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LCDMONITOR培训教材 主讲 刘帅 目录 一 液晶简介及历史二 Panel内部构件及原理三 LCD框架图及原理四 LCD相关参数 1 1液晶是什么 液晶态不属于一般固态 液态及气态的物质状态 是介于固 液之间的特殊状态 在一定温度或浓度范围内 具液态和结晶双重性质的物质 称之为液晶 LiquidCrystal 见下图 1 2 液晶的发展历史 1 1888年奥地利植物学家莱尼茨尔 FriedrichReintzer 观察从植物分离精制出的安息香酸胆固醇融解行为时 发现此化合物加热至145 5 时 固体会融化 呈现一种介于固体和液体之间的半熔融流动状态 这和情形会一直维持至175 才变成清澈透明的液体 但尼茨尔却无法对此现象做出圆满的解释 2 1889年德国物理学家莱曼 o Lehmann 对此化合物做更详细的分析 他在偏光显微镜下发现 此粘稠的半流动性白液体化合物 具有液体的流动性及表面张力 又具有异方性结晶所持有的双折射光学现象 故将此似晶体的液体名为液晶 1 2 液晶的发展历史 3 1922年法国物理学家弗里德 G Friedel 发表一篇长达200页的论文 论文名为 這是液晶研究史上最杰出的文献 他明确指出液晶 晶体和液体是完全不同的概念 并将依液晶分类为三种类型 层状 线状 和胆固醇型 且一直延有至今 但目前为止 液晶的研究仍停留在實驗阶段 沒有实际的应用在日常生活中 4 直至1960年 美国赫尔大学的格雷教授 成功地合成一系列性质稳定的液晶 到了60年代末期 第一個液晶显示器终于在他手中诞生 后来 美国奥波泰尔公司买了他的专利 并于1971年制造出第一批液晶商品 显示器 可显示四位数字 并设有驱动电路 1972年3月 美国微电子公司推出液晶显示型手表 当时售价70美元 2 1 Panel内部构件及原理 2 2 Panel部件作用 1 背光源背光源的作用是给Panel提供光的来源 一般采用CCFL 冷阴极荧光灯 来实现 2 导光板导光板的作用是使光线均匀的分布到各个区域 3 扩散板扩散板的作用是使光线均匀的分布到各个区域 4 菱镜菱镜的作用是可将光线聚集 2 2 Panel部件作用 5 玻璃基板玻璃基板又称导电玻璃 作用是夹住液晶 因此使用上下两片 6 配向膜配向膜的作用是控制光线进入液晶的极性 因此使用上下两片 7 Spacer 间隙物 Spacer 间隔物 的作用是提供上下两层玻璃的支撑 它须均匀的喷射在玻璃基板上 一旦喷射不均匀造成间隙物聚集在一起 会阻碍光线通过 或喷射间隙物密度不均匀 无法维持上下两层玻璃的适当间隙 造成电场分布不均匀 影响画面品质 2 2 Panel部件作用 8 彩色滤光片彩色滤光片作用是让透过滤光片的白光产生各种单色光 然后各邻近的子像素再混合成各种颜色的光 9 黑框黑框作用是使液晶面板上下两层玻璃能够紧密的粘住 并且使面板中的液晶分子与外界隔离 10 薄膜电晶体 TFT 薄膜电晶体作用是起开关作用 它控制Panel显示暗与亮 3 1 LCD框架图 3 2 LCD框架解说 1 LCD控制板 A D板 A D板的作用是将接受的各种信号转成数位格式 再经Scale依输入解析度的大小缩放成一固定的解析度输出到Panel 2 背光板背光板是DCtoAC的一种转换器件 产生CCFL 冷阴极灯管 所需的交流高电压 然后对灯管两极施加高电压 电子从电极射出 电子因受高电压加速和管內水银 Hg 原子撞击 水银原子被撞击后由不稳定状态急速返回安定状态 此时过剩能量即以紫外线放出 放出之紫外线由荧光粉吸收转换成可视光 详细说明如下图所示 CCFL ColdCathodeFluorescentLamp 電極 燈管 電子 汞Ag 紫外線 白光 交流電源 螢光粉 3 2 LCD框架解说 3 PanelPanel作用是将A D板输入的信号经Panel模组内的TCON接收后 输出同步信号给Gatedriver与Sourcedriver Gatedriver负责控制TFT的开关 决定是否对液晶充电 Sourcedriver负责决定对液晶充电电压的位准 此位准是由数位信号转换而得 因此透过液晶偏压大小 可改变液晶分子的透射率 当光由背光板发出后 射入LCD面板 穿透液晶分子 便可显示出不同的灰阶程度 再透过面板内的彩色滤光片 荧幕将显现出彩色画面 4 1 LCD相关参数 1 亮度 Luminance 亮度是指某种彩色在人眼视觉上所引起的明亮程度 亮度的感觉实际上是由光的强度决定 光的强度越大 眼睛感觉越明亮 LCD的亮度主要是Panel的灯管的个数及发光强度决定 2 对比度 ContrastRatio 对比度是指亮度最亮值与亮度最暗值的比值 对比度越大 越能显示清晰的影像 LCD的对比度主要由Panel内部的驱动电压大小所决定 3 反应时间 ResponseTime 反应时间是指画面从暗到亮或从亮到暗所需的时间之和 因此如果反应时间长 将造成画面的拖影现象 4 1 LCD相关参数 4 视角 ViewingAngle 视角是指能正常观察显示器的最大角度 一般分为水平上下与垂直左右 可视角先天上就成为了LCD显示器的重大缺陷之一 这是它的物理特性决定 因为背光源入射光经过偏极片 液晶 配向膜后 输出光便具备了定的方向性 大多数LCD具备了垂直方向 因此如果从一个非常规的角度观察一个全白画面 我们可以看到黑色或色彩失真 5 分辨率分辨率以乘法形式表现的 比如800 600 其中 800 表示屏幕上水平方向显示的点数 600 表示垂直方向显示的点数 因此所谓的分辩率就是指画面的解析度 由多少象素构成 其数值越大 图象也就越清晰 Panel的分辨率是固定的 一般15寸Panel的分辨率为1024 768 4 1 LCD相关参数 点距 DotPitch 点距是指屏幕上两个相邻像素的距离 点距越小 显示器显示图形越清晰 用显示区域的宽和高分别除以点距 即得到显示器在垂直和水平方向最高可以显示的点数 一般15寸Panel点0 297mm 显示面积 DisplayAre