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学界观察 :::::::::::

液晶电视的显示原理

发布单位:zgkjlw.com   发布人:admin   发布时间:2013/3/26  

液晶电视的显示原理
  液晶是一种介于固态和液态之间的物质,是具有规则性分子排列的有机化合物,如果把它加热会呈现透明状的液体状态,把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。正是由于它的这种特性,所以被称之为液晶(Liquid Crystal)。用于液晶显示器的液晶分子结构排列类似细火柴棒,称为Nematic液晶,采用此类液晶制造的液晶显示器也就称为LCD(Liquid Crystal Display)。而液晶电视是在两张玻璃之间的液晶内,加入电压,通过分子排列变化及曲折变化 再现画面,屏幕通过电子群的冲撞,制造画面并通过外部光线的透视反射来形成画面。  二、液晶显示器的分类。  常见的液晶显示器分为TN-LCD(Twisted Nematic-LCD,扭曲向列LCD)、STN-LCD(Super TN-LCD,超扭曲向列LCD)、DSTN-LCD(Double layer STN-LCD,双层超扭曲向列LCD)和TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD,薄膜晶体管LCD)四种。其中TN-LCD、STN-LCD和DSYN-LCD三种基本的显示原理都相同,只是液晶分子的扭曲角度不同而已。STN-LCD的液晶分子扭曲角度为180度甚至270度。而TFT-LCD则采用与TN系列LCD截然不同的显示方式。  TN由于无法显示细腻的字符,通常应用在电子表、计算器上。作为显示器TN系列的液晶显示器已基本被淘汰,STN由于扭转角度较大,字符显示比TN细腻,同时也支持基本的彩色显示,多用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机等。而随后的DSTN和TFT则被广泛制作成液晶显示设备,DSTN液晶显示屏多用于早期的笔记本电脑,由于支持的彩色数有限,所以也称为伪彩显。TFT则既应用在笔记本电脑上,又逐步进入主流台式显示器市场。  三、TFT液晶显示器的原理。  TFT液晶显示器与TN系列液晶显示器的原理大不相同,但在构造上和TN液晶仍有相似之处,如玻璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等,它也同样采用两夹层间填充液晶分子的设计,只不过把TN上部夹层的电极改为FET晶体管,而下层改为共同电极。  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液晶那样的从上至下,而是从下向上,这样的作法是在液晶的背部设置类似日光灯的光管。光源照射时先通过下偏光板向上透出,它也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。相对而言,TN就没有这个特性,液晶分子一旦没有施压,立刻就返回原始状态,这是TFT液晶和TN液晶显示的最大不同之处。  四、液晶电视的优势  1、轻薄便携。传统显示器由于使用CRT,必须通过电子枪发射电子束到屏幕,因而显像管的管颈不能做得很短,当屏幕增加时也必然增大整个显示器的体积。液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的,即使屏幕加大,它的体积也不会成正比的增加(只增加尺寸不增加厚度所以不少产品提供了壁挂功能,可以让使用者更节省空间),而且在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多,液晶电视的重量大约是传统电视的1/3。  2、色彩丰富。液晶电视拥有16.7百万的色彩,画面层次分明,颜色绚丽真实。  3、分辨率大,清晰度高。液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板,其平面直角的显示效果比传统显示器看起来好得多。不过在分辨率上,液晶显示器理论上可提供更高的分辨率,但实际显示效果却差得多(存在一个最佳分辨率的问题),虽然液晶电视可以克服扫描线的抖动和闪烁,但由于液晶本身的缝隙较粗,会造成图像如网格般的收看效果。所以液晶屏幕的最佳分辨率一般可达1024X768(已经足够了)。而传统显示器在较好显示卡的支持下达到完美的显示效果。  4、绿色环保。液晶显示器根本没有幅射可言,而且只有来自驱动电路的少量电磁波,只要将外壳严格密封即可排除电磁波外泄。所以液晶显示器有称为冷显示器或环保显示器。液晶电视不存在屏幕闪烁现象,不易造成视觉疲劳。  5、耗电量低,使用寿命长。按照行业标准、使用时间为每天4.5小时的年耗电量换算,用30英寸液晶电视替代32英寸显像管电视,每年每台可节约电能71千瓦。液晶电视的使用寿命一般为5万个小时,比普通电视机的寿命长得多。  LCD的缺点:  1、在显示反应速度上,传统显示器由于技术上的优势,反应速度非常好。TFT液晶显示器由于显示特性,就不怎么乐观了(低温无法正常工作,且存在反应时间)。LCD的响应时间比较长,因此在动态图像方面的表现不理想。  2、显示品质:传统显示器的显示屏幕采用荧光粉,通过电子束打击荧光粉而显示,因而显示的明亮度比液晶的透光式显示(以日光灯为光源)更为明亮。LCD理论上只能显时18位色(约262144色),但CRT的色深几乎是无穷大。  3、LCD的可视角度相对CRT显示器来说是比较小的。  4、LCD显示屏比较脆弱,容易受到损伤。 这就提高了液晶电视的使用和维护难度。  5、由于液晶是一种介于固体与液体之间,具有规则性分子排列的有机化合物。在不同电流电场作用下,液晶分子会做规则旋转90度排列,产生透光度的差别,如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别,依此原理控制每个像素,便可构成所需图像。液晶电视就是利用这种原理制成的。但是正是由于这个原理,所有液晶电视在工艺上很难做大,而且价格昂贵。  6、目前的制造工艺决定了LCD存在点缺陷问题,其制造的良品率相对较低,这也在一定程度上增加了LCD的制造成本。所以价格是困扰LCD推广的最大障碍,有时一个好的17"LCD要价会超过20000元,这对于CRT来说了可是一个极品21"平面的显示器的价格。  大部分国内外电视厂商认为:未来几年,较受欢迎的高清晰度电视和背投电视将逐渐被液晶电视取代。在技术含量上,液晶电视基本都采用逐行扫描,4H数码梳状滤波器,DVD分量端子,色彩现象1670万种以上。目前国内乃至国际上都还没有一套完整的针对LCD产品的规范,这也就造成了目前市场上的LCD产品存在标准不统一的问题,使用户在选择LCD产品时容易产生疑惑,甚至受到误导。  今后液晶电视的发展将趋向于完美。作为液晶行业的龙头夏普公司在近期表示,他们将打出被称为“AQUOS平台”的技术战略。即以该公司的彩色液晶面板为核心,将液晶电视技术分为四个类别,根据不同的产品寻求最佳的组合。这四类技术分别是:(1)包括支持宽带等在内的网络技术;(2)提高音质的数字功放等技术;(3)提高画质的图像处理技术;(4)低耗电节能技术。“在上述每一个类别中,将零件模块化,使所有的产品都可以进行通用设计。液晶电视的显示原理  液晶是一种介于固态和液态之间的物质,是具有规则性分子排列的有机化合物,如果把它加热会呈现透明状的液体状态,把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。正是由于它的这种特性,所以被称之为液晶(Liquid Crystal)。用于液晶显示器的液晶分子结构排列类似细火柴棒,称为Nematic液晶,采用此类液晶制造的液晶显示器也就称为LCD(Liquid Crystal Display)。而液晶电视是在两张玻璃之间的液晶内,加入电压,通过分子排列变化及曲折变化 再现画面,屏幕通过电子群的冲撞,制造画面并通过外部光线的透视反射来形成画面。  二、液晶显示器的分类。  常见的液晶显示器分为TN-LCD(Twisted Nematic-LCD,扭曲向列LCD)、STN-LCD(Super TN-LCD,超扭曲向列LCD)、DSTN-LCD(Double layer STN-LCD,双层超扭曲向列LCD)和TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD,薄膜晶体管LCD)四种。其中TN-LCD、STN-LCD和DSYN-LCD三种基本的显示原理都相同,只是液晶分子的扭曲角度不同而已。STN-LCD的液晶分子扭曲角度为180度甚至270度。而TFT-LCD则采用与TN系列LCD截然不同的显示方式。  TN由于无法显示细腻的字符,通常应用在电子表、计算器上。作为显示器TN系列的液晶显示器已基本被淘汰,STN由于扭转角度较大,字符显示比TN细腻,同时也支持基本的彩色显示,多用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机等。而随后的DSTN和TFT则被广泛制作成液晶显示设备,DSTN液晶显示屏多用于早期的笔记本电脑,由于支持的彩色数有限,所以也称为伪彩显。TFT则既应用在笔记本电脑上,又逐步进入主流台式显示器市场。  三、TFT液晶显示器的原理。  TFT液晶显示器与TN系列液晶显示器的原理大不相同,但在构造上和TN液晶仍有相似之处,如玻璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等,它也同样采用两夹层间填充液晶分子的设计,只不过把TN上部夹层的电极改为FET晶体管,而下层改为共同电极。  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液晶那样的从上至下,而是从下向上,这样的作法是在液晶的背部设置类似日光灯的光管。光源照射时先通过下偏光板向上透出,它也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。相对而言,TN就没有这个特性,液晶分子一旦没有施压,立刻就返回原始状态,这是TFT液晶和TN液晶显示的最大不同之处。  四、液晶电视的优势  1、轻薄便携。传统显示器由于使用CRT,必须通过电子枪发射电子束到屏幕,因而显像管的管颈不能做得很短,当屏幕增加时也必然增大整个显示器的体积。液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的,即使屏幕加大,它的体积也不会成正比的增加(只增加尺寸不增加厚度所以不少产品提供了壁挂功能,可以让使用者更节省空间),而且在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多,液晶电视的重量大约是传统电视的1/3。  2、色彩丰富。液晶电视拥有16.7百万的色彩,画面层次分明,颜色绚丽真实。  3、分辨率大,清晰度高。液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板,其平面直角的显示效果比传统显示器看起来好得多。不过在分辨率上,液晶显示器理论上可提供更高的分辨率,但实际显示效果却差得多(存在一个最佳分辨率的问题),虽然液晶电视可以克服扫描线的抖动和闪烁,但由于液晶本身的缝隙较粗,会造成图像如网格般的收看效果。所以液晶屏幕的最佳分辨率一般可达1024X768(已经足够了)。而传统显示器在较好显示卡的支持下达到完美的显示效果。  4、绿色环保。液晶显示器根本没有幅射可言,而且只有来自驱动电路的少量电磁波,只要将外壳严格密封即可排除电磁波外泄。所以液晶显示器有称为冷显示器或环保显示器。液晶电视不存在屏幕闪烁现象,不易造成视觉疲劳。  5、耗电量低,使用寿命长。按照行业标准、使用时间为每天4.5小时的年耗电量换算,用30英寸液晶电视替代32英寸显像管电视,每年每台可节约电能71千瓦。液晶电视的使用寿命一般为5万个小时,比普通电视机的寿命长得多。  LCD的缺点:  1、在显示反应速度上,传统显示器由于技术上的优势,反应速度非常好。TFT液晶显示器由于显示特性,就不怎么乐观了(低温无法正常工作,且存在反应时间)。LCD的响应时间比较长,因此在动态图像方面的表现不理想。  2、显示品质:传统显示器的显示屏幕采用荧光粉,通过电子束打击荧光粉而显示,因而显示的明亮度比液晶的透光式显示(以日光灯为光源)更为明亮。LCD理论上只能显时18位色(约262144色),但CRT的色深几乎是无穷大。  3、LCD的可视角度相对CRT显示器来说是比较小的。  4、LCD显示屏比较脆弱,容易受到损伤。 这就提高了液晶电视的使用和维护难度。  5、由于液晶是一种介于固体与液体之间,具有规则性分子排列的有机化合物。在不同电流电场作用下,液晶分子会做规则旋转90度排列,产生透光度的差别,如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别,依此原理控制每个像素,便可构成所需图像。液晶电视就是利用这种原理制成的。但是正是由于这个原理,所有液晶电视在工艺上很难做大,而且价格昂贵。  6、目前的制造工艺决定了LCD存在点缺陷问题,其制造的良品率相对较低,这也在一定程度上增加了LCD的制造成本。所以价格是困扰LCD推广的最大障碍,有时一个好的17"LCD要价会超过20000元,这对于CRT来说了可是一个极品21"平面的显示器的价格。  大部分国内外电视厂商认为:未来几年,较受欢迎的高清晰度电视和背投电视将逐渐被液晶电视取代。在技术含量上,液晶电视基本都采用逐行扫描,4H数码梳状滤波器,DVD分量端子,色彩现象1670万种以上。目前国内乃至国际上都还没有一套完整的针对LCD产品的规范,这也就造成了目前市场上的LCD产品存在标准不统一的问题,使用户在选择LCD产品时容易产生疑惑,甚至受到误导。  今后液晶电视的发展将趋向于完美。作为液晶行业的龙头夏普公司在近期表示,他们将打出被称为“AQUOS平台”的技术战略。即以该公司的彩色液晶面板为核心,将液晶电视技术分为四个类别,根据不同的产品寻求最佳的组合。这四类技术分别是:(1)包括支持宽带等在内的网络技术;(2)提高音质的数字功放等技术;(3)提高画质的图像处理技术;(4)低耗电节能技术。“在上述每一个类别中,将零件模块化,使所有的产品都可以进行通用设计。
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