液晶显示器的响应时间

1、液晶显示器的响应时间所谓响应时间是液晶显示器各象素点对输入信号反应的速度，即象素由暗转亮或由亮转暗所需要 的时间。我们常说的25ms、16ms就是指的这个响应时间。响应时间越小则使用者在看动态画面时 越不会有尾影拖拽的感觉。其原理是在液晶盒内施加电压，使液晶分子扭转与回复。一般将响应时间分为两个部分：上升时间(Rise time)和下降时间(Fall time)；我们所说 的响应时间指的就是两者之和。在LCD市场推广的早期阶段，某些不规范的厂商常常混淆概念，把 上升时间或下降时间作为当作全部的响应时间以提高产品规格。随着LCD越来越普及，消费者对于 LCD产品的知识也越来越了解，这种混淆概念的

2、行为显然会越来越没有市场了。响应时间的重要性响应时间为何会对显示效果有重要影响？这还要从人眼对动态图像的感知谈起。大家知道，人 眼存在“视觉残留”的现象，也就是高速运动的画面在人脑中会形成短暂的印象。动画片、电影等 一直到现在最新的游戏正是应用了视觉残留的原理，让一系列渐变的图像在人眼前快速连续显示， 便形成动态的影像。人能够接受的画面显示速度一般为每秒24张，这也是电影每秒24帧播放速度 的由来，如果显示速度低于这一标准，人就会明显感到画面的停顿和不适。按照这一指标计算，每 张画面显示的时间需要小于40ms。这样，对于液晶显示器来说，响应时间40ms就成了一道坎，低 于40ms的显示器便会出

3、现明显的“拖尾”或者“残影”现象。响应时间当然是越短越好，这不难理解。响应时间对于对画面质量要求较高的用户而言，一直 是非常关键的采购指标。经常听到一些朋友说LCD不适合用来玩帧速较高的游戏，如CS、极 品飞车等，这也是许多游戏玩家不愿购买LCD的重要原因之一。我们不妨通过一些数据来证明一 下。30毫秒二1/0.030二每秒钟显示33帧画面25毫秒二1/0.025二每秒钟显示40帧画面16毫秒二1/0.016二每秒钟显示63帧画面12毫秒二1/0.012二每秒钟显示83帧画面可以看出随着响应时间越来越小，响应时间在数值上的降低也越来越困难，但是实际上它对应 的每秒显示画面帧数一直在不断提高。说

4、到灰阶响应时间，首先来看一下什么是灰阶。我们看到液晶屏幕上的每一个点，即一个像素， 它都是由红、绿、蓝(RGB)三个子像素组成的，要实现画面色彩的变化，就必须对RGB三个子像 素分别做出不同的明暗度的控制，以“调配”出不同的色彩。这中间明暗度的层次越多，所能够呈 现的画面效果也就越细腻。以8 bit的面板为例，它能表现出256个亮度层次(2的8次方)，我 们就称之为256灰阶。由于液晶分子的转动，LCD屏幕上每个点由前一种色彩过渡到后一种色彩的变化，这会有一个 时间的过程，也就是我们通常所说的响应时间。因为每一个像素点不同灰阶之间的转换过程，是长 短不一、错综复杂的，很难用一个客观的尺度来进行

5、表示。因此，传统的关于液晶响应时间的定义， 试图以液晶分子由全黑到全白之间的转换速度作为液晶面板的响应时间。由于液晶分子“由黑到 白”与“由白到黑”的转换速度并不是完全一致的，为了能够尽量有意义的标示出液晶面板的反应 速度，传统的响应时间的定义，基本以“黑一白一黑”全程响应时间作为标准。但是当我们玩游戏或看电影时，屏幕内容不可能只是做最黑与最白之间的切换，而是五颜六色 的多彩画面，或深浅不同的层次变化，这些都是在做灰阶间的转换。事实上，液晶分子转换速度及 扭转角度由施加电压的大小来决定。从全黑到全白液晶分子面临最大的扭转角度，需施以较大的电 压，此时液晶分子扭转速度较快。但涉及到不同明暗的灰度

6、切换，实现起来就困难了，并且日常在 显示器上看到的所有图像，都是灰阶变化的结果，因此黑白响应的测量方式已经不能正确的表达出 实际的意义，为此，灰阶响应时间的概念就顺应而出了。需要说明的是，虽然灰阶响应更难控制，需要的时间更长，但实际情况却有可能完全相反。因 为厂商可以通过特殊的技术，使灰阶响应时间大大提高，反过来比传统的黑白响应时间短很多。比 如使用响应时间加速芯片，可以使25ms黑白响应时间的产品拥有8ms的灰阶响应时间。灰阶响应 时间与原来的黑白响应时间含义和性质差别很大，两者之间没有明确的对应关系，但又都是对液晶 响应时间的描述。从2005年开始灰阶响应逐渐为众多厂商所使用，总的来说，这

7、些产品通常使用了更好的响应 时间控制方式，比如各个象素的响应时间更加稳定、统一。灰阶响应时间短的产品脱影现象也更少 一些，画面质量也更好，尤其在播放运动图像的时候，因此游戏玩家或者爱看影碟的用户可以更多 考虑液晶显示器的这个参数。亮度是指画面的明亮程度，单位是堪德拉每平米(cd/m2)或称nits，也就是每平方公尺分之烛 光。目前提高亮度的方法有两种，一种是提高LCD面板的光通过率；另一种就是增加背景灯光的亮 度，即增加灯管数量。需要注意的是，较亮的产品不见得就是较好的产品，显示器画面过亮常常会令人感觉不适，一 方面容易引起视觉疲劳，同时也使纯黑与纯白的对比降低，影响色阶和灰阶的表现。其实亮度

8、的均 匀性也非常重要，但在液晶显示器产品规格说明书里通常不做标注。亮度均匀与否，和背光源与反 光镜的数量与配置方式息息相关，品质较佳的显示器，画面亮度均匀，无明显的暗区。现在在液晶亮度的技术研究方面，NEC已经研发出500cd/m2的彩色TFT液晶显示屏模块；松 下也开发出称为AI(Adaptive Brightness Intonsifier)技术，做成专用IC，可以有效地将亮度提 高达350400cd/m2，已经接近CRT显示器水准。对于显示器而言，响应时间、亮度、对比度都是重要的技术参数，其中响应时间和亮度是消费 者熟知的，但是对比度却常被人忽视。其实，对于显示器而言，对比度这项指标更是

9、不可忽视。通常我们在市场上看到的液晶显示器性能指标中都有对比度的数据，例如全球销量最大的三星 710T显示器的对比度是600 1。为什么会用这种形式来表示呢？顾名思义，对比度是最大亮度和最 小亮度的对比值。最大亮度即白色画面下的亮度，而最小亮度则是黑色画面下的亮度。因此，白色 越亮、黑色越暗，对比度就越高。一般而言，当对比度达到120 1时，就可以很容易地显示生动、 丰富的色彩。而对比度高达300 1时，则可支持各色阶的颜色。前文提到的三星710T最大亮度与 最小亮度的对比值是600 1，这个对比度在同尺寸显示器中可算是出类拔萃了。了解液晶显示原理的朋友知道，液晶显示器的背光源是持续点亮的，而

10、液晶面板也不可能完全 阻隔光线，要实现全黑的画面非常困难。而同等亮度下，黑色越深，显示色彩的层次就越丰富，所 以液晶显示器的对比度非常重要。液晶显示器的对比度可以反应出显示器是否能表现层次、丰富的色阶。对比度越高，图像的锐 利程度就越高，图像也就越清晰，显示器所表现出来的色彩越鲜明、层次感越丰富。由此可见，对 比度是所有指标中最能够直观让人感受到色彩的完美与否，是用户能够看得见的指标，因此，也是 最容易判断其真实性的指标。那么，对于消费者来说，多少的对比度才算够用呢？业界专家指出，亮度和对比度不足原本是 液晶天生的两大弱点，早期的液晶在使用过程中，用户经常必须要把这两个参数调整到近乎极限才 能

11、满足需求。对比度是直接影响视觉效果的，不像响应时间看不见摸不着。相比国内用户对响应时 间的关注，欧美国家的用户表现得相当理性，对对比度的关注度很高。对于用户而言，拥有高对比度，即使在观看亮度很高的高速画面场景时，黑暗部位的细节也可 以清晰体现。一般人眼可以接受的对比度一般在250： 1以上，低于这个对比度就会感觉模糊或产 生灰蒙蒙的感觉。CRT显示器可以轻而易举地达到500 ：1甚至更高，而液晶显示器通常在250：1 到300 ：1之间。随着各厂商的不懈努力，目前市场上的液晶显示器对比度多数达到了 300：1。这 个数值对文档处理和大多数办公应用足够了，但对专业级应用以及游戏玩家和碟友来说则有

12、些勉为 其难了。总的来说，更高的对比度为显示器更好的图像表现提供了条件，在价位相差不大的情况下， 应该是我们优选的对象。对比度的重要性并不是今天才被人们提出来的，主流显示器厂商一直关注着有助于提升消费者 使用享受的每个细节，三星15英寸的全线产品在对比度上都达到450 1以上，足以满足大家浏览 网页、编写文档等需求。而备受游戏玩家推崇的三星17英寸显示器，因为拥有500： 1-700： 1 的对比度则更加深得人心。关注技术前沿的消费者还惊喜地发现，三星日前推出了 172T、192T两 款拥有1000 1惊人对比度的液晶显示器。业内专家预言，在未来显示器市场中，基于对比度技术的不断发展和国内用户

13、对显示器综合指 标趋于理性的认识，对比度将成为人们选购显示器不再忽视的重要指标，也将成为推动显示器技术 不断升级的主流指标。液晶显示器的像素间距(pixel pitch)的意义类似于CRT的点距(dot pitch)。点距一般是指显 示屏相邻两个象素点之间的距离。我们看到的画面是由许多的点所形成的，而画质的细腻度就是由 点距来决定的，点距的计算方式是以面板尺寸除以解析度所得的数值，不过液晶的点距对于产品性 能的重要性却远没有对后者那么高。CRT的点距会因为荫罩或光栅的设计、视频卡的种类、垂直或 水平扫描频率的不同而有所改变，而液晶显示器的像素数量则是固定的，因此在尺寸与分辨率都相 同的情况下，

14、大多数液晶显示器的像素间距基本相同。分辨率为1024X768的15英寸液晶显示器， 其像素间距均为0.297mm(亦有某些产品标示为0.30mm)，而17寸的均为0.264mm。所以对于同尺 寸的液晶的价格一般与点距基本没有关系。下面本站也将现今一些常见尺寸的LCD点距列出，以供网友进行参考：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毫米英寸宽屏 (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毫米英寸宽屏 (1680X1050) - 0.243 毫米英寸宽屏 (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 毫米英寸宽屏(1600X1024) - 0.294 毫米英寸(3840X2400) - 0.1245 毫米英寸宽屏 (1920X1200) - 0.258 毫米23.1 英寸(1600X1200) - 0.294 毫米色彩数就是屏幕上最多显示多少种颜色的总数。对屏幕上的每一个像素来说，256种颜色要用 8位二进制数表示，即2的8次方，因此我们也把256色图形叫做8位图；如果每个像素的颜色用 16位二进制数表示，我们就叫它16位图，

17、它可以表达2的16次方即65536种颜色；还有24位彩 色图，可以表达16,777,216种颜色。目前液晶显示器常见的颜色种类有两种，一种是24位色，也叫24位真彩。这24位真彩是由 红绿蓝三原色每种颜色8位色彩组成，所以这种液品板也叫8bit液晶板。每种颜色8位，红绿蓝 三原色组合起来就是24位真彩，这种液晶显示器的颜色一般标称为16.7M或者16.77M。另一种液 品显示器三原色每种只有6bit，也叫6bit液晶板，这种液晶板通过“抖动”的技术，通过局部快 速切换相近颜色，利用人眼的残留效应获得缺失色彩。这种抖动的技术不能获得完整的8bit (256 色)效果，通常是253种颜色，那么三个

18、253相乘就基本是16.2M色。也就是说我们通常用16.7M 表示真正的24位真彩(8bit板)，而用16.2M表示6bit板。两者实际视觉效果差别不算太大， 目前高端液晶显示器以16.7M色占主流。液晶显示器的可视角度包括水平可视角度和垂直可视角度两个指标，水平可视角度表示以显示 器的垂直法线(即显示器正中间的垂直假想线)为准，在垂直于法线左方或右方一定角度的位置上仍 然能够正常的看见显示图像，这个角度范围就是液晶显示器的水平可视角度；同样如果以水平法线 为准，上下的可视角度就称为垂直可视角度。一般而言，可视角度是以对比度变化为参照标准的。 当观察角度加大时，该位置看到的显示图像的对比度会下

19、降，而当角度加大到一定程度，对比度下 降到10： 1时，这个角度就是该液晶显示器的最大可视角。液晶的色彩饱和度(Color Gamut)，又名液晶开口率(Aperture Ratio)。它代表液晶显示 器色彩的鲜艳程度，是液晶产品非常重要的参数。色彩饱和度是以显示器三原色色彩范围为分子，NTSC所规定的三原色色彩范围为分母，求百 分比。如果某台显示器色彩饱和度为“72%NTSC”，那表明这台显示器可以显示的颜色范围为NTSC 规定的百分之七十二。由于液晶每个象素由红、绿、蓝(RGB)子象素组成，背光通过液晶分子后依靠RGB象素组合 成任意颜色光。如果RGB三原色越鲜艳，那么显示器可以表示的颜色

20、范围就越广。如果显示器三原 色不鲜艳，那这台显示器所能显示的颜色范围就比较窄，因为其无法显示比三原色更鲜艳的颜色。 提高色彩饱和度的方法是提高背光亮度和液晶的透光度，这需要厂商更高的技术和成本，市面上各 款液晶显示器档次不同，其鲜艳程度亦大不相同，目前最高标准为72 % NTSC oFUJITSU 的 MVA富士通Fujitsu的MVA (Multi-domain Vertical Alignment)技术以字面翻译来看就是一种多 象限垂直配向技术。它是利用突出物使液晶静止时并非传统的直立式，而是偏向某一个角度静止; 当施加电压让液晶分子改变成水平以让背光通过则更为快速，这样便可以大幅度缩短显

21、示时间，也 因为突出物改变液晶分子配向，让视野角度更为宽广。在视角的增加上可达160度以上，反应时间 缩短至20ms以内。MVA在制作程序来说并不会增加太多困难的技术，所以很受代工厂商的欢迎， 目前有奇美电子(奇晶光电)、友达光电等得到授权制造。HITACHI 的 IPS日立Hitachi的IPS (In-Plane Switching)技术是以液晶分子平面切换的方式来改善视角， 利用空间厚度、摩擦强度并有效利用横向电场驱动的改变让液晶分子做最大的平面旋转角度来增加 视角；换句话说，传的液晶分子是以垂直、水平角度切换作为背光通过的方式，IPS则将液晶分子 改为水平选转切换作为背光通过方式。在商

22、品的制造上不须额外加补偿膜，显示视觉上对比也很高。 在视角的提升上可达到160度，反应时间缩短至40ms以内。但Hitachi仍旧改良IPS技术叫做 Super-IPS，在视角的提升上可达到170度，反应时间缩短至30ms以内，NTSC色纯度比也由50% 提升至60%以上。目前亦有少数厂商授权制造，算是与MVA技术并驾齐驱。NEC 的 ExtraViewNEC作为全球能生产20英寸液晶屏数不多的生产商之一，其也研制出可以扩大可视角度的 ExtraView技术。XtraView增加了浏览角度，确保了用户可以获得最佳的显示性能，并可以在上下、 左右任何一个方向浏览屏幕。通过扩展浏览角度，使得多个用

23、户可以纵向和横向模式观看屏。此技 术目前只应用于NEC的LCD产品中。SAMSUNG 的 PVA三星Samsung电子的PVA (Patterned Vertical Alignment)技术则是一种图像垂直调整技术， 该技术直接改变液晶单元结构，让显示效能大幅提升，其视角可达170度，反应时间达25ms以内， 500:1的超高对比能力以及高达70%的原色显示能力。PANASONIC 的 OCB日本松下(Panasonic)所开发的 OCB (Optical Compensated Birefringence)则有不一样的 做法，完全以新开发的液晶材料与光学补偿膜作为核心材质，是一种高速反应的光学自己补偿型复 折射式技术，虽然在视角的呈现上仅有进步达140度以上，但反应时间却能缩短至10ms以内，而 色纯度的改进为传统TFT三倍以上，多半用于娱乐视听型彩色液品显示器面板，这也是Panasonic PC用彩色液品显示器的售价居高不下的原因。HYUNDAI 的 FFS现代Hyundai电子则采用FFS (Fringe Field Switching)技术也不需要额外的光学补偿膜， 主要是