液晶顯示屏的基本類(lèi)型和特性簡(jiǎn)要解析

　　目前企業(yè)的各個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)均有顯示功能需求，從監護產(chǎn)品的參數界面，到超聲、放射影像產(chǎn)品醫學(xué)圖像顯示，從血球產(chǎn)品的分析結果，到MRI上的控制操作界面，都有UI用戶(hù)界面顯示要求，所以顯示組件的使用范圍極其廣泛。早期的顯示使用冷陰極射線(xiàn)管CRT進(jìn)行成像，現在已逐漸被LCD液晶顯示技術(shù)所取代，液晶技術(shù)已成為最主要的一種顯示技術(shù)被廣泛應用。這里講LCD屏的一些基本知識進(jìn)行總結歸納。

　　液晶顯示屏的基本類(lèi)型和特性

　　液晶顯示屏的英文名稱(chēng)是LiquidCrystalDisplay(Device)，簡(jiǎn)稱(chēng)LCD。根據LCD所采用的材料構造，可把液晶分為T(mén)N、STN、TFT等三大類(lèi)，而據目前的技術(shù)原理又可以將它們再次分為T(mén)N、STN、FSTN、DSTN、TFT等諸多類(lèi)別：

　　LCD的特點(diǎn)是體積小、形狀薄、重量輕、耗能少(1～10微瓦/平方厘米)、低發(fā)熱、工作電壓低(1.5～6伏)、無(wú)污染，無(wú)輻射、無(wú)靜電感應，尤其是視域寬、顯示信息量大、無(wú)閃爍，并能直接與CMOS集成電路相匹配，同時(shí)還是真正的“平板”式顯示設備。這些特點(diǎn)正在使顯示領(lǐng)域從傳統CRT走向LCD。

　　在現在流行的應用領(lǐng)域中，LCD主要是無(wú)源矩陣顯示器中的雙掃描無(wú)源陣列彩顯DSTN-LCD(俗稱(chēng)偽彩顯)和有源矩陣顯示器中的薄膜晶體管有源陣列彩顯TFT-LCD(俗稱(chēng)真彩顯)。

　　液晶屏分類(lèi)

　　DSTN

　　DSTN(Dual-LayerSuperTwistNematic)是指雙掃描扭曲向列，意即通過(guò)雙掃描方式來(lái)掃描扭曲向列型液晶顯示屏，達到完成顯示的目的。DSTN顯示屏上每個(gè)像素點(diǎn)的亮度和對比度因不能獨立控制，顯示效果欠佳，但它結構簡(jiǎn)單，耗能較少，價(jià)格便宜。

　　DSTN-LCD并非真正的彩色顯示器，它只能顯示一定的顏色深度，與CRT的顏色顯示特性相距較遠，因而叫“偽彩顯"。其工作特點(diǎn)是：掃描屏幕被分為上下兩部分，CPU同時(shí)并行對這兩部分進(jìn)行刷新(雙掃描)，這樣的刷新頻率雖然要比單掃描(STN)重繪整個(gè)屏幕快一倍，但當元件的性能不佳時(shí)，難免因上下兩部分刷新不同步而在屏幕中央出現模糊水平線(xiàn)。不過(guò)，現在采用DSTN-LCD的機器因CPU和RAM速率高且性能穩定，這種不同步現象已經(jīng)極少見(jiàn)到。又因屏幕上的像素信息是由屏幕左右兩側的晶體管控制一整行像素來(lái)顯示，每個(gè)像素點(diǎn)不能自身發(fā)光，是無(wú)源像點(diǎn)，所以反應速度不快，屏幕刷新后會(huì )留下幻影，其對比度和亮度也低，圖像要比CRT顯示器暗得多。

　　由于DSTN-LCD的對比度和亮度較差，屏幕觀(guān)察范圍較小，色彩不豐富，特別是反應速度慢，不適于高速全動(dòng)圖像、視頻播放等應用，一般只用于文字、表格和靜態(tài)圖像處理。但因價(jià)格相對低廉，耗能較TFT-LCD少，結構簡(jiǎn)單，在一些對顯示效果要求不高的地方還較多應用。

　　TFT

　　TFT(ThinFilmTransistor)是指薄膜晶體管，意即每個(gè)液晶像素點(diǎn)都是由集成在像素點(diǎn)后面的薄膜晶體管來(lái)驅動(dòng)，從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信息。TFT-LCD是目前最好的LCD彩色顯示設備之一，其效果接近CRT顯示器，是現在筆記本電腦和臺式機上的主流顯示設備。

　　由于彩色顯示器中所需要的像素點(diǎn)數目是黑白顯示器的4倍，在彩色顯示器中像素大量增加，若仍然采用雙掃描形式，屏幕不能正常工作，必須采用有源驅動(dòng)方式代替無(wú)源掃描方式來(lái)激活像素。這樣就出現了將薄膜晶體管(TFT)、或薄膜二極管、或金屬-絕緣體-金屬(MIM)等非線(xiàn)性有源元件集成到顯示組件中的有源技術(shù)，用來(lái)驅動(dòng)每個(gè)像素點(diǎn)，使每個(gè)像素都能保持一定電壓，達到100%的占空化。無(wú)疑，這將增加設備的功耗。

　　TFT-LCD的每個(gè)像素點(diǎn)都是由集成在自身上的TFT來(lái)控制，是有源像素點(diǎn)。因此，不但速度可以極大提高，而且對比度和亮度也大大提高了，同時(shí)分辨率也達到了空前程度。所以，TFT-LCD的優(yōu)點(diǎn)主要是：屏幕反應速度快、對比度和亮度都高、屏幕觀(guān)察角度大、色彩豐富、分辨率高，在色彩顯示性能方面與CRT顯示器相當，凡CRT顯示器所能顯示的各種信息都能同樣顯示。在有源矩陣LCD中，除了TFT-LCD外，還有一種黑矩陣LCD，是當前的高品質(zhì)顯示技術(shù)產(chǎn)品。其原理是將有源矩陣技術(shù)與特殊鍍膜技術(shù)相結合，既可以充分利用LCD的有源顯示特點(diǎn)，又可以利用特殊鍍膜技術(shù)，在減少背景光泄漏、增加屏幕黑度、提高對比度的同時(shí)，可減小在日常工作中明亮環(huán)境下的眩光現象。

　　液晶顯示屏的性能參數

　　LCD的性能參數與CRT有較大區別，主要反映在真彩或偽彩、色度(色彩多少種或多少位)、分辨率、亮度、視角、對比度、接口等方面。

　　尺寸

　　LCD顯示屏的尺寸是指對角線(xiàn)的距離。LCD與CRT顯示器的尺寸衡量標準不一樣。CRT顯示器的標稱(chēng)尺寸與實(shí)際可視尺寸不一樣，15"的CRT顯示器實(shí)際可視面積只有14"左右，而17"CRT顯示器的可視面積也只有15"-16"左右。而液晶屏的標稱(chēng)尺寸與實(shí)際可視面積是一模一樣的，15"就是15"，17"就是17"，沒(méi)有一點(diǎn)水份。因此，15"液晶顯示器的實(shí)際尺寸已接近17"CRT顯示器的實(shí)際可視尺寸。常見(jiàn)的TFT屏尺寸有6.4"、8.4"、10.4"、12.1"、13.3"、14.1"、15.1"等。

　　色彩和色度

　　LCD的色度層次比較豐富，但DSTN-LCD與TFT-LCD有較大差別。TFT-LCD一般有16位64K種色彩和24位16M種色彩，由于亮度和對比度高，彩色十分鮮艷。而DSTN-LCD只有256K種色彩，不但亮度和對比度較差，彩色也不夠艷麗明亮。

　　分辨率

　　LCD的分辨率與CRT顯示器不同，一般不能任意調整，它是制造商所設置和規定的。分辨率是指屏幕上每行有多少像素點(diǎn)、每列有多少像素點(diǎn)，一般用矩陣行列式來(lái)表示，其中每個(gè)像素點(diǎn)都能被計算機單獨訪(fǎng)問(wèn)。

　　亮度

　　液晶屏的畫(huà)面是否鮮明亮麗與其亮度值有很大關(guān)系。早期的液晶屏給人感覺(jué)屏幕發(fā)暗，就是因為亮度不夠高。不過(guò)現在的液晶屏亮度已大為提高，200尼特(亮度單位為cd/m2或叫Nit尼特)以上的產(chǎn)品已經(jīng)可以滿(mǎn)足大多數環(huán)境下的使用要求。不過(guò)要注意的是，不要輕信廠(chǎng)家的標稱(chēng)亮度值，因為一些質(zhì)量稍次的產(chǎn)品會(huì )存在亮度不均勻的現象，即屏幕四周的亮度值比中心部分的亮度值要低，至于亮度是否均勻，就要靠大家在購買(mǎi)時(shí)仔細觀(guān)察了。

　　大部分TN、STN(DSTN)液晶的亮度不超過(guò)100尼特，但是目前比較常用的5~6"的偽彩色STN屏的亮度都在130尼特左右，而TFT屏的亮度則一般都在150尼特以上。

　　對比度

　　液晶屏的對比度可以反應出顯示屏是否能表現層次豐富的色階。對比度越高，顯示屏所表現出來(lái)的色彩越鮮明、層次感越豐富。對比度在120:1以上的顯示屏，色彩表現力已經(jīng)可以接受，而對畫(huà)質(zhì)要求高的用戶(hù)，可選擇對比度在300:1以上的產(chǎn)品。要提醒大家注意的一點(diǎn)是，亮度與對比度不能簡(jiǎn)單理解為越高越好，在實(shí)際使用中，只有當亮度和對比度調節搭配恰到好處，才能確保圖像和色彩的真實(shí)還原。

　　可視角度

　　可視角度是液晶屏的特有參數。之所以會(huì )存在可視角度，是因為受其成像機制影響，液晶屏只有從正前方觀(guān)看時(shí)，才能獲得最佳的視角效果，而從其它角度觀(guān)看時(shí)，亮度與色彩都會(huì )出現失真、發(fā)暗。一般而言，LCD的可視角度都是左右對稱(chēng)的，但上下可就不一定了。而且，常常是上下角度小于左右角度。當然了，可視角是愈大愈好。然而，大家必須要了解的是可視角的定義。當我們說(shuō)可視角是左右80度時(shí)，表示站在始于屏幕法線(xiàn)80度的位置時(shí)仍可清晰看見(jiàn)屏幕圖像，但每個(gè)人的視力不同。因此，我們以對比度為準。在最大可視角時(shí)所量到的對比愈大愈好。一般而言，業(yè)界有CR>10及CR>5兩種標準。DSTN-LCD一般只有60度，TFT-LCD最高可達160度。

　　響應時(shí)間

　　我們用液晶顯示器觀(guān)看調整移動(dòng)的畫(huà)面時(shí)，經(jīng)常會(huì )看到拖尾或稱(chēng)為"鬼影"的現象，這就是因此液晶屏的響應速度不夠快，像素點(diǎn)對輸入信號的反應速度跟不上，從而使觀(guān)看者看到有殘留影像。液晶屏的響應時(shí)間以ms(毫秒)為單位，對于大多數應用，50ms-100ms的產(chǎn)品都能勝任。但如果你經(jīng)常用于觀(guān)看視頻文件或玩游戲，則要求響應速度越快越好，目前一些液晶屏的響應速度已經(jīng)可以做到30ms甚至更高，基本上不會(huì )存在殘影現象了。

　　刷新頻率

　　刷新頻率對于LCD顯示器的重要性也低于CRT。由于肉眼能夠察覺(jué)CRT的刷新頻率高低，因此刷新頻率至少要65或70Hz，畫(huà)面看起來(lái)才不太會(huì )閃爍。如果能夠調整到85Hz以上，就看不出有閃爍的現象了。至于LCD顯示器，由于像素的亮滅狀態(tài)只有在畫(huà)面內容改變時(shí)才會(huì )有所變化，所以即使掃描頻率很低，畫(huà)面也根本沒(méi)有所謂的"閃爍"問(wèn)題。

　　接口

　　目前液晶顯示屏的接口主要分數字接口和模擬接口兩種。數字接口又分3.3VTTLRGB、5VTTLRGB和LVDS等，根據顏色種類(lèi)又可以分18位數字接口和24位數字接口。模擬接口分為模擬RGB信號輸入和NTSC/PAL制式的視頻信號輸入。

　　背光

　　說(shuō)到背光問(wèn)題，需要從另一個(gè)角度將液晶分類(lèi)，即透射式、反射式、半反半透式液晶三類(lèi)，因為液晶為被動(dòng)發(fā)光型顯示器，所以必須有外界光源，液晶才會(huì )有顯示，透射式液晶必須加上背景光，反射式液晶需要較強的環(huán)境光線(xiàn)，半反半透式液晶要求環(huán)境光線(xiàn)較強或加背光。字符類(lèi)液晶：帶背光的一般為L(cháng)ED背光，以黃顏色(紅、綠色調)為主，一般為+5V驅動(dòng)。單色STN中小點(diǎn)陣液晶：多用LED或EL背光，EL背光以黃綠色(紅、綠、白色調)常見(jiàn);一般用400～800Hz、70～100V的交流驅動(dòng)，常用驅動(dòng)需要約1W的功率。中大點(diǎn)陣STN液晶和TFT類(lèi)液晶：多為冷陰極熒光燈管(CCFL/CCFT)，背光顏色為白色(紅、綠、藍色調)，一般用25k～100kHz、300V以上的交流驅動(dòng)。

　　壞點(diǎn)

　　我們在上面提到的一些性能指標都是可以從廠(chǎng)商所提供的資料中找到，但"壞點(diǎn)"則要靠用戶(hù)自己的觀(guān)察發(fā)現了。所謂"壞點(diǎn)"，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是指液晶顯示屏上某個(gè)持續發(fā)光或不發(fā)光的像素點(diǎn)。由于這些壞點(diǎn)都是永久性的，因此在選購時(shí)必須看清了，觀(guān)察的方法是將屏幕調為純白及純黑，仔細看看上面有沒(méi)有黑點(diǎn)和亮點(diǎn)。一般而言，三個(gè)以下的壞點(diǎn)都可視為合格產(chǎn)品，但可以的話(huà)，我們當然選擇那些完全沒(méi)有壞點(diǎn)的，也就是所謂的AA級產(chǎn)品。