液晶屏知识入门与精通

1、液晶屏知识入门与精通 致诚数码百度文库：ivanlyp液晶屏是以液晶材料为根本组件，在两块平行板之间填充液晶材料，通过电压来改变液晶材料内局部子的排在列状况，以到达遮光和透光的目的来显示深浅不一，错落有致的图象，而且只要在两块平板间再加上三元色的滤光层，就可实现显示彩色图象。液晶屏功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。一、 物理特性液晶屏是以液晶材料为根本组件，由于液晶是介于固态和液态之间，   液晶屏图1不但具有固态晶体光学特性，又具有液态流动特性，所以已经可以说是一个中间相。而要了解液晶的所产生的光电效应，必须来解释液晶的物理特性，包括它的黏性visc

2、o-sity与弹性elasticity和其极化性polarizalility。液晶的黏性和弹性从流体力学的观点来看，可说是一个具有排列性质的液体，依照作用力量不同的方向，应该有不同的效果。就好似是将一把短木棍扔进流动的河水中，短木棍随着河水流着，起初显得凌乱，过了一会儿，所有短木棍的长轴都自然的变成与河水流动的方向一致，这表示着次黏性最低的流动方式，也是流动自由能最低的一个物理模型。此外，液晶除了有黏性的反响外，还具有弹性的反响，它们都是对于外加的力量，呈现了方向性的效果。也因此光线射入液晶物质中，必然会按照液晶分子的排列方式行进，产生了自然的偏转现像。至于液晶分子中的电子结构，都具备着很强的

3、电子共轭运动能力，所以当液晶分子受到外加电场的作用，便很容易的被极化产生感应偶极性induced dipolar，这也是液晶分子之间互相作用力量的来源。而一般电子产品中所用的液晶显示器，就是是利用液晶的光电效应，藉由外部的电压控制，再透过液晶分子的折射特性，以及对光线的旋转能力来获得亮暗情况或著称为可视光学的比照，进而到达显像的目的。个人收集整理 勿做商业用途二、工作原理简单的来说，屏幕能显示的根本原理就是在两块平行板之间填充液晶材料，   液晶屏图2通过电压来改变液晶材料内局部子的排列状况，以到达遮光和透光的目的来显示深浅不一，错落有致的图象，而且只要在两块平板间再加上三

4、元色的滤光层，就可实现显示彩色图象。认识了它的结构和原理，了解了它的技术和工艺特点，才能在选购时有的放矢，在应用和维护时更加科学合理。液晶是一种有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。LCD第一个特点是必须将液晶灌入两个列有细槽的平面之间才能正常工作。这两个平面上的槽互相垂直(90度相交)，也就是说，假设一个平面上的分子南北向排列，那么另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时，分子便会重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何扭

5、转。LCD的第二个特点是它依赖极化滤光片和光线本身，自然光线是朝四面八方随机发散的，   液晶屏图3极化滤光片实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网，阻断不与这些线平行的所有光线，极化滤光片的线正好与第一个垂直，所以能完全阻断那些已经极化的光线。 只有两个滤光片的线完全平行，或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光片相匹配，光线才得以穿透。一方面，LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光片构成，所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是，由于两个滤光片之间充满了扭曲液晶，所以在光线穿出第一个滤光片后，会被液晶分子扭转90度，最后从第二个滤光片中穿出。另一方面，假设为

6、液晶加一个电压，分子又会重新排列并完全平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个滤光片挡住。总之，加电将光线阻断，不加电那么使光线射出。当然，也可以改变LCD中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。但由于液晶屏幕几乎总是亮着的，所以只有“加电将光线阻断的方案才能到达最省电的目的。文档收集自网络，仅用于个人学习主动矩阵式液晶屏TFT-LCD液晶显示器的结构与TN-LCD液晶显示器根本相同，只不过将TN-LCD上夹层   液晶屏图4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

7、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到达显示的目的。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。被动矩阵式液晶屏TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之间的显示原理根本相同，   液晶屏图5不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差异。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

8、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。假设有一块面板的分辨率为1280×1024，那么它实际拥有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

9、内，液晶分子的位置虽不规那么，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。 文档来自于网络搜索  液晶屏图6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

10、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。为了到达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。资料个人收集整理，勿做商业用途常见种类STN液晶屏STN是“Super Tei

11、sted Nematic的缩写，它属于无源被动矩阵式LCD，几乎所有黑白屏 的液晶屏都是这种材料。彩色STN液晶屏就是在单色的STN液晶屏根底上加个彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每个像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三种颜色，从而实现彩色画面。由于技术的限制，目前STN液晶屏最高只有65536种色彩，市场上见到的大多数都是4096色的STN产品，所以STN也被称为“伪彩。GF液晶屏GF是“Glass Fine Color的缩写，或许大家对GF液晶屏较为陌生，因为现在市面上采用GF液晶屏数码产品非常少，其实GF属于STN的一种，GF的主要特点是：在保证功耗较小的前提下亮度有所

12、提高，但GF液晶屏有些偏色。TFT液晶屏TFT是“Thin Film Transistor的缩写，又称为“真彩，它属于有源矩阵液晶屏，它是由薄膜晶体管组成的屏幕，它的每个液晶像素点都是由薄膜晶体管来驱动，每个像素点后面都有四个相互独立的薄膜晶体管驱动像素点发出彩色光，可显示24bit色深的真彩色。在分辨率上，TFT液晶屏最大可以到达UXGA1600×1200。 TFT的排列方式具有记忆性，所以电流消失后不会马上恢复原状，从而改善了STN液晶屏闪烁和模糊的缺点，有效地提高了液晶屏显示动态画面的效果，在显示静态画面方面的能力也更加突出，TFT液晶屏的优点是响应时间比效短，并且色彩艳丽，所

13、以它被广泛使用于笔记本电脑和DV、DC上。而TFT液晶屏的缺点就是比拟耗电，并且本钱也比拟高。TFD液晶屏TFD是“Thin Film Diode的缩写，由于TFT液晶屏耗电量较高，而且本钱较高，从而大大增加了产品的本钱，所以EPSON专门为 屏幕开发出了TFD技术，它同样属于有源矩阵液晶屏，LCD上的每一个像素都配备了一颗单独的二极管，可以对每个像素进行单独控制，使每个像素之间不会互相影响，这样可以明显提高分辨率，可以无拖尾地显示动态画面和绚丽的色彩。 在性能方面，TFD液晶屏兼顾了TFT液晶屏和STN液晶屏的优点，TFD液晶屏比STN液晶屏的亮度更高，并且色彩也更鲜艳，同时比TFT液晶屏更

14、省电，不过在色彩和亮度上还是比TFT液晶逊色一些。OLED液晶屏OLED是“Organic Light Emitting Display的缩写，也称有机发光显示屏，   液晶屏图7它采用了有机发光技术，这是目前最新的显示技术，OLED显示技术与传统的液晶显示方式不同，它不需要背光灯，而是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，所以它的视角很大，从各个方向都可以看清楚屏幕上的内容，并且可以做得很薄，而且OLED显示屏能够显著节省电能，被誉为“梦幻显示器。 严格来讲，OLED不是液晶屏，是LED的技术。 液晶屏的技术核心在日本；而OLED的技术

15、核心在美国，并且现在已经大规模在韩国批量生产。就使用在韩国三星的最选进的 上，售价奇高，甚至比一台智能 的价格都高。但是OLED也并非没有缺点，由于它还属于一种未成熟的技术，所以现阶段它的使用寿命还比拟短，屏幕面积也比拟小。三、相关参数分辨率分辨率是一个非常重要的性能指标。它指的是屏幕上水平和垂直方向所能够   液晶屏图8显示的点数屏幕上显示的线和面都是由点构成的的多少，分辨率越高，同一屏幕内能够容纳的信息就越多。对于一台能够支持1280x1024分辨率的CRT来说，无论是320x240还是1280x1024分辨率，都能够比拟完美地表现出来因为电子束可以做弹性调整。但它的最

16、大分辨率未必是最适宜的分辨率，因为如果17寸显示器上到1280x1024分辨率的话，WINDOWS的字体会很小，时间一长眼睛就容易疲劳，所以17寸显示器的最正确分辨率应为1024x768。但对LCD来说那么不然。LCD的最大分辨率就是它的真实分辨率，也就是最正确分辨率。一旦所设定的分辨率小于真实分辨率比方说15寸LCD，其真实分辨率为1024x768，而WINDOWS中设定分辨率为800x600的话，将有两种显示方式。一是居中显示，只有LCD中间的800x600个点会显示图象，其他没有用到的点不会发光，保持黑暗背景，看起来画面是居中缩小的。另一种是扩展显示，这种方式会使用到屏幕上每一个像素，但

17、由于像素很容易发生扭曲，所以会对显示效果造成一定影响。所以说无论如何在选择LCD时要注意分辨率不是越大越好而是适当好用。视角目前大多数纯平显示器的视角都能到达180度，也就是说，从屏幕前的任意一个方向都能清楚地看到所显示的内容。而LCD那么不同，它的可视角度根据工艺先进与否而有所不同。市场上一线品牌，如华硕、三星、LG等产品的可视角度大局部都能到达170度这一水平，而局部采用广视角的显示器那么能够到达178度，跟CRT的180度已经非常接近。用户在使用过程中一旦视角超出其实际可视范围，画面的颜色就会减退、变暗，甚至出现正像变成负像的情况。很可能大家为飞利浦的广告所迷惑其实LCD的视角并不是很大

18、，反而比CRT的小许多，是一个明显比CRT弱的地方。资料个人收集整理，勿做商业用途可视面积可视面积指的是在实际应用中，可以用来显示图像的那局部屏幕的面积。因为CRT显示器的尺寸实际上是其显像管的尺寸，可以用来显示图像的局部根本达不到这个尺寸，因为显像管的边框占了一局部空间。一般来讲，17寸CRT显示器的可视面积约在15.8-16英寸左右，而15寸显示器的可视面积那么只有13.8英寸左右。但对于LCD来说，标称的尺寸大小根本上就是可视面积的大小，被边框占用的空间非常小，15寸LCD的可视面积大约有14.5英寸左右，这也是为什么LCD看起来要比同样尺寸CRT更大一些的原因。所以选购LCD的时候15

19、英寸就根本上够了.亮度与比照度液晶显示器的显示功能主要是有一个背光的光源，这个光源的亮度决定整台   液晶屏图9LCD的画面亮度及色彩的饱和度。理论上来说，液晶显示器的亮度是越高越好，亮度的测量单位为cd/m2每公尺平方烛光，也叫NIT流明。目前TFT屏幕的亮度大局部都是从150Nits开始起步，通常情况下200Nits才能表现出比拟好的画面。比照度也就是黑与白两种色彩不同层次的比照测量度。比照度120:1时就可以显示生动、丰富的色彩因为人眼可分辨的比照度约在100:1左右，比照率到达300:1时便可以支持各阶度的颜色。目前大多数LCD显示器的比照度都在500:1800:1

20、左右。而如华硕、三星、LG等一线品牌的液晶显示器产品比照度那么普遍到达了1000:1左右。目前还没有一套公正的标准值来衡量亮度与比照的反差值，所以购置LCD全靠一双锐利的眼睛。所以在选购LCD时要注意这个指标，它也是LCD产品上性能差异最大的一环估计选购上有些难度。资料个人收集整理，勿做商业用途反响速度测量反响速度的时间单位是毫秒ms，指的是象素由亮转暗并由暗转亮所需的时间。这个数值越小越好，数值越小，说明反响速度越快。目前主流LCD的反响速度都在25ms以上，在一般商业用途中例如字处理或文本处理没有什么太大关系，因为此类用途不必太在意LCD的反响时间。而如果是用来玩游戏、观看VCD/DVD等

21、全屏高速动态影象时，反响时间就尤其重要了，如果反响时间较长的话，画面就会出现拖尾、残影等现象。举个简单的例子，现在市场上绝大多数LCD显示器在玩QUAKE3时都会有不同程度的拖尾现象，在画面高速更新时尤其明显。而CRT那么完全没有这个问题，因为CRT的反响时间只有1ms，是绝对不会出现拖尾现象的。色彩说到色彩，LCD也比不上CRT，从理论上讲，CRT可显示的色彩跟电视机一样为无限。而LCD只能显示大约26万种颜色，绝大局部产品都宣称能够显示1677万色16777216色，32位，但实际上都是通过抖动算法dithering来实现的，与真正的32位色相比还是有很大差距，所以在色彩的表现力和过渡方面

22、仍然不及传统CRT。同样的道理，LCD在表现灰度方面的能力也不如CRT。大家有条件的话可以自己比拟一下：找一台17英寸特丽珑显像管的显示器，再摆一台15寸LCD，同时显示一幅1677万色的图象。CRT显示出来的画面十分鲜艳，而LCD那么显得有些"假"，虽然说不上来哪里不对，但看着就是没有那台珑管的CRT舒服。文档收集自网络，仅用于个人学习四、面板构成液晶面板是液晶屏中最为重要、并且所占据本钱最高的一个部件。尽管液晶显示器的色彩效果最终不是由液晶面板仅仅这一个部件来决定显示器的IC芯片也非常关键，但其是非常重要的一个局部。液晶面板主要由以下八大局部组成：1、背光源或背光模组：

23、由于液晶分子自身是无法发光的，因此假设想出现画面，液晶屏需要专门的发   液晶屏图10光源来提供光线，然后经过液晶分子的偏转来产生不同的颜色。而背光源起到的就是提供光能的作用。之前液晶屏采用的都是名叫CCFL的冷阴极射线管，其发光原理与日光灯几乎完全相同，而现在新品液晶屏都采用了更加节能、长寿面的LED背光源。灯管或LED发光后藉由导光板将光线分布到各处，通过反面的反射板将所有的光线的方向集中朝向液晶分子。最后光线通过prism sheet以及扩散板将光线均匀的散发出去，防止出现中央亮度过高、四周亮度过低的情况。2、上下层两个偏光片：偏光片的作用是让光线从单方向通过。3、上

24、层和下层两块玻璃基板：玻璃基板不仅仅是两块玻璃那么简单，其内侧具有沟槽结构，并附着配向膜，可以让液晶分子沿着沟槽整齐的排列。在上、下两层玻璃两侧会贴有TFT薄膜晶体管和彩色滤光片。4、ITO透明导电层：其作用是提供导电通路，分为像素电极P级和公共电极M级。5、薄膜晶体管就是我们经常所说的TFT：经常说的TFT-LCD，其实际上指的就是这个薄膜晶体管，它的作用类似于开关，TFT能够控制IC控制电路上的信号电压，并将其输送到液晶分子中，决定液晶分子偏转的角度大小，因此其是非常重要的一个部件。6、液晶分子层：其是改变光线偏光状态最重要的元素，通过电力和弹性力共同决定其排列和偏光状态。7、彩色滤光片：通过液晶分子偏转的光线只能显示不同的灰阶，但是不能提供红、绿、蓝RGB三原色，而彩色滤光片那么由RGB三种过滤片组成，通过三者混喝调节各个颜色与亮度。液晶面板中每一个像素由红、绿、蓝3个点构成，每种颜色的点各自拥有不同的灰阶变化。8、框胶；其就是让液晶面板中上下两层玻璃基板能够牢固的黏在一起，并将整个内部系统与外接“隔绝，防止灰尘进入影响色彩效果