LCD基础知识PPT课件

1 LCD基础知识Kendy2006 11 6 2 一 LCD的基础知识1 什么是LCD2 LCD有几种分辨率3 什么是死点 残影4 什么叫做响应时间5 DVI是什么6 什么是MURA7 什么是对比率8 色饱和度 colorgamut 9 亮度 二 测试注意事项1 兼容性测试2 可靠度测试 3 1 什么是TFT LCD TFT LCD的中文翻译名称为薄膜晶体管液晶显示器 其英文名称为 ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay 基本原理是利用薄膜晶体管 ThinFilmTransistor 产生电压 控制夹在中间的液晶 LiquidCrystal 转向来产生灰阶再配合彩色滤光片 Colorfilter 就能够显示出各种色彩 凡是利用这个原理的显示器 Display 都可以称为TFT LCD 装在玻璃上的TFT本身 只是一个使用晶体管制作的开关 它主要的工作是决定LCDsourcedriver上的电压是否要充到满足实际使用的电压值上 至于这个电压值的大小 由LCDsourcedriver来决定 关于TFT LCD的工作原理详细介绍 我们将在下一次的技术简介的PPT中进行介绍 这里简单的带过 需要明确的一点是 4 5 结合上面的图示 我们本次将主要了解以下几个构成部件 液晶 LiquidCrystal偏光板 Polarizer背光模组 BackLight彩色滤光片 ColorFilter 6 我们一般的观点中物质是分为三种形态的 固态 液态 气态 而对于液晶而言 它是介于固体和液体之间的一种状态 其实这种状态只是材料的一种相变化的过程 只要材料具有存在与固态和液态之间的形态 我们就称之为液态晶体 液晶 对于液晶来讲 简单的理解可以理解为 其具有固体晶格壮的稳定性 同时具有液体的流动性 对于液晶 我们简单的可以分为 Nematic 线状液晶 Smectic 层状液晶 Cholesteric 胆固醇液晶 7 Sematic 层状液晶 其结构是由液晶棒状分子聚集在一起 形成一层一层的结构 见图 Nematic 线状液晶 线状液晶在空间上具有一维的规则排列 所有的棒状液晶分子长轴方向一致 并平行排列 不具有分层结构 与层状液晶比 其排列比较无序 Cholesteric 胆固醇液晶 其名称的来源是因为它们大部分是由胆固醇的衍生物所产生的 如果把他们一层一层分开 就会象线状液晶 但从 轴方向 会发现其指向矢会随着一层一层的不同象螺旋一样分布 8 偏光板 偏光板的作用就象栅栏一样 会阻隔掉与栅栏垂直的光线的分量 只准许与栅栏平行的分量通过 如果把两个偏光板迭在一起 当旋转偏光板相对角度时 光线的亮度就会不同 而液晶就是利用这个特性来完成的 利用上下两片栅栏互相垂直的偏光板之间 充满液晶 再利用电场控制液晶转动 来改变光的方向 如此以来 配合不同的电场大小 就能形成不同的灰阶亮度 原理如图 9 背光模组 BackLight 由一系列装置构成的一个整体 包括 入射光源 lamp 导光板 lightguideplate 反射板 reflector 棱镜板 prismsheet 灯管反射罩 lampreflector 外框架 10 彩色滤光片 ColorFilter 我们利用三原色原理 用三个点构成一个pixel 那这样一个pixel就拥有不同的色彩变化了 条状排列 stripe 最常用于OA的产品 也就是我们常见的笔记本计算机 使用这种排列的原因 条状排列可以很好的满足现在软件宽口化的接口 也就是说我们看到的屏幕内容是由一块一块的方框构成 这样的要求 不会出现毛边等现象 马赛克排列 mosaic 在AV产品上 由于电视信号多半是任务 人物线条不是笔直的 因此用马赛克排列方式 最近的 产品 其排列使用了三角排列 triangle 正方形排列 是把四个点作为一个pixel 11 LCD显像原理则是运用两个电极夹住一层液晶材料 然后靠电极间电场的驱动 引起液晶分子扭转向列的电场效应 以控制光源的透射或遮断功能 並驱动红 绿 蓝三个格点构成一个画素 进而透过彩色滤光片显示彩色影像 且由于液晶分子本身不发光 故須于液晶后面加裝背光源模组 藉由背光源模组发光 结构如同三明治般 制造上是将兩片镀有ITO 氧化铟锡 的导电玻璃贴合 其中一片镀有RGB顏料称为彩色滤光片 且在中间间距不到5um灌入液晶后 两边外侧分別再贴上偏光板 接著再进行驱动IC接合以及印刷电路板焊接 並于面板后方加上背光模组以达显示功能 目前全球LCDTV用面板以Sharp为主要供应商 国內厂商则尚无制造LCDTV用面板之技术 而奇美为国內厂商中较为领先者 12 13 2 LCD有几种分辨率 目前市面能买到LCDMONITOR大概有以下几种 A XGA1024 768B SXGA1280 1024C SXGA 1400 1050D UXGA1600 1200 14 XGA 全称ExtendedGraphicsArray 这是一种目前笔记本普遍采用的一种LCD屏幕 市面上将近有80 的笔记本采用了这种产品 它支持最大1024 768分辨率 屏幕大小从10 4英寸 12 1英寸 13 3英寸到14 1英寸 15 1英寸都有 SXGA 全称SuperExtendedGraphicsArray 是SXGA的一种扩展专门为笔记本设计的屏幕 其显示分辨率为1400 1050 由于笔记本LCD屏幕的水平与垂直点距不同于普通桌面LCD 所以其显示的精度要比普通17英寸的桌面LCD高出不少 UXGA 全称UltraExtendedGraphicsArray 这种屏幕应用在15英寸的屏幕的本本上 支持最大1600 1200分辨率 由于对制造工艺要求较高所以价格也是比较昂贵 目前只有少部分高端的移动工作站配备了这一类型的屏幕 VGA 全称是VideoGraphicsArray 支持最大分辨率为640 480 现在该屏幕在NOBOOK里面已经绝迹了 只有一些小便携设备还在使用 SVGA 全称SuperVideoGraphicsArray 属于VGA屏幕的替代品 最大支持800 600分辨率 屏幕大小为12 1英寸 由于像素较低目前已基本淘汰 15 还会有一些分辨率更高的面板 通常是有特殊用途的 以及较少人用的宽屏幕 16 9OR16 10液晶显示器的分辨率表示它可以显示的点 的数目这是一个固定值 没有办法调整的同样的尺寸之下 分辨率越高则可以显示的画面越细致 16 WXGA WideExtendedGraphicsArray 作为普通XGA屏幕的宽屏版本 WXGA采用16 10的横宽比例来扩大屏幕的尺寸 其最大显示分辨率为1280 800 由于其水平像素只有800 所以除了一般15英寸的本本之外 也有12 1英寸的本本采用了这种类型的屏幕 WXGA WideExtendedGraphicsArray 这是一种WXGA的的扩展 其最大显示分辨率为1280 854 由于其横宽比例为15 10而非标准宽屏的16 10 所以只有少部分屏幕尺寸在15 2英寸的本本采用这种产品 WSXGA WideSuperExtendedGraphicsArray 其显示分辨率为1680 1050 除了大多数15英寸以上的宽屏笔记本以外 目前较为流行的大尺寸LCD TV也都采用了这种类型的产品 WUXGA WideUltraVideoGraphicsArray 和4 3规格中的UXGA一样 WUXGA屏幕是非常少见的 其显示分辨率可以达到1920 1200 由于售价实在是太高所以鲜有笔记本厂商采用这种屏幕 17 3 什么是死点 所谓死点 是指液晶显示器上无法控制的亮或暗的点 死点的造成是液晶面板生产时因各种因素造成的瑕疵 可能是Particle落在面板里面 可能是制程控制不良 也有可能是静电伤害破坏面板等等 死点分为两种 亮点和暗点A 亮点就是在任何画面下较亮的点 一般切换到黑色画面就可以发现 B 暗点就是在任何画面下较暗的点 一般切换到白色画面就可以发现 18 通常无死点算Agrade三点以内算Bgrade六点以内算Cgrade一般这三个等级的屏都可以出货 只是价格会不一样 19 3 什么是残影 残影是指画面切换之后 前一个画面不会立刻消失 而是慢慢消失不见的现象 残影与反应时间有区别 一般的残影可能要两三秒后才完全消失 而液晶的反应时间只需十几和几十毫秒 一个设计很好的液晶显示器就算反应时间是15 35ms 也不可能让使用者看到残影 残影发生机制有些复杂 通常是同一画面显示太久的情况下 液晶内的带电离子吸附在上下玻璃两端形成内建电场 画面切换之后这些离子没有立刻释放出来 使得液晶分子没有立刻转到应转的角度所造成 另外一种可能情况则是因为画素电极设计不良 使得液晶分子在状态切换时排列错乱 这种情况之下也是可能看到残影 20 4 什么是响应时间 LCD是以液晶分子的旋转角度来控制光线的灰阶亮暗 而液晶分子旋转时需要时间 响应时间33ms1 0 030 33Hz每秒钟显示器能够显示33帧画面响应时间25ms1 0 025 40Hz每秒钟显示器能够显示40帧画面 21 由于绝大部分LCD的整体响应时间过长导致的 响应时间指的是LCD显示器对于输入信号的反应速度 也就是液晶由暗转亮或者是由亮转暗的反应时间 它分为Rising上升时间和Falling下降时间两个部分 响应时间则是两者之和 响应时间越短越好 响应时间越短 人眼在看快速移动的画面时就不会出现类似残影或者拖尾的痕迹 人眼是靠视觉暂停形成动态影像的 画面显示速度超过24帧 秒 人眼会将这些快速变动的画面视作连续的动画 LCD要达到电视画面的流畅度 画面的显示速度要达到30帧 秒 也就是响应时间为33 3毫秒 玩一些3DGAME要达到高品质的视觉效果 没有拖影拖尾的痕迹 LCD的响应时间要达到17毫秒 22 响应时间分为Risetime和FalltimeTN型面板驱动电压从低变成高时 画面会从白色变成黑色 这个过程需要的时间就是Risetime 15ms 驱动电压从高变成低时 画面会从黑色变成白色 这个过程需要的时间就是Falltime 35ms MVA和IPS型面板刚好相反 23 5 DVI是什么 DVI DigitalVisualInterface 计算机处理的数字信号 处理完之后发了来的也是数字字信号 传统的CRTMonitor使用的是模拟信号 LCDMonitor使用的是数字信号 为了兼容一般显示卡 设计会有可以接收D sub接头送出来的模拟信号 然后再把这模拟信号转换成数字信号去处理和显示 24 25 26 27 28 29 6 什么是mura mura是一个日本字 mura是指显示器亮度不均匀造成各种痕迹的现象 厂商会把有mura的面板分成次级品卖掉 Monitor厂商不会做保证他的产品无mura 30 什么是对比率 显示器的对比是这样定义的 在暗室之中 白色画面的亮度除以黑色画面的亮度白色亮度越亮 黑色亮度越暗 对比率值就越高了 一般LCDMonitor厂商的规格书都会写出它的对比率值 31 色饱和度 colorgamut 色饱和度是指显示器色彩鲜艳的程度 显示器是由红色绿色蓝色三种颜色光来组合成任意颜色光RGB三种颜色光越鲜艳 该显示器的可以表示的颜色范围就更广 否则就反之 比如 某显示器的RGB三种颜色光都分成64灰阶 64bit 则该显示器的颜色种类总共有 64 64 64 262 144种组合 灰阶数越多颜色层次看起来会越细致 但不表示颜色会比较鲜鲜艳 32 亮度 亮度是指显示器在白色画面之下明亮的程度单位是cd m 2 或是nit亮度是直接影响画面品质的重要因素 明亮的显示器即使色饱和度比较差或颜色偏黄等其它不利因素 目前市售的monitor一般亮度规格大约是250nitsNotebook亮度规格大约是150nits灯管的寿命在5万小时以上 33 34 35 36 二 测试注意