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液晶知识点

主动显示:每个区域都有发光的能力。

优点:色彩鲜艳、亮度高缺点:但是功耗大,强光环境下显示效果不好。

被动显示:本身不需要发光,功耗比较低。

利用其他光源发出的光或是环境光。

其他光源或是外界环境光越亮,显示的内容也更清晰。

但是在昏暗的环境中很难显示。

阴极射线电子束管:靠控制真空管中的电子束或阴极射线激发管内涂在屏上的荧光粉而发光。

优点:可以直接用模拟电路驱动,显示图像清晰、亮度高。

缺点:体积大、驱动电压高。

平板显示:两个基板夹上某种功能材料而形成的一种层状平板器件。

驱动一般要用数字电路。

优点是平板外形,节约空间,驱动电压比CRT的低很多。

投影显示:直接用某种高亮度显像管、激光器直接将图像投射到一个大屏幕上,或是利用一套光学系统讲某种类型的光阀上的小图像放大投射到大屏幕上。

这是一种获得较大显示面积的简单有效的方法。

经过放大投影的图像亮度、对比度、清晰度损失较大。

PDP优点:1、纯平面显示、厚度薄、体积小、重量轻2、屏幕亮度均匀、不会因地磁影响出现色彩漂移、几何失真和噪音现象3、色彩还原性好,灰度可超过256级,相应速度快、宽视角(可达到160度)4、具有记忆特性,高亮度、高解析度、高对比度、大屏幕(可达70吋)5、多种音效、画效,可变色温,低环境光反射,无X射线辐射PDP缺点:1、图像分辨率低2、功耗大、光效低、气体放电会产生电磁辐射3、成本高、价格昂贵OLED的优点技术性能:抗振性好主动发光低功耗视角宽,响应速度快——视角大于170°,响应速度几微秒宽温工作超薄膜,重量轻工艺简单,成本低高对比度发光颜色丰富,易实现彩色显示大尺寸、高分辨率可制作在柔软衬底上,器件可挠曲化材料满足绿色环保要求OLED的缺点寿命短。

R、G、B三中材料的寿命不匹配薄膜不容易散热水、氧对OLED器件的渗透色纯度不够液晶相的特点:固相:位置有序性、取向有序性液相:位置无序、取向无序液晶相:位置无序,取向有序液晶更类似与液体而不是固体!!液晶中的缺陷液晶中的指向矢并非都是位置的连续函数。

在两个具有不同指向矢取向的区域的交界处,会发生指向矢取向突变的现象,即此处指向矢不可能有确定的方向,这就产生了液晶中的缺陷。

在偏光显微镜下观察向列相液晶时所发现的丝状条纹,就是液晶缺陷产生的,通常把指向矢排列方向上的不连续变化叫做液晶中的向错。

向列型(nematic)液晶液晶分子大致以长轴方向平行排列,因此具有一度空间的规则性排列。

此类型液晶的黏度小,应答速度快,是最早被应用的液晶,普遍的使用于液晶电视、电脑以及各类型显示组件上。

层列型(smectic)液晶(近晶相)具有二度空间的层状规则性排列,各层间则有一度的顺向排列。

一般而言,此类分子的黏度大,对外加电场的应答速度慢,比较少应用于显示器上,多用于光记忆材料的发展上。

胆甾型(cholesteric)液晶•分子的排列:•具有相互平行的层状规则性,同一层面上各个分子长轴的方向相同。

•相临层面上分子长轴方向并不相同,而具有一固定夹角。

此类型液晶是由多层向列型液晶堆积所形成,有旋光性。

因分子具有非对称碳中心,所以分子的排列呈螺旋平面状的排列,面与面之间为互相平行,而分子在各个平面上为nematic。

液晶的排列方式,但是各个面上的分子长轴方向不同,即两个平面上的分子长轴方向夹着一个角度;当两个平面上的分子长轴方向相同时,这两平面之间的距离称为一个pitch。

胆甾相液晶pitch的长度会随着温度的不同而改变,因此会产生不同波长的选择性反射,产生不同的颜色变化,故常应用于温度传感器。

液晶的分类按液晶态形成的方式分类热致液晶(thermotropic):纯的,因为温度改变引起液晶相的出现和消失溶致液晶(lyotropic):混合物,液晶相的出现取决于一种成分在另一种成分中的浓度。

在光电子技术包括显示器件方面用到的都是热致液晶。

由液晶分子尺寸的分类小分子高分子(聚合物)液晶的有序参数1、指向矢n:着眼于全体液晶分子,分子长轴的择优取向方向的单位矢量。

2、取向有序性3、有序参数及定义液晶分子有序参数S光度学基本概念光通量cd/m2发光强度lm光照度cd光亮度lx液晶显示器性能参数1、分辨率2、亮度3、对比度4、视角5、响应速度6、显示颜色1、分辨率(resolution)显示器上水平方向和垂直方向上相素(Pixel)的数目。

注:一个相素有R、G、B三个子相素(Sub-Pixel)。

2、亮度(luminance,brightness)表征液晶显示屏表面单位面积上画面明暗程度。

亮度的单位为cd/m2一般都要>100 cd/m2开口率:在一个像素单元面积上透光面积所占的比例液晶显示器的最终透光率偏光板:50% (因为其只准许单方向的极化光波通过)玻璃:95% (需要计算上下两片)液晶:95%开口率:50% (有效透光区域只有一半)彩色滤光片:27%(假设材质本身的穿透率为80%,但由于滤光片本身涂有色彩,只能容许该色彩的光波通过。

以RGB三原色来说,只能容许三种其中一种通过。

所以仅剩下三分之一的亮度。

所以总共只能通过80%*33%=27%.)从背光板出发的光线只会剩下6%,实在是少的可怜。

提高显示器件的最高亮度,可以从以下三方面着手:(1)提高背光源亮度(2)提高光路上所有材料的透光率;(3)提高液晶盒的透过率,主要是TFT象素的开口率。

3、对比度(Contrast Ratio):显示器最大亮度值(全白)与最小亮度值(全黑)之比值。

一般TFT-LCD的对比值很难超过1500。

对于液晶显示器来说,能否鲜明地显示黑至关重要。

对比度越高,对于黑白显示来说,显示的字符越清晰、图形轮廓越分明;对于彩色显示来说,则色纯度越高、图像越鲜艳、逼真,让人觉得赏心悦目。

对比度的提升使画面层次感更强,明暗区分明显,也就是说可以更容易让使用者看清场景灰暗条件下的画面。

提升显示器对比度的方法1、提高显示器全白时的亮度然而涉及到功耗,灯管寿命以及散热问题,这种方法往往不为厂商所采用,并且即使对亮度进行提升,收获的对比度效果也不大。

2、最大可能的降低显示器全黑时的亮度。

在不改变最高亮度的前提下,通过大幅降低最黑亮度同时提高灰阶表现力来提高对比度,达到优化显示效果的目的。

动态对比度动态对比度指的是液晶显示器在某些特定情况下测得的对比度数值。

例如逐一测试屏幕的每一个区域,将对比度最大的区域的对比度值,作为该产品的对比度参数。

常白型和常黑型哪个的对比度更高?常白模式:在施加满电压的时候,液晶取向集中,不会产生漏光现象,从而可以显示鲜明的黑。

常黑模式:施加低(或零)电压时,液晶取向不能完全集中,从而产生漏光现象,不能显示鲜明的黑。

4、视角(Viewing Angle):在大角度观看的情况下,显示器亮暗对比变差会使画面失真,而在可接受的观测角度范围就称为视角。

TN模式液晶利用液晶分子的光学特性来显示图像,但这种特性也正是导致TN模式液晶显示器可视角度狭窄的根本原因。

我们看到,在显示不同灰阶的时候,液晶分子的长轴跟玻璃基板的角度是不一样的,用户从不同角度观看屏幕时,有时看到的是液晶分子的长轴,有时则是短轴。

由于液晶分子在光学上表现为各向异性,我们在不同角度所看到的亮度就会不一样,这就是TN模式液晶显示器的视角依存性。

另外,理论上在玻璃电极板通电时,光线透过垂直于基板的液晶分子后是无法穿透第二块偏振片的,但实际上此时若在某些特定角度范围内会看到液晶分子的长轴,即该角度上的透光率反而增加了,这样低灰阶的画面看上去可能比高灰阶的亮度还高,这就是TN模式液晶显示器所固有的灰阶逆转现象。

5、响应时间(Response Time)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。

一般来说分为两个部分——Rising(上升时间)和Falling(下降时间),而我们所说的响应时间指的就是两者之和。

Response time =Tr+Td一般液晶显示器反应时间为20-30毫秒。

(标准电影格式每画面为40毫秒)有四个方法可以提高液晶显示器响应时间:减小液晶材料的粘滞系数,减小液晶单元盒的间隙距离,增加驱动电压和增加介电系数。

其中,粘滞系数和介电系数是一定的,间隙和驱动电压是人工制成的。

如果要提高液晶响应时间,有三个方法,那就是1、采用性能更好的液晶原材料;2、提高工艺难度,减小间隙;3、加大驱动电压。

这三个方法中加大电压无疑对液晶的寿命有很大影响,那么只有第一和第二个途径才能够真正解决响应时间的问题。

灰阶响应时间相对早期的黑白响应时间而定义的,因为显示器显示的图像极少出现全黑全白转换,显然不够合理,灰阶响应时间显然更能反映动态效果。

由于灰阶响应时间的数值更高,所以一般显示器厂商在性能参数上标识的响应时间一般都为灰阶响应时间。

6、显示颜色色彩数:就是屏幕上最多显示多少种颜色的总数。

对屏幕上的每一个像素来说,256种颜色要用8位二进制数表示,即2的8次方,因此我们也把256色图形叫做8位图;如果每个像素的颜色用16位二进制数表示,我们就叫它16位图,它可以表达2的16次方即65536种颜色;还有24位彩色图,可以表达16,777,216种颜色。

液晶显示器一般都支持24位真彩色。

色域:很多人都认为色彩数是影响液晶显示器色彩表现的因素,事实不然。

其实一台显示器的色彩是否丰富最根本的决定因素是色域范围。

色域范围也可以简单的理解为一种色彩的明暗,饱和度以及色相的表现范围。

单独而言,色域越大,显示屏幕上所能表现的一种颜色的程度越丰富,色彩也就越艳丽。

色域是对一种颜色进行编码的方法,也指一个技术系统能够产生的颜色的总和。

主流液晶显示器的色域值为72%,只要色域值高于72%,厂商都会称其为广色域。

广色域技术广色域显示技术可以分别从色度设计与信号设计两方面着手;在色度设计方面,主要基于以下两类概念:(1) 增加三原色纯度;由背光源(例如,采用LED光源)或彩色滤光片的设计(例如,增加彩色滤光片厚度)来提高显示器发射红、绿、蓝三原色光的纯度。

(2) 增加原色数目;由多原色(例如,4原色、5原色或6原色)的组合设计方式,增大欲复制的色域范围。

方式(1)的概念虽然简单,但必须克服液晶显示器背光光源或彩色滤光片等材料限制的问题如果光源或成像材料有所限制的前提下,方式(2)亦不失为一种有效的广色域显示设计方法。

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