LCD液晶顯示屏的分類 LCD液晶顯示屏的優(yōu)缺點

　　本文主要是關(guān)于LCD液晶顯示屏的相關(guān)介紹，并著重對LCD液晶顯示屏的分類及其優(yōu)缺點進行了詳盡的闡述。

　　LCD液晶顯示屏

　　液晶顯示器，或稱LCD（Liquid Crystal Display），為平面超薄的顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量的彩色或黑白像素組成，放置于光源或者反射面前方。液晶顯示器功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子設(shè)備。它的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面。

　　雖然產(chǎn)品購造和顯示原理都不盡相同，液晶顯示器（LCD） 和傳統(tǒng)顯示器（CRT）的共同目的都是達到優(yōu)良的顯示效果，現(xiàn)在我們對CRT和TFT液晶顯示器作一比較。

　　結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品體積：傳統(tǒng)的CRT型顯示器必須通過電子槍發(fā)射電子束到屏幕，因而顯像管的管就不能太短，當屏幕增大時也必須加大體積，TFT則通過顯示屏上的電子板來改變分子狀態(tài)，以達到顯示目的，即使屏幕加大，它只需將水平面積增大即可，而體積卻不會有很大增加，而且要比CRT顯示器輕很多，同時TFT由于功耗只用于電板和驅(qū)動IC上，因而耗電量較小。

　　輻射和電磁干擾：傳統(tǒng)的顯示器由于采用電子槍發(fā)射電子束打到屏幕產(chǎn)生輻射源。雖然現(xiàn)在有一些先進的技術(shù)可將輻射降到最小，但仍然不能完全根除。TFT液晶顯示器則不必擔心這一點。至于電磁波的干擾，TFT液晶顯示器只有來自驅(qū)動電路的少量電磁波，只要將外殼嚴格密封就可使電磁波不外泄，而CRT顯示器為了散熱不得不在機體上打出散熱孔，所以必定會產(chǎn)生電磁干擾。

　　屏幕平坦度和分辨率：TFT液晶一開始就采用純平面的玻璃板，所以平坦度要比大多數(shù)CRT顯示器好得多，當然現(xiàn)在有了純平面的CRT彩顯。在分辨率上，TFT卻遠不如CRT顯示器，雖然從理論上講它可提供更高的分辨率，但事實卻不是這樣。

　　顯示效果：傳統(tǒng)CRT顯示器是通過電子槍打擊熒光粉因而顯示的亮度比液晶的透光式顯示要好得多，在可視角度上CRT也要比TFT好一些，在顯示反映速度上，CRT與TFT相差無幾。

　　液晶顯示器原理（一）液晶的物理特性　液晶的物理特性是：當通電時導通，排列變的有秩序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術(shù)上簡單地說，液晶面板包含了兩片相當精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當光束通過這層液晶時，液晶本身會排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數(shù)液晶都屬于有機復合物，由長棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入一個經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會順著槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。（二）單色液晶顯示器的原理　LCD技術(shù)是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直（相交成90度）。也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子東西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90度。但當液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。

　　LCD是依賴極化濾光器（片）和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機發(fā)散的。極化濾光器實際是一系列越來越細的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第一個垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個濾光器的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個極化濾光器相匹配，光線才得以穿透。

　　LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構(gòu)成，所以在正常情況下應該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光器后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個濾光器中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光器擋住?？傊与妼⒐饩€阻斷，不加電則使光線射出。

　　然而，可以改變LCD中的液晶排列，使光線在加電時射出，而不加電時被阻斷。但由于計算機屏幕幾乎總是亮著的，所以只有“加電將光線阻斷”的方案才能達到最省電的目的。

　　從液晶顯示器的結(jié)構(gòu)來看，無論是筆記本電腦還是桌面系統(tǒng)，采用的LCD顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有液晶（LC）材料的5μm均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當LCD中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。（三）彩色LCD顯示器的工作原理　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就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。

　　LCD克服了CRT體積龐大、耗電和閃爍的缺點，但也同時帶來了造價過高、視角不廣以及彩色顯示不理想等問題。CRT顯示可選擇一系列分辨率，而且能按屏幕要求加以調(diào)整，但LCD屏只含有固定數(shù)量的液晶單元，只能在全屏幕使用一種分辨率顯示（每個單元就是一個像素）。

　　液晶顯示器電路圖CRT通常有三個電子槍，射出的電子流必須精確聚集，否則就得不到清晰的圖像顯示。但LCD不存在聚焦問題，因為每個液晶單元都是單獨開關(guān)的。這正是同樣一幅圖在LCD屏幕上為什么如此清晰的原因。LCD也不必關(guān)心刷新頻率和閃爍，液晶單元要么開，要么關(guān)，所以在40～60Hz這樣的低刷新頻率下顯示的圖像不會比75Hz下顯示的圖像更閃爍。不過，LCD屏的液晶單元會很容易出現(xiàn)瑕疵。對1024×768的屏幕來說，每個像素都由三個單元構(gòu)成，分別負責紅、綠和藍色的顯示一所以總共約需240萬個單元（1024×768×3=2359296）。很難保證所有這些單元都完好無損。最有可能的是，其中一部分已經(jīng)短路（出現(xiàn)“亮點”），或者斷路（出現(xiàn)“黑點”）。所以說，并不是如此高昂的顯示產(chǎn)品并不會出現(xiàn)瑕疵。

　　LCD顯示屏包含了在CRT技術(shù)中未曾用到的一些東西。為屏幕提供光源的是盤繞在其背后的熒光管。有些時候，會發(fā)現(xiàn)屏幕的某一部分出現(xiàn)異常亮的線條。也可能出現(xiàn)一些不雅的條紋，一幅特殊的淺色或深色圖像會對相鄰的顯示區(qū)域造成影響。此外，一些相當精密的圖案（比如經(jīng)抖動處理的圖像）可能在液晶顯示屏上出現(xiàn)難看的波紋或者干擾紋。

　　現(xiàn)在，幾乎所有的應用于筆記本或桌面系統(tǒng)的LCD都使用薄膜晶體管（TFT）激活液晶層中的單元格。TFT LCD技術(shù)能夠顯示更加清晰，明亮的圖像。早期的LCD由于是非主動發(fā)光器件，速度低，效率差，對比度小，雖然能夠顯示清晰的文字，但是在快速顯示圖像時往往會產(chǎn)生陰影，影響視頻的顯示效果，因此，如今只被應用于需要黑白顯示的掌上電腦，呼機或手機中。

　　隨著技術(shù)的日新月異，LCD技術(shù)也在不斷發(fā)展進步。近些年各大LCD顯示器生產(chǎn)商紛紛加大對LCD的研發(fā)費用，力求突破LCD的技術(shù)瓶頸，進一步加快LCD顯示器的產(chǎn)業(yè)化進程、降低生產(chǎn)成本。如今，LCD顯示器已經(jīng)基本普及，價格對于普通消費者來說也可以接受，即便如三星、華碩、LG等廠商生產(chǎn)的科技含量較高的中高端LCD顯示器的價格也并非“高不可攀”。LCD技術(shù)的飛速發(fā)展，諸多弊端取得了長足的進步，LCD顯示器已經(jīng)逐漸開始取代CRT成為人們?nèi)粘Ｉ钪凶钪饕娘@示設(shè)備。

　　而LED顯示器也屬于液晶顯示器的一種，LED液晶技術(shù)是一種高級的液晶解決方案，它用LED代替了傳統(tǒng)的液晶背光模組。高亮度，而且可以在壽命范圍內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定的亮度和色彩表現(xiàn)。更寬廣的色域（超過NTSC和EBU色域），實現(xiàn)更艷麗的色彩。實現(xiàn)LED功率控制很容易，不像CCFL的最低亮度存在一個門檻。因此，無論在明亮的戶外還是全黑的室內(nèi)，用戶都很容易把顯示設(shè)備的亮度調(diào)整到最悅目的狀態(tài)。在以CCLF冷陰極熒光燈作為背光源的LCD中，其中不能缺少的一個主要元素就是汞，這也就是大家所熟悉的水銀，而這種元素無疑是對人體有害的。因此，眾多液晶面板生產(chǎn)廠商都在無汞面板生產(chǎn)上投入了很多的精力，如***著名IT廠商華碩采用的不含汞LED背光技術(shù)便通過了ROHS認證，使MS系列產(chǎn)品的比傳統(tǒng)CCFL顯示器節(jié)能40%以上，無汞工藝不但使它無毒健康而且比其他產(chǎn)品更加環(huán)保、節(jié)能。

　　因為采用了固態(tài)發(fā)光器件，LED背光源沒有嬌氣的部件，對環(huán)境的適應能力非常強，所以LED的使用溫度范圍廣、低電壓、耐沖擊。而且LED光源沒有任何射線產(chǎn)生，低電磁輻射、無汞可謂是綠色環(huán)保光源。

　　總結(jié)下來LED液晶的優(yōu)點：LED液晶電視有省電、環(huán)保、色彩更真實的優(yōu)勢。（四）應用與液晶顯示器的新技術(shù)?。?）采用TFT型Active素子進行驅(qū)動

　　為了創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)畫面構(gòu)造，新技術(shù)采用了用獨有TFT型Active素子進行驅(qū)動。大家都知道，異常復雜的液晶顯示屏幕中最重要的組成部分除了液晶之外，就要算直接關(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，使得顯示屏幕與全統(tǒng)的CRT顯示屏相比有天壤之別，這種控制模式在顯示的精度上，會比以往的控制方式高得多，所以就在CRT顯示屏會上出現(xiàn)圖像的品質(zhì)不良，色滲以及抖動非常厲害的現(xiàn)象，但在加入了新技術(shù)的LCD顯示屏上觀看時其畫面品質(zhì)卻是相當賞心悅目的。

　?。?）利用色濾光鏡制作工藝創(chuàng)造色彩斑斕的畫面

　　在色濾光鏡本體還沒被制作成型以前，就先把構(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，都有著非常優(yōu)異的表現(xiàn)。從而使LCD能在高分辨率環(huán)境下創(chuàng)造色彩斑斕的畫面。

　?。?）低反射液晶顯示技術(shù)

　　眾所周知，外界光線對液晶顯示屏幕具有非常大的干擾，一些LCD顯示屏，在外界光線比較強的時候，因為它表面的玻璃板產(chǎn)生反射，而干擾到它的正常顯示。因此在室外一些明亮的公共場所使用時其性能和可觀性會大大降低。目前很多LCD顯示器即使分辨率再高，其反射技術(shù)沒處理好，由此對實際工作中的應用都是不實用的。單憑一些純粹的數(shù)據(jù)，其實是一種有偏差的去引導用戶的行為。而新款的LCD顯示器就采用的“低反射液晶顯示屏幕”技術(shù)就是在液晶顯示屏的最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。

　?。?）先進的“連續(xù)料界結(jié)晶矽”液晶顯示方式

　　在一些LCD產(chǎn)品中，在觀看動態(tài)影片的時候會出現(xiàn)畫面的延遲現(xiàn)象，這是由于整個液晶顯示屏幕的像素反應速度顯得不足所造成的。為了提高像素反應速度，新技術(shù)的LCD采用目前最先進的Si TFT液晶顯示方式，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。先進的“連續(xù)料界結(jié)晶矽”技術(shù)是利用特殊的制造方式，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。

　　現(xiàn)在，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，也會使LCD的發(fā)展進入一個嶄新的時代。而在液晶顯示器不斷發(fā)展的同時，其它平面顯示器也在進步中，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。其中，最值得關(guān)注和看好的就是場致顯示器，它具有許多比液晶顯示器更出色的性能……不過可以斷定，LCD顯示技術(shù)進入新紀元，作為另一支顯示產(chǎn)品的生力軍，它們將可能取代CRT顯示器。

　　LCD液晶顯示屏的分類

　　利用光電效應制作的LCD大致分為以下幾種TN-LCD 和STN-LCD、HTN-LCD、FSTN-LCD、TFT-LCD。

　　TN-LCD 就是扭曲向列LCD液晶顯示屏。我們通常所見到的電子表，計算器、游戲機等LCD 大都是TN-LCD。

　　STN-LCD 是Super Twist Liquid Crystal Display 的簡稱。即超扭曲向列型LCD. 它與TN-LCD 的結(jié)構(gòu)相似，不同的是它的扭曲角不是90度，而是在180~270 之間，雖然僅僅是扭曲角不同，它的工作原理同TN-LCD 完全不同。STN-LCD 是目前LCD 生產(chǎn)的中檔產(chǎn)品。它是有比TN-LCD 顯示信息量大等特點，它主要用于多種儀器儀表、漢顯機、記事本、筆記本電腦等。STN-LCD 的制造工藝基本成熟，但主要技術(shù)掌握在日本、韓國等少數(shù)國家手中，國內(nèi)現(xiàn)有十多家STN-LCD 制造公司。

　　HTN-LCD 是Hight Twist Nematic Liquid Crystal Display 的簡稱。即高扭曲向列型LCD液晶顯示屏，HTN-LCD 的扭曲角在100度~120度之間，介于TN-LCD 和STN-LCD 之間。HTN-LCD 目前數(shù)量并不多，其性能也介于TN-LCD 和STN-LCD 之間。

　　FSTN-LCD 是Film Super Twist Nematic Liquid Crystal Display 的簡稱。這里Film 是指補償膜或延遲膜，所以FSTN-LCD 稱補償膜超扭曲向列型LCD液晶顯示屏。通過一層特殊處理的補償膜，能夠克服STN-LCD的缺點。

　　TFT-LCD 即薄膜晶體管的有源矩陣LCD，它是目前LCD 市場中最高檔次的產(chǎn)品。它主要用于筆記本電腦，液晶彩電等。TFT-LCD 的制造工藝比較復雜，價格比較高。

　　LCD液晶顯示屏的種類很多，按顯示方式可分為透射及反射的直視型顯示器。

　　透射型LCD 背面裝有熒光燈，電致發(fā)光極等光源。因而在昏暗的環(huán)境光下也能使用。

　　反射型就是一種將鋁箔光反射片貼在LCD 背面玻璃基板的外面，使其反射LCD 的入射光，用于顯示。

　　在TN 和STN 模式中，背面玻璃。基板上貼有偏光片和表面有皺紋狀的反射片，這種反射型充分發(fā)揮了非發(fā)光型LCD 耗電少的特點。

　　LCD液晶顯示屏的優(yōu)缺點

　　優(yōu)點：

　?。?）液晶在節(jié)能方面可謂優(yōu)勢明顯。

　?。?）其輻射指標普遍比CRT要低一些。

　　（3）由于其原理問題不會出現(xiàn)任何的幾何失真，線性失真。

　?。?）液晶顯示器可視面積大。

　?。?）高精細的畫質(zhì)（部分低價的縮水顯示器除外）。

　?。?）顯示器與CRT的相比重量輕幾倍，且厚度也是薄了幾倍，因此很容易移動。

　?。?）不會因供電不足導致畫面色彩失真。

　　缺點：

　　1）可視偏轉(zhuǎn)角度小。

　　2）容易產(chǎn)生影像拖尾現(xiàn)象（例如鼠標指針快速晃動），這是由于普通液晶屏多為60Hz（每秒顯示60幀），而CRT多為85Hz（每秒85幀）。不過這個問題主要出現(xiàn)在液晶顯示器剛流行時的游戲中（即“畫面撕裂”），之后已經(jīng)基本解決，如果仍然出現(xiàn)可利用“垂直同步”解決。

　　3）液晶顯示器的亮度和對比度不是很好。

　　4）液晶“壞點”問題。

　　5）壽命有限。

　　6）當分辨率低于顯示器的默認分辨率時，畫面模糊會非常明顯，而CRT即使當前分辨率低于默認1倍也不會十分明顯。

　　7）當分辨率大于顯示器的默認分辨率時（需要軟件強制設(shè)定），細節(jié)處的色彩會丟失，而CRT是屏幕閃爍嚴重且畫面明顯模糊。

　　結(jié)語

　　關(guān)于LCD液晶顯示屏的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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