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LCD液晶显示器详解

本主题由 炉火纯青 于 2008-5-23 15:08 设置高亮

LCD液晶显示器详解

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一楼、液晶的发展史我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台; V) ?) S+ N0 O$ M4 k
二楼、LCD显示器工作原理我爱电脑技术论坛4 K! [; r& W! C( l: ^/ Z
三楼、LCD显示器的特点打造最好的电脑自学交流论坛' v/ {' a8 X6 }; {
四楼、LCD的具体参数
8 I9 \! i. S0 A# b五楼、响应时间、刷新频率我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台% a( k  C& `3 `8 p
六楼、亮度、对比度我爱电脑技术论坛( n6 o% ]; G4 Y4 m: Y
七楼、显示色彩
' Y1 u" O) @) M6 s/ D3 u我爱电脑技术论坛八楼、屏幕刷新频率打造最好的电脑自学交流论坛3 m0 n% l0 a. S8 o6 ]
九楼、点距、分辨率及可视角度我爱电脑技术论坛* C0 o3 r1 ~4 E- N- _" [5 X) A4 o
十楼、接口类型
9 P3 g. o3 X" w+ }8 g我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台11楼、点缺陷
5 Q; P0 B+ }$ a( Y  M! {: \, }& J我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台12楼、使用LCD的注意事项

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1、液晶的发展史
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  液晶最早是奥地利植物学家莱尼茨尔(F.Reinitzer)于1888年发现的,他在测定有机物的熔点时,发现某些有机物(胆甾醇的苯甲酸脂和醋酸脂)熔化后会经历一个不透明的呈白色浑浊液体状态,并发出多彩而美丽的珍珠光泽,只有继续加热到某一温度才会变成透明清亮的液体。第二年,德国物理学家莱曼(O.Lehmann)使用他亲自设计,在当时作为最新式的附有加热装置的偏光显微镜对这些脂类化合物进行了观察。他发现,这类白而浑浊的液体外观上虽然属于液体,但却显示出各向异性晶体特有的双折射性。于是莱曼将其命名为“液态晶体”,这就是“液晶”名称的由来。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站/ v/ }) w, e$ _( `1 F) C9 N

# N0 ^& _; W) y8 X+ k+ z9 S1 Y电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站 在1970年,Fergason制造了第一台具有实用性的LCD。在此之前,LCD有许多缺点:它电能消耗过大、使用寿命短,而且显示对比度低。直到1971年, LCD 才被公众接受并开始流行起来。LCD 使用液晶屏幕显示图象,液晶屏幕以电压供应的改变而改变光线的折射来产生色彩的变化。液晶屏幕由中间夹着液晶的两层玻璃或塑料面板构成,光线可以透过面板。接通电流之后,液晶可以改变方向以控制光线的通过,这样液晶就可以调节自己的色彩。LCD 显示屏一般都应用在便携电脑或多媒体放映机上。大部分桌面电脑的纯平LCD显示器就是采用了LCD 技术。   早期的液晶屏表现不稳定,也不合适大批量的生产。直到一位英国科学家发现稳定的液晶材料"联苯"之后,才使LCD 技术产生质的飞跃。LCD从而广泛出现在计算机、游戏装置和手表上。

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2、LCD显示器的工作原理我爱电脑技术论坛# ~2 s* H" l5 o8 j% ?: }9 N2 ?

) M% `# T" [% ^* L6 i: H; r. o打造最好的电脑自学交流论坛  液晶显示器(LCD/Liquid Crystal Display)的显像原理,是将液晶置于两片导电玻璃之间,靠两个电极间电场的驱动,引起液晶分子扭曲向列的电场效应,以控制光源透射或遮蔽功能,在电源关开之间产生明暗而将影像显示出来,若加上彩色滤光片,则可显示彩色影像。在两片玻璃基板上装有配向膜,所以液晶会沿着沟槽配向,由于玻璃基板配向膜沟槽偏离90度,所以液晶分子成为扭转型,当玻璃基板没有加入电场时,光线透过偏光板跟着液晶做90度扭转,通过下方偏光板,液晶面板显示白色(如下图左);当玻璃基板加入电场时,液晶分子产生配列变化,光线通过液晶分子空隙维持原方向,被下方偏光板遮蔽,光线被吸收无法透出,液晶面板显示黑色(如下图右)。液晶显示器便是根据此电压有无,使面板达到显示效果。我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台9 b. k, V) ~6 y) }

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3、LCD显示器特点打造最好的电脑自学交流论坛. T+ d* G/ Q' J, W- F! t! l" K1 N

4 Q: i. U$ q0 T8 c 显示器是人与机器沟通的重要界面,早期以显像管(CRT/Cathode Ray Tube)显示器为主,但随着科技不断进步,各种显示技术如雨后春笋般诞生,近来由于液晶显示器(LCD)具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险,平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势,在近年来价格不断下跌的吸引下,逐渐取代CRT之主流地位,显示器明日之星架势十足。那么液晶显示器与传统的显示器相比,到底有什么新的特点呢? 电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站5 C$ a  F% b3 X3 ~$ U) I

: {' b$ K- S7 |% x. r8 x% e6 x我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台一、显示质量高 www.520diannao.com% r4 U$ H( t& V; s

+ x" a" }- n" s+ Q0 q7 Cwww.520diannao.com由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度,恒定发光,而不象阴极射线管显示器(CRT)那样需要不断刷新亮点。因此,液晶显示器画质高而且绝对不会闪烁,把眼睛疲劳降到最低。电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站' z& a9 K% o* ^7 t
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二、没有电磁辐射打造最好的电脑自学交流论坛/ H' }% j: Q4 F: w6 [: P7 p

8 }' E$ Q3 L: N2 {我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台传统显示器的显示材料是荧光粉,通过电子束撞击荧光粉而显示,电子束在打到荧光粉上的一刹那间会产生强大的电磁辐射,尽管目前有许多显示器产品在处理辐射问题上进行了比较有效的处理,尽可能地把辐射量降到最低,但要彻底消除是困难的。相对来说,液晶显示器在防止辐射方面具有先天的优势,因为它根本就不存在辐射。在电磁波的防范方面,液晶显示器也有自己独特的优势,它采用了严格的密封技术将来自驱动电路的少量电磁波封闭在显示器中,而普通显示器为了散发热量的需要,必须尽可能地让内部的电路与空气接触,这样内部电路产生的电磁波也就大量地向外“泄漏”了。 我爱电脑技术论坛( N9 E. D; L( G8 Z, f

5 y8 _; {) q" S3 ~5 {2 y三、可视面积大
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对于相同尺寸的显示器来说,液晶显示器的可视面积要更大一些。液晶显示器的可视面积跟它的对角线尺寸相同。阴极射线管显示器显像管前面板四周有一英寸左右的边框不能用于显示。 四、应用范围广
) F5 K9 c- l8 q# N2 W' u8 n我爱电脑技术论坛电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站- d( t$ p( W. u6 ?3 p
最初的液晶显示器由于无法显示细腻的字符,通常应用在电子表、计算器上。随着液晶显示技术的不断发展和进步,字符显示开始细腻起来,同时也支持基本的彩色显示,并逐步用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机上。而随后出现的DSTN和TFT则被广泛制作成电脑中的液晶显示设备,DSTN液晶显示屏用于早期的笔记本电脑;TFT则既应用在笔记本电脑上(现在大多数笔记本电脑都使用TFT显示屏),又用于主流台式显示器上。# c2 B7 m! o4 o! B+ P0 L

. v- V) z# [/ b) L( \# d# D0 u: ~电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站五、画面效果好
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与传统显示器相比,液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板,其显示效果是平面直角的,让人有一种耳目一新的感觉。而且液晶显示器更容易在小面积屏幕上实现高分辨率,例如,17英寸的液晶显示器就能很好地实现1280×1024分辨率,而通常18英寸CRT彩显上使用1280×1024以上分辨率的画面效果是不能完全令人满意的。
/ K, }- ~& C% n) d4 {4 Ywww.520diannao.com电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站4 Y# s- |. f  Z( z" \. V
六、数字式接口! _1 u6 _9 O; `" }! N7 |
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液晶显示器都是数字式的,不像阴极射线管彩显采用模拟接口。也就是说,使用液晶显示器,显卡再也不需要像往常那样把数字信号转化成模拟信号再行输出了。理论上,这会使色彩和定位都更加准确完美。 2 [# v; f/ C- g* w0 |) h8 v
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七、“身材”匀称小巧
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: x  R% s5 _" M我爱电脑技术论坛传统的阴极射线管显示器,后面总是拖着一个笨重的射线管。液晶显示器突破了这一限制,给人一种全新的感觉。传统显示器是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。而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,而且在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。打造最好的电脑自学交流论坛4 }7 s( Z% ]7 f4 {2 W" m2 ^
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八、功率消耗小
( x4 b0 U! o' [4 t  ?/ e我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台$ E9 g9 m! z0 l
传统的显示器内部由许多电路组成,这些电路驱动着阴极射线显像管工作时,需要消耗很大的功率,而且随着体积的不断增大,其内部电路消耗的功率肯定也会随之增大。相比而言,液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上,因而耗电量比传统显示器也要小得多。

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4、LCD的主要术语
) `4 U3 F7 |# V$ E$ z* A打造最好的电脑自学交流论坛5 U6 a5 y* g" Z* C4 q: q$ U9 ]
TN(Twisted Nematic):扭曲向列的显示类型。br> www.520diannao.com& L2 b' b& X1 d6 p! h" l% o
HTN(High Twisted Nematic):高扭曲向列的显示类型。br> 电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站* f# B. H$ N  R! h) E8 t# I+ `
STN(Supper Twisted Nematic):超扭曲向列的显示类型。br> 电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站" |8 H, y9 `. k" Z
FSTN(Formulated STN):薄膜补偿型STN,用于黑白显示。br>
1 V9 j  n8 I/ i2 P: K2 @www.520diannao.comTFT(Thin Film Transistor):薄膜晶体管显示类型。br>
! A0 @- V# v( A0 I6 B3 y2 @www.520diannao.comLCD(Liquid Crystal Display):液晶显示器。br>
0 r4 [0 s" I( v5 V4 S2 o, p: Zwww.520diannao.comLED(Light Emitting Diode):发光二极管。br>
0 n0 f# @8 p% w- u' gVFD(Vacuum Fluorescence Display):真空荧光显示。br>
9 ]* x& d& q4 ]  n' V' B, ~我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台PDP(Plasma Display Panel):等离子体显示。br>
' L2 m0 I% N9 S' lwww.520diannao.comEL(Electroluminescence):电致发光。br>
) a% `' B# V' A5 c# BITO(Indium-Tin Oxide):氧化铟锡。br>
1 @/ b  j. X4 [4 y; Z  S5 d8 l我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台ECB(Electrically Controlled Birefringence):电控双折射。br>
5 z9 F# x$ W6 y' z8 b9 yPCB(Print Circuit Board):印刷线路板。br> 电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站5 |/ C. A# Y$ @. k  k9 G& M+ \
COB(Chip On Board):IC裸片通过邦定固定于印刷线路板上。br>
% F* t0 |  U# y: i8 g我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台COF(Chip On Film):将IC封装于柔性线路板上。br>
. z+ X2 r* c8 a' U+ V3 n$ }5 G我爱电脑技术论坛COG(Chip On Glass):将IC封装于玻璃上。br>
2 l- ^6 D! n# S/ |" I电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站TAB(Tape Automated Bonding):柔性带自动连接。br>

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5、响应时间、刷新频率
5 k5 K. e; J4 ?# a3 W打造最好的电脑自学交流论坛电脑,技术,IT,学习,交流,网络安全,QQ,硬件,软件,编程,教程,建站2 ?+ S/ A9 q: d, W+ N" D8 N+ N3 k
  所谓“响应时间”,以毫秒(ms)为单位,指的是一个亮点转换变化的速度。通常,各种LCD显示器会将反应速度分为两个部分--“Rising”和“Falling”,而表示时则以两者之和为准。早期的液晶显示器通常都在50ms以上,所以存在残影缺点,因为50ms=1/0.05秒=每秒显示20张画面,而看电影画面要顺畅的标准是每秒24张画面,20张画面的速度自然产生残影现象。新一代的液晶显示器响应时间普遍缩短,如果是以电视机的显示规格每秒30张画面为标准,换算成液晶显示器最少需要的响应时间为1/0.033=33ms以内(30ms=每秒33张、20ms=每秒50张),而现今的技术已经可以达到8ms左右(高端机种,8ms=每秒80张),又因为各家厂商对于响应时间的算法有差异争议存在,故响应时间就实用性来说,在现今最好在30ms以内,响应时间越少价格越高,却无一定的实用性。目前有很多LCD 厂商都推出了16ms的产品,以迎合一些游戏玩家对LCD性能的要求。而在以前很少有人关心过LCD的响应时间,这一来是因为当时LCD还属于高端产品,不像现在这样“普及”;二来是3D动作游戏还没有像现在这样“泛滥”。因此,随着LCD的价格雪崩和3D动作游戏的盛行,LCD响应时间方面的问题就显得越来越突出。目前市场上已推出达到8毫秒响应时间的LCD。

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6、亮度、对比度
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  所谓“响应时间”,以毫秒(ms)为单位,指的是一个亮点转换变化的速度。通常,各种LCD显示器会将反应速度分为两个部分--“Rising”和“Falling”,而表示时则以两者之和为准。早期的液晶显示器通常都在50ms以上,所以存在残影缺点,因为50ms=1/0.05秒=每秒显示20张画面,而看电影画面要顺畅的标准是每秒24张画面,20张画面的速度自然产生残影现象。新一代的液晶显示器响应时间普遍缩短,如果是以电视机的显示规格每秒30张画面为标准,换算成液晶显示器最少需要的响应时间为1/0.033=33ms以内(30ms=每秒33张、20ms=每秒50张),而现今的技术已经可以达到8ms左右(高端机种,8ms=每秒80张),又因为各家厂商对于响应时间的算法有差异争议存在,故响应时间就实用性来说,在现今最好在30ms以内,响应时间越少价格越高,却无一定的实用性。目前有很多LCD 厂商都推出了16ms的产品,以迎合一些游戏玩家对LCD性能的要求。而在以前很少有人关心过LCD的响应时间,这一来是因为当时LCD还属于高端产品,不像现在这样“普及”;二来是3D动作游戏还没有像现在这样“泛滥”。因此,随着LCD的价格雪崩和3D动作游戏的盛行,LCD响应时间方面的问题就显得越来越突出。目前市场上已推出达到8毫秒响应时间的LCD。
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                             图2打造最好的电脑自学交流论坛/ R+ R/ J1 f: R$ e5 u7 K
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另外值得注意的是,LCD显示器在荧幕的中央部分非常地明亮,而在接近边缘部分亮度会降低近25%。最好且最有效的方法,就是将LCD显示器并排一对一比较。 对比度指标指的是最亮的白色和最暗的黑色之间不同亮度层次的测量。当对比度达到120:1时,就可以很容易地显示生动、丰富的色彩。而对比度高达300:1时,则可支持各色阶的颜色。从目前来看,用户在购买LCD显示器时,还没有一套有效且公正的标准来衡量对比度和亮度指标。所以最好的识别方法还是利用自己的双眼来判定。即将LCD显示器调到最亮和最暗,看看感觉如何。现在也只能利用这方法来找到比较合适的LCD显示器。

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7、显示色彩我爱电脑技术论坛' L3 z9 Y7 ^4 m5 A
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  所早期的彩色LCD显示器在颜色表现方面,最多只能显示高彩(256K)。因此许多厂商使用所谓的FRC(Frame Rate Control)技术,以仿真的方式来表现出全彩的画面。到了近期,由于技术的进步,LCD显示器最起码也能够显示到高彩16位元色。解析度方面,以15.1英寸 TFT LCD显示器为例,基本都能够支持到1024x768的解析度;17寸以上的LCD显示器可以达到1280x1024的解析度,色彩表现在全彩(32位元)的模式也是轻而易举的事

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8、屏幕刷新频率
0 f6 T5 j. k% Y5 |1 `我爱电脑技术论坛我爱电脑技术社区--打造最好的电脑技术自学交流平台# G) |8 b1 R: |9 N+ }/ y$ e# Y. y
  对于CRT显示器来说,刷新率关系到画面刷新的速度。刷新速度越快,画面越不容易闪烁。而如果刷新率在75Hz以上,用户就不容易感到画面闪烁。对于LCD显示器来说,刷新率高低并不会使画面闪烁。刷新率在60Hz时,LCD就能获得很好的画面。在LCD显示器中,每个像素都持续发光,直到不发光的信号被送到控制器中,所以LCD显示器不会有因不断充放电而引起的闪烁现象。也许有人会问:如果大多数的LCD显示器在60Hz刷新率下就能达到最佳画质,为何不将刷新率锁定在60Hz,而要有60-75Hz的选择范围?其实这关系到使用弹性和兼容性的问题。由于LCD显示器试图取代CRT显示器的市场地位,而现今大部分显示卡仍以CRT显示器为设计对象,更高的使用弹性和兼容性将有助于LCD显示器切入市场,并取代CRT显示器。

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9、点距、分辨率及可视角度
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点距、分辨率