液晶彩電顯示技術基礎知識課件

1、第一章 液晶彩電顯示技術基礎知識第一節(jié) 液晶的基本知識第二節(jié) 液晶顯示屏概述第三節(jié) 液晶面板介紹第四節(jié) 液晶彩電的主要技術指標返回第一節(jié) 液晶的基本知識一、液晶的概念液晶一詞的英文為Liquid Crystal, 縮寫為LC。液晶是一種在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)既不同于固態(tài)、液態(tài), 又不同于氣態(tài)的特殊物質(zhì)態(tài), 它既具有各向異性的晶體所特有的雙折射性, 又具有液體的流動性。我們知道, 對于水而言, 固態(tài)冰受熱時, 當溫度超過熔點便會熔解變成液體。而液晶則不一樣, 當其固態(tài)受熱后, 并不會直接變成液態(tài), 而會先熔解成液晶態(tài)。當持續(xù)加熱時, 才會再熔解成液態(tài), 這就是所謂的二次熔解現(xiàn)象。當溫度超出一定范圍

2、, 液晶就不再呈現(xiàn)液晶態(tài): 溫度低了, 出現(xiàn)結晶現(xiàn)象, 溫度升高了, 就變成液體。液晶顯示器件所標注的存儲溫度指的就是呈現(xiàn)液晶態(tài)的溫度范圍。下一頁返回第一節(jié) 液晶的基本知識二、液晶的種類當液態(tài)晶體剛被發(fā)現(xiàn)時, 因為其種類很多, 所以不同研究領域的人對液晶會有不同的分類方法, 如果依據(jù)分子排列的有序性來分, 液晶一般分成以下四類。1.層狀(Sematic) 液晶層狀液晶的結構是由液晶棒狀分子聚集在一起, 形成一層一層的結構, 其每一層的分子的長軸方向相互平行, 且此長軸的方向?qū)τ诿恳粚悠矫娲怪被蛴幸粌A斜角。由于其結構非常近似于晶體, 所以又稱作近晶相。上一頁下一頁返回第一節(jié) 液晶的基本知識2.線

3、狀(Nematic) 液晶線狀液晶是TFT 液晶顯示器、TFT 液晶彩電常用的TN 型液晶, 這種液晶看起來像絲線一樣, 因此而得名。線狀液晶分子在空間上呈現(xiàn)一維的規(guī)則性排列, 所有線狀液晶分子長軸會選擇某一特定方向(也就是指向矢) 作為主軸, 并相互平行排列, 而且不像層狀液晶一樣具有分層結構。與層狀液晶比較, 其排列比較無秩序。另外, 其黏度較小, 所以較易流動(它的流動性主要來自分子長軸方向較易出現(xiàn)的自由運動)。上一頁下一頁返回第一節(jié) 液晶的基本知識3.膽固醇(Cholesteric) 液晶膽固醇液晶之所以有這個名字, 是因為這類液晶大部分是由膽固醇的衍生物所生成的,但有些沒有膽固醇結構

4、的液晶也會具有此液晶相。如果把膽固醇液晶一層一層分開來看, 它很像線狀液晶, 但是, 它們的指向矢會逐層不同而像螺旋狀一樣分布。4.碟狀(Disk) 液晶碟狀液晶也稱為柱狀液晶, 以單個液晶來說, 它呈碟狀, 但是其排列起來則呈柱狀(Discoid)。上一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述一、液晶顯示屏的分類液晶顯示屏(Liquid Crystal Display) 簡稱液晶屏, 英文縮寫為LCD。液晶顯示屏的種類很多, 常用的主要有TN、STN 和TFT 型液晶顯示屏, 從技術層次和價格水平上TN、STN、TFT 這3 種顯示器件的排列順序依次遞增。TN 型主要用于3 英寸(1 英寸=2.54 厘

5、米) 以下的黑白小屏幕, 如電子表、計算器、掌上游戲機等; STN 型配合彩色濾光片可顯示多種色彩, 多用于文字、數(shù)字及圖像的顯示, 例如, 低檔的筆記本電腦、掌上電腦、手機和個人數(shù)字助理(PDA) 等便攜式產(chǎn)品; TFT 液晶顯示屏具有反應速度快等優(yōu)點, 特別適用于動畫及顯像顯示, 因此, 在數(shù)碼相機、液晶投影儀、筆記本電腦、桌上型液晶顯示器(簡稱液晶顯示器)、液晶彩電中得到了廣泛的應用。下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述二、液晶顯示屏的顯示方式與采光方式1.液晶顯示屏的顯示方式液晶顯示屏有3 種顯示方式: 反射型、透射型和半透射型, 如圖1 -1 所示。反射型液晶顯示屏是利用外界光線進行顯示

6、, 具有節(jié)能、省電的優(yōu)點, TN 液晶器件一般工作在反射型。反射型液晶顯示屏的底偏光片后面加了一塊反射板, 一般在戶外和光線良好的辦公室使用。透射型液晶顯示屏的底偏光片是全透偏光片, 它需要使用背光源, 可工作在沒有光線或光線差的環(huán)境中, 液晶顯示器、液晶彩電采用的就是這種方式。半透射型液晶顯示屏處于以上兩者之間, 底偏光片能部分反光, 一般也帶背光源。光線好的時候, 可關掉背光源, 光線差時, 需要點亮背光源。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述2.液晶顯示屏的采光技術液晶顯示屏是被動型顯示器件, 它本身不會發(fā)光, 是靠調(diào)制外界光實現(xiàn)顯示的, 外界光是液晶顯示屏進行顯示的前提條件。液晶顯示

7、屏的采光技術分為自然光采光技術和外光源設置技術。而在外光源設置上, 又有背光源、前光源和投影光源3 類技術, 其中, 液晶彩電采用的是背光源采光技術。(1) 背光源的任務透射型和半透射型液晶顯示屏一般都需要加背光源, 背光源的任務主要有兩點: 一是使液晶顯示屏在有無外界光的環(huán)境下都能使用; 二是提高背景光的亮度, 以改善顯示效果。(2) 背光源的分類常用的背光源主要有CCFL、LED 和EL3 種。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述CCFL 背光源也稱冷陰極熒光管背光源, 是液晶顯示器、液晶彩電應用最為廣泛的一種背光源, 它由冷陰極熒光管發(fā)光, 通過散射器將光均勻分散在液晶顯示屏的視窗區(qū)。

8、CCFL 背光源能夠提供能耗低、光亮強的白光, 具有成本低、效率高、壽命長、工作穩(wěn)定、亮度調(diào)節(jié)簡單、技術成熟等優(yōu)點, 但CCFL 需要一個逆變器來供應600 1 000 V 的交流電源, 且亮度不夠均勻。LED 背光源是一種發(fā)光二極管背光源, 具有電壓驅(qū)動低、體積小、重量輕、壽命長、顯色和調(diào)光性能好、耐震動、色溫變化時不易產(chǎn)生視覺誤差等優(yōu)點。目前, LED 背光源已在部分液晶彩電中得到了一定的應用, 且具有廣闊的發(fā)展前景。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述EL 背光源是電致發(fā)光背光源, 具有厚度薄、重量輕、功耗低、發(fā)光均勻等優(yōu)點, 具有不同的顏色, 但最常用的是白光背光。和CCFL 相比,

9、 EL 只需80 110 V 交流電壓即可工作。目前, EL 主要用于4 英寸以下小尺寸液晶顯示, 如手機、PDA、游戲機等, 在液晶彩電中還未得到應用。三、TFT 液晶顯示屏的結構1.TFT 液晶顯示屏的基本結構TFT 液晶顯示屏的局部結構示意圖如圖1 -2 所示。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述TFT 液晶顯示屏是一種薄型的顯示器件, 它由前后兩塊相互平行的透明玻璃(襯底)構成, 玻璃襯底間充滿了TN 型液晶體, 四周密封組成了一個扁平狀的盒形密封體。在TFT液晶顯示屏的后玻璃上蝕刻有許多TFT 器件, 每個TFT 的漏極D 連接到后玻璃上一定面積的導電區(qū), 作為像素電極。將同一行像

10、素上的TFT 器件的柵極G 連接起來, 形成行電極(掃描電極); 將同一列像素上的場效應管源極S 連接起來, 形成列驅(qū)動電極(數(shù)據(jù)電極)。在TFT 液晶顯示屏的前玻璃上, 分布著像素的另一個電極。所有這些電極全部連接在一起,形成一路電極, 稱為公共(Common) 電極。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述2.TFT 液晶顯示屏的主要元器件介紹(1) 液晶電容和存儲電容根據(jù)TFT 液晶顯示屏的結構可知, 在上下兩層玻璃間夾著液晶, 液晶是容性材料, 其等效電容一般稱為液晶電容CLC, 它的大小約為0.1 pF, 但是實際應用上, 這個電容并無法將電壓保持到下一次再更新畫面數(shù)據(jù)的時候, 也就是

11、說當TFT 液晶顯示屏對這個電容充好電時, 它并無法將電壓保持住, 直到下一次TFT 液晶顯示屏再對此點充電的時候(以一般60 Hz 的畫面更新頻率, 需要保持約16 ms 的時間), 這樣一來, 電壓有了變化, 所顯示的灰階就會不正確,因此, 一般在面板的設計上, 會再加一個儲存電容CS (一般由像素電極與公共電極走線形成), 其容量約為0.5 pF, 以便讓充好電的電壓能保持到下一次更新畫面的時候。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述(2) 薄膜晶體管(TFT)薄膜晶體管簡稱TFT 器件, 也稱TFT 開關管, 它是基于場效應管的原理制作而成的,也就是說, TFT 器件是一種利用電場效應

12、來控制電流的管子。因為參與導電的只有一種極性的載流子, 所以, TFT 器件是一種單極性器件。TFT 器件也有3 個電極, 即源極S (相當于三極管的E 極)、柵極G (相當于三極管的B 極) 和漏極D (相當于三極管的C 極)。但二者的控制特性卻截然不同, 三極管是電流控制器件, 通過控制基極電流達到控制集電極電流或發(fā)射極電流的目的, 即需要信號源提供一定的電流才能工作, 因此, 它的輸入電阻較低;TFT 器件則是電壓控制器件, 它的輸出電流決定于輸入電壓的大小, 基本上不需要信號源提供電流, 所以, 它的輸入阻抗很高。此外, TFT 器件還具有開關速度快、高頻特性好、熱穩(wěn)定性好、噪聲小等優(yōu)

13、點。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述TFT 器件主要有a -Si (非晶硅) 和P -Si (多晶硅) 兩種, 其中, P -Si 處于起步和發(fā)展階段, a -Si 則應用比較廣泛。圖1 -3 所示是a -Si 非晶硅TFT 器件內(nèi)部結構示意圖和電路符號。TFT 器件工作時, 像一個電壓控制的取向開關, 當柵極G 不施加電壓時, TFT 器件處于截止狀態(tài)(關斷狀態(tài)), 即源極S 與漏極D 不能接通, 此時柵極G 與源極S (或漏極D) 之間的電阻稱為關斷電阻ROFF。(3) 像素電極和公共電極像素電極分布在后玻璃上, 公共電極分布在前玻璃上, 它們共同構成像素單元。像素電極、公共電極,

14、再加上TFT 器件, 就構成了一個像素單元(也稱子像素)。圖l -4 所示為一個像素單元的結構及電路符號示意圖。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述(4) 行電極與列電極從驅(qū)動方式上看, TFT 液晶顯示屏將所有的行電極作為掃描行連接到柵極驅(qū)動器上, 將所有列電極作為列信號端連接到源極驅(qū)動器上, 從而形成驅(qū)動陣列, 如圖1 -5 所示。(5) 配向膜我們知道, 液晶前后(或上下) 兩層玻璃主要是用來夾住液晶的, 后層玻璃上有薄膜晶體管(TFT), 而前層玻璃則貼有彩色濾光片, 但這兩片玻璃在接觸液晶的那一面并不是光滑的, 而是有鋸齒狀的溝槽, 如圖1 -6 所示。設置這個溝槽的主要目的是使線

15、狀的液晶分子沿著溝槽排列, 如此一來, 液晶分子的排列才會整齊。因為如果是光滑的平面, 液晶分子的排列便會不整齊, 造成光線的散射, 形成漏光的現(xiàn)象。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述(6) 彩色濾光片如果拿著放大鏡靠近液晶顯示屏, 會發(fā)現(xiàn)圖1 -7 所示的樣子。我們知道, 紅色(R)、藍色(B) 以及綠色(G) 是所謂的三原色(又稱為基色), 也就是說, 利用這3 種顏色, 便可以混合出各種不同的顏色, 電視和顯示器就是利用這個原理來顯示色彩。把RGB 3 種顏色分成獨立的3 個單元, 使之各自擁有不同的灰階變化, 然后把鄰近的3 個R、G、B 顯示單元當作一個顯示的基本單位像素點(Pi

16、xel), 這個像素點就可以擁有不同的色彩變化了。在圖1 -7 中, 每一個RGB 點之間的黑色部分, 就叫作矩陣塊(Black Matrix), 矩陣塊主要是用來遮住不打算透光的部分, 比如一些ITO 的走線, 或者TFT 的部分, 這也就是為什么在圖1 -7 中每一個RGB 的亮點看起來并不是矩形, 在其右上角也有一塊被矩陣塊遮住的部分, 這一塊黑色缺角的部分就是TFT 的所在位置。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述圖1 -8 所示是常見的彩色濾光片的排列方式。條狀排列最常使用于OA 的產(chǎn)品中, 也就是常見的筆記本型電腦或桌上型電腦顯示器等。為什么這種應用要用條狀排列的方式呢?原因是現(xiàn)

17、在的軟件多半都是窗口化的接口, 也就是說, 我們所看到的屏幕內(nèi)容是由一大堆大小不等的方框所組成的, 而條狀排列恰好可以使這些方框邊緣看起來更筆直, 而不會有一條直線看起來有毛邊或鋸齒。但是, 如果是應用在液晶彩電等產(chǎn)品上, 就不一樣了, 因為電視信號多半是人物, 人物的線條不是筆直的, 其輪廓大部分是不規(guī)則的曲線, 因此一開始, 液晶彩電都是使用馬賽克排列(或稱為對角形排列), 不過最近的液晶彩電產(chǎn)品多已改進到使用三角形排列。除了上述排列方式之外, 還有一種排列, 叫作正方形排列, 它跟前面幾個不一樣的地方在于, 它并不是以3 個單元來當作一個像素點而是以4 個單元來當作一個像素點, 4 個單

18、元組合起來剛好形成一個正方形。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述(7) 框膠和填充物(Spacer)框膠圍繞于液晶屏四周, 其作用是讓液晶面板中的上下兩層玻璃能夠緊密黏住, 將液晶分子框限于面板之內(nèi)。而填空物主要是提供上下兩層玻璃的支撐, 它必須均勻地分布在玻璃襯底上, 不然, 一旦分布不均, 造成部分填空物聚集在一起, 反而會阻礙光線通過, 也無法維持上下兩片玻璃的適當間隙, 造成電場分布不均的現(xiàn)象, 進而影響液晶的灰階表現(xiàn)。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述3.液晶顯示屏的開口率液晶顯示屏有一個很重要的規(guī)格就是亮度, 而決定亮度的最重要的因素就是開口率。開口率是什么呢? 簡單來說,

19、 就是光線能透過的有效區(qū)域比例。圖1 -9 中的左邊是一個液晶顯示屏從正上方或正下方看過去的結構, 當光線經(jīng)由背光板發(fā)射出來時, 并不是所有的光線都能穿過面板。當光線從背光板發(fā)射出來時, 其會依次穿過偏光板、玻璃、液晶、彩色濾光片等。假設各個零件的穿透率如下所示:偏光板: 50% (因為其只準許單方向的極化光波通過);玻璃: 95% (需要計算上下兩片);液晶: 95%;上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述開口率: 50% (有效透光區(qū)域只有一半);彩色濾光片: 27% (假設材質(zhì)本身的穿透率為80%, 但由于濾光片本身涂有色彩, 只能容許該色彩的光波通過, 以RGB 三原色來說, 其只能容

20、許3 種中的一種通過, 僅剩下1/3的亮度, 所以總共只能通過80% 33%27%)。4.常亮(NW) 及常黑(NB) 液晶顯示屏所謂常亮, 即NW (Normally White), 是指當對液晶顯示屏不施加電壓時, 所看到的顯示屏是透光的畫面, 也就是亮的畫面; 而反過來, 當對液晶顯示屏不施加電壓時, 如果面板無法透光, 看起來是黑色的話, 就稱之為常黑, 即NB (Normally Black)。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述TFT 液晶顯示屏前后玻璃的配向膜都是互相垂直的, 而NB 與NW 的差別就只在于偏光板的相對位置不同而已。對NW 來說, 其前后偏光板的極性是互相垂直的

21、, 所以, 當NW 不施加電壓時, 光線會因為液晶將之旋轉(zhuǎn)900而透光, 如圖1 -10 所示; 而對NB 來說, 其前后偏光板的極性是互相平行的, 所以當其不施加電壓時, 光線會因為液晶將之旋轉(zhuǎn)900而無法透光, 如圖1 -11 所示。四、TFT 液晶顯示屏顯示圖像的工作原理1.顯示圖像的工作過程下面結合圖1 -12 所示的電路框圖, 簡要描述TFT 液晶顯示屏顯示圖像的工作過程。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述在圖1 -12 中, 將一個像素電極接到場效應管的漏極D, 將另一個像素電極接到驅(qū)動電源的某一個電位上(公共電極上), 然后把場效應管的柵極G 作為該像素的選通控制端, 把源極

22、S 作為數(shù)據(jù)的寫入端, 以此搭建成TFT 的驅(qū)動電路。圖1 -12 中只畫出了液晶像素的模型, 而沒有畫出像素電容CLC, 實際上二者是一致的, 因為液晶材料具有容性負載特性, 在建立TFT 液晶顯示屏驅(qū)動電路模型時, 既可以把液晶像素等效為一個電容CLC, 也可以畫一個像素。TFT 場效應管的柵極G 連接到行驅(qū)動器的掃描選通信號上, 該信號由行驅(qū)動器控制。TFT 場效應管的源極連接到一個源極驅(qū)動器內(nèi)DAC (數(shù)/ 模) 轉(zhuǎn)換器的輸出端。DAC 轉(zhuǎn)換器輸出的是模擬電壓, 作為顯示像素的模擬驅(qū)動電壓。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述2.液晶顯示屏的灰度控制原理以上介紹了TFT 液晶顯示屏顯

23、示圖像的工作過程, 下面簡要說明液晶顯示屏控制顯示圖像灰度的工作原理。TFT 液晶顯示屏的灰度是由加在液晶上的驅(qū)動電壓進行控制的, 簡單描述如下: TFT 液晶顯示屏的驅(qū)動電路通過漏極D 對像素施加的電壓大小不同, 像素和存儲電容充入的電荷多少就不同, 即建立在像素上的電場強度和時間就不同, 從而液晶材料的電光效應也就不同, 在液晶顯示屏上產(chǎn)生的顯示效果就不同, 即灰階的顯示效果不同。因此TFT 液晶顯示屏的灰度控制方法為幅值驅(qū)動法, 灰度的幅值驅(qū)動法的原理如圖1 -13 所示。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述由圖1 -13 可以看出, 灰度控制電路被集成在列驅(qū)動器中, 在列驅(qū)動器的驅(qū)動

24、電路和數(shù)據(jù)鎖存器的輸出之間加入了電平選擇電路。驅(qū)動輸出的電平不是選擇電平和非選電平的二選一, 而是多級電平的選擇。此時的顯示數(shù)據(jù)也不是一個像素對應一位數(shù)據(jù), 而是一個像素對應多位據(jù)。例如, 圖1 -13 所示的電路中, 一個像素有3 位數(shù)據(jù)D2、D1、D0, 當液晶顯示控制器將這3 位數(shù)據(jù)傳輸給帶灰度控制的液晶顯示驅(qū)動器時, 這3 位數(shù)據(jù)被鎖存到鎖存器內(nèi)。鎖存器的3 位數(shù)據(jù)輸出給電平選擇電路, 電平選擇電路類似于3 -8 譯碼器, 3 位數(shù)據(jù)組合為8 種狀態(tài), 使電平選擇電路在8 路電平V0 V7中選一, 變成模擬的灰度電壓輸出, 使液晶顯示屏呈現(xiàn)灰度顯示的效果。圖中的V0 V7 由灰度電壓發(fā)

25、生器產(chǎn)生, 一般集成在列驅(qū)動器內(nèi)。圖1 -14 給出了8 級灰度電壓與輸入數(shù)據(jù)D0、D1、D2 的對應關系。上一頁下一頁返回第二節(jié) 液晶顯示屏概述五、TFT 液晶顯示屏顯示彩色圖像的工作原理TFT 液晶顯示屏能夠顯示出色彩逼真的彩色, 這是由TFT 液晶顯示屏內(nèi)部的彩色濾色片和TFT 場效應管協(xié)調(diào)工作完成的。下面結合圖1 -15 所示的電路圖進行說明。圖1 -15 展示了液晶屏上一組三基色像素的示意圖。圖1 -16 給出了一個顯示3 個連續(xù)的白色像素點的示意圖。顯示的工作過程與以上類似, 即在t1時刻, 第m -1 行的TFT 導通, 于是在第m -1 行的對應列處顯示一個白色像素點; 在t2

26、時刻, 第m 行的TFT 導通, 于是在第m 行的對應列處顯示一個白色像素點; 在t3時刻, 第m +1 行的TFT 導通, 于是在第m +1 行的對應列處顯示一個白色像素點。由于t1、t2、t3 之間的時間間隔很小, 因此, 人眼是看不到白色像素點閃動的, 而看到的是3 個豎著排放的白色像素點。上一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹一、液晶面板的組成在生產(chǎn)液晶彩電時, TFT 液晶顯示屏要和其他部件組合在一起, 作為一個整體而存在。這是因為, 液晶顯示屏本身具有特殊性, 且連接和裝配需要專用工具, 再加上操作技術難度很大, 因此生產(chǎn)廠家把液晶顯示屏、連接件(接口)、驅(qū)動電路PCB、背光燈等元器件用

27、鋼板封閉起來, 只留有背光燈、插頭和驅(qū)動電路輸入插座。這種組件被稱為LCD MODULE(即LCM), 也叫液晶顯示模塊、液晶板、液晶面板等, 在本教材中, 一般使用“液晶面板”這一叫法?？梢? 這種組件的方式既增加了工作的可靠性, 又能防止用戶因隨意拆卸造成不必要的意外損失。液晶彩電的生產(chǎn)廠家只需把背光燈的插頭和驅(qū)動電路插排與外部電路板連接起來即可, 整機的生產(chǎn)工藝變得簡單多了。TFT 液晶面板的外形如圖1 -17 所示, 其內(nèi)部組成如圖1 -18 所示。下一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹液晶面板中還設有柵極、源極、定時控制器PCB, 其上分布著定時控制器(TCON)、行驅(qū)動器、列驅(qū)動器和其他

28、元件。液晶面板的數(shù)據(jù)和時鐘信號經(jīng)TCON 處理后, 分離出行驅(qū)動信號和列驅(qū)動信號, 再分別送到液晶面板的行、列電極(即行、列驅(qū)動信號輸入端)。圖1 -19 所示是液晶面板的內(nèi)部電路構成示意圖。需要注意的是, 不要試圖拆卸或者修理液晶面板的行、列電板的輸出和輸入接口, 業(yè)余條件下, 維修人員是無法維修的。上一頁下一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹二、液晶面板的類型目前市場上最常見的液晶面板技術有5 種, 分別是CPA、MVA/ S - MVA、PVA/ S -PVA、IPS/ S - IPS 和AS - IPS。這幾種技術又分兩大陣營, CPA、MVA/ S 、MVA、PVA/ S -PVA 同屬于

29、VA 陣營, 為垂直配向技術。其特性是在常態(tài)下分子長軸垂直于面板方向; 而IPS/ S - IPS、AS - IPS 技術比較獨特, 液晶分子始終都與屏幕平行。給液晶彩電供貨的面板廠主要有如下幾個: 日本的夏普和IPS Alpha (東芝、松下、日立合資), 韓國的三星和LPL (LG 和飛利浦合資), 中國臺灣的奇美和友達。它們又分屬不同的技術陣營, 見表1 -1。上一頁下一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹1.VA 面板(1) CPA 面板CPA (Continuous Pinwheel Alignment, 連續(xù)焰火狀排列技術) 為夏普所發(fā)明, 目前夏普生產(chǎn)的面板普遍采用這種技術。夏普CPA

30、屏是目前最受關注的液晶面板之一, 也是目前業(yè)界公認的頂級面板, 由于是在龜山生產(chǎn)線生產(chǎn), 所以夏普CPA 屏也稱為“龜山屏”。CPA 模式的每個像素都具有多個方形圓角的次像素電極, 當電壓加到液晶層次像素電極和另一面的電極上時, 形成一個對角的電場, 驅(qū)使液晶向中心電極方向傾斜, 各液晶分子朝著中心電極呈放射的焰火狀排列。上一頁下一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹(2) MVA/ S-MVA 面板MVA (Multi-domain Vertical Alignment, 多象限垂直配向技術) 是富士通生產(chǎn)的一種主要面板類型, S-MVA 面板是MVA 面板的改進型。MVA/ S-MVA 面板采用一

31、種多象限垂直配向技術, 它是利用突出物使液晶靜止時并非傳統(tǒng)的直立式, 而是偏向某一個角度靜止, 故施加電壓讓液晶分子改變成水平以讓背光通過的過程則更為快速, 這樣便可以大幅度縮短顯示時間, 也因為突出物改變液晶分子配向, 讓視野角度更為寬廣, 視角可增加至1600以上,反應時間縮短至20 ms 以內(nèi)。上一頁下一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹(3) PVA/ S-PVA 面板PVA (Patterned Vertical Alignment, 圖案垂直排列) 是三星推出的一種面板類型, 它在富士通MVA 面板的基礎上有了進一步的發(fā)展和提高, 是一種圖像垂直調(diào)整技術, 該技術直接改變液晶單元結構,

32、讓顯示效能大幅提升, 可以獲得優(yōu)于MVA 的亮度輸出和對比應, 可視角度可達1700, 響應時間被控制在20 ms 以內(nèi)。PVA 面板與MVA 面板的像素形狀類似。上一頁下一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹2.IPS 面板(1) IPS/ S-IPS 面板IPS (In-Plane Switching, 板內(nèi)切換) 面板是2001 年由日本日立首先推出的, 它利用液晶分子平面切換的方式來改善視角, 利用空間厚度、摩擦強度, 并有效利用橫向電場驅(qū)動的改變讓液晶分子做最大的平面旋轉(zhuǎn)角度來增加視角; 在商品的制造上不需額外加補償膜, 在顯示視覺上也能達到較高的對比度; 在視角上可提升到1600, 響應時

33、間縮短至40 ms 以內(nèi)所以IPS 型液晶面板具有可視角度大、顏色細膩等優(yōu)點, 看上去比較通透, 不過響應時間較慢和對比度較難提高是這類型面板的一個比較致命的缺點。上一頁下一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹第二代的IPS 面板, 即S - IPS 面板引入了新技術來改善某些特定角度的灰階逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。目前, 除了日立、三菱和松下三大公司合資組建的IPS Alpha 公司是采用該類型面板外,LG、Philips 采用的也是S - IPS 面板。(2) AS-IPS 面板目前, 日立公司已開發(fā)出了第三代AS-IPS (Advanced Super-IPS) 技術, 通過增加整體光穿透率, 改善了液晶的動畫

34、特性。除日立公司外, 中國臺灣晶彩公司的液晶面板也采用了AS-IPS 技術。上一頁下一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹三、液晶面板使用的注意事項在使用液晶面板時請注意下列事項:在裝配液晶面板時, 不要扭曲或者彎曲液晶屏, 或者將其他外力施加在液晶顯示屏的顯示區(qū)域上。保存液晶面板的地方必須具備良好的通風散熱性, 必須在指定的溫度范圍內(nèi)存放液晶面板, 不能將液晶面板直接暴露在陽光下。裝配液晶面板時注意防塵。使用時請注意液晶面板的正確的上電次序, 不要輸入超出規(guī)定范圍的信號, 否則會導致不正常的關機, 并有可能損壞液晶面板。在指定的溫度范圍內(nèi)使用液晶面板, 面板的響應時間和亮度值隨著環(huán)境溫度的不同會有所

35、改變。上一頁下一頁返回 第三節(jié) 液晶面板介紹不可以帶電插拔液晶面板的外圍電路。偏光板很容易被劃傷, 操作時需小心謹慎。避免劇烈的溫度變化, 否則可能會導致面板偏光板的損壞。液晶面板不可接觸酸性化合物。靜電會損壞液晶面板, 人體接觸液晶板時要采取防靜電的措施。不能用手直接接觸液晶面板后面背光源部位, 背光源部位有高電壓。不要使液晶面板受到劇烈的震動, 否則顯示屏有可能會斷裂。不要用大力按壓液晶面板的前面或者后面, 否則有可能導致顯示不均勻或者其他的問題。上一頁返回 第四節(jié) 液晶彩電的主要技術指標液晶彩電的技術指標主要有以下幾項內(nèi)容。一、像素點距液晶彩電的點距(Pixel Pitch) 是指像素間

36、距, 即顯示屏相鄰兩個像素點之間的距離。我們看到的顯示畫面實際是由許多的點所形成的, 而畫質(zhì)的細膩程度就是由點距來決定的,點距也可以通過公式計算得到: 點距= 屏幕物理長度/ 在這個長度上要顯示的點的數(shù)目。點距使用mm (毫米) 作單位。二、分辨率顯示分辨率也稱像素分辨率, 簡稱為分辨率, 它是指可以使液晶彩電顯示的像素個數(shù),通常用每列像素數(shù)乘每行像素數(shù)來表示。下一頁返回 第四節(jié) 液晶彩電的主要技術指標目前液晶彩電常見的物理分辨率有1 366 伊768 和1 920 伊1 080 兩種, 其主要取決于液晶彩電采用的面板, 前者被大多數(shù)液晶彩電所采用, 而后者又稱為“Full HD (全高清)”

37、產(chǎn)品, 是目前高清視頻所達到的最高分辨率規(guī)格。目前市面上32 英寸、37 英寸、42 英寸液晶彩電一般采用1 366 伊768 分辨率, 而46 英寸、47 英寸、52 英寸液晶彩電一般采用1 920 伊1 080 分辨率。對于用戶的使用而言, 1 366 伊768 的機種基本能滿足需求, 已經(jīng)大大高于720 伊480 的DVD 分辨率了, 不過市面上有些碟機帶有“倍線”功能, 可以輸出720 p(逐行掃描) 甚至1 080 i (隔行掃描) 的圖像。此時采用1 920 伊768 分辨率的液晶彩電播放, 能夠更好地感受到高清視頻帶來的視覺震撼。在液晶彩電中, 除較多地采用了1 366 伊768

38、 和1 920 伊1 080 兩種分辨率外, 有些液晶彩電還會采用1 024 伊768、1 280 伊768、1 680 伊1 050 等分辨率。上一頁下一頁返回 第四節(jié) 液晶彩電的主要技術指標三、像素像素是指組成圖像的最小單位, 也即發(fā)光“點”。液晶板上一個完整的彩色像素由R、G、B 這3 個子像素組成,因此, 在液晶彩電中, 提到一個像素時, 都是指RGB 一組像素, 如圖1 -20 所示。液晶彩電的像素數(shù)量非常多, 對生產(chǎn)工藝的要求非常高, 目前的技術和工藝還不能保證每批生產(chǎn)出來的液晶彩電都沒有壞點。一般具有雄厚實力的知名廠家生產(chǎn)的液晶彩電都是采用價格高昂的沒有壞點或者壞點極少的液晶屏幕

39、, 而低端品牌采用的則是壞點出現(xiàn)概率非常大的液晶屏幕, 以低價傾銷。上一頁下一頁返回 第四節(jié) 液晶彩電的主要技術指標四、對比度對比度是指液晶彩電的遮光等級, 也就是屏幕上同一點最亮時(白色) 與最暗時(黑色) 的亮度的比值, 高的對比度意味著相對較高的亮度和較高的呈現(xiàn)顏色的艷麗程度。品質(zhì)優(yōu)異的液晶彩電屏和優(yōu)秀的背光源亮度, 兩者合理結合就能獲得色彩飽滿、明亮清晰的畫面。對比度是直接體現(xiàn)液晶彩電能否呈現(xiàn)豐富的色階的參數(shù), 對比度越高, 還原的畫面層次感就越好, 圖像的銳利程度就越高, 圖像也就越清晰。如果對比度不夠, 畫面會顯得暗淡,缺乏表現(xiàn)力。對于液晶彩電來講, 常見的對比度標稱值還區(qū)分為原始

40、對比度和動態(tài)對比度兩種, 一般動態(tài)對比度值是原始對比度值的3 8 倍。上一頁下一頁返回 第四節(jié) 液晶彩電的主要技術指標五、亮度液晶彩電的亮度一般以cd/ m2為單位。光測量的單位主要是光通量, 就是單位面積內(nèi)發(fā)出或者吸收的光的能量, 使用單位W (瓦特) 進行量度。而在單位立體角內(nèi)的單位投影面積中的光通量就是光的亮度, 標準單位是lm/ (m2sr) (流明每平方米每立體角度), 也可以寫成cd/ m2。亮度過低就會使人感覺熒幕比較暗, 當然亮一點會更好。但是, 如果熒幕過亮的話, 人的雙眼觀看熒幕過久同樣會有疲倦感產(chǎn)生。因此對絕大多數(shù)用戶而言, 亮度過高并沒有什么實際意義。上一頁下一頁返回 第四節(jié) 液晶彩電的主要技術指標六、最大顯示色彩數(shù)液晶彩電顯示的最大色彩數(shù)與液晶板像素量化深度有關, 那么, 什么是液晶彩電的量化深度呢? 量化深度是指每個像素的量化位數(shù)。常見的有6 比特液晶板、8 比特和10 比特液晶板。所謂6 比特液晶板就是液晶板上每個子像素都用6 比特的數(shù)據(jù)來表示, 一個像素的量化比特數(shù)為6 伊3 =18; 同理, 8 比特液晶板一個像素的量化比特數(shù)為24, 10 比特液晶板一個像素的量化比特數(shù)為30。上一頁下一頁返回 第四節(jié) 液晶彩電的主要技術指標七、響應時間由于液晶材料的黏滯性特點會對顯示造成延遲, 因此, 液晶彩電定義了響應時間這一指標,