液晶顯示模組常見的一些光學(xué)規(guī)格都有哪些呢

顯示模組作為畫面顯示的產(chǎn)品，最重要的還是光學(xué)效果方面的表現(xiàn)，只有視覺上給人舒服的感受，才能滿足客戶的需求，使用戶有一個(gè)良好的體驗(yàn)，常見的一些光學(xué)規(guī)格如下：

壹

透過率

透過率是指透過的光量與入射光量之比，一個(gè)panel的透過率是白態(tài)下的亮度與背光的亮度的比值。透射率更傾向于表示透明體透過光的程度，如玻璃，濾色片等。

一般產(chǎn)品要求透過率越高越好，這樣可以降低產(chǎn)品功耗和成本。目前透過率的數(shù)值一般是4%-5%；為什么會(huì)這么低呢？ 如果透過率高，對(duì)背光源的亮度要求就可降低，那么整體模組的功耗就下降了。

而影響顯示器面板透過率的因素有很多，凡是在光源發(fā)出的光線傳播路徑中，起到光線傳播介質(zhì)作用的各個(gè)組成部分，都會(huì)對(duì)透過率產(chǎn)生影響。

當(dāng)光線從背光板發(fā)射出來, 會(huì)依序穿過偏光板, 玻璃, 液晶, 彩色濾光片等等。

假設(shè)各個(gè)零件的穿透率如以下所示： 偏光板50%(因?yàn)槠渲粶?zhǔn)許單方向的極化光波通過)、 玻璃95%(需要計(jì)算上下兩片)、 液晶95% 開口率50%(有效透光區(qū)域只有一半)、 彩色濾光片27%(假設(shè)材質(zhì)本身的穿透率為80%，但由于濾光片本身涂有色彩，只能容許該色彩的光波通過。以RGB 三原色來說，只能容許三種其中一種通過，所以僅剩下三分之一的亮度。所以總共只能通過80%*33%=27%。) 以上述的穿透率來計(jì)算, 從背光板出發(fā)的光線只會(huì)剩下6%。

提高TFT LCD液晶顯示屏的透過率，具體可以從像素開口率、液晶透過效率、偏光板透過率、CF透過率幾個(gè)方面去提升液晶顯示屏的透過率。TFT LCD液晶顯示屏的透過率設(shè)計(jì)就是像素設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)的綜合結(jié)果，涉及的面很廣，涉及的參數(shù)很多。液晶屏高亮度設(shè)計(jì)的一個(gè)主要工作是有效地平衡影響透過率的各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，最終確定透過率的值。

貳

對(duì)比度

對(duì)比度是最亮的白態(tài)與最暗的黒態(tài)的亮度的比值，其中，黒態(tài)是影響對(duì)比度的主要因素，這是因?yàn)辄\態(tài)的亮度在分子部分，且數(shù)值比較小，兩者變化相同的亮度，黒態(tài)的亮度相對(duì)變化較大，對(duì)對(duì)比度影響比較明顯。

對(duì)比度主要是決定了畫面的視覺效果，對(duì)比度數(shù)值越高，那么顯示的圖像就越清晰醒目;顯示器對(duì)比度越小，那么顯示的圖像就會(huì)有灰蒙蒙的感覺，高對(duì)比度能夠讓顯示畫面擁有更好的清晰度、灰度層次、細(xì)節(jié)等顯現(xiàn)，但是如果太艷麗，看久了又容易出現(xiàn)眼睛疲勞，因此也需要設(shè)置一個(gè)合理水平。

不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)︼@示屏的對(duì)比度要求不同。普通顯示器對(duì)比度在：300:1~400:1，醫(yī)療設(shè)備LCD要求要高一點(diǎn)，主要在：600:1~1000:1，用于醫(yī)療設(shè)備的顯示屏對(duì)于彩顯要求不多，主要是表達(dá)灰階影像黑白之間的度。液晶顯示屏的對(duì)比度直接影響到圖像中灰的層次和色彩層次表現(xiàn)，對(duì)比度的提升會(huì)使畫面層次感更強(qiáng)，明暗區(qū)明顯，也就是說使用者可以更容易的看清場(chǎng)景灰暗條件下的畫面。如何提高液晶顯示屏呢？以下有幾種方式。

1.對(duì)于液晶顯示屏來說，不同的視角，需要不同的驅(qū)動(dòng)電壓。電壓太低，液晶顯示屏暗淡，當(dāng)電壓過高，液晶顯示屏?xí)@示非選擇段（重影），所以，在討論最佳對(duì)比度時(shí)，我們首先要確定好電壓，通過 優(yōu)化電壓的方式來提高液晶顯示屏的對(duì)比度。

2.可以通過改進(jìn)液晶顯示屏的面板技術(shù)來提高液晶顯示屏的對(duì)比度，采用TN面板的顯示屏對(duì)比度都比較低，可以通過IPS和VA技術(shù)，即使用IPS型面板和VA型面板的液晶顯示屏，這兩種面板的液晶顯示屏對(duì)比度比TN的高很多。

3.偏光片的偏振效率越高，液晶顯示屏的對(duì)比度越好，對(duì)于負(fù)性顯示屏效果變現(xiàn)最明顯，如果將偏振片的的偏振度從98%更改到99%，負(fù)性LCD顯示屏對(duì)比度可以從45增加到1000以上，而正性的對(duì)比度可以從7增加到10。對(duì)于環(huán)境光，偏振器的反射性越強(qiáng)，對(duì)比度越好；使用背光，偏振器的透射率越高，則對(duì)比度越好。

4.液晶顯示屏中液晶分子的初始定向排列決定了顯示屏的對(duì)比度、響應(yīng)時(shí)間、視角等性能，而定向?qū)硬牧夏軌蛘T導(dǎo)液晶分子均勻定向排列。新型的可溶性聚酰亞胺，使用高質(zhì)量的摩擦纖維和高質(zhì)量的摩擦設(shè)備使液晶分子排列均勻，從而提高液晶顯示屏對(duì)比度。

5.對(duì)于黑態(tài)顯示，黑色遮罩（BM）可以阻擋透光，提高對(duì)比度。

叁

色度/NTSC

色度主要包含兩方面的規(guī)格：1.色度坐標(biāo)；2.色域； 色度坐標(biāo)： r=R/(R+G+B),g=G/(R+G+B),b=B/(R+G+B)。在色度學(xué)中，用三原色各自在Ｒ＋Ｇ＋Ｂ總量中的相對(duì)比例來表示顏色，即色度坐標(biāo)。

色度坐標(biāo)一般定義得白點(diǎn)的坐標(biāo)，不同地區(qū)的產(chǎn)品定義略有差異，一般需要通過LED色塊的選型和一些程序方法來實(shí)現(xiàn)我們想要的白點(diǎn)坐標(biāo)值。

色域其實(shí)也可以叫做色彩空間（Color Space），而域有是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，可以更好的說明色彩是有一定的范圍。色域是對(duì)一種顏色進(jìn)行編碼的方法，也指一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生顏色的總和。在計(jì)算機(jī)圖形處理中色域是顏色的某個(gè)完全的子集。

顏色子集最常見的應(yīng)用是用來精確地代表一種給定的情況，例如一個(gè)給定的空間或是某個(gè)輸出裝置的呈色范圍。色域是顯示器屏幕所能夠表達(dá)的顏色數(shù)量所構(gòu)成的范圍區(qū)域，在現(xiàn)實(shí)世界中自然界中可見光譜的顏色組成了最大的色域空間，該色域空間中包含了人眼所能見到的所有顏色。

目前常見的屏幕色域標(biāo)準(zhǔn)有三種，分別是sRGB、NTSC、Adobe RGB。



不少人會(huì)認(rèn)為100%sRGB=72%NTSC，其實(shí)這是錯(cuò)誤的觀念，其實(shí)從上圖中，我們可以發(fā)現(xiàn)NTSC并不能完全覆蓋住sRGB，所以如果以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞絹碚f，sRGB是不能換算為NTSC，只能說100%sRGB的覆蓋面積近似于72%NTSC。

肆

視角亮度

視角亮度是在垂直亮度的基礎(chǔ)上，偏離垂直方向一定角度需要達(dá)到的亮度需求，為什么要定義這個(gè)規(guī)格？主要是因?yàn)楫?dāng)背光源通過偏極片、液晶和取向?qū)又?，輸出的光線便具有了方向性。也就是說大多數(shù)光都是從屏幕中垂直射出來的，我們從一定角度去看屏幕時(shí)會(huì)有畫面偏暗的問題，所以對(duì)視角的亮度也要做一定要求。



目前只能通過提升垂直亮度從而間接滿足視角亮度，導(dǎo)致垂直亮度過亮，成本和功耗方面也有一定增加；

伍

均勻性

LCM均一性指的是LCM發(fā)光面內(nèi)各發(fā)光點(diǎn)之間的輝度均勻程度。之前的產(chǎn)品一般情況下會(huì)指定某些測(cè)量點(diǎn)，一般是9點(diǎn)或者25點(diǎn)，根據(jù)尺寸的大小，其點(diǎn)的數(shù)量會(huì)隨著調(diào)整。現(xiàn)在隨著客戶對(duì)產(chǎn)品的要求越來高，點(diǎn)均勻性已不能滿足客戶的需求，面均勻性成為現(xiàn)在的主流。 目前一般產(chǎn)品要求的白態(tài)面均勻性達(dá)到70%左右，黑態(tài)在40%左右。一般內(nèi)部檢驗(yàn)均在客戶要求上加5%。

其計(jì)算方式為：最低亮度÷最高亮度×100%=均勻性（數(shù)據(jù)）

陸

響應(yīng)時(shí)間

指液晶屏每個(gè)像素對(duì)輸入信號(hào)做出反應(yīng)的速度，從白到黑的過渡時(shí)間（Tr） 從黑到白 (Tf)，即：液晶從暗到亮或是從亮到暗(亮度從10%到90%或90%到>10%)的反應(yīng)時(shí)間，通常會(huì)以毫秒(Ms)作為單位顯示。更短的反應(yīng)時(shí)間讓畫面過渡更流暢，沒有拖影，值越小越好。一般LCD液晶屏的響應(yīng)時(shí)間Tr+Tf在20-30ms之間。

為了說明這一點(diǎn)，我們還需要從人眼對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的感知開始。人眼中會(huì)存在“視覺殘?jiān)爆F(xiàn)象，高速運(yùn)動(dòng)的畫面會(huì)在人腦中形成短期印象。動(dòng)畫片、電影等等，直到最新的游戲都是應(yīng)用了視覺殘差原理，讓一系列漸變的影像快速、連續(xù)地展現(xiàn)在人們面前，進(jìn)而形成了動(dòng)態(tài)影像。人們可以接受的顯示速度一般是每秒24幀，這也是電影以每秒24幀播放的原因。

如果顯示速度低于這一標(biāo)準(zhǔn)，人們會(huì)明顯感受到畫面的停頓以及不適。根據(jù)這一指標(biāo)，每張圖片的顯示時(shí)間需要小于40ms。如此一來，對(duì)于LCD來說，40ms的響應(yīng)時(shí)間就成了一個(gè)障礙，高于40ms的顯示屏?xí)霈F(xiàn)明顯的畫面閃爍現(xiàn)象，讓人眼花繚亂。如果希望圖像不閃爍，最好是達(dá)到每秒60幀的速度。

其次液晶的旋轉(zhuǎn)粘度影響LCD的響應(yīng)時(shí)間（粘度越大，響應(yīng)時(shí)間越大）；液晶的彈性常數(shù)影響LCD的功耗及響應(yīng)時(shí)間（彈性常數(shù)越大，功耗越小，響應(yīng)時(shí)間越?。?。

柒

Flicker/殘像

Flicker是指閃爍、忽明忽暗的意思。

Flicker的原理： 液晶需要用交流電驅(qū)動(dòng)，否則分子會(huì)遭到破壞。

（短時(shí)間的話是沒問題的）因此需要正負(fù)電壓。常規(guī)畫面下正負(fù)幀變換時(shí)，相鄰像素互相補(bǔ)償，使得常規(guī)畫面的flicker閃爍無法被觀察到。而flicker畫面狀態(tài)下正負(fù)幀變化時(shí)，由于正負(fù)幀像素亮度存在偏差，觀察到Flicker閃爍。

當(dāng)panel存在DC偏置電場(chǎng)時(shí)，偏置電場(chǎng)吸引離子，導(dǎo)致電極附近生成內(nèi)建電場(chǎng)，這個(gè)內(nèi)建電場(chǎng)不斷加強(qiáng)，直至DC偏置電場(chǎng)補(bǔ)償完成。這個(gè)內(nèi)建電場(chǎng)和DC偏置電場(chǎng)的交互效應(yīng)導(dǎo)致了flicker的漂移。

Flicker的測(cè)試（使用CA310測(cè)試） CR方法：AC=Vmax-Vmin；DC=( Vmax+Vmin)/2

FMA Flicker=AC/DC*100％ JEITA方法（頻域）：

JEITA Flicker=10㏒10（Pr1/ Pr0）dB CR方法測(cè)量的Flicker只是亮度的變化，不能直觀的反映出人眼對(duì)Flicker的感覺；

JEITA方法是利用傅里葉變換將連續(xù)變化的電壓做變換在頻域里測(cè)量計(jì)算的，能直觀的反映出人眼對(duì)Flicker的感覺。

捌

Crosstalk

TFT-LCD 的串?dāng)_現(xiàn)象：純色背景畫面上有一塊其他顏色的畫面，使其鄰近的區(qū)域亮度發(fā)生變化，而導(dǎo)致畫面失真。

串?dāng)_的特點(diǎn)：受人眼對(duì)亮度感知特點(diǎn)的影響，串?dāng)_現(xiàn)象在中間灰階背景下較容易觀察出來。尤其是白畫面中間顯示黑色方塊，黑色方塊周邊的串?dāng)_較容易顯示出來。

分類：串?dāng)_現(xiàn)象分為橫向和縱向的 垂直串?dāng)_：上下區(qū)域受黑方塊影響變得更暗 水平串?dāng)_：左右區(qū)域受黑方塊影響變得更亮

垂直串?dāng)_，有兩個(gè)主要原因：

①Data線和Piexl電極間耦合電容過大：以TN型來說，中間黑畫面電壓（最終是壓差）較大，四周白畫面電壓較小。當(dāng)數(shù)據(jù)線和像素電極間的耦合電容過大時(shí)，中間黑色區(qū)域的高電壓會(huì)帶動(dòng)上下兩側(cè)像素電極電壓過大，從而導(dǎo)致上下兩側(cè)畫面顏色變暗。

②TFT漏電流過大：黑色區(qū)域的TFT為高電壓打開狀態(tài)，其上下的區(qū)域?yàn)榈碗妷宏P(guān)閉狀態(tài)，漏電流過大時(shí)，導(dǎo)致上下像素電極充入高電壓而變暗。

解決辦法：增大Data和Piexl的間隔距離，減小耦合電容；降低漏電流，增大Cst

水平串?dāng)_，與Data和G-com的耦合電容相關(guān)或com-ITO的電阻過大

①當(dāng)Data與G-com的耦合電容過大時(shí)，中間黑畫面的高電壓引起G-com電壓發(fā)生變化，導(dǎo)致像素?zé)o法充電到正常電位。

②若彩膜側(cè)的com-ITO電阻過大，電壓發(fā)生變化后，無法迅速回到正常電位，也會(huì)發(fā)生串?dāng)_。

解決辦法：降低Data和G-com的耦合電容，降低com-ITO的電阻

審核編輯：劉清