LCD液晶顯示屏簡介教學(xué)文稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。LCD液晶顯示屏簡介-LCD液晶顯示屏簡介張開俊2011-9-5目前公司的各個產(chǎn)品線均有顯示功能需求，從監(jiān)護產(chǎn)品的參數(shù)界面，到超聲、放射影像產(chǎn)品醫(yī)學(xué)圖像顯示，從血球產(chǎn)品的分析結(jié)果，到MRI上的控制操作界面，都有UI用戶界面顯示要求，所以顯示組件的使用范圍極其廣泛。早期的顯示使用冷陰極射線管CRT進行成像，現(xiàn)在已逐漸被LCD液晶顯示技術(shù)所取代，液晶技術(shù)已成為最主要的一種顯示技術(shù)被廣泛應(yīng)用。這里講LCD屏的一些基本知識進行總結(jié)歸納。液晶顯示屏的基本類型和特性液晶顯示屏的英文名稱是LiquidCrystalD

2、isplay(Device)，簡稱LCD。根據(jù)LCD所采用的材料構(gòu)造，可把液晶分為TN、STN、TFT等三大類，而據(jù)目前的技術(shù)原理又可以將它們再次分為TN、STN、FSTN、DSTN、TFT等諸多類別：LCD的特點是體積小、形狀薄、重量輕、耗能少（110微瓦/平方厘米）、低發(fā)熱、工作電壓低（1.56伏）、無污染，無輻射、無靜電感應(yīng)，尤其是視域?qū)?、顯示信息量大、無閃爍，并能直接與CMOS集成電路相匹配，同時還是真正的“平板”式顯示設(shè)備。這些特點正在使顯示領(lǐng)域從傳統(tǒng)CRT走向LCD。在現(xiàn)在流行的應(yīng)用領(lǐng)域中，LCD主要是無源矩陣顯示器中的雙掃描無源陣列彩顯DSTNLCD（俗稱偽彩顯）和有源矩陣顯示器

3、中的薄膜晶體管有源陣列彩顯TFTLCD（俗稱真彩顯）。液晶屏分類DSTNDSTN（DualLayerSuperTwistNematic）是指雙掃描扭曲向列，意即通過雙掃描方式來掃描扭曲向列型液晶顯示屏，達到完成顯示的目的。DSTN顯示屏上每個像素點的亮度和對比度因不能獨立控制，顯示效果欠佳，但它結(jié)構(gòu)簡單，耗能較少，價格便宜。DSTNLCD并非真正的彩色顯示器，它只能顯示一定的顏色深度，與CRT的顏色顯示特性相距較遠(yuǎn)，因而叫“偽彩顯。其工作特點是：掃描屏幕被分為上下兩部分，CPU同時并行對這兩部分進行刷新（雙掃描），這樣的刷新頻率雖然要比單掃描（STN）重繪整個屏幕快一倍，但當(dāng)元件的性能不佳時，

4、難免因上下兩部分刷新不同步而在屏幕中央出現(xiàn)模糊水平線。不過，現(xiàn)在采用DSTNLCD的機器因CPU和RAM速率高且性能穩(wěn)定，這種不同步現(xiàn)象已經(jīng)極少見到。又因屏幕上的像素信息是由屏幕左右兩側(cè)的晶體管控制一整行像素來顯示，每個像素點不能自身發(fā)光，是無源像點，所以反應(yīng)速度不快，屏幕刷新后會留下幻影，其對比度和亮度也低，圖像要比CRT顯示器暗得多。由于DSTNLCD的對比度和亮度較差，屏幕觀察范圍較小，色彩不豐富，特別是反應(yīng)速度慢，不適于高速全動圖像、視頻播放等應(yīng)用，一般只用于文字、表格和靜態(tài)圖像處理。但因價格相對低廉，耗能較TFTLCD少，結(jié)構(gòu)簡單，在一些對顯示效果要求不高的地方還較多應(yīng)用。TFTTF

5、T（ThinFilmTransistor）是指薄膜晶體管，意即每個液晶像素點都是由集成在像素點后面的薄膜晶體管來驅(qū)動，從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信息。TFTLCD是目前最好的LCD彩色顯示設(shè)備之一，其效果接近CRT顯示器，是現(xiàn)在筆記本電腦和臺式機上的主流顯示設(shè)備。由于彩色顯示器中所需要的像素點數(shù)目是黑白顯示器的4倍，在彩色顯示器中像素大量增加，若仍然采用雙掃描形式，屏幕不能正常工作，必須采用有源驅(qū)動方式代替無源掃描方式來激活像素。這樣就出現(xiàn)了將薄膜晶體管（TFT）、或薄膜二極管、或金屬絕緣體金屬（MIM）等非線性有源元件集成到顯示組件中的有源技術(shù)，用來驅(qū)動每個像素點，使每個像

6、素都能保持一定電壓，達到100的占空化。無疑，這將增加設(shè)備的功耗。TFTLCD的每個像素點都是由集成在自身上的TFT來控制，是有源像素點。因此，不但速度可以極大提高，而且對比度和亮度也大大提高了，同時分辨率也達到了空前程度。所以，TFTLCD的優(yōu)點主要是：屏幕反應(yīng)速度快、對比度和亮度都高、屏幕觀察角度大、色彩豐富、分辨率高，在色彩顯示性能方面與CRT顯示器相當(dāng)，凡CRT顯示器所能顯示的各種信息都能同樣顯示。在有源矩陣LCD中，除了TFTLCD外，還有一種黑矩陣LCD，是當(dāng)前的高品質(zhì)顯示技術(shù)產(chǎn)品。其原理是將有源矩陣技術(shù)與特殊鍍膜技術(shù)相結(jié)合，既可以充分利用LCD的有源顯示特點，又可以利用特殊鍍膜技

7、術(shù)，在減少背景光泄漏、增加屏幕黑度、提高對比度的同時，可減小在日常工作中明亮環(huán)境下的眩光現(xiàn)象。液晶顯示屏的性能參數(shù)LCD的性能參數(shù)與CRT有較大區(qū)別，主要反映在真彩或偽彩、色度（色彩多少種或多少位）、分辨率、亮度、視角、對比度、接口等方面。尺寸LCD顯示屏的尺寸是指對角線的距離。LCD與CRT顯示器的尺寸衡量標(biāo)準(zhǔn)不一樣。CRT顯示器的標(biāo)稱尺寸與實際可視尺寸不一樣，15的CRT顯示器實際可視面積只有14左右，而17CRT顯示器的可視面積也只有15-16左右。而液晶屏的標(biāo)稱尺寸與實際可視面積是一模一樣的，15就是15，17就是17，沒有一點水份。因此，15液晶顯示器的實際尺寸已接近17CRT顯示器

8、的實際可視尺寸。常見的TFT屏尺寸有6.4、8.4、10.4、12.1、13.3、14.1、15.1等。色彩和色度LCD的色度層次比較豐富，但DSTNLCD與TFTLCD有較大差別。TFTLCD一般有16位64K種色彩和24位16M種色彩，由于亮度和對比度高，彩色十分鮮艷。而DSTNLCD只有256K種色彩，不但亮度和對比度較差，彩色也不夠艷麗明亮。分辨率LCD的分辨率與CRT顯示器不同，一般不能任意調(diào)整，它是制造商所設(shè)置和規(guī)定的。分辨率是指屏幕上每行有多少像素點、每列有多少像素點，一般用矩陣行列式來表示，其中每個像素點都能被計算機單獨訪問。標(biāo)準(zhǔn)的分辨率如下表：分辨率顯示點總數(shù)像元素總數(shù)畫面比

9、例名稱320 x240640 x400640 x480800 x480800 x6001024x6001024x7681280 x10241400 x10501600 x12001920 x12002048x15362560 x20483200 x240076,800256,000307,200384,000480,000614,400786,4321,310,7201,470,0001,920,0002,304,0003,145,7285,242,8807,680,000230,400768,000921,6001,152,0001,440,0001,843,2002,359,2963,92

10、3,1604,410,0005,760,0006,912,0009,437,18415,728,64023,040,0004:3Quarter16:104:315:9Wide4:317:10Wide4:35:44:34:316:10Wide4:34:34:3CGAEGAVGAVGASVGASVGAXGASXGASXGA+UXGAUXGA+QXGAQSXGAGUXGA亮度液晶屏的畫面是否鮮明亮麗與其亮度值有很大關(guān)系。早期的液晶屏給人感覺屏幕發(fā)暗，就是因為亮度不夠高。不過現(xiàn)在的液晶屏亮度已大為提高，200尼特（亮度單位為cd/m2或叫Nit尼特）以上的產(chǎn)品已經(jīng)可以滿足大多數(shù)環(huán)境下的使用要求。不過要

11、注意的是，不要輕信廠家的標(biāo)稱亮度值，因為一些質(zhì)量稍次的產(chǎn)品會存在亮度不均勻的現(xiàn)象，即屏幕四周的亮度值比中心部分的亮度值要低，至于亮度是否均勻，就要靠大家在購買時仔細(xì)觀察了。大部分TN、STN（DSTN）液晶的亮度不超過100尼特，但是目前比較常用的56的偽彩色STN屏的亮度都在130尼特左右，而TFT屏的亮度則一般都在150尼特以上。對比度液晶屏的對比度可以反應(yīng)出顯示屏是否能表現(xiàn)層次豐富的色階。對比度越高，顯示屏所表現(xiàn)出來的色彩越鮮明、層次感越豐富。對比度在120:1以上的顯示屏，色彩表現(xiàn)力已經(jīng)可以接受，而對畫質(zhì)要求高的用戶，可選擇對比度在300:1以上的產(chǎn)品。要提醒大家注意的一點是，亮度與對

12、比度不能簡單理解為越高越好，在實際使用中，只有當(dāng)亮度和對比度調(diào)節(jié)搭配恰到好處，才能確保圖像和色彩的真實還原?？梢暯嵌瓤梢暯嵌仁且壕恋奶赜袇?shù)。之所以會存在可視角度，是因為受其成像機制影響，液晶屏只有從正前方觀看時，才能獲得最佳的視角效果，而從其它角度觀看時，亮度與色彩都會出現(xiàn)失真、發(fā)暗。一般而言，的可視角度都是左右對稱的，但上下可就不一定了。而且，常常是上下角度小于左右角度。當(dāng)然了，可視角是愈大愈好。然而，大家必須要了解的是可視角的定義。當(dāng)我們說可視角是左右度時，表示站在始于屏幕法線度的位置時仍可清晰看見屏幕圖像，但每個人的視力不同。因此，我們以對比度為準(zhǔn)。在最大可視角時所量到的對比愈大愈好

13、。一般而言，業(yè)界有CR10及CR5兩種標(biāo)準(zhǔn)。DSTNLCD一般只有60度，TFTLCD最高可達160度。響應(yīng)時間我們用液晶顯示器觀看調(diào)整移動的畫面時，經(jīng)常會看到拖尾或稱為鬼影的現(xiàn)象，這就是因此液晶屏的響應(yīng)速度不夠快，像素點對輸入信號的反應(yīng)速度跟不上，從而使觀看者看到有殘留影像。液晶屏的響應(yīng)時間以ms（毫秒）為單位，對于大多數(shù)應(yīng)用，50ms-100ms的產(chǎn)品都能勝任。但如果你經(jīng)常用于觀看視頻文件或玩游戲，則要求響應(yīng)速度越快越好，目前一些液晶屏的響應(yīng)速度已經(jīng)可以做到30ms甚至更高，基本上不會存在殘影現(xiàn)象了。刷新頻率刷新頻率對于LCD顯示器的重要性也低于CRT。由于肉眼能夠察覺CRT的刷新頻率高低

14、，因此刷新頻率至少要65或70Hz，畫面看起來才不太會閃爍。如果能夠調(diào)整到85Hz以上，就看不出有閃爍的現(xiàn)象了。至于LCD顯示器，由于像素的亮滅狀態(tài)只有在畫面內(nèi)容改變時才會有所變化，所以即使掃描頻率很低，畫面也根本沒有所謂的閃爍問題。接口目前液晶顯示屏的接口主要分?jǐn)?shù)字接口和模擬接口兩種。數(shù)字接口又分3.3VTTLRGB、5VTTLRGB和LVDS等，根據(jù)顏色種類又可以分18位數(shù)字接口和24位數(shù)字接口。模擬接口分為模擬RGB信號輸入和NTSC/PAL制式的視頻信號輸入。背光說到背光問題，需要從另一個角度將液晶分類，即透射式、反射式、半反半透式液晶三類，因為液晶為被動發(fā)光型顯示器，所以必須有外界光源，液晶才會有顯示，透射式液晶必須加上背景光，反射式液晶需要較強的環(huán)境光線，半反半透式液晶要求環(huán)境光線較強或加背光。字符類液晶：帶背光的一般為LED背光，以黃顏色（紅、綠色調(diào)）為主，一般為+5V驅(qū)動。單色STN中小點陣液晶：多用LED或EL背光，EL背光以黃綠色（紅、綠、白色調(diào)）常見；一般用400800Hz、70100V的交流驅(qū)動，常用驅(qū)動需要約1W的功率。中大點陣STN液晶和TFT類液晶：多為冷陰極熒光燈管（CCFL/CCFT），背光顏色為