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；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。就技術(shù)面而言，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過這層液晶時(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。
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)帶來了造價(jià)過高、視角不廣以及彩色顯示不理想等問題。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不存在聚焦問題，因?yàn)槊總�(gè)液晶單元都是單獨(dú)開關(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，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的屏幕來說，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240萬個(gè)單元(1024x768x3=2359296)。很難保證所有這些單元都完好無損。 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顯示屏包含了在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"的問題。LCD之所以存在視角問題，是由于它采用的是光線透射機(jī)制，會(huì)對(duì)穿過屏幕的光線進(jìn)行調(diào)節(jié)。而CRT是一種光線發(fā)射系統(tǒng)。對(duì)CRT來說，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)成包括了，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)過一個(gè)偏光板然后再經(jīng)過液晶，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還必須經(jīng)過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法跟上，顯示出來的要果可能就會(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，來表示每個(gè)畫素的狀態(tài)。
為了改善此一情形，后來液晶顯示技術(shù)采用了主動(dòng)式矩陣（active-matrix addressing）的方式來驅(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，利用掃描法來選擇任意一個(gè)顯示點(diǎn)（pixel）的開與關(guān)。這其實(shí)是利用薄膜式晶體管的非線性功能來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，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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