對于LCD(液晶顯示器)來說,響應時間這個技術參數一直是大家關注的焦點。從最初的40ms到后來的8ms,數字的不斷縮小意味著液晶顯示器的性能在不斷提高。短短兩年時間里,LCD響應時間的提升速度已經讓我們始料不及,而灰階響應時間液晶顯示器的推出,更是讓我們驚嘆!其原因并不是因為它又縮短了幾毫秒,而是它以灰階響應顛覆傳統響應時間的計算方式。
GTG是什么?
GTG就是gray to gray縮寫,就是從灰階到灰階的意思。那么什么又是灰階呢?只有弄清楚這個概念,才能明白灰階響應時間的重要性。通常來說,液晶屏幕上人們肉眼所見的一個點,即一個像素,它是由紅、綠、藍(RGB)三個子像素組成的。每一個子像素,其背后的光源都可以顯現出不同的亮度級別。而灰階代表了由最暗到最亮之間不同亮度的層次級別。這中間層級越多,所能夠呈現的畫面效果也就越細膩。以8bit panel為例,能表現2的8次方,等于256個亮度層次,我們就稱之為256灰階。LCD屏幕上每個像素,均由不同亮度層次的紅、綠、藍組合起來,最終形成不同的色彩點。也就是說,屏幕上每一個點的色彩變化,其實都是由構成這個點的三個RGB子像素的灰階變化所帶來的。
GTG灰階響應時間更科學
由于液晶分子的轉動,LCD屏幕上每個點由前一種色彩過渡到后一種色彩的變化,會有一個時間過程,也就是我們通常所說的響應時間。因為每一個像素點不同灰階之間的轉換過程,是長短不一、非常復雜的,很難用一個客觀的尺度來進行表示。因此,業內現有關于液晶響應時間的定義,試圖以液晶分子由全黑到全白之間的轉換速度作為面板整體響應時間的縮影,來代表液晶面板的快慢程度,通常又可稱之為“On/Off”響應時間。由于液晶分子由黑到白和由白到黑的轉換速度并不是完全一致的,為了能夠盡量有意義的標示出液晶面板的反應速度,現又針對響應時間的定義,基本以“黑→白→黑”全程響應時間為標準。
事實上,液晶分子轉換速度及扭轉角度由施加電壓的大小來決定。從全黑到全白液晶分子面臨最大的扭轉角度,需施以較大的電壓,此時液晶分子扭轉速度較快;而介于全黑、全白間的較小幅度灰階變化,需施加較小電壓來進行準確而精細的角度控制,因此液晶分子扭轉速度反而要慢一些。通常來講,液晶面板黑白間的響應時間最快,而其它灰階之間也是構成絕大多數不同色彩變化的響應時間,要比黑白間的響應時間慢得多。這樣看來,傳統的On/Off用黑白轉換時間來表示LCD響應時間,以偏概全,無法精確地表示LCD面板的整體響應時間。
在傳統響應時間計算方式下,液晶顯示器雖然可擁有16ms、12ms或8ms的響應時間,然而其灰階響應速度卻可能超過40ms甚至60ms。所以,以黑白黑為響應時間標準無法全面表現LCD真實的反應速度。于是,灰階響應時間(GTG,gray to gray)概念在被忽視了很長時間之后再一次被提出。希望以灰階響應時間的概念,全方位體現LCD在彩色切換(即灰階變化)上的真實速度,并徹底顛覆傳統響應時間計算方式,以對響應時間進行更準確的表述,力求符合消費者實際使用上的需求,并為消費者帶來更大的價值。因為在日常應用中,無論看電影、游戲或瀏覽網頁,多數屏幕內容不會只是黑白間的轉換,而是五顏六色的多彩畫面,或深淺不同的層次變化,這些都是灰階間的轉換。一般消費者使用顯示器時畫面全黑或全白的比例極低,所以盡可能縮短彩色間的轉換時間才會更有意義。
GTG灰階響應時間的實現
要分析影響響應時間的因素,先從響應時間方程式說起。響應時間的方程式如下所示:
γ1:(液晶材料的)粘滯系數
d:(液晶單元盒)間隙
V:(液晶單元盒)驅動電壓
Δε:(液晶材料的)介電系數
所以,要縮小響應時間,需要從四個方面進行努力。
1、 減小液晶材料的粘滯系數
2、 減小液晶單元盒間隙
3、 增大增大液晶單元盒驅動電壓
4、 增大液晶材料的介電系數
這其中液晶材料的粘滯系數和液晶材料的介電系數都是直接與液晶材料本身的特性相關的,研發人員需要經過反復試驗,多方面對比測試,才能確定一種穩定而又可以滿足低響應時間要求的液晶材料。另一方面,通過提高制造工藝,可以減小液晶單元盒的間隙,使液晶分子可以更快的扭轉到位,這同樣有助于提高響應時間,而這些也正是以往面板廠家提高響應時間最直接的方法。但由于液晶材料的自身特性,利用這些方法提速的LCD,最快響應時間依然是“黑→白→黑”,灰階(GTG)響應時間則參差不齊,所以灰階(GTG)響應時間的整體提升只能通過增大液晶單元盒驅動電壓的方法來實現。
然而增大液晶單元盒驅動電壓固然也可以提高響應速度,但是同時也會減小液晶的壽命,所以液晶單元盒驅動電壓是否可以增加,可以增加多少都是需要建立在嚴謹的科學試驗和反復的實際測試基礎之上的。BenQ最尖端的OverDrive液晶驅動加速技術,它以先進集成電路的精準操控,讓液晶單元轉動更快,大為縮短每個灰階間的響應時間,且不論影像變化多么復雜,不管灰階間如何切換,它都可達到平均灰階4ms或2ms的真正極速,這比傳統LCD又有了質的飛躍。