现有的TFT液晶技术被人诟病的一个缺点就是响应时间过慢,而响应时间这一概念也只是伴随着液晶出现的一个新问题。在CRT显示器中,只要电子束击打荧光粉立刻就能发光,而辉光残留时间极短,因此传统CRT显示器响应时间仅为1~3ms。所以,响应时间在CRT显示器中一般不会被人们提及。而由于液晶显示器的成像原理是靠面板中的电极通电后,将液晶分子扭转让背光模块的光线通过之后发光,液晶分子的扭转过程教长,因此就导致的响应时间过慢。在显示动态影像的时候,过慢的响应时间让我们的眼睛认为产生了拖尾的现象,对于视觉效果有很大影响。
对于响应时间业界主要有两种定义标准,即黑白响应时间(BTW:black to white)和灰阶响应时间(GTG:gray to gray)。黑白响应时间是指液晶分子从完全开启状态到完全关闭状态,所需要的时间。由于实现这两种状态相对比较容易,所需的时间也较短,并不能完全代表液晶分子在多种色彩间过度的响应时间,因此不少厂商都在今年又提出了灰阶响应时间的概念。在绝大多数应用中,画面并不是彻底的由全黑到全白的变化,起大多数液晶的转动范围维持在10%至90%开启的范围内,由此来实现RGB颜色间灰度的变化,因此在这个范围内的液晶分子转动时间就被定为了灰阶响应时间。
普遍对于灰阶响应时间的测试方法为,液晶分子从90%开启到10%开启所需要时间(即从亮到暗的过程,Tr)和从10%开启到90%开启所需要时间(即从暗到亮的过程,Tf)所相加的和。而取决于响应时间的特性主要来自于:液晶材料的黏滞系数、液晶材料的介电系数、液晶单元盒的间隙、液晶单元盒驱动电压这四个方面,它们之间的关系可以由于以下公式来相互换算。
根据液晶响应时间的计算公式,降低液晶材料的黏滞系数、提高液晶材料的介电系数、减小液晶单元盒的间隙、提高液晶单元盒驱动电压都可以使得响应时间得以提升。但粘滞系数和介电系数是由液晶特性所决定的,而随着灰度等级的提升粘滞系数也同时进一步加大,因为过低的粘滞度会造成液晶的偏转方向不容易精确控制。提高液晶材料的介电系数和增大液晶单元盒的间隙对材料都有众多的要求,目前的材料而言已经基本将这两者的参数发挥到极至,在找到能够继续提升性能的新材料之前,这两点还很难被继续提升。因此最有可能实现的就是提升液晶盒驱动电压。
液晶分子每一种稳定的状态都对应着一定的电压值,不同灰阶的对应电压不同,分子需要转过的角度也不同,这就造成了不同灰阶转换的响应时间的不一样。当在电极上加电压时,液晶分子不是即时转动到目标状态,而是在一定的响应时间之后才能达到这个状态,电压越高,液晶分子转动的速度越快。所以很多厂商就从此处入手,将施加的驱动电压在起始的时候稍高于目标状态的对应电压,使得液晶分子转动的速度更快,在到达目标状态时,电压再回落至目标状态的对应电压以保持状态,这样就有效缩短了反应时间,而且使不同灰阶切换的响应时间平均化。由于液晶面板上的液晶单元盒众多,一个17寸的液晶显示器上就拥有,1280x1024x3=3.9M个这样的单元盒,因此就必需依靠IC芯片来实现了。
目前用于实现液晶盒驱动电压提升控制的IC芯片主要有钰瀚公司的OverDrive系列和三星的RTA(Response Time Accelerator)芯片。三星的RTA芯片主要用于自家的显示器上,通过改芯片的控制已经达到了最高4ms的灰阶响应时间水平。而钰瀚的OverDrive系列则被广大的液晶显示器厂商所采用,如:优派、明基等都是基于OverDrive技术。目前通过类似技术,液晶显示器的响应时间已经最快可达到2ms,无疑已经基本达到CRT显示器的水平。我们有充足的理由相信,响应时间的问题未来将不再成为液晶发展的绊脚石。

