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深剖液晶的技术缺陷 走出LCD显示器的选购误区

作者:时间:2017-06-08来源:网络收藏






与普通的CRT显示器相比,显示器因健康、环保、外观时尚、体积很小、色彩表晰平面性好等诸多优势, 渐渐被广大消费者认识。而到了今天,由于技术的不断成熟和产能的加大,显示器价格骤跌,已经占据了显示器市场的半壁江山。时下,拥有一台17寸甚至更大面子的液晶显示器已成为现实,但对于液晶显示器的技术参数,诸如响应时间、面板色彩、可视角度、对比度等等 一系列的问题始终搞不清楚。当厂家们在打出各种花样低价促销活动时,更是让消费者感到疑惑:一线大厂品牌产品始终不降,与许多二线品牌的同规格的产品相差近五百元的价格,这样的“实惠”始终让消费者感到不放心。那么今天就让小编与大家一块,从技术角度出发,揭开液晶显示器的技术参数,真正弄清显示器的选购技巧。

一、看清液晶面板,走出色彩与可视角度的陷井

  在选购液晶显示器时,消费者往往将显示器的响应时间放在第一位。今天小编就先将响应时暂时放到一边,从液 晶显示器的面板开始,一步步的看清液晶选购中的几大误区。

  对于液晶面板的了解,大家也许只知道有6BIT(16.2M)与8BIT(16.7M)这两种不同面板,这两种面板是我们经常见到的。某些品牌的显示器厂商经常大夸其使用了16.7M的真彩面板,来吸引用户的眼球,抬高产品的卖点。很多消费者因为具备这方面的专业知识,因此很容易被其所蒙蔽。

  所谓6BIT(16.2M)的色彩范围所采用TN面板,其最大发色数最多位为262144(R/G/B各64色),也就是说每个通 道上只能显示64(2的6次方=64)级灰阶,那么我们就称其为6bit面板,也就是伪真彩面板,目前中低端机型中所采用的液晶面板基本为TN面 板。

  所谓8BIT(16.7M)的色彩范围所采用的VA(MVA或者PVA)和各种IPS面板,则能够实现24BIT色即1677万色 (R/G/B各256色),也就是说每个色彩通道上能显示256(2的8次方=256)级灰阶,我们就称其为8bit面板,这也就是真彩面板。

  对于16.2M的TN面板,通过技术抖动手段,也能够实现16.7的色彩,当然是假彩了,所在大家在选购的时候,一定 要注意看清面板的种类,品牌大厂的产品一般都会注明面板的型号和色彩。另外现在某些一线大厂已经将TN面板升级至TN2,并通过各种色彩增 强技术,如三星的魔镜和LG的复真芯片技术,使16.2M面板的色彩表现接近于16.7M色面板,但通过对比还是能看出不少的差异,因为在物理上 6bit面板能显示的262144色彩还不到8bit面板1677万色的2%,即使使用再高的技术与不可能与16.7M面板相比拟。

  在可视角度方面,采用VA面板的16.7M显示器基本都能够轻松的实现水平/垂直均为178度的可视角度,而采用TN面 板16.2M的液晶产品,无论其技术优势有多强,真正的可视角度也就在140度左右,绝不可能与16.7M色面板相比拟。

  就价格面言,采用16.7M色面板的产品目前都处理四、五千元的高价内,最便宜的也要3000元以上,还不能为消费 者所接受。而采用TN面板的显示器大都逼进了2000元左右,真正走入了用户的心理价位范围。

  小编选购建议:看清了两者的区别,大家在购买时一定要多留心了。小编建议:如今采用TN面 板的产品价格合理,在实际使用当中,我们并不能真正体验到16.2M色面板与16.7M色面板的实际差异,并且16.2M已经进入了人的肉眼能分清的 颜色的范围内,因此选购时采用16.2色TN面板仍将是我们最佳的采购对象。对于专业的制图用户而言,即便是16.7M色的显示器也不能与CRT同 日而比,因此价格便宜、专业的CRT显示器仍然是你最好的选择。

市场上主流产品的面板类型介绍:
  ·TN面板
  广泛应用于入门级和中端的面板,在性能指标上并不出彩,不能表现16.7M色彩,并且可视角度 有天然痼疾。所以我们市场上看到的TN面板都是改良型的TN+film,film即补偿膜,用于弥补TN面板可视角度的不足,同时色彩抖动技术的使用 也使得原本只能显示26万色的TN面板获得了16.2M的显示能力。要说TN面板唯一胜过前面两种面板的地方,就是由于他的输出灰阶级数较少,液 晶分子偏转速度快,致使它的响应时间容易提高,目前市场上8ms以下液晶产品均采用的是TN面板。总的来说TN面板是优势和劣势都很明显的产 品,价格便宜,响应时间能满足游戏要求使它的优势所在,可视角度不理想和色彩表现不真实又是明显的劣势。

   ·VA类面板
  VA类面板是现在高端液晶应用较多的面板类型,16.7M色彩和大可视角度是该类面板定位高端的 资本,同时VA类又可分为由富士通主导的MVA(Multi-domain Vertical alignment,多象限垂直配向技术)面板和由三星开发的PVA (Patterned Vertical alignment)面板,后者和前者的关系是继承和改良。

  富士通发明MVA技术之后实施积极的技术授权策略,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。由于得到广泛台系面板厂商得支持,所以市面上有不少采用MVA面板的平价16.7M色大屏幕液晶,其中 ACER AL1913W,优派VG910s,经典的benq FP991就是其中几款典型型号,中高端产品也有如DELL的部分1905,优派VP191b,美格T9这样的经典 型号,其中美格T9使用改良的P-MVA获得了的8ms GTG灰阶,170度可视角度、800:1的官方参数,是目前采用P-MVA面板液晶显示器的最高水平。

  PVA与富士通的MVA的继承和发展者,PVA用透明的ITO电极代替MVA中的液晶层凸出物,获得更高 的开口率,和背光源的利用率,换言之,便是可以获得优于MVA的亮度输出和对比度。有足够的证据表明,PVA的综合素质优于富士通的MVA,改 良型的S-PVA和P-MVA并驾齐驱,它提供的可视角度可达170度,响应时间被控制在20毫秒以内(采用Overdrive加速达到8ms GTG),而对比度可 轻易超过700:1的高水准。

  ·IPS
  IPS(In-Plane Switching,平面转换)技术是日立于2001推出的面板技术,它也被俗称为 “Super TFT”。我们知道,传统LCD显示器的液晶分子一般都在垂直-平行状态间切换,MVA和PVA将之改良为垂直-双向倾斜的切换方式,而IPS 技术与上述技术最大的差异就在于,不管在何种状态下液晶分子始终都与屏幕平行,只是在加电/常规状态下分子的旋转方向有所不同——注意 ,MVA、PVA液晶分子的旋转属于空间旋转(Z轴),而IPS液晶分子的旋转则属于平面内的旋转(X-Y轴)。

  为了配合这种结构,IPS要求对电极进行改良,电极做到了同侧,形成平面电场。这样的设计带来的问题是双重的,一方面可视角度问 题得到了解决,另一方面由于液晶分子转动角度大、面板开口率低(光线透过率),所以IPS也有响应时间较慢和对比度较难提高的缺点。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。不过在市场能看到的型号不是很多, 其中也只有飞利浦的190p5曝光度最高了,16.7M色、170度可视角度和16ms响应时间代表现在IPS液晶显示器的最高水平。

二、深剖响应时间,多快的速度适合你?!

  关于响应时间的话题,在以前的文章中小编都给大家提及过。在上文中我们也提到,就目前而言,朋友们选购液晶显示器的第一考虑要 素应该就是响应时间。在短短的几年中,液晶显示器的响应时间提高是最快的,由原来的40ms提高到了8ms、4ms、2ms,拥有1ms响应时间的显 示器马上也就要与朋友们见面了。就当前市场而言,8ms绝对占据了市场中的主流地位。

  大家知道,所谓的响应时间就是指像素变换一次所花费的时间。拿具备8ms响应时间的液晶晃示波器在来讲,也就是指像素变换一次的 时间是8ms,则一秒钟内可以切换的画面数值为1000/8=125,这一数值远大于人类所能感知的60fps的最高识别率,所以8ms是终极的游戏液晶方案。”

  但在实际应用中却不是这样的,很多用户反映在玩各种游戏时残影比比皆是,而这一现在只到灰阶4ms时代才算有了改进,我们勉强可 以接受,这是什么原因造成的呢。接下来我们不妨仔细的看一下。(以下内容均由小编自网上收集整理)

  ISO(ISO13406-2)对响应时间的规定是:当一个像素电从白色转为黑色,电极电压从0变为最大值,即最大电压激励状态下,液晶分子 迅速转换到新的位置,这一过程所用的时间被称为上升时间段。当一个像素由黑转白,像素所加电压切断,液晶分子迅速回到加电前位置,这 一过程称为下降时间。整个响应时间过程就是由上升时间加上下降时间获得的数值。

  但是,实际上这个规定只考虑了用时最短的像素黑白黑极端切换的时间,在衡量实际使用时出现最多的灰阶切换时没有太多指导价值。 像素整个响应定义只占到了整个像素上升或是下降过程的80%的时间,按照ISO的定义所谓白色即指10%灰度,黑色指90%灰度,其余20%的时 间被忽略了。ISO这样定义的初衷不难理解,因为对于液晶分子来说,加电起动和最后稳定这两个阶段是费时的,两头20%的灰度转化的过程有 可能超过ISO响应时间定义本身所占时间,那如果省去这20%就可以大大的美化指标,但这显然对于消费者是不公正的。

  如上图所示的某液晶显示器响应时间测试数据,按照ISO定义上升沿时间为28.5-12=16.5 ms。但我们观察整个像素从0%灰度到100% 灰度转化的全部过程,实际用时超过了40ms,达到ISO定义所用时间的两倍多。

  当然ISO定义的缺陷还不止如此,其中最为严重的是忽略了色彩变化时——即不同灰度切换的时间,这也是我们日常使用显示器是最多 的显示状况。从液晶的显示原理来说,当一像素从较浅灰度转变为较深灰度时,其加在像素两端电极电压也响应加强。但是和ISO规范中定义的 黑白黑切换的最大激励电压相比,在灰度切换时相应的施加电压要低得多,因此在这种情况下液晶分子反转响应的速度也会变慢。同理,当色阶从较深灰阶到浅灰阶转变时,过程相反,不过此时浅色灰阶对应的电极电压也不为零,相应的电压差激励效果也会变差,下降沿时间也会变长。

  也正是因为ISO的规范并没有强行要求厂商在提供用户响应时间参数的时候考虑中间灰阶的响应时间,所以厂商在自己标注的可操作空间就大得多了。有较早液晶使用经验的用户不难发现,在一年前的主流液晶中,使用友达AU 16ms TN面板的显示器会比LG-Philips同样规格的16ms 甚至三星的12ms更快,而这三种面板又都快过16ms IPS面板的速度表现,但令人不解的是它们又都慢于Hydis 的20ms TN面板,这正是由于ISO 响应时间规范的不严格造成的,实际厂家给出的响应时间指标反而造成了用户的困惑。

传统响应时间 灰阶响应时间
25ms     80ms
16ms     60ms
12ms     40ms
8ms     20ms

  所以我们一定要认清楚:到底这个响应时间是泛泛而谈呢还是真正的“灰阶响应时间” (GTG:gary to gray)。

  有了灰阶这个概念我们就能放心了吗?灰阶N毫秒相差大吗?同样号称“灰阶响应时间”,是指标越低越好吗?很多朋友看 了上述文字可能就以为只要是宣称灰阶响应时间,那就放心购买好了,但是这仍然是一个误区……我们来看看这个误区是如何形成的,这要从 灰阶技术原理上讲起。响应时间其实质就是液晶分子的扭转速度,要让液晶分子运动得更快,一般有以下三种办法:

  1、增加驱动电压法:液晶分子的转动速度和电压有关系,电压越高,分子转动速度就越快。

  2、改变液晶分子初始状态法:这种方法其实就是让液晶分子处于一种不稳定的状态,一旦有“风吹草动”就立即作出反应,用以增加响应时间。但这个办法不能无限制的实行,液晶分子不能太不稳定,否则将无法有效控制。

  3、减小液晶粘稠程度法:液晶越粘稠,驱动起来就越费力,这和人多心不齐是一个道理。如果把液晶稀释一下,驱动就比较容易了,响应时间自然能有所提升。不过液晶稀释以后会影响控光能力,响应时间虽然提升了,付出的代价却很大:黏稠度越低,画面色彩越黯淡,图像细节也会变模糊,同时会产生轻微漏光的现象。这一点也是LG当初只在其S-IPS面板上采用灰阶技术的重要原因之 一。

  鉴于2、3两种方法弊端颇大(有部分12ms产品同时采用了1和3两种方法,造成显示效果不佳,因此新面板在液晶方面已不多动手脚了) ,因此目前灰阶响应时间的减少有赖于加压,用面板厂家(比如友达)的表述为Over Drive技术。采用Over Drive技术的液晶相对主要是针对上升时间提供了一个overshoot电压(过冲电压),而这一瞬间的过冲电压实际上是经历了一次上升和一次下降过程最终回落 到目标电压的(这里的一个一般原理是:上升时间是明显大于下降时间的,因而缩短原有上升过程的时间可以通过提供一个更高电压下的上升 时间加上一小段下降时间来实现),可以看出over-shoot已经经过了一次上升/下降的转换,再加上LCD图像显示本身的一次上升/下降的转换, 叠加效应就会被明显地放大,“躁点”的现象就可能出现了。

  此外,6bit面板在显示原理上本身需要通过“抖动”技术来实现16.2M色彩,再与overshoot叠加,画面显示也有可能 受到影响,尤其是“静态抖动”现象可能发生——这时,没有采用灰阶技术的LCD反而会有更良好的静态表现,这充分说明,加压也不是万能的 ,更何况增大液晶单元盒驱动电压同时也会减小液晶的寿命呢?我们从AU那里了解到,实际上我们看到的TN 16ms、12ms以及8ms显示器的面板 都是一样的,之所以存在响应时间的差异,是因为后部的驱动电路以及是否应用Overdrive技术,实际上目前的Overdrive还远没有做到针对所 有的灰阶转换进行处理,只是其中的一部分,但是他并没有给出明确的数字,最后给出的Overdrive处理响应时间表上的数据实际上都是测试中 表现最好的部分。

  我们发现,灰阶技术有利有弊,而且采用灰阶技术的LCD成本要高一些。对于8ms以上的灰阶显示器 上,要做到色彩和响应时间两全其美,真的是鱼与熊掌不可兼得啊!何况ms数一般也是最快响应指标,实际上多数画面上切换时间还是高于这 个标称指标的,因此实话说在LCD“最大全程响应时间”迈入1ms门槛之前,液晶还是没法和CRT比,但8ms以上对苛刻的游戏玩家来说已经完全 可以接受了。

三、亮度对比度需要注意,性能以外参数要注意

  很多用户对液晶显示器的亮度与对比度了解并不多,认为亮度与对比度所能调整的范围越大越好,其实这也不无道理。在我们的实际应 用中,所有的液晶显示器在亮度与对比度方面都能满足我们的所有需要,但仔细分析,亮对与对比度其实也是一台液晶显示器性能优劣的很好 体现。

  所谓对比度,就是指导屏幕显示图象中最亮像素和最暗像素亮度的比值。大家需要的是更亮的白色和更纯的很色 。比如我们测量某一液晶屏幕的白色亮度为250cd/m2,同时黑色亮度为0.5 cd/m2,则通过公式黑色/白色=对比度得出该显示器的对比度为 500:1。由该指标的定义可知,如果厂商想要改进该指标,那么无疑有两种方式,改善黑色纯度或者提高白色亮度,前者显然是每一个厂商的追 求(因为液晶黑色不纯是通病),而后者更容易实现。

  纯净的黑色能让画面更加突出,层次丰富,就是说两种液晶显示器,如果对比度相同,那么黑色表现更出色的无 疑将有更棒的效果!为什么VA面板或者IPS面板效果要好于TN面板,就是因为通常来说这两种面板看起来更“黑”,对比度是否超过700:1也是 辨别是否采用了VA面板的一种常见方法。而亮度指标其实太高的话并不见得就讨好,LCD已经比CRT高多了,有很多LCD在最低亮度下依然“明亮 无比”,如果亮度略高,对比度调整超过50%,马上画面过曝丢失细节。

  在实际应用中,某些用户会发现使用液晶显示器时会比CRT更费眼,大家知道专家推荐的适合长时间阅读工作的亮 度值是110cd/m2左右,传统的CRT的一般亮度为90cd/m2,现在的LCD实际亮度超过200cd/m2,所以默认情况下由于眼睛长期接触高亮度所以就更加费眼。

  除了亮度与对比度外,我们在选购中还应该看看液晶显示器是否具备了DVI数字接口,在实际使用中,DVI接口将会比D-SUB模拟接口的 显示效果会更加出色。另外,坏点与亮点也是一直困绕用户选购的一个重要方面,很多用户买回来的液晶显示器发现有坏点,再回去换时商家 却不认帐,到最后倒霉的还是我们消费者。

  目前有很多的品牌显示器都提供了无亮点的保证,因此大家在选择时尽量选择一线品牌的产品,各个品牌的质保也各不相同,在购买时 要仔细对比,切误急噪,否则得不偿失。

  就目前而言,小编认为三星、飞利浦、AOC、优派、LG、明基六大品牌的液晶显示器无论从技术、性能还是从质量上都有所保证,在价 格方面,虽然三星与飞利浦的产品价格较高,但品质是绝对不容忽视的,性能方面绝对属一流。另外,国内大厂的AOC、优派等价格便宜,性价 比高,适合入门级用户选购。





关键词: 液晶

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