LCD技術(shù)是指液晶顯示器TFT LCD,全稱為薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Displayer),一般簡稱LCD(Liquid Crystal Display)。超薄體形、低功耗、低輻射、無閃爍、****物理平面、低反光、清晰的字符顯示等等,都是大家非常熟悉的液晶顯示器LCD優(yōu)點。
**簡單的字符液晶屏幕
**簡單的液體晶體管**是我們常見的小型計算器以及電子手表上面的液晶字符屏幕。他是把有機液晶原料夾在兩片透明的玻璃或者有機玻璃中。沒有電流通過的時 候,長棒狀的原料晶體分子是無規(guī)則排列的,光線無法隨意透過玻璃,外表看上去**是黑色。通電的時候,液晶原料排列順序隨電流極向改變,光線在規(guī)則排列的晶 體分子中可以透過,液晶管由原來的非透明狀態(tài)變成透明狀態(tài)。通過把液晶材料進行不同的排列,組成不同的字符形狀,**能通過電流控制其開關(guān)顯示,以顯示出我 們說需要的字符。
液晶技術(shù)發(fā)展的早期,由于液晶管的穩(wěn)定性以及生產(chǎn)技術(shù),還不能大量大規(guī)模的生產(chǎn),直到了英國的科學家發(fā)明了用“聯(lián)苯(Biphenyl)”作為液晶管的原料,這個問題才得以解決。
單色LCD液晶顯示屏幕:
1970年,F(xiàn)ergason制造了****臺能夠工作的LCD,而在此之前的所謂LCD都是耗電量大而且對比度極低的昂貴設(shè)備。到了1971年,這種新的液晶顯示器開始普遍地為人們接受。當然,那時候的LCD還是單色產(chǎn)品,但是已經(jīng)不是簡單的字符型液晶屏幕了。
LCD技術(shù)是把液晶灌入兩片偏振玻璃之間。
所謂偏振玻璃,**是光線通過這樣的玻璃之后,**會從球面波或者高斯球面波,變成只在一個平面上振動的波,稱為偏振光。偏振光只能通過相應方向的偏振玻 璃,如果偏振玻璃的偏振方向和偏振光線的有一定的夾角,**會減弱偏振光強度,甚至偏振光無法通過。如果大家對這方面有興趣,可以參閱有關(guān)的大學物理書籍。
夾住液晶的兩片偏振玻璃,假設(shè)為a、b,他們的偏振方向會設(shè)置為90度夾角。光線通過****片偏振玻璃a后,假設(shè)這X方向偏振,通過液晶后,液晶通電流之 后,在電場極化作用下,呈規(guī)則排列,X偏振光不會有任何改變,投射到b玻璃上。而b玻璃的偏振方向為Y,**是X+90度,X偏振的光線無法通過,在b玻璃 外面看上去**是黑色了。
[光線無法通過]
而如果液晶沒有電場作用,**是沒有通電流,通過無規(guī)則排列的液晶,X偏振光的偏振方向會發(fā)生改變,旋轉(zhuǎn)90度,旋轉(zhuǎn)后X偏振光的偏振方向剛好和b偏振玻璃的偏振方向一樣,**是X+90=Y,光線**能通過b玻璃了。
[光線通過]
彩色LCD液晶顯示器:
對于筆記本電腦或者桌面型的LCD顯示器需要采用的更加復雜的彩色顯示器而言,還要具備專門處理彩色顯示的色彩過濾層。通常,在彩色LCD面板中,每一 個像素都是由三個液晶單元格構(gòu)成,其中每一個單元格前面都分別有紅色、綠色,或藍色的過濾器。這樣,通過不同單元格的光線**可以在屏幕上顯示出不同的顏 色。實際我們使用的LCD顯示器,除了偏振玻璃,還有其他多層的薄膜以及組件,包括極化偏振玻璃、各種極化電極、數(shù)據(jù)傳輸電極、有色過濾玻璃層、液晶原料 等等。
現(xiàn)在我們常見的LCD液晶顯示器,分為TN(twisted nematic)-LCD(扭曲向列LCD)、STN(super twisted nematic)-LCD(超扭曲向列LCD)、DSTN(dual-scan twisted nematic)-LCD(雙層超扭曲向列LCD)和TFT-LCD(薄膜晶體管LCD)四種。
TN-LCD、STN-LCD 和 DSYN-LCD三種液晶顯示器**是人們常說的“偽彩屏”,其原理基本相同,只是液晶分子的扭曲角度不同而已。而TFT-LCD雖然在構(gòu)造上也和TN型非 常相似,但是TFT把TN上部夾層的電極改為FET晶體管,而下層改為共同電極。由于FET晶體管具有電容效應,能夠保持激發(fā)后的電位狀態(tài),直到下次受電 改變狀態(tài)為止。TFT型液晶顯示器上的每一個液晶像素點都是由集成在該像素點后的薄膜晶體管來直接驅(qū)動,因此可以大大提高液晶顯示器的對比度、響應時間以 及色彩還原能力。
LCD液晶顯示器的基本技術(shù)參數(shù):
1、點距和可視面積
以14寸的液晶顯示器為例,14寸的液晶顯示器的可視面積一般為285.7mm×214.3mm,而14寸液晶顯示器的****分辨率為1024×768, **是說該液晶顯示板在水平方向上有1024個像素,垂直方向有768個像素,可以計算出此液晶顯示器的點距是285.7/1024或者214.3 /768=0.279mm。
液晶顯示器的點距跟CRT顯示器的點距有些不同,對蔭罩管顯示器來說,中心點距比四周的要小,對蔭柵管顯示器(例如特麗瓏、鉆石瓏管)來說,其中間點距 (柵距)跟兩側(cè)的點距(柵距)也是不一樣的。CRT顯示器標稱的都是顯示器**小的(也**是中心的)點距,而LCD液晶顯示器則是整個屏幕任何一處點距都一 樣。
2、分辨率
液晶顯示器是直接把顯卡輸出的模擬信號處理為帶具體“地址”信息的 顯示信號,任何一個像素的色彩和亮度信息都跟屏幕上的像素點直接對應的,所以只有在顯示跟該液晶顯示板的分辨率****一樣的畫面時才能達到****效果。一般 14寸、15寸的LCD液晶顯示器****分辨率為1024×768,17寸的****分辨率則是1280×1024。
在顯示 小于****分辨率的畫面時,液晶顯示則采用兩種方式來顯示,一種是居中顯示,比如在顯示800*600次分辨率時,顯示器**只是以其中間那800×600個 像素來顯示畫面,周圍為陰影,畫面清晰,但是畫面太小。另外一種則是擴大方式,將800×600的畫面通過計算方式擴大為1024×768的分辨率來顯 示,由于處理后的信號與像素并非一一對應,畫面大比較模糊。
3、亮度和對比度
液晶顯示器亮度一般以cd/m2(cd每平方米)為單位。
光測量單位中,包括光通量,**是單位面積內(nèi)發(fā)出或者吸收的光的能量,使用單位W(瓦特)進行量度。而在單位立體角內(nèi)的單位投影面積中的光通量,**是光的亮度,標準單位是lm/(m2×Sr)(流明每平方米每立體角度),也可以寫成cd/m2。
LCD液晶顯示器在背光燈的數(shù)量上比筆記本電腦的顯示器要多一些,所以看起來明顯亮一些,TFT LCD顯示器的亮度普遍在150cd/m2到230cd/m2之間,而以往筆記本一般使用“偽彩屏”,亮度130cd/m2左右。有的低檔液晶顯示器存在 亮度不均勻的現(xiàn)象,中心的亮度和距離邊框部分區(qū)域的亮度差別比較大,選購的時候需要注意。
對比度是直接體現(xiàn)該液晶顯示器能否體現(xiàn)豐富色階的參數(shù),對比度越高,還原的畫面層次感**越好,在觀看亮度很高的照片時,黑暗部位的細節(jié)也可以清晰體現(xiàn)。目前市面上的LCD液晶顯示器的對比度普遍在150:1到350:1,一般250:1的產(chǎn)品**值得推薦。
4、響應時間
響應時間指的是LCD顯示器對于輸入信號的反應速度,也**是液晶由暗轉(zhuǎn)亮或者是由亮轉(zhuǎn)暗的反應時間。一般來說分為兩個部分——Rising(上升時間)和Falling(下降時間),而我們所說的響應時間指的**是兩者之和。
早期的被動矩陣(passive-matrix)LCD顯示器,即是液晶發(fā)光屬于被動發(fā)光,響應時間多為50ms—100ms,現(xiàn)在多用于單色顯示的掌上設(shè)備以及移動電話,F(xiàn)在更多的是主動矩陣(active matrix)LCD顯示器,響應時間已經(jīng)可以達到40ms甚至更低。響應時間越小則使用者在看運動畫面時,不會出現(xiàn)尾影拖拽的感覺。
在一般的辦公用途中,畫面處于靜態(tài),幾乎所有的LCD顯示器產(chǎn)品都能夠勝任。但是用于游戲或者視頻播放,畫面對比強烈而且快速切換,那么響應時間至少應該達到40ms(即每秒25幀),否則**可能出現(xiàn)明顯的拖影現(xiàn)象。
5、可視角度
很多用戶****眼看到液晶顯示器,可能會覺得液晶顯示器的顏色怪怪的,在不同的角度觀看的顏色效果并不相同,這是由于某些低端的液晶顯示器可視角度過低導致失真。
液晶顯示器屬于背光型顯示器件,其發(fā)出的光由液晶模塊背后的背光燈提供,這必然導致液晶顯示器只有一個****的欣賞角度——正視。當你從其他角度觀看時,由于背光可以穿透旁邊的像素而進入人眼,**會造成顏色的失真。
液晶顯示器的可視角度**是指能觀看到可接收失真值的視線與屏幕法線的角度。這個個數(shù)值當然是越大越好,更大的可視角度方便于與同事一起討論問題。目前市 面上的15寸液晶顯示器的水平可視角度一般在120度或以上,并且是左右對稱。而垂直可視角度則比水平可視角度要小得多,普遍水平是上下不對稱共95度或 以上。
6、****顯示色彩數(shù)
由于大多數(shù)液晶顯示器采用模擬接口,多了兩道數(shù)模/模 數(shù)(AD/DA)轉(zhuǎn)換,信號有一定衰減,轉(zhuǎn)換的取樣位數(shù)必須考慮成本,所以能夠呈現(xiàn)的顏色數(shù)量很少。每個像素由RGB三基色組成,各個基色只能表現(xiàn)6位 色,2的6次方=64種顏色。所以每個獨立像素可以表現(xiàn)的****顏色數(shù)是64×64×64=262144種顏色。高端液晶顯示器利用FRC(Frame Rate Control)技術(shù)抖動算法,使得每個基色可以表現(xiàn)8位色,即2的8次方=256種顏色,則****顏色數(shù)為256×256×256=16777216種顏 色。
**目前大多數(shù)液晶屏的表現(xiàn)情況來看,一般的商用辦公應用場合都可以了,但是對于專業(yè)的圖形圖象處理來說,液晶屏不能提供足夠****的色階表現(xiàn),還是CRT顯示器才能夠符合要求。
7、刷新頻率
液晶顯示器沒有閃爍原因是因為它不像CRT的掃描方式是由左至右,逐行掃描。當電子槍從右下到左上時,屏幕會出現(xiàn)很短暫的黑暗(無光點產(chǎn)生)。而一般性 能****的LCD顯示器反映速度為45ms左右,低于45毫秒的材料會影響動態(tài)影像的播放,屏幕更新頻率僅需大于22.2Hz(以45ms計算)**可以讓 LCD顯示器不發(fā)生閃爍現(xiàn)象,所以畫面也根本沒有所謂的閃爍問題。
液晶顯示器LCD的壞點:
除了上面提到的反應時間較長,顯示色彩不夠多,LCD液晶顯示器還有的不足**是經(jīng)常壞點問題。
以15英寸的液晶顯示器為例,面積為304.1mm×228.1mm,分辨率為1024×768,每個液晶像素由RGB三原色單元組成,液晶像素數(shù)量是 1024×768×3=235萬個!液晶像素的大小是:高=0.297mm,寬=0.297/3=0.099mm。顯然,這種生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)線要求非常 高,目前的技術(shù)和工藝,還不能****每批生產(chǎn)出來的液晶顯示器沒有壞點,生產(chǎn)廠商一般避開壞點來分隔液晶板。
一般具有雄厚實力的****品牌生產(chǎn)的液晶顯示器都是采用****高昂的沒有壞點或者壞點極少的液晶屏幕。而低端品牌采用的則是壞點出現(xiàn)幾率非常大的液晶屏幕,以低價傾銷。
液晶顯示器新技術(shù)
1、顯示器旋轉(zhuǎn)顯示
CRT顯示器,其顯示區(qū)域的高和寬的比例都是固定的4:3,而我們?nèi)粘I钪薪佑|的紙媒體,幾乎全都是高比寬要寬一些的比例,比如A4版面的文件,還有 報紙、書籍、筆記本等等,甚至網(wǎng)頁設(shè)計以及掌上電腦也都是采用這種比例。我們使用CRT顯示器的時候卻不得不因為顯示器的比例是固定的而導致我們使用 4:3這種稍感別扭的視覺范圍。
帶面板旋轉(zhuǎn)功能的液晶顯示器**可以輕易的解決這個問題,安裝隨機附帶的面板旋轉(zhuǎn)工具軟 件(WinPortait),在需要旋轉(zhuǎn)的時候點擊“旋轉(zhuǎn)”,屏幕顯示內(nèi)容隨即整幅旋轉(zhuǎn)90度,然后手動把面板也旋轉(zhuǎn)90度,這時候你**可以領(lǐng)略到在 WORD下所看到的顯示內(nèi)容正好是一幅完整的A4版面,同樣上網(wǎng)沖浪的同時也不會因為頻繁的滾屏而浪費你寶貴的上網(wǎng)時間了,甚至是玩Windows的游 戲。但是在OpenGL以及Direct3D的游戲中還不支持。
2、采用TFT型Active素子進行驅(qū)動
為了創(chuàng)造更****畫面構(gòu)造,采用了TFT型Active素子進行驅(qū)動。在異常復雜的液晶顯示屏幕,中**重要的組成部分除了液晶之外,**要算直接關(guān)系到液晶 顯示亮度的背光屏以及負責產(chǎn)生顏色的色濾光鏡。在每一個液晶像素上加裝上了Active素子來進行點對點控制,在顯示的精度上會比以往的控制方式高得多, 在加入了新技術(shù)的LCD顯示屏上觀看時,其畫面品質(zhì)會是相當賞心悅目的。
3、利用色濾光鏡制作工藝創(chuàng)造色彩斑瀾的畫面
在色濾光鏡本體還沒被制作成型以前,**先把構(gòu)成其主體的材料加以染色,之后再加以灌膜制造。這種工藝要求有非常高的制造水準。但與同其他普通的LCD顯示屏相比,用這種類型的制造出來的LCD,無論在解析度,色彩特性還是使用的壽命來說,都有著非常****的表現(xiàn)。
4、低反射液晶顯示技術(shù)
外界光線對液晶顯示屏幕具有非常大的干擾,新款的LCD顯示器**采用的“低反射液晶顯示屏幕”技術(shù)**是在液晶顯示屏的**外層施以反射防止涂裝技術(shù)(AR coat),有了這一層涂料,液晶顯示屏幕所發(fā)出的光澤感、液晶顯示屏幕本身的透光率、液晶顯示屏幕的分辨率、防止反射等這四個方面都但到了更好的改善。
5、新的液晶顯示方式
為了提高像素反應速度,新技術(shù)的LCD采用目前******的Si TFT液晶顯示方式,把原有的非結(jié)晶型透明矽電極,在以平常速率600倍的速度下進行移動,從而大大加快了液晶屏幕的像素反應速度,減少畫面出現(xiàn)的延緩現(xiàn) 象,具有比舊式LCD屏快600倍的像素反應速度,效果真是不可同日而語。
還有其他的低溫多晶硅技術(shù)、反射式液晶材料的研究已經(jīng)進入應用階段,等離子體顯示器(PDP)、場致發(fā)光陣列顯示器(FED)和發(fā)光聚合體顯示器(LEP)的技術(shù)將在未來掀起平板顯示器的新浪潮。
總結(jié):
到了這里,相信大家對液晶顯示器LCD應該有一個比較全面的認識了。根據(jù)現(xiàn)在液晶顯示器LCD的發(fā)展趨勢,相信不久LCD將會全面代替現(xiàn)在的CRT顯示器。同時也希望需要液晶顯示器的用戶,能夠在現(xiàn)在的降價大潮中,挑選到合適的產(chǎn)品。