256種顏色要用 8位二進制數(shù)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(shù)表示，我們就叫它16位圖，

17、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，所以這種液品板也叫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 品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(shù)，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(shù)不能獲得完整的8bit (256 色)效果，通常是253種顏色，那么三個

18、253相乘就基本是16.2M色。也就是說我們通常用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色占主流。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，在垂直于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，這個角度范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

19、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 器色彩的鮮艷程度，是液晶產(chǎn)品非常重要的參數(shù)。色彩飽和度是以顯示器三原色色彩范圍為分子，NTSC所規(guī)定的三原色色彩范圍為分母，求百 分比。如果某臺顯示器色彩飽和度為“72%NTSC”，那表明這臺顯示器可以顯示的顏色范圍為NTSC 規(guī)定的百分之七十二。由于液晶每個象素由紅、綠、藍(RGB)子象素組成，背光通過液晶分子后依靠RGB象素組合 成任意顏色光。如果RGB三原色越鮮艷，那么顯示器可以表示的顏色

20、范圍就越廣。如果顯示器三原 色不鮮艷，那這臺顯示器所能顯示的顏色范圍就比較窄，因為其無法顯示比三原色更鮮艷的顏色。 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(shù)和成本，市面上各 款液晶顯示器檔次不同，其鮮艷程度亦大不相同，目前最高標準為72 % NTSC oFUJITSU 的 MVA富士通Fujitsu的MVA (Multi-domain Vertical Alignment)技術(shù)以字面翻譯來看就是一種多 象限垂直配向技術(shù)。它是利用突出物使液晶靜止時并非傳統(tǒng)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

21、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(nèi)。MVA在制作程序來說并不會增加太多困難的技術(shù)，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(quán)制造。HITACHI 的 IPS日立Hitachi的IPS (In-Plane Switching)技術(shù)是以液晶分子平面切換的方式來改善視角， 利用空間厚度、摩擦強度并有效利用橫向電場驅(qū)動的改變讓液晶分子做最大的平面旋轉(zhuǎn)角度來增加 視角；換句話說，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(zhuǎn)切換作為背光通過方式。在商

22、品的制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(nèi)。但Hitachi仍舊改良IPS技術(shù)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(nèi)，NTSC色純度比也由50% 提升至60%以上。目前亦有少數(shù)廠商授權(quán)制造，算是與MVA技術(shù)并駕齊驅(qū)。NEC 的 ExtraViewNEC作為全球能生產(chǎn)20英寸液晶屏數(shù)不多的生產(chǎn)商之一，其也研制出可以擴大可視角度的 ExtraView技術(shù)。XtraView增加了瀏覽角度，確保了用戶可以獲得最佳的顯示性能，并可以在上下、 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

23、戶可以縱向和橫向模式觀看屏。此技 術(shù)目前只應用于NEC的LCD產(chǎn)品中。SAMSUNG 的 PVA三星Samsung電子的PVA (Patterned Vertical Alignment)技術(shù)則是一種圖像垂直調(diào)整技術(shù)， 該技術(shù)直接改變液晶單元結(jié)構(gòu)，讓顯示效能大幅提升，其視角可達170度，反應時間達25ms以內(nèi)， 500:1的超高對比能力以及高達70%的原色顯示能力。PANASONIC 的 OCB日本松下(Panasonic)所開發(fā)的 OCB (Optical Compensated Birefringence)則有不一樣的 做法，完全以新開發(fā)的液晶材料與光學補償膜作為核心材質(zhì)，是一種高速反應的光學自己補償型復 折射式技術(shù)，雖然在視角的呈現(xiàn)上僅有進步達140度以上，但反應時間卻能縮短至10ms以內(nèi)，而 色純度的改進為傳統(tǒng)TFT三倍以上，多半用于娛樂視聽型彩色液品顯示器面板，這也是Panasonic PC用彩色液品顯示器的售價居高不下的原因。HYUNDAI 的 FFS現(xiàn)代Hyundai電子則采用FFS (Fringe Field Switching)技術(shù)也不需要額外的光學補償膜， 主要是