2009年4月18日

關於液晶顯示器~壞點、Mura、亮度、色飽和度&視角

這篇算是難得大發善心寫的,主要是看不慣那些販賣 LCD 的店家在隨意唬爛規格,明明不怎麼樣的 LCD,在規格上講得天花亂墬,把較貴的 LCD 貶得一文不值,一副去買的人是凱子一樣,真的貪便宜買回去的消費者,往往感受不到該有的品質。

其實,價格日益公開透明的「台灣」3C 產品世界裡(畢竟是產地,台灣又是所謂的資訊大國,還是有差的),價格慢慢與品質劃上等號。Simon 整了一些關於 LCD 規格的說明,希望對想換 LCD 的人有點幫助。

~壞點

高高興興地花了萬把塊買了顆 LCD 回家,看到應該完美無缺的畫面卻有幾個揮之不去的小點點在,心情應該會很差吧。想要拿回去退,廠商或經銷商就會跟你扯一推什麼亮點、暗點之類的字眼(扯了半天,目的都只有一個~不換 ),想要買顆畫面正常的 LCD 回去使用嗎?最好先看看這篇!

所謂壞點(dot defect),是指液晶顯示器上無法控制的恆亮或恆暗的點。

壞點的造成是液晶面板生產時因各種因素造成的瑕疵,可能是一些小小的塵埃落在面板裡面,可能是靜電傷害破壞面板,可能是製程控制不良等等等。

壞點分為兩種:亮點與暗點。
  1. 亮點就是在任何畫面下恆亮的點,切換到黑色畫面就可以發現。
  2. 暗點就是在任何畫面下恆暗的點,切換到白色畫面就可以發現。
一般來說,亮點會比暗點更令人無法接受,所以很多製造廠商會保證無亮點,但好像比較少保證無暗點的(我好像還沒有看過),有些面板廠商,會在出貨前把亮點修成暗點,另外某些種類的面板只可能有暗點不可能有亮點,例如:MVA,IPS的液晶面板。

面板廠商會把有壞點的面板降價賣出,通常是無壞點算 A grade,三點以內算 B grade,六點以內算 C grade,一般來說這都是可以正常出貨的,至於更低等級的面板,在景氣好面板缺貨的時候(例如 2007 年時),還是會有人來買,今年的話,大家眼睛最好也睜大一點。

壞點是沒有辦法修的,因為那是生產時所產生的問題,如果你買的 LCD 有保固壞點,你拿去退給購買的經銷商,他就是換一台給你。要不然,就是得在購買時當場拆開來檢查,為了日後看起來舒服,花這點檢查是有價值的。

~Mura

在購買 LCD 的時候,還有一個東西是要非常注意的,就是 Mura ...

簡單地說,這是指 LCD 顯示時,會有一塊比較亮,一塊相對下比較暗,這樣的畫面,看久了會讓自己的眼睛很不舒服。我從之前搜集的文章裡頭找出了關於 Mura 的部份,貼上來讓大家有個小小的認識,買 LCD 時記得多看看,以免吃虧!

mura 本來是一個日本字,隨著日本的液晶顯示器在世界各地發揚光大,這個字在顯示器界就變成一個全世界都可以通的文字,mura 是指顯示器亮度不均勻造成各種痕跡的現象。

最簡單的判斷方法就是在暗室中切換到黑色畫面以及其他低灰階畫面,然後從各種不同的角度用力去看,隨著各式各樣的製程瑕疵,液晶顯示器就有各式各樣的 mura,可能是橫向條紋或四十五度角條紋,可能是切得很直的方塊,可能是某個角落出現一塊,可能是花花的完全沒有規則,可能是東一塊西一塊的痕跡。

mura 不會對使用上造成什麼影響,這屬於品味問題,面板廠商會把有 mura 的面板打成次級品用較低價格賣出,但是我沒有聽說有製造廠商有那種保證無 mura 的,這個通常也不會寫進 LCD 的規格,所以買之前眼睛睜大一點,買到了只好自認倒楣。

~亮度

這個大概是最多廠商會拿來唬爛消費者的工具了,它是指顯示器在白色畫面之下明亮的程度,單位是 cd/m^2,或是 nit。

它是直接影響畫面品質的重要因素,在實驗室裡面我們常講一句話:「一亮遮三醜」。

一個明亮的顯示器即使色飽和度比較差或顏色偏黃等其他不利因素,還是有可能看起來畫面會比較漂亮。

目前市售的 LCD 一般亮度規格大約是 300 cd/m^2,Notebook 亮度規格大約是 200 cd/m^2,當然更亮規格的產品各廠都有在開發當中或已量產,如果是液晶電視,亮度通常會有 500 cd/m^2,這是因為看電視時不像使用監視器時距離那麼近,並且會考慮擺電視的環境會比較明亮。

液晶顯示器會發光是因為它的背光模組藏有燈管,就像你現在抬頭可以看到的照明用螢光燈管是很像的東西,只不過小了一點。Notebook 裡面會擺一支,一般的 LCD 會擺上兩到六支或以上,目前燈管廠商都會保證燈管壽命在三萬小時或五萬小時以上,也就是使用三五萬小時之後亮度會掉到一半,所以其實液晶顯示器還算蠻長壽的,沒有其他破壞性動作造成故障的話,應該可以活到你想淘汰它的時候。

顯示器的亮度是使用者可以調整的,調到你覺得舒服的亮度就可以,調得太亮除了可能不舒服外,也會損耗燈管壽命。

~色飽和度

市面上形形色色的 LCD,大多都只會註明上亮度及對比度這二個資料!

可是往往這二個數字漂亮的 LCD 實際上看來卻沒有這麼漂亮的感覺,原因大概就是出在色飽和度的問題上。想要買顆自己喜歡的 LCD?不妨到大賣場去,二顆 LCD 擺在一起,就可以看得出來哪一個比較好了!

Color Gamut,色飽和度是指顯示器色彩鮮豔的程度。

顯示器是由紅色綠色藍色三種顏色光來組合成任意顏色光,如果 RGB 三原色越鮮豔,則該顯示器可以表示的顏色範圍就更廣,這是因為無法顯示比三原色更鮮豔的顏色,所以某顯示器三原色本來就不鮮豔了,那個該顯示器所能顯示的顏色範圍就比較窄。

色飽和度是面板廠商的重要規格,但是我到現在好像還沒看過有製造廠商把色飽和度寫進規格的,他們都是寫可以組合出來的顏色數目。

比如說:某顯示器的 RGB 三種顏色光都可以分成 64 色階 (6 bit),則該顯示器的顏色種類總共有 64*64*64=262,144 種組合,如果該顯示器的 RGB 三種顏色光都可以分成 256 色階(8 bit)。則該顯示器的顏色種類總共有 256*256*256=16,777,216 種組合,當然,色階數越多顏色層次看起來會越細緻,但不表示顏色會比較鮮豔。

色飽和度的表示是以 NTSC 所規定的三原色色域面積為分母,顯示器三原色色域面積為分子去求百分比,比如某顯示器色飽和度為 71% NTSC。表示該顯示器可以顯示的顏色範圍為 NTSC 規定的百分之七十一,71% NTSC 大約為為目前 CRT 電視機的標準,LCD 顯示器目前作到這個程度的在色彩上就算高階了,目前筆記型電腦用的螢幕色飽和度大約 40~50% NTSC,桌上型液晶螢幕大多作到 60%~65% NTSC。

當然各大廠都有持續開發高色飽和度顯示器的計劃或已有量產,請不要拿來和我抬槓,我說的是「目前」和「大多」。

選購的時候,把喜歡的兩台 LCD 擺在一起,點相同的畫面,通常就可以看出誰的色飽和度比較好。

~視角

上面提了不少規格說明,卻一直沒有提到視角的問題,主要是視角這個地方牽扯到太多的東西了,可以說是無從著手寫起,我努力整理成易懂的文字,仍舊有不少專業名詞,可能會不太容易懂,如果只是想買顆漂亮的 LCD,看上面的說明就夠了!

液晶顯示器由於天生的物理特性,使得使用者從不同角度去看時畫面品質會有所變化。與正看時相比,斜看的時候,轉到當畫面品質已經變化到無法接受的臨界角度時,稱之為該顯示器之視角。

視角的定義有三種:
  1. 對比:
    從斜的方向去看液晶顯示器,與正看時相比,白色部分會變暗,黑色部分會變亮,因此對比會下降。

    一般定義當對比下降到 10 的時候的角度為該顯示器的視角,也就是定義大於此視角的時候黑白已經不易分辨。一般面板廠商與監視器廠商規格書上對於視角的定義最常使用這一條。

  2. 色階反轉:
    理論上顯示器從零色階(黑色)到二五五色階(白色)應該是色階數越高則越亮。但是液晶顯示器在某個大角度的時候有可能看到低色階反而比高色階還亮,也就是看到類似黑白反轉的現象,這種現象稱之為色階反轉。

    定義不會產生色階反轉現象的最大角度為視角,也就是超過這個角度就有可能看到色階反轉,而色階反轉是無法接受的影像品質。

    這個定義和第一個定義的差別在於用對比定義只考慮零色階和二五五色階,而色階反轉是考慮所有的色階。

  3. 色差:
    從不同角度去看液晶顯示器,會發現顏色會隨著角度而變化,比如說本來是白色畫面變得比較黃或比較藍,或是顏色變得比較淡等等。隨著角度變大,當顏色的變化已經大到無法接受的臨界點時,定義該角度為視角。
關於色差,之前提過顏色可以量化,所以顏色的差異可以用數字表示,但什麼叫做無法接受的色差目前並沒有一定標準,所以寫規格的時候沒有人用這個定義,但是在實驗室裡面,我們在比較兩種顯示器的時候還是會在意相同角度時誰的色差比較大,這是使用者會直接感覺到的品味問題。
最早的 TFT-LCD 所使用的是一種叫做 TN 的液晶模式,這種技術最大的缺點就是,視角很小,以對比來定義,目前大概都是作到左右視角各 45~50 度,上視角 15~20 度,下視角 35~40 度。

為了解決視角的問題,有幾種廣視角技術就發展出來,目前市面上的主流廣視角技術有三種: TN+film,MVA,IPS。

目前市售的 Notebook LCD 通常不會應用廣視角技術,因為考量 Notebook 是個人使用,廣視角效益不大,而一般的 LCD 通常會使用廣視角,考量使用一般的 LCD 時可能會秀一些資料或畫面給在旁邊的人看。

下面我把常見的技術列出來:
  1. TN+film
    所謂 TN+film 就是在原來的 TN 型 TFT-LCD 上貼上一種廣視角補償膜,這種廣視角補償膜是 FujiFilm(沒錯,就是作底片的那一家)的獨家專利技術,稱為 Fuji Wide View Film。

    一旦貼上這種補償膜,以對比為定義,原本大約左右視角 100 度,上下視角 60 度,立刻增加到左右 140 度,上下 120 度,但是 TN+film 還是沒有解決色階反轉的問題。
     
  2. MVA
    MVA 是 Fujitsu 所開發出來的獨家專利技術,除 Fujitsu 之外,台灣尚有奇美電子與友達光電獲得授權生產,MVA 可以做到上下視角與左右視角都超過 160 度(但不是每個方位有有這樣的視角),並且解決了大部分色階反轉的問題。

    *除非是從很特殊的方位並且很大的角度去看才有可能看到色階反轉,說真的沒人會這麼無聊吧。

  3. IPS
    IPS 最早由 Hitachi 所發展,另外 IBM Japan,NEC,Toshiba 等大廠也擁有 IPS 技術,國內則有瀚宇彩晶獲得 Hitachi 的授權生產,IPS 上下視角與左右視角號稱到 170 度(但不是每個方位都有這樣的視角),並解決大部分色階反轉問題。
其實,我個人認為,160 度與 170 度的差異沒有什麼意義,有興趣的話拿起量角器來看看 80 度是多大的視角,基本上超過這個視角,一個平面已經快變成一條縫了,根本沒有辦法進行量測,他敢寫 170 度(兩邊各 85 度),是在 80 度的時候可能量到對比二三十,所以有把握 85 度時對比仍可以超過十,其實 MVA 也應該可以。

除了以上三項廣視角技術,比較有名的廣視角技術,另有 Sharp 擁有獨家專利 ASV(所以 Sharp 的 LCD 一直居高不下,但真的很漂亮),韓國的 Samsung 有一種 MVA 的變形叫做 PVA 的,韓國的 Hydis(原 Hyundai 的 TFT-LCD 部門)則擁有 IPS 的變形 FFS 等。

Notebook 的液晶螢幕不使用廣視角技術有幾個理由,除了之前說過的 Notebook 是個人使用的之外,最主要的原因是 Notebook 講求輕薄省電。所以背光板只能擺一根燈管而且必須做很薄(也就是天生作不亮),為了得到比較好的光使用效率,所以採用穿透率最高的 TN 型設計而比較少使用 MVA,IPS,ASV 等技術。

而 TN+film 技術除了穿透率有比 TN 低一些之外,多了兩張廣視角補償膜也會增加厚度與重量,而 Notebook 用面板對厚度重量的要求一向是機構工程師的惡夢。