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液晶显示器术语详解 [复制链接]

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只看楼主倒序阅读使用道具 0 发表于: 2006-09-11

液晶板类型
常见的液晶显示器按物理结构分为四种：
（1）扭曲向列型（TN－Twisted Nematic）；
（2）超扭曲向列型（STN－Super TN）；
（3）双层超扭曲向列型（DSTN－Dual Scan Tortuosity Nomograph）；
（4）薄膜晶体管型（TFT－Thin Film Transistor）。
1.TN型采用的是液晶显示器中最基本的显示技术，而之后其它种类的液晶显示器也是以TN型为基础来进行改良。而且，它的运作原理也较其它技术来的简单。请参照下方的图片。图中所表示的是TN型液晶显示器的简易构造图，包括了垂直方向与水平方向的偏光板，具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导电的玻璃基

2.STN型的显示原理与TN相类似。不同的是，TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180～270度。
3.DSTN是通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏，从而达到完成显示目的。DSTN是由超扭曲向列型显示器（STN）发展而来的。由于DSTN采用双扫描技术，因此显示效果相对STN来说，有大幅度提高。
4.TFT型的液晶显示器较为复杂，主要是由：萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等构成。首先，液晶显示器必须先利用背光源，也就是萤光灯管投射出光源，这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶。这时液晶分子的排列方式就会改变穿透液晶的光线角度，然后这些光线还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变加在液晶上的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩，这样就能在液晶面板上变化出有不同色调的颜色组合了。是目前主流液晶显示器的面板。

接口类型
显示器通常有15针D-Sub和DVI接口两种：
15针D-Sub输入接口：也叫VGA接口，CRT彩显因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，最基本的包含R\G\B\H\V（分别为红、绿、蓝、行、场）5个分量，不管以何种类型的接口接入，其信号中至少包含以上这5个分量。大多数PC机显卡最普遍的接口为D-15，即D形三排15针插口，其中有一些是无用的，连接使用的信号线上也是空缺的。除了这5个必不可少的分量外，最重要的是在96年以后的彩显中还增加入DDC数据分量，用于读取显示器EPROM中记载的有关彩显品牌、型号、生产日期、序列号、指标参数等信息内容，以实现WINDOWS所要求的PnP（即插即用）功能。

DVI数字输入接口：DVI(Digital Visual Interface，数字视频接口)是近年来随着数字化显示设备的发展而发展起来的一种显示接口。普通的模拟RGB接口在显示过程中，首先要在计算机的显卡中经过数字/模拟转换，将数字信号转换为模拟信号传输到显示设备中，而在数字化显示设备中，又要经模拟/数字转换将模拟信号转换成数字信号，然后显示。在经过2次转换后，不可避免地造成了一些信息的丢失，对图像质量也有一定影响。而DVI接口中，计算机直接以数字信号的方式将显示信息传送到显示设备中，避免了2次转换过程，因此从理论上讲，采用DVI接口的显示设备的图像质量要更好。另外DVI接口实现了真正的即插即用和热插拔，免除了在连接过程中需关闭计算机和显示设备的麻烦。现在大多数液晶显示器都采用该接口。

点距
LCD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LCD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LCD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，大多数液晶显示器的像素间距基本相同。分辨率为1024×768的15英寸LCD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寸的基本都为0.264mm。所以对于同尺寸的LCD的价格一般与点距基本没有关系。

亮度
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LCD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350～400cd/m2，已经接近CRT显示器水准。

对比度
对比度则是屏幕上同一点最亮时（白色）与最暗时（黑色）的亮度的比值，高的对比度意味着相对较高的亮度和呈现颜色的艳丽程度。
品质优异的LCD显示器面板和优秀的背光源亮度，两者合理配合就能获得色彩饱满明亮清晰的画面。目前大多数桌上型LCD显示器的亮度介于150至300 cd/m2之间，再高的可达到350 cd/m2或者500 cd/m2 ；而对比度多为200:1～500:1，最高可达1000:1。

色彩数
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，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。液晶显示器一般都支持24位真彩色。

黑白响应时间
所谓黑白响应时间是液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间（其原理是在液晶分子内施加电压，使液晶分子扭转与回复）。常说的25ms、16ms就是指的这个响应时间，响应时间越短则使用者在看动态画面时越不会有尾影拖曳的感觉。一般将黑白响应时间分为两个部分：上升时间（Rise time）和下降时间（Fall time），而表示时以两者之和为准。

CRT显示器中，只要电子束击打荧光粉立刻就能发光，而辉光残留时间极短，因此传统CRT显示器响应时间仅为1～3ms。所以，响应时间在CRT显示器中一般不会被人们提及。而由于液晶显示器是利用液晶分子扭转控制光的通断，而液晶分子的扭转需要一个过程，所以LCD显示器的响应时间要明显长于CRT。
从早期的25ms到大家熟知的16ms再到最近出现的12ms甚至8ms，响应时间被不断缩短，液晶显示器不适合娱乐的陈旧观念正在受到巨大挑战。可以先做一个简单的换算：30毫秒=1/0.030=每秒钟显示33帧画面；25毫秒=1/0.025=每秒钟显示40帧画面；16毫秒=1/0.016=每秒钟显示63帧画面；12毫秒=1/0.012=每秒钟显示83帧画面。可以看出12ms的诞生意味着液晶制造的一个巨大进步。
但要注意的是，液晶显示器都有一个扫描频率的限制，特别是对于场频（又称刷新率），很多都限制在75Hz以下，而就一般概念而言，75Hz意味着一秒刷新75帧画面，这样看上去就达不到12ms对应的每秒83帧画面了。
实际上，我们上面所说的12ms响应时间是针对全黑和全白画面之间切换所需要的时间，这种全白全黑画面的切换所需的驱动电压是比较高的，所以切换速度比较快，可以达到12ms；而实际应用中大多数都是灰阶画面的切换（其实质是液晶不完全扭转，不完全透光），所需的驱动电压比较低，故切换速度相对较慢。因此从2005年开始，很多厂商已经开始强调灰阶响应时间的重要性，不过灰阶响应时间可以通过特殊方法提高，因此与黑白响应时间之间并没有明确的对应关系，相当于一个全新的描述响应时间的参数。
据数据表明：响应时间30毫秒=1/0.030=每秒钟显示器能够显示33帧画面，这是已经能满足DVD播放的需要；响应时间25毫秒=1/0.025=每秒钟显示器能够显示40帧画面，完全满足DVD播放以及大部分游戏的需要；而玩那种激烈的动作游戏（如QUAKEIII、UT2003、DOMMIII）、极速追逐赛等游戏要达到毫无拖影的话，所需要的画面显示速度都要在每秒60帧以上，即需要的响应时间=1/每秒钟显示器能够显示60帧画面=16.6毫秒。

灰阶响应时间
说到灰阶响应时间，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—白—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。但涉及到不同不同明暗的灰度切换，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。

水平扫描频率
也称为水平刷新率，它是指显示器每秒钟的扫描线数，单位为KHz。行频=行数*场频，例如在800*600的分辨率下，当刷新率为85Hz时（通常表述为800*600@85Hz），行频=600*85Hz=51Khz。

垂直扫描频率
也称刷新率，是显示器每秒刷新屏幕的次数，单位为Hz。场频越低，图像的闪烁、抖动越厉害，但LCD显示器画面扫描频率的意义有别于CRT，指显示器单位时间内接收信号并对画面进行更新的次数。由于LCD显示器像素的亮灭状态只有在画面内容改变时才有变化，因此即使扫描频率很低，也能保证稳定的显示，一般有60Hz就足够了，但在部分行业应用如医疗、监控中，要求液晶的刷新率能够达到70Hz甚至85Hz，主要是要求能够以较快的频率读取数据进行显示。

带宽
带宽代表显示器显示能力的一个综合指标，指每秒钟所扫描的图素个数，即单位时间内所有扫描线上显示的频点数总和，以MHz为单位。带宽越大表明显示控制能力越强，显示效果越佳。
带宽的详细计算公式如下:理论上带宽 B=r(x) ×r(y) ×V
r(x)表示每条水平扫描线上的图素个数
r(y)表示每桢画面的水平扫描线数
V 表示每秒画面刷新率（即场频）
B 表示带宽

可视角度
它是指用户可以从不同的方向清晰地观察屏幕上所有内容的角度。由于提供LCD显示器显示的光源经折射和反射后输出时已有一定的方向性，在超出这一范围观看就会产生色彩失真现象，CRT显示器不会有这个问题。
目前市场上出售的LCD显示器的可视角度都是左右对称的，但上下就不一定对称了，常常是上下角度小于左右角度。当我们说可视角是左右80度时，表示站在始于屏幕法线（就是显示器正中间的假想线）80度的位置时仍可清晰看见屏幕图像。视角越大，观看的角度越好，LCD显示器也就更具有适用性。
由于每个人的视力不同，因此我们以对比度为准，在最大可视角度时所量到的对比度越大就越好。目前市场上大多数产品的可视角度在120度以上，部分产品达到了170度以上。需要说说明的是，在不同测量方式下，可视角度的标称值也不同，由于显示器厂商通常没有说明具体的测量方式，因此总的来说，可视角度是一个参考值。

分辨率
LCD液晶显示器和传统的CRT显示器，分辨率都是重要的参数之一。传统CRT显示器所支持的分辨率较有弹性，而LCD的像素间距已经固定，所以支持的显示模式不像CRT那么多。LCD的最佳分辨率，也叫最大分辨率，在该分辨率下，液晶显示器才能显现最佳影像。
目前15英寸LCD的最佳分辨率为1024×768，17～19英寸的最佳分辨率通常为1280×1024，更大尺寸拥有更大的最佳分辨率。
LCD显示器呈现分辨率较低的显示模式时，有两种方式进行显示。第一种为居中显示：例如在XGA 1024×768的屏幕上显示SVGA 800×600的画面时，只有屏幕居中的800×600个像素被呈现出来，其它没有被呈现出来的像素则维持黑暗，目前该方法较少采用。另一种称为扩展显示：在显示低于最佳分辨率的画面时，各像素点通过差动算法扩充到相邻像素点显示，从而使整个画面被充满。这样也使画面失去原来的清晰度和真实的色彩。
由于现在相同尺寸的液晶显示器的最大分辨率通常是一致的，所以对于同尺寸的LCD的价格一般与分辨率基本没有关系。

安规认证
对显示器来说最重要的安规认证是电磁幅射标准，即指限制显示器所发出的电磁幅射量的国际标准。目前有两项重要的标准是由下列两个瑞典权威机构所定出来的规则：MPR-II，原先是一项由瑞典劳工部所提出的标准，制定了显示器所放出的电磁幅射量的最高范围，现在已被采用为世界标准。TCO，瑞典TCO组织于1991年制定了一个比MPR-II更严格的标准，特别是为交流电场（aef）而定。
MPR认证
MPR标准是由SWEDAC（Swedish National Board For Measurement And Testing瑞典国家技术部）制订的电磁场辐射规范（包括电场、静电场强度）。包括有著名的MPR I、MPR II。MPR I诞生于1987年，是由瑞典国家测量测试局就电场和磁场对人体健康的影响而提出的一个标准，目前这个标准已经显得比较宽松了。1990年，MPR I进一步扩展变成了MPR II，进一步详细列出了21项显示器标准，包括闪烁度、跳动、线性、光亮度、反光度及字体大小等，对ELF（超低频）和VLF（甚低频）辐射提出了最大限制，已经成了一种比较严格的电磁辐射标准。现在市场上被认为的低辐射显示器，一般都符合这一标准。
TCO认证
所谓的TCO标准保证，是由瑞典专业雇员联盟(Swedish Confederationof Professional Employess)推出的。随着不断扩充和改进，逐渐演变成了现在通用的世界性标准，引起了显示器生产厂商的广泛重视。它不仅包括辐射和环保的多项指标，还对舒适、美观等多方面提出严格的要求。
TCO认证自从1991年推出以后，主要面向质量和环境，对象则主要是办公室里常见的电子设备，如手提式计算机、显示器、键盘、系统机、打印机等，并且为移动电话也颁布了一个新的标准“TCO'01 Mobile Phones”。连同前段时间发布的TCO'03 Displays标准，面向计算机监视器及外设的TCO认证一共走过了四代不同的标准（面向移动电话的TCO'01标准不算在其中），从TCO’92、TCO’95、TCO’99到TCO'03，随着时间的推移以及人们健康、环保意识的加强，加之科技进步所能带来的产品质量改观，TCO认证标准也一代比一代更为严格。
截止2003年5月27日，通过了TCO’92（该项认证已经停止）认证的显示器型号有1050个，通过了TCO’95与TCO’99认证的显示器型号则分别高达2085个和2286个；而通过最新的TCO’03认证的显示器型号则为61个。

TCO在LCD方面的对比(99VS03)
随着时间的发展，原有的TCO99标准已经难以适应新的LCD、PDP等采用新式显示技术的显示器。于是TCO联盟开始制定最新的TCO03标准，对显示器的制造、生产、辐射、亮度等提出了更高的要求。下面分别列表对比：
平板类显示器（FPD）方面
那么，与TCO'99相比，TCO'03 Displays究间在显示器性能的哪些方面进行了更为严格的规定呢？我们先来看看在LCD、PDP等平板显示器方面的规格。前面我们提到过，TCO'03 Displays的发展是随着科技的发展而出现，是与时俱进的产物，在许多新的技术特性上进行了的新的规定，而这部分的内容是TCO'99认证所不具备的，表中“FPD”（Flat Panel Displays）即代表平板显示器：