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【液晶显示器原理】

　（一）液晶之物理特性

　　液晶之物理特性是：当通电时导通，排列变之有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说，液晶面板**含了两片相当精致之没有钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹著一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状之分子构成。在自然状态下，这些棒状分子之长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工之开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行之。

　　（二）单色液晶显示器之原理

　　

　　LCD技术是把液晶灌入两个列有细槽之平面之间。这两个平面上之槽互相垂直(相交成90度)。也就是说，若一个平面上之分子南北向排列，则另一平面上之分子东西向排列，而位于两个平面之间之分子被强迫进入一种90度扭转之状态。由于光线顺着分子之排列方向传播，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，而不发生任何扭转。

　　LCD是依赖极化滤光器(片)和光线本身。自然光线是朝四面八方随机发散之。极化滤光器实际是一系列越来越细之平行线。这些线形成一张网，阻断不与这些线平行之所有光线。极化滤光器之线正好与第一个垂直，所以能完全阻断那些已经极化之光线。只有两个滤光器之线完全平行，或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光器相匹配，光线才得以穿透。

　　LCD正是由这样两个相互垂直之极化滤光器构成，所以在好情况下应该阻断所有试图穿透之光线。但是，由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶，所以在光线穿出第一个滤光器后，会被液晶分子扭转90度，后从第二个滤光器中穿出。另一方面，若为液晶加一个电压，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器挡住。总之，加电将光线阻断，不加电则使光线射出。

　　然而，可以改变LCD中之液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。但由于计算机屏幕几乎总是亮着之，所以只有“加电将光线阻断”之方案才能达到省电之目之。

　　从液晶显示器之结构来看，没有论是笔记本电脑还是桌面系统，采用之LCD显示屏都是由不同部分组成之分层结构。LCD由两块玻璃板构成，厚约1mm，其间由**含有液晶(LC)材料之5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源之灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成之可以发射光线，其作用主要是提供均匀之背景光源。背光板发出之光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入**含成千上**水晶液滴之液晶层。液晶层中之水晶液滴都被**含在细小之单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上之一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明之电极，电极分为行和列，在行与列之交叉点上，通过改变电压而改变液晶之旋光状态，液晶材料之作用类似于一个个小之光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中之电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中之光线进行有规则之折射，然后经过第二层过滤层之过滤在屏幕上显示出来。

　　（三）彩色LCD显示器之工作原理

　　

　　对于笔记本电脑或者桌面型之LCD显示器需要采用之更加复杂之彩色显示器而言，还要具备专门处理彩色显示之色彩过滤层。通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成，其中每一个单元格前面都分别有红色，绿色，或蓝色之过滤器。这样，通过不同单元格之光线就可以在屏幕上显示出不同之颜色。

　　LCD克服了CRT体积庞大、耗电和闪烁之缺点，但也同时带来了造价过高、视角不广以及彩色显示不理想等问题。CRT显示可选择一系列分辨率，而且能按屏幕要求加以调整，但LCD屏只含有固定数量之液晶单元，只能在全屏幕使用一种分辨率显示(每个单元就是一个像素)。

　　CRT通常有三个电子**，射出之电子流必须精确聚集，否则就得不到清晰之图像显示。但LCD不存在聚焦问题，因为每个液晶单元都是单独开关之。这正是同样一幅图在LCD屏幕上为什么如此清晰之原因。LCD也不必关心刷新频率和闪烁，液晶单元要么开，要么关，所以在40～60Hz这样之低刷新频率下显示之图像不会比75Hz下显示之图像更闪烁。不过，LCD屏之液晶单元会很容易出现瑕疵。对1024×768之屏幕来说，每个像素都由三个单元构成，分别负责红、绿和蓝色之显示一所以总共约需240**个单元(1024×768×3＝2359296)。很难保证所有这些单元都完好没有损。有可能之是，其中一部分已经短路(出现“亮点”)，或者断路(出现“黑点”)。所以说，并不是如此高昂之显示产品并不会出现瑕疵。

　　LCD显示屏**含了在CRT技术中未曾用到之一些东西。为屏幕提供光源之是盘绕在其背后之荧光管。有些时候，会发现屏幕之某一部分出现异常亮之线条。也可能出现一些不雅之条纹，一幅特殊之浅色或深****像会对相邻之显示区域造成影响。此外，一些相当精密之图案(比如经抖动处理之图像)可能在液晶显示屏上出现难看之波纹或者干扰纹。

　　现在，几乎所有之应用于笔记本或桌面系统之LCD都使用薄膜晶体管（TFT）激活液晶层中之单元格。TFT LCD技术能够显示更加清晰，明亮之图像。早期之LCD由于是非主动发光器件，速度低，效率差，对比度小，虽然能够显示清晰之文字，但是在快速显示图像时往往会产生阴影，影响视频之显示效果，因此，如今只被应用于需要黑白显示之掌上电脑，呼机或手机中。

　　随着技术之日新月异，LCD技术也在不断发展进步。目前各大LCD显示器生产商纷纷加大对LCD之研发费用，力求突破LCD之技术瓶颈，进一步加快LCD显示器之产业化进程、降低生产成本，实现用户可以接受之价格水平。

　　(四）应用与液晶显示器之新技术

　　（1）采用TFT型Active素子进行驱动

　　

　　为了创造更优质画面构造，新技术采用了用独有TFT型Active素子进行驱动。大家都知道，异常复杂之液晶显示屏幕中重要之组成部分除了液晶之外，就要算直接关系到液晶显示亮度之背光屏以及负责产生颜色之色滤光镜。在每一个液晶像素上加装上了Active素子来进行点对点控制，使得显示屏幕与全统之CRT显示屏相比有天壤之别，这种控制模式在显示之精度上，会比以往之控制方式高得多，所以就在CRT显示屏会上出现图像之品质不良，色渗以及抖动非常厉害之现象，但在加入了新技术之LCD显示屏上观看时其画面品质却是相当赏心悦目之。

　　（2）利用色滤光镜制作工艺创造色彩斑斓之画面

　　在色滤光镜本体还没被制作成型以前，就先把构成其主体之材料加以染色，之后再加以灌膜制造。这种工艺要求有非常高之制造水准。但与同其他普通之LCD显示屏相比，用这种类型之制造出来之LCD，没有论在解析度，色彩特性还是使用之寿命来说，都有着非常优异之表现。从而使LCD能在高分辨率环境下创造色彩斑澜之画面。

　　（3）低反射液晶显示技术

　　

　　众所周知，外界光线对液晶显示屏幕具有非常大之干扰，一些LCD显示屏，在外界光线比较强之时候，因为它表面之玻璃板产生反射，而干扰到它之好显示。因此在室外一些明亮之公共场所使用时其性能和可观性会大大降低。目前很多LCD显示器即使分辨率再高，其反射技术没处理好，由此对实际工作中之应用都是不实用之。单凭一些纯粹之数据，其实是一种有偏差之去引导用户之行为。而新款之LCD显示器就采用之“低反射液晶显示屏幕”技术就是在液晶显示屏之外层施以反射防止涂装技术（AR coat），有了这一层涂料，液晶显示屏幕所发出之光泽感、液晶显示屏幕本身之透光率、液晶显示屏幕之分辨率、防止反射等这四个方面都但到了更好之改善。

　　（4）先进之“连续料界结晶矽”液晶显示方式

　　在一些LCD产品中，在观看动态影片之时候会出现画面之延迟现象，这是由于整个液晶显示屏幕之像素反应速度显得不足所造成之。为了提高像素反应速度，新技术之LCD采用目前先进之Si TFT液晶显示方式，具有比旧式LCD屏快600倍之像素反应速度，效果真是不可同日而语。先进之“连续料界结晶矽”技术是利用特殊之制造方式，把原有之非结晶型透明矽电极，在以平常速率600倍之速度下进行移动，从而大大加快了液晶屏幕之像素反应速度，减少画面出现之延缓现象。

　　现在，低温多晶硅技术、反射式液晶材料之研究已经进入应用阶段，也会使LCD之发展进入一个崭新之时代。而在液晶显示器不断发展之同时，其它平面显示器也在进步中，等离子体显示器（PDP）、场致发光阵列显示器（FED）和发光聚合体显示器（LEP）之技术将在未来掀起平板显示器之新浪潮。其中，值得关注和看好之就是场致显示器，它具有许多比液晶显示器更出色之性能……不过可以断定，LCD显示技术进入新纪元，作为另一支显示产品之生力军，它们将可能取代CRT显示器。

　　LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示器是一种采用液晶为材料之显示器。液晶是介于固态和液态间之有机化合物。将其加热会变成透明液态，冷却后会变成结晶之混浊固态。在电机之作用下，产生冷热变化，从而影响它之透光性，来达到亮灭之效应。

　　常见之液晶显示器分为：TN-LCD，STN-LCD，DSTN-LCD和TFT-LCD四种。其中TN-LCD，STN-LCD和DSTN-LCD三种显示原理相同，只是液晶分子之扭曲角度不同而已。

　　TN-LCD：（Twisted Nematic）液晶分子扭曲角度为90度。

　　STN：（Super TN）其S即为Super之意，也就是液晶分子之扭转角度加大，呈180度或270度，如此而达到更优越之显示效果(因对比度加大)。

　　DSTN：（Double layer STN）其D为double layer双层之意，因此又比STN更优异些。由于DSTN之显示面板结构已较TN与STN复杂，显示画质较之更为细腻。

　　TFT：（Thin Film Transistor）是一种新之液晶制造工艺。

　　LCD液晶显示器广泛应用于工业控制中，尤其是一些机器之人机，复杂控制设备之面板，医疗器械之显示等等。我常用于工业控制及仪器仪表中之之LCD液晶显示器之分辨率为：320x240，640x480，800x640，1024x768及以上之分辨率之屏，常用之大小有3.9"，4.0"，5.0"，5.5"，5.6"，5.7"，6.0"，6.5"，7.3"，7.5"，10.0"，10.4"，12.3"15"17"20"甚至现在之50"YIS等。颜色有黑白，伪彩，512色，16位色，24位色等。

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【液晶显示器原理】 由佚名刊于：2010-3-25 9:07:19

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