液晶顯示器基礎知識
???? ☆ 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
XGA: 1024*768???? SXGA: 1280*1024???? SXGA+: 1400*1050???? 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***大概還沒有人在用的寬螢幕16:9 or 16:10, 在此先不討論 .
??? 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. 同樣的尺寸之下, 解析度越高則可以顯示的畫面越細致. 假設你買了一個XGA的monitor, 則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.
??? 正確的做法就是, 買了什麼解析度的monitor, 顯示卡就設定成那個解析度.
??? ☆ 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CRT monitor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. 因此一般顯示卡的輸出 (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, 然後再把這個類比信號, 轉換成數位信號去處理與顯示. 這里就產生一個問題了, 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.
??? 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, 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.
??? 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, 可以考慮省這筆錢 .
??? ☆ 壞點(dot defect)
??? 所謂壞點, 是指液晶顯示器上無法控制的恒亮或恒暗的點 . 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落在面板里面, 可能是靜電傷害破壞面板, 可能是制程式控制制不良等等.
??? 壞點分為兩種:亮點與暗點. 亮點就是在任何畫面下恒亮的點, 切換到黑色畫面就可以發現. 暗點就是在任何畫面下恒暗的點, 切換到白色畫面就可以發現.
??? 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, 但好像比較少保證無暗點的. 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暗點不可能有亮點.
??? 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, 六點以內算C grade. 一般來說這都是可以正常出貨的, 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, 大家眼睛最好也睜大一點 , 壞點沒有辦法修. 如果你買的monitor有保固壞點, 你拿去退給他, 他就是換一臺給你.
??? ☆ 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變成一個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, 隨著各式各樣的制程瑕疵, 液晶顯示器就有各式各樣的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, 可能是花花的完全沒有規則可言, 東一塊西一塊的痕跡.
??? 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. 這個通常也不會寫進monitor規格, 所以買之前眼睛睜大一點, 買到了只好自認倒楣.
??? ☆ 對比
??? 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. 因此白色越亮, 黑色越暗, 則對比值越高. 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.
??? 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 , 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.
??? 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不多的. 實際上運氣好的話, 都有可能是做到五六百.
??? 如果你會很care這個, 可以把想比較的兩臺顯示器白色亮度調到一樣, 然後切換到黑色畫面, 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夠用的.
??? ☆ 色飽和度 (color gamut)
??? 色飽和度是指顯示器色彩鮮艷的程度. 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三原色越鮮艷, 則該顯示器可以表示的顏色范圍就更廣. 這是因為無法顯示比三原色更鮮艷的顏色, 所以某顯示器三原色本來就不鮮艷, 那個該顯示器所能顯示的顏色范圍就比較窄了.
??? 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廠商把色飽和度寫進規格的. 他們都是寫可以組合出來的顏色數目. 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). 則該顯示器的顏色種類總共有256*256*256=16,777,216種組合.
??? 當然灰階數越多顏色層次看起來會越細致, 但不表示顏色會比較鮮艷. 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范圍為NTSC規定的百分之七十一.
??? 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的,在色彩上就算高階了. 目前筆記型電腦用的螢幕色飽和度大約40~50% NTSC. 桌上型液晶螢幕大多作到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, 請不要拿來和我擡杠. 我說的是"目前"和"大多" . 選購的時候, 把喜歡的兩臺monitor擺在一起, 點相同的畫面, 通常就可以看出誰的色飽和度比較好.
??? ☆ 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/m^2, 或是nit . 亮度是直接影響畫面品質的重要因素. 在實驗室里面我們常講一句話: 「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比較漂亮.
??? 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, 這是因為看電視時不像使用監視器時距離那麼近, 并且會考慮擺電視的環境會比較明亮.
??? 液晶顯示器會發光, 是因為它的背光模組藏有燈管. 就像你現在擡頭可以看到的照明用螢光燈管是很像的東西, 只不過小了一點. Notebook里面會擺一支, Monitor會擺上兩到六支或以上.
??? 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, 應該可以活到你想淘汰它的時候.
??? 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服外, 也會損耗燈管壽命.
??? ☆ 視角(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. 與正看時相比, 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, 稱之為該顯示器之視角. 視角的定義有三種
??? 1. 對比
??? 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的時候, 黑白已經不易分辨. 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條.
??? 2. 灰階反轉
??? 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象, 這種現象稱之為灰階反轉.
??? 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. 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, 而灰階反轉是考慮所有的灰階.
??? 3. 色差
??? 從不同角度去看液晶顯示器, 會發現顏色會隨著角度而變化, 比如說本來是白色畫面變得比較黃或比較藍, 或是顏色變得比較淡等等.? 隨著角度變大, 當顏色的變化已經大到無法接受的臨界點時, 定義該角度為視角.
??? 關於色差, 我說過顏色可以量化, 所以顏色的差異可以用數字表示, 但什麼叫做無法接受的色差, 目前并沒有一定標準, 所以寫規格的時候沒有人用這個定義, 但是在實驗室里面, 我們在比較兩種顯示器的時候還是會care相同角度時誰的色差比較大, 這是使用者會直接感覺到的品味問題.
??? 最早的TFT-LCD所使用的是一種叫做TN的液晶模式, 這種技術最大的缺點就是視角很小, 以對比來定義, 目前大概都是作到左右視角各45~50度, 上視角 15~20度, 下視角35~40度.
??? 為了解決視角的問題, 有幾種廣視角技術就發展出來, 目前市面上的主流廣視角技術有三種: TN+film, MVA, IPS. 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, 可能會秀一些資料或畫面給在旁邊的人看.
??? ☆ 視角(二)
??? 1. TN+film
??? 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.? 這種廣視角補償膜是Fuji Film (沒錯, 就是作底片的那一家) 的獨家專利技術, 稱為Fuji Wide View Film. 一旦貼上這種補償膜,? 以對比為定義, 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度. 但是TN+film, 還是沒有解決灰階反轉的問題
??? 2. MVA
??? MVA是Fujitsu所開發出來的獨家專利技術. 除Fujitsu之外, ***尚有奇美電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,? (但不是每個方位都有這樣的視角),? 并且解決了大部分灰階反轉的問題. 除非是從很特殊的方位, 并且很大的角度去看, 才有可能看到灰階反轉
??? 3. IPS
??? IPS最早由Hitachi所發展, 另外IBM Japan, NEC, Toshiba等也擁有IPS技術. 國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, (但不是每個方位都有這樣的視角), 并解決大部分灰階反轉問題.
??? 160度與170度的差異其實沒有意義, 有興趣的話拿起量角器來看看80度是多大的視角. 基本上超過這個視角, 一個平面已經快變成一條縫了, 根本沒有辦法進行量測. 他敢寫170度 (兩邊各85度), 是在80度的時候可能量到對比二三十, 所以有把握85度時對比仍可以超過十. 其實MVA也可以 .
??? 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ASV. 韓國的Samsung有一種MVA的變形叫做PVA的. 韓國的Hydis (原Hyundai的TFT-LCD部門)則擁有IPS的變形FFS等.
??? ☆ 視角(三)
??? Notebook的液晶螢幕, 不使用廣視角技術有幾個理由. 除了之前說過的notebook是個人使用的之外, 最主要的原因是notebook講求輕薄省電 , 所以背光板只能擺一根燈管, 而且必須做很薄 (也就是天生作不亮).
??? 為了得到比較好的光使用效率, 所以采用穿透率最高的TN型設計, 而比較少使用MVA, IPS, ASV等等技術. 而TN+film技術, 除了穿透率有比TN低一些之外, 多了兩張廣視角補償膜, 也會增加厚度與重量. 而notebook用面板對厚度重量的要求, 一向是機構工程師的惡夢 .
??? 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, 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 (就是亮的地方變暗,???? 暗的地方變亮), 就可以肯定這是TN+film型monitor了. 如果是notebook液晶螢幕,連左右視角都很容易看到
??? TN+film的左右視角, 依設計可能有120度或140~150度 (以對比為定義). 這是因為Fuji Film又有推出新一代的廣視角補償膜. 不過有件令我印象非常深刻的事,???? 有一次拿到某社的TN+film面板, 規格寫左右typical各75度, 但是沒有寫minimun值, 實際一量發現只有60度. 這才發現敝公司在寫視角規格時, 實在稍嫌老實了一點,?? 不但都typical value老實寫, 而且還保證minimum value. 人家大筆一揮, 技術立刻日進千里, 難怪賣得那麼好.
??? MVA和IPS的判斷, 像我們靠這一行吃飯的, 其實就是把顯微鏡拿起來去看面板的畫素設計, 一般使用者則可以從規格書看出一點端倪. 除了視角規格>160與170的差別之外, MVA的響應時間規格是25ms, IPS的響應時間大約是40ms. 如果是Sharp的面板規格, 又寫上下左右視角超過160度, 那一定就是ASV.
??? MVA和IPS各有優缺點, 比如說MVA的響應速度比IPS快, 但色差也比IPS大等等. 針對各自的缺點, 廠商都有持續開發改進的研究, 甚至已經量產. 而TN+film也不會有消失的一天, 因為它容易作得亮, 而且對面板廠商而言, 不須要特別的制程, 是低價monitor非常適合的選擇 .
??? ☆ 響應時間(一)
??? 響應時間的定義就是在面板的同一點上面, 從黑色變到白色所需時間, 加上從白色變到黑色所需時間. LCD有響應時間的問題, 是因為 LCD是以液晶分子的旋轉角度, 來控制光線的灰階亮暗, 而液晶分子旋轉時需要時間.
??? 一般monitor使用的目的是文書處理與網頁瀏覽 . 一般情況之下就是monitor會持續顯示同一個畫面很久一段時間, 然後才切換到另一個不同的畫面. 這樣的使用狀況下, 其實反應時間多快多慢對使用者而言是沒有影響的. 但是如果要使用monitor來看動畫或影片, 因為畫面會持續變化沒有停止, 這時候響應時間就會影響畫面品質.
??? 響應時間分為rise time和fall time, 對TN型面板來說, 驅動電壓從低電壓變成高電壓時, 畫面會從白色變成黑色 (電壓rise). 因此白色變成黑色所需時間就是rise time. 而驅動電壓從高電壓變成低電壓時, 畫面會從黑色變成白色 (電壓fall), 因此黑色變成白色就是fall time.
??? MVA和IPS則剛好相反, 黑變成白是rise time, 白變成黑是fall time. 目前市面上量產面板的規格, TN型rise time大約15ms, fall time大約35ms. 實際上作到10ms + 20ms也不算難. 這里其實有一個陷阱.
??? 對LCD面板來說, 從全黑變到全白, 以及從全白變到全黑的響應時間, 其實是最快的. 但是中間灰階的切換, 就不能保證這個速度. 比如說從128灰階切換到140灰階, 響應時間都會比規格值大上很多, 大於七八十毫秒都是可能的, 而你使用monitor時, 不可能只使用黑色和白色兩種顏色.
??? ☆ 反應時間(二)
??? 一般LCD面板的畫面更新頻率是60Hz, 也就是每秒鐘要換60次畫面. 不管目前顯示的圖片是否有在變動, 都會以這種頻率重新顯示, 因此每個畫面持續時間是1/60 = 16.67ms. 如果響應時間遠大於這個值, 畫面在動時, 就可能看到模糊的影像. 注意是模糊的影像, 不是殘影. 殘影是另外一個問題, 你可以這樣測試:
??? 在MS Windows所附的螢幕保護當中有一個"留言顯示", 設定值里面可以更改背景顏色和留言內容. 把背景選成灰色, 留言打入++++++, 字型選大一點, 然後讓它跑.??? 仔細看, 可以看到加號背後拖著一個模糊的尾巴, 這就是響應時間不夠快造成的.
??? CRT沒有這樣的問題. 這就是說目前的LCD monitor, 其實不是很適合用來看影片. 不過我實際測試的結果, 普通使用者如果是觀看一般影片(比如說ㄟ片), 其實影響不大, 要看那種畫面閃來閃去的動作片, 很用力去盯著看某些, 其實平常不會去注意的背景, 才會發現品質下降. 玩game的話也沒有什麼太大的問題.
??? 市售的LCD monitor對於響應時間的規格, 還有另一個陷阱. 有些廠商響應時間只寫rise time, 所以如果買monitor時, 看到響應時間只有15ms甚至更低, 最好問清楚. 通常就是這種情況 , 真正小於15ms的產品, 大概還要過好些時間, 才有可能在市面上看到.
??? 另外有一些高階LCD的響應時間的規格, 可能是寫全灰階切換小於16.67ms. 這是指不管是多少灰階切換到多少灰階, 都保證在16.67ms之內完成動作. 注意不是rise + fall time 16.67ms, 這是在驅動電壓上面, 動了一些手腳達到的. 目前還不多見, 但不是沒有. 這種面板用來看影片, 畫質比起傳統的LCD就有相當程度的改善.
??? ☆ 保護玻璃
??? 有些人在購買液晶顯示器的時候, 會要求裝上保護玻璃. 這個動作好不好見仁見智, 我個人就很反對. 但我有一個同事就買一個有裝玻璃的, CRT的表面是玻璃, 最大的問題就是會反光. 尤其如果背後有窗戶或燈光就非常的討厭, 常常會看不到畫面.
??? LCD的表面最外一層是一片偏光片, 這一片偏光片通常作過一些特殊表面處理, 硬度比較高 (一般規格是3H), 并且具有防炫光與抗反射的功能, 所以LCD不會有像CRT那樣有反光的問題. 可是一旦裝上保護玻璃, 這一切就毀了, 你背後的光源對你的CRT螢幕, 造成什麼樣的困擾, 都會在LCD的保護玻璃上重現.
??? 浪費了表面偏光片原本的設計, 破壞影像品質. 那為什麼有人要裝玻璃?? 因為使用monitor時手指常常會在上面指來指去, 而偏光片印上指紋印之後會很難消除, 光用布是擦不掉的, 如果裝上保護玻璃就很容易清理.
??? 另外就像我同事的情形, 他一買回家放, 他兩個還沒念幼稚園的兒子就來用力壓, 當場讓他覺得玻璃買對了. 其實LCD沒有那麼脆弱, 若不是很用力去壓或是撞擊是不會破的, 壞點也不是摸出來的.
??? 除非擺LCD的地方, 常常有很沒斬節的小朋友出沒, 否則不建議裝保護玻璃. 要擦掉偏光片上的指紋, 可以用水加一點點洗碗精, 用布沾濕後去擦, 再用布沾清水去擦即可. 輕壓液晶螢幕不會使液晶流出來, 那是密封在面板里面的. 萬一打破液晶螢幕的話 (破裂處會黑掉), 要盡快處理掉, 并用肥皂洗手, 因為液晶是有毒的, 不要摸一摸然後不小心吃下去.
??? ☆ 殘影
???? 殘影是指畫面切換之後, 前一個畫面不會立刻消失, 而是慢慢不見的現象. 殘影與反應時間不算同一件事, 殘影可能要兩三秒後才會完全消失, 而液晶的反應時間是十幾到幾十毫秒. 一個設計得好的液晶顯示器, 就算反應時間是15+35ms, 也不可能讓使用者看到殘影.
??? 殘影發生機制有些復雜, 通常是同一畫面顯示太久的情況下, 液晶內的帶電離子吸附在上下玻璃兩端形成內建電場, 畫面切換之後這些離子沒有立刻釋放出來, 使得液晶分子沒有立刻轉到應轉的角度所造成.
??? 另外一種可能情況則是因為畫素電極設計不良, 使得液晶分子在狀態切換時排列錯亂, 這種情況之下也有可能看到殘影, 所以以為反應時間快就不會看到殘影, 這種觀念是錯誤的.
??? 面板廠商測試殘影的方法是, 常溫下點西洋棋棋盤黑白方格畫面十二小時, 然後切換到128灰階去看, 標準是在5秒(?)內殘影必須消失.
??? 一般使用者選購monitor時, 可以用power point畫一些白底黑格的圖, 以及一張128灰階圖去切換. 如果嫌麻煩, 也可以把螢幕背景設成128灰階, 然後叫出踩地雷點到暴掉 (所有黑色地雷會顯示出來), 擺個幾十秒或幾分鐘, 然後關閉.
??? 如可以看到殘影 (不是五秒喔, 看得到就算), 那就不要買. 注意一點, 不要一直盯著測試畫面看, 切換後才去看, 不然可能看到的是人眼的視覺殘留.
??? ☆ 色溫 (color temperature)
??? 色溫是用來形容顯示器的白色的顏色, 不限於LCD, 所有的顯示器都通用. 當顯示器的顏色與黑體的溫度高到某一絕對溫度時, 所發出來的光一樣時, 稱為該顯示器的色溫等於該溫度.
??? 比如說, 當顯示器的白色, 設計成接近黑體在溫度6500K的時候, 所發出來的光顏色 (接近晴天時上午的太陽光), 稱為該顯示器的色溫為6500K.
??? 上面聽不懂沒關系, 下面三句記起來就好. 色溫越低顏色會越偏黃色, 色溫越高顏色會越偏藍色, 一個色溫偏高的顯示器在秀圖片的時候, 整個畫面看起來色調就會偏藍.
??? 據說亞洲人比較喜歡偏藍色的白色, 歐洲人比較喜歡偏黃色的白色 , 所以在日本賣的CRT電視機色溫內定值, 可以高到9300K甚至12000K. 在歐洲賣的色溫就內定在6500K左右, ***則是follow日本. 你不喜歡偏藍的白色也沒有關系, CRT的色溫可以讓使用者很容易地去調整, 但LCD就有困難.
??? 目前LCD面板的白色通常設計在6500K左右 (電視用的面板要求色溫會更高), 但也有故意設計成更偏黃的, 因為燈管越偏黃亮度會越高, 偏藍亮度就低. 如果偏藍又要維持一樣的亮度, 就要在其他部份花更多成本把亮度補回來 .
??? 色溫高低沒有好壞標準, 有人喜歡偏藍有人喜歡偏黃, 選購的時候把幾臺中意的monitor擺在一起點同一個畫面, 挑你喜歡的色調即可.
??? ☆ Gamma Curve
??? Gamma curve是指不同灰階與亮度的關系曲線. 把零到二五五灰階當x軸, 亮度當y軸, 畫出來的曲線就叫做gamma curve. Gamma curve通常不會是一條直線,? 因為人眼對不同亮度有不同辨識的效果, 比如說低亮度的辨識能力較高 (一點點亮度變化就有感覺), 高亮度的辨識能力較低.
??? Gamma curve會直接影響到顯示器畫面的漸層效果. 比如說一個顯示器的gamma? curve, 如果在高亮度的地方切得太細, 最高灰階的那幾階亮度都差不多亮, 那麼在顯示亮畫面的圖片時, 就會覺得很多地方都泛白太亮, 看不見漸層. 那麼使用者就會覺得影像不自然, 有些比較高階的顯示卡, 會提供調整gamma curve的功能
??? 不過若不是比較專業的使用者, 通常不會去動到那邊, 而是直接使用監視器廠商的原始設定值. 測試的時候, 多帶幾張不同種類的圖片. 整體而言, 比較亮的, 比較暗的, 或比較中間灰階的都準備. 最好準備幾張有大大的人像的, 因為膚色對人眼來說, 是很容易辨識的印象, 仔細看看圖片的漸層效果, 會不會讓你覺得很自然.
??? ☆ Crosstalk
??? LCD的crosstalk是指螢幕中某區域的畫面, 影響到鄰近區域亮度的現象. 一般crosstalk測試畫面如附檔. 在底色一二八灰階的狀態下, 畫一個有螢幕四分之一大的黑色方塊擺在正中央, 理論上周圍還是都要維持一二八灰階, 但若發現上下左右四塊區域變暗, 就作叫crosstalk.
??? 也可以把黑色方塊換成白色, 有crosstalk的話上下左右就會變亮. 一般面板廠商的規格是, 有黑色方塊時與沒有黑色方塊時, 上下左右區域的亮度差別不可以超過4%. 不過其實這是蠻寬松的規格, 通常達到2%時人眼就可以看得很清楚了, 所以有些客戶會要求小於1%, 而這通常也是面板廠設計標準. 選購的時候, 就點上面講的那個畫面, 看得見crosstalk就不要買. 另外通常商家都經挑選最完美的機子展示, 以上的標準看看,展示機非常值得考慮.
??? TFT LCD液晶顯示器常見的廣視角架構??
良好光學補償膜抵消TN型液晶的相位延遲
??? 現在大尺寸的液晶顯示器大多是利用TN(Twisted Nematic)型液晶來制作的。依照其英文字面上的解釋,就是這種液晶分子是被扭轉而且同時形狀為線狀的液晶分子。而扭轉的意思是指當我們不施加電壓時,在上下兩片玻璃之間,液晶分子的排列會恰好扭轉90度。由於線狀液晶是一種具有雙折射率Δn的物質,且其Δn = ne-no>0。因此當光線通過液晶分子後,可分成ordinary ray與extraordinary ray兩道光,如果光線是斜向入射液晶分子,便會產生兩道折射光線。因此當光線經過上下兩片玻璃所夾住的液晶後,光線就會產生相位延遲(phase retardation)的現象。
???????? 既然是因為Δn>0所造成的相位延遲,只要找Δn<0的材料來作補償就可以了。因此一般的光學補償膜都是屬於Δn<0的材料,這樣一來光學補償膜的相位延遲,就可以跟線狀液晶的相位延遲互相抵消(圖2),就可以增廣液晶面板的可視角度。
??????? 從圖2我們可以知道光學補償膜的動作方式。當光是從下方入射,然後從上方射出時,首先會經過底下的一片光學補償膜,由於其Δn<0光線便會有了負的相位延遲,接下來光線繼續前進進入到TN型液晶,此時便會開始有正的相位延遲,大約到液晶的一半的地方,此時正負的相位延遲便會互相抵消。當光線繼續向上傳播時,又會因為TN型液晶的關系,產生了正的相位延遲,直到進入位於上方的光學補償膜,又會開始有負的相位延遲。在光線離開位在上面的光學補償膜時,正負相位延遲又可以互相抵消,因此只要光學補償膜設計的好,便可以完全抵消TN型液晶所造成的相位延遲,達到廣視角的效果。
廣視角電場強度大 需要高電壓source driver
??????? 利用貼光學補償膜的方式,并不需要改變LCD制程,所以不會影響生產良率,只是需要增加貼光學補償膜的額外成本,因此連帶對LCD source driver的需求,與一般的液晶面板是一樣的。也就是說只需要10~12伏特的source driver即可。而MVA及IPS則是利用不同的畫素設計,來達到廣視角的效果。因此對電壓的要求跟一般的液晶面板上的source driver便不一樣,需要較高的電壓才行。一般而言MVA要求的電壓約為13.5伏特,而IPS的要求電壓則更高,至少需要15伏特才行。
??????? 其實在source driver上所謂的高電壓,并不是跟gate driver一樣需到達35~42伏特的程度。當source driver應用在line inversion的LCD面板上時,其規格上的最高電壓大多為5 volt上下。而液晶面板若是dot inversion的應用時,電壓就需提高到10~12 volt。直到廣視角的應用出現,source driver的最高電壓規格就變成13.5~15 volt了。為什麼廣視角的面板需要高電壓的source driver呢?主要是因為在廣視角液晶面板上,由於面板本身的畫素設計跟一般的面板不一樣,對於電場強度的需求更大,以避免由於電場強度不夠或是不平均 造成液晶分子轉動不如預期,影響液晶面板本身的灰階表現,所以才需要高電壓的source driver。
MVA(Multi-domain Vertical Alignment)的動作原理
??????? 至於MVA的工作原理是怎樣呢?請見圖3到圖7。液晶顯示器是利用液晶本身的屈光特性來顯示出不同的灰階。可惜的是,液晶本身是一種長橢圓球狀的物體,其本身長軸與短軸的的屈光特性并不一致,以致當人眼的視線與液晶本身的夾角變化時,感受到的光強度便不一致,就會有不同灰階的感覺。
??????? 這就是液晶顯示器會有視角的原因(請見圖3)。而MVA的原理就是想利用不同角度的液晶,藉由互相的補強,來擴大視角的范圍(請見圖4)。從圖5我們可知道 藉由protrusion的幫忙,可以讓液晶本身產生一預傾角(pre-tilt angle),以便當電壓施加於液晶身上時,可以讓液晶倒向不同的方向(圖6)。如此當人眼從不同角度來看液晶顯示器時,可以有不同方向的液晶來互相補強,以便增加視角。圖7是Fujitsu所提出的MVA的方式,藉由4個不同傾倒方向的液晶,來增加視角,達到廣視角的效果。由於有4個不同方向的液晶,因此采用MVA的架構,在螢幕的水平方向與垂直方向都可以增加視角。
??????? MVA的架構,從字面上VA(vertical alignment)就可以知道,其液晶排列的長軸是垂直於上下兩片玻璃,因此當顯示電極不加電壓時,畫面就是黑色的。而一但將電壓加到顯示電極上時,液晶分子的排列,就可以將行進光線的極化方向轉90度,好讓它能透過上層的偏光板,顯示出亮的畫面。因此與一般normally white的TN型液晶面板比較起來,它的對比度(contrast ratio)會比一般的TN型液晶螢幕要來得高,這是因為TN型面板的黑色畫面是藉由施加電壓,讓液晶分子都站成直立來完成的(請見圖8)。
??????? 但是這種方式的暗態并不完美。這是因為在靠近兩側玻璃的液晶,會受到玻璃的影響,會無法站直(靠近玻璃的液晶會受到玻璃基板rubbing以及strong anchoring的影響)。因此仍然會有一些光線可以順利到達使用者的眼睛中,這樣一來,黑色的畫面就不會很黑了,一般都稱這種情況為暗態漏光的現象,這會影響液晶螢幕在對比度的表現。
??????? MVA除了可以改善暗態漏光的現象之外,由於不加電壓時,整個畫面都是黑色的,所以可以叫做normally black。這種方式,如果在液晶螢幕上的TFT有損壞的話,這個畫素所顯示出來的灰階會是黑色,也就是"暗點"。不像使用normally white的方式,當TFT有損壞的狀況,螢幕上顯示出來的就會是我們俗稱的"亮點","亮點"比起"暗點"來說,會嚴重影響到使用者的視覺觀感。
??????? 由於其分別在TFT及彩色濾光片(Color filter)上有protrusion,所以就整個畫素而言,其電場強度是不平均的,假如此時電場強度又不夠強的話,就會很容易在接近protrusion的地方,液晶的轉動變得不靈活,造成顯示出來的灰階不正確。所以使用在MVA的source driver的電壓會需要高到接近13.5 volt,就是這個原因。希望藉由更高的電壓,來加強電場的強度,以便能精確的控制液晶的轉動。
IPS特色:顯示電極位於同一玻璃基板
??????? IPS在架構上最大的不同,就是顯示電極都是位於同一邊的玻璃基板上。在前面所述的一般TN型液晶顯示器與MVA的液晶顯示器,他們的顯示電極都是位於不同邊的玻璃之上。為什麼要把顯示電極放再同一邊?主要這樣一來,液晶的排列,便會如圖9中所畫的,液晶分子的長軸會跟玻璃基板是平行的。即使當顯示電極上加了電壓之後,仍然會如同圖10一樣,液晶分子的長軸仍然與玻璃基板是平行的。
??????? 這樣一來,不管我們的視線與液晶螢幕夾了怎樣的角度,也就是說視線跟液晶分子的長軸夾角有了變化,也不會有視角的問題產生。為什麼會這樣呢?這主要是因為從背光板所發射的光源,經過液晶分子到達我們的眼睛過程中,由於液晶的長軸都是平行於玻璃基板的,因此光線的行進路線,大部份都是沿著液晶的短軸來前進,所以就比較不會因為雙折射率的關系,產生兩道折射光而有相位延遲的情況發生,於是視角就可以大大地增加了。比起使用光學補償膜與MVA的架構來說,以IPS所能增加的視角表現為最佳。
??????? 使用IPS架構有另外一個好處,跟MVA架構一樣,就是當畫面為黑色的時候,它是所謂"絕對"的黑。也就是說,它的對比度會比一般的液晶螢幕要來的高。其原因何在? 我們回過頭來看看圖9。圖9的內容是使用IPS的架構下,當顯示電極不加電壓時的液晶分子排列狀況。我們可以發現,在這種情況下,液晶分子的排列是很整齊的,所以當背光板所發射出的光線,從底下經過偏光板變成極化光線時,由於液晶分子的排列很整齊,當極化光線通過液晶分子,光線的極化方向并不會改變,也就沒辦法通過位在上方的偏光板(上下兩片的偏光板,所形成的光柵是互相垂直的)。這時候所顯示出來的畫面就是黑色。
??????? 那為什麼叫做是"絕對"的黑色呢? 這是相對於一般normally white的TN型液晶面板來說的。因為這種面板的黑色畫面如前面所述,并不完美,會有暗態漏光的現象,影響到液晶螢幕在對比度的表現。IPS除了可以改善暗態漏光的現象之外,跟MVA一樣由於是normally black,所以在液晶螢幕上的TFT有損壞的話,這個畫素所顯示出來的灰階會"暗點",而不是我們俗稱的"亮點"。
??????? 相較於MVA的架構,IPS的做法在可視角度上的表現會更好。但是由於它所施加的電場,并不是上下垂直的方式,而是屬於水平的做法,當電加到顯示電極上時,靠近顯示電極的液晶分子,會由平行於顯示電極轉向90度,而垂直於顯示電極(如圖10)。而遠離顯示電極的液晶,所受到電場的影響會越少,轉向的程度也越小,整個液晶的排列恰好可以將光線的極化方向轉向90度,讓光線透過。且當您變化電場的大小時,就可以控制光線極化方向的轉向程度,也就可以控制光線透過的容易與否,來營造出不同灰階的感覺。但就因為先天上電場的控制更不容易,遠離顯示電極的液晶分子所感受到的電場比較小,要讓所有的液晶轉動至所期望位置所花的時間也會比較長,也就是反應時間(response time)會比較長。這也是為什麼使用於IPS的source driver驅動電壓會比較高(一般需要到15伏特以上才可以),以期增加電場強度的原因。
除了MVA,IPS, SUPER-IPS 還有PVA
????? "G.Philips LCD采用Super-IPS(In Plane Switching)技術,將視角擴大到176度,三星電子則采用PVA(Patterned Vertical Alignment)技術,已開發出視角達170度的産品。
??????? LG.Philips LCD表示,IPS技術不同於在面板上貼上廣視角偏光板(Pol)的傳統方式(扭轉型),而系利用橫方向的電場,亦即電場方向與液晶分子的排列方向在同一平面上,來趨動液晶分子。相較於扭轉型,減少了入射光在不同視角上所造成的相位差,進而增大視角。并表示,視角能擴大到176度,則系因采用較IPS技術更先進的Super-IPS技術。
??????? 此外,由於不需另外的廣視角偏光板,還可節省材料費,且幾無色歪曲現象。同時,在呈現動態影像時,若采用IPS技術,畫面快速轉換時亦可充分展現色感,而PVA技術則略遜一籌。并強調,在廣視角的呈現上,業界公認IPS優於PVA。
??????? 三星電子表示,由於PVA可完全呈現Black狀態,故黑白對比較高,且由於制程單純,具備不良率低的特性。同時,由於輝度提高,有助於降低成本及耗電。另外,目前三星電子在天安廠亦采用IPS技術,不過采用此一技術的産品不到整體産品的1%,且由於認定IPS技術遠不如PVA技術,未來預定完全不采用IPS技術。
三星新增2特色數碼電視機畫面更佳
數碼電視機近年行情備受看好,核心技術也越見成熟,三星(Samsung)日前宣布其數碼自然影像技術(Digital Natural Image Engine,簡稱 DNIe)從原有的四項特點,加入了兩個新的特色,包括六倍密度加強器,及形象優化器(Image Optimizer),六倍密度加強器可以增加像素輸入,使畫面更加細膩,而形象優化器則可以讓消費者依據不同需求調整影象的精細度,使畫面依據不同需求,表現更加細膩精致。
提及 DNIe 原本所備有的特點,包括了動畫優化器(Motion Optimizer)、對比優化器(Contrast Enhancer)、清晰增強器(Detail Enhancer)和顏色優化器(Color Optimizer)。
DNIe 技術目前引用在三星的等離子電視、液晶電視、背投式電視、數碼光處理電視機(Digital Light Processing,簡稱 DLP)等,自去年推出之后,已在全球數碼電視市場保持領先地位。而目前,三星的 DNIe 科技已擁有超過 110 個專利權。
此外,該公司也為廿一寸和廿九寸的電視機加入一個「DNIe Jr」,一種新的 DNIe 核心特色,如訊號、彩色優化器和明亮度影像加強器。另外,三星也推出一款新的家庭劇院系統,這個第二代 DuoCam 呈現終極綜合性畫面品質,為用戶提供最佳視覺和聽覺的享受。
Panel 的亮點與黑點 :??
據說亮點是由於短路産生的,而暗點則是由於斷路産生的。具體的標準是這樣的:
??? A.??? 亮點的定義:在暗畫面時 , 可見之亮點
?? 紅(元素) , 綠(元素) , 藍(元素) , 總計不得超過4點
?? 相鄰的兩元素 , 總計不得超過2組
?? 相鄰的元素超過三點 , 是不允許的
?? 亮點的總計不得超過4
??? B. 黑點(暗點) 的定義:在亮畫面時 , 可見之黑點
?? 紅(元素) , 綠(元素) , 藍(元素) , 總計不得超過4點
?? 相鄰的兩元素 , 總計不得超過2組
?? 相鄰的元素超過三點 , 是不允許的
?? 黑點的總計不得超過4
?? 備注: a .每個點包含紅 , 綠 , 藍三種元素
??????????????? b .亮點和黑點必須大於半個元素 (若是小於 , 則不算)
??????????????? c . 總污點 亮點和黑點的總和不得超過6點
???
??????? 將亮點變成暗點比較簡單,就是用鐳射將短路的地方割斷。後續整機生産是要防止靜電擊穿,如果擊穿,則會形成短路,産生亮點。如果産生碰撞什麼的,會造成斷路,則會産生暗點。
???
評論
查看更多