液晶面板类型.doc

液晶面板类型大全一个液晶显示器的好坏首先要看它的面板，因为面板的好坏直接影响到画面的观看效果，并且液晶电视面板占到了整机成本了一半以上，是影响液晶电视的造价的主要因素，所以要选一款好的液晶显示器，首先要选好它的面板。液晶面板可以在很大程度上决定液晶显示器的亮度、对比度、色彩、可视角度等非常重要的参数。液晶面板发展的速度很快，从前些年的三代，迅速发展到四代、五代，然后跳过六代达到七代，而更新的第八代面板也在谋划之中。目前生产液晶面板的厂商主要为三星、LG-Philips、友达等，由于各家技术水平的差异，生产的液晶面板也大致分为机种不同的类型。常见的有TN面板、MVA和PVA等VA类面板、IPS面板以及CPA面板。 1、TN面板 TN全称为Twisted Nematic(扭曲向列型)面板，低廉的生产成本使TN成为了应用最广泛的入门级液晶面板，在目前市面上主流的中低端液晶显示器中被广泛使用。目前我们看到的TN面板多是改良型的TN+film，film即补偿膜，用于弥补TN面板可视角度的不足，目前改良的TN面板的可视角度都达到160，当然这是厂商在对比度为101的情况下测得的极限值，实际上在对比度下降到100:1时图像已经出现失真甚至偏色。作为6Bit的面板，TN面板只能显示红/绿/蓝各64色，最大实际色彩仅有262.144种，通过“抖动”技术可以使其获得超过1600万种色彩的表现能力，只能够显示0到252灰阶的三原色，所以最后得到的色彩显示数信息是16.2 M色，而不是我们通常所说的真彩色16.7M色；加上TN面板提高对比度的难度较大，直接暴露出来的问题就是色彩单薄，还原能力差，过渡不自然。 TN面板的优点是由于输出灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，响应时间容易提高，目前市场上8ms以下液晶产品基本采用的是TN面板。另外三星还开发出一种B-TN(Best-TN)面板，它其实是TN面板的一种改良型，主要为了平衡TN面板高速响应必须牺牲画质的矛盾。同时对比度可达7001，已经可以和MVA或者早期PVA的面板相接近了。台湾很多面板厂商生产TN面板，TN面板属于软屏，用手轻轻划会出现类似的水纹，另外仔细看屏幕大致是这样的： 2、VA类面板 VA类面板是现在高端液晶应用较多的面板类型，属于广视角面板。和TN面板相比，8bit的面板可以提供16.7M色彩和大可视角度是该类面板定位高端的资本，但是价格也相对TN面板要昂贵一些。VA类面板又可分为由富士通主导的MVA面板和由三星开发的PVA面板，其中后者是前者的继承和改良。VA类面板的正面（正视）对比度最高，但是屏幕的均匀度不够好，往往会发生颜色漂移。锐利的文本是它的杀手锏，黑白对比度相当高。 富士通的MVA技术(Multi-domain Vertical Alignment，多象限垂直配向技术)可以说是最早出现的广视角液晶面板技术。该类面板可以提供更大的可视角度，通常可达到170。通过技术授权，我国台湾省的奇美电子(奇晶光电)、友达光电等面板企业均采用了这项面板技术。改良后的P-MVA类面板可视角度可达接近水平的178，并且灰阶响应时间可以达到8ms以下 三星Samsung电子的PVA（Patterned Vertical Alignment）技术同样属于VA技术的范畴，它是MVA技术的继承者和发展者。其综合素质已经全面超过后者，而改良型的S-PVA已经可以和P-MVA并驾齐驱，获得极宽的可视角度和越来越快的响应时间。PVA采用透明的ITO电极代替MVA中的液晶层凸起物，透明电极可以获得更好的开口率，最大限度减少背光源的浪费。这种模式大大降低了液晶面板出现“亮点”的可能性，在液晶电视时代的地位就相当于显象管电视时代的“珑管”。三星主推的PVA模式广视角技术，由于其强大的产能和稳定的质量控制体系，被日美厂商广泛采用。目前PVA技术广泛应用于中高端液晶显示器或者液晶电视中。VA类面板也属于软屏，用手轻轻划会出现类似的水纹，仔细看屏幕大致是这样的： 3、IPS面板 IPS（In-Plane Switching，平面转换）技术是日立公司于2001推出的液晶面板技术，俗称“Super TFT”。IPS阵营以日立为首，聚拢了LG-飞利浦、瀚宇彩晶、IDTech(奇美电子与日本IBM的合资公司)等一批厂商，不过在市场能看到得型号不是很多。IPS面板最大的特点就是它的两极都在同一个面上，而不象其它液晶模式的电极是在上下两面，立体排列。由于电极在同一平面上，不管在何种状态下液晶分子始终都与屏幕平行，会使开口率降低，减少透光率，所以IPS应用在LCD TV上会需要更多的背光灯。此外还有一种S-IPS面板属于IPS的改良型 IPS面板的优势是可视角度高、响应速度快，色彩还原准确，价格便宜。不过缺点是漏光问题比较严重，黑色纯度不够，要比PVA稍差，因此需要依靠光学膜的补偿来实现更好的黑色。目前IPS面板主要由LG-飞利浦生产。和其他类型的面板相比，IPS面板的屏幕较为“硬”，用手轻轻划一下不容易出现水纹样变形，因此又有硬屏之称。仔细看屏幕时，如果看到是方向朝左的鱼鳞状象素，加上硬屏的话，那么就可以确定是IPS面板了。 4、CPA面板（ASV面板） CPA（Continuous Pinwheel Alignment,连续焰火状排列）模式广视角技术（软屏），CPA模式广视角技术严格来说也属于VA阵营的一员，各液晶分子朝着中心电极呈放射的焰火状排列。由于像素电极上的电场是连续变化的，所以这种广视角模式被称为“连续焰火状排列”模式。而CPA则由“液晶之父”夏普主推，这里需要注意的是夏普一向所宣传的ASV其实并不是指某一种特定的广视角技术，它把所采用过TN+Film、VA、CPA广视角技术的产品统称为ASV。其实只有CPA模式才是夏普自己创导的广视角技术，该模式的产品与MVA和PVA基本相当。也就是说，夏普品牌的LCD电视未必就是采用夏普自己生产的CPA模式液晶面板，它有可能采用台湾厂家的VA模式面板或者其他厂家的液晶面板。夏普的CPA面板色彩还原真实、可视角度优秀、图像细腻，价格比较贵，并且夏普很少向其他厂商出售CPA面板。CPA面板也属于软屏，用手轻轻划会出现类似的水纹，仔细看屏幕大致是这样的： 此外还有一些其他厂商也有自己的液晶面板技术，比如NEC的ExtraView技术、松下的OCB技术、现代的FFS技术等，这些技术都是对旧的TFT面板的改进，提供了可视角度和响应时间，通常只用在自有品牌的液晶显示器或者液晶电视上使用。其实以上这些面板都属于TFT类面板，只不过现在各种面板有自己的技术和名称，所以TFT这个名字反而不常使用了。 超广角技术1. TN+film 2. MVA 3. IPS 機械所池弘偉， 光電所陸為中， 光電所盧勝利 机械所池弘伟，光电所陆为中，光电所卢胜利 1. TN+film 1. TN+film TN TN 其顯像原理是將液晶材料置於兩片貼附光軸垂直偏光板之透明導電玻璃間，液晶 其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间，液晶 分子會依配向膜的細溝槽方向依序旋轉排列，如果電場未形成，光線會順利的從 分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列，如果电场未形成，光线会顺利的从 偏光板射入，依液晶分子旋轉其行進方向，然後從另一邊射出。 偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另一边射出。 如果在兩片導電 如果在两片导电 玻璃通電之後，兩片玻璃間會造成電場，進而影響其間液晶分子的排列，使其分 玻璃通电之后，两片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分 子棒進行扭轉，光線便無法穿透，進而遮住光源。 子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。 這樣所得到光暗對比的現象， 这样所得到光暗对比的现象， 叫做扭轉式向列場效應，簡稱TNFE（twisted nematic field effect）。 叫做扭转式向列场效应，简称TNFE（twisted nematic field effect）。 在電子產品中 在电子产品中 所用的液晶顯示器，幾乎都是用扭轉式向列場效應原理所製成。 所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成。 目前市售的notebook LCD 通常不會應用廣視角技術, 因為考量notebook 是個人使 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, 廣視角效益不大, 而monitor 通常會使用廣視角, 考量使用monitor 時可能會 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 秀一些資料或畫面給在旁邊的人看. 秀一些资料或画面给在旁边的人看. TN+FILM TN+FILM 從技術的觀點來看，TN+Film 是廣視角技術中容易實現的方法。 从技术的观点来看，TN+Film是广视角技术中容易实现的方法。 要解決這個 要解决这个 問題最簡單的方法就是在面板外面貼上光學補償膜。 问题最简单的方法就是在面板外面贴上光学补偿膜。 既然在TN 在暗狀態時，傾 既然在TN在暗状态时，倾 斜看面板會看到正的相位延遲(因為自然光因為偏光片造成直線偏光, 而當這個 斜看面板会看到正的相位延迟(因为自然光因为偏光片造成直线偏光,而当这个 直線偏光入射到LC 分子的長軸時直線偏光會隨著LC 分子扭轉而會轉移方向, 直线偏光入射到LC分子的长轴时直线偏光会随着LC分子扭转而会转移方向, 當不滿逐一個方程式的時候在cell內的光會形成橢圓偏光而造成部分光線穿透 当不满逐一个方程式的时候在cell内的光会形成椭圆偏光而造成部分光线穿透 出偏光片而造成漏光現象) 造成漏光，那就會用負的相位延遲之補償方式來抵 出偏光片而造成漏光现象)造成漏光，那就会用负的相位延迟之补偿方式来抵 銷。 销。 一層特殊的薄膜(轉向膜或是)加在面板的上表面就可以將水平視角從90 度改 一层特殊的薄膜(转向膜或是)加在面板的上表面就可以将水平视角从90度改 善到140 度。 善到140度。 早期的補償模做的不盡理想，因為當時開發的補償膜有一特定光 早期的补偿模做的不尽理想，因为当时开发的补偿膜有一特定光 軸，這樣並沒有辦法補償光軸方向不同的液晶層的延遲相位。 轴，这样并没有办法补偿光轴方向不同的液晶层的延迟相位。 補償膜主要是補償 补偿膜主要是补偿 面板的暗狀態，以提高對比，此廣視角補償膜不同於一般高分子膜，是利用盤狀 面板的暗状态，以提高对比，此广视角补偿膜不同于一般高分子膜，是利用盘状 化合物所組成，並命名廣視角膜(Wide Viewing Film)，不過這種補償膜仍無法完 化合物所组成，并命名广视角膜(Wide Viewing Film)，不过这种补偿膜仍无法完 全解決灰階反轉的問題且響應速度慢這兩大問題依舊無法改善。 全解决灰阶反转的问题且响应速度慢这两大问题依旧无法改善。 TN+Film 法也許 TN+Film法也许 不是最佳的廣視角解決方案但它是最簡單的方法並且良率極高(幾乎與標準 不是最佳的广视角解决方案但它是最简单的方法并且良率极高(几乎与标准 TFT-TN 一樣)。 TFT-TN一样)。 判斷monitor 是不是使用TN+film 最簡單的方法就是去看灰階反轉，下視角是最 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 容易看到灰階反轉的角度，把monitor 隨便切到一個有不同顏色與亮度的圖案， 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， 把臉貼到monitor 下方然後眼睛往上看，如果看到灰階反轉的現象(就是亮的地方 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 變暗, 暗的地方變亮)，就可以肯定這是TN+film 型monitor 了。 变暗,暗的地方变亮)，就可以肯定这是TN+film型monitor了。 如果是notebook 如果是notebook Page 2 Page 2 液晶螢幕，連左右視角都很容易看到 液晶萤幕，连左右视角都很容易看到 所謂TN+film 就是在原來的TN 型TFT-LCD 上貼上一種廣視角補償膜，這種廣視 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 角補償膜是FujiFilm (沒錯，就是作底片的那一家) 的獨家專利技術，稱為Fuji 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，一旦貼上這種補償膜，以對比為定義 Wide View Film，一旦贴上这种补偿膜，以对比为定义 原本大約左右視角100 度，上下視角60 度，立刻增加到左右140 度，上下120 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 還是沒有解決灰階反轉的問題。 度，但是TN+film还是没有解决灰阶反转的问题。 2. MVA 2. MVA MVA 是Fujitsu 所開發出來的獨家專利技術，除Fujitsu 之外，台灣尚有奇美電子 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 與友達光電獲得授權生產，MVA 可以做到上下視角與左右視角都超過160 度(但 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 不是每個方位有有這樣的視角)，並且解決了大部分灰階反轉的問題，除非是從 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 很特殊的方位並且很大的角度去看才有可能看到灰階反轉。 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。 在廣視角技術中，較多廠商使用的技術為多區域垂直排列(MVA)和橫向電場 在广视角技术中，较多厂商使用的技术为多区域垂直排列(MVA)和横向电场 切換技術(IPS)，並且針對各自的缺點加以改進以符合高畫質的要求。 切换技术(IPS)，并且针对各自的缺点加以改进以符合高画质的要求。 除了這兩個 除了这两个 技術之外，尚有其他廣視角技術可達到高畫質的要求。 技术之外，尚有其他广视角技术可达到高画质的要求。 例如有優異反應速度的FFS: 例如有优异反应速度的FFS: Fringe Field Switching技術，以及夏普發展的ASV(Advance Super View)技術。 Fringe Field Switching技术，以及夏普发展的ASV(Advance Super View)技术。 此兩 此两 種技術具有不同的液晶對齊方式，可縮短液晶面板的反應時間，提供廣視角及較 种技术具有不同的液晶对齐方式，可缩短液晶面板的反应时间，提供广视角及较 佳的顯示特徵，如對比及顏色飽和度等。 佳的显示特征，如对比及颜色饱和度等。 FFS 方式是在畫電極間L 距下方設置一般電極，補助容量Cs 存在於光穿 FFS方式是在画电极间L距下方设置一般电极，补助容量Cs存在于光穿 透領域，施加電壓就會產生邊界電場使液晶在電極上旋轉，因此可獲得高穿透率 透领域，施加电压就会产生边界电场使液晶在电极上旋转，因此可获得高穿透率 效果如圖(一)所示。 效果如图(一)所示。 兩者在穿透面積上有很大的差異，在IPS mode，電極間距比 两者在穿透面积上有很大的差异，在IPS mode，电极间距比 cell gap 和電極寬度都要大，所以電極間主要以水平電場為主，當加電壓時，水 cell gap和电极宽度都要大，所以电极间主要以水平电场为主，当加电压时，水 平排列分子受到力矩的作用，主要在XY 平面上旋轉，調變光的穿透，在電極上 平排列分子受到力矩的作用，主要在XY平面上旋转，调变光的穿透，在电极上 方的液晶分子由於水平電場較弱，並沒有對光穿透的調制有多大貢獻，所以讓電 方的液晶分子由于水平电场较弱，并没有对光穿透的调制有多大贡献，所以让电 極間距比cell gap 和電極寬度都要小，這時調變液晶分子的場則以Fringe field 為 极间距比cell gap和电极宽度都要小，这时调变液晶分子的场则以Fringe field为 主，這種電場分布，在Z 方向有較大分量，可以調變液晶分子的面積也較大。 主，这种电场分布，在Z方向有较大分量，可以调变液晶分子的面积也较大。 Page 3 Page 3 (圖一) (图一) (圖二) (图二) 圖二不同電級間距下所得到的電壓與穿透率的關係圖，發現穿透電級間距 图二不同电级间距下所得到的电压与穿透率的关系图，发现穿透电级间距 愈小其穿透率愈高，電極穿透率最大可到7。 愈小其穿透率愈高，电极穿透率最大可到7。 比較傳統TN mode LCD、IPS mode 比较传统TN mode LCD、IPS mode LCD 和FFS mode LCD 的穿透率，結果如圖三所示，FFS mode LCD 的穿透率幾乎 LCD和FFS mode LCD的穿透率，结果如图三所示，FFS mode LCD的穿透率几乎 可以和TN mode LCD 的穿透率相當，此外，FFS mode LCD 的穩定穿透率之電壓 可以和TN mode LCD的穿透率相当，此外，FFS mode LCD的稳定穿透率之电压 範圍也比IPS mode 大。 范围也比IPS mode大。 圖四是比較使用正型和負型液晶的差異，當採用正型液 图四是比较使用正型和负型液晶的差异，当采用正型液 晶時，雖然操作電壓比較低，但是穿透率也很低，這是因為正型液晶分子會傾向 晶时，虽然操作电压比较低，但是穿透率也很低，这是因为正型液晶分子会倾向 於和電場方向平行，所以在電極上方的分子會比較傾向於翹起，這對光穿透沒有 于和电场方向平行，所以在电极上方的分子会比较倾向于翘起，这对光穿透没有 多大的貢獻，相反的，當採用負型液晶時，液晶分子傾向於和電場方向垂直，所 多大的贡献，相反的，当采用负型液晶时，液晶分子倾向于和电场方向垂直，所 以當加電場時，由於電場在Z 方向也有分量，使的液晶分子為了和電場方向垂 以当加电场时，由于电场在Z方向也有分量，使的液晶分子为了和电场方向垂 直，主要都在XY 平面旋轉，這樣反而比使用正型液晶的穿透率高。 直，主要都在XY平面旋转，这样反而比使用正型液晶的穿透率高。 (圖三) (图三) (圖四) (图四) Sharp公司的ASV(Advance Super View)技術，可提供視角在水平及垂直方向皆 Sharp公司的ASV(Advance Super View)技术，可提供视角在水平及垂直方向皆 為170度，反應時間為25 ms的液晶面板。 为170度，反应时间为25 ms的液晶面板。 下圖為TN液晶面板和ASV技術液晶面板 下图为TN液晶面板和ASV技术液晶面板 的比較側視圖。 的比较侧视图。 ASV技術中在電場為on狀態時，傾斜的液晶分子讓各角度看起來 ASV技术中在电场为on状态时，倾斜的液晶分子让各角度看起来 畫面相同，因此能達到廣視角的目的。 画面相同，因此能达到广视角的目的。 ASV技術的液晶分子為類似軸向傾斜對 ASV技术的液晶分子为类似轴向倾斜对 齊，提供水平與垂直各170度的視角。 齐，提供水平与垂直各170度的视角。 ASV技術採用類似垂直排列的CPA(Continuous Pinwheel Alignment)排列方 ASV技术采用类似垂直排列的CPA(Continuous Pinwheel Alignment)排列方 式，如下圖所示。 式，如下图所示。 每個畫素(pixel)具有多個方形且圓角的次畫素電極(sub-pixel 每个画素(pixel)具有多个方形且圆角的次画素电极(sub-pixel electrode)。 electrode)。 液晶分子在off 狀態為垂直排列(homeotropic alignment)。 液晶分子在off状态为垂直排列(homeotropic alignment)。 當電場為on 狀 当电场为on状 態時，液晶分子會隨著電場(diagonal electric field)向著次畫素電極中心傾斜，形成 态时，液晶分子会随着电场(diagonal electric field)向着次画素电极中心倾斜，形成 軸對稱對齊(axialsymmetrical alignment)。 轴对称对齐(axialsymmetrical alignment)。 由於次畫素電極的電場為連續變化，因 由于次画素电极的电场为连续变化，因 此不會有明顯的區域界線(domain boundary)產生。 此不会有明显的区域界线(domain boundary)产生。 Page 4 Page 4 TFT-LCD 解決了視角問題，其優越性更加提昇，但還有發展的空間，下表是比 TFT-LCD解决了视角问题，其优越性更加提升，但还有发展的空间，下表是比 較液晶顯示器和CRT 以及電將顯示器的優缺點，可以發現液晶顯示器解決了視 较液晶显示器和CRT以及电将显示器的优缺点，可以发现液晶显示器解决了视 角問題，就有能力能取代CRT 和電漿顯示器，成為家庭數位電視的產品。 角问题，就有能力能取代CRT和电浆显示器，成为家庭数位电视的产品。 TFT 使用之廣視角補償膜(Wide View Film, WV Film)，1996 年由日本富士寫真開 TFT使用之广视角补偿膜(Wide View Film, WV Film)，1996年由日本富士写真开 發製作，由於可直接貼附在偏光板搭配TN 型產品即可達成廣視角之效果；而) IPS 发制作，由于可直接贴附在偏光板搭配TN型产品即可达成广视角之效果；而) IPS 起初是由Hitachi 所發展，但現在NEC 及Nokia 也採用這項技術； MVA 這項技 起初是由Hitachi所发展，但现在NEC及Nokia也采用这项技术； MVA这项技 術是富士通公司開發的，目前台灣奇美(在大陸奇麗是奇美的子公司)和台灣友達 术是富士通公司开发的，目前台湾奇美(在大陆奇丽是奇美的子公司)和台湾友达 獲得授權使用此技術；除了上面三种廣視角技術外，還有液晶之父SHARP 獨家 获得授权使用此技术；除了上面三种广视角技术外，还有液晶之父SHARP独家 的ASV 技術，韓國SAMSUNG 的一种變形MVA 技術“PVA”，以及韓國現代 的ASV技术，韩国SAMSUNG的一种变形MVA技术“PVA”，以及韩国现代 (HYDIS)的IPS 的變形“FFS”等技術。 (HYDIS)的IPS的变形“FFS”等技术。 在LCD 中，輸出到屏幕前的光線是具有特定的方向的。 在LCD中，输出到屏幕前的光线是具有特定的方向的。 大多數從LCD 屏幕 大多数从LCD屏幕 射出的光是呈垂直方向，因此，用戶從側面較大角度觀看畫面的時候就會出現前 射出的光是呈垂直方向，因此，用户从侧面较大角度观看画面的时候就会出现前 面提到的現象。 面提到的现象。 如果一個人使用LCD 的話，這種缺點就無關緊要，但若要多人 如果一个人使用LCD的话，这种缺点就无关紧要，但若要多人 觀看，且又不影響原本性能，廣視角技術就相當重要，不過讓人欣慰的是，各大 观看，且又不影响原本性能，广视角技术就相当重要，不过让人欣慰的是，各大 LCD 廠商都一直致力解決視角問題，並且推出了相關的技術；這些廣視角技術 LCD厂商都一直致力解决视角问题，并且推出了相关的技术；这些广视角技术 可以將LCD 的視角增加到160甚至更多，可以改善LCD 的視角特性。 可以将LCD的视角增加到160甚至更多，可以改善LCD的视角特性。 液晶顯示器 液晶显示器 陰極管螢幕 阴极管萤幕 (CRT) (CRT) 亮度 亮度 (+) 170 to 250 (+) 170 to 250 cd/m cd/m 2 2 () 80 to 120 () 80 to 120 cd/m cd/m 2 2 對比 对比 () 200:1 至 () 200:1至 400:1 400:1 (+) 350:1 至 (+) 350:1至 700:1 700:1 視角(對 视角(对 比10:1) 比10:1) () 110 到170 () 110到170 度 度 (+) 超過150 (+)超过150 度 度 視角(色 视角(色 彩) 彩) (-) 50 度125 (-) 50度125 度 度 () 超過120 ()超过120 度 度 Gamma Gamma (色彩品 (色彩品 質) 质) () 令人滿意 ()令人满意 (+) 達相片品 (+)达相片品 質 质 響應時間 响应时间 (-) 20 至30 (-) 20至30 msec msec (+) 人眼無感 (+)人眼无感 覺 觉 功率消耗 功率消耗 (+) 25 t至40 (+) 25 t至40 瓦 瓦 (-) 60 至150 (-) 60至150 瓦 瓦 Page 5 Page 5 3. IPS 3. IPS IPS 最早由Hitachi 所發展，另外IBM Japan, NEC, Toshiba 等也擁有IPS 技術，國 IPS最早由Hitachi所发展，另外IBM Japan, NEC, Toshiba等也拥有IPS技术，国 內則有瀚宇彩晶獲得Hitachi 的授權生產，IPS 上下視角與左右視角號稱到170 度 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 (但不是每個方位都有這樣的視角)，並解決大部分灰階反轉問題。 (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。 除了以上三項廣視角技術，比較有名的廣視角技術，另有Sharp 擁有獨家專利 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，韓國的Samsung 有一種MVA 的變形叫做PVA 的，韓國的Hydis (原Hyundai 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 部門)則擁有IPS 的變形FFS 等。 的TFT-LCD部门)则拥有IPS的变形FFS等。 Reference: Reference: http:/www.big5.tomshardware.com/display/99q2/990624/index.html http:/www.big5.tomshardware.com/display/99q2/990624/index.html http:/taiwan.cnet.com/hardware/features/story/0,2000025781,20030530, http:/taiwan.cnet.com/hardware/features/story/0,2000025781,20030530, 00.htm 00.htm 液晶顯示器技術手冊 液晶显示器技术手册 Page 1 Page 1 LCD 相關知識 LCD相关知识 顯示器這種東西是比較級的，在某一家店看完一款顯示器，過條馬路到另一家店看另一款， 显示器这种东西是比较级的，在某一家店看完一款显示器，过条马路到另一家店看另一款， 回家之後你絕對不知道哪一款比較好，唯一的印象只剩下誰的造型炫，以及誰的比較貴。 回家之后你绝对不知道哪一款比较好，唯一的印象只剩下谁的造型炫，以及谁的比较贵。 挑選的方法應該是，根據你的預算以及想買的規格，事先先選好你比較喜歡的幾台，擺在一 挑选的方法应该是，根据你的预算以及想买的规格，事先先选好你比较喜欢的几台，摆在一 起作比較。 起作比较。 解析度 解析度 目前市面上LCD monitor可以買得到的大概有以下幾種解析度： 目前市面上LCD monitor可以买得到的大概有以下几种解析度： XGA: 1024*768 XGA: 1024*768 SXGA: 1280*1024 SXGA: 1280*1024 SXGA+: 1400*1050 SXGA+: 1400*1050 UXGA: 1600*1200 UXGA: 1600*1200 另外還有一些解析度更高的面板(通常是有特殊用途的)，以及在台灣大概還沒有人在用的寬 另外还有一些解析度更高的面板(通常是有特殊用途的)，以及在台湾大概还没有人在用的宽 螢幕16:9 or 16:10，在此先不討論。 萤幕16:9 or 16:10，在此先不讨论。 液晶顯示器的解析度表示它可以顯示的點的數目，這是一個固定值, 沒有辦法調整的，同樣 液晶显示器的解析度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，解析度越高則可以顯示的畫面越細緻。 的尺寸之下，解析度越高则可以显示的画面越细致。 假設你買了一個XGA的monitor，則你的 假设你买了一个XGA的monitor，则你的 顯示卡千萬不要設定成其他解析度比如說800*600，因為在這種情況之下電腦實際上是把一 显示卡千万不要设定成其他解析度比如说800*600，因为在这种情况之下电脑实际上是把一 個800*600的畫面scale成1024*768在顯示，結果就是看到一個比較模糊的畫面。 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。 正確的做法 正确的做法 就是，買了什麼解析度的monitor，顯示卡就設定成那個解析度。 就是，买了什么解析度的monitor，显示卡就设定成那个解析度。 DVI (Digital Visual Interface) DVI (Digital Visual Interface) 電腦處理的是數位信號，處理完之後送出來的也是數位信號，但是傳統的CRTmonitor使用的 电脑处理的是数位信号，处理完之后送出来的也是数位信号，但是传统的CRTmonitor使用的 是類比信號，為了與CRT溝通，送到CRT的信號必須先轉換成類比的才能使用。 是类比信号，为了与CRT沟通，送到CRT的信号必须先转换成类比的才能使用。 因此一般顯示 因此一般显示 卡的輸出(D-sub, 就是有15 pin的那個小插槽)送的是類比信號，LCD monitor使用的也是數 卡的输出(D-sub,就是有15 pin的那个小插槽)送的是类比信号，LCD monitor使用的也是数 位信號，但是為了與一般顯示卡相容，所以會設計成可以接收D-sub接頭送出來的類比信號， 位信号，但是为了与一般显示卡相容，所以会设计成可以接收D-sub接头送出来的类比信号， 然後再把這個類比信號轉換成數位信號去處理與顯示。 然后再把这个类比信号转换成数位信号去处理与显示。 這裡就產生一個問題了，不論是數位轉類比或類比轉數位，一定都會有信號的遺失，因此為 这里就产生一个问题了，不论是数位转类比或类比转数位，一定都会有信号的遗失，因此为 了與CRT相容的這個愚蠢理由，LCD monitor進行了兩次本來不必要的信號損失，造成的結果 了与CRT相容的这个愚蠢理由，LCD monitor进行了两次本来不必要的信号损失，造成的结果 就是，看到的畫面會有一點點模糊，而其實LCD原本的能力可以顯示得更清楚。 就是，看到的画面会有一点点模糊，而其实LCD原本的能力可以显示得更清楚。 由於這兩年液晶顯示器開始熱賣，顯示卡廠商也開始推出可以直接輸出數位視訊的顯示卡， 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位视讯的显示卡， 也就是多了一個叫作DVI的插槽，如果你買一個有DVI插槽的顯示卡，再買一個有DVI插槽的 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，這時LCD monitor所顯示的清晰程度才是該LCD原本所設計出來的能力。 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。 當然, 這樣的組合現在好像有比較貴，如果你不是對畫質非常挑剔可以用就好的話，可以考 当然,这样的组合现在好像有比较贵，如果你不是对画质非常挑剔可以用就好的话，可以考 慮省這筆錢。 虑省这笔钱。 壞點(dot defect) 坏点(dot defect) 所謂壞點，是指液晶顯示器上無法控制的恆亮或恆暗的點。 所谓坏点，是指液晶显示器上无法控制的恒亮或恒暗的点。 壞點的造成是液晶面板生產時因各種因素造成的瑕疵，可能是particle落在面板裡面，可能 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 是靜電傷害破壞面板，可能是製程控制不良等等。 是静电伤害破坏面板，可能是制程控制不良等等。 Page 2 Page 2 壞點分為兩種：亮點與暗點，亮點就是在任何畫面下恆亮的點，切換到黑色畫面就可以發現； 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； 暗點就是在任何畫面下恆暗的點，切換到白色畫面就可以發現。 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。 一般來說，亮點會比暗點更令人無法接受，所以很多monitor廠商會保證無亮點，但好像比 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，但好像比 較少保證無暗點的。 较少保证无暗点的。 有些面板廠商會在出貨前把亮點修成暗點，另外某些種類的面板只可能 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 有暗點不可能有亮點，例如MVA, IPS的液晶面板。 有暗点不可能有亮点，例如MVA, IPS的液晶面板。 面板廠商會把有壞點的面板降價賣出，通常是無壞點算A grade，三點以內算B grade，六點 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 以內算C grade，一般來說這都是可以正常出貨的。 以内算C grade，一般来说这都是可以正常出货的。 至於更低等級的面板，在景氣好面板缺貨的時候(例如2000年時)還是會有人來買，今年的話， 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， 大家眼睛最好也睜大一點。 大家眼睛最好也睁大一点。 壞點沒有辦法修，如果你買的monitor有保固壞點，你拿去退給他他就是換一台給你。 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。 mura mura mura本來是一個日本字，隨著日本的液晶顯示器在世界各地發揚光大，這個字在顯示器界就 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 變成一個全世界都可以通的文字。 变成一个全世界都可以通的文字。 mura是指顯示器亮度不均勻造成各種痕跡的現象，最簡單的判斷方法就是在暗室中切換到黑 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 色畫面以及其他低灰階畫面，然後從各種不同的角度用力去看，隨著各式各樣的製程瑕疵， 色画面以及其他低灰阶画面，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， 液晶顯示器就有各式各樣的mura。 液晶显示器就有各式各样的mura。 可能是橫向條紋或四十五度角條紋，可能是切得很直的方塊，可能是某個角落出現一塊，可 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 能是花花的完全沒有規則可言東一塊西一塊的痕跡。 能是花花的完全没有规则可言东一块西一块的痕迹。 mura不會對使用上造成什麼影響，這屬於品味問題，面板廠商會把有mura的面板打成次級品 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 用較低價格賣出，但是我沒有聽說monitor廠商有那種保證無mura的。 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。 這個通常也不會寫進 这个通常也不会写进 monitor規格，所以買之前眼睛睜大一點，買到了只好自認倒楣。 monitor规格，所以买之前眼睛睁大一点，买到了只好自认倒楣。 對比 对比 顯示器的對比是這樣定義的-在暗室之中，白色畫面下的亮度除以黑色畫面下的亮度，因此 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，則對比值越高。 白色越亮、黑色越暗，则对比值越高。 一般LCD monitor的規格書上都會寫出它的對比值，但是這個值通常只能參考，因為面板廠 一般LCD monitor的规格书上都会写出它的对比值，但是这个值通常只能参考，因为面板厂 商為了保護自己，有一些規格值會寫得很保守，對比就是其中一項。 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。 比如說，某機種的對比值明明可以做到三百，但是規格書寫的是typical 200,minimum 150， 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， 這是為了量產的時候萬一出了什麼問題導致黑色漏光對比下降，該批貨還是可以正常出貨。 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。 如果你想比較的兩款LCD，monitor對比值分別是寫350, 400，不要以為四百的那個真的有比 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 較好那只是這一家他敢寫而已，事實上，兩款分別寫300, 400的，我都還會懷疑那可能是差 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，實際上運氣好的話都有可能是做到五、六百。 不多的，实际上运气好的话都有可能是做到五、六百。 如果你會很care這個，可以把想比較的兩台顯示器白色亮度調到一樣然後切換到黑色畫面， 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， 在暗室下看誰比較黑，如果不是對畫質非常挑剔在一般使用情況下，我認為對比三百應該是 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 夠用的。 够用的。 色飽和度(color gamut) 色饱和度(color gamut) 色飽和度是指顯示器色彩鮮豔的程度。 色饱和度是指显示器色彩鲜艳的程度。 Page 3 Page 3 顯示器是由紅色綠色藍色三種顏色光來組合成任意顏色光，如果RGB三原色越鮮豔，則該顯 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 示器可以表示的顏色範圍就更廣，這是因為無法顯示比三原色更鮮豔的顏色，所以某顯示器 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 三原色本來就不鮮豔了，那個該顯示器所能顯示的顏色範圍就比較窄。 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。 色飽和度是面板廠商的重要規格，但是我到現在好像還沒看過有monitor廠商把色飽和度寫 色饱和度是面板厂商的重要规格，但是我到现在好像还没看过有monitor厂商把色饱和度写 進規格的，他們都是寫可以組合出來的顏色數目。 进规格的，他们都是写可以组合出来的颜色数目。 比如說，某顯示器的RGB三種顏色光都可以分成64灰階(6 bit)，則該顯示器的顏色種類總共 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種組合，如果該顯示器的RGB三種顏色光都可以分成256灰階(8 bit)， 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)， 則該顯示器的顏色種類總共有256*256*256=16,777,216種組合。 则该显示器的颜色种类总共有256*256*256=16,777,216种组合。 當然，灰階數越多顏色層次 当然，灰阶数越多颜色层次 看起來會越細緻，但不表示顏色會比較鮮豔。 看起来会越细致，但不表示颜色会比较鲜艳。 色飽和度的表示是以NTSC所規定的三原色色域面積為分母，顯示器三原色色域面積為分子去 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，比如某顯示器色飽和度為71%NTSC，表示該顯示器可以顯示的顏色範圍為NTSC規 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大約為為目前CRT電視機的標準，LCD顯示器目前作到這個程度 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 的在色彩上就算高階了。 的在色彩上就算高阶了。 目前筆記型電腦用的螢幕色飽和度大約4050%NTSC，桌上型液晶螢 目前笔记型电脑用的萤幕色饱和度大约4050%NTSC，桌上型液晶萤 幕大多作到60%65%NTSC，當然各大廠都有持續開發高色飽和度顯示器的計劃或已有量產， 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， 請不要拿來和我抬槓，我說的是目前和大多。 请不要拿来和我抬杠，我说的是目前和大多。 選購的時候，把喜歡的兩台monitor擺在一起，點相同的畫面，通常就可以看出誰的色飽和 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 度比較好。 度比较好。 亮度 亮度 亮度是指顯示器在白色畫面之下明亮的程度，單位是cd/m2, 或是nit。 亮度是指显示器在白色画面之下明亮的程度，单位是cd/m2,或是nit。 亮度是直接影響畫面品質的重要因素，在實驗室裡面我們常講一句話:一亮遮三醜，一 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 個明亮的顯示器即使色飽和度比較差或顏色偏黃等其他不利因素，還是有可能看起來畫面會 个明亮的显示器即使色饱和度比较差或颜色偏黄等其他不利因素，还是有可能看起来画面会 比較漂亮。 比较漂亮。 目前市售的monitor一般亮度規格大約是250nits，Notebook亮度規格大約是150nits，當然 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 更亮規格的產品各廠都有在開發當中或已量產，如果是液晶電視，亮度通常會有400nits， 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， 這是因為看電視時不像使用監視器時距離那麼近，並且會考慮擺電視的環境會比較明亮。 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。 液晶顯示器會發光是因為它的背光模組藏有燈管，就像你現在抬頭可以看到的照明用螢光燈 液晶显示器会发光是因为它的背光模组藏有灯管，就像你现在抬头可以看到的照明用萤光灯 管是很像的東西，只不過小了一點，Notebook裡面會擺一支，Monitor會擺上兩到六支或以 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，目前燈管廠商都會保證燈管壽命在三萬小時或五萬小時以上，也就是使用三五萬小時之 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 後亮度會掉到一半，所以其實液晶顯示器還算蠻長壽的，沒有其他破壞性動作造成故障的話， 后亮度会掉到一半，所以其实液晶显示器还算蛮长寿的，没有其他破坏性动作造成故障的话， 應該可以活到你想淘汰它的時候。 应该可以活到你想淘汰它的时候。 顯示器的亮度是使用者可以調整的，調到你覺得舒服的亮度就可以，調得太亮除了可能不舒 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，也會損耗燈管壽命。 服外，也会损耗灯管寿命。 視角(一) 视角(一) 液晶顯示器由於天生的物理特性，使得使用者從不同角度去看時畫面品質會有所變化。 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。 與正 与正 看時相比，斜看的時候，轉到當畫面品質已經變化到無法接受的臨界角度時，稱之為該顯示 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 器之視角。 器之视角。 視角的定義有三種- 视角的定义有三种- Page 4 Page 4 1. 對比 1.对比 從斜的方向去看液晶顯示器，與正看時相比，白色部分會變暗，黑色部分會變亮，因此對比 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 會下降，一般定義當對比下降到10的時候的角度為該顯示器的視角，也就是定義大於此視角 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 的時候黑白已經不易分辨。 的时候黑白已经不易分辨。 一般面板廠商與監視器廠商規格書上對於視角的定義最常使用這 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 一條。 一条。 2. 灰階反轉 2.灰阶反转 理論上顯示器從零灰階(黑色)到二五五灰階(白色)應該是灰階數越高則越亮，但是液晶顯示 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 器在某個大角度的時候有可能看到低灰階反而比高灰階還亮，也就是看到類似黑白反轉的現 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，這種現象稱之為灰階反轉。 象，这种现象称之为灰阶反转。 定義不會產生灰階反轉現象的最大角度為視角，也就是超過 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 這個角度就有可能看到灰階反轉，而灰階反轉是無法接受的影像品質。 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。 這個定義和第一個定義的差別在於用對比定義只考慮零灰階和二五五灰階，而灰階反轉是考 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 慮所有的灰階。 虑所有的灰阶。 3. 色差 3.色差 從不