液晶顯示原理的簡單介紹學習教案

1、會計學1液晶顯示原理液晶顯示原理(yunl)的簡單介紹的簡單介紹第一頁，共23頁。第1頁/共23頁第二頁，共23頁。第2頁/共23頁第三頁，共23頁。會大規(guī)模普及。第3頁/共23頁第四頁，共23頁。第4頁/共23頁第五頁，共23頁。第5頁/共23頁第六頁，共23頁。第6頁/共23頁第七頁，共23頁。第7頁/共23頁第八頁，共23頁。第8頁/共23頁第九頁，共23頁。第9頁/共23頁第十頁，共23頁。第10頁/共23頁第十一頁，共23頁。一、物理分辨率一、物理分辨率目前市面上目前市面上LCD 屏大概有以下幾種物理分辨率：屏大概有以下幾種物理分辨率：VGA: 640480 (20英寸英寸4:3的電

2、視用液晶屏多為這個分辨率，如我公司的的電視用液晶屏多為這個分辨率，如我公司的TLM2019、TLM2020)SVGA: 800600 (部分部分20英寸的電視用液晶屏是這個分辨率，如友達的一款英寸的電視用液晶屏是這個分辨率，如友達的一款20英寸屏）英寸屏）XGA: 1024768 (15英寸英寸4:3的液晶屏多為這個分辨率，如我公司的的液晶屏多為這個分辨率，如我公司的TLM1519）WXGA: 1280768（16:9的電視用液晶屏多為這個分辨率，如我公司的的電視用液晶屏多為這個分辨率，如我公司的TLM1718、TLM3018、TLM3218等）等）SXGA: 12801024 （17英寸、英

3、寸、19英寸的液晶屏大多數(shù)為這種分辨率，這兩種屏主要用于液晶顯英寸的液晶屏大多數(shù)為這種分辨率，這兩種屏主要用于液晶顯示器）示器） SXGA+: 14001050 （筆記本電腦的液晶屏有一部分是這種分辨率）（筆記本電腦的液晶屏有一部分是這種分辨率）UXGA: 16001200 （20英寸的顯示器用液晶屏多為這種分辨率）英寸的顯示器用液晶屏多為這種分辨率） 液晶顯示器的物理分辨率表示它可以顯示的點的數(shù)目，這是一個固定值液晶顯示器的物理分辨率表示它可以顯示的點的數(shù)目，這是一個固定值, 同樣的尺寸之下，分辨同樣的尺寸之下，分辨率越高則可以顯示的畫面越細致。假設你的液晶顯示器的物理分辨率是率越高則可以顯

4、示的畫面越細致。假設你的液晶顯示器的物理分辨率是1024768，則你最好將電，則你最好將電腦顯示卡的輸出信號設為腦顯示卡的輸出信號設為1024768 60Hz（注），如果你輸入一個（注），如果你輸入一個800600 75Hz的信號，實際的信號，實際上顯示器內(nèi)部必須通過一個圖像縮放芯片先將這個信號轉換為上顯示器內(nèi)部必須通過一個圖像縮放芯片先將這個信號轉換為1024768 60Hz的信號然后的信號然后(rnhu)再輸出給液晶屏，而這個轉換過程實際上是有損失的，這樣你就無法得到最佳的圖像效再輸出給液晶屏，而這個轉換過程實際上是有損失的，這樣你就無法得到最佳的圖像效果。果。(注：由于液晶顯示的特性，幀

5、頻為注：由于液晶顯示的特性，幀頻為60Hz的信號在液晶屏上顯示，就已經(jīng)無法觀察到圖像閃爍的現(xiàn)的信號在液晶屏上顯示，就已經(jīng)無法觀察到圖像閃爍的現(xiàn)象，因此目前所有的液晶屏廠家都將液晶屏的幀頻訂為象，因此目前所有的液晶屏廠家都將液晶屏的幀頻訂為60Hz)第11頁/共23頁第十二頁，共23頁。二、色彩數(shù)二、色彩數(shù) 液晶屏只能接收數(shù)字化的圖像信號，因此，如果輸入的是模擬液晶屏只能接收數(shù)字化的圖像信號，因此，如果輸入的是模擬RGB信號信號,則必須通過則必須通過A/D轉換芯片將模擬信號轉換為數(shù)字信號，然后才能送往轉換芯片將模擬信號轉換為數(shù)字信號，然后才能送往(sn wn)液晶屏進行顯示。液晶屏進行顯示。對于

6、數(shù)字信號來講，其對于數(shù)字信號來講，其bit數(shù)越高，則量化精度也就越高，就越能真實的反映他所要傳輸數(shù)越高，則量化精度也就越高，就越能真實的反映他所要傳輸?shù)男畔?。的信息?對于一塊對于一塊6bit屏來講，其屏來講，其RGB三種顏色的每一種都可以分成三種顏色的每一種都可以分成64階（階（6 bit)，則這種液，則這種液晶屏能顯示的顏色種類一共有晶屏能顯示的顏色種類一共有646464262,144 (2的的18次方）種組合。對于一塊次方）種組合。對于一塊8bit屏來講，其屏來講，其RGB三種顏色的每一種都可以分成三種顏色的每一種都可以分成256階（階（8 bit)，這種屏能顯示的顏色，這種屏能顯示的顏

7、色種類一共有種類一共有256256 256=16,777,216(2的的24次方）種組合。目前還有一種偽八次方）種組合。目前還有一種偽八bit的的屏，這種屏接收屏，這種屏接收24bit的的RGB信號（每種顏色信號（每種顏色8bit，三種顏色共，三種顏色共24bit)，但是在屏的內(nèi)部，但是在屏的內(nèi)部對信號進行處理時，實際上是按對信號進行處理時，實際上是按6 bit來進行處理的，最后通過抖動算法來模擬實現(xiàn)來進行處理的，最后通過抖動算法來模擬實現(xiàn)8 bit的顯示，對于這種屏來講，其的顯示，對于這種屏來講，其RGB三種顏色的每一種可以分成三種顏色的每一種可以分成253階，這種屏能顯示的階，這種屏能顯示

8、的顏色種類一共有顏色種類一共有253253253=16,194,277種組合。由于采用了抖動算法，這種屏在顯種組合。由于采用了抖動算法，這種屏在顯示圖像時會有輕微的閃爍。示圖像時會有輕微的閃爍。 能顯示的顏色越多，并不表示這種屏的顏色會比較鮮艷，但是看起來顏色層次會比能顯示的顏色越多，并不表示這種屏的顏色會比較鮮艷，但是看起來顏色層次會比較細致。較細致。 目前我公司的液晶電視產(chǎn)品，除目前我公司的液晶電視產(chǎn)品，除TLM1519(1)采用的是偽采用的是偽8bit的液晶屏外，其余均采的液晶屏外，其余均采用的是用的是8bit的液晶屏。的液晶屏。第12頁/共23頁第十三頁，共23頁。關于抖動(dudng

9、)算法的簡單介紹 24 位矩陣是指每個RGB 色彩以8 元表示，因為8 x 3 = 24。18 位色彩則是每個色彩以6 位表示。前者會顯示256 色，但6 位方式只會顯示64 色。具體而言，24 位的顯示器會識別248、249、250、251 與252 等色彩，而18 位則會識別248與252第一個問題：如何顯示250 色最簡單的方法是讓像素輪流顯示248與252 色。如果面板的速度很快，你只會看到一種色彩，就是介于這兩色的色彩，例如250。你必須使用(shyng)兩個動作才能顯正確的色彩。第二種方法是使用四個而不是一個像素(xin s)。此時，其中兩個像素(xin s)會顯示248 色，另外

10、兩個會顯示252 色。你只要一次動作便可以顯示正確色彩。第13頁/共23頁第十四頁，共23頁。第二個問題：如何顯示249 色第一個方法會顯示兩次248 色，并顯示一次252 色，因此需要(xyo)三個動作才能顯示249 色。在第二個方法中，第一個像素會顯示252 色，其余三個會顯示248 色，因此只需要一個動作(dngzu)便可顯示正確的色彩。這表示即使第一個方法(fngf)較慢，但它只需要用到一個像素。第二個使用四個像素的方法(fngf)則必須冒著遺失圖像細節(jié)的風險。由于廠商對上述這些方法(fngf)并沒有太大的信心，因此他們選擇使用較為復雜的方法(fngf)，例如使用不同像素來顯示色彩。第

11、14頁/共23頁第十五頁，共23頁。 他們也可能使用9 個、16 個或更多的像素，而不只是四個像素。隨著采用的方法不同，正確色彩的顯示可能非常快，你可能會感覺到輕微的閃爍，而且當圖連續(xù)顯示時（例如DVD 或游戲），圖像可能會呈現(xiàn)木紋狀。因此如果要兼顧顯示最佳色彩與達到最短的反應時間，我們很難找到可以評估液晶顯示器品質(zhì)的機器。第三個問題，為何一下子是1670 萬色，一下子是1620 萬色呢？ 很簡單，因為在6 位元色彩中，最大只能達到111111 的值。如果將此值轉換成8 位元色彩，便會產(chǎn)生11111100，因此不管使用哪一種(y zhn)dithering 方法，都無法存取下列這幾個值：111

12、11101、11111110 與11111111。在dithering 技術下，16 位實際上并不會顯示256 色。每個RGB 色只會顯示253 色，因此總共是253x253x253=1,619 萬色。四舍五入變成了1,620 萬色了。這也是我們能夠分辨18 位與24 位色彩的原因。只有后者才能號稱可顯示1,670 萬色。第15頁/共23頁第十六頁，共23頁。三、亮度(lingd) 亮度是指顯示器在白色畫面之下明亮的程度(chngd)，單位是cd/m2, 或是nit。 亮度是直接影響畫面品質(zhì)的重要因素，一個明亮的顯示器即使存在偏色等其它不利因素，還是有可能看起來畫面會比較漂亮。 目前市場上的液

13、晶顯示器一般亮度規(guī)格大約是250nits，筆記本電腦的液晶屏亮度大約是150nits，液晶電視的屏幕亮度通常在400nits以上，這是因為看電視時不像使用顯視器時距離那么近，并且觀看電視的環(huán)境會比較明亮。液晶顯示器是被動發(fā)光的，其之所以發(fā)光是因為它的背光模塊裝有燈管(類似熒光燈管），筆記本電腦的液晶顯示屏里面一般用一支，液晶顯示器里一般會有兩到六支，液晶電視里一般會有四支以上（如我公司的TLM1519/TLM1718/TLM2019 都是6支燈管）。液晶屏的壽命其實就是由燈管決定的，目前燈管壽命都在五萬小時以上，也就是使用五萬小時之后亮度會掉到原來的一半。第16頁/共23頁第十七頁，共23頁。

14、四、視角(shjio)視角的定義有三種-1. 對比 從斜的方向去看液晶顯示器，與正看時相比，白色部分會變暗，黑色部分會變亮，因此對比會下降，一般定義當對比下降到10 的時候的角度為該顯示器的視角，也就是定義大于此視角的時候黑白已經(jīng)不易分辨。一般液晶屏廠家與顯視器、液晶電視廠家對于視角的定義最常使用這一條。2. 灰階反轉 理論上顯示器從零灰階(黑色)到二五五灰階(白色)應該是灰階數(shù)越高則越亮，但是液晶顯示器在某個大角度的時候有可能看到低灰階反而比高灰階還亮，也就是看到類似黑白反轉的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱之為灰階反轉。定義不會產(chǎn)生灰階反轉現(xiàn)象的最大角度為視角，也就是超過這個角度就有可能看到灰階反轉。這個

15、定義和第一個定義的差別(chbi)在于用對比定義只考慮零灰階和二五五灰階，而灰階反轉是考慮所有的灰階。3. 色差 從不同角度去看液晶顯示器，會發(fā)現(xiàn)顏色會隨著角度而變化，比如說本來是白色畫面變得比較黃或比較藍，或是顏色變得比較淡等等。隨著角度變大，當顏色的變化已經(jīng)大到無法接受的臨界點時，定義該角度為視角。第17頁/共23頁第十八頁，共23頁。幾種廣視角(shjio)技術1. TN+film所謂TN+film 就是在原來的TN 型TFT-LCD 上貼上一種廣視角補償膜，原本大約左右視角100 度，上下視角60 度，可以增加到左右140度，上下120 度，但是TN+film還是沒有解決灰階反轉的問題

16、。2. MVAMVA 是富士通所開發(fā)出來的獨家專利技術，除富士通之外，臺灣尚有奇美電子與友達光電獲得授權生產(chǎn)，MVA 可以做到上下視角與左右視角都超過(chogu)160 度()，并且解決了大部分灰階反轉的問題，除非是從很特殊的方位并且很大的角度去看才有可能看到灰階反轉。3. IPSIPS 最早由日立所發(fā)展，另外IBM,、NEC、 東芝、LG等也擁有IPS 技術，臺灣的瀚宇彩晶也獲得了日立的授權生產(chǎn)，IPS 上下視角與左右視角號稱到170 度(但不是每個方位都有這樣的視角)，并解決大部分灰階反轉問題。有名的廣視角技術，另有Sharp 擁有獨家專利ASV，韓國的三星有一種MVA 的變形叫做PVA

17、 ，韓國的Hydis (原現(xiàn)代 的TFT-LCD 部門)則擁有IPS 的變形FFS 。第18頁/共23頁第十九頁，共23頁。五、響應(xingyng)時間 響應時間的定義就是在面板的同一點上面，從黑色變到白色所需時間加上從白色變到黑色所需時間。 LCD 有響應時間的問題是因為，LCD 是以液晶分子的旋轉角度來控制光線的亮暗程度，而液晶分子的旋轉時需要時間。 響應時間分為上升時間和下降時間，對TN 型液晶屏來說，驅動電壓從低電壓變成高電壓時畫面會從白色變成黑色(電壓上升)，因此白色變成黑色所需時間就是上升時間，而驅動電壓從高電壓變成低電壓時畫面會從黑色變成白色(電壓下降)，因此黑色變成白色就是下

18、降時間。MVA 和IPS 型液晶屏則剛好相反，黑變成白是上升時間，白變成黑是下降時間。響應時間的定義就是上升時間加下降時間。響應時間越快越好，響應時間如果不夠快，則在播放快速運動的畫面時就容易出現(xiàn)圖像模糊的顯象。目前液晶電視所使用的液晶屏的響應時間一般在16ms30ms之間，預計將來能將反應時間控制在10ms以下。 這里其實有一個誤區(qū)，黑白之間的響應時間與黑灰、藍綠、黃白之間的響應時間無關。例如，如果你從0伏特開始，對液晶分子增加1伏特電壓，以改變黑色和白色，當電壓達到最大值時，液晶便會竭盡所能地快速移動。 假設(jish)你想顯示黑白之間的灰色。你這時只需要加一半的電壓，此電壓值對液晶的刺激度較低，因此移動的速度也較慢。 色彩變化的每個階段都會產(chǎn)生與前一個階段不同的反應時間。 如果液晶屏上某一點的顏色從淡紫色（RGB中的184、128、201）變成亮綠色（RGB中的21、212、35），