液晶電視的顯示原理

1、液晶的光生 90°的旋轉(zhuǎn)。他向垂直，如圖/所示。液晶分子的 方向，介于上下表面中間的分子液晶電視的顯示原理摘要：系統(tǒng)的介紹了液晶顯示器的顯示原理，結(jié)合液晶電視的顯示原理，對(duì)液晶電視的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：高清電視；液晶顯示技術(shù)；亮度；對(duì)比度。引言液晶電視技術(shù)的發(fā)展這些年來可謂突飛猛進(jìn)，在許多消費(fèi)者還沒有完全弄懂它背后深含 的技術(shù)理論時(shí)，液晶電視已飛入千萬尋常百 姓家。本文結(jié)合液晶顯示原理， 對(duì)液晶電視 的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析與比對(duì)。1液晶顯示原理TFT-LCD液晶屏的結(jié)構(gòu)TFT- LCD液晶屏在結(jié)構(gòu)上由里到 外主要由背光源、偏光片、透明電極 （控制電路）、液晶、彩色濾光片、偏 光片

2、所構(gòu)成，如圖1所示。液晶包含在兩個(gè)槽狀表面中間， 排列為：上表面分子和a方向， 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)，因此液晶分子在li當(dāng)線性偏振光射入上層槽狀表面時(shí)，此光線隨著液晶分子的旋轉(zhuǎn)也產(chǎn)生旋 轉(zhuǎn)；當(dāng)線性偏振光射出下層槽狀表面時(shí)，此光線已經(jīng)產(chǎn)生了 90°的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在上下表面之間加電壓時(shí)，液晶分子會(huì)順著電場(chǎng)方向排列，形成直立排列 的現(xiàn)象。此時(shí)入射光線不受液晶分子影響，直線射出下表面。不同電壓值，決定 液晶偏轉(zhuǎn)的角度。偏光片的光學(xué)效果如圖3所示。第一片偏光片可以將非偏振光（一般光線）過濾成偏振光；第二片偏光片實(shí)現(xiàn)取向功能，即僅允許該偏光片方向分量的光線通過。 當(dāng)非偏振 光通過第一片a方向的偏光片時(shí)，光

3、線被過濾成與a方向平行的線性偏振光；當(dāng) 通過第二片偏光片時(shí)，如果兩片偏光片放置方向一致時(shí)，如圖3左圖所示，光線 可以順利通過。當(dāng)兩片偏光片放置方向相互垂直時(shí)， 如圖3右圖所示，光線被完 全阻擋。改變偏振光與第二片偏光片的夾角，可實(shí)現(xiàn)透光率的控制。彩色濾光膜的光學(xué)效果彩色濾光膜的各像素對(duì)應(yīng)液晶屏的各像素，每像素包含紅、綠、藍(lán)三個(gè)子像素，光線透 過彩色濾光膜形成紅、綠、藍(lán)三基色分量，如圖 4所示。圖4 彩色送光膜的光學(xué)被歡TFT-LCD電路控制原理TFT- LCD電路的主要作用是控制液晶兩表面的電壓值， 以控制液晶的偏轉(zhuǎn)角 度，改變液晶分子對(duì)線性偏振光的扭轉(zhuǎn)角度，并通過前面偏光片的取向作用，最 終

4、實(shí)現(xiàn)控制通過光線的強(qiáng)弱。薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管（thin film transistor, TFT對(duì)應(yīng) 控制的每一個(gè)子像素，薄膜晶體管TFT是開關(guān)器件，它的導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)接近理 想開關(guān)。以分辨率為1, 024X 768像素的顯示屏為例，每個(gè)像素由 R G、B三 基色的子像素組成，每個(gè)TFT晶體管控制每個(gè)R G、B子像素，即合計(jì)有1, 024 X 768X3 TFT晶體管，如圖5。門極線有768,源極線有1, 024X 3?？刂齐娐凡?用分時(shí)驅(qū)動(dòng)的方式，按順序分別置門極線高電平，從而控制打開該行TFT晶體管， 此時(shí)源極線上的電壓即加到該行液晶各子像素上，從而控制該行液晶的偏轉(zhuǎn)角度和最終實(shí)現(xiàn)光線的透射率

5、的控制。TFT-LCD顯示原理以1, 024X 768像素的液晶屏為例。液晶板后面的背光源投射出純白光源，光源經(jīng)過第一個(gè)a方向的偏光片，過濾成a方向的偏極光，通過透明電極（TFT控制電路），經(jīng)過液晶，這時(shí)液晶分子偏轉(zhuǎn)角度和透射率受 TFT控制電路控制，通過液晶后，經(jīng)過彩色濾光片，形成1, 024X768X3束偏轉(zhuǎn)方向受控的RGB基門*動(dòng)器門油41液晶一上保持電器加入電壓色光線，再通過第二個(gè)b方向的偏光片，把偏轉(zhuǎn)方向受控的各束 RGB基色光線過濾成強(qiáng)弱受控的RGBS色光線，投射出屏幕。通過改變驅(qū)動(dòng)液晶的電壓值就可 以控制最后出現(xiàn)的光線強(qiáng)度與色彩，并進(jìn)而能在液晶面板上變化出有不同深淺的 顏色組合。

6、2液晶電視顯示特點(diǎn)與分析可視角度LCD有視角各向異性和視角范圍比較小的弱點(diǎn)，寬視角技術(shù)一直是液晶技術(shù) 的重要研究課題。這是因?yàn)楫?dāng)背光源之入射光通過偏光片、 液晶及所謂的取向膜 后，輸出光便具備了特定的方向特性，也就是說，大多數(shù)從屏幕射出的光具備了 垂直方向。即如果偏離顯示屏法線方向觀察， 對(duì)比度明顯下降，觀看一個(gè)全白的 畫面，我們可能會(huì)看到黑色或是色彩失真。亮度與對(duì)比度與PDP相比，LCD的亮度稍低。LCD靠背光源發(fā)光，最大的亮度主要由 背光源決定。LCD屏的亮度一般在300500cd/m2,加大背光源的亮度，可提高LCD的亮度，但過分提高背光源的亮度，會(huì)加速老化，降低壽命。顯示全白圖像和顯示

7、 但要完全阻隔背光源的光線，實(shí)現(xiàn)屏幕完全黑下 來比較困難，所以對(duì)比度（全白亮 度/全黑亮度）相對(duì)較低。但LCD的對(duì)比度受環(huán)境光亮 度的影響不大。在高亮度環(huán)境光 下，LCD偏光片和彩色濾光片能阻 止反射來的環(huán)境光，使LCD的對(duì)比 度受環(huán)境亮度的影響比較小。如在 賣場(chǎng)、戶外等環(huán)境亮度較高的場(chǎng) 合，LCD比PDP的對(duì)比度效果反而 更好。00n5040"20光學(xué)透過率（小0 70.91 11.31.5電壓M圖6 LCD光學(xué)透過率隨電壓變化的尚殘另外，LCD的對(duì)比度受觀看角度影響較大, 降。對(duì)比度隨觀看角度增加而急劇下LCD的對(duì)比度也比PDP低。LCD背光源是持續(xù)發(fā)光， 全黑圖像是通過液晶的偏

8、轉(zhuǎn)以及第二片偏光片的方向性而實(shí)現(xiàn)的,色彩表現(xiàn)力LCD的色彩表現(xiàn)力不如PDR LCD顯示色彩是通過改變液晶兩側(cè)的電壓控制液晶分子扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生不同的光學(xué)透過率而實(shí)現(xiàn)的。 但液晶的控制電壓與透光率并 非完全線性的關(guān)系，如圖6所示。因此，特別是在接近最大亮度和最小亮度的區(qū) 域范圍內(nèi)，色階表現(xiàn)差。響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)速度慢是液晶的一大弊病。液晶的響應(yīng)時(shí)間表小液晶顯木器各像素點(diǎn)，對(duì)于信號(hào)輸入后的反應(yīng)速度，就是每點(diǎn)由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗所需的時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間當(dāng)然是越小越好。這樣用戶在觀看運(yùn)動(dòng)的畫面時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)類似尾影拖拽的感覺。液晶顯示器的這項(xiàng)指標(biāo)直接影響到對(duì)動(dòng)態(tài)畫面的還原，跟其它顯示方式相比，如 CRT PDP,液 晶顯

9、示器由于過長的響應(yīng)時(shí)間，導(dǎo)致其在還原動(dòng)態(tài)畫面時(shí)有比較明顯的拖尾現(xiàn) 象，畫面不夠生動(dòng)。這是由于液晶顯示屏是利用液晶分子扭轉(zhuǎn)控制光的通斷，而液晶分子的扭轉(zhuǎn)需要一個(gè)過程，所以LCD顯示器的響應(yīng)時(shí)間明顯比 其它顯示方式長。特別在介于全黑、全白間的較小幅度灰階變化，需施加較小電 壓來進(jìn)行準(zhǔn)確而精細(xì)的角度控制，因此液晶分子扭轉(zhuǎn)速度反而要慢一些。閃爍與輻射LCD是靠背光源持續(xù)發(fā)光，并通過液晶扭轉(zhuǎn)控制光線的色彩與強(qiáng)弱， 顯示狀 態(tài)穩(wěn)定，一般不存在噪點(diǎn)、閃爍等現(xiàn)象。而且背光源發(fā)出的僅是普通的可視白光， 從顯示原理上，不存在其它如紫外 光、電子粒子等輻射。在溫度方面， LCD的背光源在LCD屏后部，屏前溫度較 P

10、DP明顯低。分辨率與尺寸LCD在制作工藝上，可以比較容易地在中小尺寸上實(shí)現(xiàn)高分辨率。 如電腦的 顯示器，在小尺寸上也容易實(shí)現(xiàn)1, 920X1, 080像素的高分辨率。但由于LCD的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，從結(jié)構(gòu)上看涉及的部件和上下游資源很多，薄膜制造生產(chǎn)工藝復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)大屏幕的成本較 PDP高。隨著LCD產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與投 入，大尺寸、超大尺寸的LCD產(chǎn)品在近年也相繼推出了。功耗液晶電視的功耗主要與背光亮度有關(guān)，不管顯示內(nèi)容如何變化，甚至顯示為全黑畫面，背光管同樣是全部點(diǎn)亮。 在室內(nèi)環(huán)境的日常使用中， 可通過適當(dāng)降低背光亮度， 有效降低LCD 電視的功耗；而讓視頻源進(jìn)入全黑畫面的屏保狀態(tài)，對(duì)功耗并無明顯降低作用。3結(jié)論XtFED和OLED的發(fā)光原理、物理結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式和制作工藝等特性進(jìn)行了比較，并列舉了目前各自的優(yōu)缺點(diǎn)作為目前顯示領(lǐng)域研究的兩個(gè)熱點(diǎn)，誰將最但無論是FED還終在平板顯示領(lǐng)域中獨(dú)占鰲頭，這將是我們期待及關(guān)注的方向 是OLED顯示都將是一種非常有潛力的平板顯示器件，