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顯示器有什么光學特性?

一、 透過率


      液晶面板本身并不發光,需要依靠背光源提供的光源實現亮度顯示。透過率(Transmittance)是液晶面板的一個重要光學參數,它的大小直接影響著整機的功耗。面板的透過率計算方法可以表示為:


透過率=面板表面亮度/背光源亮度


     從表1中可以看出,影響面板透過率的因素很多,凡是在光源發出的光線傳播路徑中起到光線傳播介質作用的各個組成部分,都會對透過率產生影響。提高透過率的方法,一方面是提高材料的透過率并降低光損耗,另外一方面是在面板設計中提高像素的開口率。

        

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表1顯示器件用玻璃的主要特點



二、 對比度


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       液晶顯示器的對比度(ContrastRatio,CR)是指屏幕上某一點(通常為中心區域)最亮時的亮度與最暗時的亮度比值。目前常見的液晶顯示器的對比度普遍都大于 1000:1。對比度越高,圖像越清晰,顯示器所表現出來的色彩越鮮明,層次感越豐富。


       從對比度的定義可知,提高對比度的方法主要有兩個方面:一方面是提高顯示器亮態時的亮度,另外一個方面是降低暗態時的亮度,也就是使亮態更亮,暗態更暗。受液晶排列狀態的影響,液晶顯示器在暗態時會存在一定程度的漏光,即暗態亮度不可能達到絕對黑,而暗態亮度稍微變化一點對對比度就會產生較大的影響。因此,目前業內各面板廠商都在積極探尋減小暗態亮度的方法,如提高偏光片的偏振度、開發高對比度的液晶、改善液品的取向特性、開發高對比度的色阻材料等。


      常說的對比度是指靜態對比度,即背光源保持正常亮度時測試亮態和暗態的面板亮度。如果在暗態時,背光源的亮度可以通過電路控制而下降,此時暗態時能測試到更低的面板亮度,這種對比度被稱為動態對比度。動態對比度可以達到10 000:1 以上。



三、響應時間

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      液晶顯示器的響應時間(Response Time,RT)有兩種:黑白響應時間和灰階響應時間。黑白響應時間是指屏幕由最暗轉到最亮或由最亮轉到最暗所需要的時間,即液品分子從一個極端偏轉狀態到另一個極端偏轉狀態所需要的時間,包括上升時間(7或)和下降時間(7或T)。通常定義從施加電壓后光穿透率由10%變化至 90%所需要的時間為;釋放電壓后光穿透率由90%變化至10%所需要的時間為 7。通常下降時間要比上升時間長一些,而且可以通過數據信號過驅技術實現上升時間的進一步下降。

 

灰階響應時間又被稱為 GTG(Gray-to-Gray)響應時間,是指圖像亮度從一個灰階到另一灰階變化所需的時間。通常是將全部灰階分成幾個等分,然后測試這些灰階相互之間的響應時間,最后計算出平均值。因此,黑白響應時間是灰階響應時間內的一個特例,也是最大值。

響應時間是LCD的一個重要特性參數。響應時間過大容易導致動態畫面出現拖影的現象,其值的大小與液晶的黏度、彈性常數、液晶盒厚等因素有關。目前常用于減小LCD 響應時間的方法有使用低黏度系數的液晶、減小液品盒厚和過驅動技術等。



四、 視角


      對于液晶顯示器,同一畫面,使用者從不同角度觀看時畫面品質會有變化,將能夠清楚觀看到圖像的角度范圍定義為顯示器的視角(ViewingAngle),超出該范圍畫面模糊不清。視角按對比度、灰階反轉、色差有三種定義方法,簡單介紹如下。


1.按對比度定義

將對比度大于等于10時的觀察角度范圍定義為LCD 的視角。這是最常見的方法。


2.按灰階反轉定義

     以 8bit 液晶顯示器為例,由黑到白共分為 256 個灰階,理想情況下灰階越高畫面越亮,但受顯示器液晶排列特性等因素的影響,當從某個大角度進行觀看時會發生灰階反轉的現象,即低灰階畫面的亮度比高灰階畫面的亮度還亮。因此,定義不會出現灰階反轉的最大視角為 LCD 的視角。這種方法一般用于 TN 模式的顯示器中。


3.按色偏定義

色偏是指對于同一顏色畫面,從正視角度和斜視角度進行觀看時,看到的畫面顏色有差異。例如,正視角為白色畫面,斜視超過某一角度后看到的畫面顏色可能偏黃或者偏藍。因此,定義當顏色的變化已經大到無法接受的程度時的角度為 LCD 的視角范圍。



五、色域

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     色域(Color Gamut,CG)的大小反映了液晶顯示器所能表現出的顏色范圍,色域范圍越大,LCD 可顯示的顏色種類越多,畫面就越鮮艷。色域的表示方法,根據要求不同,有按照色度坐標內三基色坐標點面積比進行計算的,也有按照三基色坐標點區域的匹配度進行計算的。實現廣色域主要由背光源的燈光譜所決定廣色域的實現方法主要有 BG 芯片 LED+R熒光粉、B 芯片+KSF 粉和采用OD粉的膜材或燈管。常見的色域標準有 NTSC、SRGB、Adobe 等,詳見第4章。



六、 色溫


    色溫(Color Temperature,CT)是指理想黑體受熱后發光,用受熱的絕對溫度表示它的發光顏色。色溫越低顏色越紅,被稱為暖色;色溫越高顏色越藍被稱為冷色。不同地區的人對顯示器色溫的要求不同,例如在接近赤道的人,日常看到的平均色溫是在11000K,所以比較喜歡冷色溫;相反,在緯度較高的地區的人就比較喜歡暖色(色溫 6500K)。LCD 根據類型不同對色溫的要求也不同,如常見 TV 類的色溫標準為10 000K,MNT和 NB 類產品色溫標準為 6500K。

 


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