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1、LCD结构工作原理液晶电视和等离子电视的区别等离子电视（PDP）和液晶电视（LCD）都属于平板电视，它们就像双胞胎，虽然表面上十分相像，但本质上却有很大差别。其中两者的最大的区别在于使用的面板不同，也就是说它们的成像原理大不一样。等离子电视n n等离子电视的成像原理是通过在两张薄玻璃板之间充填混合气体，施加高压电压使之产生等离子气体，使它产生紫外线来激发磷光物质发光然后使等离子气体放电，与基板中的荧光体发生反应，产生彩色影像。等离子电视机最大的优势就是屏幕大，最小也是42英寸，这让液晶电视机好生羡慕。另外其还不受磁力和磁场的影响，具有机身薄、重量轻、屏幕大、画面清晰、失真度小等优点。等离子电视
2、优劣等离子电视优劣n n等离子电视的最大特点就是不存在视角问题，在各个等离子电视的最大特点就是不存在视角问题，在各个角度都能清晰观看，其实等离子电视还有很多其他的角度都能清晰观看，其实等离子电视还有很多其他的优势，高清晰度最佳数码显示，优良的数据和视频能优势，高清晰度最佳数码显示，优良的数据和视频能力，在室外及普通居室光线下均可视，没有光学、图力，在室外及普通居室光线下均可视，没有光学、图象失真，可以简单的说，等离子电视呈现出来的图像，象失真，可以简单的说，等离子电视呈现出来的图像，比较暗，并不像液晶那样绚丽，但是更接近真实。比较暗，并不像液晶那样绚丽，但是更接近真实。n n等离子电视同样存在
3、着一些缺点，其显示面板使用寿等离子电视同样存在着一些缺点，其显示面板使用寿命相对于液晶电视来说比较低，而且耗电量高，相比命相对于液晶电视来说比较低，而且耗电量高，相比液晶和传统液晶和传统CRTCRT电视机，等离子的耗电量是很惊人的。电视机，等离子的耗电量是很惊人的。一般一般4040英寸的等离子电视机的耗电量都在英寸的等离子电视机的耗电量都在300W300W以上，以上，高耗电量势必造成机体发热速度快，等离子电视机的高耗电量势必造成机体发热速度快，等离子电视机的巨大散热量，对该产品的整体制造工艺也是一个考验。巨大散热量，对该产品的整体制造工艺也是一个考验。液晶电视n n液晶电视是在两张玻璃之间的液
4、晶内，加入电压，通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过分子排列变化及曲折变化 再现画面，屏幕通过电子再现画面，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。液晶电视的最大优点在于液晶显示器通过显成画面。液晶电视的最大优点在于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，液晶重量上比相同显示面积的传统显
5、示器要轻得多，液晶电视的重量大约是传统电视的电视的重量大约是传统电视的1 13 3。同时在使用寿命。同时在使用寿命上，用上，用3030英寸液晶电视替代英寸液晶电视替代3232英寸显像管电视，每年英寸显像管电视，每年每台可节约电能每台可节约电能7171千瓦。液晶电视的使用寿命一般为千瓦。液晶电视的使用寿命一般为5 5万个小时，比普通电视机的寿命长得多。万个小时，比普通电视机的寿命长得多。液晶电视优劣液晶电视优劣n n液晶电视拥有百万的色彩，画面层次分明，颜色绚丽真实，分辨液晶电视拥有百万的色彩，画面层次分明，颜色绚丽真实，分辨率大，清晰度高，液晶面板没有幅射，只有来自驱动电路的少量率大，清晰度高
6、，液晶面板没有幅射，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。所以液晶面电磁波，只要将外壳严格密封即可排除电磁波外泄。所以液晶面板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，板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，耗电量低，使用寿命长，液晶电视的使用寿命一般为耗电量低，使用寿命长，液晶电视的使用寿命一般为6-76-7万个小时，万个小时，比等离子电视的寿命长比等离子电视的寿命长20%20%左右。左右。n n液晶电视的高亮度，绚丽画面可以说是一把双刃剑，是其优点同液晶电视的高亮度，绚丽画面可以说是一把双刃剑，是其优点同样也是其缺点的根源，液晶
7、电视的画面之所以亮丽，是因为面板样也是其缺点的根源，液晶电视的画面之所以亮丽，是因为面板后面的灯管亮度调节的高，但是灯管由于长期使用会老化，所以后面的灯管亮度调节的高，但是灯管由于长期使用会老化，所以液晶电视的图像会有越来越暗淡的趋势，当灯管亮度不够的时候，液晶电视的图像会有越来越暗淡的趋势，当灯管亮度不够的时候，画面的绚丽色彩就再也不见了。画面的绚丽色彩就再也不见了。n n还有坏点问题是困扰液晶电视机的一个最大问题，液晶显示面板还有坏点问题是困扰液晶电视机的一个最大问题，液晶显示面板上的坏点是无法维修的，只能更换液晶显示面板，而液晶显示面上的坏点是无法维修的，只能更换液晶显示面板，而液晶显示
8、面板几乎占据了整台液晶电视机约板几乎占据了整台液晶电视机约70%70%的成本。的成本。LCD名词解释名词解释n nTFTTFT：Thin Film Transistor Thin Film Transistor 薄膜电晶体薄膜电晶体n nLCLC： Liquid Crystal Liquid Crystal 液态晶体液态晶体n nCFCF： Color FilterColor Filter 彩色滤光片彩色滤光片n nITOITO：Indium Tin Oxides Indium Tin Oxides 透明导电膜透明导电膜( (纳米铟锡金属氧化物纳米铟锡金属氧化物 ) )n nPolPol： P
9、olarizerPolarizer 偏光板偏光板n nBLUBLU： Back light UnitBack light Unit 背光源背光源LC液晶是一种介于固态和液态之间的有机化合物。依分子液晶是一种介于固态和液态之间的有机化合物。依分子排列的有序性来分：层状液晶排列的有序性来分：层状液晶(Sematic)(Sematic)、线状液晶、线状液晶(Nematic)(Nematic)、胆固醇液晶、胆固醇液晶(cholesteric)(cholesteric)、柱状液晶、柱状液晶(discoid)(discoid)。液晶的光电特性：液晶的光电特性： n n n n ( (折射係數折射係數) )
10、 光線穿透液晶時影響光線行進路線的特性光線穿透液晶時影響光線行進路線的特性； ( (介電係數介電係數) ) 液晶受電場的影響決定液晶分子轉向的特性液晶受電場的影響決定液晶分子轉向的特性。 由于其液晶分子长的像棒状，它有两个折射率，由于其液晶分子长的像棒状，它有两个折射率，分别为垂直于液晶长轴方向分别为垂直于液晶长轴方向n(=ne)n(=ne)及平行液及平行液晶长轴方向晶长轴方向n/(=no)n/(=no)两种，所以当光入射液晶两种，所以当光入射液晶时，便会受到两个折射率的影响，造成在垂直时，便会受到两个折射率的影响，造成在垂直液晶长轴与平行液晶长轴方向上的光速会有所液晶长轴与平行液晶长轴方向上
11、的光速会有所不同。不同。TNTN型液晶多为介电系数异方性为正型的液型液晶多为介电系数异方性为正型的液晶。晶。(/(/ ，代表平行方向的介电系数比垂，代表平行方向的介电系数比垂直方向的介电系数大，因此当液晶分子受电场直方向的介电系数大，因此当液晶分子受电场影响时，其排列方向会倾向平行于电场方向影响时，其排列方向会倾向平行于电场方向) )SubstrateGate (G)Insulatora-Si:HDrain (D)Source (S)GDSTFTV g 为定值时, ID 随V d 增大而增大, 且在达到最大值后基本保持常数,在V d V g - V 0 时, ID 基本保持最大值不变, GDS
12、TFT（ThinFilmTransistor）是指薄膜晶体管，意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息Polarizer偏光板的相对位置：相互平行&相互垂直（NB&NW）ITO ITO ITO具有很好的导电性和透明性，可以切断对具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。目人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。目前前ITOITO膜层之电阻率一般在膜层之电阻率一般在5*10-45*10-4左右左右, , 已接已接近金属的电阻率。近金属的电阻率。 ITOITO会吸收空气中的水份和二氧化碳并产会吸收空气
13、中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变生化学反应而变, ,且在活性正价离子溶液中易且在活性正价离子溶液中易产生离子置换反应，形成其它导电和透过率不产生离子置换反应，形成其它导电和透过率不佳的反应物质，佳的反应物质， LC预倾角度作用：液晶分子会依配向膜的沟槽方向(角度)依序旋转排列，因为如果是光滑的平面，液晶分子间虽有一定之夹角, 但它是随机散乱分布，会造成光线的散射，形成漏光的现象。所以需有一特定表层使之能规则的排列,达到欲控制(显示)的目标絕絕緣層緣層緣層緣層ITOITO玻璃玻璃玻璃玻璃配向膜配向膜配向膜配向膜rubbingrubbing1、View Angle 预倾角不同-液晶分子排列-偏
14、振光路径-视角不同；2、驱动电压 预倾角不同-液晶需站起的角度不同-驱动力量不同-驱动电压不同。乱度大,显示效果不均方向、角度均具一定规格性,显示均匀光与液晶分子当线性偏振光射入上层槽状表面时，此光线随着液晶分子的旋转也产生旋转。当线性偏振光射出下层槽状表面时，此光线已经产生了90度的旋转。画面亮度控制过程Color FilterAlignment LayerBacklightConductingLayer (ITO)TFT-LCD的穿透率开口率：液晶分子中光线能透过的有效区域的比例。即液晶 分子中有效的透光区域与全部面积的比例。100%100%A AB B开口率开口率=B/A*100%=B/
15、A*100%TFT-LCD面板的宿命：光学穿透率不佳。原因：1、TFT的开口率：约60%以上。 2、CF的滤光效率：约1/3上下。 3、偏光板的极化效率（含两片吸收）：约40%上下。结论：提高开口率，增加亮度，省电。1、不同压差有不同穿透率；2、相同压差，不同极性的电压穿透率接近。穿透率n n偏光板偏光板:50%(:50%(因为其只准许单方向的极化光波通过因为其只准许单方向的极化光波通过) )玻璃玻璃:95%(:95%(需要计算上下两片需要计算上下两片) )液晶液晶:95%:95%开口率开口率:50%(:50%(有效透光区域只有一半有效透光区域只有一半) )彩色滤光片彩色滤光片:27%(:27
16、%(假设材质本身的穿透率为假设材质本身的穿透率为80%,80%,但由于但由于滤光片本身涂有色彩滤光片本身涂有色彩, ,只能容许该色彩的光波通过只能容许该色彩的光波通过. .以以RGBRGB三原色来说三原色来说, ,只能容许三种其中一种通过只能容许三种其中一种通过. .所以仅所以仅剩下三分之一的亮度剩下三分之一的亮度. .所以总共只能通过所以总共只能通过80%*33%=27%.)80%*33%=27%.)以上述的穿透率来计算以上述的穿透率来计算, ,从背光板出发的光线只会剩下从背光板出发的光线只会剩下6%,6%,实在是少的可怜实在是少的可怜. .这也是为什么在这也是为什么在TFTLCDTFTLC
17、D的设计的设计中中, ,要尽量提高开口率的原因要尽量提高开口率的原因. .只要提高开口率只要提高开口率, ,便可以便可以增加亮度增加亮度, ,而同时背光板的亮度也不用那么高而同时背光板的亮度也不用那么高, ,可以节可以节省耗电及花费省耗电及花费. .3D电影原理这要从人眼看物体说起这要从人眼看物体说起. .人的两只眼睛同时观察物体人的两只眼睛同时观察物体, ,不但能扩大视不但能扩大视野野, ,而且能判断物体的远近而且能判断物体的远近, ,产生立体感产生立体感. .这是由于人的两只眼睛同这是由于人的两只眼睛同时观察物体时时观察物体时, ,在视网膜上形成的像并不完全相同在视网膜上形成的像并不完全相
18、同, ,左眼看到物体的左眼看到物体的左侧面较多左侧面较多, ,右眼看到物体的右侧面较多右眼看到物体的右侧面较多, ,这两个像经过大脑综合以这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近后就能区分物体的前后、远近, ,从而产生立体视觉从而产生立体视觉. .立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像物的像, ,制成电影胶片制成电影胶片. .在放映时在放映时, ,通过两个放映机通过两个放映机, ,把用两个摄影机把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映拍下的两组胶片同步放映, ,使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上使这略有差别的两
19、幅图像重叠在银幕上. .这时如果用眼睛直接观看这时如果用眼睛直接观看, ,看到的画面是模糊不清的看到的画面是模糊不清的, ,要看到立体电要看到立体电影影, ,就要在每架电影机前装一块偏振片就要在每架电影机前装一块偏振片, ,它的作用相当于起偏器它的作用相当于起偏器. .从从两架放映机射出的光两架放映机射出的光, ,通过偏振片后通过偏振片后, ,就成了偏振光就成了偏振光. .左右两架放映左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直机前的偏振片的偏振化方向互相垂直, ,因而产生的两束偏振光的偏因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直振方向也互相垂直. .这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处这两束
20、偏振光投射到银幕上再反射到观众处, ,偏偏振光方向不改变振光方向不改变. .观众用上述的偏振眼镜观看观众用上述的偏振眼镜观看, ,每只眼睛只看到相应每只眼睛只看到相应的偏振光图象的偏振光图象, ,即左眼只能看到左机映出的画面即左眼只能看到左机映出的画面, ,右眼只能看到右机右眼只能看到右机映出的画面映出的画面, ,这样就会像直接观看那样产生立体感觉这样就会像直接观看那样产生立体感觉. .这就是立体电这就是立体电影的原理影的原理. .目录n n1.LCD结构n n2.LCD显示方式n n3.LCD显示原理n n4.LCDTYPEn n5.LCD驱动方式LCD的结构n n一般一般LCDLCD的组成
21、：的组成：1.1.玻璃；玻璃；2.2.偏光片；偏光片；3.3.框胶；框胶；4.4.ITO(ITO(ITOITO是是LCDLCD上的导电层上的导电层, ,学名是氧化铟锡学名是氧化铟锡) )层；层；5.5.配向膜；配向膜；6.6.液晶；液晶；7.7.SPACERSPACER一.LCD显示方式n n1.Positive上下两层偏光片不同，没有加电源时上下两层偏光片不同，没有加电源时LCDLCD是透明的，多是透明的，多用于反射，半穿透的液晶显示。用于反射，半穿透的液晶显示。上下两层的偏光片相同，没有加电源时上下两层的偏光片相同，没有加电源时LCDLCD是黑色的，是黑色的，多用于全透的液晶显示。多用于全
22、透的液晶显示。二.LCD显示原理基本上，基本上，LCDLCD是藉由电场加于液晶，改变其双折射现象，并配合偏光是藉由电场加于液晶，改变其双折射现象，并配合偏光片来决定光的路径。片来决定光的路径。 (1). (1). 偏光片的使用偏光片的使用 ：使用偏光片，可決定光的行進路線。：使用偏光片，可決定光的行進路線。(2).(2).液晶的定向：可使液晶分子呈现规则的排列。液晶的定向：可使液晶分子呈现规则的排列。(3).(3).液晶定向后，可使液晶分子呈现规则的排列，达到液晶定向后，可使液晶分子呈现规则的排列，达到扭转的功能；不同型态之扭转的功能；不同型态之LCDLCD有不同的扭转角。有不同的扭转角。 (
23、4). (4). 加入电场后的液晶：当所加的电场强度高于液晶的加入电场后的液晶：当所加的电场强度高于液晶的临限电压时，改变原有的扭转排列状态。临限电压时，改变原有的扭转排列状态。 (5). (5). 液晶与偏光片的效应组合：液晶与偏光片的效应组合： 未加电压：当光线通过上层偏光片，以一特定的方向进入未加电压：当光线通过上层偏光片，以一特定的方向进入LCDLCD后，藉由液晶的扭转将光路径旋转至特定之角度，而得以穿后，藉由液晶的扭转将光路径旋转至特定之角度，而得以穿透下层偏光片的透过轴向。透下层偏光片的透过轴向。 施加电压：原有液晶分子排列的状态经过施加电压后，已施加电压：原有液晶分子排列的状态经
24、过施加电压后，已失去了旋转光路径的功能，因此光线无法透过直交的偏光片。失去了旋转光路径的功能，因此光线无法透过直交的偏光片。 二.LCDTYPELCD与不同偏光片的搭配偏光板 Cell液晶偏光板BL穿透式穿透式半透式半透式-外部反射板外部反射板 CellBL偏光板液晶偏光板反射式反射式反射板 Cell需要连续使用背光源，一般在外部环需要连续使用背光源，一般在外部环境光线差的情况下使用境光线差的情况下使用一般在白天户外和光线良好的环境下使用一般在白天户外和光线良好的环境下使用底偏光片能部分反光，一般带背光源，光线底偏光片能部分反光，一般带背光源，光线好的时候，可关掉背光源；光线差时，好的时候，可
25、关掉背光源；光线差时，可点亮背光源使用可点亮背光源使用LCDLCD二.LCD驱动方式n n1 1. .Static(Static(静态静态) ) a.a.驱动原理驱动原理:(:(数字信号数字信号) ) 如下图所示当方格内之信号为如下图所示当方格内之信号为1 1时时, ,则此时则此时LCDLCD点亮点亮, ,反之反之, ,若方格内为若方格内为0 0时时, ,则此时则此时LCDLCD为不点亮的状态为不点亮的状态. . n n2.2.驱动方法驱动方法: :将每一将每一个字节分别拉出一个个字节分别拉出一个SegmentSegment与与 CommonCommon相相对应对应, ,且单独驱动且单独驱动,
26、 ,不不与其它与其它SegmentCOMSegmentCOM与与SEGSEG相减后相减后, , 有有ACAC电电压信号压信号( (大于液晶的大于液晶的启始电压启始电压Vth),Vth),此此SEGSEG相对应的字节便会点相对应的字节便会点亮亮. .反之反之, ,COMCOM与与SEGSEG相相减后电压为减后电压为0 0V,V,此字此字节将不会被点亮节将不会被点亮. . 在图中，在图中，tr(tr(译为上升时间译为上升时间) )表示液晶材料在施加电压后透光性由表示液晶材料在施加电压后透光性由90%90%减少到减少到10%10%的时间，的时间，tf(tf(译为下降时间译为下降时间) )表示去掉电压
27、后液晶材料透光性从表示去掉电压后液晶材料透光性从10%10%增加到增加到90%90%的时间。我们所说的时间。我们所说的响应时间就是上升时间加上下降时间的总时间。从画面刷新速度来说，每秒的响应时间就是上升时间加上下降时间的总时间。从画面刷新速度来说，每秒6060帧的帧的流畅画面需要基本的流畅画面需要基本的16ms16ms的响应时间，那么是不是的响应时间，那么是不是16ms16ms的响应时间就足够了呢？的响应时间就足够了呢？以以1616毫秒响应时间毫秒响应时间LCDLCD为例，这种显示器的上升时间为为例，这种显示器的上升时间为5 5毫秒，下降时间为毫秒，下降时间为1111毫秒。那毫秒。那么我们想象
28、一种极端状态，以么我们想象一种极端状态，以1616毫秒为一个周期向毫秒为一个周期向LCDLCD显示器输出黑白相间的图像信显示器输出黑白相间的图像信号，就是让号，就是让LCDLCD显示器用显示器用1616毫秒时间显示纯白图像，再用毫秒时间显示纯白图像，再用1616毫秒显示纯黑图像。那么毫秒显示纯黑图像。那么实际显示过程是什么样的呢？假设首先画面是纯白图像，液晶透光性为实际显示过程是什么样的呢？假设首先画面是纯白图像，液晶透光性为90%90%，1616毫秒毫秒后，后，LCDLCD显示器收到需要转变为黑色图像的信息，显示器收到需要转变为黑色图像的信息，LCDLCD花花5 5毫秒时间将液晶透光性减少毫
29、秒时间将液晶透光性减少到到10%10%，然后画面才显示出黑色。持续了，然后画面才显示出黑色。持续了1111毫秒的黑色之后毫秒的黑色之后(5(5毫秒加毫秒加1111毫秒就是毫秒就是1616毫毫秒，一个周期秒，一个周期) )，画面又需要显示为白色，液晶材料就需要花费，画面又需要显示为白色，液晶材料就需要花费1111毫秒的下降时间才毫秒的下降时间才能将透光性能将透光性10%10%的黑色变为透光性的黑色变为透光性90%90%的白色。显示白色的白色。显示白色5 5毫秒后毫秒后(11(11毫秒加毫秒加5 5毫秒为毫秒为1616毫秒的一个周期毫秒的一个周期) )，液晶又转变为黑色。，液晶又转变为黑色。从图从
30、图2 2中我们可以看到，尽管中我们可以看到，尽管1616毫秒响应时间的毫秒响应时间的LCDLCD达到了每秒达到了每秒6060帧的画面帧的画面刷新速度，但在实际显示时，有一半的时间花费到了颜色状态的转换中，这刷新速度，但在实际显示时，有一半的时间花费到了颜色状态的转换中，这段时间内段时间内LCDLCD所显示的颜色并不是真正需要显示的颜色，在这种情况下，我所显示的颜色并不是真正需要显示的颜色，在这种情况下，我们从们从LCDLCD看到的画面也就失真了。这就好像一个人来回在两地之间出差，尽看到的画面也就失真了。这就好像一个人来回在两地之间出差，尽管现在有了朝发夕至的列车，能够一天之内在两个城市之间跑个
31、来回，但列管现在有了朝发夕至的列车，能够一天之内在两个城市之间跑个来回，但列车速度还不够快，花在路上的时间还比较长，所以这人达到每个城市后完成车速度还不够快，花在路上的时间还比较长，所以这人达到每个城市后完成相应工作的时间还是紧巴巴的。因此，虽然相应工作的时间还是紧巴巴的。因此，虽然1616毫秒响应时间的毫秒响应时间的LCDLCD达到了每达到了每秒秒6060帧的刷新速度，我们依然需要更快响应时间的帧的刷新速度，我们依然需要更快响应时间的LCDLCD，目的就是尽量减少，目的就是尽量减少像素亮度变换的中间状态，让像素亮度变换的中间状态，让LCDLCD显示的图像更为准确。当然，需要液晶材显示的图像更
32、为准确。当然，需要液晶材料从料从90%90%透光变为透光变为10%10%透光只是极端情况，更多的时候我们是需要透光只是极端情况，更多的时候我们是需要LCDLCD的像的像素点从素点从50%50%透光变为透光变为70%70%透光或者透光或者20%20%透光，因此可能比这个状态变化时间透光，因此可能比这个状态变化时间更短，显示正确色彩的时间也就更长一些。但变化的过程同样花费了时间。更短，显示正确色彩的时间也就更长一些。但变化的过程同样花费了时间。更短响应时间，如更短响应时间，如1212毫秒、毫秒、8 8毫秒、毫秒、5 5毫秒等响应时间的毫秒等响应时间的LCDLCD显示器则更能显显示器则更能显示正常色彩的画面。示正常色彩的画面。
