雖然產(chǎn)品購造和顯示原理都不盡相同,液晶顯示器(LCD) 和傳統(tǒng)顯示器(CRT)的共同目的都是達(dá)到優(yōu)良的顯示效果,現(xiàn)在我們對(duì)CRT和TFT液晶顯示器作一比較。
結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品體積:傳統(tǒng)的CRT型顯示器必須通過電子槍發(fā)射電子束到屏幕,因而顯像管的管就不能太短,當(dāng)屏幕增大時(shí)也必須加大體積,TFT則通過顯示屏上的電子板來改變分子狀態(tài),以達(dá)到顯示目的,即使屏幕加大,它只需將水平面積增大即可,而體積卻不會(huì)有很大增加,而且要比CRT顯示器輕很多,同時(shí)TFT由于功耗只用于電板和驅(qū)動(dòng)IC上,因而耗電量較小。
輻射和電磁干擾:傳統(tǒng)的顯示器由于采用電子槍發(fā)射電子束打到屏幕產(chǎn)生輻射源。雖然現(xiàn)在有一些先進(jìn)的技術(shù)可將輻射降到最小,但仍然不能完全根除。TFT液晶顯示器則不必?fù)?dān)心這一點(diǎn)。至于電磁波的干擾,TFT液晶顯示器只有來自驅(qū)動(dòng)電路的少量電磁波,只要將外殼嚴(yán)格密封就可使電磁波不外泄,而CRT顯示器為了散熱不得不在機(jī)體上打出散熱孔,所以必定會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。
屏幕平坦度和分辨率:TFT液晶一開始就采用純平面的玻璃板,所以平坦度要比大多數(shù)CRT顯示器好得多,當(dāng)然現(xiàn)在有了純平面的CRT彩顯。在分辨率上,TFT卻遠(yuǎn)不如CRT顯示器,雖然從理論上講它可提供更高的分辨率,但事實(shí)卻不是這樣。
顯示效果:傳統(tǒng)CRT顯示器是通過電子槍打擊熒光粉因而顯示的亮度比液晶的透光式顯示要好得多,在可視角度上CRT也要比TFT好一些,在顯示反映速度上,CRT與TFT相差無幾。
液晶顯示器原理(一)液晶的物理特性 液晶的物理特性是:當(dāng)通電時(shí)導(dǎo)通,排列變的有秩序,使光線容易通過;不通電時(shí)排列混亂,阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術(shù)上簡單地說,液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材,稱為Substrates,中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過這層液晶時(shí),液晶本身會(huì)排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀,因而阻隔或使光束順利通過。大多數(shù)液晶都屬于有機(jī)復(fù)合物,由長棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下,這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入一個(gè)經(jīng)精良加工的開槽平面,液晶分子會(huì)順著槽排列,所以假如那些槽非常平行,則各分子也是完全平行的。(二)單色液晶顯示器的原理 LCD技術(shù)是把液晶灌入兩個(gè)列有細(xì)槽的平面之間。這兩個(gè)平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是說,若一個(gè)平面上的分子南北向排列,則另一平面上的分子?xùn)|西向排列,而位于兩個(gè)平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播,所以光線經(jīng)過液晶時(shí)也被扭轉(zhuǎn)90度。但當(dāng)液晶上加一個(gè)電壓時(shí),分子便會(huì)重新垂直排列,使光線能直射出去,而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。
LCD是依賴極化濾光器(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機(jī)發(fā)散的。極化濾光器實(shí)際是一系列越來越細(xì)的平行線。這些線形成一張網(wǎng),阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第一個(gè)垂直,所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個(gè)濾光器的線完全平行,或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個(gè)極化濾光器相匹配,光線才得以穿透。
LCD正是由這樣兩個(gè)相互垂直的極化濾光器構(gòu)成,所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是,由于兩個(gè)濾光器之間充滿了扭曲液晶,所以在光線穿出第一個(gè)濾光器后,會(huì)被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度,最后從第二個(gè)濾光器中穿出。另一方面,若為液晶加一個(gè)電壓,分子又會(huì)重新排列并完全平行,使光線不再扭轉(zhuǎn),所以正好被第二個(gè)濾光器擋住??傊?,加電將光線阻斷,不加電則使光線射出。
然而,可以改變LCD中的液晶排列,使光線在加電時(shí)射出,而不加電時(shí)被阻斷。但由于計(jì)算機(jī)屏幕幾乎總是亮著的,所以只有“加電將光線阻斷”的方案才能達(dá)到最省電的目的。
從液晶顯示器的結(jié)構(gòu)來看,無論是筆記本電腦還是桌面系統(tǒng),采用的LCD顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成,厚約1mm,其間由包含有液晶(LC)材料的5μm均勻間隔隔開。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光,所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管,而在液晶顯示屏背面有一塊背光板(或稱勻光板)和反光膜,背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線,其作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進(jìn)入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中,一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極,電極分為行和列,在行與列的交叉點(diǎn)上,通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài),液晶材料的作用類似于一個(gè)個(gè)小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動(dòng)電路部分。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場時(shí),液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲,從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射,然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。(三)彩色LCD顯示器的工作原理 對(duì)于筆記本電腦或者桌面型的LCD顯示器需要采用的更加復(fù)雜的彩色顯示器而言,還要具備專門處理彩色顯示的色彩過濾層。通常,在彩色LCD面板中,每一個(gè)像素都是由三個(gè)液晶單元格構(gòu)成,其中每一個(gè)單元格前面都分別有紅色,綠色,或藍(lán)色的過濾器。這樣,通過不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。
LCD克服了CRT體積龐大、耗電和閃爍的缺點(diǎn),但也同時(shí)帶來了造價(jià)過高、視角不廣以及彩色顯示不理想等問題。CRT顯示可選擇一系列分辨率,而且能按屏幕要求加以調(diào)整,但LCD屏只含有固定數(shù)量的液晶單元,只能在全屏幕使用一種分辨率顯示(每個(gè)單元就是一個(gè)像素)。
液晶顯示器電路圖CRT通常有三個(gè)電子槍,射出的電子流必須精確聚集,否則就得不到清晰的圖像顯示。但LCD不存在聚焦問題,因?yàn)槊總€(gè)液晶單元都是單獨(dú)開關(guān)的。這正是同樣一幅圖在LCD屏幕上為什么如此清晰的原因。LCD也不必關(guān)心刷新頻率和閃爍,液晶單元要么開,要么關(guān),所以在40~60Hz這樣的低刷新頻率下顯示的圖像不會(huì)比75Hz下顯示的圖像更閃爍。不過,LCD屏的液晶單元會(huì)很容易出現(xiàn)瑕疵。對(duì)1024×768的屏幕來說,每個(gè)像素都由三個(gè)單元構(gòu)成,分別負(fù)責(zé)紅、綠和藍(lán)色的顯示一所以總共約需240萬個(gè)單元(1024×768×3=2359296)。很難保證所有這些單元都完好無損。最有可能的是,其中一部分已經(jīng)短路(出現(xiàn)“亮點(diǎn)”),或者斷路(出現(xiàn)“黑點(diǎn)”)。所以說,并不是如此高昂的顯示產(chǎn)品并不會(huì)出現(xiàn)瑕疵。
LCD顯示屏包含了在CRT技術(shù)中未曾用到的一些東西。為屏幕提供光源的是盤繞在其背后的熒光管。有些時(shí)候,會(huì)發(fā)現(xiàn)屏幕的某一部分出現(xiàn)異常亮的線條。也可能出現(xiàn)一些不雅的條紋,一幅特殊的淺色或深色圖像會(huì)對(duì)相鄰的顯示區(qū)域造成影響。此外,一些相當(dāng)精密的圖案(比如經(jīng)抖動(dòng)處理的圖像)可能在液晶顯示屏上出現(xiàn)難看的波紋或者干擾紋。
現(xiàn)在,幾乎所有的應(yīng)用于筆記本或桌面系統(tǒng)的LCD都使用薄膜晶體管(TFT)激活液晶層中的單元格。TFT LCD技術(shù)能夠顯示更加清晰,明亮的圖像。早期的LCD由于是非主動(dòng)發(fā)光器件,速度低,效率差,對(duì)比度小,雖然能夠顯示清晰的文字,但是在快速顯示圖像時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生陰影,影響視頻的顯示效果,因此,如今只被應(yīng)用于需要黑白顯示的掌上電腦,呼機(jī)或手機(jī)中。
隨著技術(shù)的日新月異,LCD技術(shù)也在不斷發(fā)展進(jìn)步。近些年各大LCD顯示器生產(chǎn)商紛紛加大對(duì)LCD的研發(fā)費(fèi)用,力求突破LCD的技術(shù)瓶頸,進(jìn)一步加快LCD顯示器的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程、降低生產(chǎn)成本。如今,LCD顯示器已經(jīng)基本普及,價(jià)格對(duì)于普通消費(fèi)者來說也可以接受,即便如三星、華碩、LG等廠商生產(chǎn)的科技含量較高的中高端LCD顯示器的價(jià)格也并非"高不可攀"。LCD技術(shù)的飛速發(fā)展,諸多弊端取得了長足的進(jìn)步,LCD顯示器已經(jīng)逐漸開始取代CRT成為人們?nèi)粘I钪凶钪饕娘@示設(shè)備。
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