液晶面板反應速度解密

樂活人生 樓主 #1
2008-07-02 15:27
液晶面板內部其實是一個個色點(pixel)所組成的
每一個色點內又各別有R, G, B三種顏色的點(cell)



其中每個點內都有一個長條型的液晶, 用以控制通過的光線量
以紅色為例, 背光燈管發出白光, 透過紅色濾光片後僅有紅光通過
而液晶旋轉的角度就決定畫面亮度, 此角度受顯示訊號經由驅動IC所送出的電壓控制

以8bit顏色的面板為例, 數位訊號強度為0~255:
1. 當顯示的數位訊號為0, 驅動IC給的訊號要求液晶在垂直位置, 如圖中最上面的液晶 -- 此時將所有的光線擋住, 顯示出來為黑色
2. 當顯示的數位訊號為255, 驅動IC給的訊號要求液晶在水平位置, 如圖中最下面的液晶 -- 此時可讓接近全部的光線通過, 顯示出來則為全紅
3. 當顯示的數位訊號為128, 此時液晶的旋轉角度則為45度, 如圖中間的液晶, -- 此時可讓一半的光線通過, 顯示出來則為暗紅

因此液晶面板內的每一個液晶, 都隨時依照當時畫面狀況在0度到90度間變化
此一動作可視為是機械動作, 其反應速度當然就不如電子(光速)動作如此快速
液晶接受到新畫面的電子訊號後到其旋轉至應到達位置的時間
就是液晶的反應時間...
這個時間影響最大的當然就是面板廠的製造技術

除此之外, 訊號的變化情形也是一個關鍵
若訊號由0 -> 255 或 255 ->0, 此時的變化量最大, 反應速度也最快
但若訊號是由100 -> 110, 變化量只有10, 驅動IC所給的電壓差也小, 反應時間當然就變慢了
一般而言, 訊號變化量為255時, 反應時間大約2~3毫秒(ms)
但變化量降至10時, 所需的反應時間可能大幅增加到20~30毫秒(ms)以上...
市面上所標榜反應速度的規格, 是指每一色階間變化所需時間的平均值

大部分的影像訊號, 在每一張畫面間的顏色變化都不會太大
受限於面板內液晶動作的物理反應時間, 若該面板的特性不夠好
很可能就會看到拖影的情形, 誇張點的講法
在綠色草地上的白色足球, 從畫面左邊跑到右邊
移動過程中, 顯示的液晶會從全開的0度變成半開的45度, 若反應時間長一點
可能就看到一個慧星拖著尾巴移動...


為了改善面板的特性, 首先發展出一種叫做Over Drive的IC
此IC會記憶分析兩張畫面間的差異值, 在放大其間的變化量, 加在後面一張畫面上
使液晶的反應速度變快
這種效果, 可以以開車油門控制來做例子
若目前車速在20公里, 要加速到30公里, 以踩1/5油門需耗時3秒達成
若重踩油門至車速到達28公里時放鬆為1/5油門, 可能僅需0.5秒即可完成
以這種方式即可達到反應加速的效果

另一種比較新的技術則為120Hz的面板
在原為60Hz的訊號中, 每張畫面再插入一張黑畫面
此時, 每次液晶的變化都是從0開始, 增大其變化量以控制反應速度
而人的眼睛不會發現這張黑畫面的存在...

啦哩啦咂寫了一堆, 希望各位還能看得懂
如有任何錯誤或遺漏, 煩請告知....
文章人氣:1,683
水云 #2
2008-07-02 15:42
120 Hz ... 如果是 LCD TV 的話

插入黑畫面日本好像只有日立在用耶

其他家應該都是插入『預想圖』哩
如果是插入『預想圖』... 每次液晶的變化就不是從 0 開始了
行至水窮處,與人云亦云。〔收入是零元,還活得下去〕。
樂活人生 樓主 #3
2008-07-03 16:40
水云 wrote:
插入黑畫面日本好像只有日立在用耶
其他家應該都是插入『預想圖』哩 ......(恕刪)

感謝告知, 以前一直以為只有插入黑畫面的方式
不知若是以預想圖的方式, 不知是否與Over Drive的方式類似...

看來這篇不太合大家的口味
沒什麼回應.
jayetsy #4
2008-07-03 17:20
樂活人生 wrote:
感謝告知, 以前一直...(恕刪)


這文章有一點深度..很多人會溺水..
只想優雅轉身~不想華麗撞牆..
2008-07-03 17:47
樂活人生 wrote:
感謝告知, 以前一直...(恕刪)

插黑法與演算法~
是不一樣的東西...

感謝樂活人生大~
所提供的這個資料~
每台機種都有各自的優/缺點~ 完美的產品並不存在於人間~因為永遠都有進步的空間~
AAZZQ #6
2008-07-03 17:50
插黑畫面 亮度會降低

對面板廠而言需增加背光亮度而使成本增加


120Hz插入一演算出來的畫面

對於畫面的流暢度有顯著的提升

但是加入演算法的IC較貴


加上演算法對於越簡單的畫面變化越容易出錯

所以目前只有少數幾家廠商有能力作

120Hz的製作成本會增加不少

但是售價卻也是三級跳

可以算是暴利
2008-07-03 18:04
AAZZQ wrote:
插黑畫面 亮度會降低
對面板廠而言需增加背光亮度而使成本增加
120Hz插入一演算出來的畫面
對於畫面的流暢度有顯著的提升
但是加入演算法的IC較貴
加上演算法對於越簡單的畫面變化越容易出錯
所以目前只有少數幾家廠商有能力作
120Hz的製作成本會增加不少
但是售價卻也是三級跳
可以算是暴利...(恕刪)

如果照JVC的技術宣言~
插黑法是會讓人感覺到畫面變暗~
而增加背光亮度主要缺點是耗電功率電大!

演算法對於越簡單的畫面變化越容易出錯...
這句話小弟不太認同...
演算法是依照hz與hz的動向去計算~
而插入預想圖~
何來越簡單的畫面變化越容易出錯?

還有...演算法與插黑法的面板IC數也是不同的...
IC數不同~也不同面板廠~成本當然不同~
每台機種都有各自的優/缺點~ 完美的產品並不存在於人間~因為永遠都有進步的空間~
樂活人生 樓主 #8
2008-07-03 19:46
以目前60Hz的面板而言, 要加快反應速度
可外掛加速演算法IC (Over Drive)
這個IC在大約兩年前很貴, 一個要美金4, 5元以上
還要另外加上DRAM記憶兩張畫面做處理

但現在在SOC的趨勢下, 已經被包進控制IC內
免費大贈送 (當然IC製造商會做市場區隔, 訂出差一點點價格差異的不同產品)
市面上看到LCD monitor 標榜反應速度8ms, 4ms的都是這種作法
電視用的面板, 一般反應速度會快一點, 部分控制IC的製造商也把這項功能視為標準配備

不確定120Hz面板的實際作法為何
不過若是用演算法的, 主要還是在控制IC內做運算
內差出加大訊號差異的畫面, 強迫液晶旋轉動作

沒有比較過120Hz面板製造的電視與60Hz面板+加速IC的差異
不過差異應該不會太大...
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