lcd显示应用的基本原理.docx

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1、12864 :/ alipaim 北京迪特福科技有限责任公司lcm :/ dtf-tech LCD 显示应用的根本原理简介：LCD 的根本原理 实质运用上，有三种液晶技术用在LCD 显示器。我们会在接下的篇幅描述TN + filmTN+视角扩大膜、I PS也称超级显示器、MVAMulti-Domain Vertical Alignme nt，画素分割垂直配向。北京迪特福科技供给专业的单色 LCD、LCM、液晶模块点阵字符型 1601 1602 1604 2023 2023；点阵图形型 12232 12832 12864 16032 160160 19264 240128 320240；以及笔段

2、式 LCD/LCM 研发生产企业。12864 :/ alipaim lcm :/ dtf-tech 12864 :/ alipaim 北京迪特福科技有限责任公司lcm :/ dtf-tech LCD 显示应用的根本原理实质运用上，有三种液晶技术用在 LCD 显示器。我们会在接下的篇幅描述 TN + filmTN+视角扩大膜、IPS也称超级显示器、MVAMulti-Domain Vertical Alignment，画素分割垂直配向。不管哪种技术被承受，全部 LCD 显示器都遵循一样的根本原则。一或更多根霓虹管构成所谓的背光，照亮了显示画面。在较廉价的机种上灯管数目可能会仅限一根，但你可以在较昂

3、贵机种上觉察最多有四根。有两根或更多霓虹灯管丝毫不影响图像的品质。相反的，其次根灯管是当作第一根灯管一旦损害时的备援。实际上，这样颇能延长显示器的工作寿命，由于一根霓虹灯馆通常只能连续 50,000 小时，但电子设备却要持续通电个 100,000 到 150,000 小时。为了保证有均匀的显示画面，光线会在到达玻璃基板之前经过一组反射系统来重导 向。尽管第一眼瞥见时似乎不是那么一回事，但玻璃基板却由于要这么做变的特别简洁。事实上，有两块玻璃面板，在子像素的两边各一块，都被红、绿或蓝色滤光片给掩盖着。在一台 15 吋显示器中，加起来有 1,028 x 768 x 3= 2,359,296 个子像

4、素。每个 RBG 三元素被一个可以产生个别的电压的晶体管所把握。这样的电压，可变化的幅度很大，会造成每个子像素里的液晶向特定角度移动。该角度打算了通过子像素光线的多寡，接着，成像在玻璃面板上。液晶实际的作用是让光线转向而能够在击中显示画面之前通过一个偏向的滤光片。假设液晶与滤光片以同样的方向排列，则光线会通过。另一方面，当液晶与滤光片呈垂直时，玻璃面板会变的黑暗无光。液晶，中继站根本上，液晶是同时具有固态和液态两种物理特性的物质。其中一个很炫的特色是也是作用在 LCD 显示器上的特色它会依据所施加的电压来转变位置。现在，还是让我们更认真地的观看它们你了解它们越多就会越好玩。如同科学世界中的共同

5、现象，液晶是偶然间被觉察的。1888 年，Friedrich Reinitzer，奥地利植物学家，正在争论胆固醇在植物扮演的角色。其中一个试验是将提炼物加热。他觉察提炼结晶会在 145.5 度变成混浊液态然后在 178.5 度时成为真正液态。他将他的觉察与 Otto Lehmann 共享，他是位德国科学家，他觉察了该种液体具有某些水晶的特性，特别是暴露在光线下时的变化。所以由 Otto Lehmann 命名：液晶。上图是具液晶特性的分子，methoxybenzilidene butylanaline液晶特写TN + FilmTwisted Nematic + Film，超扭转向列型+视角扩大膜

6、图 1：在 TN + film 面板中，液晶被配置成与滤光片成直角。这个名字中的film薄膜来自于为了增加视角而附加在面板的一层膜。TN + film 是最简洁应用的技术。Twisted Nematic 技术已经行之有年了你会觉察它使用在大局部过去几年出售的的 TFT主动式电晶薄膜晶体管面板上。为了改进面板的易读性，设计者参与了薄膜层然后观看角度从 90 度提升到 150 度。这层薄膜或许相当有效， 但圆满的是它对于比照程度或响应时间没有任何影响，两者照旧缺乏。所以，在理论上，TN + film 屏幕是格外低阶的解决方案。这个制作程序视为从前 TN 设计的改进。目前，没有一种解决方案比 TN

7、+ film 更廉价。这里说明它是如何运作：假设晶体管对子像素施加零伏特电压，液晶以及它们把握通过的偏光在两块基板中水平旋转 90 度。由于其次块基板的偏向滤片相对于第一块偏移了 90 度，所以光线可以通过它。假设红、绿、蓝的子像素可以充分被照亮，他们将会混合而在画面上产生一个白点。假设施加电压，在我们的状况中是一个垂直电场，将会摧毁液晶的螺旋构造。这些分子会试着将他们自己排列成与电场一样的方向。在我们的例子里，那样表示它们最终会与其次块滤 片垂直。在这个状态下，偏向入射光线会通不过整个子像素ON 状态。白点变成了黑点。配备 TN 屏幕有某些缺点。首先，设计者不断努力挣扎着在电压最高时将液晶与

8、偏向滤片完善的保持垂直。这可以解释为何老式屏幕几乎无法完全呈现黑色。其次点，假设晶体管失败了，它将无法施加任何电压到三个子像素上。这很合理，当考虑到我们刚刚争论的局部。所以零电压表示画面上会消灭一个白点。这样解释了为何当 LCD 像素死亡之后照旧会闪亮可见了。对 15 吋显示器来说，只有另一种技术可以与 TN + film 匹敌MVA之后说明。这技术比 TN + film 昂贵，在理论上被认为全部领域都会有较佳的表现。然而，这并不完全正确，由于 TN + film 在某些领域表现的还是比 MVA 优秀。IPSIn-Plane Switching，横向电场效应或是超级 TFT图 2：当施加电压时

9、，分子排列与基底物质呈平行。IIPS，或是横向电场效应技术由 Hitachi日立和 NEC 所进展。这是早期打算消退 T N + film 所造成严峻问题其中之一的技术。但实情是，尽管观看视角增加到 170 度，其它属性还是在原地踏步。这些屏幕的响应时间从 50 到 60 毫秒，而实际显示颜色照旧差强人意。假设没有电压施加到 IPS 系统，液晶就完全不会旋转。其次层滤片永久与第一片保持垂直， 而让光线可以穿过。画面显示出深浓、完善的黑色。这是另一个显示画面要比TN 对手为佳的领域假设晶体管烧掉了，死亡像素不会是一个锐利、让人分心的白点，而是一个 微小黑点。当子像素通上电压，两个电极产生电场造成

10、液晶旋转到与静止时垂直的位置。然后它们将会与偏向滤片并排而光线可以通过。这个系统的问题是实际用两个电极来产生电场会吃掉一大堆电力，更糟的是，必需等一会才会有作用。这说明白 IPS 显示器一般，假设不是常常的话，比TN 屏幕反响更慢。然而，从另一个角度看，IPS 将液晶与滤片完善的排列使得观看角度有了实实在在的改善。MVA多区域垂直配向有些制造商会选择使用 MVA，一种由 Fujitsu富士开发的技术。据他们表示，MVA 供给了几乎全部领域最正确的折衷方案。水平和垂直观看角度都有 160 度；响应时间只有 IPS 和老一代 TN 屏幕所达成的一半25 毫秒；颜色显示更为精准。所以假设 MVA 技

11、术供给这么多优点，为什么不是全部 LCD 显示器都使用 MVA 技术？很简洁理论无法在现实中到达承诺。但当开头测试以 MVA 技术为根底的显示器时我们会学到更多有关它的事情。该技术是从它的前代技术，VA垂直配向衍生而来，由 Fujitsu 在 1996 年推出。在此系统下，任何没有通电的液晶会跟其次滤片垂直排列。这表示了光线无法穿过它。当电压产生时，液晶旋转 90 度，让光线可以穿透，因而显示一个白点。这系统的优点是速度以及没有螺旋构造和双磁场。这些改善将响应时间削减到只有 25 ms。这个优势与 IPS 系统的类似：能够产生一个格外深的黑点。然而，主要的问题是，无论何时使用者试着从旁边观看屏

12、幕都会看到它。假设打算产生一个， 比方说，红色的阴影或淡红色则晶体管会产生最高电压一半的电压。液晶则只会旋转一半而且会停在最大旋转程度的一半上。所以当你正面看着屏幕，你会看到淡红色。然而，假设你从屏幕侧面看，你会由某些液晶体正面看过去而有些由它们侧面看过去。这表示了，第一个状况你会看到纯洁的红色，而其次个状况你会看到纯白。解决观看角度问题有其必要性。所以，瞧，一年之后，MVA 解决了这个问题。这一次，每个次像素分开到数个区域中。而且，偏向滤片不再是平坦而是突起的。结果是， 液晶体不会以同一方始终排列或旋转。突起滤片是术语ridges的来由。这也导出了专有 名词multi-domain多区域。子像素被分成数个区域而在其中液晶体可以自由来去在相 反的方向，而独立于其它液晶体。这技术的目的是尽可能制造需要的区域而让使用者只觉察 一个区域，而不管他们在画面的什么地方。