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LCD响应时间的极限


□ 陈忠民

LCD响应时间的发展历经多年仍然步履维艰,其中包含了太多让研究人员伤透脑筋的问题。虽然现今LCD的响应时间相比之前已经有了长足的进步,但与CRT相比却依然难以让人满意。究竟哪些因素阻碍了响应速度的提升?LCD的响应时间还能有更大的突破吗?本文试图从多个角度去找寻答案。


一种技术从运用到成熟竟然长达20年之久,这种现象在计算机领域里是罕见的。从1986年NEC制造了第一款有液晶屏幕的便携式计算机,到2005年末液晶显示器的市场占有率首次与CRT持平,液晶显示技术在PC中的应用经历了20年的缓慢成长过程。
液晶显示器的历史虽然不算太短,但因长期只用于便携设备的静态图文显示,响应速度慢的问题没有引起足够重视。近年来,液晶显示器在台式机中应用越来越普遍,视频播放、游戏的应用也呈爆发性增长,此时响应时间问题才因此倍受关注。
有人曾提出,电脑的速度已经足够快,不用再花力气去提高CPU频率了。这样的预言家现在仍不乏其人,几年前就有些人认为,响应时间已经到了终极,而事实并非如此。虽然液晶显示器响应时间从早期上百ms缩短到了4ms,但与CRT显示器相比依然逊色不少。就目前来说,3D加速显示卡每秒可以运算出的画面帧数都在200以上,要玩Quake3等游戏,更是需要300帧/s的刷新率才会非常流畅,4ms的响应时间显然是不够的。而在即将到来的高清电视时代,短响应时间仍然是液晶电视的卖点。
响应时间,这个看似简单的问题为何迟迟不能一下子搞定,为什么会历时多年仍缓慢前进,是哪些因素阻碍了LCD响应速度的提升?这还得从头说起。

生性笨拙的显示介质

液晶作为弹性连续体,具有可沿展性、可扭曲性和可弯曲性。液晶显示主要利用了液晶分子能够扭曲的特性,以及扭曲液晶的旋光性,入射光的偏振面沿液晶的扭曲螺旋轴旋转,液晶旋转角度就决定了液晶盒的透光量,从而决定了该像素的亮度高低。
液晶材料可以分成高分子液晶与低分子液晶两种,想要提高液晶显示器的响应速度,就要选择分子量较小的液晶。这好比跳水运动员,小巧的身体能使动作更敏捷,能够更灵活地完成空中转体等高难度动作。
液晶是一种有机分子,由于其分子结构具有对称性,使得分子集合体在没有外界干扰的情况下形成分子相互平行排列,以使系统自由能最小。液晶按结构的不同可分为三类:向列相、胆甾相和近晶相,目前用于显示器件中的通常为向列相液晶和胆甾相液晶。向列相液晶的排列方式是分子重心无平移周期性,具有分子取向有序性。胆甾相实际是向列相的特殊形式,分子重心无平移周期性,具有分子取向有序性。 ......
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摘自:微型计算机
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