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干货:TFT显示屏基础知识

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广东TFT屏幕

时间 : 2020-12-22 09:43 浏览量 : 57

关于TFT显示屏基础知识很多,今天主要从使用者都会面对的方面介绍TFT显示屏基础知识:光学相关的概念,光学相关的概念涉及使用者视觉感受的概念。

TFT屏幕与光学相关的概念体现了TFT屏幕的画质水平,服务于人的主观感觉。这些项目规格的高低体现了产品设计的水平,指引着TFT屏幕技术的发展。下面仅就部分常见的概念进行简单介绍。

(1)亮度(Luminance of White):亮度指TFT屏幕画面的明亮程度,单位是坎德拉每平米(cd/m2)。画面过亮容易引起眼疲劳,画面过暗会使纯黑与纯白的对比度降低,影响色阶和灰阶的表现。亮度的均匀性(Luminance Variation)也非常重要,品质较佳的显示器,画面亮度均匀,无明显的暗区。可以通过测量图 中 5 个点(A~E)的亮度,按照公式(1-1)或(1-2)计算出衡量亮度均匀性的指标 δw。一般,δw1控制在 1.25 以下,δw2控制在 0.75 以上。亮度测量点,可以根据实际需要选择 9 点、13 点等。

δw1=(A~E 的最大亮度)/(A~E 的最小亮度) (1-1) 

δw2=(A~E 的最小亮度)/(A~E 的最大亮度) (1-2)

TFT显示屏亮度知识

(2)对比度(Contrast Ratio,CR):光学上,对比度 CR=(全白亮度-全黑亮度)/全黑亮度,简单的定义就是全白亮度与全黑亮度的比值。如TFT屏幕在显示全白画面时的亮度值为 200cd/m2,全黑画面的亮度为 0.5cd/m2,那么它的对比度就是 400∶1。对比度越高,画面层次感越鲜明。

(3)视野角(Viewing Angle):一般,把对比度下降到-10° 时的观察角度定义为TFT屏幕的视角。因为在视角范围外观察的话,黑白已经不易分辨。如图 1-12 所示,以垂直TFT屏幕设一条法线,从法线到上下左右四个方向的视角依次定义为θUp,θDown,θLeft,θRight,简单表示为 UDLR。一般,水平方向的视角θLeft,θRight要设计的比垂直方向的视角θUp,θDown要大。

TFT显示屏视角知识

(4)响应时间(Response Time):如图所示,响应时间tRT的概念涉及开通时间ton、关断时间toff、上升时间tr、下降时间tf和延迟时间td等概念,相应的关系如公式(1-3)~(1-5)所示。开通时间ton表示从断电关闭状态到通电开启状态过程中,亮度从 100% 下降到 10%(常白模式)的时间间隔或亮度从 0% 上升到 90%(常黑模式)的时间间隔。其中,0% 是全黑的最小亮度,100% 是全白的最大亮度。关断时间toff表示从通电开启状态到断电关闭状态过程中,亮度从 0% 上升到 90%(常白模式)的时间间隔或亮度从 100% 下降到 10%(常黑模式)的时间间隔。上升时间tr表示由断电关闭状态到通电开启状态过程中,亮度由 90% 下降到 10%(常白模式)的时间间隔或亮度由 10% 上升到 90%(常黑模式)的时间间隔。下降时间tf表示由通电开启状态到断电关闭状态过程中,亮度由 10% 上升到 90%(常白模式)的时间间隔或亮度由 90% 下降到 10%(常黑模式)的时间间隔。延迟时间td表示通断电过程中,亮度达到最大亮度的 10% 时的时间间隔。响应时间的单位为毫秒(ms),响应时间越小,画面切换时的响应速度越快,画面切换更为流畅。

ton=td+tr (1-3)

toff=td+tf (1-4)

tRT=tr+tf (1-5)

TFT显示屏响应时间知识

(5)色度域(Color Gamut):色度域指TFT屏幕能表现的颜色所构成的区域,即TFT屏幕所能表现的颜色范围。自然界中可见光谱的颜色组成了最大的色度域空间,该色度域空间中包含了人眼所能见到的所有颜色。国际照明协会 CIE(Commission Internationale de L′Eclairage)制定了一个用于描述TFT屏幕色度域的方法:CIE-xy色度图。如图所示,在用二维色彩空间描述的 CIE-xy色度图中,各种显示设备能表现的色度域范围用 RGB 三点连线组成的三角形区域来表示,三角形的面积越大,就表示这种显示设备的色度域范围越大。CIE-xy色度图对应到 CIE-xyY 三维色彩空间的色度域范围如图所示。

TFT显示屏色域知识

(6)颜色深度(Color Depth):颜色深度简称色深,表示TFT屏幕显示不同画面时,一个像素能够使用的颜色数量,单位是二进制数的位数「bit」。显示黑白画面时,从最亮到最暗之间的亮度等级用 bit 数表示,8bits 表示有 256(28)个亮度等级。每个亮度等级对应为一个灰阶(Gray Scale),每个灰阶对应的像素电压称为灰阶电压。当用红色 R、绿色 G、蓝色 B 三原色合成彩色画面时,每个基本色(R、G、B)都能表现 256 种颜色等级,那么每个独立的像素进行 RGB 三种颜色等级的组合后就能表现 256×256×256=16777216 种颜色。色深(位数)越大,最亮和最暗之间明暗度的层次(灰阶)越多,彩色显示的色数就越多,所能够呈现的画面效果也就越细腻。


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