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顯示器屏幕面板選哪種好?看完這篇文章你就懂了

2020-10-28  超能網

目前市面上主流的顯示器都是LCD,也就是液晶顯示器,而目前市場上有許多種類的液晶顯示器,比如TN屏、IPS屏還有VA屏等等。那么這些不同種類的面板究竟是在哪些地方上面有區別?各自又有什么樣的特性?這篇課堂就簡單介紹一下目前主流的幾種LCD屏幕。

目前最常用的LCD技術為TFT-LCD,中文全名薄膜晶體管液晶顯示器,目前的TN、IPS和VA等等種類的LCD屏幕都是TFT-LCD的分支,要搞明白不同種類LCD屏幕的區別,首先要簡單理解一下LCD顯示原理。

LCD的簡單原理

LCD的核心技術之一就是利用到了液晶。液晶是介于液態與固態之間的一種特殊化合物的通稱,現在定義已經擴展到了在某一溫度范圍可以實現液晶相、在較低溫度為正常結晶之物質。

這類物質在電場和磁場的影響下非常容易發生形態的改變,光在通過這類物質的時候會發生強度的變化,而不同形態的液晶對于光線有著不同的通過率。LCD就利用這點特性來進行像素點顏色的控制,打個比方液晶層就像是百葉窗,你在光源的另一頭看到的光已經經過了百葉窗的調節,其強度由百葉窗開了多大決定。

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上面就是一張比較簡單的部分原理圖,可以看到中間的液晶層夾在上下兩塊偏光片之間,起到一個光閘的作用。

我們知道在常用的計算機系統中,顏色是用RGB,也就是紅綠藍三種顏色來描述的,顯示器也是這么干的,一個像素由紅綠藍三色來組成。而在LCD的液晶層的更上面是有一層彩色濾光片的,每個像素對應了紅綠藍三塊濾光片,它們非常非常小,以至于不借助放大鏡,人眼是無法識別出每個像素點上面的三束光線,其實為了防止光線間互相干擾,在三塊濾光片之間都有黑色填充的間隙的,只不過太過于微小,人眼將其自動拼合成了一個像素點。

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整個的LCD結構大致可以用這張圖來表示:

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用我們平常使用LCD顯示器的視角來看,LCD面板的最后面是背光模組,早期為CCFL,后來為了節能與整體的壽命考慮,用上了LED。它提供了整個顯示器的光源,然后光線穿過一層偏振片,然后再穿過一層玻璃基板達到液晶層,這時候外部的電場就根據顯示內容的需要,選擇性地給液晶層加電,能夠穿過液晶層的光線已經是強弱不一的了,再打到更前面的RGB三原色濾光片上面就形成了一個像素所顯示的顏色,最后再穿出來,打到我們能夠看到的那層屏幕上。

TFT-LCD其實就是應用了TFT技術的LCD,其在下層的玻璃基板上面覆蓋了各種不同的薄膜,使得半導體材料可以積在基板上,形成控制電路,從而實現了在更小的體積空間內對液晶層分子的控制。

先天不足

誠然,LCD有許多優點,但是今天我們要講的,是LCD有許多先天性的不足。

首先,對比度低。LCD的背光模組要求是常亮的,而它的液晶層并不能完全阻斷光線的通過,只能是最大程度的進行減弱,所以就導致最后我們看到的黑色并不是純黑,也就是一點光都沒有的那種。對比度這項參數簡單地說就是黑與白的對比程度,LCD自然打不過前輩CRT。

不過目前市場上一般的LCD都能做到1000:1了,基本能夠滿足日常使用。

其次,顏色還原差。現如今,Windows系統一般輸出的都是32位真彩色,是RGB每個通道用8個bit來描述,另外加上一個透明度通道A,一共4x8=32位來描述一個像素點的顏色,不過實際上顯示器只需要RGB三個通道的數據,所以是24位。每個顏色都有8個bit,一共就是2的八次方——256種,一共有三個顏色通道,那么總的顏色就是256的三次方,也就是最常見的1677 7216種顏色,常見的表示方式就是16.7M種顏色或者是1677萬種顏色。

而早期和現在普通的1080p或更低的LCD面板因為驅動速度的原因,原生其實只能夠顯示6bit的顏色,也就是每個通道64種,三個通道一共262144種顏色,這差距也太遠了吧!怎么辦呢?廠商想到了用多個像素點一起顯示從而擬合出想要的顏色,比如想要一個R通道顏色值為2的像素,那么就可以用兩個相鄰的像素點,一個顯示RGB(0,0,0)一個顯示RGB(4,0,0),通過人眼擬合出來就差不多是RGB(2,0,0)的效果。這種模擬的辦法最高可以實現出來16.2M種顏色,一般在廠商說明中會寫明。

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但是模擬出來的顏色總歸不如原生的強,在顏色進行過渡的區域,6bit面板的劣勢就會體現出來,有色塊等現象產生。不過目前原生8bit的屏幕越來越多了,1440p分辨率級別的LCD基本都用的是原生8bit屏幕,而4k級別的顯示器用10bit屏幕的也越來越多了,這不最近N卡驅動還加入了10bit視頻輸出的功能,就是為了應對現今的大潮流。

最后,可視角度小,最早廣泛應用的TN屏在側看屏幕的時候會出現色差的問題。

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其實其他還有一些問題,不過最主要的還是以上三點。

TN:響應速度快

TN(Twisted Nematic)是最早被廣泛使用的一種LCD的實現技術,因為其制造相對簡單的原因,目前LCD中占很大比重所用的也還是這項比較老的技術。

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TUF Gaming VG27BQ,TN屏,1440p分辨率,240Hz刷新率,最快0.4ms的響應速度

但是TN屏幕也具有LCD幾乎所有缺點,在顏色還原、可視角度等方面都比較差勁,不過因為TN屏幕因為可以做到非??斓捻憫俣?,幾年以前就有做到5ms以內的TN屏幕產品了,這幾年更是把響應時間壓縮到了1ms以內,甚至有0.4ms的產品出現,受到了不少游戲玩家的歡迎。另外目前很多240Hz刷新率的顯示器使用的都還是TN面板,IPS對應的產品還很少。

優點:響應速度快,成本低。

缺點:色彩還原不夠準確、可視角度?。ń鼛啄暌呀浻兴纳疲?。

IPS:可視角度廣、色彩表現優

由于TN屏在很多方面表現都不盡如人意,所以之后業界又研發出了新的IPS(In-Plane Switching)技術來嘗試解決TN屏的一些痛點。

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簡單來說,IPS就是把控制液晶的電場方向從原本的縱向換成了橫向,使得液晶分子不管在加電還是不加電的情況下都與屏幕平行,并且在結構上進行了一些改良,最終使得整體的可視角度大幅改善,多年前的產品就可以達到178°這樣的數據。

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EZIO的專業級顯示器幾乎全部使用IPS面板

而IPS面板的響應速度會比原來TN面板的要高一些,不過近幾年的IPS面板已經可以將響應速度控制在個位數毫秒級,與TN屏差距很小了,最近Acer還發布了原生1ms響應速度的一款IPS屏幕。而且IPS面板因為需要更高的背光亮度,所以漏光是家常便飯。

優點:色彩更加精準、可視角度更大。

缺點:響應速度慢一些,成本更高,漏光。

另外三星的PLS本質上與IPS相差并不大,所以它也具有類似IPS的優缺點。

VA:大屏、曲面屏最愛

VA屏幕是最近幾年隨著曲面屏和大屏幕潮流重新流行起來的一種面板類型,本身是面板廠想將TN和IPS兩種技術的優點結合在一起而誕生的,它的液晶分子扭曲幅度不會像TN屏那么大,也不像IPS屏那樣完全平行于屏幕,而是介于兩者之間。

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不過很可惜,VA屏還是受限于LCD的先天不足,繼承了兩位前輩的一些缺點,比如在響應速度方面不如TN屏,顏色還原也離IPS差了那么一點點。不過VA屏的一個很大的優點就是它容易做大屏和曲面屏,目前市場上絕大多數的曲面屏都采用的是VA面板,在比較低的價位上也可以提供不錯的視覺體驗,而高端VA顯示器則可以提供超過IPS的體驗。

優點:容易做大屏,對比度更優秀。

缺點:在大角度下看屏幕會泛白,響應速度略慢(已經改善)。

總結

三種面板都說完了,簡單用一張表來總結一下,表中的"+"、"-"號代表在這項上表現相比更好/壞,"="號表示處于三者之間的水平。

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TN/IPS/VA面板對比

很簡單,如果你是極致電競玩家,那么選購TN面板超低響應速度的顯示器準沒錯,而如果你是專業用戶,需要做圖形設計或者處理視頻,有色彩精準度的需求,那請認準IPS面板。如果喜歡曲面屏,那么VA面板的屏幕是你幾乎唯一的選擇,當然,對于普通玩家和喜歡多媒體娛樂的朋友,VA屏幕也不失為一種不錯的選擇。

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