1、,LCD測試項目,液晶顯示器的常規(guī)測試項目,隨著LCD熱的不斷升溫，LCD產品在人們生活的各個領域正在被廣泛的應用。從無到有， 從有到好。人們越來越迫切地希望深入了解LCD的質量狀況。,LCD 測試項目,灰 階,色彩范圍,亮度均勻性,對比度,亮 度,其 他,液晶顯示器的常規(guī)測試項目,“不夠亮”是人們對LCD的傳統(tǒng)看法，而LCD的最大亮度也已經成為選購時的重要指標。但是，亮 度并非越高越好，太高的亮度會對使用者的眼睛帶來明顯不適。一般來說，當顯示器亮度達到70cd/cm2 時，就已經可以進行正常閱讀了，而未來抵消環(huán)境光帶來的影響，更高的亮度顯然更適合日常使用。 但是，當亮度太高時，炫目將是一個大

2、問題，而黑色背景變得過亮將使屏幕看著發(fā)白這個問題對 LCD而言更為明顯，這將牽扯到對比度降低的問題。,亮 度,對比度,對比度也是顯示器的重要指標，基本上可以認為是越高越好，這對LCD而言也是尤其敏感某 種程度上，與亮度比起來，消費者更喜歡追求高對比度指標。對比度的定義非常簡單：屏幕的純白色 亮度與純黑色亮度的比值，而這又常常被簡化為最大亮度與最小亮度的比值（很顯然，這種方法得到 的數值會大些）。從對比度的定義可以看到，亮度和對比度之間有一定的關系，但它們之間絕對不是 線性關系。一般而言，在理想亮度附近的對比度可以達到最大值；而亮度太小時，由于最大亮度過小， 對比度會降低；而亮度過大時，黑色背景

3、也會有過大的亮度，導致比值過低（這正是目前顯示器的普 遍問題）。,液晶顯示器的常規(guī)測試項目,亮度均勻性,亮度均勻性對顯示器而言是老生常談的問題了，在中國電腦教育報評測室今年進行的 2500元以下純平顯示器的橫向測試中，亮度均勻性就被作為重要的指標。對LCD而言，其發(fā)光 方式與CRT各點激發(fā)熒光不同，是由面板邊緣的燈管產生白光，這顯然更容易帶來亮度均勻性 問題。我們在測試中，盡量不去追究那些太局部的、具有LCD特色的亮度均勻性問題，并通過 擴大取樣范圍來體現亮度變化趨勢，這會使最終數據看上去比較“自然”。,色彩范圍,在CRT測試中，色彩范圍其實并不是特別需要強調的指標，但是對LCD而言，色彩范圍

4、就 成為其一大弱點。顯示器的色彩是由控制射線/光線的強度決定的，而由于LCD是采用濾光的形 式產生色彩，這使得其顏色往往不夠鮮艷，而且對亮度/對比度設置更為敏感，這將導致不同設 置下的色彩表現能力大為不同，這與較好的CRT顯示器的顏色還原能力基本獨立于亮度的特性 大相徑庭。我們一般以理想亮度/對比度設置下的色彩值為準。,液晶顯示器的常規(guī)測試項目,灰 階,其實，灰階是色彩表現能力的一部分，強調的是對細微色彩過渡的表現能力。這種能力與色 彩范圍統(tǒng)一起來，才能真正衡量一臺設備處理色彩的能力，這對顯示器、掃描儀、打印機等都是 一樣的。在很多情況下，色彩的變化往往可以體現為亮度的變化。而人類對亮度變化的

5、敏感程度 遠高于色階的變化，所以，具有明顯亮度特征的灰階就成為考察色彩表現能力的極佳手段。如果 對細微的灰階過渡都能表現，那很細節(jié)的色彩變化肯定是沒有問題。需要強調的是，不要將灰色 看做是黑白兩色的濃度變化，而應當把其理解為R/G/B三原色的組合。 LCD的灰階表現能力與CRT相比有明顯差距，這在主觀上非常容易看出。,其 他,視角和響應時間是LCD的重要指標，也是公認的LCD弱點，也是難以量化的測試項目壞點是 LCD可能存在的瑕疵，包括亮點和暗點。一般來說，在屏幕非主要部分出現3個以下的壞點是可以 接受的。,TFT的廣視角技術,1.TFT液晶顯示器的兩大缺點,1）液晶顯示器的顯示角度比較小，當

6、你從某個角度觀看是會發(fā)生顏色、亮度等的失真,2）液晶顯示器的響應時間長，在游戲和觀看電影時畫面有延時,2.可視角度改進技術比較,3.圖示,TFT的廣視角技術,視角小是LCD產品的主要弱點之一,當你從某個角度觀看TFT-LCD時，你將發(fā)現顯示器的亮度急遽的損失(變暗)及變色。 制造商們已經花了很多時間來試圖改善液晶顯示器的視角特性，有數種廣視角技術被提 出：IPS(IN-PLANE -SWITCHING、MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)、TN+FILM。這些 技術都能把液晶顯示器的視角增加到160度，甚至更多，就如同CRT屏幕的視角特性一樣。,最重要的廣視

7、角技術,TN+Film,IPS,MVA,TFT的廣視角技術,TN+Film (TN+視角擴大膜):,從技術的觀點來看，TN+Film是廣視角技術中容易實現的方法。液晶顯示器的制造商使用較 成熟的標準TFT-Twisted Nematic (扭轉向列式)液晶。一層特殊的薄膜(轉向膜或是)加在面板的 上表面就可以將水平視角從90度改善到140度。TN+Film法是最簡單的方法并且良率極高(幾乎與 標準TFT-TN一樣)。,TFT的廣視角技術,IPS (In-Plane Switching or Super-TFT):,IPS起初是由日立所發(fā)展，但現在NEC及Nokia也采用這項技術。 IPS與使用

8、TN+Film(扭轉向列液晶+視角擴大膜組合)技術不同的地方是液晶分子的對準方向平行 于玻璃基版。使用IPS或Super TFT技術可以使視角擴大到170度，就如同CRT監(jiān)視器的視角一樣好。 但是這項技術也有缺點，因為液晶的對準方向，使得它的電極只能置于兩片玻璃板中的其中一邊， 而不像TN模式一樣。這些電極必須制作成像梳子裝狀的排列在下層的表面。但是這樣做會導致對比 降低，因此必須加強背光源的亮度。,TFT的廣視角技術,MVA(Multi-Domain Vertical Alignment,畫素分割垂直配向):,富士通公司開發(fā)的MVA可以獲得160度的視角，而且，也可提供高對比及快速響應的優(yōu)秀

9、表現。,液晶分子在靜態(tài)時并不是真的垂直配向(見上圖，在off的時候)。當施加電壓時，液晶分子變 成水平配向因此允許背光通過。對游戲機及動畫的應用上，MVA可以提供比TN+視角擴大膜及IPS技 術較短的響應時間。在對比度方面，也比其它廣視角技術高，當然，對比也隨視角而變。,TFT的廣視角技術,各種廣視角技術評估：,TN+視角擴大膜對響應時間并無太多的改善。這個技術較為便宜并且良率較高，但僅能把視角 提升到人眼可接受的程度。使用這個技術的顯示器將會漸漸沒落。 IPS已經被多家制造商所采用， 包含日立及NEC，都支持這個技術。這個技術成功的因素是因為它提供了170度的視角及可接受的 響應速度。 從技

10、術的觀點來看，MVA是最佳的解決方案。它的視角能高達160度，就如同CRT一樣 好。它的響應時間也可達20 msec，足夠任何畫面的播放。應用此技術的的廠商還不多，但在慢慢 增加中。,計 算 機 用液 晶 顯 示 器 通 用 規(guī) 范,外 觀 和 結 構,安 全,電 源 適 應 能 力,性 能,電 磁 兼 容 性,環(huán) 境 適 應 性,可 靠 性 試 驗,亮度,視角,響應時間,色彩一致性,功耗,接口,灰度等級,分辨率,點距,亮度一致性,顯示尺寸,對比度,液晶顯示器加固技術,平板顯示器一般是指顯示器的深度小于顯示屏對角線四分之一的顯示器。根據不同的工作 原理，平板顯示可分為液晶顯示（LCD）、等離子

11、顯示（PDP）、電致發(fā)光顯示（ELD）、場發(fā)射 顯示（FED）、有機發(fā)光顯示（OLED）等，其中LCD占目前整個平板顯示產值的80%以上。液晶顯 示器雖然得到了廣泛的應用，但在惡劣環(huán)境下，溫度、振動、沖擊、電磁、潮濕等易對液晶屏、 背光源和內部的元器件產生影響和破壞，所以普通液晶顯示器在惡劣環(huán)境下不能正常使用，需 要我們對液晶屏采取措施（即加固），使它在惡劣環(huán)境下能正常工作。所謂加固就是指為適應 惡劣環(huán)境，在軍用計算機及其外設設計時對影響機器性能的各種因素，諸如系統(tǒng)結構、電氣特 性、機械物理結構等所采取的相應的保證措施。 液晶顯示器需要使用加固技術的幾個方面有:溫度、沖擊和振動、電磁兼容和潮濕

12、四個方面。,液晶顯示器加固技術,溫度,商用液晶顯示器的工作溫度在545之間，而根據我國軍標GJB367軍用通訊設備通用技術條件 的要求，軍用設備的工作溫度在-20+55之間。所以，商用液晶顯示器在加固中存在一個寬溫設計 的問題。溫度主要對液晶屏和背光源產生影響。液晶材料對溫度的變化非常敏感，影響液晶的響應時 間和液晶的閥值電壓。當溫度降至低于0時，液晶材料將變得粘滯，響應速度變慢，動態(tài)圖象出現 拖尾現象甚至不能顯示；如果溫度過低，液晶態(tài)會消失，變成晶體。此時有可能會在形成晶體過程中 破壞定向層而造成永久性損壞。而當溫度過高時，封裝液晶屏的膠水、粘合劑和封裝物的性能將降低、 退化，液晶態(tài)也會消失

13、，變成液態(tài)，不能工作。 如果環(huán)境溫度低于0，背光源的熒光燈管壽命會降低，而且低溫還會影響背光源的亮度，根據試 驗顯示，背光源的亮度在50時是最好的。為使背光源工作在最佳的性能下，應使其工作在一定的溫 度下。,液晶顯示器加固技術,熱設計,液晶顯示器的熱設計主要是解決液晶顯示器的低溫工作問題。解決低溫工作問題的途徑有兩種： 其一是采用寬溫型液晶材料。其二是采用被動加熱的辦法。者是當前加固液晶顯示器用得最多的加 固技術。一般對液晶顯示器的低溫加熱有3種方法：ITO膜玻璃液晶屏外部加熱法、ITO膜玻璃液晶屏 內部加熱法和半導體制冷加熱法。,（1）ITO膜玻璃液晶屏外部加熱法 將ITO膜加熱玻璃放置在液

14、晶屏前面（見圖一），通過對ITO膜加電發(fā)熱，從而加熱液晶屏及其 背光源。這種加熱方式的加熱速度、效率都比較低，對顯示器的低溫啟動時間存在相當的制約，因 為加熱玻璃的功率不可能制得太大，若功率太大對液晶屏的溫度沖擊有可能將其破壞。這種方法雖 然存在一定的局限性，但由于其工藝簡單，易于實現，國內大部分廠家目前還是采用這種加熱方式。 （2）ITO膜玻璃液晶屏內部加熱法 這種加熱方式是將ITO膜玻璃緊貼在LCD液晶盒后面，ITO膜通電發(fā)熱，它能快速、高效加熱液晶 屏，同時也能快速加熱背光燈管。這種加熱方式的難點是工藝復雜，需將液晶屏解體，這牽涉到夾具 及工藝環(huán)境等因素，另外對ITO膜玻璃這個面熱源的溫

15、度均勻性要求也較高。國外一般都是采用這種 方式來解決LCD的低溫工作問題，采用ITO膜內部加熱法是對商用液晶顯示器進行寬溫設計的最佳方案。,液晶顯示器加固技術,抗振動、沖擊設計,液晶顯示器在惡劣的環(huán)境下工作可能會受到振動、沖擊、應力等各種機械力的作用。由于液晶屏 和背光源的托架面積大而厚度薄，所以一旦受到沖擊和振動，極容易產生變形和破裂。背光源的燈管 直徑只有3mm，在沖擊和振動下，燈泡、燈絲極易破裂。此外，元器件之間相互聯(lián)接的電纜在振動和 沖擊下也容易松開或脫落。 對于液晶顯示器的防振和沖擊，我們針對商用顯示器的結構進行動態(tài)分析，尋找薄弱環(huán)節(jié)以采取 各種措施增加元器件、部件和結構的合理安裝方

16、式。主要措施有：將液晶顯示屏和背光源安裝在堅固 的外壁上，增加它們的剛度；液晶顯示器前的屏蔽玻璃也起到保護屏免遭意外的破壞；對背光源燈管 的加固，則在其長度方向上安裝了數個環(huán)形支架來加強它們。另外，對于易破裂的元器件和電纜可用 硅橡膠灌封。,液晶顯示器加固技術,電磁兼容,液晶顯示器的電磁輻射主要來自背光燈管、逆變電源及高速A/D器件。,我們首先對機箱內的各模塊進行屏蔽隔離設計，并在模塊之間的互連電纜上套上磁環(huán)。 整個金屬外殼均進行導電氧化處理。在可拆的各蓋板上，我們安裝了導電屏蔽橡膠條，以減少聯(lián)接處 的接觸阻抗（接觸阻抗越低，其屏蔽效果越好）。由于平板顯示器的電磁輻射主要是電源、印制板上 的干

17、擾通過液晶板向外輻射，因此在LCD前加金屬網的屏蔽玻璃是液晶顯示器電磁兼容設計的重要措 施。,潮濕,由于液晶顯示器件屬低壓、微功耗的器件，液晶材料電阻極高（達1010以上），故由于潮濕 造成的玻璃表面導電就足以影響顯示，段之間會產生“串”擾顯示。 在對LCD的防潮濕設計上，整個加固機箱采用全密封式焊接結構，蓋板嵌有導電橡膠條，并在顯示 屏前面加屏蔽玻璃起防潮濕的作用。,液晶顯示器的技術參數,1.可視面積,液晶顯示器所標示的尺寸就是實際可以使用的屏幕范圍一致。例如，一個15.1英寸的液晶顯示器 約等于17英吋CRT屏幕的可視范圍。 液晶顯示器由于生產工藝的原因,它的大小尺寸可以比較隨便。小到手機

18、顯示屏，大到大屏幕彩 電。,液晶顯示器的技術參數,2. 可視角度,液晶顯示器的可視角度左右對稱，而上下則不一定對稱。舉個例子，當背光源的入射光通過偏光 板、液晶及取向膜后，輸出光便具備了特定的方向特性，也就是說，大多數從屏幕射出的光具備了垂 直方向。假如從一個非常斜的角度觀看一個全白的畫面，我們可能會看到黑色或是色彩失真。一般來 說，上下角度要小于或等于左右角度。如果可視角度為左右80度，表示在始于屏幕法線80度的位置時 可以清晰地看見屏幕圖像。但是，由于人的視力范圍不同，如果沒有站在最佳的可視角度內，所看到 的顏色和亮度將會有誤差?，F在有些廠商就開發(fā)出各種廣視角技術，試圖改善液晶顯示器的視角

19、特性， 如：IPS(In Plane Switching)、MVA(Multidomain Vertical Alignment)、TN+FILM。這些技術都能把液晶 顯示器的可視角度增加到160度，甚至更多。 除了以上三種技術以外，各大公司為了開發(fā)更多的市場（比如TV市場），也在積極的開發(fā)新的技 術。比如Sharp公司采用ASV（Advanced Super-V）技術，改進了TFT顯示屏的響應速度和可視角?，F在 的顯示最多讓用戶可以從垂直140度水平110度的角度看清顯示內容，而ASV將這一角度提高到170度。,液晶顯示器的技術參數,3. 點距,我們常問到液晶顯示器的點距是多大，但是多數人并

20、不知道這個數值是如何得到的，現在讓我們 來了解一下它究竟是如何得到的。舉例來說一般14英寸LCD的可視面積為285.7mm214.3mm，它的最 大分辨率為1024768，那么點距就等于：可視寬度/水平像素(或者可視高度/垂直像素)，即285.7mm /1024=0.279mm(或者是214.3mm/768=0.279mm)。 顯然對相同尺寸點距越小，液晶顯示器的像素就越多，液晶顯示器分辨率也越高。但是TFT-LCD 的電極有一個開口率問題，也就是說電極越大，開口率也越大。而開口率越大，液晶顯示器的亮度也 越大。所以要想降低點距，而不影響液晶顯示器的亮度，在電極的制造工藝上一定要有突破。,液晶

21、顯示器的技術參數,4. 色彩度,LCD重要的當然是的色彩表現度。我們知道自然界的任何一種色彩都是由紅、綠、藍三種基本色 組成的。LCD面板上是由1024768個像素點組成顯像的，每個獨立的像素色彩是由紅、綠、藍三種基 本色來控制。大部分廠商生產出來的液晶顯示器，每個基本色(R、G、B)達到6位，即64種表現度，那 么每個獨立的像素就有646464=262144種色彩。也有不少廠商使用了所謂的FRC (Frame Rate Control)技術以仿真的方式來表現出全彩的畫面，也就是每個基本色(R、G、B)能達到 8位，即256種表現度，那么每個獨立的像素就有高達256256256=1677721

22、6種色彩了。 我們知道TFT-LCD的基本工作原理是同過調加在TFT控制的電極上的電壓來控制每個像素點的光通 量所以要想提高色彩的數量，最直接的方法就是增加控制電壓的層次，比如每個基本色(R、G、B)能 達到9位，那么每個獨立的像素就有512512512=134217728種色彩。,液晶顯示器的技術參數,5. 對比值,對比值是定義最大亮度值(全白)除以最小亮度值(全黑)的比值。CRT顯示器的對比值通常高達 500:1，以致在CRT顯示器上呈現真正全黑的畫面是很容易的。但對LCD來說就不是很容易了，由冷 陰極射線管所構成的背光源是很難去做快速地開關動作，因此背光源始終處于點亮的狀態(tài)。為了要 得到

23、全黑畫面，液晶模塊必須完全把由背光源而來的光完全阻擋，但在物理特性上，這些元件并無 法完全達到這樣的要求，總是會有一些漏光發(fā)生。一般來說，人眼可以接受的對比值約為 250:1。,液晶顯示器的技術參數,6. 亮度值,液晶顯示器的最大亮度，通常由冷陰極射線管(背光源)來決定，亮度值一般都在200250 cd/m2 之間。液晶顯示器的亮度略低，會覺得屏幕發(fā)暗。雖然技術上可以達到更高亮度，但是這并不代表亮 度值越高越好，因為太高亮度的顯示器有可能使觀看者眼睛受傷。 提高亮度的方法很多，目前常見的方法有提高光源的亮度和提高背光板中各個器件的效率。,17TV 亮度/均勻性分析,數 據:,注：該組數據由SQA提供，紅字表示低于85%的點。,17TV 亮度/均勻性分析,注：該組數據由SQA提供，紅字表示低于85%的點。,液晶顯示器的技術參數,7. 響應時間,響應時間是指液晶顯示器各像素點對輸入信號反應的速度，此值當然是越小越好。如果響應 時間太長了，就有可能使液晶顯示器在顯示動態(tài)圖像時，有尾影拖曳的感覺。一般的液晶顯示器的 響應時間在