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圖1 CRT顯示器的結構

　　液晶顯示器（LCD）的結構是在相距幾個(gè)微米的兩個(gè)玻璃基板之間封入液晶，在透明玻璃基板的內側有許多水平和垂直的電極，這些電極加上電壓后，每對上下電極重合部分的液晶分子方向發(fā)生相應的變化，使得該部分的透光率發(fā)生變化。TFT-LCD（TFT-薄膜晶體管）技術(shù)是液晶顯示技術(shù)與微電子技術(shù)相結合的新技術(shù)。LCD顯示器是由施加電場(chǎng)來(lái)控制向列液晶分子取向排列的變化，通過(guò)調制入射偏振光的光強度來(lái)實(shí)現圖像顯示。TFT-LCD顯示器的結構如圖2所示。

圖2 TFT- LCD顯示器的結構

3 CRT顯示器和LCD顯示器測試方法比較

（a）幾何失真

　　造成幾何失真的主要原因是電子束掃描速度的變化。在理想情況下，電子束沿水平方向和垂直方向通過(guò)屏幕的速度應該不變，這樣重顯圖像的失真最小。實(shí)際上由于顯像管的曲面效應，即使鋸齒波電流線(xiàn)性良好，仍會(huì )出現光柵延伸失真，使光柵中心部分圖像壓縮，邊緣部分圖像伸長(cháng)。僅CRT電視顯示器存在幾何失真，LCD電視顯示器沒(méi)有幾何失真。

（b）可視角、亮度/色度與視角的關(guān)系

　　與CRT 屏幕相比，視角仍是平面顯示器一個(gè)相當不一樣的地方。當背光光源的入射光通過(guò)偏極片、液晶及所謂的取向膜后，輸出光便具備了特定的方向特性，亮度、對比度下降，色彩也會(huì )發(fā)生偏離，如右3圖所示。假如從一個(gè)非常斜的角度觀(guān)看畫(huà)面，我們可能會(huì )看到黑色或是色彩失真。為了解決視角問(wèn)題， LCD的液晶面板采用：IPS(IN-PLANE -SWITCHING、MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)、TN+FILM。這些技術(shù)都能把液晶顯示器的視角增加到160度，甚至更多。

圖3 LCD的方向性示意圖

　　在GB/T17309中LCD可視角的定義為：屏幕中心亮度降低50%時(shí)的角度(即L0/2視角)； LCD的視角特性明顯不如CRT、等離子顯示器和OLED（有機電致發(fā)光）等發(fā)射型的顯示器件。為了考核LCD在可視角范圍亮度和色度的變化，規定了這些相關(guān)測試項目。測量點(diǎn)示意圖如圖4所示。

（c）亮度、亮度/色度均勻性

　　LCD顯示器的最大亮度通常由冷陰極射線(xiàn)管(背光源)來(lái)決定，在較強的環(huán)境光照下，如果顯示器亮度不夠，畫(huà)面就會(huì )晦暗而缺乏層次，甚至細節難以看清。如果要在較強的環(huán)境光線(xiàn)下達到較好的顯示效果，至少要300尼特（cd/m²），最好能達到400-500尼特。為了達到這種顯示能力，LCD顯示器需要采用更大功率的光源和改進(jìn)的背光設計。CRT顯示器的最大亮度取決于顯像管槍的加速電壓，而這樣做的結果會(huì )造成較高的輻射量及降低激發(fā)磷光的生命周期。LCD和CRT亮度、亮度/色度均勻性測量點(diǎn)示意圖如圖4所示。

　?。ㄗⅲ涸贗EC 61747-6標準中，LCD模塊的（b）、（c）條測試采用25點(diǎn)法。）

（d）對比度

　　在CRT顯示器的測試中，對比度定義為中心白窗口亮度除以四個(gè)黑窗口的平均亮度的比值。在LCD模塊測試中，對比度定義為最大亮度值(全白)除以最小亮度值(全黑)的比值，對比度越大則此顯示器越好。CRT顯示器的對比度高，畫(huà)面品質(zhì)可以與沖洗照片比美。在CRT顯示器上呈現真正全黑的畫(huà)面是很容易的，但對TFT-LCD來(lái)說(shuō)是相當不容易的。由冷陰極射線(xiàn)管所構成的背光源是很難做快速開(kāi)關(guān)動(dòng)作，背光源始終處于點(diǎn)亮的狀態(tài)，為得到全黑畫(huà)面，液晶模塊必須完全阻擋背光源的光，但在物理特性上，無(wú)法完全達到這樣的要求，總會(huì )有一些漏光。

圖4 CRT顯示器亮度、亮度/色度均勻性測量點(diǎn)示意圖

（e）響應時(shí)間

　　所謂響應時(shí)間是液晶顯示器各像素點(diǎn)對輸入信號反應的速度，即像素由暗轉亮或由亮轉暗所需要的時(shí)間。早期常說(shuō)的25ms 、16ms和最近12 ms就是指的這個(gè)響應時(shí)間，響應時(shí)間越短觀(guān)看動(dòng)態(tài)畫(huà)面時(shí)的拖尾現象越小。一般將響應時(shí)間分為兩個(gè)部分：上升時(shí)間(Rise time)和下降時(shí)間(Fall time)，而表示時(shí)以?xún)烧咧蜑闇省?

　　CRT顯示器中，只要電子束擊打熒光粉立刻就能發(fā)光，而輝光殘留時(shí)間極短，因此傳統CRT顯示器響應時(shí)間僅為1~3ms。所以，響應時(shí)間在CRT顯示器中一般不會(huì )被人們提及。而由于液晶顯示器是利用液晶分子扭轉控制光的通斷，而液晶分子的扭轉需要一個(gè)過(guò)程，所以L(fǎng)CD顯示器的響應時(shí)間要明顯長(cháng)于CRT。

（f）亮度隨時(shí)間的變化

　　LCD像素由暗轉亮時(shí)存在響應時(shí)間問(wèn)題，亮度會(huì )隨時(shí)間而改變。顯示器開(kāi)機后，亮度隨時(shí)間變化的快慢，體現在建立圖像的顯示效果。

　　 CRT顯示器中，電子束擊打熒光粉立刻就能發(fā)光，亮度隨時(shí)間變化不明顯。

（g）依據標準

　　CRT和LCD顯示器的測試依據GB/T 17309-1998（即IEC107-1）。

　　LCD模塊的測試依據IEC 61747-6。

4 CRT和LCD顯示器測試比較表

LCD與CRT電視顯示器測試方法比較

2005-12-27 國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心訪(fǎng)問(wèn)次數: 1154 作者：

王海燕、桂平

國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心

國家數字電視用戶(hù)端產(chǎn)品測試實(shí)驗室

北京 100015

【摘要】介紹了LCD和CRT顯示器的特性，對目前LCD和CRT電視顯示器測試方法進(jìn)行了比較。

【關(guān)鍵詞】LCD電視顯示器;CRT電視顯示器; TFT;

Compare of measurement methods for liquid crystal display （LCD）& cathode ray tube（CRT）TV displays

Wang Hai-yan, Gui ping

National test and inspection center for radio and TV products

National Digital TV Testing Lab for Consumer Products

【Abstract】In this paper, introduced characteristic of LCD & CRT , Compare of measurement methods for liquid crystal display & cathode ray tube TV displays

【Key words】liquid crystal TV displays ; cathode ray tube TV displays; thin film transistor;

1 概述

　　目前的電視顯示器可分為陰極射線(xiàn)管顯示器和平板顯示器兩種。陰極射線(xiàn)管裝置較大，且占居空間；平板顯示器是平面的且節省空間。平板顯示器又可分為液晶顯示器、等離子顯示器、發(fā)光二極管顯示器和其他設備等等。CRT和LCD顯示器的顯示原理和特性各不相同，測試項目和測試方法也存在一定的差異。

2 CRT顯示器和LCD顯示器的特性和結構

　　CRT顯示器是利用電子槍發(fā)射的三個(gè)電子束通過(guò)蔭罩的選色機構分別打到紅綠藍三基色的粉點(diǎn)或粉條上而發(fā)光，其尋址是利用電子束在偏轉線(xiàn)圈中的交變磁場(chǎng)中的運動(dòng)而掃描，亮度調制是依靠電子槍的第一柵極和陰極間的信號變化來(lái)實(shí)現。CRT顯示器的結構如圖1所示。

項目	LCD	CRT
測試距離	6倍屏幕高度（SDTV） 3倍屏幕高度（HDTV）	4~6倍屏幕高度（SDTV） 3倍屏幕高度（HDTV）
測試環(huán)境	測試暗室	測試暗室
激勵端口	液晶顯示板激勵器的輸入端	CRT的電極
依據標準	GB/T 17309-1998 （即IEC107-1） IEC 61747-6	GB/T 17309-1998 （即IEC107-1）
可視角	L0/2	—
結構	兩維	三維
尋址方式	數字	模擬
X射線(xiàn)	無(wú)	有
功耗	大	小
電磁干擾	大	小
亮度與視角的關(guān)系	L0/2處	—
色度與視角的關(guān)系	L0/2處	—
響應時(shí)間	有	—
亮度隨時(shí)間的變化	有	—
幾何失真	—	有
亮度	有	有
對比度	有	有
亮度均勻性	有	有
色域	劣于CRT	寬

5 結束語(yǔ)

　　CRT和LCD顯示器的工作原理不同，顯示特性各異。為使整機性能參數具有可比性，相同項目的測試方法應一致，如可視角、亮度與視角的關(guān)系、色度與視角的關(guān)系等項目應與其他顯示器（如CRT背投和PDP）的測量項目一致，也應該在L0/3處進(jìn)行測量；特殊參數應單獨考核。

參考文獻

[1] GB/T 17309.1-1998 電視廣播接收機測量方法第1部分：射頻和視頻電性能測量及顯示性能的測量

[2] IEC 61747-6-2004 Liquid crystal and solid-state display devices-part 6:Measuring methods for liquid crystal modules_ Transmissive type

[3]李維郭強液晶顯示器件應用技術(shù). 1993
作者介紹：

王海燕：國家數字電視用戶(hù)端產(chǎn)品測試實(shí)驗室高級工程師，信息產(chǎn)業(yè)部數字電視測量方法標準工作組成員。長(cháng)期從事顯示技術(shù)及測量方法的研究，曾多次參加國家標準的制訂工作，是《數字電視陰極射線(xiàn)管顯示器測量方法》和《數字電視背投影電視陰極射線(xiàn)管顯示器測量方法》國家標準的主要起草者。

桂平：國家數字電視用戶(hù)端產(chǎn)品測試實(shí)驗室高級工程師，信息產(chǎn)業(yè)部數字電視測量方法標準工作組成員，長(cháng)期從事數字電視信源、信道技術(shù)的研究。

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