彩色液晶电视的成像原理?
有一条名叫黑子的警犬,在一次做任务时被训导员和战士们欺骗,以后再也不相信任何人了
评论:
都说狗通人性,通过此文对黑子的描写,便看得更加清楚了。是啊,狗也是有尊严的!何况人乎?当你伤了他(它)的自尊时,尽管事后你一再的道歉也没用了,伤痕和烙印已经留下了.......
此文告诉人们一个浅显的道理:要想得到别人的尊重,首先得尊重别人。对狗也是如此
(一)液晶的物理特性
液晶的物理特性是:当通电时导通,排列变的有秩序,使光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说,液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材,称为Substrates,中间夹著一层液晶。当光束通过这层液晶时,液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状,因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面,液晶分子会顺着槽排列,所以假如那些槽非常平行,则各分子也是完全平行的。
(二)单色液晶显示器的原理
LCD技术是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是说,若一个平面上的分子南北向排列,则另一平面上的分子东西向排列,而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播,所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时,分子便会重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转。
LCD是依赖极化滤光器(片)和光线本身。自然光线是朝四面八方随机发散的。极化滤光器实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网,阻断不与这些线平行的所有光线。极化滤光器的线正好与第一个垂直,所以能完全阻断那些已经极化的光线。只有两个滤光器的线完全平行,或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光器相匹配,光线才得以穿透。
LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光器构成,所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是,由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶,所以在光线穿出第一个滤光器后,会被液晶分子扭转90度,最后从第二个滤光器中穿出。另一方面,若为液晶加一个电压,分子又会重新排列并完全平行,使光线不再扭转,所以正好被第二个滤光器挡住。总之,加电将光线阻断,不加电则使光线射出。
然而,可以改变LCD中的液晶排列,使光线在加电时射出,而不加电时被阻断。但由于计算机屏幕几乎总是亮着的,所以只有“加电将光线阻断”的方案才能达到最省电的目的。
从液晶显示器的结构来看,无论是笔记本电脑还是桌面系统,采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成,厚约1mm,其间由包含有液晶(LC)材料的5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光,所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管,而在液晶显示屏背面有一块背光板(或称匀光板)和反光膜,背光板是由荧光物质组成的可以发射光线,其作用主要是提供均匀的背景光源。背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极,电极分为行和列,在行与列的交叉点上,通过改变电压而改变液晶的旋光状态,液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边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,液晶分子就会产生扭曲,从而将穿越其中的光线进行有规则的折射,然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。
(三)彩色LCD显示器的工作原理
对于笔记本电脑或者桌面型的LCD显示器需要采用的更加复杂的彩色显示器而言,还要具备专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常,在彩色LCD面板中,每一个像素都是由三个液晶单元格构成,其中每一个单元格前面都分别有红色,绿色,或蓝色的过滤器。这样,通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。
LCD克服了CRT体积庞大、耗电和闪烁的缺点,但也同时带来了造价过高、视角不广以及彩色显示不理想等问题。CRT显示可选择一系列分辨率,而且能按屏幕要求加以调整,但LCD屏只含有固定数量的液晶单元,只能在全屏幕使用一种分辨率显示(每个单元就是一个像素)。
CRT通常有三个电子枪,射出的电子流必须精确聚集,否则就得不到清晰的图像显示。但LCD不存在聚焦问题,因为每个液晶单元都是单独开关的。这正是同样一幅图在LCD屏幕上为什么如此清晰的原因。LCD也不必关心刷新频率和闪烁,液晶单元要么开,要么关,所以在40~60Hz这样的低刷新频率下显示的图像不会比75Hz下显示的图像更闪烁。不过,LCD屏的液晶单元会很容易出现暇疵。对1024×768的屏幕来说,每个像素都由三个单元构成,分别负责红、绿和蓝色的显示一所以总共约需240万个单元(1024×768×3=2359296)。很难保证所有这些单元都完好无损。最有可能的是,其中一部分己经短路(出现“亮点”),或者断路(出现“黑点”)。所以说,并不是如此高昂的显示产品并不会出现瑕疵。
LCD显示屏包含了在CRT技术中未曾用到的一些东西。为屏幕提供光源的是盘绕在其背后的荧光管。有些时候,会发现屏幕的某一部分出现异常亮的线条。也可能出现一些不雅的条纹,一幅特殊的浅色或深色图像会对相邻的显示区域造成影响。此外,一些相当精密的图案(比如经抖动处理的图像)可能在液晶显示屏上出现难看的波纹或者干扰纹。
现在,几乎所有的应用于笔记本或桌面系统的LCD都使用薄膜晶体管(TFT)激活液晶层中的单元格。TFT LCD技术能够显示更加清晰,明亮的图象。早期的LCD由于是非主动发光器件,速度低,效率差,对比度小,虽然能够显示清晰的文字,但是在快速显示图象时往往会产生阴影,影响视频的显示效果,因此,如今只被应用于需要黑白显示的掌上电脑,呼机或手机中。
随着技术的日新月异,LCD技术也在不断发展进步。目前各大LCD显示器生产商纷纷加大对LCD的研发费用,力求突破LCD的技术瓶颈,进一步加快LCD显示器的产业化进程、降低生产成本,实现用户可以接受的价格水平。
(四)应用与液晶显示器的新技术
(1)采用TFT型Active素子进行驱动
为了创造更优质画面构造,新技术采用了用独有TFT型Active素子进行驱动。大家都知道,异常复杂的液晶显示屏幕中最重要的组成部分除了液晶之外,就要算直接关系到液晶显示亮度的背光屏以及负责产生颜色的色滤光镜。在每一个液晶像素上加装上了Active素子来进行点对点控制,使得显示屏幕与全统的CRT显示屏相比有天壤之别,这种控制模式在显示的精度上,会比以往的控制方式高得多,所以就在CRT显示屏会上出现图像的品质不良,色渗以及抖动非常厉害的现象,但在加入了新技术的LCD显示屏上观看时其画面品质却是相当赏心悦目的。
(2)利用色滤光镜制作工艺创造色彩斑澜的画面
在色滤光镜本体还没被制作成型以前,就先把构成其主体的材料加以染色,之后再加以灌膜制造。这种工艺要求有非常高的制造水准。但与同其他普通的LCD显示屏相比,用这种类型的制造出来的LCD,无论在解析度,色彩特性还是使用的寿命来说,都有着非常优异的表现。从而使LCD能在高分辨率环境下创造色彩斑澜的画面。
(3)低反射液晶显示技术
众所周知,外界光线对液晶显示屏幕具有非常大的干扰,一些LCD显示屏,在外界光线比较强的时候,因为它表面的玻璃板产生反射,而干扰到它的正常显示。因此在室外一些明亮的公共场所使用时其性能和可观性会大大降低。目前很多LCD显示器即使分辨率再高,其反射技术没处理好,由此对实际工作中的应用都是不实用的。单凭一些纯粹的数据,其实是一种有偏差的去引导用户的行为。而新款的LCD显示器就采用的“低反射液晶显示屏幕”技术就是在液晶显示屏的最外层施以反射防止涂装技术(AR coat),有了这一层涂料,液晶显示屏幕所发出的光泽感、液晶显示屏幕本身的透光率、液晶显示屏幕的分辨率、防止反射等这四个方面都但到了更好的改善。
(4)先进的“连续料界结晶矽”液晶显示方式
在一些LCD产品中,在观看动态影片的时候会出现画面的延迟现象,这是由于整个液晶显示屏幕的像素反应速度显得不足所造成的。为了提高像素反应速度,新技术的LCD采用目前最先进的Si TFT液晶显示方式,具有比旧式LCD屏快600倍的像素反应速度,效果真是不可同日而语。先进的“连续料界结晶矽”技术是利用特殊的制造方式,把原有的非结晶型透明矽电极,在以平常速率600倍的速度下进行移动,从而大大加快了液晶屏幕的像素反应速度,减少画面出现的延缓现象。
现在,低温多晶硅技术、反射式液晶材料的研究已经进入应用阶段,也会使LCD的发展进入一个崭新的时代。而在液晶显示器不断发展的同时,其它平面显示器也在进步中,等离子体显示器(PDP)、场致发光阵列显示器(FED)和发光聚合体显示器(LEP)的技术将在未来掀起平板显示器的新浪潮。其中,最值得关注和看好的就是场致显示器,它具有许多比液晶显示器更出色的性能……不过可以断定,LCD显示技术进入新纪元,作为另一支显示产品的生力军,它们将可能取代CRT显示器。
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http://www.yesky.com/Hardware/72624955006648320/20010625/186935.shtml
看看
在液晶显示面板中,主要的物质就是液晶。液晶电视屏幕的构造是2块特殊的玻璃夹住液晶体,通过8比特驱动电路和高效背灯系统来调节成像。简单说,液晶电视的成像原理,首先依靠后方一组日光灯管发光,然后经由一组菱镜片与背光模块,将光源均匀地传送到前方,依照所接收的影像讯号,液晶画素玻璃层内的液晶分子会作相对应的排列,决定哪些光线是需偏折或阻隔的。
组成屏幕的液状晶体有三种:红、绿、蓝,它们按照一定的顺序排列,这三种颜色被称为“三基色”,通过电压来刺激这些液状晶体,就可以呈现出千变万化的颜色。由于液晶电视采用点成像,因此屏幕里面构成的点越多,成像效果越精细,纵横的点数就构成了液晶电视的分辨率,分辨率越高,效果越好。
而目前市场上所有的液晶面板技术共4种,分别是CPA、P-MVA、S-PVA和S-IPS。这4种技术又分两大阵营,CPA、P-MVA、S-PVA同属于VA阵营,为垂直配向技术,特性是在常态下分子长轴垂直于面板方向平行排列。而S-IPS属于独特的技术。
技术阵营 屏幕技术 屏幕生产者
VA
CPA 夏普
P-MVA 奇美、友达
S-PVA 三星
IPS S-IPS LPL(LG和PHILIPS合资)
6代、7代液晶屏幕的划分
生产大屏幕液晶电视,需要6代线以上生产线。目前全球共有1条7.5代线(LPL);2条7代线(均为三星,其中一条为三星控股的和SONY合资的S-LCD拥有)、6条6代线(夏普、LPL、友达、广辉、华映各一条,奇美一条5.5代线)在生产。
液晶面板采用几代线,本身并无技术先进落后的分别,只是面板尺寸大小不同,代数越高,面板越大,切割出来的屏幕价格更低些。在分辨率、亮度、对比度、响应速度、可视角等方面也没有什么太大的差别。其中三星7代线适合切割32、40、46英寸屏幕,一张面板可切割8片40英寸的,所以现在40英寸的液晶电视价格非常便宜。而6代线最适合切割32、37英寸的屏幕,LPL的7.5代线则适合切割37、42、47英寸的屏幕。
5.5、6、7、7.5代液晶面板尺寸
代数 尺寸(毫米) 适合切割尺寸
5.5代 1300×1500(奇美) 32、37英寸
6代 1500×1850(LPL、友达) 32、37、42英寸
1500×1800(夏普) 32、37英寸
7代 1870×2200(三星) 32、40、46英寸
7.5代 1950×2250(LPL) 37、42、47英寸
CPA和夏普屏
CPA,为Continuous Pinwheel Alignment的缩写,意思为连续焰火状排列技术,为夏普所发明,目前夏普生产的面板采用这种技术。CPA模式的每个像素都具有多个方形圆角的次像素电极,当电压加到液晶层次像素电极和另一面的电极上时,形成一个对角的电场驱使液晶向中心电极方向倾斜。各液晶分子朝着中心电极呈放射的焰火状排列。
在夏普液晶电视的宣传材料上,经常提到使用了ASV技术,这并不是一种面板技术类型,而是一种用于提高图象质量的技术,ASV为Advance Super View或Axial Symmetric View的缩写,主要是通过缩小液晶面板上颗粒之间的间距,增大液晶颗粒上光圈,并整体调整液晶颗粒的排布来降低液晶电视的反射,增加亮度、可视角和对比度。由于夏普面板产量不足,因此现在需要到台湾采购面板来生产液晶电视,无论是夏普的CPA面板还是台湾的面板,都使用ASV技术。
P-MVA和台湾屏
P-MVA是MVA升级的技术,MVA 为Multi-domain Vertical alignment的缩写,意思为多象限垂直配向技术,富士通开发,是最早出现的广视角液晶面板技术。MVA液晶面板的液晶层中包含一种凸出物供液晶分子附着,在不施加电压的状态下,MVA面板的液晶分子垂直于屏幕。施加电压后,液晶分子就会依附在凸出物上偏转,形成垂直于凸出物表面的状态。此时,它与屏幕表面也会产生偏转效应,使光线透过,形成画面。它的优点是色彩表现好,纯黑色表现力强,视角广,响应时间达到了灰阶8ms甚至更高的水平,而且成本较低。我国台湾省的奇美和友达采用P-MVA技术。
目前奇美和友达屏幕最大的特点是FULL HD,可以提供37、42、47英寸的1920*1080的屏幕。
S-PVA和三星屏
S-PVA是PVA的升级技术,PVA为Patterned Vertical Alignment的缩写,意思是图像垂直调整技术,是三星公司的独家专利。其原理是在液晶分子静止时从传统的直立式变为偏向某一个角度,这样,当施加电压时,液晶分子变为水平状态的反应时间变短了,其响应时间可达全程8ms或更高。同时因改变了液晶分子配向,对比度、可视角有很大提高。目前SONY也使用这种屏幕。
三星7代屏中,有一种半像素分级显示屏,按照SONY的官方的解释,半像素被称为"将一个副像素分为两个亚副像素"。液晶电视的一个像素,由R、G、B三个像素组成,而采用半像素分级显示的S-PVA面板,每个R、G、B像素,又分为两个"半像素",当控制面板显示图象的信号电压超过50%时,整个像素发光,当低于50%时,可以控制其中一个关闭,一个发光,通过这两个半像素的组合,提高色彩和灰度的表现力。和普通液晶面板比,"半像素"为"〉"状,在屏幕前近距离观察时特征十分明显,很容易判断。半像素分级显示面板是三星的独家专利技术,可提高画面细节和对比度,色彩层次更丰富、逼真。目前只有SONY的V系列、三星的M61B、R71B系列和46M51B和长虹的LT40/4619P、新科的DTV-460采用此屏幕。
S-IPS和LG.PHILIPS屏
S-IPS是IPS升级后的技术,IPS为In-Plane Switching的缩写,意为平面转换技术,为日立的专利。IPS技术与上述技术最大的差异就在于,不管在何种状态下液晶分子始终都与屏幕平行,采用完全平行的液晶分子排列方式,使液晶分子可以做最大限度的旋转角度以增加视角,响应速度已可达到灰阶8ms。目前LPL的屏幕就是采用这种技术。
S-IPS屏幕,在受到外部压力时,可完全消除一般液晶显示屏形成的水波纹扩散现象,这就是平时大家所说的硬屏。
由于ISP屏的技术是日立发明的,因此日立和松下、东芝合资成立的一家生产液晶面板的公司,就是以ISP命名的,为6代线,预计年底可投产。到时候,IPS屏将不是全部由LG.PHILIPS生产的。
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