液晶显示器的分类
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液晶显示技术分类一、液晶显示技术概述液晶显示技术,是一种利用液晶材料电光特性的技术,通过电场的作用改变液晶分子的排列状态,从而实现图像显示。
这种技术在现代电子产品中应用广泛,如手机、电视、电脑等。
液晶显示技术具有低功耗、体积小、重量轻、视角大等优点,已成为当今显示技术的主流。
二、液晶显示技术分类1.TN液晶显示技术TN液晶显示技术是最早的液晶显示技术,其特点是视角较小,响应速度较慢。
TN液晶显示器在扭曲向列型态时,其分子会以一种较快的速度进行90度扭曲,以向着更亮或更暗的方向移动。
但由于其响应速度较慢,现已逐渐被淘汰。
2. STN液晶显示技术STN液晶显示技术是一种改进型的TN液晶显示技术,其特点是视角大、亮度高、响应速度快。
STN液晶显示器由于采用了双层薄膜晶体管,使得其亮度、响应速度和视角都得到了显著提高。
但是,STN液晶显示器的颜色效果比较单一,通常为黄绿模式。
3. LCD液晶显示技术LCD液晶显示技术是目前最常用的液晶显示技术,其特点是图像质量高、稳定性好、寿命长。
LCD液晶显示器利用了液晶和光线在穿过偏振片时的相互作用,通过改变偏振片的旋光状态来实现图像的显示。
LCD液晶显示器可以提供高分辨率、高对比度和高亮度的图像,颜色效果也非常丰富。
三、各类液晶显示技术的子类别1.乐观态度和研究方向随着科技的不断发展,液晶显示技术也在不断创新和进步。
目前的研究方向主要包括提高响应速度、扩大视角、提高亮度和色彩效果等方面。
同时,柔性显示、透明显示等新型液晶显示技术的应用也越来越广泛。
2. 面临的挑战虽然液晶显示技术已经取得了很大的进展,但仍存在一些挑战。
例如,如何进一步提高响应速度和色彩效果,如何降低生产成本和提高生产效率等。
同时,随着物联网、智能家居等新型科技领域的快速发展,对于新型液晶显示技术的需求也越来越迫切。
四、显示性能评估与提升方法1.现有评估方法对于液晶显示器的性能评估,通常采用亮度、对比度、响应速度、色彩效果等指标进行评估。
LCD屏与LED屏的区别LCD屏与LED屏的区别显示屏是笔记本的关键硬件之一,约占成本的四分之一左右。
但有些朋友可能对笔记本的显示屏类型LCD与LED的优劣不是很明白,因此本文专门介绍一下两者的区别。
一、LCD的分类及主要特点LCD是液晶显示屏的全称,主要有TFT、UFB、TFD、STN等几种类型的液晶显示屏。
笔记本液晶屏常用的是TFT。
TFT屏幕是薄膜晶体管,是有源矩阵类型液晶显示器,在其背部设置特殊光管,可以主动对屏幕上的各个独立的像素进行控制,这也是所谓的主动矩阵TFT的来历,这样可以大的提高响应时间,约为80毫秒,有效改善了 STN(STN响应时间为200毫秒)闪烁模糊的现象,有效的提高了播放动态画面的能力。
和STN相比,TFT有出色的色彩饱和度,还原能力和更高的对比度,太阳下依然看的非常清楚,但是缺点是比较耗电,而且成本也较高。
二、LED的分类及主要特别LED是发光二极管LightEmittingDiode的英文缩写。
LED应用可分为两大类:一是LED单管应用,包括背光源LED,红外线LED等;另外就是LED显示屏。
目前,中国在LED基础材料制造方面与国际还存在着一定的差距,但就LED显示屏而言,中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。
LED 显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
它采用低电压扫描驱动,具有:耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。
三、LCD与LED的主要区别LED显示器与LCD显示器相比,LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面,都更具优势。
LED与LCD的功耗比大约为10:1,而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现,能提供宽达160°的视角,可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息,也可以播放电视、录像、VCD、 DVD等彩色视频信号,多幅显示屏还可以进行联网播出。
而且LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍,在强光下也可以照看不误,并且适应零下40度的低温。
液晶屏的等级分类
1、A+屏:是指无斑,没有亮点和暗点,显示稳定无抖动,在TFT-LCD专业测试软件下符合上述标注;
2、A屏:是指无斑,亮点和暗点2个以内,显示稳定无抖动,在TFT-LCD专业测试软件下符合上述标注;
3、B屏:业界普遍把超过2个以上亮点的屏称为B屏;
4、C屏:带有亮线的A屏称为c屏
所谓亮点:在液晶显示器开机状态下有一个像素没有工作一直发亮;
所谓暗点:在液晶显示器开机状态下看不到,在TFT-LCD专业测试软件下可以看到,
所谓有斑:在TFT-LCD专业测试软件下会有明显的表现,一般使用中不太明显;
所谓亮线:液晶显示器的色彩是由横竖扫描线扫描产生的,每根线大约0.03毫米宽,他们的那一个根线出现短路和开路现象那就是亮线。
液晶显示屏在生产过程都会有亮线和亮点出现,这种现象是无法避免的,但除此之外其他性能均符台行业标准。
以下是各品牌液晶屏原厂等级从高到低依次排列次序参考
AUO: Z-P-N-V-B;
CMO: A-A-(A-)-B;
CPT:A-Y-D-Z;
LPL:A-A1-B;
SVA:E-G-N-B;
HSD:A-NI-YO-V2;
Innolux:E-G1-G3-G5-G7-GE;
SamSung:A-Bin1-Bin3-Bin5-Bin7-Bin10-B;。
lcd知识点一、LCD的定义和原理液晶显示器(LCD)是一种使用液晶材料作为显示元件的平面显示器。
其工作原理是利用液晶分子在电场作用下的取向变化来控制光的透过和阻挡,从而实现图像显示。
二、LCD的结构1. 前置板:由玻璃或塑料制成,具有良好的透明性和机械强度。
2. 后置板:与前置板相对,由玻璃或塑料制成,具有良好的机械强度。
3. 液晶层:位于前后两个玻璃板之间,由液晶分子组成。
4. 色彩滤光片:位于前置板与液晶层之间或后置板与液晶层之间,用于调节透过光线的颜色。
5. 光源:提供背景光,常用的有冷阴极荧光灯(CCFL)和LED。
三、LCD的分类1. TN型液晶显示器:采用扭曲向列(TN)模式,在价格上较为便宜,在反应速度上较快,但视角较窄。
2. IPS型液晶显示器:采用广视角IPS技术,在色彩还原和视角上表现出色,但价格较高。
3. VA型液晶显示器:采用垂直对齐(VA)技术,在对比度和黑色表现上优秀,但价格较高。
四、LCD的优缺点1. 优点:(1)体积小,重量轻;(2)功耗低,发热少;(3)分辨率高,显示效果好;(4)无闪烁、无辐射、无眩光。
2. 缺点:(1)视角窄,易出现颜色失真;(2)黑色表现不如CRT;(3)价格相对较高。
五、LCD的常见问题及解决方法1. 屏幕花屏或闪屏:检查数据线是否松动或损坏,并重新插拔一下;若仍然存在问题,则可能是硬件故障。
2. 显示模糊或失真:调整分辨率和刷新率;若仍然存在问题,则可能是驱动程序或显卡故障。
3. 屏幕死点或亮点:检查是否有灰尘或污渍;若仍然存在问题,则可能是液晶层故障。
六、LCD的选购要点1. 分辨率:越高越好。
2. 视角:IPS型液晶显示器视角较广。
3. 对比度:越高越好,一般不低于1000:1。
4. 反应速度:TN型液晶显示器反应速度较快。
5. 色彩还原:IPS型液晶显示器色彩还原较好。
6. 接口类型:HDMI接口支持高清视频传输,DP接口支持4K分辨率。
LCD液晶显示屏等级划分摘要:LCD液晶显示屏现在市场上鱼目混珠,低屏高卖时有发生,本文从现有行业标准和国际标准带你认识不同等级的LCD屏幕区别,让你认识屏幕的真正含义。
关键词:LCD液晶显示屏;显示屏等级划分;1什么是液晶显示屏1.1液晶显示屏定义液晶显示屏 liquid crystal display,外加电压使液晶分子取向改变,以调制透过液晶的光强度,产生灰度或彩色图像的显示屏,简称;LCD显示屏。
1.2 常用液晶显示屏分类目前市场上生产LCD液晶显示屏面板的主流厂家有三星、LG、夏普、NEC和京东方,京东方是我国自主研发的产品,其他均是进口产品。
根据液晶面板的发光光源不同现在主要分为LED背光和CCFL背光(也就是荧光灯),分别是二极管和冷阴极灯管,目前LED背光是主流产品。
1.3 液晶显示屏在市场的运用有哪些目前市场上的液晶显示屏运用主要在商用和工业级两个方向使用,商用的屏幕有家用电视、电脑显示屏。
工业用屏主要使用在监控室和ECC运维指挥室拼接屏上使用;商用屏幕一般不能24h开机,且故障率较高;工业屏可以24h开机,故障率低。
1.4 液晶显示屏在市场的价位如何在京东方生产出屏幕之前国内市场屏体主要被三星、NEC等国际品牌占据很大份额,5年前原产进口的46寸进口品牌的液晶拼接屏在国内市场价格在40000元以上,随着国内京东方大屏上市后,国内大屏市场价格整体有了大幅度的降低,目前原装46寸进口拼接屏的价格不到原先的一半,国产的屏幕更加便宜。
2液晶显示屏都有哪些等级划分由于目前国内没有一套针对大屏幕等级的认定标准,目前各显示器制造商多采用ISO(International Standards Organization,国际标准化组织)9241标准,这个是所有显示器制造商参考、依据的一系列有关液晶显示器图像品质的规范。
国内目前参考的是SJ/T 11292-2016计算机用液晶显示器通用规范;ISO9241:2008标准里面将显示屏幕划定了四个等级,Class1~Class4。
以前发表过关于液晶显示器的文章,但感觉不如下面的内容清晰,所以现在给大家参考参考!液晶显示器的分类。
常见的液晶显示器分为TN-LCD(Twisted Nematic-LCD,扭曲向列LCD)、STN-LCD(Super TN-LCD,超扭曲向列LCD)、DSTN-LCD(Double layer STN-LCD,双层超扭曲向列LCD)和TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD,薄膜晶体管LCD)四种。
其中TN-LCD、STN-LCD和DSYN-LCD三种基本的显示原理都相同,只是液晶分子的扭曲角度不同而已。
STN-LCD的液晶分子扭曲角度为180度甚至270度。
而TFT-LCD则采用与TN系列LCD截然不同的显示方式。
TN由于无法显示细腻的字符,通常应用在电子表、计算器上。
作为显示器TN系列的液晶显示器已基本被淘汰,STN由于扭转角度较大,字符显示比TN细腻,同时也支持基本的彩色显示,多用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机等。
而随后的DSTN和TFT 则被广泛制作成液晶显示设备,DSTN液晶显示屏多用于早期的笔记本电脑,由于支持的彩色数有限,所以也称为伪彩显。
TFT则既应用在笔记本电脑上,又逐步进入主流台式显示器市场。
三、TFT液晶显示器的原理。
TFT液晶显示器与TN系列液晶显示器的原理大不相同,但在构造上和TN液晶仍有相似之处,如玻璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等,它也同样采用两夹层间填充液晶分子的设计,只不过把TN上部夹层的电极改为FET晶体管,而下层改为共同电极。
在光源设计上,TFT的显示采用“背透式”照射方式,即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从上至下,而是从下向上,这样的作法是在液晶的背部设置类似日光灯的光管。
光源照射时先通过下偏光板向上透出,它也借助液晶分子来传导光线,由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极。
在FET电极导通时,液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变,也通过遮光和透光来达到显示的目的。
LCD液晶显示屏的分类LCD液晶显示屏的优缺点本文主要是关于LCD液晶显示屏的相关介绍,并着重对LCD液晶显示屏的分类及其优缺点进行了详尽的阐述。
LCD液晶显示屏液晶显示器,或称LCD(Liquid Crystal Display),为平面超薄的显示设备,它由一定数量的彩色或黑白像素组成,放置于光源或者反射面前方。
液晶显示器功耗很低,因此倍受工程师青睐,适用于使用电池的电子设备。
它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。
虽然产品购造和显示原理都不尽相同,液晶显示器(LCD)和传统显示器(CRT)的共同目的都是达到优良的显示效果,现在我们对CRT和TFT液晶显示器作一比较。
结构和产品体积:传统的CRT型显示器必须通过电子枪发射电子束到屏幕,因而显像管的管就不能太短,当屏幕增大时也必须加大体积,TFT则通过显示屏上的电子板来改变分子状态,以达到显示目的,即使屏幕加大,它只需将水平面积增大即可,而体积却不会有很大增加,而且要比CRT显示器轻很多,同时TFT由于功耗只用于电板和驱动IC上,因而耗电量较小。
辐射和电磁干扰:传统的显示器由于采用电子枪发射电子束打到屏幕产生辐射源。
虽然现在有一些先进的技术可将辐射降到最小,但仍然不能完全根除。
TFT液晶显示器则不必担心这一点。
至于电磁波的干扰,TFT液晶显示器只有来自驱动电路的少量电磁波,只要将外壳严格密封就可使电磁波不外泄,而CRT显示器为了散热不得不在机体上打出散热孔,所以必定会产生电磁干扰。
屏幕平坦度和分辨率:TFT液晶一开始就采用纯平面的玻璃板,所以平坦度要比大多数CRT显示器好得多,当然现在有了纯平面的CRT彩显。
在分辨率上,TFT却远不如CRT 显示器,虽然从理论上讲它可提供更高的分辨率,但事实却不是这样。
显示效果:传统CRT显示器是通过电子枪打击荧光粉因而显示的亮度比液晶的透光式显示要好得多,在可视角度上CRT也要比TFT好一些,在显示反映速度上,CRT与TFT相。
常见的液晶显示器分类基础知识;;常见的液晶显示器分类按物理结构分为四种:(1)扭曲向列型(TN-TwistedNematic);(2)超扭曲向列型(STN-SuperTN);(3)双层超扭曲向列型(DsTN-DualScanTortuosityNomograph);(4)薄膜晶体管型(TFT-ThinFilniTransistor) o1.TN型采用的是液晶显示器中最基本的显示技术,而之后其它种类的液晶显示器也是以TN型为基础来进行改良。
而且,它的运作原理也较其它技术来的简单。
请参照下方的图片。
图中所表示的是TN型液晶显示器的简易构造图,包括了垂直方向与水平方向的偏光板,具有细纹沟槽的配向膜,液晶材料以及导电的玻璃基板。
2.STN型的显示原理与TN相类似。
不同的是,TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度,而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180, 270 度。
3.DSTN是通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏,从而达到完成显示目的。
DSTN是由超扭曲向列型显示器(STN)发展而来的。
由于DSTN采用双扫描技术,因此显示效果相对STN来说,有大幅度提高。
4.TFT型的液晶显示器较为复杂,主要是由:萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等构成。
首先,液晶显示器必须先利用背光源,也就是萤光灯管投射出光源,这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶。
这时液晶分子的排列方式就会改变穿透液晶的光线角度,然后这些光线还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。
因此我们只要改变加在液晶上的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩,这样就能在液晶面板上变化出有不同色调的颜色组合了。
是目前主流液晶显示器的面板。
常见的液晶显示器按物理结构分为四种:(1)扭曲向列型(TN-TWiSted Nematic);(2)超扭曲向列型(STN-Super TN);(3)双层超扭曲向列型(DSTN-DUal Scan Tortuosity Nomograph);(4)薄膜晶体管型(TFT-Thin Film Transistor) o1.TN型采用的是液晶显示器中最基本的显示技术,而之后其它种类的液晶显示器也是以TN型为基础来进行改良。
LCD基础知识1. LCD的名称及应用LCD是Liquid Crystal Display 的缩写,中文意思是液晶显示器。
目前我国是TN型,STN型LCD的生产大国。
LCD广泛应用于电子、通讯、家电等行业的终端产品,具有广阔的发展前景。
2.液晶物质存在的相有固态、液态、气态的三态,液晶是固态与液态之间的中间态的一类物质的总称,它既具有液体的流动性,又具有固体(晶体)的有序性和各向异性的特点,所以叫做“液态晶体”,简称为“液晶”。
液晶分子是长棒状分子,沿分子的长轴方向和垂直于长轴方向具有各异的光学、电学等物理特性,即液晶的本质属性是具有各向异性。
我们最常用到的液晶的各向异性特性是光学各向异性,简写为Δn。
光学各向异性(Δn)是液晶长轴方向的折射率(n e)与垂直于长轴方向的折射率(n o)的差值,即Δn= n e – n o。
Δn是最主要的用途是可以与产品盒厚来共同确定产品的基本的底色。
液晶只是在一定的温度范围内才会呈现为液晶态的,当温度低到一定的温度时,液晶会凝固为晶体,此温度称为结晶温度(Ts),当温度高于某一温度时,液晶会完全变为液态,此温度称为清亮点(Tc),即液晶态的温度范围只存在于Ts-Tc之间。
3.液晶显示器的分类扭曲向列型的液晶显示器大致上可以分为以下几类:TN(Twisted Nematic),扭曲向列型:显示原理是利用液晶对偏振光的扭曲作用。
判断的基本依据是液晶的扭曲角度是90°。
HTN(High Twisted Nematic),高扭曲向列型:显示原理同上,不过扭曲角度不是90°,而是大于90°,所以叫做高扭曲向列。
通常的扭曲角度取100-120°,我司所用的扭角度一般是110°。
HTN通常是TN产品无法满足对比度及视角范围要求时采用。
STN(Super Twisted Nematic),超扭曲向列型:显示原理同上,扭曲角度比HTN更大,通常是180-270°,所以叫估超扭曲向列型。
TypeYourNameHere TypeDateHereOLED:OLED (Organic Light Emitting Display) 即有机发光显示器,在手机 LCD 上属于新崛起的种类 , 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,并且能够显著节省电能。
STN:STN 是 Super Twisted Nematic 的缩写,STN 型液晶属于被动矩阵式 LCD 器件,它的好处是功耗小 , 具有省电的最大优势。
彩色 STN 的显示原理是在传统单色 STN 液晶显示器上加一片彩色滤光片,并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个子像素,分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色,就可显示出彩色画面。
和 TFT 不同, STN 属于无源型 LCD 。
现在 STN 主要有 CSTN 和 DSTN 之分。
CSTN 即 Color STN, 一般采用传送式,传送式屏幕要使用外加光源照明,称为背光,照明光源要安装在 LCD 的背后。
传送式 LCD 在正常光线及暗光线下,显示效果都很好,但在户外,尤其在日光下,很难辩清显示内容而背光需要电源产生照明光线,要消耗电功率。
DSTN:DSTN ( double-layer super-twisted nematic )即双层 STN ,过去主要应用在一些笔记本电脑上。
也是一种无源显示技术,使用两个显示层,这种显示技术解决了传统 STN 显示器中的漂移问题 , 而且由于 DSTN 还采用了双扫描技术,因而显示效果较 STN 有大幅度的提高。
由于 DSTN 分上下两屏同时扫描,所以在使用中有可能在显示屏中央出现一条亮线。
UFB:UFB 是 Ultra Fine & Bright 的缩写。
液晶屏的等级分类1:A+屏是指无斑,没有亮点和暗点,显示稳定无抖动,在TFT-LCD专业测试软件下% L7 s-g3 a5 a/ k2 J, [符合上述标注;2、A屏:是指无斑,亮点和暗点2个以内,显示稳定无抖动,在TFT-LCD专业测试软0 v* h%K7 N& W- h& M7 B& D2 B1 u4 k- f/ m! _0 d! N件下符合上述标注;3、B屏:业界普遍把超过2个以上亮点的称为B屏;4、C屏:带有亮线的A屏称为C屏。
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液晶显示器面板的分级用户在购买液晶显示器时常会听商家说:“xx牌的好,用的是A屏,xx牌的不行,用的是B屏”。
那A屏与B屏的区别到底在那呢?A级屏比B级屏的档次要高,C级档次最低。
除了这三级以外,现在还有一种称呼就是“超A级”或“AA 级”,即比A级档次还要稍微高一些的产品。
一般说来,B级和C级都算是次品,与A级相比,B级和C级的坏点数多一些,亮度相对不均匀,外观也可能有损伤,并且与A级屏的价格差距可能高达近千元。
对于三星、菲利浦、纯净界这些知名品牌来说,对于液晶屏的品质要求也相对高出许多,都会采用“A”级的屏,以保证质量。
所以在采购过程中,价格并非完全按照一个单纯的品牌来定位的,而是严谨地遵循了一个成本制造的原则。
坏点是液晶面板上不可修复的像素点,是在生产过程中产生的。
在液晶像素后面有三个晶体管,对应着红、绿、蓝三个滤光片,其中任何一个晶体管出现问题都会使这个像素成为一个坏点。
以15寸1024*768的屏来说,总共约需像素点1024*768*3=2359296个,而且在每个液晶像素背后还集成有一个单独驱动管,在如此多的像素点和驱动管中难免会有个别会出现问题。
产生坏点的多少直接与生产厂家的技术和工艺水平相关。
就目前来看,每批生产出来的液晶板通常都有20%的产品有坏点。
随着技术的不断完善,一些品牌的液晶板坏点率已经能够控制到10% 以内,不过0坏点率还尚属罕见。
亮点是当设定屏幕显示的画面全黑时,屏幕上所显示的红、绿蓝光点。
暗点是当设定屏幕显示的画面全白或为同一颜色时,屏幕上不显示颜色的点。
实际上液晶面板的判别不仅在于坏点和亮点暗点的多少上,色纯度、可视角度的区别也是评定的主要依据,厂商要根据这些产品指标的综合评定,才能把液晶评分为A级、B级、C级,并会以此为依据对产品定价,其中A级屏和B级屏必须用专用的仪器去测试,肉眼很难判别。
各地面板厂商对产品的分级各不相同:韩系厂商,3个以下为A级日系厂商,5个以下为A级台系厂商,8个以下为A级主流液晶显示器产品所标称的等级标准为:AA级:无任何坏点的LCD显示器为AA级。
液晶显示器的分类
液晶显示器按照控制方式不同可分为被动矩阵式LCD及主动矩阵式LCD两种。
1. 被动矩阵式LCD在亮度及可视角方面受到较大的限制,反应速度也较慢。
由于画面质量方面的问题,使得这种显示设备不利于发展为桌面型显示器,但由于成本低廉的因素,市场上仍有部分的显示器采用被动矩阵式LCD。
被动矩阵式LCD又可分为TN-LCD(Twisted Nematic-LCD,扭曲向列LCD)、STN-LCD(Super TN-LCD,超扭曲向列LCD)和DSTN-LCD(Double layer STN-LCD,双层超扭曲向列LCD)。
2. 目前应用比较广泛的主动矩阵式LCD,也称TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD,薄膜晶体管LCD)。
TFT液晶显示器是在画面中的每个像素内建晶体管,可使亮度更明亮、色彩更丰富及更宽广的可视面积。
与CRT显示器相比,LCD显示器的平面显示技术体现为较少的零件、占据较少的桌面及耗电量较小,但CRT技术较为稳定成熟。
液晶显示器的工作原理
我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。
液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性,但是如果这些分子是长形的(或扁形的),它们的分子指向就可能有规律性。
于是我们就可将液态又细分为许多型态。
分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体,而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”,又简称“液晶”。
液晶产品其实对我们来说并不陌生,我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。
液晶是在1888年,由奥地利植物学家Reinitzer发现的,是一种介于固体与液体之间,具有规则性分子排列的有机化合物。
一般最常用的液晶型态为向列型液晶,分子形状为细长棒形,长宽约1nm~10nm,在不同电流电场作用下,液晶分子会做规则旋转90度排列,产生透光度的差别,如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别,依此原理控制每个像素,便可构成所需图像。
1. 被动矩阵式LCD工作原理
TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之间的显示原理基本相同,不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差别。
下面以典型的TN-LCD为例,向大家介绍其结构及工作原理。
在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶显示屏面板中,通常是由两片大玻璃基板,内夹着彩色滤光片、配向膜等制成的夹板? 外面再包裹着两片偏光板,它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。
彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片,有规律地制作在一块大玻璃基板上。
每一个像素是由三种颜色的单元(或称为子像素)所组成。
假如有一块面板的分辨率为1280×1024,则它实际拥有3840×1024个晶体管及子像素。
每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管,彩色滤光片能产生RGB三原色。
每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽,上下夹层中填充了多层液晶分子(液晶空间不到5×10-6m)。
在同一层内,液晶分子的位置虽不规则,但长轴取向都是平行于偏光板的。
另一方面,在不同层之间,液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90度。
其中,邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向,与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。
在接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列,而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列。
最后再封装成一个液晶盒,并与驱动IC、控制IC与印刷电路板相连接。
在正常情况下光线从上向下照射时,通常只有一个角度的光线能够穿透下来,通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中,再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出,形成一个完整的光线穿透途径。
而液晶显示
器的夹层贴附了两块偏光板,这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。
当液晶层施加某一电压时,由于受到外界电压的影响,液晶会改变它的初始状态,不再按照正常的方式排列,而变成竖立的状态。
因此经过液晶的光会被第二层偏光板吸收而整个结构呈现不透光的状态,结果在显示屏上出现黑色。
当液晶层不施任何电压时,液晶是在它的初始状态,会把入射光的方向扭转90度,因此让背光源的入射光能够通过整个结构,结果在显示屏上出现白色。
为了达到在面板上的每一个独立像素都能产生你想要的色彩,多个冷阴极灯管必须被使用来当作显示器的背光源。
2. 主动矩阵式LCD工作原理
TFT-LCD液晶显示器的结构与TN-LCD液晶显示器基本相同,只不过将TN-LCD上夹层的电极改为FET 晶体管,而下夹层改为共通电极。
TFT-LCD液晶显示器的工作原理与TN-LCD却有许多不同之处。
TFT-LCD液晶显示器的显像原理是采用“背透式”照射方式。
当光源照射时,先通过下偏光板向上透出,借助液晶分子来传导光线。
由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极,在FET电极导通时,液晶分子的排列状态同样会发生改变,也通过遮光和透光来达到显示的目的。
但不同的是,由于FET晶体管具有电容效应,能够保持电位状态,先前透光的液晶分子会一直保持这种状态,直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。
液晶显示器的技术参数
1. 可视面积
液晶显示器所标示的尺寸就是实际可以使用的屏幕范围一致。
例如,一个15.1英寸的液晶显示器约等于17英寸CRT屏幕的可视范围。
2. 可视角度
液晶显示器的可视角度左右对称,而上下则不一定对称。
举个例子,当背光源的入射光通过偏光板、液晶及取向膜后,输出光便具备了特定的方向特性,也就是说,大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。
假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面,我们可能会看到黑色或是色彩失真。
一般来说,上下角度要小于或等于左右角度。
如果可视角度为左右80度,表示在始于屏幕法线80度的位置时可以清晰地看见屏幕图像。
但是,由于人的视力范围不同,如果没有站在最佳的可视角度内,所看到的颜色和亮度将会有误差。
现在有些厂商就开发出各种广视角技术,试图改善液晶显示器的视角特性,如:IPS(In Plane Switching)、MVA(Multidomain Vertical Alignment)、TN+FILM。
这些技术都能把液晶显示器的可视角度增加到160度,甚至更多。
3. 点距
我们常问到液晶显示器的点距是多大,但是多数人并不知道这个数值是如何得到的,现在让我们来了解一下它究竟是如何得到的。
举例来说一般14英寸LCD的可视面积为285.7mm×214.3mm,它的最大分辨率为1024×768,那么点距就等于:可视宽度/水平像素(或者可视高度/垂直像素),即285.7mm/1024=0.279mm(或者是214.3mm/768=0.279mm)。
4. 色彩度
LCD重要的当然是的色彩表现度。
我们知道自然界的任何一种色彩都是由红、绿、蓝三种基本色组成的。
LCD面板上是由1024×768个像素点组成显像的,每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝(R、G、B)三种基本色来控制。
大部分厂商生产出来的液晶显示器,每个基本色(R、G、B)达到6位,即64种表现度,那么每个独立的像素就有64×64×64=262144种色彩。
也有不少厂商使用了所谓的FRC(Frame Rate Control)技术以仿真的方式来表现出全彩的画面,也就是每个基本色(R、G、B)能达到8位,即256种表现度,那么每个独立的像素就有高达256×256×256=16777216种色彩了。
5. 对比值
对比值是定义最大亮度值(全白)除以最小亮度值(全黑)的比值。
CRT显示器的对比值通常高达500:1,以致在CRT显示器上呈现真正全黑的画面是很容易的。
但对LCD来说就不是很容易了,由冷阴极射线管所构成的背光源是很难去做快速地开关动作,因此背光源始终处于点亮的状态。
为了要得到全黑画面,液晶模块必须完全把由背光源而来的光完全阻挡,但在物理特性上,这些元件并无法完全达到这样的要求,总是会有一些漏光发生。
一般来说,人眼可以接受的对比值约为250:1。
6. 亮度值
液晶显示器的最大亮度,通常由冷阴极射线管(背光源)来决定,亮度值一般都在200~250 cd/m2间。
液晶显示器的亮度略低,会觉得屏幕发暗。
虽然技术上可以达到更高亮度,但是这并不代表亮度值越高越好,因为太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤。
7. 响应时间
响应时间是指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度,此值当然是越小越好。
如果响应时间太长了,就有可能使液晶显示器在显示动态图像时,有尾影拖曳的感觉。
一般的液晶显示器的响应时间在20~30ms之间。