显示器种类 (2)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,显示器种类简介,朱忠洲,2014.8.15,目录,一，显示器种类,二，LCD,三，OLED,四，简介IPS,AMOLED,SLCD,五，名词解释LIPS,ASV，Retina，CBD，,一.显示器种类,目前显示器主要分为：LCD,OLED,等离子显示,（已经退出市场）。,LCD,:是技术最成熟的，主要包括TN,STN,TFT,SLCD,IPS.,OLED,:以三星技术最好，主要应用于三星 galaxy系列手机和note系列的魔幻屏（AMOLED衍生版）,等离子电视,：以松下最好，已经退出市场，目前三星和LG部分在做(本文不做介绍),二.LCD,TN,型,LCD,：,Twisted Neumatic,扭曲向列型布列,LCD,。,STN,型,LCD,：,Super Twisted Neumatic,超扭曲向列型布列,LCD,，即通常所说的单色,LCD,。,DSTN,型,LCD,：,Dual Super Twisted Neumaic,双超扭曲向列型布列,LCD,（即通常所说的微彩,LCD,）,FSTN,型,LCD,：,FSTN,是指,Film Super Twisted Nematic,簿层超扭曲向列型布列,LCD,CSTN,型,LCD,：,colors Super Twisted Nematic,彩色超扭曲向列型布列,LCD,。,对,LCD,的分类，有各种分类方法。通常可按照其显示方式分为段式、点字符式、点阵式等。,TFT,型,LCD,：,Thin Film Transistor,簿片式晶体管,LCD,（即通常所说的真彩,LCD,），意即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。,1.TN,扭曲向列液晶显示器件（,TN-LCD,）（,1971,年,1984,年）,TN型液晶显示原理：,如下图利用液晶配向板来控制液晶的扭区，扭曲90度，使光的方向发生改变。,TN分两种:,所謂的,NW(Normally white),，是指不對液晶面板施加 電壓時所看到的面板是透光的畫面，也就是亮的畫面，所以才叫做,Normally White,。,反之，當不對液晶面板施加電壓時，如果面板無法透光而看起來是黑色的，就稱之為,NB(Normally black),對,TN,型的,LCD,而言，位於上下玻璃的配向膜都是互相垂直 的，而,NB,與,NW,的差別只在於偏光板的相對位置不同而已。對,NB,來說，其上下偏光板的極性是互相平行，所以當,NB,不施加電壓時，光線會因為液晶將之旋轉,90,度的極性而無法透光。為什麼會有,NW,與,NB,這兩種不同的偏光板配置呢？主要是為了不同的應用環境。,2.STN,超扭曲向列液晶显示器件（,STN-LCD,）（,1985,1990,年）,从右图可以看出STN与TN之间的差别，,顾名思义，“超扭曲”即扭曲角大于,90,。,分子的扭曲角增加到,180270,时，就可大大提高电光特性的响应速度。,STN的发展,80,年代初，人们经过理论分析和实验发现，只要将分子的扭曲角增加到,180270,时，就可大大提高电光特性的响应速度。,随着扭曲角的增大，曲线的斜率增加，当扭角达到,270,时，斜率达到无究大。,曲线斜率的提高可以允许多路驱动，且可获得敏锐的锐度和宽的视角。,第三代液晶显示器件。顾名思义，“超扭曲”即扭曲角大于,90,。,STN技术原理,原理基本相同，所不同的是STN可以显示彩色，彩色原理如下；,单纯的,TN,液晶显示器本身只有明暗两种情形（或称黑白），并没有办法做到色彩的变化。而,STN,液晶显示器,牵涉液晶材料,的关系，以及,光线的干涉现象,，因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色,STN,液晶显示器加上一,彩色滤光片,（,color filter,），并将单色显示矩阵之任一像素（,pixel,）分成三个子像素（,sub-pixel,），分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的色彩。,STN,与,TN,显示原理差别,：,1.产品结构上基本相同，只不过盒中液晶分子排列不是沿面,90,度扭曲排列，而是,180,度,-360,度扭曲排列。,2.,STN,的另一个不同是上下偏振片的偏振方向不同。,目前，几乎所有的点阵图形和大部分点阵字符液晶显示器件均采用,STN,模式,STN,是液晶显示器件的高技术产品，由于是光干涉型的器件，其材料的选用、生产工艺的选择均十分严格。因此,STN,成本要比,TN,的成本高得多。由于其大容量显示的大量外引线，使其安装工艺、方法等都与一般液晶显示器件不同。目前,STN,液晶显示器件都是以表面装配,(SMD),工艺或,(,载带封装,)TCP,、,(,卷带自动结合,)TAB,工艺将,IC,、阻容外围元件与液晶显示器件装在一起的模块形式出现在用户面前。,3 通过TFT了解液晶显示的原理和发展,TFT LCD,：,（,Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,）,薄膜晶体管液晶显示器,TFT,的主要特点：,是,每个独立的像素都配有一个薄膜晶体管,，就好像为每个像素配置一个半导体开关器件。从而可以对每一个像素通过点脉冲直接控制，由于每个像素都可以。因而每个节点都相对独立，并可以进行连续控制。这样的设计方法不仅提高了显示屏的反应速度，响应时间大大提高到,80,毫秒左右。同时也可以精确控制显示灰度，所以,TFT,液晶的色彩更真。,TFT,液晶显示屏的特点是亮度好、层次感强、还原度高，但也存在着比较耗电的不足。,TFT LCD工作原理,:,需要,电压控制来产生灰阶,，而,利用薄膜晶体管来产生电压,，以控制液晶转向的显示器。,TFT 液晶面板，由表及里分别,是：,偏光板、玻璃基板、彩色滤光片、沉积在玻璃基板上的 FET 晶体管（薄膜晶体管）电极、液晶、同样沉积在玻璃质基板上的共通电极、底层偏光板、背光板（导光）以及背光源组成。光由底层透射进来，经过液晶的和偏光板的共同控制，借助滤光板产生色彩斑斓的图像。,通过以上图对TFT做详细讲解,在每一个像素内形成两个电容,：,从上面的切面结构图来看,在上下两层玻璃间,夹着液晶,从而形成了平行板电容器,我们称之CLC(capacitor of liquid crystal)。它的大小约为 0.1pF,，,储存 电容 CS(storage capacitor 大 约为0.5pF),让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时候.,用储存电容的原因：,在,实际应用,中,CLC,电容并无法将电压保持到下一次再更新画面数据的时候,，,也就是说当 TFT 对这个电容充 好电时,它并无法将电压保持住,直到下一次 TFT 再对此点充电的时候。(以一般 60Hz 的画 面更新频率,需要保持约 16ms 的时间。)这样一来,电压有了变化,所显示的灰阶就会不 正确。因此一般 在 面板的 设计上,会再加一个,CS,TFT作用：,长在玻璃上的 TFT 本身,只是一个使用晶体管制作的开关。它主要的工作是决定 LCD source driver 上的电压是不是要充到这个点来。至于这个点要充到多高的电压,以便显示出怎样的灰阶，都是由外面的 LCD source driver 来决定的。,一，关键词介绍,偏光板(polarizer),所以如果我们拿起一片偏光板对着光源看，会感觉像 是戴了太阳眼镜一般，光线变得较暗。但是如果把两片偏光板迭在一起，那就不一样了。当 您旋转两片的偏光板的相对角度，会发现随着相对角度的不同，光线的亮度会越来越暗。当 两片偏光板的栅栏角度互相垂直时，光线就完全无法通过了。而液晶显示器就是利用这个特 性来完成的，利用上下两片栅栏互相垂直的偏光板之间，充满液晶,再利用电场控制液晶转 动，来改变光的行进方向，如此一来，不同的电场大小,就会形成不同灰阶亮度了。,偏光板的作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的分量，只准许与栅栏平行的分量通过。,彩色滤光片(color filter,CF),我们把 RGB 三种颜色，分成独立 的三个点，各自拥有不同的灰阶变化，然后把邻近的三个 RGB 显示的点，当作一个显示的基本单位，也就是 pixel,（像素）,。那这一个 pixel，就可以拥有不同的色彩变化了,。然后对于一个需 要分辨率为 1024*768 的显示画面，我们只要让这个平面显示器的组成有 1024*768 个 pixel，便可以正确的显示这一个画面。在图中,每一个 RGB 的点之间的黑色部分，就叫做 Black matrix。它主要是用来遮住不打算透光的部分。比如像是一些 ITO 的走线，或是 Cr/Al 的走 线，或者是 TFT 的部分。因此，我们在图中看到每一个 RGB 的亮点并不是矩形，在其左上角 也有一块被,black matrix,遮住的部分，这一块黑色缺角的部份就是 TFT 的所在位置。,Black Matrix,目的,:,遮蔽漏光區域,，,以免看到漏光導致對比下降,Black Matrix,材料,:Cr,CrO,2,resin,如果你拿着放大镜去观察液晶面板的话，你会发现如,上,图中所显示的样子。我们知 道红色、蓝色以及绿色是所谓的三原色。也就是说利用这三种颜色，便可以混合出各种不同 的颜色。很多平面显示器就是利用这个原理来显示出色彩。,背光板(back light,BL),我们在上面的 TFT LCD 的切面结构图中可以看到,组成背光板的主要零件有,灯管(冷阴极管,，LED,),反射板,导光板,prism sheet,（棱镜片）,扩散板,等等.,灯管,（,是主要的发光零件,）,-,藉由,反,光板,将光线分布到各处.,-,而,导,射板则将光线限制住都只往 TFT LCD 的方向前进.,-,最 后藉由 prism sheet 及扩散板的帮忙,将光线均匀的分布到各个区域去,提供给 TFT LCD 一个明亮的光源.而 TFT LCD 则藉由电压控制液晶的转动,控制通过光线的亮度,藉以形成 不同的灰阶.,框胶(Sealant)及,垫片,spacer,其中框胶的用途,就是要让液晶面板中的上下两层玻璃,能够紧密黏住,并且提供面板中的液晶分子与外界 的阻隔,所以框胶正如其名,是围绕于面板四周,将液晶分子框限于面板之内.,而 spacer 主 要是提供上下两层玻璃的支撑,它必须均匀的分布在玻璃基板上,不然一但分布不均造成 部分 spacer 聚集在一起,反而会阻碍光线通过,也无 法维持上 下两片玻璃的适当 间隙(gap),会成电场分布不均的现象,进而影响液晶的灰阶表现。,开口率(Aperture ratio),液晶显示器中有一个很重要的规格就是亮度，而决定亮度最重要的因素就是开口率。开口率是什么呢?简单的来说就是光线能透过的有效区域比例。下图的左边是一个液晶显示 器从正上方或是正下方看过去的结构图。当光线经由背光板发射出来时，并不是所有的光线,都能穿过面板，比如给 LCD source 驱动芯片及 gate 驱动芯片用的信号走线，以及 TFT 本身，还有储存电压用的储存电容等等。这些地方除了不完全透光外,也由于经过这些地方的光线 并不受到电压的控制，而无法显示正确的灰阶，所以都需利用 black matrix 加以遮蔽，以 免干扰到其它透光区域的正确亮度。所以有效的透光区域，就只剩下如下图右边所显示的 区域而已。这一块有效的透光区域，与全部面积的比例就称之为开口率。,当光线从背光板发射出来,会依序穿过偏光板,玻璃,液晶,彩色滤光片等等.假设,各个零件的穿透率如以下所示：偏光板 50%(因为其只准许单方向的极化光波通过)、玻璃,95%(需要计算上下两片)、液晶 95%、开口率 50%(有效透光区域只有一半)、彩色滤光片 27%(假 设材质本身的穿透率为 80%，但由于滤光片本身涂有色彩，只能容许该色彩的光波通过。以 RGB