解決拖影現(xiàn)象是LCD技術(shù)發(fā)展的持續(xù)目標(biāo)

　　早期液晶屏幕剛發(fā)展時(shí)，其畫面響應(yīng)時(shí)間高達(dá)40ms以上，在這種情況下，靜態(tài)文本處理工作可能還不成問題，但如果想要觀賞影片，那么嚴(yán)重的殘影現(xiàn)象會(huì)讓使用者覺得非常難過。隨著時(shí)間發(fā)展，在技術(shù)的改進(jìn)之下，針對(duì)畫面響應(yīng)時(shí)間也有相當(dāng)多的進(jìn)展，從一開始黑白響應(yīng)時(shí)間的追求，到目前以灰階響應(yīng)時(shí)間為主的畫面響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)，液晶屏幕已經(jīng)越來越適合一般消費(fèi)者應(yīng)用在娛樂用途上。

　　目前在黑白響應(yīng)時(shí)間方面，部分廠商已經(jīng)進(jìn)展到1ms的最高速度，但是實(shí)際應(yīng)用上，它所帶來的改善效果卻是不如廠商宣稱般的神奇，因?yàn)橐壕э@示器畫質(zhì)效果不單純由相應(yīng)時(shí)間所決定。

　　盡管從技術(shù)理論上講，無論是縮短黑白響應(yīng)時(shí)間，或者灰階響應(yīng)時(shí)間，基本上都可以有效地消除動(dòng)態(tài)畫面的殘影現(xiàn)象。不過技術(shù)上的達(dá)成卻無法騙過人類的大腦，這是因?yàn)槿说难劬Χ加幸曈X殘留反映，就是說人眼看到一幅畫面以后，在之后的一段時(shí)間里（大約是0.1s左右，會(huì)因不同的訊號(hào)刺激而有所不同）人腦會(huì)認(rèn)為這幅畫面仍然存在。

　　而液晶的顯示特性也是問題之一，由于液晶面板是“點(diǎn)成像”的原因，就算畫面響應(yīng)時(shí)間再高，畫面中物體移動(dòng)時(shí)，人眼會(huì)有自動(dòng)追蹤物體移動(dòng)軌跡的特性，然而液晶屏幕的連續(xù)性顯示卻無法滿足人眼的需求，也就是說無法騙過人眼，因此人腦仍會(huì)感受到殘影的存在。

　　圖：LG在CeBit上展示的新技術(shù)產(chǎn)品液晶顯示器

　　液晶面板畫面響應(yīng)時(shí)間的追求乍看之下已經(jīng)達(dá)到了極致，目前最高畫面響應(yīng)時(shí)間停留在1ms已經(jīng)好一段時(shí)間(2006年9月至今)，而沒有新的技術(shù)出現(xiàn)，但是1ms目前僅能在TN面板實(shí)現(xiàn)，其余MVA、PVA、IPS材質(zhì)面板在液晶分子上的控制技術(shù)較為困難，在響應(yīng)時(shí)間數(shù)字上無法與TN相提并論。不過1ms在應(yīng)用上其實(shí)并不實(shí)際，頂多只能稱為另1種產(chǎn)品銷售亮點(diǎn)而已。

　　從近年顯示器廠商的發(fā)展技術(shù)來看，它們針對(duì)拖影現(xiàn)象的改善，主要是從四大方面去著手。

　　一、無限制提升畫面響應(yīng)時(shí)間

　　如之前我們所提，大部分液晶顯示器廠商在技術(shù)發(fā)展前期把對(duì)畫質(zhì)改善的方法集中在提升畫面相應(yīng)時(shí)間這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上。

　　理論上當(dāng)畫面更新率無限提升時(shí)，其顯示特性就會(huì)趨近于傳統(tǒng)CRT螢?zāi)?，但是提升反?yīng)速率有許多困難點(diǎn)，包含功耗、頻寬、高頻訊號(hào)干擾等等，要解決這些問題必須支出龐大的成本。

　　雖然在最單純的TN面板上已經(jīng)達(dá)到1ms的超高更新率，但TN面板還有其他方面的缺點(diǎn)，其實(shí)際效果也并不突出，所以目前也少有廠商繼續(xù)往這方面發(fā)展。

　　二、改善背光控制手段

　　傳統(tǒng)的液晶顯示器大部分采用的是CCFL背光手段，CCFL的背光設(shè)計(jì)主要有兩種：“側(cè)入式”與“直落式”。越大尺寸的LCD，其背光模組所占的成本比重就越高，所指的是正是直落式CCFL背光模組，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，同樣是使用直落式CCFL背光模組，在15英寸時(shí)背光模組僅佔(zhàn)整體成本的23％，但是到30英寸時(shí)就增至37％，且推估到57英吋時(shí)，背光模組所佔(zhàn)的成本就會(huì)達(dá)到50％。

　　同時(shí)，除了有隨著尺寸成本迅速增長(zhǎng)的缺點(diǎn)之外，CCFL背光還有耗電過高的缺點(diǎn)。據(jù)了解，目前CCFL背光模組的用電已佔(zhàn)LCD TV整體用電的90％之高。所以，改變背光技術(shù)是目前改變LCD畫質(zhì)的一個(gè)方向之一。

　　既然CCFL背光有諸多的副作用疑慮，因此業(yè)界也尋求各種新背光實(shí)現(xiàn)技術(shù)，而LED則是可行方案之一，由于LED應(yīng)用于顯示光源及背光源具高色彩飽和度、快速啟動(dòng)、無汞及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，故顯示器為L(zhǎng)ED下一步具發(fā)展?jié)摿Ξa(chǎn)品。

　　如Sony的Qualia系列電視，即是高端的大尺寸（40英寸、46英寸）的LCD TV，其背光部分是用WLED所構(gòu)成，稱為WLED背光技術(shù)。而對(duì)LED背光技術(shù)的LCD Monitor研發(fā)目前亦已經(jīng)到實(shí)質(zhì)性階段，我們?cè)?7年的CES會(huì)展上已經(jīng)可以看到相關(guān)產(chǎn)品展示。

　　圖：三星 XL20－首款高色域LED背光專業(yè)液晶顯示器

　　三、倍頻刷新與畫面插黑技術(shù)

　　倍頻刷新技術(shù)簡(jiǎn)單來說，就是將原本僅有60Hz的畫面更新率，提升到120Hz（以NTSC來看），但是這可不是單純的提升畫面更新率而已，在提升畫面更新率的同時(shí)，也要利用畫面處理器來內(nèi)插畫面，就是在2格畫面中間要產(chǎn)生1幅新畫面（依照視訊內(nèi)容而有所不同），借以填補(bǔ)動(dòng)態(tài)的不足。此技術(shù)需要畫面更新率在每秒120張（也就是8ms）以上的面板才能達(dá)成，而目前主流面板基本上都能滿足這樣的需求。

　　此技術(shù)未來發(fā)展性仍相當(dāng)高，由于面板更新率的改善，將來也有可能產(chǎn)品3倍頻、4倍頻的畫面處理技術(shù)，借以帶來更平順的畫面呈現(xiàn)。

　　圖：LG將于Q3發(fā)售的Opus系列液晶顯示器－支持120Mhz倍頻刷新技術(shù)

　　插黑技術(shù)也是概念相當(dāng)久遠(yuǎn)的技術(shù)之一，其與倍頻刷新的概念有若干類似之處，都是將畫面更新率倍增，但是在插入畫面方面，黑插入技術(shù)是插入全黑的畫面，借此消除肉眼的視覺殘留現(xiàn)象。由于插入黑畫面時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致面板的漏光現(xiàn)象，影響到整體的對(duì)比值，因此要審慎控制黑畫面插入與正常畫面的比例，避免降低對(duì)比。此外，黑畫面插入也會(huì)降低平均亮度表現(xiàn)，因此也有人提出不要插入純黑畫面，而是插入前后2幅畫面的灰階平均值畫面，借以兼顧亮度和動(dòng)態(tài)影象的品質(zhì)。

　　圖：明基 FP241WZ－支持插黑技術(shù)的Full HD液晶顯示器

　　圖：明基插黑技術(shù)原理示意

　　四、自然色彩完美體驗(yàn)－高色域技術(shù)出籠

　　1931年，國(guó)際照明委員會(huì)CIE制定了CIE1931 RGB系統(tǒng)， 規(guī)定將700nm的紅、546.1nm的綠和435.8nm的藍(lán)作為三原色， 后來CIE1931-xy色度圖成為描述色彩范圍最為常用的圖表。 色域就是在這張圖上所覆蓋的范圍， 而這個(gè)范圍就是由RGB三種純色的坐標(biāo)所圍成的三角形或者多邊形（增加補(bǔ)色）的面積。

　　圖：CIE色域定義圖，圖中代表了sRGB與NTSC的色域范圍。（國(guó)際照明委員會(huì)）

　　一般在PC監(jiān)視器應(yīng)用方面，多以sRGB為標(biāo)準(zhǔn)的色域定義，sRGB是微軟作業(yè)系統(tǒng)所提供的標(biāo)準(zhǔn)定義，而在AV應(yīng)用方面，采用的多是NTSC定義，在顏色涵蓋度方面要比sRGB來得廣。

　　但是色域并不是越廣就越好，即使監(jiān)視器本身能夠達(dá)到超高色域，但是這些多出來的顏色不一定能為人眼所辨識(shí)，NTSC算是普偏公認(rèn)的色域定義標(biāo)準(zhǔn)，而在部分特殊應(yīng)用上（如印刷或印前作業(yè)），也有使用廠商自訂的色域規(guī)范。而顯示裝置所能提供的顏色范圍能夠涵蓋多大比例的特定色域定義，我們就可以將之稱為符合70％的NTSC色域飽和度，或者是符合90％的sRGB色域飽和度等。

　　圖：典型的普通液晶面板的色域飽和度都是72％左右

　　色域的呈現(xiàn)主要在背光的選擇上，眾所周知，液晶面板本身并不發(fā)光，而是必須透過背光的光線才能夠顯示畫面，傳統(tǒng)CCFL燈管在螢光材質(zhì)上的限制，紅光呈現(xiàn)能力偏弱，加上所搭配的彩色濾光片的混色效果較差，最終呈現(xiàn)的色域飽和度不佳，導(dǎo)致目前主流的LCD監(jiān)視器或電視在色域呈現(xiàn)能力上不足，多僅能達(dá)到72％NTSC左右。

　　新型的W-CCFL（廣色域背光燈管）能夠相當(dāng)程度的改善色域呈現(xiàn)問題，有效加強(qiáng)顏色飽和度，如果搭配新型的多色濾光片（在RGB三原色以外多加如黃色、青色或白色等顏色的濾光片，借以增加顏色呈現(xiàn)能力），在顯示能力上還能夠進(jìn)一步提升。濾光片對(duì)色域表現(xiàn)有所幫助，但是幅度不大，影響色域呈現(xiàn)能力主要還是在背光模組技術(shù)方面。W-CCFL只是在螢光材質(zhì)進(jìn)行改良，僅僅更換W-CCFL背光模組，就能將色域飽和度從原本的72％NTSC提升到92％NTSC的程度，且?guī)缀醪粫?huì)增加成本，因此各大液晶監(jiān)視器或液晶電視制造公司也開始大幅采用此種背光技術(shù)，只要是色域范圍在NTSC90％左右者，幾乎都是此類燈管。

　　圖：新型的廣色域液晶面板色域飽和度可以達(dá)到92％以上

　　隨著LED光源技術(shù)的進(jìn)步，采用LED作為L(zhǎng)CD背光光源的產(chǎn)品也越來越多， 采用此類背光，可將色域提升到破表的程度（也就是超越NTSC色域范圍），目前的推廣困難度主要是在技術(shù)與專利部分，其實(shí)成本并不會(huì)提高太多（除了多色混光LED背光技術(shù)以外），目前關(guān)于LED背光技術(shù)的發(fā)展仍然以日韓為業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)者。

　　結(jié)語：從近幾年LCD技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)來看，它們無一不是圍繞著同一主題：“追求人類肉眼舒適性極限”。另外，除了追求視覺舒適性極限之外，技術(shù)的發(fā)展更多是應(yīng)用范圍的廣泛性上，如3D顯示、觸摸屏技術(shù)等等，基本都是現(xiàn)有技術(shù)的延伸和應(yīng)用。