您也想换一个吧！ 让我们好好聊聊LCD

    LCD的普及已经喊了三年了，不过始终是雷声大雨点小，但从今年的显示器市场的发展来看，LCD取代CRT已经在逐渐变成现实。

    这种变化来源于双方从技术和市场双方面的此消彼涨，CRT经过多年的发展，技术上已经没有什么可以带来真正较大影响的进步，而LCD的技术却日趋完善，逐渐已经逼近CRT的显示效果。

    而在市场上，随着CRT成本和价格的大幅度下降，CRT的品质比几年前差了很多，而厂商利润越来越低也更是导致很多技术实力强大的厂商不再从事民用级CRT的研发与制造，相对而言，LCD却仍然处在上升阶段。

    当然，更主要的原因是随着LCD价格的下降，选择LCD取代中档次的CRT 显示器已经不是什么不可能的事情。综合来说，LCD取代CRT的动作尽管缓慢，但这个趋势越来越明显，步伐也越来越大了。

    LCD显示器的显示原理与CRT显示器不同，所以它的显示特性也就有了很大的区别。

    具体来说，LCD显示器相对于CRT显示器的优势有以下几点：

    1、LCD显示器是真正意义上的“纯平面”，不存在纯平CRT的失真问题。

    2、由于不使用真空显象管，所以LCD显示器的抗干扰能力要比CRT强，显示更加稳定。

    3、LCD的体积、功耗都比CRT小很多，外观、环保性能特别是辐射性能也都要好很多。

而LCD的弱点则表现在：

    1、显示效果比CRT差，特别是亮度、反映速度和色彩上都明显差于CRT。

    2、存在“标准分辨率”的概念。

    3、价格高。

    不过随着LCD性能的完善，它的各项弱点已经比原先有了很大提高，对于普通用户来说，这些问题大都已经不是那么引人瞩目了。

一、LCD的工作原理

LCD即液晶显示器，顾名思义就是以液晶为主要显示元件的显示器。

何谓液晶？

    液晶，是1888年由奥地利的植物学家Reinitzer发现的一种物质形态，处于这种形态的物质具有液体的流动性，但同时有具有晶体所特有的分子规则排列特性，能够像单晶体一样对射入的光线产生不同方向上的改变（扭曲、折射、散射）。而且其分子排列形状会跟据外界的影响而产生变化。所以定名为“液晶”，即“液态晶体”的含义。

    液晶显示器就是根据液晶在外界施加电压时，液晶分子的排列形式会产生变化，并同时对穿过液晶的光线产生扭曲的的原理设计的。一块液晶显示板，其基本结构就是两块呈90度放置的偏振片，中间夹有液晶夹层。

液晶的工作原理示意

    液晶的结构形式有很多，但基本工作原理都是一致的，从它的工作原理可以看出来，液晶显示器与CRT显示器不同，显示图像的液晶板本身不能发光，这样，它就必须依赖其它的发光部件来发光，这就使得它还需要一系列其它辅助部件。

偏振光与偏振片

    光学研究表明，任何光源发出的光波，都是十字型的横波，在呈90度角的两个横轴同时拥有两束完全相同的光波在振动，而通过一种特殊的光学滤片，可以完全阻碍其中的一束光波，这样产生的只在一个方向上振动的光波就叫做“偏振光”，而这种光学滤片就叫做“偏振片”，将两片偏振片呈90度角放置，就可以完全阻碍所有的光波，使之完全不透明。

    当液晶不通电时，透过下面一片偏振片后的偏振光会在液晶内部受到液晶的折射，随着液晶分子的排列被扭曲，其振动方向变为与原来的入射方向呈90度，这样就可以通过上面一篇偏振片而射出。此时，我们就可以通过液晶看到液晶后面的东西。

    但当液晶被通电后，液晶的分子重新排列，此时液晶分子不再对入射的光线具有折射作用，这样偏振光的振动方向正好与上面的另一片偏振片偏振方向呈90度。此时光线就不能射出，在我们看来，液晶就变成了不透明的。

二、LCD的结构

    LCD的核心部件，就是上面所说的液晶层与上下的两片偏振片。在下层偏振片下是称为背光模块的组件。这部分组件的作用，就是在液晶层下面发出均匀的白色光，使液晶显示的内容能够被用户看到。背光组件的主要部件就是背光管和导光板两个部分。

    背光管实际上就是一种小型荧光灯（与家用节能日光灯类似）,它是一台LCD显示器的背光来源，而导光板的作用则是将呈线性的背光管光线均匀柔和地从整个LCD背部发射出来。

液晶屏的结构

    除了这些光学部件，LCD还需要控制电路，由于在液晶板上每个像素点都需要专门的加压电路，所以在液晶板上需要贴附很薄的电路层，这种电路在LCD中被称为驱动电路。

    电脑LCD显示器，一般都是使用TFT技术制造的产品，这种LCD显示器，在每个液晶像素点背后都有一个薄膜晶体管作为控制加电压的装置，由于它的反映速度快、色彩好，所以在主流液晶显示器上被普遍使用。

    彩色液晶显示器，其彩色生成原理其实与彩色CRT是颇为类似的，彩色CRT的每一个像素点都由红、蓝、绿三个更小的彩色像素组成，由三束不同的电子束控制。同样，彩色LCD显示器的每一个像素点都有三个小像素点，而每一个小像素点背后都有一个薄膜晶体管。在三个小像素点之前分别有红、蓝、绿的三色滤光片，这样分别控制三个薄膜晶体管的开闭，就能使这个像素产生不同的颜色。

三、LCD的主要名词解释

LCD的尺寸

    LCD的尺寸含义与CRT显示器的不完全相同，CRT显示器的尺寸指的是显象管正面的对角线长度，而LCD尺寸则指的是LCD液晶板对角线的长度。表面上看起来似乎差不多，但由于CRT显示器的有效显示面积小于显象管正面的尺寸，而LCD液晶板的大小就是实际显示面积的大小。所以尺寸相同的LCD显示器，其有效显示面积比同尺寸CRT显示器大一个个级别，即15”LCD的显示面积与16”CRT相当，17”LCD显示面积与18”CRT相当。

LCD的标准分辨率

    标准分辨率是LCD独有的概念，标准分辨率指的是LCD液晶板的物理像素数目，在这个分辨率下，LCD上的每一个真实的物理像素与一个逻辑像素一一对应，显示效果最为清晰。而在其它分辨率下，由于需要使用多个物理像素表示一个逻辑像素，显示图像的边缘就会模糊不清。而标准分辨率也称为最大分辨率，是LCD显示器所能显示的最高分辨率。

LCD的可视角度

    由于LCD不是主动发光的显示器，所以只有在正面方向上才能清晰地看到背后光源的光线。这样在侧面方向上，图像的对比度和亮度就会下降。而在显示器表面设计折射层，能够扩大图像的可视范围，这样能够清晰看到图像的角度范围就叫做LCD的可视角度。通过折射层的仔细设计，可以提升可视角度的范围。一般来说LCD的水平可视角度应该不低于140度，而垂直可视角度不低于120度。

LCD的响应时间

    LCD的响应时间，是目前LCD厂商热抄的概念。那么响应时间的实质是什么？

    根据LCD显示的原理，LCD的图像变化速度实际就是由加电场后，液晶分子重新排布的速度决定的。LCD响应时间，实际就是液晶分子由扭曲状态转变为平顺状态以及由平顺状态恢复为扭曲状态的时间之和。

    液晶的响应时间，决定了液晶显示图像的更新速度，如果响应时间不够，就会出现拖尾、鬼影等现象。

LCD的点缺陷

    所谓点缺陷，就是指的液晶板上的薄膜晶体管损坏，导致某个像素的液晶点不能正常显示图像。由于液晶板是一次成形的，所以点缺陷是无法修复的。

    点缺陷分为亮点、暗点、死点（坏点）三类，亮点就是指的在显示纯黑的情况下仍然发光的点，暗点就是指的在显示纯白情况下依然有颜色的点，而死点就是指的在任何情况下都永远显示纯白或纯黑色的点。亮点和暗点表示某个颜色的薄膜晶体管损坏，会造成显示的偏色。而死点则表示该像素彻底报废。

LCD的刷新率

    LCD的刷新率概念和CRT显示器不尽相同，由于LCD在刷新画面的时候只对需要改变的像素进行刷新，所以即使在很低的刷新率下，也不会产生闪烁。较大的刷新率指标只是为了与显卡相配合的需要（某些软件会自行设定刷新率），并没有实际的物理意义。

LCD的色深

    液晶的原色像素所能表现的色彩层次比CRT的荧光点差很多，所以液晶显示器的色深也要比CRT差很多。就物理水平而言，液晶只能显示最大18位的颜色，通过辅助技术可以提升到24位色，虽然也是真彩色，但比CRT的32位色差了很多。这一点是液晶最大的弱点，所以液晶始终不适于在图像处理上使用。

四、LCD的新技术

    近一年来，LCD显示技术发展很迅速，产生了大量的新技术名词，这里面有些是货真价实，但也有些纯属概念抄作。我们来一一看看这些新技术的内涵吧——

1、低温多晶硅LCD

    这其实算不上真正的新技术，低温多晶硅LCD早在1999年已经问世，但这一年发展很迅速。

    传统的LCD所使用的薄膜晶体管称为“非晶硅”（a-Si）结构，而低温多晶硅（LTPS）的制造工艺与非晶硅不同，用这种技术制造的LCD面板上的电路部分更小更薄，功耗也更低。而且由于其薄膜电路更小，所以透光率更高，能够有更好的亮度与色彩。

2、极速响应时间

    前面，我们已经说了，LCD的响应时间实际上就是液晶分子重新排列所需要的时间，因此，挑选新的液晶材料，使其粘性降低，就能提高它的重新排列速度。

    2002年，友达光电最先一批推出了新的16ms液晶板，而明基凭借它与友达的密切关系，率先推出了一系列的高速液晶，将液晶显示器的速度带入了可与CRT相差不多的时代。如今连8ms的液晶都有卖的，流畅的运行3D游戏已经不在话下。

3、多灯管高亮度设计

    近来液晶另一个抄作的技术点就是高亮度设计。液晶的亮度以cd/m2为单位，即每平方米上的亮度相当于多少支烛光。而由于液晶板本身不发光，所以液晶的亮度指标实际上指的就是背光管的亮度。提高背光管的亮度就可以提高液晶的亮度。

    而单一的高亮度背光管往往寿命有限。所以在实际使用中，大多使用多灯管设计。例如，在液晶屏上下各有一根灯管的双灯管设计，在液晶屏四边各有一根灯管的四灯管设计等。

    但是，在多灯管设计上，有一部分厂商实际在偷换概念，使用一根“U”型的灯管取代两根“一”型灯管，这样的所谓“四灯管”、“六灯管”，实际上只是双灯管与三灯管，与正常的双灯管与三灯管没有本质的区别。

五、液晶显示器的选购

    LCD显示器的在工作原理上与传统的CRT有质的区别，所以在测试中实际测试项目和方法也有很大的区别。例如：很多传统的CRT测试项目已经毫无意义。典型的如在传统CRT显示器上非常重要的带宽、高频稳定性、几何变形、聚焦会聚等测试都在LCD上已经毫无意义。因为LCD既不需要很高的像素刷新率，没有图像变形的可能性。而LCD也有自己特殊的测试项目，如通常所说的响应时间测试、坏点测试等都是CRT测试中所不具备的。

    LCD的测试现在在媒体上、网络上比比皆是，对于那些大众化的项目，我们也不想浪费篇幅去做什么阐述了，只想谈谈在很多测试文章中语焉不详的一些东西。

“A”级面板真的好吗？

    LCD面板分级确曾有其事，早期LCD面板的成品率很低，所以需要分级出售来提高出货率。但是随着LCD面板生产技术的提升，现在LCD面板的良品率已经非常之高，特别是15”、17”这样的小尺寸面板，95％以上都能达到传统的“A”级以上。所以对于现在的小尺寸LCD来说，不自称“A”级的其实也大都是A级。甚至要买到低级别的面板还并不容易，因为这些面板大都低价处理给少数大厂作为OEM等的低成本处理用。

    另外，“A”级并不表示最好，真正最好的面板是“AA”级，但这个级别的产品就太罕见了，几乎都用在专业显示器上。

“无坏点”的猫腻

    由于很多朋友挑选LCD时最关心的就是坏点问题，所以很多厂商都推出了“无坏点”的承诺。但是不知道大家是否注意到，这样的承诺其实是很微妙的。

    对于LCD不是很了解的朋友，往往会认为“无坏点”就是“无缺陷”，然而对于厂商而言，“无坏点”其实指的是“无死点”，也就是说，“彩色点”不算“坏点”，只有那些完全不能显示的点才算！

    比较有责任心的厂商，除了许诺无“死点”，还会许诺“无亮点”，但大家可以去看一下，基本上没有一家厂商会明确承诺“无暗点”。

    实际上，目前的LCD面板制造技术还达不到真正无点缺陷的程度，少数高档无点缺陷的LCD显示器所使用的面板并不是“造出来的”，而是“挑出来的”，正因为如此它们的价格才如此高昂。在2、3000元的低挡液晶显示器上这是不可能的。

    但是，通过技术手段，可以将面板上的“亮点”修改成“暗点”，“死点”也同样可以修改成半透明的“灰点”。虽然原始面板存在大量缺陷，但经过修改后的产品就变成了只有暗点的产品，于是就可以打广告承诺“无坏点”、“无亮点”了，至于“暗点”则根本不在他们的承诺之内。这才是很多低档LCD显示器“无坏点”承诺的真相！

    所以，对于“无坏点”承诺，不用过于当真，如果有厂商能够承诺“无点缺陷”，那才是真的“不惜工本”，否则对他们的成本是没有什么影响的。

    不过现在很多厂商的改暗点技术已经非常出色，基本上看不出太大的缺陷，所以在实际使用中不会有什么不好，只是不要当真认为它没有缺陷就是了。缺陷还是有，只是人眼看不出来罢了。

高亮度与高对比度的真实价值

    新一代的LCD显示器没有不拿高亮度和高对比度做文章的了，不过这两个指标很多时候也名不副实。

    LCD的亮度指标，实际指的是背光管的亮度，但实际上，背光管的光要通过背光板的反射，还要从液晶板中投射出来，这二者的设计同样直接影响着LCD显示的亮度效果。经常见到亮度指标很高的显示器实际显示效果并不算很理想，其中就有这方面的原因。

    同时，亮度和对比度就如同CRT上的几何失真和像素失真一样，是一对不能两全的指标，单纯的看指标数据并没有实际意义，能够做到二者的均衡才是重要的。

多灯管设计的意义

    多灯管设计是目前流行的设计模式，按照很多厂商宣传资料的说法，这样的设计可以提升背光的均匀性。

    实际上，从LCD显示器的结构可以看出来，背光均匀性，主要是由背后的导光与反光设计决定的，最明显的证据就是在背光管附近的屏幕亮度并没有明显高于其他地方。

    实际上多灯管的主要价值在于无需使用单一的大功率高亮度灯管，就能达到较好的背光亮度。但对于背光均匀性，灯管的设计并没有多大作用。

    在LCD的测试中，还有很多在具体使用时要注意的，这些是传统LCD测试中上并不很被重视的项目，实际上在目前的LCD产品评价中是不可以忽视的：

    A：消锯齿能力。由于LCD显示器存在“标准分辨率”这一特点，所以当LCD被设置在较低的分辨率下的时候，就会出现边缘锯齿和图像变形的情况（早年的LCD采用了只使用屏幕中央部分的设计，但由于在不同分辨率下屏幕显示部分变化太大，所以后来被屏幕“拉伸”设计代替了）。

    不过，近年来LCD显示器大都使用了边缘消锯齿技术，也就是使用类似显卡FSAA的方法，虚化图像边缘，以画面图像边缘的模糊化使得图像不会严重变形。不过原理虽然相同，但由于不同显示器使用的技术不同，所以有的显示器图像虚化的就不算严重，只不过相当于像素聚焦不好的CRT显示器的效果而已，而有些显示器的图像虚化就非常严重，甚至会明显看出边缘像素的过渡来。这个项目的优劣直接影响到游戏中非标准分辨率下的显示效果。

    B：如前面所说，要综合考量亮度、对比度、色饱和度等性能。

    高亮度LCD技术发展以后，很多产品都在这个项目上大做文章，但孤立的谈亮度是没有意义的，很多高亮度LCD是以损害对比度和色饱和度为代价而带来高亮度表现的。所以理想的LCD不应该是孤立的看待其中一个项目的性能，而是应该寻求以上三者的一个平衡值。

    C：除“绝对的可视角度”之外，还要考虑色彩均匀性的角度表现。

    通常的可视角度指标，指的是绝对性的“不可视”区域的范围，也就是超出可视角度的区域内影像颜色将严重变形。但实际上除了这个指标之外，有很多LCD产品的颜色均匀性也存在较为严重的角度问题，这除了LCD屏本身的问题，很多时候更多是因为背光设计的失误，从而导致只有在正面才能得到均匀的色彩，略有偏离后出就会出现色不均匀的问题。

    D：要注意摩尔纹问题。由于LCD的控制电路远比CRT来的简单，虽然由于LCD本身结构的原因，其抗外界电磁干扰的能力较强，但抗信号源与电源干扰能力却相对较弱，经常会有周期性的摩尔纹出现。

    虽然很多LCD提供了调节功能，但要完全消除很困难。在低档LCD上，这一现象十分普遍，测试时要充分注意。

    E：液晶显示器同样要注意TCO认证。由于液晶显示器的电磁辐射远小于CRT显示器，所以很多人就认为液晶的TCO认证是可有可无的，或者说认为液晶显示器就应该是“天生符合TCO”的。

    实际上这源于对TCO的误解，TCO认证不是一个单纯的电磁辐射认证，它其实是一个综合环保与人体工学认证，它涉及到一系列除电磁污染之外的化学性工作污染等内容，即便是低辐射的LCD，也同样要注意通过TCO认证。

    F：虽然响应时间已经不像原来那么重要，但是不可忽视的是响应时间其实包括上升沿和下降沿两个部分，而通常大多数产品只标注一个总响应时间而已，在这种情况下，由于上升沿和下降沿的速度不同，即便总响应时间一样，其实际效果还是有区别的，这点必须在实际使用中考虑。

    考虑到以上的内容，通常测试LCD显示器，除了可以用DM、NOKIA显示软件等测试坏点、色彩、文字这些常见的显示器项目之外，还要注意进行显示分辨率切换以测试其消锯齿能力，并且通过更换观看角度来查看其可视角度与色均匀度。至于响应时间，一般常用的方法是使用Monitors Matter CheckScreen 软件的响应时间测试项生成快速移动的图像，然后用中高档的数码相机进行快门优先拍摄，通过拍摄效果和设定的快门来推算响应时间。

    对于“无坏点”的问题，业内人士肯定的指出，要完全消除“点缺陷”，在目前的LCD生产技术下是不可能的，今后几年内也未必能够完全做到消除“暗点”。很多厂商特别是炒货。

    厂商在这一点的宣传上完全是在偷换概念。即便是“无亮点”，其实也不是依靠“生产“出来的，而是从大量的面板原品中挑选出来的。但是这样就会产生大量的“挑剩下”的面板产品，这些产品不能退回面板供应商而只能由显示器生产商自己消化。只有少数大生产商由于具备完善的产品线与渠道，才能持续提供“无亮点”特别是17”等大尺寸“无亮点”产品（将有亮点的屏幕供应OEM等要求较低的客户），而小厂商根本没有这个能力，只是一种短期炒做而已。

    而针对LCD显示器同质化的趋势，这种情况的出现说明很多新进厂商其实并不掌握设计的核心技术，所以只能把主要精力用于外形等方面，对于大厂商而言，提升自己的核心设计能力，是摆脱这种同质化竞争的主要途径。