LCD技术参数②

（1）低成本

一般而言，降低成本已成为企业赖以生存的重要法则。纵观TFT-LCD的发展历程，不难发现，增大玻璃基板尺寸、减少掩模版数量、提升基台产能和产品良率以及就近采购原材料等方式，是众多TFT-LCD生产企业不断努力的方向。

玻璃基板是生产TFT-LCD的重要原材料，其成本约占TFT-LCD总成本的15%～18%，从第一代线（300mm×400mm）发展到如今的第十代线（2,850mm×3,050mm），才经历了短短的二十年时间。然而，由于TFT-LCD用玻璃基板对化学组成、性能以及生产工艺条件都要求极高，使得全球的TFT-LCD用玻璃基板生产技术和市场长期以来都一直被美国康宁、日本旭硝子和电气硝子等少数几家企业所垄断。在市场发展的强烈推动下，我国大陆于2007年也开始积极参与到TFT-LCD用玻璃基板的研发和生产行列中，目前在国内已建成以合肥彩虹玻璃基板为代表的多条五代及以上的TFT-LCD玻璃基板生产线，并计划于2011年下半年启动两条8.5代高世代液晶玻璃基板生产线项目。这为我国大陆TFT-LCD生产企业上游原材料本地化配套、大幅度降低制造成本提供了重要保障。

TFT生产技术最为核心的部分是光刻工艺，它既是决定产品品质的重要环节，也是影响产品成本的关键部分。而在光刻工艺中，最受人们关注的就是掩模版，其质量在很大程度上决定了TFT-LCD的品质，而其使用数量的减少可有效削减设备投资、缩短生产周期。随着TFT结构的变化和生产工艺的改进，其制造过程中使用掩模版的数量也在相应地减少。由此可见，TFT生产工艺从早期的8掩模版或7掩模版光刻工艺发展到目前普遍采用的5掩模版或4掩模版光刻工艺，大大地缩减了TFT-LCD生产周期和生产成本。

目前，4掩模版光刻工艺已成为业界主流，比如日本、韩国企业以及中国大陆的京东方等，均先后采用了4掩模版光刻工艺。为了不断降低生产成本，人们一直在努力探索如何进一步减少光刻工艺流程中掩模版的使用数量。近年来，三星以及LGD等韩国企业在3掩模版光刻工艺的开发上取得了突破性进展，并已宣告实现量产，但由于3掩模版工艺技术难度大、良品率也较低，目前还在进一步的发展和完善中。从长远的发展来看，如果Inkjet（喷墨）打印技术取得突破，实现无掩模制造才是人们追求的终极目标。

（2）高解析度

为实现大面积高解析度的液晶显示，通常需要采用低阻抗金属材料、高性能开关元件以及高精细加工技术等手段。在低阻抗金属制作TFT总线上，目前研究和使用较多的材料是铝。通过围绕解决铝易形成小丘、化学腐蚀以及氧化等问题，先后报道了合金法（如Al-Cu、Al-Si、Al-Nd以及Al-Ti等）和夹层法（如Mo/Al/Mo、Cr/Al/Cr以及Ti/Al/Ti等），合金法在工艺上相对比较简单，但材料的电阻率较高。1998年5月，IBM利用Al-Nd合金作为栅电极，开发出16.3英寸超高解析度（200ppi）a-SiTFT显示器，并已实现批量生产。1999年4月，东芝推出的20.8英寸16-SVGA（3,200×2,400）a-SiTFT-LCD，可谓是代表了a-SiTFT-LCD在高解析度和高容量方面的最高水平。

根据DisplaySearch在2011年第三季度全球平板显示器的研究调查报告'QuarterlyWorldwideFlatPanelDisplayForecastReport'中指出，在大尺寸液晶面板（>9.1英寸）中平均每英寸像素（ppi）将从2010年的88ppi，至2015年成长到98ppi。而中小尺寸液晶面板（<9.0英寸）的ppi在同期将从180ppi成长到210ppi。随着智能手机的兴起，手机将会是ppi成长最明显的应用产品。

实现高解析度液晶显示的另一重要途径是开发LTp-SiTFT技术。目前，已发表的p-SiTFT-LCD产品的解析度一般在200ppi左右。同a-SiTFT-LCD相比，LTp-SiTFT-LCD具有较小体积的薄膜晶体管及储存电容器，因此，它每一英寸具有更大的穿透区，从而造就了更亮的显示画面，且更省电。当市场需求更高的ppi时，低温多晶硅（LTPS）技术就成为制造高分辨率薄膜晶体管液晶显示器的最佳选择。

（3）对比度

LCD制造时选用的控制IC、滤光片和定向膜等配件，与面板的对比度有关，对一般用户而言，对比度能够达到350：1就足够了，但在专业领域这样的对比度并不能满足用户的需求。相对CRT显示器轻易达到500：1甚至更高的对比度而言，只有高档液晶显示器才能达到如此程度。市场上三星、华硕、LG等一线品牌如今的LCD显示器均可以达到1000：1对比度这一级别，但是由于对比度很难通过仪器准确测量，所以挑的时候还是要自己亲自去看才行。

提示：对比度很重要，可以说是选取液晶的一个比亮点更重要的指标，当你了解到你的客户买的液晶是用来娱乐看影碟，你们就可以强调对比度比无坏点更重要，我们在看流媒体时，一般片源亮度不大，但要看出人物场景的明暗对比，头发丝灰到黑的质感变化，就要靠对比度的高低来显现了，测试软件中的256级灰度测试中在平视时能看清楚更多的小灰格即是对比度好！

（4）亮度

LCD是一种介于固态与液态之间的物质，本身是不能发光的，需要借助额外的光源才行。因此，灯管数目关系着液晶显示器亮度。最早的液晶显示器只有上下两个灯管，普及型的最低也是四灯，高端的是六灯。四灯管设计分为三种摆放形式：一种是四个边各有一个灯管，但缺点是中间会出现黑影，解决的方法就是由上到下四个灯管平排列的方式，最后一种是'U'型的摆放形式，其实是两灯变相产生的两根灯管。六灯管设计实际使用的是三根灯管，厂商将三根灯管都弯成'U'型，然后平行放置，以达到六根灯管的效果。

提示：亮度也是一个比较重要的指标，越亮的液晶给人很远一看，就从一排液晶墙中脱颖而出，我们在CRT中经常见到的高亮技术（优派叫高亮，飞利浦叫显亮，明基叫锐彩）都是通过加大阴罩管的电流，轰击荧光粉，产生更亮的效果，这样的技术，一般是以牺牲画质，和显示器的寿命来换取的，所有采用此类技术的产品在缺省状态下都是普亮的，总要按个钮才能实行，按一下3X亮玩游戏；再按一变成5X亮看影碟，仔细一看都变糊了，要看文本还得老实的回到普通的文本模式，这样的设计其实就是让大家不要常用高亮。LCD显示亮度的原理和CRT不一样，他们是靠面板后面的背光灯管的亮度来实现的。所以灯管要设计的多，发光才会均匀。早期卖液晶时和别人说液晶是三根已是很牛的事了，但当时奇美CRV，就搞出了一个六灯管技术，其实也就是把三管弯成了'U'型，变成了所谓的六根；这样的六灯管设计，加上灯管发光本身就很强，面板就看到很亮，这样的代表作在优派中以VA712为代表；但所有高亮的面板都会有一个致命伤，屏会漏光，这个术语一般人很少提及，编者个人认为他很重要，漏光是指在全黑的屏幕下，液晶不是黑的，而是发白发灰．所以好的液晶不要一味的强调亮度，而是要多强调对比度，优派的VP和VG系列就是不讲亮度，讲对比度的产品！

（5）信号

响应时间指的是液晶显示器对于输入信号的反应速度，也就是液晶由暗转亮或由亮转暗的反应时间(亮度从10%-->90%或者90%-->10%的时间)，通常是以毫秒（ms）为单位。要说清这一点我们还要从人眼对动态图像的感知谈起。人眼存在'视觉残留'的现象，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，高于40ms的显示器便会出现明显的画面闪烁现象，让人感觉眼花。要是想让图像画面达到不闪的程度，则就最好要达到每秒60帧的速度。

我用一个很简单的公式算出相应反应时间下的每秒画面数如下：

响应时间30ms=1/0.030=每秒约显示33帧画面

响应时间25ms=1/0.025=每秒约显示40帧画面

响应时间16ms=1/0.016=每秒约显示63帧画面

响应时间12ms=1/0.012=每秒约显示83帧画面

响应时间8ms=1/0.008=每秒约显示125帧画面

响应时间4ms=1/0.004=每秒约显示250帧画面

响应时间3ms=1/0.003=每秒约显示333帧画面

响应时间2ms=1/0.002=每秒约显示500帧画面

响应时间1ms=1/0.001=每秒约显示1000帧画面

提示：通过上面的内容我们了解到了响应时间与画面帧数的关系。由此看来响应时间是越短越好。当时液晶市场刚启动时响应时间最低的接受范围是35ms,主要是以EIZO为代表的产品，后来明基的FP系列推出来到25ms，从33帧到40帧基本上感觉不出来，真正有质的变化是16ms,每秒显示63帧，以能应付电影，一般游戏的要求，所以16ms也不算过时，随着面板技术的提高,明基和优派就开始了速度之争，优派从8ms,4ms一直发布到1ms,可以说1ms是LCD速度之争的终节者。对于游戏发烧友来说快1ms就意味意CS的枪法会更准，至少是心理上是这样的，这样的客户就要推荐VX系列显示器．但大家销售时要注意灰度响应，全彩响应的文字区别，有时可能灰阶8ms和全彩5ms说的是一个意思，就和我们以前卖CRT时，我们说点距是.28,LG就非要说他的是.21，水平点距却忽略不谈，其实两者说的是一个意思，LG又搞出来一个锐度达1600:1,这也是一个概念的炒作，大家用的屏基本上就哪几家，哪会只有LG一家做到1600:1,而大家都停留在450：1的水平呢？一说消费者就明折了锐度和对比度的意思了，好比是AMD的PR值一样，没有实质意义。

（5）可视角度

LCD的可视角度是一个让人头疼的问题，当背光源通过偏极片、液晶和取向层之后，输出的光线便具有了方向性。也就是说大多数光都是从屏幕中垂直射出来的，所以从某一个较大的角度观看液晶显示器时，便不能看到原本的颜色，甚至只能看到全白或全黑。为了解决这个问题，制造厂商们也着手开发广角技术，到目前为止有三种比较流行的技术，分别是：TN FILM、IPS(IN-PLANE-SWITCHING)和MVA(MULTI-DOMAINVERTICALalignMENT)。

TN FILM这项技术就是在原有的基础上，增加一层广视角补偿膜。这层补偿膜可以将可视角度增加到150度左右，是一种简单易行的方法，在液晶显示器中大量的应用。不过这种技术并不能改善对比度和响应时间等性能，也许对厂商而言，TN FILM并不是最佳的解决方案，但它的确是最廉价的解决方法，所以大多数台湾厂商都用这种方法打造15寸液晶显示器。

IPS(IN-PLANE-SWITCHING，板内切换)技术，号称可以让上下左右可视角度达到更大的170度。IPS技术虽然增大了可视角度，但采用两个电极驱动液晶分子，需要消耗更大的电量，这会让液晶显示器的功耗增大。此外致命的是，这种方式驱动液晶分子的响应时间会比较慢。

MVA(MULTI-DOMAINVERTICALalignMENT，多区域垂直排列)技术，原理是增加突出物来形成多个可视区域。液晶分子在静态的时候并不是完全垂直排列，在施加电压后液晶分子成水平排列，这样光便可以通过各层。MVA技术将可视角度提高到160度以上，并且提供比IPS和TN FILM更短的响应时间。这项技术是富士通公司开发的，台湾奇美（在大陆奇丽是奇美的子公司）和台湾友达获得授权使用此技术。优派的VX2025WM即是此类面板的代表作，水平,垂直可视角度均为175度，基本无视觉死角,并且还承诺无亮点;可视角度分为平行和垂直可视角度，水平角度是以液晶的垂直中轴线为中心，向左和向右移动，可以清楚看到影像的角度范围。垂直角度是以显示屏的平行中轴线为中心，向上和向下移动，可以清楚看到影像的角度范围。可视角度以'度'为单位，比较常用的标注形式是直接标出总水平、垂直范围，如：150/120度，目前最低的可视角度为120/100度（水平/垂直），低于这个值则不能接受，最好能达到150/120度以上。

国内电脑市场各种品牌的纯平显示器之间强烈的竞争，各个商家都想在纯平这块大蛋糕上分得最大的份额。而当人们像当初搬15英寸显示器一样把纯平买回家后。我们不仅要问：下一代显示器的热点是什么呢？矛头直指液晶显示器。液晶显示器具有图像清晰精确、平面显示、厚度薄、重量轻、无辐射、低能耗、工作电压低等优点。