LCD显示应用的基本原理 简介：LCD的基本原理 实质运用上，有三种液晶技术用在LCD显示器。我们会在接下的篇幅描述TN + film（TN+视角扩大膜）、IPS（也称超级显示器）、MVA（Multi-Domain Vertical Alignment，画素分割垂直配向）。12864http://max.book118.com                                        lcmhttp://www.dtf-tech.com 
LCD显示应用的基本原理LCD显示器。我们会在接下的篇幅描述TN + film（TN+视角扩大膜）、IPS（也称超级显示器）、MVA（Multi-Domain Vertical Alignment，画素分割垂直配向）。不论哪种技术被采用，所有LCD显示器都遵循相同的基本原则。 
     一或更多根霓虹管构成所谓的背光，照亮了显示画面。在较便宜的机种上灯管数目可能会仅限一根，但你可以在较昂贵机种上发现最多有四根。有两根（或更多）霓虹灯管丝毫不影响图像的品质。相反的，第二根灯管是当作第一根灯管一旦损害时的备援。实际上，这样颇能延长显示器的工作寿命，因为一根霓虹灯馆通常只能延续50,000小时，但电子设备却要持续通电个100,000到150,000小时。 
为了保证有均匀的显示画面，光线会在达到玻璃基板之前经过一组反射系统来重新导向。尽管第一眼瞥见时好像不是那么一回事，但玻璃基板却因为要这么做变的异常复杂。事实上，有两块玻璃面板，在子像素的两边各一块，都被红、绿或蓝色滤光片给覆盖着。在一台15吋显示器中，加起来有1,028 x 768 x 3= 2,359,296个子像素。每个RBG三元素被一个可以产生个别的电压的晶体管所控制。这样的电压，可变化的幅度很大，会造成每个子像素里的液晶向特定角度移动。该角度决定了通过子像素光线的多寡，接着，成像在玻璃面板上。液晶实际的作用是让光线转向而能够在击中显示画面之前通过一个偏向的滤光片。如果液晶与滤光片以同样的方向排列，则光线会通过。另一方面，当液晶与滤光片呈垂直时，玻璃面板会变的黑暗无光。 
液晶，中继站 
基本上，液晶是同时具有固态和液态两种物理特性的物质。其中一个很炫的特色是（也是作用在LCD显示器上的特色）它会依据所施加的电压来改变位置。 
现在，还是让我们更仔细地的观察它们－－你了解它们越多就会越有趣。如同科学世界中的共同现象，液晶是偶然间被发现的。 
1888年，Friedrich Reinitzer，奥地利植物学家，正在研究胆固醇在植物扮演的角色。其中一个实验是将提炼物加热。他发现提炼结晶会在145.5度变成混浊液态然后在178.5度时成为真正液态。他将他的发现与Otto Lehmann分享，他是位德国科学家，他发现了该种液体具有某些水晶的特性，特别是暴露在光线下时的变化。所以由Otto Lehmann命名：「液晶」。 
上图是具液晶特性的分子，methoxybenzilidene butylanaline 
液晶特写 
TN + Film（Twisted Nematic + Film，超扭转向列型+视角扩大膜） 
图1：在TN + film面板中，液晶被配置成与滤光片成直角。这个名字中的「film（薄膜）」来自于为了增加视角而附加在面板的一层膜。 
TN + film是最容易应用的技术。Twisted Nematic技术已经行之有年了－－你会发现它使用在大部分过去几年出售的的TFT（主动式电晶薄膜晶体管）面板上。为了改进面板的易读性，设计者加入了薄膜层－－然后观看角度从90度提升到150度。这层薄膜或许相当有效，但遗憾的是它对于对比程度或响应时间没有任何影响，两者依旧不足。 
所以，在理论上，TN + film屏幕是非常低阶的解决方案。这个制作程序视为先前TN设计的改良。目前，没有一种解决方案比TN + film更便宜。 
这里说明它是如何运作：如果晶体管对子像素施加零伏特电压，液晶（以及它们控制通过的偏光）在两块基板中水平旋转90度。因为第二块基板的偏向滤片相对于第一块偏移了90度，所以光线可以通过它。如果红、绿、蓝的子像素可以充分被照亮，他们将会混合而在画面上产生一个白点。 
如果施加电压，在我们的状况中是一个垂直电场，将会摧毁液晶的螺旋结构。这些分子会试着将他们自己排列成与电场相同的方向。在我们的例子里，那样表示它们最后会与第二块滤片垂直。在这个状态下，偏向入射光线会通不过整个子像素（ON状态）。白点变成了黑点。 
配备TN屏幕有某些缺点。 
首先，设计者不断努力挣扎着在电压最高时将液晶与偏向滤片完美的保持垂直。这可以解释为何老式屏幕几乎无法完全呈现黑色。 
第二点，如果晶体管失败了，它将无法施加任何电压到三个子像素上。这很合理，当考虑到我们刚刚讨论的部分。所以零电压表示画面上会出现一个白点。这样解释了为何当LCD像素「死亡」之后仍然会闪亮可见了。 
对15吋显示器来说，只有另一种技术可以与TN + film匹敌－－MVA（之后说明）。这技术比TN + film昂贵，在理论上被认为所有领域都会有较佳的表现。然而，这并不完全正确，因为TN + film在某些领域表现的还是比MVA优秀。
IPS（In-Plane Switching，横向电场效应或是超级TFT） 
图2：当施加电压时，分子排列与基底物质呈平行。 
IIPS，或是「横向电场效应」技术由Hitachi（日立）和NEC所发展。这是早期打算消除TN + film所造成严重问题其中之一的技术。但实情是，尽管观看视角增加到170度，其它属性还是在原地踏步。这些屏幕的响应时间从50到60毫秒，而实际显示色彩仍然差强人意。 
如果没有电压施加到IPS系统，液晶就完全不会旋转。第二层滤片永远与第一片保持垂直，而让光线可以穿过。画面显示出深浓、完美的黑色。这是另一个显示画面要比TN对手为佳的领域－－如果晶体管烧掉了，「死亡」像素不会是一个锐利、让人分心的白点，而是一个细微黑点。 
当子像素通上电压，两个电极产生电场造成液晶旋转到与静止时垂直的位置。然后它们将会与偏向滤片并排而光线可以通过。 
这个系统的问题是实际用两个电极来产生电场会吃掉一大堆电力，更糟的是，必须等一会才会有作用。这说明了IPS显示器一般，如果不是经常的话，比TN屏幕反应更慢。 
然而，从另一个角度看，IPS将液晶与滤片完美的排列使得观看角度有了实实在在的改善。 
MVA（多区域垂直配向） 
有些制造商会选择使用MVA，一种由Fujitsu（富士）开发的技术。据他们表示，MVA提供了几乎所有领域最佳的折衷方案。水平和垂直观看角度都有160度；响应时间只有IPS和老一代TN屏幕所达成的一半（25毫秒）；色彩显示更为精准。所以如果MVA技术提供这么多优点，为什么不是所有LCD显示器都使用MVA技术？很简单－－理论无法在现实中达到承诺。但当开始测试以MVA技术为基础的显示器时我们会学到更多有关它的事情。 
该技术是从它的前代技术，VA（垂直配向）衍生而来，由Fujits
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