液晶屏知识1.docx

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液晶屏知识1

液晶显示屏（LCD  Liquid Crystal Display）的工作原理与传统球面显示屏完全不同。

液晶显示屏就是两块玻璃中间夹了一层（或多层）液晶材料，玻璃后面有几根灯管持续发光，液晶材料在信号控制下改变自己的透光状态，这样就能在玻璃面板前看到图像了。

液晶显示屏性能是有以下几个参数：

响应时间

　　响应时间的快慢是衡量液晶显示屏好坏的重要指标，响应时间指的是液晶显示屏对于输入信号的反应速度，也就是液晶由暗转亮或者是由亮转暗的反应时间。

一般来说分为两个部分：

Tr（上升时间）、Tf（下降时间），而我们所说的响应时间指的就是两者之和，响应时间越小越好，如果超过40毫秒，就会出现运动图像的迟滞现象。

目前液晶显示屏的标准响应时间大部分在25毫秒左右，不过也有少数机种可达到16毫秒。

拥有16ms的超快响应时间，就可以用每秒显示60帧画面以上的速度，完全解决传统液晶显示屏在玩游戏或者看DVD影碟时所存在的拖影、残影问题。

对比度

　　对比度是指在规定的照明条件和观察条件下，显示屏亮区与暗区的亮度之比。

对比度是直接体现该液晶显示屏能否体现丰富色阶的参数，对比度越高，还原的画面层次感就越好。

目前液晶显示屏的标称为250:

1或者300:

1，高档产品在400:

1或500:

1。

这里要说明的是，对比度必须与亮度配合才能产生最好的显示效果。

400:

1或500:

1的高对比度将使显示出来的画面色彩更加鲜艳，图像更柔和，让您玩游戏或者看电影效果直逼CRT显示屏。

亮度

　　液晶显示屏亮度普遍高于传统CRT显示屏，液晶显示屏亮度一般以cd／m2（流明/每平方米）为单位，亮度越高，显示屏对周围环境的抗干扰能力就越强，显示效果显得更明亮。

此参数至少要达到200cd／m2，最好在250cd／m2以上。

传统CRT显示屏的亮度越高，它的辐射就越大，而液晶显示屏的亮度是通过荧光管的背光来获得，所以对人体不存在负面影响。

屏幕坏点

　　屏幕坏点最常见的就是白点或者黑点。

黑点的鉴别方法是将整个屏幕调成白屏，那黑点就无处藏身了；白点则正好相反，将屏幕调成黑屏，白点也就会现出原形。

通常一般坏点不超过3个的显示屏算合格出厂，3点以内的为A屏,三点以上10点以内或带轻斑的算B屏,带重斑的和带线的算C屏.

可视角度

　　液晶显示屏属于背光型显示屏件，其发出的光由液晶模块背后的背光灯提供，这必然导致液晶显示屏只有一个最佳的欣赏角度——正视。

当你从其他角度观看时，由于背光可以穿透旁边的像素而进入人眼，就会造成颜色的失真，不失真的范围就是液晶显示屏的可视角度。

液晶显示屏的视角还分为水平视角和垂直视角，水平视角一般大于垂直视角。

目前来看，只要在水平视角上达到120度，垂直视角上达到140度就可以满足大多数用户的应用需求了。

而最新的液晶显示屏的面板是用广视角技术生产的，可以达到上下140度，左右150度的视角，减少了因为视角太小的原因给观看带来的不便。

当然这样的表现对于CRT显示屏接近180度的视角无法相比，但对大多数应用来说也已经绰绰有余了。

点距

　　液晶显示屏的点距是指组成液晶显示屏的每个像素点之间的间隔大小，目前主流15英寸液晶显示屏产品的标准点距一般为0.297毫米，对应的分辨率为1024×768。

液晶显示屏的可视面积是“实实在在”的，大体上有这样一个参照：

15英寸液晶显示屏的可视面积接近17英寸的CRT显示屏。

15英寸LCD液晶显示屏的可视面积304.1x 228.1（mm）。

带宽

　　液晶显示屏的带宽也是衡量液晶显示屏的一个指标。

一般液晶显示屏的带宽以80MHz为标准。

　　而大屏幕液晶显示屏兼有液晶显示的优点和大屏幕显示的优势，使得以17英寸液晶显示屏为代表的大屏幕液晶显示屏产品得到了广大消费者的青睐。

此外，它的可视面积比18寸彩电还大，而且它具有无辐射的优势，可使用户近距离的欣赏。

厚度

　　由于液晶显示屏自身的面板厚度都是一样的，也就是说，影响液晶显示屏厚度的主要因素将会是电路控制屏的技术、塑料外壳设计、机内空间压缩。

当然，融合了相当多的尖端液晶技术，采用了最新的超薄型液晶板和更轻薄的高亮度冷阴极荧光灯，加上更集成化的控制IC设计和更优化的散热处理，也能达到缩小外形尺寸的目的。

我们简单地将常用的平板显示解决方案分为3大类，即MCU接口、多媒体接口（PC端的模拟RGB、DVI，视频等）和内置平板显示控制的主板（如ARM、工业PC等）。

具体解决方案参考“解决方案”中的相关内容。

以下主要针对信号和控制原理进行介绍。

一、LCD接口

　　LVDS：

LowVoltageDifferentialSignaling是一种小振幅差分信号技术，使用非常低的幅度信号（约350mV）通过一对差分PCB走线或平衡电缆传输数据。

它允许单个信道传输速率达到每秒数百兆比特，其特有的低振幅及恒流源模式驱动只产生极低的噪声，消耗非常小的功率。

　　LVDS具有高速度、低噪声/低EMI、低功耗、节省成本等方面的优点。

　　应用LVDS串行/解串器技术，将数据线压缩到数对差分线，完成了数据传输，对于多通道、宽带、大动态的数据传输，LVDS串行/解串器将是很好的解决方案。

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二、信号源接口

1.MCU接口

　　1.18位/16位数据总线＋片选＋寄存器选择＋读＋写等

　　1.2数据总线＋地址总线＋读写等

2.PC的模拟接口，采用标准的15芯D-sub接插件，信号为VESA（美国VideoElectronicStandardAssociation）的显示器时序标准，主要包括场同步、行同步及模拟RGB信号。

3.DVI接口：

DigitalVisualInterface是一种适应数字平板显示器飞速发展而产生的显示接口。

DVI标准的基础是SiliconImage公司的PanelLink接口技术，这是一种高速串行接口，采用的是跃变最小化差分信令（TransitionMinimizedDifferentialSignaling,TMDS）传送数据到监视器。

　　DVI-D只支持数字式显示器

　　DVI-I支持数字式显示器，并兼容模拟式显示器

4.视频接口

　　4.1.视频信号具有图像信号、同步脉冲、消隐脉冲、色同步信号的电信号，常见三类

　　◆Composite复合视频（复合在一起的单一信号，或CVBS[CompositeVideoBroadcastSignal]）

　　◆S-video（S端子）分离视频（亮度与色差分离）

　　◆Component分量视频（每个基色分量作为独立的电视信号YPbPr）

　　4.2模拟电视制式

　　◆NTSC（NationalTelevisionSystemsCommittee）正交平衡调幅制

　　◆PAL（Phase-AlternativeLine）逐行倒相正交平衡调幅制

　　◆SECAM（SequentialColeurAvecMemoire）顺序传送彩色与存储制

　　三种制式的主要区别是将色差信号频谱线插入亮度信号频谱空隙中所采用的方法不同，我国模拟电视采用PAL制，D/K伴音。

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三、控制原理

　　1.MCU接口

　　2.多媒体接口

　　总之，液晶显示屏实现了真正的平面、超薄的机身、工作电压低、低功耗、低辐射、重量轻、体积小、无闪烁、减少视觉疲劳、绿色环保、有利人体健康等原因而赢得了越来越多的电脑爱好者的青睐。

关键指标

一、亮度与对比度

1.画面最高亮度：

100%信号电平的画面明亮程度。

单位：

cd/m2即坎[德拉]每平米，或nit尼[特]。

　画面最低亮度：

0%信号电平的画面明亮程度。

2.对比度：

画面最高亮度与画面最低亮度之比。

二、分辩力

1.屏幕大小：

显示域的对角线尺寸[英寸：

1英寸≈25.4mm]

2.分辨率：

显示列像素×显示行像素。

对彩色显示，1个像素[pixel]由RGB3个点[dot]组成

常见分辩率

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三、视角

　　TN、STN型视角较小，宽视角技术可达到左右、上下可达170°。

　　关键词：

对比度变化、灰阶反转、色差。

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四、响应速度

　　毫秒级：

STN、CSTN（彩色STN）几百毫秒，TFT几十毫秒、十几毫秒、几毫秒选择取决于应用。

五、可靠性

　　通常液晶本身通常是不会坏的，主要是驱动部分和背光部分，工业级产品不包括背光部分的MTBF[平均无故障时间]可以达到10万小时以上。

现在的CCFL背光寿命有了极大的提高，而且可更换。

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六、色彩数

　　液晶显示屏可以分单色和彩色，彩色STN由于其本身的特点，只能显示比较有限的颜色，常被称为“伪彩”，根据其中颜色位数组合，工业领域比较常用的为红、绿、蓝各1位，组合颜色为8色。

要实现显示更多的颜色，需要通过控制屏来解决，一般用不同的帧时间占空比实现。

　　TFT类数字接口的液晶显示屏，常见的有红、绿、蓝各6位和各8位的，可以实现显示红、绿、蓝各64级和各256级，组合颜色为23×6=262,144色和23×8=16,777,216色。

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七、工作环境温度

　　在工业领域，通常还要考虑工作环境温度，以适应不同地域、不同季节、不同环境的要求，在不同的温度环境下液晶显示性能有所差异。

　　液晶屏也分常温型和宽温型的。

SHARP公司很多TFT液晶屏标称工作环境温度达到-10~65℃。

八、显示屏的接口

　　数字接口的液晶屏目前常见CMOS/TTL和LVDS。

　　TFT液晶屏的CMOS/TTL单端信号容易受干扰，建议连接线缆控制400mm以内。

LVDS为低摆幅的差分信号，抗共模干扰能力强，传输距离可以达到10m甚至更长的距离。

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九、进货检验标准

　　这一点比较容易被忽视，尤其是在“坏点”[亮点、暗点]方面容易引起争论。

目前还缺少大家认同的检验标准。

　　每个厂家都有自己企业的标准，对液晶屏可能出现的缺陷会影响到产品的最终显示效果，因此在选定液晶屏之前务必确认该液晶屏的检验标准是否与用户的要求相符合。

十、产品的延续性

　　在消费品领域，产品的更新换代时间间隔往往比较短，而工业产品则不同，希望产品的生命周期比较长，要有利于售后服务。

　　SHARP、KYOCERA、OPTREX、AU等公司都非常注重产品的延续性，即在更新换代时注意对过去产品的兼容性和产品的长期供应。

LCD显示器的鬼影效果（也称为延迟）是怎么发生的？

悬赏分：

0-解决时间：

2008-11-2213:

54

LCD显示器的鬼影效果（也称为延迟）是怎么发生的？

因响应速度较慢而使图像发生模糊

因为屏幕坏点使图像产生雪花

因电源不稳定使图像亮度不稳

因分辨率不够而使图像不清晰

12742215

song子良发表于：

07-07-1522:

34[只看该作者]

液晶显示器工作原理

 液晶显示器（LCD）是现在非常普遍的显示器。

它具有体积小、重量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。

液晶显示器（LCD）的原理与阴极射线管显示器（CRT）大不相同。

LCD是基于液晶电光效应的显示器件。

包括段显示方式的字符段显示器件；矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件；矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。

液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过。

下面介绍三种液晶显示器的工作原理。

1.“扭曲向列型液晶显示器”（TwistedNematicLiquidcrystaldisplay）,简称“TN型液晶显示器”。

这种显示器的液晶组件构造如图11所示。

向列型液晶夹在两片玻璃中间。

这种玻璃的表面上先镀有一层透明而导电的薄膜以作电极之用。

这种薄膜通常是一种铟（Indium）和锡（Tin）的氧化物（Oxide），简称ITOＨ缓笤僭谟?

fontface="TimesNewRoman,Times,serif">ITO的玻璃上镀表面配向剂，以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面之方向排列。

（图11a）中左边玻璃使液晶排成上下的方向，右边玻璃则使液晶排成垂直于图面之方向。

此组件中之液晶的自然状态具有从左到右共

的扭曲,这也是为什么被称为扭曲型液晶显示器的原因。

利用电场可使液晶旋转的原理，在两电极上加上电压则会使得液晶偏振化方向转向与电场方向平行。

因为液态晶的折射率随液晶的方向而改变，其结果是光经过TN型液晶盒以后其偏振性会发生变化。

我们可以选择适当的厚度使光的偏振化方向刚好改变

。

那么，我们就可利用两个平行偏振片使得光完全不能通过（如图12所示）。

若外加足够大的电压Ｖ使得液晶方向转成与电场方向平行，光的偏振性就不会改变。

因此光可顺利通过第二个偏光器。

于是，我们可利用电的开关达到控制光的明暗。

这样会形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上了。

2.TFT型液晶显示器的原理TFT型液晶显示器也采用了两夹层间填充液晶分子的设计。

只不过是把左边夹层的电极改为了FET晶体管，而右边夹层的电极改为了共通电极。

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液晶那样的从左至右，而是从右向左，这样的作法是在液晶的背部设置了类似日光灯的光管。

光源照射时先通过右偏振片向左透出，借助液晶分子来传导光线。

由于左右夹层的电极改成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。

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。

相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有被施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示原理的最大不同.

3.“高分子散布型液晶显示器”（Polymerdispersedliquidcrystalliquidcrystaldisplay），简称“PDLC型液晶显示器”。

这种显示器的液晶组件构造如图13所示。

高分子的单体（monomer）与液晶混合后夹在两片玻璃中间，做成一液晶盒。

这种玻璃与上面所用的相同，是表面上先镀有一层透明而导电的薄膜作电极。

但是不需要在玻璃上镀表面配向剂。

此时将液晶盒放在紫外灯下照射使个单体连结成高分子聚合物。

在高分子形成的同时，液晶与高分子分开而形成许多液晶小颗粒。

这些小颗粒被高分子聚合物固定住。

当光照射在此液晶盒上，因折射率不同，而在颗粒表面处产生折射及反射。

经过多次反射与折射，就产生了散射（scattering）。

此液晶盒就像牛奶一样呈现出不透明的乳白色。

足够大电压加在液晶盒两侧的玻璃上，液晶顺着电场方向排列，而使每颗液晶的排列均相同。

对正面入射光而言，这些液晶有着相同的折射率n。

如果我们可以选用的高分子材料的折射率与n相同，对光而言这些液晶颗粒与高分子材料是相同的；因而在液晶盒内部没有任何折射或反射的现象产生。

此时的液晶盒就像透明的清水一样。

早在19世纪末，奥地利植物学家就发现了液晶，即液态的晶体，也就是说一种物质同时具备了液体的流动性和类似晶体的某种排列特性。

在电场的作用下，液晶分子的排列会产生变化。

从而影响到它的光学性质，这种现象叫做电光效应。

利用液晶的电光效应，英国科学家在本世纪制造了第一块液晶显示器即LCD。

今天的液晶显示器中广泛采用的是定线状液晶，如果我们微观去看它，会发现它特象棉花棒。

与传统的CRT相比，LCD不但体积小，厚度薄（目前14.1英寸的整机厚度可做到只有5厘米），重量轻、耗能少（1到10微瓦/平方厘米）、工作电压低（1.5到6V）且无辐射，无闪烁并能直接与CMOS集成电路匹配。

由于优点众多，LCD从1998年开始进入台式机应用领域。

1、液晶显示的分类：

液晶产品其实早存在于我们的生活之中。

如电子表、计算器、掌上游戏机等。

按照分子结构排列的不同可分为三种：

类似粘土状的Smestic液晶、类似棉花棒的Nematic液晶、类似胆固醇状的Choleseic液晶，这三种液晶的物理特性不尽相同，用于液晶显示器的是第二种液晶。

采用此种液晶制造的显示器称为LCD。

常见的液晶显示器分为TN—LCD、STN—LCD、DSTN—LCD和TFT—LCD四种，其中前三种基本的显示原理都相同，只是分子排列顺序不同而已；而TFT—LCD采用的是与TN系列LCD截然不同的工作原理。

目前电脑上采用的都是这种液晶显示器。

其工作原理是采用两夹层，中间填充液晶分子，夹层上部为FET晶体管。

夹层下部为共同电板，在光源设计上要用“背透式”照射方式，在液晶的背部设置类似日光灯的光管。

光源照射时由下而上透出借助液晶分子传导光线，透过FET晶体管层，晶体分子会扭转排列方向产生透光现象，影像透过光线显示的屏幕上，到下一次产生通电之后分子的排列顺序又会改变，再显示出不同影像。

2、液晶显示器的和传统显示器的比较

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。

屏幕平坦度和分辩率：

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辩率，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相差无几。

3、液晶显示器近期发展趋势

由于液晶显示器有着许多传统CRT不可比拟的优点，所以它会越来越多地用于桌面台式显示器上，液晶显示器是通过数字信号来显示影像的，和阴极射线管采用模拟信号不太相同，不过为了符合市场要求，目前液晶显示器的信号种类是模拟与数字两种均有。

采用模拟信号的好处是可以和目前绝大多数显卡兼容，但是这样做在液晶显示器内部还得加装一个APC，将传输进来的模拟信号再转换成数字信号，这样可能会影响显示品质。

目前一些供应商正在制定PC机与LCD之间的专用标准接口，其目的是提供在主流机型已存在的端口上直接兼容数字信号，不过目前的显卡很少有支持数字传输界面的，而且数字界面的管脚也尚未统一，这是近期内要解决的问题之一。

此外，液晶显示器的色彩调校。

一直不尽如人意，这是因为LCD的色彩调校要考虑到环境光源和液晶显示器的属性，再加上液晶显示器的可视角度狭窄，要同时调整出一个最佳的观看角度和色彩正确性就非常不容易。

目前市面上还没有专为桌面型液晶显示器所设计的色彩调校软件，不过相信未来，将会有更多的厂商重视液晶显示器的色彩调校。

LCDTV液晶显示器发展越来越成熟，目前已取代大量传统CRT家用电视，也将同样采平面电视的电浆电视市场瓜分，而家用电视的各项影视需求，如更精细、大尺寸化的FullHD显示画面、更好的色彩表现、更快的面板反应速度...等要求，持续提升LCDTV生产技术朝材质极限发展，而在LCDTV显示器持续进化过程中，也有更多显示技术与应用需求...

　　LCDTV显示器原先是针对电脑行动化的笔记型电脑设计需求，所推出的产品，由于LCDTV相较传统CRT显得更显轻薄，而其运作方式亦相对较CRT更为节能，另在辐射与发热问题大幅降低，在空间、能源消耗...等多项优势，自然逐渐汰换掉老旧的CRT产品。

　　呼应环保节能趋势LCDTV节能设计热门

　　CRT（CathodeRayTube）与LCDTV（Liquidcrystaldisplay）的差异，在演色性、亮度、对比...等表现均较LCDTV更好，但实际上CRT却相对相对更笨重与耗电，至于产品尺寸在发展大画面的市场潮流下，CRT很难做到LCDTV的大画面效果，因为当显示画面加大，CRT的电子枪的深度就无法避免的加长，此为旧显示技术的限制，相对的，LCDTV显示器发展大尺寸方面较CRT显示器更具发展潜力。

　　至于LCDTV最大的耗能来自于背光模组，目前低成本的背光设计为采CCFL冷阴极管背光源元件，但CCFL为内部含有少量汞的气体放电式灯管，运行需要藉由高频电压驱动，而其间需经电压转换进行灯管驱动，而转换过程损失的能源会转化成热能，不尽浪费能源并间接造成系统需要增设风扇散热。

　　现阶段常见的LCDTV节能设计，若在不改换背光灯源的前提下，大部分的作法都是朝提高电源转换效率与增加CCFL灯管的发光效率方面。

其中，以增加CCFL发光效率与提升其光利用率的作法最为显著。

可采U型管或是其他造型设计，创造更大的背光面积，维持相同背光面积但CCFL使用数量却骤减，简化系统设计，透过导光设计、反光板、增光膜…等设置，强化整体发光的可使用率。

　　另一方面，直接将背光源升级成LED模组，也是常见手法。

目前LED使用于置换背光源的设计相当常见，尤其在中、小尺寸产品方面，而大尺寸的设计其省电效益更高。

利用LED小体积、低耗能的优势，背光模组可用LED阵列取代原有的CCFL背光。

　　HD解析度、高动态效果再掀技术升级热潮

　　LCDTV显示器较大的技术限制，早期产品多数有动态残影与显示反应速度方面的问题，尤其在大尺寸化发展下则让技术缺陷被放大检视，而为了改善动态残影的限制问题，业者朝开发高更新率的显示技术因应。

虽然看起来提高更新率这么单纯，但实际上相关的技术影响层面相当大，其中以影像处理晶片、面板素质、电视输入讯号…等都会影响最终成品的展现效果，目前此也高阶产品应用居多，对于一般中、低阶产品设计，则较不倾向导入这类成本较高的设计方案。

　　1080p显示解析度，在蓝光光碟影音内容市场逐渐走向规格化，原有在高解析度影音光碟出现多种规格的纷争态势已逐渐明朗化，目前由蓝光内容产业刺激下的1080p高解析度画面输出需求，如升级、换机或新购方式…等，都会刺激新一代支援1080p的显示器应用需求，业目前业者出货主要产品，也会以具备1080p高解析度显示的产品为主。

　　整合触控技术建构便利的应用情境

　　Apple推出iPad、iPhone后，触控技术就成为市场关注焦点，目前重点触控应用商品集中在中、小尺寸产品，例如，行动电话、个人随身装置、笔记型电脑…等，应用技术为电阻式与电容式触控最为大宗。

　　在液晶电视方面必须着眼在大尺寸使用需求，其触控要求并不像中、小尺寸触控面板需要求精密侦测触点，反而更关注的是触点侦测、回馈讯息的效能能否与实际动作达到近似即时的操作互动体验。

　　目前成熟且可行的触控技术方案很多，大尺寸应用方面常见有声波感应式、红外线式…等，目前多数