何謂「不閃屏」?主流調光技術簡介

在背光模組部分最後要談到的則是近幾年來廠商在宣傳時經常主打的「不閃爍」護眼技術,在談這個技術之前我們得先了解背光模組到底是如何進行亮度調控的,以目前來說主要可以分為脈衝寬度調變 (Pulse Width Modulation, PWM) 與 DC 直流變頻兩種技術。

脈衝寬度調變 (PWM) 調光

早期的液晶顯示器大多採用 PWM 調光 (從 CCFL 背光模組時代便是如此),PWM 調光型的背光模組在運作中會不斷的進行閃爍,而此類背光模組得以調整亮度的原理其實就是透過改變閃爍的頻率,進而影響在單位時間內背光模組「亮著的時間」長短來改變人所感知到的亮度強弱,這種作法有著複雜度低、成本低的特性因此被廣泛使用在大多數型號上。

然而 PWM 調光最大的缺點就在於背光模組持續閃爍的過程中容易讓人眼感到疲勞 (且亮度越低閃爍會越明顯,因亮度越低時背光保持開啟的時間就越短,亮度全開時則不會出現閃爍),而且在背光模組轉入 LED 世代之後這個問題變得更加明顯 (主因是 CCFL 燈管在電源中斷時不會立刻完全熄滅,但 LED 燈泡在電源中斷時則會瞬間完全熄滅所致),因此後來在高階機種上才有了 DC 直流變頻線性調光技術的出現。

DC 直流變頻調光

相較於 PWM 調光來說,DC 直流變頻調光在原理上複雜了許多 (需要許多電路設計的配合),但採用 DC 直流變頻調光的 LED 背光模組的亮度會隨著調光過程呈現線性變化,因此不會有 PWM 調光下的閃爍問題 (這就是所謂的「不閃屏」),不過由於成本較高,因此通常只會在較高階的顯示器上採用,且由於低亮度下的直流變頻調光在技術上較為困難,因此也有不少中階顯示器是採用在高亮度情況下使用 DC 直流變頻調光,低亮度模式下則採用 PWM 調光的混合設計。

要判斷當前使用的顯示器是否是採用 DC 直流變頻調光一般而言會使用電風扇或是相機鏡頭協助判斷 (人眼通常無法一眼看出其差距,只是體質較敏感的人可能會在使用一段時間之後發現使用採 PWM 調光的顯示器時眼睛較容易出現疲勞感),如上圖當中左側螢幕前的扇葉出現了扭曲圖樣就表示該螢幕採用的是 PWM 調光技術 (若使用相機輔助觀察則是在使用 PWM 調光技術的顯示器前鏡頭會出現類似下圖的波浪紋)。

最後要特別提及的是,如同前面所述,有部分中階顯示器是採用在高亮度情況下使用 DC 直流變頻調光,低亮度模式下則採用 PWM 調光的混合設計,因此在檢測顯示器是否採用 DC 直流變頻調光時建議將亮度事先調整至 30% 左右以了解實際情況。

液晶顯示器規格完全解析

在簡單談過液晶顯示器三大組成部分中的前兩大 (面板與背光模組) 的原理與結構之後,接下來剩餘的部分由於通常可以見諸於規格書上,因此我打算以廠商規格書當中經常出現的項目為主軸進行說明。

顯示比例與原生解析度

首先第一項要談的是顯示比例,早期的個人電腦顯示器所使用的顯示比例 (即原生解析度的長寬比,如 800×600 解析度的顯示比例即是 4:3,原生解析度則是該面板長、寬邊上實際存在的像素數量) 均為 4:3,最早可以追溯到 1987 年搭配 IBM PS/2 所推出的 VGA 規範 (這部分請參考 5-4 節的內容) 所使用的 640×480 解析度,後來則是為了維持相容性等因素而使得 4:3 顯示比例被這樣一路沿用下來 (還記得十幾年前多數情況下都是用 800×600 與 1024×768 這兩個原生解析度嗎?甚至時至今日還是有很多投影機是使用 640×480、800×600、1024×768 這三種原生解析度)。

後來約莫是在 2006 年前後,顯示器廠商們開始大規模推廣所謂的「寬螢幕」顯示器,主打可以一次觀看兩個視窗、縮小筆記型電腦的體積、畫面加寬後觀看上較為舒適等特性而推出一系列顯示比例為 16:10 的顯示器 (至於為什麼是這個比例,原因主要有二,其一是 800×480 正好是 VGA 標準解析度的加寬版本,某種程度上可以確保相容性,其二則是 16:10 這個比例最接近黃金分割比的緣故),這幾年內最為流行的原生解析度則是 1680×1050。

不過 16:10 比例的流行並沒有持續太長的時間,大約在 2008 年、2009 年附近開始廠商就開始推動將原先主要用於電視、電影與遊戲機上的 16:9 比例推廣到個人電腦領域,至於為什麼是 16:9 這個比例,要談之前得分成兩個部分說明:

在多年以前 (約莫是 1970 年代前後),其實家用電視與電腦大多都採用 4:3 顯示比例設計,而當時電影院則為了提供觀眾更寬廣、更獨特的視覺體驗因此特別發展出了 2.35:1 (即 21:9) 這個比例,由於當年還沒有 VCD、DVD 等設備,租電影回家看等行為並不盛行 (其實當年的電影製片商與電影院也不樂見客戶把影片租回家多次官看),因此這兩邊就這樣各自發展了數十年。

而後來隨著 VCD、DVD 等設備的發展,越來越多人會在電視上收看各式各樣的電影,加上電視上也出現了許多電影頻道,人們很快發現電視的比例與電影影片的比例相差過大造成了顯示空間的嚴重浪費 (當年的電視可沒有現在隨便就這麼有這麼大的尺寸),因此便從數學觀點上發展了 16:9 這個折衷比例 (不論顯示 4:3 或 2.35:1 畫面都至少能有一個方向是完全填滿的)。

但是在個人電腦領域上採用 16:9 比例的緣由就沒有這麼深厚的理論依據了,實際上個人電腦領域開始大規模導入 16:9 比例其實主要因素是基於生產成本上的考量 (稍後談到螢幕尺寸的部分會說明),而前面提到的電影、電視界的糾葛則只是廠商用來推廣 16:9 比例的藉口 (例如看電影不留黑邊等等,然而實際上若設計成 16:10 比例全螢幕撥放影片不是可以保留工作列以更方便操作嗎?),在廠商的大力推動下,今天所能見到的個人電腦顯示器幾乎都是 16:9 比例了 (主流原生解析度為 1920×1080,中低階筆記型電腦則偏好 1366×768)。