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1、LCD黑白响应时间 vs 灰阶响应时间何欢何惧整理2005-11至2010年07月资料液晶显示器的响应时间在2005年还是热门话题，到了8ms以下的时代，没多少用户关心了。最近低价广角显示器风波再起，但由于其结构原理，所以在响应速度上一直没法超越TN屏。俺也抱有疑问，刚好就把以前一直没时间学习的黑白响应好好整理下。黑白响应时间是液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间(其原理是在液晶分子内施加电压，使液晶分子扭转与回复)。以前常说的25ms、16ms就是指的这个响应时间，响应时间越短则使用者在看动态画面时越不会有尾影拖曳的感觉。一般将黑白响应时间分为两个部分
2、:上升时间(Risetime)和下降时间(Falltime)，而表示时以两者之和为准。通俗地讲就是一个像素从白变到黑称为上升时间，从黑变到白成为下降时间，由于黑-白和白-黑的时间是不同的，因此响应时间实际上指的是黑-白-黑全程响应时间。而灰阶响应时间(GTG)是更科学、更实用的概念。GTG是graytogray缩写，就是从灰阶到灰阶的意思。只有清楚灰阶的概念，才能明白灰阶响应时间的重要性。通常来说，液晶屏幕上肉眼所见的一个点，即一个像素，它是由红、绿、蓝(RGB)三个子像素组成的。每个子像素，其背后的光源都可以显现出不同的亮度级别。屏幕上每一个点的色彩变化，其实都是由构成这个点的三个RGB子像
3、素的灰阶变化所带来的。也就是说，要实现画面色彩的变化，就必须对RGB三个子像素分别做出不同的明暗度的控制，以调配出不同的色彩。而灰阶代表了由最暗到最亮之间不同亮度的层次级别，这中间明暗度的层次越多，所能够呈现的画面效果也就越细腻。以8bit的面板为例，它能表现出256个亮度层次(2的8次方)，我们就称之为256灰阶。由于液晶分子的转动，LCD屏幕上每个点由前一种色彩过渡到后一种色彩的变化，会有一个时间过程，也就是我们通常所说的响应时间。因为每一个像素点不同灰阶之间的转换过程，是长短不一、非常复杂的，很难用一个客观的尺度来进行表示。因此，业内2005年对液晶响应时间的定义，试图以液晶分子由全黑到
4、全白之间的转换速度作为面板整体响应时间的缩影，来代表液晶面板的快慢程度，通常又可称之为On/Off响应时间。由于液晶分子由黑到白和由白到黑的转换速度并不是完全一致的，为了能够尽量有意义的标示出液晶面板的反应速度，针对黑白响应时间的定义，基本以黑白黑全程响应时间为标准。事实上，液晶分子转换速度及扭转角度由施加电压的大小来决定。从全黑到全白液晶分子面临最大的扭转角度，需施以较大的电压，此时液晶分子扭转速度较快;而介于全黑、全白间的较小幅度灰阶变化，需施加较小电压来进行准确而精细的角度控制，因此液晶分子扭转速度反而要慢一些。通常来讲，液晶面板黑白间的响应时间最快，而其它灰阶之间(也是构成绝大多数不同
5、色彩变化)的响应时间，要比黑白间的响应时间慢得多。这样看来，传统的On/Off用黑白转换时间来表示LCD响应时间，以偏概全，无法精确地表示LCD面板的整体响应时间。在传统响应时间计算方式下，液晶显示器虽然可拥有16ms、12ms或8ms的响应时间，然而其灰阶响应速度却可能超过40ms甚至60ms。所以，以黑白黑为响应时间标准无法全面表现LCD真实的反应速度。于是，灰阶响应时间(GTG，graytogray)概念在被忽视了很长时间之后再一次被提出。灰阶响应时间的概念，全方位体现LCD在彩色切换(即灰阶变化)上的真实速度，并彻底颠覆传统响应时间计算方式，以对响应时间进行更准确的表述。因为在日常应用
6、中，无论看电影、游戏或浏览网页，多数屏幕内容不会只是黑白间的转换，而是五颜六色的多彩画面，或深浅不同的层次变化，这些都是灰阶间的转换。一般消费者使用显示器时画面全黑或全白的比例极低，所以尽可能缩短彩色间的转换时间才会更有意义。正因为我们日常实际用到更多的不是黑白变化，而是不同灰度的变化，黑白只是灰度的一个特殊值而已，所以灰阶响应时间能够全方位的体现LCD在多色彩切换中的真实性能。GTG表示的是液晶显示器从某一个灰阶到另一个灰阶之间变化所需要的时间，即液晶单元从一个角度转到另一个角度所需要的反应时间，可以全面体现LCD各种彩色变化(即灰阶变化)的真实速度。而值得注意的是，由于不同灰阶之间的变换速
7、度并不相等，因此，灰阶响应时间只是一个统计上的平均值，并非是一个整齐划一的时间。灰阶响应时间与原来的黑白响应时间含义和性质差别很大，两者之间没有明确的对应关系，但又都是对液晶响应时间的描述，很难区别。所以，以下资料仅供参考-传统(on/off)响应时间对应平均灰阶(graytogray)响应时间25ms80ms16ms60ms12ms40ms8ms30ms响应时间的方程式如下所示:1:(液晶材料的)粘滞系数d:(液晶单元盒)间隙V:(液晶单元盒)驱动电压:(液晶材料的)介电系数所以，要缩小响应时间，需要从四个方面进行努力。1、减小液晶材料的粘滞系数2、减小液晶单元盒间隙3、增大增大液晶单元盒驱
8、动电压4、增大液晶材料的介电系数这其中液晶材料的粘滞系数和液晶材料的介电系数都是直接与液晶材料本身的特性相关的，研发人员需要经过反复试验，多方面对比测试，才能确定一种稳定而又可以满足低响应时间要求的液晶材料。另一方面，通过提高制造工艺，可以减小液晶单元盒的间隙，使液晶分子可以更快的扭转到位，这同样有助于提高响应时间，而这些也正是以往面板厂家提高响应时间最直接的方法。但由于液晶材料的自身特性，利用这些方法提速的LCD，最快响应时间依然是黑白黑，灰阶(GTG)响应时间则参差不齐，所以(2005年)GTG响应时间的整体提升只能通过增大液晶单元盒驱动电压的方法来实现。然而增大液晶单元盒驱动电压固然也可
9、以提高响应速度，但是同时也会减小液晶的寿命，所以液晶单元盒驱动电压是否可以增加，可以增加多少都是需要建立在严谨的科学试验和反复的实际测试基础之上的。不过，灰阶目前主要应用在显示器行业，在电视行业还比较少，2007-03-15的文章说液晶电视在市场上的响应时间绝大多数以黑白响应时间标示。响应速度也并非越短越好，因为较短的响应速度需要通过降低液晶粘稠度或增大驱动电压两种方法来实现，但是降低液晶粘稠度会导致显示的色彩变淡、不够鲜艳，而增大驱动电压则还会降低真实色彩的还原能力。摘一段pconline2010年07月16日的显示器响应速度揭秘高速场景中，低于8ms的显示器我们的眼睛已经感觉不出来2ms、5ms、6ms和8ms的差距，而且拖影是绝对存在的。
