2024年2月24日发(作者：雷妙双)

. .

LCD屏学习报告

一、 LCD简介

二、 LCD屏的分类

三、 LCD屏的显示原理

四、 LCD屏的基本结构件

五、 LCM的主要显示效果参数

六、 LCD主观效果测试评估方法

七、 LCD/LCM主要模组厂家和IC厂家

八、 LCD屏未来的发展趋势

页脚

. .

一、 LCD简介

LCD （ Liquid Crystal Display 的简称）液晶显示器。LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。

按照背光源的不同，LCD可以分为CCFL和LED两种。

CCFL

指用CCFL（冷阴极荧光灯管）作为背光光源的液晶显示器（LCD）。

CCFL 的优势是色彩表现好，不足在于功耗较高。

LED

指用LED（发光二极管）作为背光光源的液晶显示器（LCD），通常意义上指 WLED（白光 LED）。

LED 的优势是体积小、功耗低，因此用 LED 作为背光源，可以在兼顾轻薄的同时达到较高的亮度。其不足主要是色彩表现比 CCFL 差，所以专业绘图 LCD 大都仍采用传统的 CCFL 作为背光光源。

页脚

. .

LCD制成

二、 屏的种类

随着手机彩屏的逐渐普遍，手机屏幕的材质也越来越显得重要。手机的彩色屏幕因为LCD品质和研发技术不同而有所差异，其种类大致有TFT 、TFD、UFB、STN和OLED等等几种。一般来说能显示的颜色越多越能显示复杂的图像，画面的层次也更丰富。

STN屏幕

STN屏幕，又称为超扭曲向列型液晶显示屏幕。在传统单色液晶显示器上加入了彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，以此达到显示彩色的作用，颜色以淡绿色为和橘色为主。STN屏幕属于反射式LCD，它的好处是功耗小，但在比较暗的环境中清晰度较差。

STN也是我们接触得最多的材质类型，属于被动矩阵式LCD器件，所以功耗小、省电，但是反应时间较慢，为200毫秒。CSTN一般采用传送式照明方式，必须使用外光源照明，称为背光，照明光源要安装在LCD的背后。

TFT屏幕

TFT屏幕是目前手机屏幕上最常用也是最常见的一种材质，属于有源矩阵液晶显示器中的一种。TFT在液晶的背部设置特殊光管，可以主动对屏幕上的各个独立的像素进行控制，这样可以大提高反应时间。一般TFT的反应时间比较快，约80毫秒，而且可视角度大，一般可达到130度左右，主要运用在高端产品。TFT属于有源矩阵液晶显示器，在技术上采用了“主动式矩阵”的方式来驱动，方法是利用薄膜技术所作成的电晶体电极，利用扫描的方法“主动拉”控制任意一个 页脚

. .

显示点的开与关，光源照射时先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子传导光线，通过遮光和透光来达到显示的目的。

代表机型一般都是几年前的产品了，像摩托罗拉MB860和三星的i9100等。屏幕特点是亮度好、层次感强、还原度高，但是缺点也比较明显，由于是背光驱动方式，所以TFT比较耗电，且下可视性也比较差。

TFD屏幕

TFD屏幕又称为薄膜二极管半透式液晶显示屏。TFD技术由精工和爱普生公司开发出来，专门用在手机屏幕上。TFD屏幕的亮度和色彩饱和度比较好，也比TFT省电。最大特点是无论在关闭背光(反射模式)或打开背光(透射模式)条件下都能提供高画质、易观看的显示，并具有低功耗、高画质、高反应速度等优点。

UFB屏幕

UFB是三星开发的一款手机用新型液晶显示器件，具有超薄、高亮度的特点。UFB是专为移动和PDA设计的显示屏，具有超薄、高亮度的特点，可显示65536种色彩，达到1280x1600的分辨率，显示屏采用特别的光栅设计，可减小像素间距，以获得更佳的图像质量。

UFB液晶显示屏的对比度是STN液晶显示屏的两倍，在65536色时亮度与TFT显示屏不相上下，而耗电量比TFT显示屏少，并且售价与STN显示屏差不多，可说是结合这两种现有产品的优点于一身。

OLED屏幕

OLED即有机发光显示器，在手机显示器上属于新型产品,被称誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著的节省耗电量。在OLED的二大技术体系中，低分子OLED技术为日本掌握，而高分子的PLED的技术及专利则由英国的科技公司CDT的掌握。

不过，虽然将来技术更优秀的OLED可能会取代TFT等屏幕，但有机发光显示技术还存在着使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。

OLED与TFT等屏幕的区别是：TFT属于液晶的其中一种，需要透光才能可能看清图像，而OLED不需要，它的每个像素点都能发光。

AMOLED

AMOLED全称是有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体。在显示效能方面，AMOLED反应速度较快、对比度更高、视角也较广，这些是AMOLED天生就胜过TFT的地方，另外AMOLED具自发光的特色，不需使用背光板，因此也可以比TFT更能够做得轻薄，而且更省电。

AMOLED还有一个更重要的特点是不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 3到4成比重的背光模块成本，但是有点众多的AMOLED也存在缺点。和别的屏幕相比，在同样的分辨率的情况下，AMOLED的颗粒感稍强些。

随着AMOLED技术的不断发展，也衍生出了性能更加优异的AMOLED屏幕，像Super AMOLED，即在原有AMOLED屏幕具备着响应速度快，自发光，显示效果优异以及更低电能消耗优点的同时，取消玻璃覆盖层还带来了更佳的下显示效果，简单的说，就是AMOLED的升级版。还有一个就是Super AMOLED PLUS，其改进是：如果按像素计算的话，那么该新显示屏的像素数将会增加了50%，在对比度和室外可读性上均比过去的Super AMOLED屏幕有所提升。

页脚

. .

IPS硬屏

IPS硬屏技术是世界上较先进的液晶面板技术。 硬屏就是表面附着了一层树脂的膜，如同人带眼镜一样。IPS硬屏之所以具有清晰超稳的动态显示效果，取决于其创新性的水平转换分子排列，改变了VA软屏垂直的分子排列，因而具有更加坚固稳定的液晶结构。并非表面意义上的，硬屏就是在液晶面板上加上一层硬的保护膜，为了避免液晶屏幕受到外界硬物的戳伤。

IPS硬屏与传统软屏液晶相比，IPS硬屏技术的硬屏液晶响应速度更快，呈现的运动画面也更为流畅。它具有以下几个优势特点：1、动态画面，图像无残影;2、动态画面，响应速度均匀;3、动态画面，色彩无偏移。采用了IPS硬屏最经典的机型就莫过于苹果的iPhone4了。

SLCD

SLCD ，全名Super clear LCD，是由索尼研制，其拥有Super AMOLED的艳丽对比度，根据LCD特性色彩更暖，更自然，适合人眼观看，而且根据LCD的排版其分辨率与标称一致，屏幕清晰，SLCD还是一种液晶屏幕，不是自发光的。可以看成TFT的一个超级版。

SLCD能够满足不同使用场合、不同信号输入的需求，超过50000小时的使用寿命，没有任何灼伤、损伤，维护成本低;任意几个单元可组合显示一幅完整 的画面，任意一个画面可以叠加在其他画面之上，通过软件，可将任意一个信号，以一个屏为单位，在拼接幕墙上移动;另外在屏幕的可视角度方面也非常不错。

ASV

ASV技术是SHARP在液晶面板生产技术上又一突破，这个技术主要应用在SHARP高端市场定位的液晶显示器上。这个技术主要是通过缩小液晶面板上颗粒之间的间距，增大液晶颗粒上光圈，并整体调整液晶颗粒的排布，来全面提高了液晶屏幕的可视角度、液晶颗粒的反应时间、色彩对比度和屏幕亮度。在同样屏幕面积的对比下、可以令到采用了ASV技术的屏幕相比起普通没有采用ASV技术的液晶显示器参数和效果上都有一个本质的提升，与市面上同一屏幕大小级别的相比，无论是在参数上还是在效果上都明显占优。

三、 屏的显示原理

目前我们所使用的屏大都是TN屏（TFT）和IPS屏两种。智能手机的液晶显示屏采用的是液晶分子为原料制造的液晶屏，液晶是液态光电显示材料，当通电时导通，排列变得有秩序， 页脚

. .

使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过，从而让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。入们利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号来显示图像。

四、屏的基本结构件

LCM：LCD Module 的简称，即LCD显示屏模块

LCM主要由FPC、IC、背光、偏光片、液晶显示模组等组成

页脚

. .

POL：polarizer ------偏光片

偏光片的主要功能为控制特定光波之偏振方向，使光通过或者遮 蔽，以增加黑白对比，是液晶显示器必要之显示特性。

其应用围相当广，除用于LCD外，还可以用于太阳眼镜、摄影器材滤光镜、汽车车头防眩处理及光亮调节器等。偏光片主要由两层TAC和一层PVA构成：

页脚

. .

TAC :三醋酸纤维素脂

PVA:聚乙烯醇

PVA膜是一种高分子聚合物，用各类具有二向色性的有机染料进行染色，同时在一定湿度和温度下进行延伸，使其吸收二向色性染料形成偏振性能，在脱水、烘干后形成偏光片原膜。 PVA膜具有亲水性，在湿热的环境中很快会变形、收缩、松弛、衰退、且强度很低，质脆易破，不便于使用 和加工，因此在膜两边都复合上一层强度高、透光率高而又耐湿热的TAC膜。

BLU: Back Light Unit ------背光源

背光 单元，是液晶显示面板的关键零组件之一，由于液晶本身不具发光特性，因此必须在LCD面板底面加上一个发光源，方能达到饱满的色彩显示效果，背光模组之功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的平面光源，使LCD能正常显示影像。

背光单元的架构

页脚

. .

反射片：功能是反射光线，主要有银色反射膜和白色反射膜，一般两面相同效果。

扩散片：功能主要是将集中的光线扩散开以达到匀光的效果，扩散片扩散面背向导光板放置。

棱镜片：将扩散片分开较大角度的光线方向改变到导光板垂直方向。

tape胶带：黑白胶带，白面朝向导光板，起到反射光的作用，黑面朝外，起到遮光的

效果，黑面有带胶和不带胶之分，一般带胶以固定LCD。

双面胶带，用在固定FPC和背光模块。

胶框：用于支撑和固定LCD。

导光板：是背光的关键部件，主要是靠网点使光大致均匀，其网点的设计直接决定了背光的均匀性，对辉度的影响也非常大。

LED：发光二极管，是背光的点光源，LED的辉度，色度基本决定了整个背光模块的辉度和色

扩散片：使用PET或PC基材coating微小之PMMA颗粒。

功用-光经其扩散可稍微將面光源均匀化，并具有遮盖导光板上网点的作用。

-具保护棱镜片的作用,避免镜面刮伤

页脚

. .

下扩散片

主要功能是拉升LGP的出光角度，遮蔽dot映像，黑白点等不良外观，一般选择扩散效率高，透光率也高的，不会粘住LGP者，若为防止看见printing dots或morie，应选择扩散率更高者，厚度可能相应增加 。

上扩散片

主要功能是防止lens上的刮伤，遮蔽Newton ring，Morie，黑白点等不良外观，一般选择扩散效率低，透光率高，防污染，防刮伤者。若采用BEF(棱镜片）类似的产品，应加上此film以保护lens被刮伤，并防止mura，辉线和漏光 。

棱镜片(lens/BEF)

在PET基材上印刷锯齿狀或波浪狀的PMMA微结构

作用：集中散射光，以增加辉度。

结构和原理

导光板（LGP)

作用是将线光源或者点光源转换成平面光源。

材料：PMMA (亚克力）、PC材料

功能：作为CCFL光源的传导媒介，并通过pattern改变出光方向

特点：高折射率、高全光线透过率、耐热变形、高表面硬度、吸水率低、热膨胀率低

页脚

. .

反射片

用途：反射自灯管所入射的光 ，且反射片本身亦有对光有散射的效应

主要使用：

基材PET（涤纶树脂）

发泡PC材质

反射率都可以达90%以上

BL注意事项

背光模块主要靠人工一层层组装起来的，在组装的过程中需要注意做好环境卫生的清洁，还要注意静电保护，人员需要佩戴静电环以免对BL模组造成静电伤害。背光大致有外观不良、背光漏光、背光不均、背光异物和背光水波纹等现象，而这些原因大多是背光的组装不良造成的，解决办法一般是要更换背光或者更换背光的FILM材。背光的发展趋势是低价化、轻量化、结构简单、长寿命化、大型和高辉度全视角化。

FPC介绍

FPC分两种，一种是挠性线路板，另一种是刚挠性印制板

页脚

. .

挠性线路板（挠性印制板）：英文Flexible Printed Cricuit，缩写FPC，俗称软板。

刚挠性印制板：Rigid-Flex Printed Cricuit Board，（R/FPCB)，又称软硬结合板。

刚挠性印制板是由刚性和挠性基板有选择的层压在一起组成，结构紧密，以金属化孔形成导电连接，每块刚挠性结合印制板上有一个或多个刚性区和一个或多个挠性区

五、 LCD屏的主要显示效果参数

LCM尺寸 ：LCM的尺寸是指液晶显示屏显示区域对角线的长度，单位为英寸。其屏幕的比例就是分辨率中竖向像素点个数除以横向像素点个数。

页脚

. .

分辨率

在TFT－LCD中，每一个像素点的显示，都分为R，G，B三个子像素。一个LCD中像素的总数，就是这个LCD的分辨率。

QQVGA：128×160 QCIF：176×220 QVGA：240×320

HVGA: 320×480 WVGA: 480×800 FWVGA: 480×854

qHD: 540×960 HD: 720×1280 FHD: 1920×1080

清晰度

清晰度客观上指影像上各细部影纹及其边界的清晰程度，是一种主观感觉。但是可以进行定量测试，其中就必须提到PPI（pixels per inch），表示每英寸所拥有的像素个数。PPI越高，显示屏就能以更高的密度显示图像，人就感觉细节更丰富，图像就更清晰。PPI的计算公式如下：

色彩深度

色彩深度计算机图形学领域表示在位图或者视频帧缓冲区中储存1像素的颜色所用的位数。色彩 页脚

. .

深度越高，可用的颜色就越多。色彩深度是用“n位颜色”（n-bit color）来说明的。若色彩深度是n位，即有2种颜色选择，而储存每像素所用的位数就是n。常见的有：

黑白：数据分为0、1

4灰阶：数据分为００、０１、１０、１１

１６灰阶：数据为００００～１１１１

３２灰阶：数据为０００００～１１１１１

２５６色：将ＲＧＢ分为３３２的形式，所以为：2＊2＊2＝256

４０９６色：ＲＧＢ＝４４４，所以为：2＊2＊2＝４０９６

６５Ｋ色：ＲＧＢ＝５６５，所以为：2＊2＊2＝６５５３６

２６２Ｋ色：ＲＧＢ＝６６６，表示为：2＊2＊2＝２６２１４４

１６Ｍ色：ＲＧＢ＝８８８，表示为：2＊2＊2＝１６７７７２１６

由于普通人的眼睛仅能区分约1200~1400万种不同的颜色浓淡和色调，所以24位颜色也叫作真彩色。

亮度&透过率

亮度

单位面积上的发光强度，单位Cd/m2 LCD工作在正常工作电压下，垂直入射测量亮态（白色）画面几点的亮度，其平均值定义为LCD的亮度值。

透过率

光通过LCD后前的亮度比值，就是LCD的透过率。不同的玻璃透过率会有差异。

均匀度：LCM显示需要背光，而背光的发光源全部在模组的下端，通过反射片、导光板、扩散片等把光均匀布满整个背光，但是为了测试光是否真的均匀布满整个背光，通过测量白画面时LCM上均匀9个点的亮度。按照如下方法计算：

均匀度= 测量点中最小亮度值 /测量点中最大亮度值

888666565444332n

对比度

液晶显示器工作在正常工作电压下测量的最亮状态时亮度与最暗状态亮度的比值。

页脚

. .

视角

LCD的对比度跟视角（即人眼观察角度）有关。对比度随观察角度变化的特性称之为视角特性。视角特性是由液晶分子的双折射率特性所决定的，因为LC呈椭圆状，具有长轴及短轴不等长的关系。因此，当光进入到LC后，便会因为这样的关系而造成不同的折射率，进而造成不同的视角。

有效视角

以时钟钟点方位为参考。从观测角度为3点，6点，9点，12点方向视角的对比度值在标准（最低可接受值，常用标准为10）之上的角度，称为有效视角，分别也称为右，下，左，上视角。

最佳视角

最佳视角就是有效视角最大的视角方向。

视角测试方法：

按规格书要求设置θ和Ф的值，在3,6,9,12点钟四个方法对白色、黑色测量图进行亮度测量，如下图所示。当对比度为10时的角度则为有效视角。

响应时间

LCM响应时间是液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间（其原理是在液晶分子施加电压，使液晶分子扭转与回复）。常说的25ms、16ms就是 页脚

. .

指的这个反应时间，反应时间越短则使用者在看动态画面时越不会有尾影拖曳的感觉。一般将反应时间分为两个部分：上升时间(Rise time)和下降时间(Fall time)，而表示时以两者之和为准

残影

残影是指画面切换之后前一个画面不会立刻消失而是慢慢不见的现象。残影与响应时间不算同一件事，液晶的响应时间是十几到几十毫秒，而残影会停留几秒甚至更久。

残影发生机制有些复杂，通常是同一画面显示太久的情况下，液晶的带电离子吸附在上下玻璃两端形成建电场，画面切换之后这些离子没有立刻释放出来，使得液晶分子没有立刻转到应转的角度所造成。另外一种可能情况则是因为像素电极设计不良，使得液晶分子在状态切换时排列错乱，这种情况之下也有可能看到残影。 一般LCD面板的画面更新频率是60Hz，也就是每秒钟要换60次画面，不管目前显示的图片是否有在变动都会以这种频率重新显示，因此每个画面持续时间是1/60=16.67ms，如果响应时间远大于这个值，画面在动时就可能看到模糊的影像，注意是模糊的影像，不是残影。

残影测试方法：

常温点亮棋盘格图片，点亮一定的时间后切换到128灰阶图片，看是否有棋盘格残影和需要多久才能残影消失，数据在规格围即OK。

Color Gamut

Color Gamut是指色彩饱和度，又叫色域。色彩饱和度是以显示器三原色在CIE色度图上围成的三角形面积为分子，NTSC所规定的三原色围成的三角形面积为分母，求百分比。如果某台显示器色彩饱和度为“72%NTSC”，那表明这台显示器可以显示的颜色围为NTSC规定的百分之七十二。

现在常用的CIE色度图分为CIE1931和CIE1976,其计算色彩饱和度的公式如下：

CIE1931：

CG=(|(Rx(Gy-By)+Gx(By-Ry)+Bx(Ry-Gy))|/2)/0.1582

CIE1976：

CG=(0.5*((Ru’-Bu’)*(Gv’-Bv’)-(Gu’-Bu’)*(Rv’-Bv’)))/0.1952

u’=4x/(-2x+12y+3); v’=9y/(-2x+12y+3)

页脚

. .

FLICKER

所谓Flicker的现象, 就是当你看液晶显示器的画面上时, 你会感觉到画面会有闪烁的感觉。当采用帧翻转时是整屏在闪，当采用行翻转时则是一条条横线在闪动，当采用列翻转时则是一条条竖线在闪动。

根据LCD的显示原理可知，由于液晶易极化的特性，液晶必须用交流驱动。同时显示画面的亮度跟液晶旋转的角度相关，即加在液晶两端的电压相关。

当画面更新时，第N帧图片的common电极与灰阶之间的压差与N+1帧图片的common电极与灰阶之间的压差不相等时，造成显示的亮度有差异，最终给人眼的感觉是一亮一暗的感觉，

当gate走线打开或关闭的那一瞬间,电压变压很大,再经由Cgd的寄生电容,影响到显示电极的电压。会产生如下图所示的电压变化：

页脚

. .

根据图中计算方法.假设Cgd=0.05pF,而Clc=0.1pF, Cs=0.5pF且common电压从0V变到5V的话.则feed through电压为 –5*0.6 / (0.05+0.1+0.5) = 4.62V.

根据图中计算方法.假设Cgd=0.05pF,而Clc=0.1pF, Cs=0.5pF且common电压从0V变到5V的话.则feed through电压为 –5*0.6 / (0.05+0.1+0.5) = 4.62V.

不同的翻转方式Flicker会有差异，并且crosstalk的严重程度也会有差异。同时功耗dot inversion > row inversion > column inversion > frame inversion. 不过现今由于dot inversion的source driver多是使用PN型的OP, 而不是像row inversion是使用rail to rail OP, 在source driver中OP的耗电就会比较小. 也就是说由于source

driver在结构及电路上的改进, 虽然先天上它的输出电压变动频率最高也最大(变动电压最大接近10伏特,而row inversion面板由于多是使用common电极电压变动的方式,其 页脚

. .

source driver的变动电压最大只有5伏特,耗电上会比较小), 但dot inversion面板的整体耗电已经减低很多了. 这也就是为什么大多数的液晶显示器都是使用dot inversion的方式.

面板极性变换方式 Flicker的现象 Crosstalk的现象

Frame inversion 明显 垂直与水平方向都易发生

Row inversion 不明显 水平方向容易发生

Column inversion 不明显 垂直方向容易发生

Dot inversion 几乎没有 不易发生

针对不同的翻转模式，测试Flicker的图片如下：

CROSSTALK

Crosstalk是指显示器中的某一个像素，因为其他像素或是操作电极的状态变动，影响 页脚

. .

到这个像素原本的显示状态时，即显示屏的画面串扰。

crosstalk分为横向串扰和竖向串扰。Source线驱动力不足和source线对像素电容的上极板产生的寄生电容会造成竖向的crosstalk,vcom的驱动能力不足会造成横向的crosstalk。虽然crosstalk的现象成因有很多种, 只要相邻点的极性不一样，便可以降低此现象的发生。

帧翻转时横向和竖向的crosstalk都有可能会有，行翻转时只会出现横向的crosstalk，横向的crosstalk可以通过降低扫描频率和增强VCOM驱动能力来解决。点翻转原理上不会出现crosstalk。

GAMMA

对于LCD来说，Gamma即是灰度，它反映了画面从黑到白变化的梯度。我们将此梯度连成线，即成了Gamma曲线。（下图为32灰阶下γ=2.4的量测曲线）

GAMMA

人的视觉产生的心理量变化和物理量变化一般呈对数关系，对同等光强的变化，暗处比亮处敏感。研究发现灰阶延γ=2.2曲线趋势变化最容易被人眼接受。

页脚

. .

GAMMA曲线影响灰阶的亮度显示,进而对屏幕的亮度,对比度,颜色都会有影响,是显示效果的一个很重要的综合性参数。因此测量GAMMA曲线是否达到要求很重要，测量的方法如下：

1. RGB888模式的LCM按照0,4,8…248,252,255灰阶共65测试图片的顺序测试亮度。RGB565模式按照0,2,4…28，30，31灰阶顺序测试。RGB666模式按照0,2,4…60，62，63灰阶顺序测试。

2.

3.

功耗

功耗是LCD工作所消耗的能量，功耗低是LCD最大的优点之一。LCD功耗的大小取决于显示面积，驱动电压及帧率、翻转方式、液晶的电阻率、介电常数和盒厚等。其中液晶的正电阻率很容易随液晶被污染而急剧下降。故液晶的妥善保存至关重要。

显示不同的图片功耗也会有差异，TN屏显示黑色比白色时功耗高。GC9102正常工作时2mA多，GC9201正常工作时4mA多，GC93系列正常工作时7mA多。

进入sleep in mode的功耗也是很重要的测试项目，当手机待机时，显示屏的功耗越低越好，一般电流限制在100uA以下。

把量测的亮度加到gamma曲线测量表格中去，自动会生出gamma曲线。

看gamma过渡是否均匀，且在要求的规格围，现在手机厂的要求一般是要求gamma在1.9和2.5之间。

六、LCD主观效果测试评估

物料主观评估：

评估项目

评判结论

优秀

判定标准

快速/慢速上下移动手机或旋转手机时看不出或偶尔能看出画面有抖动或线条.

快速上下移动手机或旋转手机时画面有轻微的抖动感或线条感（慢速移动几乎无抬头纹），观看黑灰测试图片时屏幕有轻微有闪烁现象.

不合格

优秀

轻微晃动手机时，整个画面有明显抖动或线条出现，在黑灰测试图片.

正向与手机相差20cm左右在纯灰色画面下观察10s后其屏幕几乎无闪烁.

正向与手机相差20cm左右在纯灰色画面下观察5s后其屏幕有轻微闪烁，但不影响用户正常使用，勉强可以接受.

正向与手机相差20cm左右在纯灰色画面下观察1s后发现其屏幕严重闪烁现象，影响用户视觉效果，必须改善.

纯灰色或白色画面下屏幕几乎无水波纹.

标准图片显示或测试方式

异常图片显示或测试方式

*抬头纹

合格

*屏闪

水波纹

合格

不合格

优秀

页脚

. .

合格

不合格

优秀

纯灰色或白色画面下屏幕有轻微水波纹出现，但不影响用户正常使用，勉强可以接受.

纯灰色或白色画面下屏幕有严重水波纹出现，影响用户视觉效果，必须改善.

较易分辨出显示容和菜单（强光、日光灯或暗室）

能分辨出大部分显示容和菜单（强光、日光灯或暗室）

不易分辨出显示容和菜单（强光、日光灯或暗室）

*清晰度

亮灰阶表现

暗灰阶表现

合格

不合格

优秀

合格

不合格

优秀

合格

不合格

优秀

合格

不合格

能够分辨出8个图块以上.

能分辨出3-7个图块.

仅能分辨出2个以下图片.

能够分辨出13个图块以上.

能分辨出5-12个图块.

仅能分辨出5个以下图片.

显示正常，无串扰现象.

显示有不太明显的轻微串扰现象.

显示出现较明显的严重串扰现象.

图片几乎看不出色块、色斑现象.

图片有微小色斑、色块出现.

图片有较大面积明显的色块、色斑.

相机/摄像时快速&慢速移动几乎看不到切屏现象

相机/摄像时快速&慢速移动能感觉到切屏现象，但不影响用户正常使用，勉强可以接受。

相机/摄像时快速&慢速移动或菜单滑动时也能明显感觉切屏现象，影响用户视觉效果，必须改善.

显示无明显扭曲、锯齿状现象.

有一定的锯齿状现象.

有明显条状现象出现.

肤色良好感觉真实.

肤色过浓有轻微失真感，不影响用户正常使用，可以接受.

肤色发白有失真感，影响用户视觉效果，必须改善.

串扰

*整体色彩过渡

优秀

合格

不合格

优秀

*切屏

不同像素图片处理情况

肤色

合格

不合格

优秀

合格

不合格

优秀

合格

不合格

优秀

进入摄像预览模式移动观察

选取不同像素图片观察

色彩鲜艳亮丽.

色彩显示黯淡，但不影响用户正常使用，可以接受.

有褪色的感觉，影响用户视觉效果，必须改善.

屏幕显示较亮.

屏幕显示亮度一般，但不影响用户正常使用，可以接受.

屏幕显示较暗，影响用户视觉效果，必须改善.

观察屏幕显示，左右视角是否对称，上方视角是否反黑

与专业显示器的正白图片进行对比判断

色彩饱和 合格

不合格

优秀

*亮度

视角

合格

不合格

观看手机显示

正常使用视角.

非正常使用视角，必须改善.

偏暖,颜色有点失真现象，需要改善.

略暖，不影响用户使用，可以接受.

正白，可以接受.

偏红,颜色有点失真现象，需要改善.

色调

页脚

. .

略冷，不影响用户使用，可以接受.

偏冷,颜色有点失真现象，需要改善.

背光部分

背光无斜纹、暗块、水印.

背光有斜纹、暗块、水印，必须改善.

使用纯白色、纯绿色观察屏幕

七、 LCD/LCM主要模组厂家和IC厂家

LCM模组厂家：天马、达、信利、三龙显示、TCL显示、帝晶、中光电、天亿富、比亚迪、、星源、煜彩、国显、京、宝锐视、亿都、夏普、东芝、NEC、日立、京瓷、三菱、索尼、富士通、亿华、博一、雅视、易欣达、优纳斯、维拓、宇顺、海飞、德思普、凯圣德、立德通讯、莱宝、兴展、聚睿鼎等等；

目前我司的LCM供应商：合力泰、立德、中光电；

LCD玻璃面板厂家：

地：天马、奇信、京、龙腾、上广电、奇菱、凌巨、清达光电、信利、中星光电、中电熊猫、比亚迪、华森、海信、维信诺、翰图森、长智光电、彩虹、宝锐视、德邦、虹欧、彩晶、亿都、平达、静电、智炫；

：友达、奇美—群创、中华映管、瀚宇彩晶、统宝、锦祥、广辉、ORTUSTECH、全台晶像、联友、奇晶、达基、晶彩、众福、晶达、久正、光联、悠景、台盛、富相、智晶、莱宝科技、南亚光电；

日本：夏普、东芝松下、NEC、日立、京瓷、三菱、光王、鸟取三洋、索尼、IDTech、富士通、精工、IPS Alpha、卡西欧、STI、先锋、星电、IMLS、西铁城、阿尔卑斯；

国：LG、三星、HYDIS、现代、金星；

欧美：元太、IBM、pixel Qi 、爱普生、FINLUX；

IC厂家：奕力、矽创、奇景、格科微、旭耀、新相微、天利、天域、瑞鼎、瑞萨等等；

八、 LCD屏未来的发展趋势

页脚

. .

2015年AMOLED 全球渗透率为17%，国渗透率为11%；

2016年预计全球渗透率为25%，国渗透率为16%；

预计2020年，全球渗透率45%，国渗透率为25%；

2016年Q1季度统计，国四大品牌（华为、小米、OPPO、VIVO）AMOLED屏幕渗透率为30%；

由于AMOLED可以不带背光板主动发光这个在本质上于TFT屏不同的特点，并且有轻薄、功耗低、可做成柔性屏等众多优点，未来会逐步替代TFT屏。目前AMOLED正在朝着曲面——折叠——卷曲的方向发展，并且随着AMOLED的技术不断发展升级，以及石墨烯技术的更新普及，可以卷曲的柔性屏将会在不久的将来逐渐普及到市场上来。

页脚

. .

页脚

2024年2月24日发(作者：雷妙双)

. .

LCD屏学习报告

一、 LCD简介

二、 LCD屏的分类

三、 LCD屏的显示原理

四、 LCD屏的基本结构件

五、 LCM的主要显示效果参数

六、 LCD主观效果测试评估方法

七、 LCD/LCM主要模组厂家和IC厂家

八、 LCD屏未来的发展趋势

页脚

. .

一、 LCD简介

LCD （ Liquid Crystal Display 的简称）液晶显示器。LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。

按照背光源的不同，LCD可以分为CCFL和LED两种。

CCFL

指用CCFL（冷阴极荧光灯管）作为背光光源的液晶显示器（LCD）。

CCFL 的优势是色彩表现好，不足在于功耗较高。

LED

指用LED（发光二极管）作为背光光源的液晶显示器（LCD），通常意义上指 WLED（白光 LED）。

LED 的优势是体积小、功耗低，因此用 LED 作为背光源，可以在兼顾轻薄的同时达到较高的亮度。其不足主要是色彩表现比 CCFL 差，所以专业绘图 LCD 大都仍采用传统的 CCFL 作为背光光源。

页脚

. .

LCD制成

二、 屏的种类

随着手机彩屏的逐渐普遍，手机屏幕的材质也越来越显得重要。手机的彩色屏幕因为LCD品质和研发技术不同而有所差异，其种类大致有TFT 、TFD、UFB、STN和OLED等等几种。一般来说能显示的颜色越多越能显示复杂的图像，画面的层次也更丰富。

STN屏幕

STN屏幕，又称为超扭曲向列型液晶显示屏幕。在传统单色液晶显示器上加入了彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，以此达到显示彩色的作用，颜色以淡绿色为和橘色为主。STN屏幕属于反射式LCD，它的好处是功耗小，但在比较暗的环境中清晰度较差。

STN也是我们接触得最多的材质类型，属于被动矩阵式LCD器件，所以功耗小、省电，但是反应时间较慢，为200毫秒。CSTN一般采用传送式照明方式，必须使用外光源照明，称为背光，照明光源要安装在LCD的背后。

TFT屏幕

TFT屏幕是目前手机屏幕上最常用也是最常见的一种材质，属于有源矩阵液晶显示器中的一种。TFT在液晶的背部设置特殊光管，可以主动对屏幕上的各个独立的像素进行控制，这样可以大提高反应时间。一般TFT的反应时间比较快，约80毫秒，而且可视角度大，一般可达到130度左右，主要运用在高端产品。TFT属于有源矩阵液晶显示器，在技术上采用了“主动式矩阵”的方式来驱动，方法是利用薄膜技术所作成的电晶体电极，利用扫描的方法“主动拉”控制任意一个 页脚

. .

显示点的开与关，光源照射时先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子传导光线，通过遮光和透光来达到显示的目的。

代表机型一般都是几年前的产品了，像摩托罗拉MB860和三星的i9100等。屏幕特点是亮度好、层次感强、还原度高，但是缺点也比较明显，由于是背光驱动方式，所以TFT比较耗电，且下可视性也比较差。

TFD屏幕

TFD屏幕又称为薄膜二极管半透式液晶显示屏。TFD技术由精工和爱普生公司开发出来，专门用在手机屏幕上。TFD屏幕的亮度和色彩饱和度比较好，也比TFT省电。最大特点是无论在关闭背光(反射模式)或打开背光(透射模式)条件下都能提供高画质、易观看的显示，并具有低功耗、高画质、高反应速度等优点。

UFB屏幕

UFB是三星开发的一款手机用新型液晶显示器件，具有超薄、高亮度的特点。UFB是专为移动和PDA设计的显示屏，具有超薄、高亮度的特点，可显示65536种色彩，达到1280x1600的分辨率，显示屏采用特别的光栅设计，可减小像素间距，以获得更佳的图像质量。

UFB液晶显示屏的对比度是STN液晶显示屏的两倍，在65536色时亮度与TFT显示屏不相上下，而耗电量比TFT显示屏少，并且售价与STN显示屏差不多，可说是结合这两种现有产品的优点于一身。

OLED屏幕

OLED即有机发光显示器，在手机显示器上属于新型产品,被称誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著的节省耗电量。在OLED的二大技术体系中，低分子OLED技术为日本掌握，而高分子的PLED的技术及专利则由英国的科技公司CDT的掌握。

不过，虽然将来技术更优秀的OLED可能会取代TFT等屏幕，但有机发光显示技术还存在着使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。

OLED与TFT等屏幕的区别是：TFT属于液晶的其中一种，需要透光才能可能看清图像，而OLED不需要，它的每个像素点都能发光。

AMOLED

AMOLED全称是有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体。在显示效能方面，AMOLED反应速度较快、对比度更高、视角也较广，这些是AMOLED天生就胜过TFT的地方，另外AMOLED具自发光的特色，不需使用背光板，因此也可以比TFT更能够做得轻薄，而且更省电。

AMOLED还有一个更重要的特点是不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 3到4成比重的背光模块成本，但是有点众多的AMOLED也存在缺点。和别的屏幕相比，在同样的分辨率的情况下，AMOLED的颗粒感稍强些。

随着AMOLED技术的不断发展，也衍生出了性能更加优异的AMOLED屏幕，像Super AMOLED，即在原有AMOLED屏幕具备着响应速度快，自发光，显示效果优异以及更低电能消耗优点的同时，取消玻璃覆盖层还带来了更佳的下显示效果，简单的说，就是AMOLED的升级版。还有一个就是Super AMOLED PLUS，其改进是：如果按像素计算的话，那么该新显示屏的像素数将会增加了50%，在对比度和室外可读性上均比过去的Super AMOLED屏幕有所提升。

页脚

. .

IPS硬屏

IPS硬屏技术是世界上较先进的液晶面板技术。 硬屏就是表面附着了一层树脂的膜，如同人带眼镜一样。IPS硬屏之所以具有清晰超稳的动态显示效果，取决于其创新性的水平转换分子排列，改变了VA软屏垂直的分子排列，因而具有更加坚固稳定的液晶结构。并非表面意义上的，硬屏就是在液晶面板上加上一层硬的保护膜，为了避免液晶屏幕受到外界硬物的戳伤。

IPS硬屏与传统软屏液晶相比，IPS硬屏技术的硬屏液晶响应速度更快，呈现的运动画面也更为流畅。它具有以下几个优势特点：1、动态画面，图像无残影;2、动态画面，响应速度均匀;3、动态画面，色彩无偏移。采用了IPS硬屏最经典的机型就莫过于苹果的iPhone4了。

SLCD

SLCD ，全名Super clear LCD，是由索尼研制，其拥有Super AMOLED的艳丽对比度，根据LCD特性色彩更暖，更自然，适合人眼观看，而且根据LCD的排版其分辨率与标称一致，屏幕清晰，SLCD还是一种液晶屏幕，不是自发光的。可以看成TFT的一个超级版。

SLCD能够满足不同使用场合、不同信号输入的需求，超过50000小时的使用寿命，没有任何灼伤、损伤，维护成本低;任意几个单元可组合显示一幅完整 的画面，任意一个画面可以叠加在其他画面之上，通过软件，可将任意一个信号，以一个屏为单位，在拼接幕墙上移动;另外在屏幕的可视角度方面也非常不错。

ASV

ASV技术是SHARP在液晶面板生产技术上又一突破，这个技术主要应用在SHARP高端市场定位的液晶显示器上。这个技术主要是通过缩小液晶面板上颗粒之间的间距，增大液晶颗粒上光圈，并整体调整液晶颗粒的排布，来全面提高了液晶屏幕的可视角度、液晶颗粒的反应时间、色彩对比度和屏幕亮度。在同样屏幕面积的对比下、可以令到采用了ASV技术的屏幕相比起普通没有采用ASV技术的液晶显示器参数和效果上都有一个本质的提升，与市面上同一屏幕大小级别的相比，无论是在参数上还是在效果上都明显占优。

三、 屏的显示原理

目前我们所使用的屏大都是TN屏（TFT）和IPS屏两种。智能手机的液晶显示屏采用的是液晶分子为原料制造的液晶屏，液晶是液态光电显示材料，当通电时导通，排列变得有秩序， 页脚

. .

使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过，从而让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。入们利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号来显示图像。

四、屏的基本结构件

LCM：LCD Module 的简称，即LCD显示屏模块

LCM主要由FPC、IC、背光、偏光片、液晶显示模组等组成

页脚

. .

POL：polarizer ------偏光片

偏光片的主要功能为控制特定光波之偏振方向，使光通过或者遮 蔽，以增加黑白对比，是液晶显示器必要之显示特性。

其应用围相当广，除用于LCD外，还可以用于太阳眼镜、摄影器材滤光镜、汽车车头防眩处理及光亮调节器等。偏光片主要由两层TAC和一层PVA构成：

页脚

. .

TAC :三醋酸纤维素脂

PVA:聚乙烯醇

PVA膜是一种高分子聚合物，用各类具有二向色性的有机染料进行染色，同时在一定湿度和温度下进行延伸，使其吸收二向色性染料形成偏振性能，在脱水、烘干后形成偏光片原膜。 PVA膜具有亲水性，在湿热的环境中很快会变形、收缩、松弛、衰退、且强度很低，质脆易破，不便于使用 和加工，因此在膜两边都复合上一层强度高、透光率高而又耐湿热的TAC膜。

BLU: Back Light Unit ------背光源

背光 单元，是液晶显示面板的关键零组件之一，由于液晶本身不具发光特性，因此必须在LCD面板底面加上一个发光源，方能达到饱满的色彩显示效果，背光模组之功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的平面光源，使LCD能正常显示影像。

背光单元的架构

页脚

. .

反射片：功能是反射光线，主要有银色反射膜和白色反射膜，一般两面相同效果。

扩散片：功能主要是将集中的光线扩散开以达到匀光的效果，扩散片扩散面背向导光板放置。

棱镜片：将扩散片分开较大角度的光线方向改变到导光板垂直方向。

tape胶带：黑白胶带，白面朝向导光板，起到反射光的作用，黑面朝外，起到遮光的

效果，黑面有带胶和不带胶之分，一般带胶以固定LCD。

双面胶带，用在固定FPC和背光模块。

胶框：用于支撑和固定LCD。

导光板：是背光的关键部件，主要是靠网点使光大致均匀，其网点的设计直接决定了背光的均匀性，对辉度的影响也非常大。

LED：发光二极管，是背光的点光源，LED的辉度，色度基本决定了整个背光模块的辉度和色

扩散片：使用PET或PC基材coating微小之PMMA颗粒。

功用-光经其扩散可稍微將面光源均匀化，并具有遮盖导光板上网点的作用。

-具保护棱镜片的作用,避免镜面刮伤

页脚

. .

下扩散片

主要功能是拉升LGP的出光角度，遮蔽dot映像，黑白点等不良外观，一般选择扩散效率高，透光率也高的，不会粘住LGP者，若为防止看见printing dots或morie，应选择扩散率更高者，厚度可能相应增加 。

上扩散片

主要功能是防止lens上的刮伤，遮蔽Newton ring，Morie，黑白点等不良外观，一般选择扩散效率低，透光率高，防污染，防刮伤者。若采用BEF(棱镜片）类似的产品，应加上此film以保护lens被刮伤，并防止mura，辉线和漏光 。

棱镜片(lens/BEF)

在PET基材上印刷锯齿狀或波浪狀的PMMA微结构

作用：集中散射光，以增加辉度。

结构和原理

导光板（LGP)

作用是将线光源或者点光源转换成平面光源。

材料：PMMA (亚克力）、PC材料

功能：作为CCFL光源的传导媒介，并通过pattern改变出光方向

特点：高折射率、高全光线透过率、耐热变形、高表面硬度、吸水率低、热膨胀率低

页脚

. .

反射片

用途：反射自灯管所入射的光 ，且反射片本身亦有对光有散射的效应

主要使用：

基材PET（涤纶树脂）

发泡PC材质

反射率都可以达90%以上

BL注意事项

背光模块主要靠人工一层层组装起来的，在组装的过程中需要注意做好环境卫生的清洁，还要注意静电保护，人员需要佩戴静电环以免对BL模组造成静电伤害。背光大致有外观不良、背光漏光、背光不均、背光异物和背光水波纹等现象，而这些原因大多是背光的组装不良造成的，解决办法一般是要更换背光或者更换背光的FILM材。背光的发展趋势是低价化、轻量化、结构简单、长寿命化、大型和高辉度全视角化。

FPC介绍

FPC分两种，一种是挠性线路板，另一种是刚挠性印制板

页脚

. .

挠性线路板（挠性印制板）：英文Flexible Printed Cricuit，缩写FPC，俗称软板。

刚挠性印制板：Rigid-Flex Printed Cricuit Board，（R/FPCB)，又称软硬结合板。

刚挠性印制板是由刚性和挠性基板有选择的层压在一起组成，结构紧密，以金属化孔形成导电连接，每块刚挠性结合印制板上有一个或多个刚性区和一个或多个挠性区

五、 LCD屏的主要显示效果参数

LCM尺寸 ：LCM的尺寸是指液晶显示屏显示区域对角线的长度，单位为英寸。其屏幕的比例就是分辨率中竖向像素点个数除以横向像素点个数。

页脚

. .

分辨率

在TFT－LCD中，每一个像素点的显示，都分为R，G，B三个子像素。一个LCD中像素的总数，就是这个LCD的分辨率。

QQVGA：128×160 QCIF：176×220 QVGA：240×320

HVGA: 320×480 WVGA: 480×800 FWVGA: 480×854

qHD: 540×960 HD: 720×1280 FHD: 1920×1080

清晰度

清晰度客观上指影像上各细部影纹及其边界的清晰程度，是一种主观感觉。但是可以进行定量测试，其中就必须提到PPI（pixels per inch），表示每英寸所拥有的像素个数。PPI越高，显示屏就能以更高的密度显示图像，人就感觉细节更丰富，图像就更清晰。PPI的计算公式如下：

色彩深度

色彩深度计算机图形学领域表示在位图或者视频帧缓冲区中储存1像素的颜色所用的位数。色彩 页脚

. .

深度越高，可用的颜色就越多。色彩深度是用“n位颜色”（n-bit color）来说明的。若色彩深度是n位，即有2种颜色选择，而储存每像素所用的位数就是n。常见的有：

黑白：数据分为0、1

4灰阶：数据分为００、０１、１０、１１

１６灰阶：数据为００００～１１１１

３２灰阶：数据为０００００～１１１１１

２５６色：将ＲＧＢ分为３３２的形式，所以为：2＊2＊2＝256

４０９６色：ＲＧＢ＝４４４，所以为：2＊2＊2＝４０９６

６５Ｋ色：ＲＧＢ＝５６５，所以为：2＊2＊2＝６５５３６

２６２Ｋ色：ＲＧＢ＝６６６，表示为：2＊2＊2＝２６２１４４

１６Ｍ色：ＲＧＢ＝８８８，表示为：2＊2＊2＝１６７７７２１６

由于普通人的眼睛仅能区分约1200~1400万种不同的颜色浓淡和色调，所以24位颜色也叫作真彩色。

亮度&透过率

亮度

单位面积上的发光强度，单位Cd/m2 LCD工作在正常工作电压下，垂直入射测量亮态（白色）画面几点的亮度，其平均值定义为LCD的亮度值。

透过率

光通过LCD后前的亮度比值，就是LCD的透过率。不同的玻璃透过率会有差异。

均匀度：LCM显示需要背光，而背光的发光源全部在模组的下端，通过反射片、导光板、扩散片等把光均匀布满整个背光，但是为了测试光是否真的均匀布满整个背光，通过测量白画面时LCM上均匀9个点的亮度。按照如下方法计算：

均匀度= 测量点中最小亮度值 /测量点中最大亮度值

888666565444332n

对比度

液晶显示器工作在正常工作电压下测量的最亮状态时亮度与最暗状态亮度的比值。

页脚

. .

视角

LCD的对比度跟视角（即人眼观察角度）有关。对比度随观察角度变化的特性称之为视角特性。视角特性是由液晶分子的双折射率特性所决定的，因为LC呈椭圆状，具有长轴及短轴不等长的关系。因此，当光进入到LC后，便会因为这样的关系而造成不同的折射率，进而造成不同的视角。

有效视角

以时钟钟点方位为参考。从观测角度为3点，6点，9点，12点方向视角的对比度值在标准（最低可接受值，常用标准为10）之上的角度，称为有效视角，分别也称为右，下，左，上视角。

最佳视角

最佳视角就是有效视角最大的视角方向。

视角测试方法：

按规格书要求设置θ和Ф的值，在3,6,9,12点钟四个方法对白色、黑色测量图进行亮度测量，如下图所示。当对比度为10时的角度则为有效视角。

响应时间

LCM响应时间是液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间（其原理是在液晶分子施加电压，使液晶分子扭转与回复）。常说的25ms、16ms就是 页脚

. .

指的这个反应时间，反应时间越短则使用者在看动态画面时越不会有尾影拖曳的感觉。一般将反应时间分为两个部分：上升时间(Rise time)和下降时间(Fall time)，而表示时以两者之和为准

残影

残影是指画面切换之后前一个画面不会立刻消失而是慢慢不见的现象。残影与响应时间不算同一件事，液晶的响应时间是十几到几十毫秒，而残影会停留几秒甚至更久。

残影发生机制有些复杂，通常是同一画面显示太久的情况下，液晶的带电离子吸附在上下玻璃两端形成建电场，画面切换之后这些离子没有立刻释放出来，使得液晶分子没有立刻转到应转的角度所造成。另外一种可能情况则是因为像素电极设计不良，使得液晶分子在状态切换时排列错乱，这种情况之下也有可能看到残影。 一般LCD面板的画面更新频率是60Hz，也就是每秒钟要换60次画面，不管目前显示的图片是否有在变动都会以这种频率重新显示，因此每个画面持续时间是1/60=16.67ms，如果响应时间远大于这个值，画面在动时就可能看到模糊的影像，注意是模糊的影像，不是残影。

残影测试方法：

常温点亮棋盘格图片，点亮一定的时间后切换到128灰阶图片，看是否有棋盘格残影和需要多久才能残影消失，数据在规格围即OK。

Color Gamut

Color Gamut是指色彩饱和度，又叫色域。色彩饱和度是以显示器三原色在CIE色度图上围成的三角形面积为分子，NTSC所规定的三原色围成的三角形面积为分母，求百分比。如果某台显示器色彩饱和度为“72%NTSC”，那表明这台显示器可以显示的颜色围为NTSC规定的百分之七十二。

现在常用的CIE色度图分为CIE1931和CIE1976,其计算色彩饱和度的公式如下：

CIE1931：

CG=(|(Rx(Gy-By)+Gx(By-Ry)+Bx(Ry-Gy))|/2)/0.1582

CIE1976：

CG=(0.5*((Ru’-Bu’)*(Gv’-Bv’)-(Gu’-Bu’)*(Rv’-Bv’)))/0.1952

u’=4x/(-2x+12y+3); v’=9y/(-2x+12y+3)

页脚

. .

FLICKER

所谓Flicker的现象, 就是当你看液晶显示器的画面上时, 你会感觉到画面会有闪烁的感觉。当采用帧翻转时是整屏在闪，当采用行翻转时则是一条条横线在闪动，当采用列翻转时则是一条条竖线在闪动。

根据LCD的显示原理可知，由于液晶易极化的特性，液晶必须用交流驱动。同时显示画面的亮度跟液晶旋转的角度相关，即加在液晶两端的电压相关。

当画面更新时，第N帧图片的common电极与灰阶之间的压差与N+1帧图片的common电极与灰阶之间的压差不相等时，造成显示的亮度有差异，最终给人眼的感觉是一亮一暗的感觉，

当gate走线打开或关闭的那一瞬间,电压变压很大,再经由Cgd的寄生电容,影响到显示电极的电压。会产生如下图所示的电压变化：

页脚

. .

根据图中计算方法.假设Cgd=0.05pF,而Clc=0.1pF, Cs=0.5pF且common电压从0V变到5V的话.则feed through电压为 –5*0.6 / (0.05+0.1+0.5) = 4.62V.

根据图中计算方法.假设Cgd=0.05pF,而Clc=0.1pF, Cs=0.5pF且common电压从0V变到5V的话.则feed through电压为 –5*0.6 / (0.05+0.1+0.5) = 4.62V.

不同的翻转方式Flicker会有差异，并且crosstalk的严重程度也会有差异。同时功耗dot inversion > row inversion > column inversion > frame inversion. 不过现今由于dot inversion的source driver多是使用PN型的OP, 而不是像row inversion是使用rail to rail OP, 在source driver中OP的耗电就会比较小. 也就是说由于source

driver在结构及电路上的改进, 虽然先天上它的输出电压变动频率最高也最大(变动电压最大接近10伏特,而row inversion面板由于多是使用common电极电压变动的方式,其 页脚

. .

source driver的变动电压最大只有5伏特,耗电上会比较小), 但dot inversion面板的整体耗电已经减低很多了. 这也就是为什么大多数的液晶显示器都是使用dot inversion的方式.

面板极性变换方式 Flicker的现象 Crosstalk的现象

Frame inversion 明显 垂直与水平方向都易发生

Row inversion 不明显 水平方向容易发生

Column inversion 不明显 垂直方向容易发生

Dot inversion 几乎没有 不易发生

针对不同的翻转模式，测试Flicker的图片如下：

CROSSTALK

Crosstalk是指显示器中的某一个像素，因为其他像素或是操作电极的状态变动，影响 页脚

. .

到这个像素原本的显示状态时，即显示屏的画面串扰。

crosstalk分为横向串扰和竖向串扰。Source线驱动力不足和source线对像素电容的上极板产生的寄生电容会造成竖向的crosstalk,vcom的驱动能力不足会造成横向的crosstalk。虽然crosstalk的现象成因有很多种, 只要相邻点的极性不一样，便可以降低此现象的发生。

帧翻转时横向和竖向的crosstalk都有可能会有，行翻转时只会出现横向的crosstalk，横向的crosstalk可以通过降低扫描频率和增强VCOM驱动能力来解决。点翻转原理上不会出现crosstalk。

GAMMA

对于LCD来说，Gamma即是灰度，它反映了画面从黑到白变化的梯度。我们将此梯度连成线，即成了Gamma曲线。（下图为32灰阶下γ=2.4的量测曲线）

GAMMA

人的视觉产生的心理量变化和物理量变化一般呈对数关系，对同等光强的变化，暗处比亮处敏感。研究发现灰阶延γ=2.2曲线趋势变化最容易被人眼接受。

页脚

. .

GAMMA曲线影响灰阶的亮度显示,进而对屏幕的亮度,对比度,颜色都会有影响,是显示效果的一个很重要的综合性参数。因此测量GAMMA曲线是否达到要求很重要，测量的方法如下：

1. RGB888模式的LCM按照0,4,8…248,252,255灰阶共65测试图片的顺序测试亮度。RGB565模式按照0,2,4…28，30，31灰阶顺序测试。RGB666模式按照0,2,4…60，62，63灰阶顺序测试。

2.

3.

功耗

功耗是LCD工作所消耗的能量，功耗低是LCD最大的优点之一。LCD功耗的大小取决于显示面积，驱动电压及帧率、翻转方式、液晶的电阻率、介电常数和盒厚等。其中液晶的正电阻率很容易随液晶被污染而急剧下降。故液晶的妥善保存至关重要。

显示不同的图片功耗也会有差异，TN屏显示黑色比白色时功耗高。GC9102正常工作时2mA多，GC9201正常工作时4mA多，GC93系列正常工作时7mA多。

进入sleep in mode的功耗也是很重要的测试项目，当手机待机时，显示屏的功耗越低越好，一般电流限制在100uA以下。

把量测的亮度加到gamma曲线测量表格中去，自动会生出gamma曲线。

看gamma过渡是否均匀，且在要求的规格围，现在手机厂的要求一般是要求gamma在1.9和2.5之间。

六、LCD主观效果测试评估

物料主观评估：

评估项目

评判结论

优秀

判定标准

快速/慢速上下移动手机或旋转手机时看不出或偶尔能看出画面有抖动或线条.

快速上下移动手机或旋转手机时画面有轻微的抖动感或线条感（慢速移动几乎无抬头纹），观看黑灰测试图片时屏幕有轻微有闪烁现象.

不合格

优秀

轻微晃动手机时，整个画面有明显抖动或线条出现，在黑灰测试图片.

正向与手机相差20cm左右在纯灰色画面下观察10s后其屏幕几乎无闪烁.

正向与手机相差20cm左右在纯灰色画面下观察5s后其屏幕有轻微闪烁，但不影响用户正常使用，勉强可以接受.

正向与手机相差20cm左右在纯灰色画面下观察1s后发现其屏幕严重闪烁现象，影响用户视觉效果，必须改善.

纯灰色或白色画面下屏幕几乎无水波纹.

标准图片显示或测试方式

异常图片显示或测试方式

*抬头纹

合格

*屏闪

水波纹

合格

不合格

优秀

页脚

. .

合格

不合格

优秀

纯灰色或白色画面下屏幕有轻微水波纹出现，但不影响用户正常使用，勉强可以接受.

纯灰色或白色画面下屏幕有严重水波纹出现，影响用户视觉效果，必须改善.

较易分辨出显示容和菜单（强光、日光灯或暗室）

能分辨出大部分显示容和菜单（强光、日光灯或暗室）

不易分辨出显示容和菜单（强光、日光灯或暗室）

*清晰度

亮灰阶表现

暗灰阶表现

合格

不合格

优秀

合格

不合格

优秀

合格

不合格

优秀

合格

不合格

能够分辨出8个图块以上.

能分辨出3-7个图块.

仅能分辨出2个以下图片.

能够分辨出13个图块以上.

能分辨出5-12个图块.

仅能分辨出5个以下图片.

显示正常，无串扰现象.

显示有不太明显的轻微串扰现象.

显示出现较明显的严重串扰现象.

图片几乎看不出色块、色斑现象.

图片有微小色斑、色块出现.

图片有较大面积明显的色块、色斑.

相机/摄像时快速&慢速移动几乎看不到切屏现象

相机/摄像时快速&慢速移动能感觉到切屏现象，但不影响用户正常使用，勉强可以接受。

相机/摄像时快速&慢速移动或菜单滑动时也能明显感觉切屏现象，影响用户视觉效果，必须改善.

显示无明显扭曲、锯齿状现象.

有一定的锯齿状现象.

有明显条状现象出现.

肤色良好感觉真实.

肤色过浓有轻微失真感，不影响用户正常使用，可以接受.

肤色发白有失真感，影响用户视觉效果，必须改善.

串扰

*整体色彩过渡

优秀

合格

不合格

优秀

*切屏

不同像素图片处理情况

肤色

合格

不合格

优秀

合格

不合格

优秀

合格

不合格

优秀

进入摄像预览模式移动观察

选取不同像素图片观察

色彩鲜艳亮丽.

色彩显示黯淡，但不影响用户正常使用，可以接受.

有褪色的感觉，影响用户视觉效果，必须改善.

屏幕显示较亮.

屏幕显示亮度一般，但不影响用户正常使用，可以接受.

屏幕显示较暗，影响用户视觉效果，必须改善.

观察屏幕显示，左右视角是否对称，上方视角是否反黑

与专业显示器的正白图片进行对比判断

色彩饱和 合格

不合格

优秀

*亮度

视角

合格

不合格

观看手机显示

正常使用视角.

非正常使用视角，必须改善.

偏暖,颜色有点失真现象，需要改善.

略暖，不影响用户使用，可以接受.

正白，可以接受.

偏红,颜色有点失真现象，需要改善.

色调

页脚

. .

略冷，不影响用户使用，可以接受.

偏冷,颜色有点失真现象，需要改善.

背光部分

背光无斜纹、暗块、水印.

背光有斜纹、暗块、水印，必须改善.

使用纯白色、纯绿色观察屏幕

七、 LCD/LCM主要模组厂家和IC厂家

LCM模组厂家：天马、达、信利、三龙显示、TCL显示、帝晶、中光电、天亿富、比亚迪、、星源、煜彩、国显、京、宝锐视、亿都、夏普、东芝、NEC、日立、京瓷、三菱、索尼、富士通、亿华、博一、雅视、易欣达、优纳斯、维拓、宇顺、海飞、德思普、凯圣德、立德通讯、莱宝、兴展、聚睿鼎等等；

目前我司的LCM供应商：合力泰、立德、中光电；

LCD玻璃面板厂家：

地：天马、奇信、京、龙腾、上广电、奇菱、凌巨、清达光电、信利、中星光电、中电熊猫、比亚迪、华森、海信、维信诺、翰图森、长智光电、彩虹、宝锐视、德邦、虹欧、彩晶、亿都、平达、静电、智炫；

：友达、奇美—群创、中华映管、瀚宇彩晶、统宝、锦祥、广辉、ORTUSTECH、全台晶像、联友、奇晶、达基、晶彩、众福、晶达、久正、光联、悠景、台盛、富相、智晶、莱宝科技、南亚光电；

日本：夏普、东芝松下、NEC、日立、京瓷、三菱、光王、鸟取三洋、索尼、IDTech、富士通、精工、IPS Alpha、卡西欧、STI、先锋、星电、IMLS、西铁城、阿尔卑斯；

国：LG、三星、HYDIS、现代、金星；

欧美：元太、IBM、pixel Qi 、爱普生、FINLUX；

IC厂家：奕力、矽创、奇景、格科微、旭耀、新相微、天利、天域、瑞鼎、瑞萨等等；

八、 LCD屏未来的发展趋势

页脚

. .

2015年AMOLED 全球渗透率为17%，国渗透率为11%；

2016年预计全球渗透率为25%，国渗透率为16%；

预计2020年，全球渗透率45%，国渗透率为25%；

2016年Q1季度统计，国四大品牌（华为、小米、OPPO、VIVO）AMOLED屏幕渗透率为30%；

由于AMOLED可以不带背光板主动发光这个在本质上于TFT屏不同的特点，并且有轻薄、功耗低、可做成柔性屏等众多优点，未来会逐步替代TFT屏。目前AMOLED正在朝着曲面——折叠——卷曲的方向发展，并且随着AMOLED的技术不断发展升级，以及石墨烯技术的更新普及，可以卷曲的柔性屏将会在不久的将来逐渐普及到市场上来。

页脚

. .

页脚