TFT型液晶显示器基本介绍

2008-05-05 14:44:22来源: 飞达光学网

   我一般来说目前在选购液晶显示器时应该明确,LCD的品质需要由液晶板的可视角度,响应时间,对比度,亮度等具体的性能指标来保证。

  TFT液晶显示原理

  TFT型的液晶显示器主要的构成包括了:偏光板(1)、玻璃基板(2)、薄模式晶体管(3)、配向膜(4)、液晶材料(5)、导向板(6)、色滤光板(7)、萤光管(8)等等。首先液晶显示器必须先利用背光源,也就是萤光灯管投射出光源,这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶,这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩,并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了。

  

  

  1、视角

  当背光源的入射光通过偏光片、液晶层及所谓的导向膜后,输出光便具备了特定的方向特性,也就是说,大多数从屏幕射出的光是垂直方向的。假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面,我们可能会看到黑色或是色彩失真。这个效应在某些场合有用,但在大部份的应用上是我们不想要的。制造商们已经花了很多时间来试图改善液晶显示器的视角特性,有数种广视角技术被提出:IPS(IN-PLANE -SWITCHING、MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT)、TN+FILM。这些技术都能把液晶显示器的视角增加到160度,甚至更多,就如同CRT屏幕的视角特性一样。最大视角的定义是对比值至少能达到10:1的视角(通常有四个方向,上/下/左/右)。

  2、亮度:

  亮度的单位为cd/m2,例如250cd/m2是表示在1平方米的面积里点燃250支蜡烛的亮度相等。人的眼睛接受的最佳亮度为150 cd/m2。由于显示器的亮度会受外界光线影响,因此需要制造亮度比较高的显示器,现时亮度最高的显示器为450 cd/m2。

  最大亮度通常由冷阴极射线管(背光源)来决定,TFT-LCD的亮度值一般都在200~250 cd/m2。虽然技术上可以达到更高亮度,但是这并不代表亮度值越高越好,因为太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤。

  CRT显示器的最大亮度约为100 to 120 cd/m2。要达到更高亮度值是很困难的,因为显像管枪须要更大的加速电压,而这样做的结果会造成较高的辐射量及降低激发磷光的生命周期等两个负面效应。

  3、对比度

  对比的定义为最大亮度值(全白)除以最小亮度值(全黑)的比值,对比值越大则此显示器越好。对比的问题不会发生在CRT屏幕因为它们的对比值通常高达500:1,以致于CRT显示器的画面品质可以与冲洗照片比美。在CRT显示器上呈现真正全黑的画面是很容易的,但对TFT-LCD来说是相当不容易的。由冷阴极射线管所构成的背光源是很难去做快速的开关动作,因此背光源始终处于点亮的状态。为了要得到全黑画面,液晶模块必须完全把由背光源而来的光完全阻挡,但在物理特性上,这些元件并无法完全达到这样的要求---总是会有一些漏光发生。制造商也一直致力于漏光现象的改善。一个人眼可以接受的对比值约为 250:1

  对比度越高,能分辩出的色阶数越多。

  

  

  4、响应时间:

  响应时间愈小愈好,它反应了液晶显示器各象素点对输入信号反应的速度,即像素(pixel)由暗转亮或亮转暗的速度。响应时间越小则使用者在看运动画面时不会出现尾影拖拽的感觉。一般会将反应速率分为两个部份:上升Rising和下降Falling;而表示时以两者之和为准。 许多TFT-LCD在动画显示上会出现问题,其原因为液晶的响应时间太长了。合用的显示器响应时间应该在20~30ms之间,与标准电影格式来相比,电影一秒钟可以显示25个画面(每个画面约40ms)。当以液晶显示器播放高速 (如喷气式机飞过村庄或旗帜飘扬) 的动画时,会出现模糊拖影的画面。然而,这并不代表液晶显示器不能拿来当作视频播放装置,对大部分的应用而言,它的响应速度已经足够。

  许多TFT-LCD在动画显示上会出现问题,其原因为液晶的响应时间太长了。合用的显示器响应时间应该在20~30ms之间,与标准电影格式来相比,电影一秒钟可以显示25个画面(每个画面约40ms)。当以液晶显示器播放高速 (如喷气式机飞过村庄或旗帜飘扬) 的动画时,会出现模糊拖影的画面。然而,这并不代表液晶显示器不能拿来当作视频播放装置,对大部分的应用而言,它的响应速度已经足够。

  在2000年当初,大多数的LCD显示器的响应时间都在50 ms左右,对比度也很差(200:1)。而2001与2002年典型的LCD显示器的响应时间大多在30 ms左右,对比度300:1,而亮度则约在250 cd/m上下。我们可以用下面简单的计算,来实际看看进度有多大。

  响应时间50 ms = 1/ 0.050 = 每秒钟显示器能够显示20帧画面

  响应时间30 ms = 1/ 0.030 = 每秒钟显示器能够显示33帧画面

  批注一:在速度超过每秒25帧时,人眼会将不断变化的画面视为连续不断的图像。

  5、点距:

  是滤光片上相邻两块同色滤片之间的水平距离,即相邻像素点之间的距离。彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色的滤片,有规律地制作在一块大玻璃基板上。每一个像素(点)是由三种颜色的单元或称为子像素所组成。这也代表说,假如有一块面板的分辨率为1280X1024,则它实际拥有3840X1024个晶体管及子像素。1个15.1吋的液晶显示器(分辨率为1024x768)其点距为0.0118英吋(0.3mm);而18.1吋的液晶显示器(分辨率为1280x1024)其点距为0.01英吋(0.28mm)。

  

  

  一个TFT像素。每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管,彩色滤光片能产生RGB三原色。

  显示器的点距越小,分辨率也就越高。然而,因为显示器的可视范围有限,一旦扩展分辨率,则透光率势必降低。如一个15吋的显示器(对角长度为38cm),点距为0.0118英吋(0.297mm),当分辨率增加为1280x1024时,则每个像素的透光量减少而变得无意义。

 

关键字:液晶显示器  亮度  TFT型  显示器响应时间  液晶层  加速电压  液晶显示原理  滤光

编辑:孙树宾 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2008/0505/article_824.html
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