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液晶显示器

LCD（液晶显示器）对于很多用户来说可能并不是一个新鲜名词，但这项技术的历史可能远远超出我们的想象——早在19世纪末，奥地利植物学家就发现 就是液晶，也就是说，物质既具有液体的流动性，又具有类似于晶体的某些排列特征。 在电场的作用下，液晶分子的排列发生变化。 从而影响其光学性质，这种现象称为电光效应。 英国科学家利用液晶的电光效应，在上世纪创造了液晶显示器，简称LCD。 线性液晶广泛应用于当今的液晶显示器中。 如果我们用显微镜观察，我们会发现它看起来像一根棉签。 与传统CRT相比，LCD不仅体积小、厚度薄（目前14.1英寸机器的厚度只能为5厘米），而且重量轻、消耗能源少（1至10微瓦/cm2） ，并且工作电压低。 （1.5～6V）且无辐射、无闪烁，可直接与CMOS集成电路配套。 由于X点数量较多，LCD于1998年开始进入桌面应用领域。

第一个可操作的 LCD 基于动态散射模式 (DSM)，由 RCA 的 团队开发。 创立了 Optel 公司，该公司开发了一系列基于该技术的 LCD。 1970年12月，液晶的旋转向列场效应被注册为。 1969年，James 在美国肯特州立大学（俄亥俄州）发现了液晶的旋转向列场效应，并于1969年在美国注册了相同的X。 1971年2月。1971年，他的公司（）根据这一特点生产了X LCD，很快取代了性能较差的DSM型LCD。

直到1985年之后，这一发现才具有商业价值。 1973年，日本神宝公司第X次使用它生产电子计算器的数字显示器。 现在，LCD是笔记本电脑和掌上电脑的主要显示设备。 它在投影仪中也扮演着非常重要的角色，并且开始逐渐渗透到桌面显示市场。

编辑本段LCD的早期发展

追求更完美的视觉享受一直是我们桌面显示设备追求的目标。 回顾近年来显示技术的发展，不难发现，这一切都围绕着同一个主题——“追求人类肉眼更好的视觉舒适度”。 ！

液晶显示器作为近年来异军突起的新产品，已经完全取代了笨重的CRT显示器，成为主流显示设备。 然而，液晶显示器的发展并不像我们想象的那么顺利。 下面，我们与新老玩家一起回顾近年来液晶显示器的艰辛而曲折的发展之路。

LCD发展早期（1986~2001）——成本过高抑制其发展

在技​​术不成熟的早期，LCD主要应用于电子表、计算器等X领域。

我们通常所说的液晶显示器，其英文全称直译为中文为液晶显示器，简称液晶显示器。

液晶是一种几乎完全透明的物质。 它的分子排列决定了光通过液晶的路径。 到了20世纪60年代，人们发现给液晶充电会改变其分子排列，从而引起光的扭曲或折射，从而产生了发明液晶显示设备的想法。

世界上第一台液晶显示装置出现于20世纪70年代初，称为TN-LCD（扭曲向列）液晶显示器。 虽然是单色显示器，但现已扩展到电子表、计算器等领域。

编辑本段液晶特点：机身轻薄，节省空间

与体积较大的CRT显示器相比，LCD显示器仅占用前者三分之一的空间。

省电且不产生高温

它是低功耗产品，完全不会产生热量（主要功耗和发热部分在背光管或LED），而CRT显示器由于成像技术不可避免地会产生高温。

低辐射，有益健康

液晶显示器的辐射比CRT显示器低很多（只是低，并不是完全没有辐射，电子产品或多或少都有辐射），这对于整天在电脑前工作的人来说是个好消息。

画面柔和不伤眼

与CRT技术不同，液晶屏不会闪烁，可以减少显示器对眼睛的伤害，使眼睛不易疲劳。

液晶显示器绿色环保。 与传统CRT相比，其能耗实在是太小了（17功率大约在200W以内）； 它们也与最近逐渐引起国人关注的噪音污染无关，因为它本身的工作特性决定了它不会产生噪音（喜欢使用电脑的用户有节奏地敲击显示器时产生的噪音）这里不予考虑）； 液晶显示器的另一个优点是它产生的热量相对较低，可以长时间使用。 使用时不会感到发烫，这是以前的显示器无法比拟的。 以前的显示器很珍贵，尤其是在夏天，家里的空调和风扇必须为它们降温。 液晶显示器的使用实际上可以冷却大气，也有助于防止大气上升。 同时，减少辐射和环境污染。 环保当然不会放过辐射指标。 虽然不能说液晶显示器完全没有辐射，但与CRT和日常家用电器这些辐射大源的辐射相比，液晶显示器的一点点辐射简直可以忽略不计。 。

当前的时代实际上仍然是模拟时代，未来的时代从目前的发展趋势来看是数字时代。 显示的智能化操作、数字化控制、数字化显示是未来显示的必要条件。 随着数字时代的到来，数字技术将全面取代模拟技术，液晶显示器也将很快完全取代目前的模拟CRT显示器。

但从另一个方面来看，液晶显示器的数字接口现在还没有普及，还远远没有在X领域得到应用。 从理论上来说，液晶显示器是一个纯数字设备，与计算机主机的连接也应该使用数字接口。 数字接口的X点是不言而喻的。 X首先可以减少模数转换过程中的信号损耗和干扰； 减少相应的转换电路和元件； 其次，不需要调整时钟频率和矢量。

然而，目前市场上大多数液晶显示器的接口都是模拟接口。 存在传输信号易受干扰、显示器内部需要增加模数转换电路、无法升级为数字接口等问题。 而且，为了避免像素闪烁的发生，时钟频率、矢量和模拟信号必须完全一致。

另外，液晶显示器的数字接口尚未形成统一标准，市场上具有数字输出的显示卡并不多见。 导致液晶显示器的关键X潜力难以充分发挥。

这个问题可能不太好理解，我们举个例子来说明一下。 使用过液晶显示器的人都知道，液晶显示器很容易出现图像拖尾现象。

响应时间是液晶显示器的一个特殊指标。 LCD显示器的响应时间是指显示器每个像素响应输入信号的速度。 如果响应时间短，则在显示运动图像时就不会出现图像拖尾现象。 这在玩游戏和观看快速移动的图像时非常重要。 足够快的响应时间可以保证画面的连续性。 目前，市场上普通液晶显示器的响应时间较之前有了较大突破，一般在40ms左右。 然而，随着技术的不断发展，LCD和CRT之间的差距正在逐渐缩小，液晶显示器的响应时间已缩短至5ms。

从外观上看，液晶显示器轻薄。 与传统球形显示器相比，其厚度和体积仅为CRT显示器的一半（例如华硕的MS系列产品厚度达到惊人的1.65cm），大大减少了占地面积。

香港和东京是全球液晶显示器普及率最高的地区。 去年，香港的液晶显示器出货量占显示器总出货量的70%。 如果我们看看液晶显示器普及率较高的地区，不难发现，这些地方大多比较繁华、拥挤，生活水平比较高，写字楼、金融大楼也不少。 在这些地方，每一寸土地都弥足珍贵。 显示器节省的空间的地价远高于液晶显示器和CRT显示器的价差。 如今，我国大陆一些大城市的繁华地段，也在往这个方向发展。

这个问题实际上是关于你对显示器的使用。 众所周知，由于液晶分子本身无法发光，因此液晶显示器需要依靠外部光源来辅助发光。 一般来说，每平方米140流明就足够了。 部分厂家的参数标准与实际标准仍有差距。 这里需要注意的是，过去一些小尺寸的液晶显示器主要用在笔记本电脑上，采用两盏灯调节，因此其亮度和对比度都不是很好。 不过，目前主流桌面版液晶显示器的亮度普遍可以达到250流明到400流明，正在逐渐接近CRT的水平。

对于大多数人来说，如果将CRT和LCD放在一起，就能很容易区分出LCD显示器和普通CRT显示器在亮度、对比度和色彩饱和度方面的差异。 不过，对于一般用途来说，这一点差距不会影响你的工作。

但对于像X的美术作品这样需要准确色彩的作品，液晶显示器并不能完全满足作品的要求。

编辑本段分类

LCD显示器是采用液晶为材料的显示器。液晶介于固态和液态之间

宽屏液晶显示器

有机化合物。 加热时变成透明液体，冷却时变成结晶状混浊固体。 在电场的作用下，液晶分子的排列发生变化，从而影响通过它们的光线的变化。 这种光线的变化可以通过偏光片的作用表现为明暗的变化。 这样，人们最终通过控制电场来控制光的明暗变化，从而达到显示图像的目的。

根据液晶分子的排列方式，常见的液晶显示器分为：窄视角TN-LCD、STN-LCD、DSTN-LCD； 广视角IPS、VA、FFS等

其中TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD的显示原理相同，但液晶分子的扭曲角度不同。

TN：扭曲向列 ( ) 液晶分子以 90 度角扭曲。

STN： （Super TN），其中的S表示Super，即液晶分子的扭转角度加大，为180度或270度，从而达到更好的显示效果（由于对比度增加） 。

DSTN：双层X扭曲向列（层STN）。 D表示层，所以它与STN有更多不同。 由于DSTN的显示面板结构比TN、STN的显示面板结构更为复杂，因此显示品质更加细腻。

广视角模式，如IPS平面转换（In-Plane）、VA垂直方向（）

1、TN型是目前市场上大多数主流液晶显示器采用的模式，广泛应用于入门级和中端面板。 目前普遍存在性能指标不突出、可视角度存在天然问题的情况。 市场上看到的TN面板都是改良版的TN+薄膜。 胶片是一种补偿膜，用于弥补TN面板可视角度的缺点。 TN面板之所以比前两种面板好，就是因为它的输出。 灰阶数 总体来说，TN面板是一种优缺点都很明显的产品。 它价格便宜，响应时间可以满足游戏的要求，这使它成为优势。 令人不满意的视角和不真实的色彩表现是明显的缺点。

2、STN型的显示原理与TN类似。 不同的是，TN扭曲向列场效应的液晶分子将入射光旋转90度，而STNX扭曲向列场效应则将入射光旋转180至270度。

3、DSTN采用双扫描方式对扭曲向列液晶屏进行扫描，达到显示目的。 DSTN是从X扭曲向列显示（STN）发展而来的。 由于DSTN采用双扫描技术，显示效果相比STN有很大的提高。

4、广视角模式多用于液晶电视。 以IPS为例。 它是日立公司于2001年推出的一项面板技术，也俗称“Super TFT”。 从技术角度来看，传统液晶显示器的液晶分子一般会在垂直和平行状态之间切换。 MVA和PVA将其改进为垂直双向倾斜切换方法。 IPS技术与上述技术最大的区别在于，无论在任何状态下，液晶分子始终与屏幕平行，但分子的旋转方向在通电/正常状态下是不同的——注意， MVA和PVA液晶分子的旋转属于空间旋转（Z轴），而IPS液晶分子的旋转属于面内旋转（XY轴）。 为了配合这种结构，IPS需要对电极进行改进，使电极位于同一侧，形成平面电场。 这样的设计带来的问题是双重的。 一方面解决了视角问题。 另一方面，由于边缘电场效应，液晶光效率（透光率）较低，因此IPS也存在响应时间慢的缺点。 1670万色、178度可视角度和16ms响应时间代表了当前IPS液晶显示器的最高水平。

从液晶面板的驱动方式来看，目前最常见的是TFT（Thin Film）型驱动器。 它通过有源开关实现对每个像素的独立控制，因此可以比以前的无源驱动器（俗称伪彩）实现更精细的显示效果。

因此，目前的液晶显示器、液晶电视和部分手机大多采用TFT驱动器。 液晶显示器多采用窄视角TN模式，液晶电视多采用广视角IPS等模式。 它们通常称为 TFT-LCD。

TFT-LCD主要由荧光灯管（或LED Light Bar）、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄型晶体管等组成。用于投射光源的背光源。 这些光源将首先穿过偏光板，然后穿过液晶。 这时，液晶分子的排列会改变通过液晶传播的光的偏振角，然后这些光必须穿过前面的彩色滤光膜和另一块偏光板。 因此，我们只需改变施加在液晶上的电压值，即可控制X后出现的光线的强度和颜色，从而在液晶面板上改变不同色调的颜色组合。

编辑本段分辨率和显示器尺寸

LCD液晶显示器在工业控制中应用非常广泛，特别是在一些机器的人机、复杂控制设备的面板、医疗设备的显示等方面，我在工业控制中常用的LCD液晶显示器的分辨率仪表有：“、6.0”、6.5”、7.3”、7.5”、10.0”、10.4”、12.3”、15”、17”、20”甚至现在的50” YIS等。颜色有黑色和白色、伪彩、512色、16位色等、24位色等

联想19英寸、1440×900分辨率显示器（6张）

一些用户容易混淆分辨率和点距。 事实上，它们是两个完全不同的概念。 分辨率通常用水平像素和垂直像素的乘积来表示。 像素越多，分辨率越高。 因此，分辨率通常用像素数来衡量。 例如640×480的分辨率就有像素数。

注：640 为水平像素数，480 为垂直像素数。

由于在图形环境中，高分辨率会使屏幕图像在一定程度上缩小，因此，在屏幕尺寸不变的情况下，其分辨率不能超过其最大合理限度，否则就失去了意义。

CRT显示器的尺寸是指显像管的对角线尺寸。 X最大可视区域是显示器可以显示图形的X最大范围。 显像管的尺寸通常以对角线长度来衡量，单位为英寸（1英寸=2.54厘米）。 常见的有15英寸、17英寸、19英寸、20英寸等，显示面积会小于显象管的尺寸。 显示面积表示为长度和高度的乘积。 通常人们也用屏幕可见部分的对角线长度来表示。 15英寸显示器的可视面积约为13.8英寸，17英寸显示器的可视面积大多在15至16英寸之间，19英寸显示器的可视面积达到18英寸左右英寸。

液晶显示器的尺寸是指液晶面板的对角线尺寸，单位为英寸（1英寸=2.54cm）。 目前主流的有15英寸、17英寸、19英寸、21.5英寸、22.1英寸、23英寸、24英寸等。

显示器尺寸

14英寸1024×768

15英寸1280×1024

17英寸1600×1280

21英寸1600×1280

24英寸1920×1080（全高清）

编辑本段液晶物理性质原理

液晶是在常温条件下既表现出液体的流动性又表现出晶体的光学各向异性的有机化合物，因此被称为“液晶”。 在电场、磁场、温度、应力等外界条件的影响下，其分子容易发生重排，导致液晶的各种光学性质发生相应的变化。 液晶的各向异性及其分子排列很容易受到外部电场和磁场的控制。 正是利用了这种液晶的物理基础，即液晶的“电光效应”，实现了通过电信号对光的调制，从而制成了液晶显示器件。 在不同电流和电场的作用下，液晶分子会规则地旋转90度并排列，导致透光率存在差异，因此在电源ON/OFF时产生明暗差异。 根据这个原理控制每个像素，就可以形成所需的图像。

液晶的物理特性是：通电时具有导电性，排列变得有序，易于光线通过； 未通电时，排列混乱，阻碍光线通过。 让液晶像闸门一样阻挡或允许光线透过。 从技术上简单来说，液晶面板是由两片相当精致的无钠玻璃材料，称为无钠玻璃材料，中间夹有一层液晶。 当光束穿过这层液晶时，液晶本身会排列成行或扭曲成不规则形状，从而阻挡或允许光束顺利通过。 大多数液晶是有机化合物，由长棒状分子组成。 在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。 将液晶倒入经过精细加工的凹槽表面，液晶分子将沿着凹槽排列，因此如果这些凹槽完全平行，那么分子也将完全平行。

单色液晶显示原理

LCD技术是将液晶注入两个刻有细槽的平面之间。 这两个平面中的槽相互垂直（相交 90 度）。 换句话说，如果一个平面上的分子按南北方向排列，则另一平面上的分子按东西方向排列，两个平面之间的分子被迫进入 90 度扭曲状态。 由于光线沿着分子排列的方向传播，所以光线在穿过液晶时也会扭曲90度。 当对液晶施加电压时，液晶分子会旋转并改变透光率，从而实现多灰度显示。

LCD 依赖于偏振滤光片（薄膜）和光本身。 自然光向各个方向随机扩散。 偏振滤光片实际上是一系列越来越细的平行线。 这些线形成一个网，阻挡所有不平行于这些线的光线。 偏光滤光片的线正好垂直于X轴，因此可以完全阻挡偏振光。 只有当两个滤光片的线完全平行，或者光线本身已经扭曲以匹配两个偏振滤光片时，光线才能穿透。

LCD由两个相互垂直的偏振滤光片组成，因此在正常情况下它应该阻挡所有试图穿透的光线。 然而，由于两个滤光片之间的空间充满了扭曲液晶，因此光线通过第一个滤光片后，会被液晶分子扭曲90度，然后再通过第二个滤光片。

从液晶显示屏的结构来看，无论是笔记本电脑还是台式机系统，所使用的液晶显示屏都是由不同部分组成的分层结构。 LCD是由两块厚度规格为0.7mm、0.63mm、0.5mm的玻璃板组成（也可以通过物理或化学减薄的方式做得更薄），其间是一块3~5μm的含有液晶（LC）的均匀玻璃板。 ） 材料。 间隔开。 由于液晶材料本身不发光，因此需要为显示屏配置额外的光源。 液晶屏背面有导光板（或匀光板）和反射膜。 导光板的主要作用是转换线光源或点光源。 它是垂直于显示平面的面光源。 背光源发出的光经过偏光滤光层的X层后进入液晶层。 液晶层中的晶滴包含在一个小的单元结构中，一个或多个单元构成了屏幕上的一个像素。 玻璃板和液晶材料之间是透明电极。 电极分为行和列。 在行和列的交叉处，通过改变电压来改变液晶的光学状态。 液晶材料的作用类似于小灯。 阀门。 液晶材料周围是控制电路部分和驱动电路部分。 当LCD中的电极产生电场时，液晶分子会扭曲，从而有规律地折射穿过它们的光线，然后经过X层滤光层过滤并显示在屏幕上。

彩色液晶显示器的工作原理

对于需要在笔记本电脑或台式机液晶显示器中使用的更复杂的彩色显示器，还有专门处理彩色显示器的滤色器层。 通常，在彩色液晶面板中，每个像素由三个液晶单元组成，每个液晶单元前面都有一个红色、绿色或蓝色滤光片。 这样，穿过不同单元的光线就可以在屏幕上显示不同的颜色。

LCD克服了CRT笨重、耗电、闪烁等缺点，但也带来了成本高、可视角度差、色彩显示不理想等问题。 CRT显示器可以从一系列分辨率中进行选择，并且可以根据屏幕要求进行调整，但LCD屏幕只包含固定数量的液晶单元，并且在全屏中只能使用一种分辨率显示（每个单元是一个像素）。

液晶显示电路图

CRT通常有三个电子枪，发射的电子流必须集中，否则就不能得到清晰的图像显示。 但LCD不存在聚焦问题，因为每个液晶单元都是单X开关。 这就是为什么同一张图片在液晶屏上看起来那么清晰。 LCD不必担心刷新率和闪烁。 液晶单元要么打开，要么关闭，因此在40至60Hz的低刷新频率下显示的图像不会比在75Hz下显示的图像闪烁更多。 然而，LCD屏幕的液晶单元容易出现缺陷。 对于1024×768的屏幕，每个像素由三个单元组成，分别负责红、绿、蓝的显示，因此总共需要约240万个单元（1024×768×3=）。 保持所有这些单元完好无损是很困难的。 X 可能有部分短路（出现“亮点”）或开路（出现“黑点”）。 因此，价格不是那么高的显示器产品是不会出现缺陷的。

LCD 显示器包含 CRT 技术中未使用的某些内容。 为屏幕提供光线的是盘绕在屏幕后面的荧光管。 有时，您会发现在屏幕的某个部分上出现异常明亮的线条。 特定的光或深色图像会影响相邻的显示区域，也可能出现难看的条纹。 此外，某些非常精致的图案（例如抖动的图像）可能会在LCD屏幕上引起难看的波纹或干扰线。

如今，笔记本或桌面系统中使用的几乎所有LCD都使用薄膜晶体管（TFTS）激活液晶层中的细胞。 TFT LCD技术能够显示更清晰，更明亮的图像。 早期LCD是低速，效率低下和对比度低的非活动发光设备。 尽管他们可以显示清晰的文本，但在快速显示图像时，它们经常会产生阴影，从而影响视频显示效果。 因此，它们现在仅用于在手持计算机，Pager或手机上需要黑白显示的应用程序。

随着技术的变化，LCD技术也在不断发展和进步。 目前，主要的LCD展示制造商增加了其对LCD的研发费用，努力突破LCD的技术瓶颈，进一步加速了LCD展示的工业化过程，降低了生产成本并实现了用户可接受的价格水平。

LED显示器也是液晶显示器的一种类型。 LED液晶技术是一种高质量的液晶溶液，它使用LED代替传统的液晶背光模块。 高亮度，可以在寿命范围内实现稳定的亮度和颜色性能。 更宽的颜色域（超过NTSC和EBU颜色域），以实现更加生动的色彩。 与CCFL不同，它很容易实现LED功率控制，在CCFL那里有X低亮度的阈值。 因此，无论是在室外明亮还是完全黑暗的室内，用户都可以轻松地将显示器的亮度调整为最令人愉悦的状态。 在使用CCLF冷阴极荧光灯作为背光源的LCD中，必不可少的主要要素之一是汞，这也是熟悉的汞，并且无疑对人体有害。 因此，许多LCD面板制造商已经在无汞面板的生产上投入了大量精力。 例如，台湾XIT制造商华硕采用的无汞LED背光技术已通过ROHS认证，使MS系列产品比传统的CCFL显示器高40％。 ％或以上，无汞工艺不仅使其无毒和健康，而且比其他产品更环保和节能。

由于使用固态发光设备，LED背光没有精致的组件，并且非常适合环境。 因此，LED可以在较宽的温度范围内使用，电压低，并且具有抗冲击力。 此外，LED光源不会产生任何射线，具有低电磁辐射并且不含汞，使其成为绿色且环保的光源。

总结LED LCD电视的优势：LED LCD电视有可能节省动力，保持环保和更现实的色彩。

LCD显示器中的应用和新技术

（1）使用TFT类型元素进行驾驶

为了创建更好的图像结构，新技术使用有机TFT元素进行驾驶。 众所周知，除液晶外，极其复杂的LCD屏幕的最重要组成部分还与LCD显示器的亮度直接相关的背光屏幕以及负责产生颜色的颜色过滤器。 将元素添加到每个LCD像素中以进行点对点控件，从而使显示屏与整个CRT显示器截然不同。 此控制模式将比以前的控制方法具有更高的显示精度。 更多，因此图像质量很差，在CRT显示屏上，颜色出血和抖动非常严重。 但是，当在LCD显示屏上使用新技术观看时，图片质量令人愉悦。

（2）使用颜色过滤器制造技术创建彩色图片

在制作颜色过滤器主体之前，构成其主体的材料被染色，然后填充膜。 此过程需要非常高的制造标准。 但是，与其他普通的LCD显示器相比，使用此类显示的LCD在分辨率，颜色特性和使用寿命方面具有非常不同的性能。 这使LCD能够在高分辨率环境中创建彩色图像。

（3）低反射液晶显示技术

众所周知，外部光对LCD屏幕产生了很大的影响。 当外部光相对较强时，某些LCD显示器会由于表面上的玻璃板反射而干扰其正常显示。 因此，当在一些明亮的公共场所在户外使用时，其性能和可见性将大大降低。 目前，即使许多LCD显示器的分辨率很高，它们的反射技术尚未得到正确处理，因此对于实际应用而言是不切实际的。 依靠某些纯数据实际上是指导用户行为的一种有偏见的方法。 新的LCD监视器中使用的“低反射LCD屏幕”技术是在Gloss的四个方面（LCD屏幕本身的透射率）上应用抗反射涂料技术（AR涂层），这是分辨率的分辨率LCD屏幕和预防反射都得到了改善。