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液晶史上最大骗局?TN面板也能16.7M色!


http://www.sina.com.cn 2006年04月24日 15:17 走进中关村

  【走进中关村:海洋】这几天,小编陆续接到一些朋友的询问邮件,说在在网上看见一些厂家宣传自己的产品采用16.7M色面板,性能很强而价格又便宜,看起来十分值得购买。

  但经部分爱好者和媒体拆卸检查后,发现这些产品采用的不过是普通TN+film面板,而一般来讲,TN+film面板是不可能达到这样的性能的,因此就有部分人指出厂家在利用16.7M色来进行虚假宣传。


液晶史上最大骗局?TN面板也能16.7M色!

某型号显示器的性能介绍,明确说明使用16.7M色的TN+film面板

  针对这个问题,厂家方面的解释是,面板是普通的TN+film没错,但我采用的是8bit驱动,这样搭配,普通面板也能达到16.7M色,性能增强,成本又没增加多少,因此我的宣传是没错的。

  另外,小编又在网上找到了一篇关于TN面板搭配8位驱动的文章:

  ......在这里需要先向大家澄清一个概念,关于TN面板只能提供16.2M色彩属于认知上的误区,色彩与面板类型也并没有本质上的联系。只是过去99%的TN面板都提供了16.2M色彩,因此人们也就顺理成章地认为TN与16.2M存在着必然的联系。同时16.7M色彩又是广视角面板的专利,所以也就给用户留下了这样的一个印象——TN面板等于16.2M色彩,广视角面板等于16.7M色彩。

  但实际上,决定色彩的关键因素并非在于面板类型,而是驱动IC。这一点PC***的网友巴巴变曾在文章评论中做过详细解释(在此也感谢巴巴变的畅所欲言):

  液晶显示彩色的原理是背光板上对应每个象素点的位置都有三条分别只透红绿蓝光的滤光条带,每个象素的每个条带处都有独立的电路驱动对应位置的液晶分子转动,从而不同亮度的红绿蓝三色光混合,使人眼感受到各种颜色。


液晶史上最大骗局?TN面板也能16.7M色!


  电压加得高转角就大,电压加得低转角就小,是无级调节。驱动电压从最高到最低分2n份就可以使液晶显示n位色。因此稍微长点脑袋的人都知道根本没有什么板只支持多少位色的说法。对任意一块液晶板只有加多少位驱动颜色显示最好的问题。

  也就是说,不论TN或者广视角面板,如果加载的是6bit IC,那么它的色彩数就是16.2M(经过抖动处理),如果加载8bit IC,那么色彩数就是16.7M。这是从理论上的说法,但三星SDI则是在6bit IC的基础上实现的16.7M色彩,关于这个话题,我们会在以后的文章中为您详细阐述......

  显然,上述说法是支持厂商的理论依据的,面板本身和色彩无关,只和驱动电路有关联。但仔细想来却有很多不合理之处。

  OK,现在正反两方面都有理由来证明自己的说法。正方认为液晶面板和色彩是直接关联的,TN类面板加入8bit驱动也不能达到16.7M色的效果,而反方的理论是液晶面板和色彩是无关的,只要配合特定的驱动电路就能实现16.7M色彩。

  那么普通TN+film面板是否能搭配8bit驱动来实现16.7M色彩呢?液晶显示器的色彩位数究竟是如何定义的?为啥TN+film基本搭配6bit驱动电路呢?还是让小编来为您解释吧,不过,为了讲述方便,我们需要从液晶显示器的成像原理说起。

  液晶的成像原理比较复杂,小编大略讲一些基本原理就可以了。


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TN型面板材用的液晶分子示意图


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光线穿过液晶层旋转90度的光学示意图

  首先,液晶本身并不具备任何颜色,也不会发光,常温下只是粘糊糊的半液体罢了。液晶的分子很像一根木棒,当给液晶施以一定电压时,它的分子会旋转一定角度。这种特性非常有用,它能让光线改变原来的方向,即横向的光射入液晶后,会改变90度出来,液晶显示器的显示基础就在这里。另外,对液晶施入的电压不同,液晶分子的旋转角度也会不同,利用这条性质可以起到控制光线强度的作用。


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一个完整的液晶显示器示意图

  液晶面板的结构很像汉堡包,液晶夹在两个相互呈90度角的偏光板中间,偏光板和百叶窗结构类似,都只能允许一个方向的光线进入。光线从后面的背光板射入,先经过第一层偏光板,偏光板只让一个方向的光线进入,然后光线经过液晶层,偏转90度后,正好能通过第2层偏光板,不过这还不算完。


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彩色滤光膜示意图

  由于液晶本身没有色彩,所以人们在液晶射出的方向增加了一层彩色滤光膜,薄膜上有很多红、绿、蓝三原色像素。光线受液晶分子的控制,透过每个像素的光线强度也不同,三原色通过混合才得到我们所需要的色彩。彩色滤光膜的原理和教堂的有色玻璃完全一样,有信奉基督教的朋友应该看见过装饰有色玻璃的窗子。


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教堂的彩色玻璃,液晶显示器的彩色滤光膜和它的原理完全相同

  说完了成像原理,我们再来谈谈液晶驱动电路的问题。

  液晶面板只是一个显示器件,它不能直接接受电脑主机的命令,所以必须来找一个翻译:驱动电路来做接口。驱动电路接收来自电脑主机的命令,然后指挥液晶面板来进行显示。在真实的显示器中,驱动电路作为一个电路板的形式出现,通常叫主板。


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一个液晶显示器主板

  所谓的6bit驱动电路和8bit驱动电路是指什么呢?

  简单的说,驱动电路的位数,可以理解成它所支持的色彩数量,例如8bit驱动是指2的8次方种色彩,即在RGB三原色通道中,每个色彩通道上能显示256(2的8次方=256)级灰阶,能显示的色彩总数为256*256*256=16777216种色彩,简称16.7M色。同理,6bit驱动RGB每个通道只能显示器2的6次方种色彩,即64*64*64=262144种色彩。别看位数只差了2位,但色彩数量是天壤之别!6bit面板能显示的色彩还不到8bit面板的2%!


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三星自己研制的8bit驱动芯片

  驱动电路中决定色彩位数的是一块或一组芯片,驱动芯片的种类和品牌很多,根据小编的经验,一般的厂家都会选择第三方公司的产品,而LG、三星、飞利浦等拥有自己芯片厂的企业,一般会用自制的液晶控制芯片。驱动芯片的信息是不会出现在显示器说明书或者面板上的,必须拆开察看芯片型号才能具体获知是6bit还是8bit。

  一般来讲,显示器驱动电路的成本占到总成本的10%,当然也有比较特别的。由于产品越来越标准化,驱动电路的成本在下降。另外根据小编掌握的情况看,6bit驱动电路和8bit驱动电路的成本相差并不多。

  有朋友说了,液晶的原理和驱动部分我差不多弄明白了,可啥叫TN+film呢?为啥它搭配8bit驱动就生出了那么些问题呢?别着急,我们往下看!

  上面我们说了,光从液晶显示器中射出的时候要经过偏光板,这样光就有了一定的方向,因此显示器的视角也受到了不小的影响。为此,人们想了不少办法来改善,由于所采用的方法不同,我们平时在市场中见到的面板种类很多,不过主要分为窄视角和广视角两种,其中TN+film是一种典型的窄视角液晶面板。

  ■TN+film

  TN+film液晶面板主要应用于入门级和中端产品,它基于早期可视角度很小的TN技术(视角最大90度),但在面板上增加了一层转向膜,将可视角度提高到了140度左右,成为了一种视角较广的产品,所以严格的说,TN+film也算是一种广角技术。


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  TN+Film不是最佳的广视角解决方案,但它是最简单的方法并且良率极高,另外TN+film的技术是公开的,制造商不用负担高昂的授权和研发费用即可开工生产,因此TN+film在成本上占据了巨大的优势。

  既然TN+film是一种广角技术,为啥我们还要将它窄视角呢?原因在于,TN+film和一下介绍的产品相比,其视角仍然偏低。由于TN类液晶面板基本不会用做显示产品(以前有),因此TN+film就被当成一种窄视角产品了。

  从色彩角度上看,TN+film实际所能产生的色彩十分有限,最大色彩数只能达到16.2M标准。

  和TN+film单一技术相比,目前流行的广角面板主要包括MVA、IPS和PVA 3种。当然了,液晶的广角技术远不止这3种,诸如夏普ASV等都是广视角面板,只是它们商业化程度不足,市面上很少见而已。

  ■MVA

  MVA是较早投入应用的广视角液晶面板,由日本富士通公司开发。它的全称为(Multi-domainVerticalAlignment),是一种多象限垂直配向技术。MVA是利用突出物使液晶静止时并非传统的直立式,而是偏向某一个角度静止;当施加电压让液晶分子改变成水平以让背光通过则更为快速,这样便可以大幅度缩短显示时间,也因为突出物改变液晶分子配向,让视野角度更为宽广。MVA最早是作为一种快速响应面板来进行宣传的,因为当时普通液晶显示器的响应时间高达50ms以上,而MVA却依靠优势能做到25ms左右,这是液晶显示器历史上的一大进步。


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  由于奉行授权政策,目前我国台湾省的奇美电子(奇晶光电)、友达光电等面板企业均采用了这项面板技术。由于得到广泛台系面板厂商得支持,市场中采用这类面板的显示器和液晶电视数量不少,同时由于生产厂家多,产量大,所以价格较为便宜。

  经过技术改进的MVA被称为之P-MVA,这种面板在保留MVA优点的同时,可以搭配各种增压芯片达到较高的响应时间。

  ■PVA

  PVA则是三星独家推出的一种面板类型,它在富士通MVA面板的基础上有了进一步的发展和提高,是一种图像垂直调整技术,该技术直接改变液晶单元结构,让显示效能大幅提升可以获得优于MVA的亮度输出和对比度,早期的PVA响应时间和MVA一样都是25ms。去年三星在PVA基础上又延出改进型S-PVA,可视角度可达170度,配合加压芯片,S-PVA的响应时间已经提高到灰阶水平,而对比度超过700:1。

  由于未对外授权,S-PVA和PVA只有三星自己生产,不过凭借着三星强大的面板产能,S-PVA在市场中占据了不少份额。

  ■S-IPS

  IPS是日本日立公司开发的液晶技术,它也是目前主要的一种液晶面板类型。IPS通过液晶分子平面切换的方式来改善视角,利用空间厚度、摩擦强度并有效利用横向电场驱动的改变让液晶分子做最大的平面旋转角度来增加视角;在制造上不须额外加补偿膜,显示视觉上对比也很高。在视角的提升上可达到160度,响应时间缩短至40ms以内。所以IPS型液晶面板具有可视角度大、颜色细腻等优点,看上去比较通透,不过响应时间较慢和对比度较难提高也是这类型面板一个比较明显的缺点。


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  早期的IPS已经实现了较好的可视角度,而S-IPS则为第二代IPS技术,它又引入了一些新的技术,以改善IPS模式在某些特定角度的灰阶逆转现象。目前世界上最大的液晶制造商LG-飞利浦的主打技术就是IPS和S-IPS,因此S-IPS被广泛应用于液晶电视等领域,而液晶显示器利润较低,所以很少采用S-IPS。

  总的来说,TN+film的优势在于便宜,至于性能则没有后三种来得好。广角面板虽然性能好,但技术开发费用昂贵,同时生产良品率较低,要想在成本上赶超TN+film比较困难。

  如果您对以上内容都清楚的话,我们就来进入正体,谈谈为啥TN+film能否实现16.7M色显示。

  从原理上,我们可以知道,液晶显示器的色彩来源于光线透过彩色滤光膜,不同强度的光线透过彩色滤光膜,就形成了不同的色彩。控制光线的强度则是利用液晶分子通电后旋转的物理特性,理论上讲,液晶分子只要施入一定的电压,就能实现无极转动,这样可以非常细微的控制光线,色彩也就能达到近乎无限的程度。而实际上,液晶分子并不是特别听话,总有一些液晶分子不受控制,不按规定角度旋转,另外技术上也不可能让液晶分子整齐划一的旋转90度,这样色彩是不可能精确控制的。

  TN+film由于没有采用任何补偿或者其它措施,因此液晶分子控光能力差,色彩表现受到很大的影响,这种影响是物理条件限制的,属于先天不足。广角液晶面板虽然从名称上看和色彩无关,其实它们从内部结构上改变了液晶分子的控光能力,因此在色彩上获得了极大的改善,这也是广角类面板可以显示16.7M色的根本原因。简单的说:

  传统TN+film从理论上可以提供无限多的色彩,但由于物理结构和自身原理的限制,不能显示16.7M色彩


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传统TN+film面板不能显示16.7M色是物理原理造成的,和驱动电路无关

  尽管TN+film在色彩上是先天弱项,但通过软件补偿技术仍然可以达到16.2M色,基本接近16.7M,而一般人的肉眼是基本不能分辨16.2M色和16.7M色的。具体来讲,TN+film则是应用了PD(Pixel Dithering,像素抖动)算法或者FRC(Frame Rate Control,帧速率控制)技术。其中使用最广泛的当属FRC技术,因为它比较容易实现。

  FRC技术主要是利用了视觉暂留这种人的生理特性,这个特性大致指的就是人眼的亮度感觉并不会随着物体亮度的消失而立即消失。显示器利用快速的色彩切换,可以让人眼感觉到很多并不存在的色彩,从而提高显示器的色彩表现。

  色彩补偿技术的实现方法各不相同,不同厂家会有自己独特的地方,在色彩增强这方面,夏普公司的研究比较深入,采用同样的面板,夏普产品的色彩会比大多数对手更好,原因就在于此。

  虽然TN+film在物理上有先天的缺陷,但通过各种补偿办法,在色彩方面还是完全能够满足平时要求的,但在对色彩要求较高的领域,TN+film不能满足要求,因此很少有专业显示器采用TN+film面板。


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上述引用网站自己的评测文章明确指出,采用8bit驱动的TN面板显示器,色彩只能达到16.2M

  鲜为人知的是,早期的TN+film面板显示器的确有搭配8位驱动的型号,不过效果非常不理想,同时成本相当高。后来发明了诸如FRC和PD这样的方法,6bit+抖动算法,TN+film才算发扬光大。

  现在您应该明白了,TN+film搭配6bit驱动是不得已的事,因为再高位数的驱动对TN+film来讲,不仅作用不大,如果不支持色彩补偿算法的话,甚至会发生色彩倒退的情况。话说回来,据说市面上也曾出现广角面板搭配6bit驱动的显示器,不过这种“挥刀自宫”的做法想必也是出于无奈吧,因为实际上6bit驱动和8bit驱动的差价不高,厂家犯不上这样做。

  看到这里,估计已经有朋友得出了TN+film搭配8bit驱动无用的结论,不过且慢,小编还没有说完呢!

  据小编得到的情况,目前三星已经推出了数款采用TN+film却搭配8bit驱动电路的液晶显示器,而且在技术说明上无一例外的指出,显示器采用的是一种被称为B-TN III的面板,型号大约有17英寸面板LTM170EU、LTM170EX、19英寸面板LTM190EX以及20英寸面板LTM201UX。从查询的情况看,B-TN III面板全部采用TN+film技术,但色彩却是16.7M,这是咋回事?难道三星要忽悠消费者?


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  小编又在网上查询了一遍,结果发展B-TN III是三星今年刚刚推出的面板,是去年B-TN II的后续产品,在技术上的最大进步在于基于TN+film技术实现了16.7M,结束了TN+film不能达到16.7M色的历史。


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  遗憾的是,三星至今未公布B-TN III的详细情况,小编也不太清楚三星是如何实现的。不过从目前的情况判断,三星不会对TN+film结构做出大的调整,因为这样一来制造成本会大大增加,还不如去直接生产S-PVA来得经济。最有可能的情况是,三星对液晶本身进行改进,让液晶分子更“听话”,况且对液晶本身进行改进比变动TN+film技术要来得方便,同时成本也不会增加太多。


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  需要大家注意的是,观察以上几款面板的参数我们会发现,除了色彩外,B-TN III的对比度和可视角度也比传统的TN+film有了很大的提高。以前的产品对比度多在500:1左右,视角140度/130度,B-TN III则可以达到1000:1和160度/160度,已经非常接近各种广角面板了!

  如果这些面板真能达到三星所标明的指标,对消费者来讲无疑是天大的喜讯,长期以来TN+film色彩差,可视角度低的问题将从很大程度上得到克服,消费者可以用较低的价格享受到更高的显示品质。不过,即便是TN+film的各项性能指标有很大的提高,但和各种广角面板相比还存在一定差距,因此未来的显示器市场仍然会存在广角面板和TN+film面板高低搭配的局面。

  有些朋友会有这样一个疑问,既然面板自身的色彩显示数量有物理限制,那么如EIZO等公司推出的10位或12位驱动有啥意义?是不是目前的液晶面板能支持16.7M色以上的色彩?


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  答案是否定的,因为目前的液晶面板从原理上就限制了色彩数量,16.7M色基本算是上限,即便是更换了驱动,也只能很小幅度的改善,并不能起到很好的效果。

  不过,虽然8bit驱动已经较好的满足普通家庭和部分专业用户的需要,并且和目前的面板特性是吻合的。但在更严格的医疗、印刷等领域,8bit还是不够的,因为它控制色彩的精度仍显不足,在这种条件下,EIZO等公司开发的10位或者12位驱动能更为精密的控制面板的色彩,从而更好的满足专业人员的需要。不过对于普通消费者而言,显示器是8bit驱动或者10位驱动,意义不是很大。


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服装领域的色彩卡,这个行业对色彩的需求特别严格

  对目前液晶面板技术而言,更高位数的驱动电路,只能让液晶面板显示的的色彩更加精密,并不能从根本上拓展显示器的色彩领域。当然了,16.7M色面板也能通过诸如PD或FRC这样的技术进行增色处理,不过对于专业用户来讲,这种比较虚假的色彩基本不用罢了。

  说完了技术方面的情况,我们再翻回头看看市场方面。

  从目前的情况看,已经有厂家利用TN+film产生16.7M色开始炒作了,对于我们消费者而言,这段时间要特别留神,既然现在TN+film也能达到16.7M色彩,所以厂家往参数上写更理直气壮。如果真的采用三星B-TN III面板也就罢了,但一定要谨防某些不负责任的厂家,利用传统6bitTN+film面板来进行虚假宣传。正如上文中爱好者拆开宣称是16.7M色的显示器,发生不过是传统TN+film+6bit驱动而已。


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    并不是所有采用B-TN III的显示器都能达到16.7M色彩。同样,也并不是所有标明16.7M色彩的显示器都能达到这个标准。

  对于消费者而言,小编建议目前采购16.7M色显示器要慎重,除非已经确定是16.7M色的显示器,否则不要轻易购买。尤其是小品牌的显示器更要留神,因为厂家经常会夸大显示器的性能参数。

  如果您对B-TN III感兴趣,可以稍微等一下。小编了解的情况是,采用这种面板的三星显示器大约会在五一期间上市,到时候再买不迟。

  通过近期对TN+film面板色彩位数的升级和对整个市场的观察,小编认为2006年下半年,液晶显示器很可能进入一个色彩炒作时期。

  液晶显示器从大量上市到现在主要经历了两个交替的炒作时期,主要的炒作对象是屏幕规格和响应时间。从规格看,从15寸、17寸再到19寸,目前液晶显示器已经进入了宽屏时代,而响应时间也从最早的25ms到现在的灰阶1ms,每一次炒作也代表着液晶显示器的技术向前迈进了一步。

  不过从目前的趋势来看,传统4:3规格发展到19寸就算到头了,宽屏显示器目前也卡在20寸这个“坎儿”上,因为显示器再大,成本会激增,普及时间早着呢。响应时间炒作已经可以说发挥到了一个极端的水平,而且技术上也似乎找不到啥更好的突破点了。


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RGB色彩范围示意图

  也就是说,按照传统炒价格和炒响应时间的老办法,已经不能吸引消费者注意,因此色彩问题就被提上台面了。

  其实对厂家而言,色彩炒作早就不是啥新鲜事了,早在16ms时代,三星就着力宣传过液晶色彩的问题,但当时公众对液晶显示器的色彩关注甚少,而优派等厂家关于响应时间的炒作却非常成功,一举奠定了未来数年的炒作基础。


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17寸液晶显示器的色域示意图

  近些年来,随着液晶显示器的普及,色彩等诸多问题被重新谈起,并成为一个热门话题,不少爱好者非16.7M色显示器不要,而小编在市场柜台上,不止一次听到来询价的消费者张口就问显示器是多少色的,这说明,色彩正取代响应时间,越来越成为消费者购买显示器的决定性因素。从价格上看,TN+film显示器价格比采用广角面板的显示器便宜很多,不少消费者明知道性能一般也只能将就。而三星在这个时候,推出B-TN III这样的16.7M色TN+film面板,实在是恰逢其时。


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这是一款较专业的显示器的色域,可以看出比上面的显示器拓展了不少

  不过,根据全球面板生产厂家的技术实力来看(尤其是排在前头的LG-飞利浦、友达+广辉,CMV等),实现16.7M色TN+film面板应该不是件困难的事情,估计三星并不会独享这项技术,市场竞争仍然不可避免。

  小编预计,未来一段时间内,液晶显示器市场仍然会区分为TN+film和广角面板两大阵营。16.7M色的TN+film将占据中低端市场;而广角液晶显示器为了和TN+film区别化,很可能会升级到10位或更高位数的驱动来吸引高端消费者。总之,在可以预见的时期内,TN+film将不会取代广角面板。

  最后,小编给本次文章加个结论,也好让大家参考:

  1、液晶面板,无论是TN+film还是其他种类的面板,理论上都可以支持超过16.7M色,但受制于自身结构和液晶材料的限制,都只能达到一定色彩数量。TN+film是16.2M(经过抖动算法后),广角面板为16.7M

  2、由于以上原因,液晶面板显示的色彩数量取决于其本身,驱动电路只是协助发挥

  3、三星B-TN III面板据称可以通过某种方法达到16.7M色,但具体原理不详

  4、未来的一段时间内,TN+film不会取代广角面板

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