LCD液晶顯示器是一種采用液晶為材料的顯示器。液晶是介于固態(tài)和液態(tài)間的

寬屏液晶顯示器有機化合物。將其加熱會變成透明液態(tài)，冷卻后會變成結晶的混濁固態(tài)。在電場作用下，液晶分子會發(fā)生排列上的變化，從而影響通過其的光線變化，這種光線的變化通過偏光片的作用可以表現(xiàn)為明暗的變化。就這樣，人們通過對電場的控制最終控制了光線的明暗變化，從而達到顯示圖像的目的。

根據液晶分子的排布方式，常見的液晶顯示器分為：窄視角的TN-LCD，STN-LCD，DSTN-LCD;寬視角的IPS,VA,FFS等。

其中TN-LCD，STN-LCD和DSTN-LCD三種顯示原理相同，只是液晶分子的扭曲角度不同而已。

TN： 扭曲向列型(Twisted Nematic)液晶分子扭曲角度為90度。

STN：超扭曲向列型(Super TN)其S即為Super之意，也就是液晶分子的扭轉角度加大，呈180度或270度，如此而達到更優(yōu)越的顯示效果(因對比度加大)。

DSTN：雙層超扭曲向列型(Double layer STN)。其D為double layer雙層之意，因此又比STN更優(yōu)異些。由于DSTN的顯示面板結構已較TN與STN復雜，顯示畫質較之更為細膩。

寬視角模式，如IPS平面轉換(In-Plane Switching)，VA 垂直取向(Vertical Alignment)

1. TN型是目前市場上最主流的液晶顯示器采用的模式，廣泛應用于入門級和中端的面板。常見的在性能指標上并不出彩可視角度有天然痼疾。市場上看到的TN面板都是改良型的TN+film，film即補償膜，用于彌補TN面板可視角度的不足，要說TN面板勝過前面兩種面板的地方，就是由于他的輸出灰階級數較多，液晶分子偏轉速度快，致使它的響應時間容易提高，市場上8ms以下液晶產品均采用的是TN面板?？偟膩碚fTN面板是優(yōu)勢和劣勢都很明顯的產品，價格便宜，響應時間能滿足游戲要求使它的優(yōu)勢所在，可視角度不理想和色彩表現(xiàn)不真實又是明顯的劣勢。

2. STN型的顯示原理與TN相類似。不同的是，TN扭轉式向列場效應的液晶分子是將入射光旋轉90度，而STN超扭轉式向列場效應是將入射光旋轉180～270度。

3.DSTN是通過雙掃描方式來掃描扭曲向列型液晶顯示屏，從而達到完成顯示目的。DSTN是由超扭曲向列型顯示器(STN)發(fā)展而來的。由于DSTN采用雙掃描技術，因此顯示效果相對STN來說，有大幅度提高。

4.寬視角模式多用于液晶電視。以IPS為例，它是日立于2001推出的面板技術，它也被俗稱為 “Super TFT”。從技術角度看，傳統(tǒng)LCD顯示器的液晶分子一般都在垂直-平行狀態(tài)間切換，MVA和PVA將之改良為垂直-雙向傾斜的切換方式，而IPS 技術與上述技術最大的差異就在于，不管在何種狀態(tài)下液晶分子始終都與屏幕平行，只是在加電/常規(guī)狀態(tài)下分子的旋轉方向有所不同——注意，MVA、PVA液晶分子的旋轉屬于空間旋轉(Z軸)，而IPS液晶分子的旋轉則屬于平面內的旋轉(X-Y軸)。為了配合這種結構，IPS要求對電極進行改良，電極做到了同側，形成平面電場。這樣的設計帶來的問題是雙重的，一方面可視角度問 題得到了解決，另一方面由于邊際電場效應導致液晶光效低(光線透過率)，所以IPS也有響應時間較慢的缺點。16.7M色、178度可視角度和16ms響應時間代表現(xiàn)在IPS液晶顯示器的最高水平。

從液晶面板的驅動方式來分，目前最常見的是TFT(Thin Film Transistor)型驅動。它通過有源開關的方式來實現(xiàn)對各個像素的獨立精確控制，因此相比之前的無源驅動(俗稱偽彩)可以實現(xiàn)更精細的顯示效果。

因此，大多數的液晶顯示器、液晶電視及部分手機均采用TFT驅動。液晶顯示器多用窄視角的TN模式，液晶電視多用寬視角的IPS等模式。它們通稱為TFT-LCD。

TFT-LCD的構成主要由螢光管(或者LED Light Bar)、導光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶體管等等構成。首先，液晶顯示器必須先利用背光源投射出光源，這些光源會先經過一個偏光板然后再經過液晶。這時液晶分子的排列方式就會改變穿透液晶中傳播的光線的偏振角度，然后這些光線還必須經過前方的彩色的濾光膜與另一塊偏光板。因此我們只要改變加在液晶上的電壓值就可以控制最后出現(xiàn)的光線強度與色彩，這樣就能在液晶面板上變化出有不同色調的顏色組合了。

分辨率

LCD液晶顯示器廣泛應用于工業(yè)控制中，尤其是一些機器的人機，復雜控制設備的面板，醫(yī)療器械的顯示等等。我常用于工業(yè)控制及儀器儀表中的的LCD液晶顯示器的分辨率為：320x240，640x480，800x600，1024x768及以上的分辨率的屏，常用的大小有3.9"，4.0"，5.0"，5.5"，5.6"，5.7"，6.0"，6.5"，7.3"，7.5"，10.0"，10.4"，12.3"15"17"20"甚至現(xiàn)在的50"YIS等。顏色有黑白，偽彩，512色，16位色，24位色等。

聯(lián)想L1940p 19英寸,1440×900分辨率顯示器一些用戶往往把分辨率和點距混為一談，其實，這是兩個截然不同的概念。分辨率通常用水平象素點與垂直像素點的乘積來表示，象素數越多，其分辨率就越高。因此，分辨率通常是以象素數來計量的，如：640×480的分辨率，其象素數為307200。

注：640為水平象素數，480為垂直象素數。

由于在圖形環(huán)境中，高分辨率能有效地收縮屏幕圖像，因此，在屏幕尺寸不變的情況下，其分辨率不能越過它的最大合理限度，否則，就失去了意義。

CRT顯示器的尺寸指顯像管的對角線尺寸。最大可視面積就是顯示器可以顯示圖形的最大范圍。顯像管的大小通常以對角線的長度來衡量，以英寸單位(1英寸=2.54cm)，常見的有15英寸、17英寸、19英寸、20英寸等。顯示面積都會小于顯示管的大小。顯示面積用長與高的乘積來表示，通常人們也用屏幕可見部分的對角線長度來表示。15英寸顯示器的可視范圍在13.8英寸左右，17英寸顯示器的可視區(qū)域大多在15~16英寸之間，19英寸顯示器可視區(qū)域達到18寸英寸左右。

LCD顯示器的尺寸是指液晶面板的對角線尺寸，以英寸單位(1英寸=2.54cm)，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。

顯示器大小 最大分辨率

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)

原理

物理特性

液晶是這樣一種有機化合物, 在常溫條件下，呈現(xiàn)出既有液體的流動性，又有晶體的光學各向異性，因而稱為“液晶”.在電場、磁場、溫度、應力等外部條件的影響下，其分子容易發(fā)生再排列，使液晶的各種光學性質隨之發(fā)生變化，液晶這種各向異性及其分子排列易受外加電場、磁場的控制.正是利用這一液晶的物理基礎,即液晶的“電-光效應”,實現(xiàn)光被電信號調制，從而制成液晶顯示器件.在不同電流電場作用下，液晶分子會做規(guī)則旋轉90度排列，產生透光度的差別，如此在電源ON/OFF下產生明暗的區(qū)別，依此原理控制每個像素，便可構成所需圖像.

液晶的物理特性是：當通電時導通，排列變的有秩序，使光線容易通過;不通電時排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術上簡單地說，液晶面板包含了兩片相當精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當光束通過這層液晶時，液晶本身會排排站立或扭轉呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數液晶都屬于有機復合物，由長棒狀的分子構成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入一個經精良加工的開槽平面，液晶分子會順著槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。

單色原理

LCD技術是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子東西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種90度扭轉的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經過液晶時也被扭轉90度。當液晶上加一個電壓時，液晶分子便會轉動，改變光透過率,從而實現(xiàn)多灰階顯示。

LCD是依賴極化濾光器(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機發(fā)散的。極化濾光器實際是一系列越來越細的平行線。這些線形成一張網，阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第一個垂直，所以能完全阻斷那些已經極化的光線。只有兩個濾光器的線完全平行，或者光線本身已扭轉到與第二個極化濾光器相匹配，光線才得以穿透。

LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構成，所以在正常情況下應該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光器后，會被液晶分子扭轉90度，最后從第二個濾光器中穿出。

從液晶顯示器的結構來看，無論是筆記本電腦還是桌面系統(tǒng)，采用的LCD顯示屏都是由不同部分組成的分層結構。LCD由兩塊玻璃板構成，厚度規(guī)格有0.7mm,0.63mm,0.5mm(也可以通過物理或者化學減薄的方式做到更薄),其間由包含有液晶(LC)材料的3~5μm均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以需要給顯示屏配置額外的光源，在液晶顯示屏背面有一塊導光板(或稱勻光板)和反光膜，導光板的主要作用是將線光源或者點光源轉化為垂直于顯示平面的面光源。背光源發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細小的單元格結構中，一個或多個單元格構成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅動電路部分。當LCD中的電極產生電場時，液晶分子就會產生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的折射，然后經過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。

彩色原理

對于筆記本電腦或者桌面型的LCD顯示器需要采用的更加復雜的彩色顯示器而言，還要具備專門處理彩色顯示的色彩過濾層。通常，在彩色LCD面板中，每一個像素都是由三個液晶單元格構成，其中每一個單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍色的過濾器。這樣，通過不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。

LCD克服了CRT體積龐大、耗電和閃爍的缺點，但也同時帶來了造價過高、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整，但LCD屏只含有固定數量的液晶單元，只能在全屏幕使用一種分辨率顯示(每個單元就是一個像素)。

液晶顯示器電路圖CRT通常有三個電子槍，射出的電子束必須精確聚焦，否則就得不到清晰的圖像顯示。但LCD不存在聚焦問題，因為每個液晶單元都是單獨開關的。這正是同樣一幅圖在LCD屏幕上為什么如此清晰的原因。LCD也不必關心刷新頻率和閃爍，液晶單元要么開，要么關，所以在40～60Hz這樣的低刷新頻率下顯示的圖像不會比75Hz下顯示的圖像更閃爍。不過，LCD屏的液晶單元會很容易出現(xiàn)瑕疵。對1024×768的屏幕來說，每個像素都由三個單元構成，分別負責紅、綠和藍色的顯示一所以總共約需240萬個單元(1024×768×3=2359296)。很難保證所有這些單元都完好無損。最有可能的是，其中一部分已經短路(出現(xiàn)“亮點”)，或者斷路(出現(xiàn)“黑點”)。所以說，并不是如此高昂的顯示產品并不會出現(xiàn)瑕疵。

LCD顯示屏包含了在CRT技術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。有些時候，會發(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對相鄰的顯示區(qū)域造成影響。此外，一些相當精密的圖案(比如經抖動處理的圖像)可能在液晶顯示屏上出現(xiàn)難看的波紋或者干擾紋。

幾乎所有的應用于筆記本或桌面系統(tǒng)的LCD都使用薄膜晶體管(TFT)激活液晶層中的單元格。TFT LCD技術能夠顯示更加清晰，明亮的圖像。早期的LCD由于是非主動發(fā)光器件，速度低，效率差，對比度小，雖然能夠顯示清晰的文字，但是在快速顯示圖像時往往會產生陰影，影響視頻的顯示效果，因此，如今只被應用于需要黑白顯示的掌上電腦，呼機或手機中。

隨著技術的日新月異，LCD技術也在不斷發(fā)展進步。各大LCD顯示器生產商紛紛加大對LCD的研發(fā)費用，力求突破LCD的技術瓶頸，進一步加快LCD顯示器的產業(yè)化進程、降低生產成本，實現(xiàn)用戶可以接受的價格水平。

而LED顯示器也屬于液晶顯示器的一種，LED液晶技術是一種高級的液晶解決方案，它用LED代替了傳統(tǒng)的液晶背光模組。高亮度，而且可以在壽命范圍內實現(xiàn)穩(wěn)定的亮度和色彩表現(xiàn)。更寬廣的色域(超過NTSC和EBU色域)，實現(xiàn)更艷麗的色彩。實現(xiàn)LED功率控制很容易，不像CCFL的最低亮度存在一個門檻。因此，無論在明亮的戶外還是全黑的室內，用戶都很容易把顯示設備的亮度調整到最悅目的狀態(tài)。在以CCLF冷陰極熒光燈作為背光源的LCD中，其中不能缺少的一個主要元素就是汞，這也就是大家所熟悉的水銀，而這種元素無疑是對人體有害的。因此，眾多液晶面板生產廠商都在無汞面板生產上投入了很多的精力，如臺灣著名IT廠商華碩采用的不含汞LED背光技術便通過了ROHS認證，使MS系列產品的比傳統(tǒng)CCFL顯示器節(jié)能40%以上，無汞工藝不但使它無毒健康而且比其他產品更加環(huán)保、節(jié)能。

因為采用了固態(tài)發(fā)光器件，LED背光源沒有嬌氣的部件，對環(huán)境的適應能力非常強，所以LED的使用溫度范圍廣、低電壓、耐沖擊。而且LED光源沒有任何射線產生，低電磁輻射、無汞可謂是綠色環(huán)保光源。

總結下來LED液晶的優(yōu)點：LED液晶電視有省電、環(huán)保、色彩更真實的優(yōu)勢。

新技術

(1)采用TFT型Active素子進行驅動

為了創(chuàng)造更優(yōu)質畫面構造，新技術采用了用獨有TFT型Active素子進行驅動。大家都知道，異常復雜的液晶顯示屏幕中最重要的組成部分除了液晶之外，就要算直接關系到液晶顯示亮度的背光屏以及負責產生顏色的色濾光鏡。在每一個液晶像素上加裝上了Active素子來進行點對點控制，使得顯示屏幕與全統(tǒng)的CRT顯示屏相比有天壤之別，這種控制模式在顯示的精度上，會比以往的控制方式高得多，所以就在CRT顯示屏會上出現(xiàn)圖像的品質不良，色滲以及抖動非常厲害的現(xiàn)象，但在加入了新技術的LCD顯示屏上觀看時其畫面品質卻是相當賞心悅目的。

(2)利用色濾光鏡制作工藝創(chuàng)造色彩斑斕的畫面

在色濾光鏡本體還沒被制作成型以前，就先把構成其主體的材料加以染色，之后再加以灌膜制造。這種工藝要求有非常高的制造水準。但與同其他普通的LCD顯示屏相比，用這種類型的制造出來的LCD，無論在解析度，色彩特性還是使用的壽命來說，都有著非常優(yōu)異的表現(xiàn)。從而使LCD能在高分辨率環(huán)境下創(chuàng)造色彩斑斕的畫面。

(3)低反射液晶顯示技術

眾所周知，外界光線對液晶顯示屏幕具有非常大的干擾，一些LCD顯示屏，在外界光線比較強的時候，因為它表面的玻璃板產生反射，而干擾到它的正常顯示。因此在室外一些明亮的公共場所使用時其性能和可觀性會大大降低。很多LCD顯示器即使分辨率再高，其反射技術沒處理好，由此對實際工作中的應用都是不實用的。單憑一些純粹的數據，其實是一種有偏差的去引導用戶的行為。而新款的LCD顯示器就采用的“低反射液晶顯示屏幕”技術就是在液晶顯示屏的最外層施以反射防止涂裝技術(AR coat)，有了這一層涂料，液晶顯示屏幕所發(fā)出的光澤感、液晶顯示屏幕本身的透光率、液晶顯示屏幕的分辨率、防止反射等這四個方面都但到了更好的改善。

(4)先進的“連續(xù)料界結晶矽”液晶顯示方式

在一些LCD產品中，在觀看動態(tài)影片的時候會出現(xiàn)畫面的延遲現(xiàn)象，這是由于整個液晶顯示屏幕的像素反應速度顯得不足所造成的。為了提高像素反應速度，新技術的LCD采用目前最先進的Si TFT液晶顯示方式，具有比舊式LCD屏快600倍的像素反應速度，效果真是不可同日而語。先進的“連續(xù)料界結晶矽”技術是利用特殊的制造方式，把原有的非結晶型透明矽電極，在以平常速率600倍的速度下進行移動，從而大大加快了液晶屏幕的像素反應速度，減少畫面出現(xiàn)的延緩現(xiàn)象。

低溫多晶硅技術、反射式液晶材料的研究已經進入應用階段，也會使LCD的發(fā)展進入一個嶄新的時代。而在液晶顯示器不斷發(fā)展的同時，其它平面顯示器也在進步中，等離子體顯示器(PDP)、場致發(fā)光陣列顯示器(FED)和發(fā)光聚合體顯示器(LEP)的技術將在未來掀起平板顯示器的新浪潮。其中，最值得關注和看好的就是場致顯示器，它具有許多比液晶顯示器更出色的性能……不過可以斷定，LCD顯示技術進入新紀元，作為另一支顯示產品的生力軍，它們將可能取代CRT顯示器。