液晶顯示器基礎(chǔ)

液晶顯示器基礎(chǔ)

什 么 是 TFT
TFT（Thin Film Transistor）為薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器件，在每個(gè)像素點(diǎn)上設(shè)計(jì)一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)開(kāi)關(guān)管，這樣就容易實(shí)現(xiàn)真彩色、高分辨率的液晶顯示器件。現(xiàn)在的TFT型液晶一般都實(shí)現(xiàn)了18bit以上的彩色(218色)，在分辨率上，實(shí)現(xiàn)VGA(640×480)、SVGA(800×600)、XGA(1024×768)、SXGA(1280×1024)甚至UXGA(1600×1200)都已成為現(xiàn)實(shí)。
什么是LCD液晶顯示器
　LCD(Liquid Crystal Display)液晶顯示器使用了目前 新的全彩顯示技術(shù)，而且原理簡(jiǎn)單易懂。 基本上，整個(gè)液晶顯示技術(shù)的概念是利用液晶的物理特性：通電時(shí)導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過(guò)。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。就技術(shù)面而言，液晶面板含了兩片相當(dāng)精致的無(wú)鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過(guò)這層液晶時(shí)，液晶本身會(huì)排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過(guò)。
　　規(guī)則LCD遵守一系列與CRT顯示不同的規(guī)則。LCD克服了CRT體積龐大、耗電和閃爍的缺點(diǎn)，但也同時(shí)帶來(lái)了造價(jià)過(guò)高、視角不廣以及彩色顯示不理想等問(wèn)題。CRT顯示可選擇一系列分辨率，而且能按屏幕要求加以調(diào)整，但LCD屏只含有固定數(shù)量的液晶單元，只能在全屏幕使用一種分辨率顯示(每個(gè)單元就是一個(gè)像素)。CRT通常有三個(gè)電子槍，射出的電子流必須精確聚集，否則就得不到清晰的圖像顯示。但LCD不存在聚焦問(wèn)題，因?yàn)槊總�(gè)液晶單元都是單獨(dú)開(kāi)關(guān)的。這正是同樣一幅圖在LCD屏幕上為什么如此清晰的原因。LCD也不必關(guān)心刷新頻率和閃爍，液晶單元要么開(kāi)，要么關(guān)，所以在40-60Hz這樣的低刷新頻率下顯示的圖像不會(huì)比75Hz下顯示的圖像更閃爍。 但另一方面，LCD屏的液晶單元極易出現(xiàn)暇疵。對(duì)1024x768的屏幕來(lái)說(shuō)，每個(gè)像素都由三個(gè)單元構(gòu)成，分別負(fù)責(zé)紅、綠和藍(lán)色的顯示一所以總共約需240萬(wàn)個(gè)單元(1024x768x3=2359296)。很難保證所有這些單元都完好無(wú)損。 有可能的是，其中一部分己經(jīng)短路(出現(xiàn)"亮點(diǎn)")，或者斷路(出現(xiàn)"黑點(diǎn)")。有些顧客可能認(rèn)為如此高昂的價(jià)格應(yīng)該買到完美的LCD顯示屏-很不幸這不是現(xiàn)實(shí)， 多能挑到暇點(diǎn)不特別明顯的屏幕而已。
　　LCD顯示屏含了在CRT技術(shù)中未曾用到的一些東西。為屏幕提供光源的是盤繞在其背后的熒光管。有些時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)屏幕的某一部分出現(xiàn)異常亮的線條。也可能出現(xiàn)一些不雅的條紋，一幅特殊的淺色或深色圖像會(huì)對(duì)相鄰的顯示區(qū)域造成影響。此外，一些相當(dāng)精密的圖案(比如經(jīng)抖動(dòng)處理的圖像)可能在液晶顯示屏上出現(xiàn)難看的波紋或者干擾紋。 另外還有一個(gè)視角或者"觀察角度"的問(wèn)題。LCD之所以存在視角問(wèn)題，是由于它采用的是光線透射機(jī)制，會(huì)對(duì)穿過(guò)屏幕的光線進(jìn)行調(diào)節(jié)。而CRT是一種光線發(fā)射系統(tǒng)。對(duì)CRT來(lái)說(shuō)，屏幕背后的特殊材料(熒光粉)能主動(dòng)發(fā)射出光線。而在LCD中，雖然光線能穿透正確的像素，但傾斜的光線也會(huì)穿透相鄰的像素，所以從正常視角之外觀看時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)顏色嚴(yán)重失真。
TFT液晶顯示器原理
TFT型的液晶顯示器較為復(fù)雜，主要的構(gòu)成括了，螢光管、導(dǎo)光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶體管等等。首先液晶顯示器必須先利用背光源，也就是螢光燈管投射出光源，這些光源會(huì)先經(jīng)過(guò)一個(gè)偏光板然后再經(jīng)過(guò)液晶，這時(shí)液晶分子的排列方式進(jìn)而改變穿透液晶的光線角度。然后這些光線接下來(lái)還必須經(jīng)過(guò)前方的彩色的濾光膜與另一塊偏光板。因此我們只要改變刺激液晶的電壓值就可以控制 后出現(xiàn)的光線強(qiáng)度與色彩，并進(jìn)而能在液晶面板上變化出有不同深淺的顏色組合了。
液晶屏幕的驅(qū)動(dòng)方式
單純矩陣驅(qū)動(dòng)方式是由垂直與水平方向的電極所構(gòu)成，選擇要驅(qū)動(dòng)的部份由水平方向電壓來(lái)控制，垂直方向的電極則負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)液晶分子。
在TN與STN型的液晶顯示器中，所使用單純驅(qū)動(dòng)電極的方式，都是采用X、Y軸的交*方式來(lái)驅(qū)動(dòng)，如下圖所示，因此如果顯示部份越做越大的話，那么中心部份的電極反應(yīng)時(shí)間可能就會(huì)比較久。而為了讓屏幕顯示一致，整體速度上就會(huì)變慢。講的簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就好象是CRT顯示器的屏幕更新頻率不夠快，那是使用者就會(huì)感到屏幕閃爍、跳動(dòng)；或著是當(dāng)需要快速3D動(dòng)畫顯示時(shí)，但顯示器的顯示速度卻無(wú)法跟上，顯示出來(lái)的要果可能就會(huì)有延遲的現(xiàn)象。所以，早期的液晶顯示器在尺寸上有一定的限制，而且并不適合拿來(lái)看電影、或是玩3D游戲。
主動(dòng)式矩陣的驅(qū)動(dòng)方式是讓每個(gè)畫素都對(duì)應(yīng)一個(gè)組電極，它個(gè)構(gòu)造有點(diǎn)像DRAM的回路方式，電壓以掃描的（或稱作一定時(shí)間充電）方式，來(lái)表示每個(gè)畫素的狀態(tài)。
為了改善此一情形，后來(lái)液晶顯示技術(shù)采用了主動(dòng)式矩陣（active-matrix addressing）的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)，這是目前達(dá)到高資料密度液晶顯示效果的理想裝置，且分辨率極高。方法是利用薄膜技術(shù)所做成的硅晶體管電極，利用掃描法來(lái)選擇任意一個(gè)顯示點(diǎn)（pixel）的開(kāi)與關(guān)。這其實(shí)是利用薄膜式晶體管的非線性功能來(lái)取代不易控制的液晶非線性功能。
在TFT型液晶顯器中，導(dǎo)電玻璃上畫上網(wǎng)狀的細(xì)小線路，電極則由是薄膜式晶體管所排列而成的矩陣開(kāi)關(guān)，在每個(gè)線路相交的地方則有著一弄控制匣，雖然驅(qū)動(dòng)訊號(hào)快速地在各顯示點(diǎn)掃瞄而過(guò)，但只有電極上晶體管矩陣中被選擇的顯示點(diǎn)得到足以驅(qū)動(dòng)液晶分子的電壓，使液晶分子軸轉(zhuǎn)向而成「亮」的對(duì)比，不被選擇的顯示點(diǎn)自然就是「暗」的對(duì)比，也因此避免了顯示功能對(duì)液晶電場(chǎng)效應(yīng)能力的依*。

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