關(guān)于TFT顯示屏基礎(chǔ)知識(shí)很多,今天主要從使用者都會(huì)面對(duì)的方面介紹TFT顯示屏基礎(chǔ)知識(shí):光學(xué)相關(guān)的概念,光學(xué)相關(guān)的概念涉及使用者視覺感受的概念。
TFT屏幕與光學(xué)相關(guān)的概念體現(xiàn)了TFT屏幕的畫質(zhì)水平,服務(wù)于人的主觀感覺。這些項(xiàng)目規(guī)格的高低體現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的水平,指引著TFT屏幕技術(shù)的發(fā)展。下面僅就部分常見的概念進(jìn)行簡單介紹。
(1)亮度(Luminance of White):亮度指TFT屏幕畫面的明亮程度,單位是坎德拉每平米(cd/m2)。畫面過亮容易引起眼疲勞,畫面過暗會(huì)使純黑與純白的對(duì)比度降低,影響色階和灰階的表現(xiàn)。亮度的均勻性(Luminance Variation)也非常重要,品質(zhì)較佳的顯示器,畫面亮度均勻,無明顯的暗區(qū)??梢酝ㄟ^測量圖 中 5 個(gè)點(diǎn)(A~E)的亮度,按照公式(1-1)或(1-2)計(jì)算出衡量亮度均勻性的指標(biāo) δw。一般,δw1控制在 1.25 以下,δw2控制在 0.75 以上。亮度測量點(diǎn),可以根據(jù)實(shí)際需要選擇 9 點(diǎn)、13 點(diǎn)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)

(2)對(duì)比度(Contrast Ratio,CR):光學(xué)上,對(duì)比度 CR=(全白亮度-全黑亮度)/全黑亮度,簡單的定義就是全白亮度與全黑亮度的比值。如TFT屏幕在顯示全白畫面時(shí)的亮度值為 200cd/m2,全黑畫面的亮度為 0.5cd/m2,那么它的對(duì)比度就是 400∶1。對(duì)比度越高,畫面層次感越鮮明。
(3)視野角(Viewing Angle):一般,把對(duì)比度下降到-10° 時(shí)的觀察角度定義為TFT屏幕的視角。因?yàn)樵谝暯欠秶庥^察的話,黑白已經(jīng)不易分辨。如圖 1-12 所示,以垂直TFT屏幕設(shè)一條法線,從法線到上下左右四個(gè)方向的視角依次定義為θUp,θDown,θLeft,θRight,簡單表示為 UDLR。一般,水平方向的視角θLeft,θRight要設(shè)計(jì)的比垂直方向的視角θUp,θDown要大。

(4)響應(yīng)時(shí)間(Response Time):如圖所示,響應(yīng)時(shí)間tRT的概念涉及開通時(shí)間ton、關(guān)斷時(shí)間toff、上升時(shí)間tr、下降時(shí)間tf和延遲時(shí)間td等概念,相應(yīng)的關(guān)系如公式(1-3)~(1-5)所示。開通時(shí)間ton表示從斷電關(guān)閉狀態(tài)到通電開啟狀態(tài)過程中,亮度從 100% 下降到 10%(常白模式)的時(shí)間間隔或亮度從 0% 上升到 90%(常黑模式)的時(shí)間間隔。其中,0% 是全黑的最小亮度,100% 是全白的最大亮度。關(guān)斷時(shí)間toff表示從通電開啟狀態(tài)到斷電關(guān)閉狀態(tài)過程中,亮度從 0% 上升到 90%(常白模式)的時(shí)間間隔或亮度從 100% 下降到 10%(常黑模式)的時(shí)間間隔。上升時(shí)間tr表示由斷電關(guān)閉狀態(tài)到通電開啟狀態(tài)過程中,亮度由 90% 下降到 10%(常白模式)的時(shí)間間隔或亮度由 10% 上升到 90%(常黑模式)的時(shí)間間隔。下降時(shí)間tf表示由通電開啟狀態(tài)到斷電關(guān)閉狀態(tài)過程中,亮度由 10% 上升到 90%(常白模式)的時(shí)間間隔或亮度由 90% 下降到 10%(常黑模式)的時(shí)間間隔。延遲時(shí)間td表示通斷電過程中,亮度達(dá)到最大亮度的 10% 時(shí)的時(shí)間間隔。響應(yīng)時(shí)間的單位為毫秒(ms),響應(yīng)時(shí)間越小,畫面切換時(shí)的響應(yīng)速度越快,畫面切換更為流暢。
ton=td+tr (1-3)
toff=td+tf (1-4)
tRT=tr+tf (1-5)

(5)色度域(Color Gamut):色度域指TFT屏幕能表現(xiàn)的顏色所構(gòu)成的區(qū)域,即TFT屏幕所能表現(xiàn)的顏色范圍。自然界中可見光譜的顏色組成了最大的色度域空間,該色度域空間中包含了人眼所能見到的所有顏色。國際照明協(xié)會(huì) CIE(Commission Internationale de L′Eclairage)制定了一個(gè)用于描述TFT屏幕色度域的方法:CIE-xy色度圖。如圖所示,在用二維色彩空間描述的 CIE-xy色度圖中,各種顯示設(shè)備能表現(xiàn)的色度域范圍用 RGB 三點(diǎn)連線組成的三角形區(qū)域來表示,三角形的面積越大,就表示這種顯示設(shè)備的色度域范圍越大。CIE-xy色度圖對(duì)應(yīng)到 CIE-xyY 三維色彩空間的色度域范圍如圖所示。

(6)顏色深度(Color Depth):顏色深度簡稱色深,表示TFT屏幕顯示不同畫面時(shí),一個(gè)像素能夠使用的顏色數(shù)量,單位是二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)「bit」。顯示黑白畫面時(shí),從最亮到最暗之間的亮度等級(jí)用 bit 數(shù)表示,8bits 表示有 256(28)個(gè)亮度等級(jí)。每個(gè)亮度等級(jí)對(duì)應(yīng)為一個(gè)灰階(Gray Scale),每個(gè)灰階對(duì)應(yīng)的像素電壓稱為灰階電壓。當(dāng)用紅色 R、綠色 G、藍(lán)色 B 三原色合成彩色畫面時(shí),每個(gè)基本色(R、G、B)都能表現(xiàn) 256 種顏色等級(jí),那么每個(gè)獨(dú)立的像素進(jìn)行 RGB 三種顏色等級(jí)的組合后就能表現(xiàn) 256×256×256=16777216 種顏色。色深(位數(shù))越大,最亮和最暗之間明暗度的層次(灰階)越多,彩色顯示的色數(shù)就越多,所能夠呈現(xiàn)的畫面效果也就越細(xì)膩。