漫谈液晶显示技术

液晶显示器在许多网吧中还是放在展示区中的高档产品，其轻薄小巧，节能低辐射、完全平面，无闪烁、无失真、重量轻、体积小，可视面积大、节省空间等诸多特性受到了很多用户的喜爱。不过您在使用液晶显示器的时候是否对其有所了解？下面我们将为您介绍一些关于液晶显示技术的相关知识。

十九世纪末期，奥地利植物学家莱尼兹发现了液态的晶体，并发现液态晶体分子排列顺序在电场的作用下会发生变化，从而影响它的光学性质。人们把这种现象称为光电效应，利用液晶的光电效应，英国科学家于二十世纪60年代制造出世界上第一块液晶板（Liquid Crystal Display即LCD）。1968年美国RCA公司推出了世界上的第一台液晶显示器。

液晶显示器的特点

液晶显示器的关键部件是液晶板，其成本占液晶显示器总成本的70%。目前在液晶板产品中，半导体薄膜晶体管液晶板（TFT-LCD）是最为常用的品种，是目前液晶显示器的核心部件。从TFT-LCD液晶板结构我们可以看到，TFT-LCD液晶板基本都是由玻璃基板（Glass）、彩色滤光片（CF）、偏光板（Polarzier）、配向膜以及背光模块（Backlight）等等部件组成，而液晶被填充在两片配向膜间。由于配向膜上下夹层的电极为FET电极的共通电极，在FET电极导通时液晶分子排列状态就会发生改变，通过遮光和透光来达到显示的目的。由于液晶显示器的工作原理与CRT显示器工作原理有着本质的区别，所以，其标称的性能指标也与CRT显示器大不相同。液晶显示器没有CRT显示器那些汇聚、聚焦、场频、带宽等CRT射线管的性能参数，取而代之的参数是相位、相应时间、视角等。此外，液晶显示器的真实分辨率也是固定分辨率。

液晶显示器在显示原理上摒弃了CRT显示器那种“电子射线扫描”技术，与传统的CRT显示器相比，有效减少了电子辐射的危害。历经了30多年的风风雨雨，如今液晶显示器在显示质量方面已经得到了极大的改变，尤其是近几年来，液晶板的可视尺寸和分辨率方面都有很大的提高。

生产线的涵义

回顾TFT-LCD的发展历程，液晶显示技术大致可以分为以下几个阶段：在1995年以前，TFT-LCD的应用主要集中在高档摄像机监视器、高档掌上游戏机和大屏幕投影机等贵族化消费品中，这类产品不但价格高，而且其显示模式也只是CGA，分辨率仅为320×200；伴随液晶技术的日益成熟，1995年，液晶显示屏的基板尺寸达到300mm×400mm，实现了10英寸VGA模式，其显示分辨率也提高到640×480；后来在1997年出现了拥有800×600显示分辨率的11.3英寸、12.1英寸的SVGA液晶板，1024×764、 1280×1024的XGA、SXGA液晶板等。

值得一提的是，如果您对液晶显示技术有所了解的话，你通常会听到XXX液晶显示器采用了N代液晶生产线的说法。N代液晶生产线实际在说液晶板的生产加工工艺，N的数字越大，则说明这条产品线可加工的液晶面板的尺寸就越大，生产出的液晶板的良率也就越高。一般来说，五代液晶面板生产线可生产尺寸为1000mm×1200mm液晶玻璃基板，而六代液晶面板生产线则可生产1500mm×1850mm的玻璃基板，并可实现32英寸切割8片、37英寸切割6片、40英寸切割4片的经济切割效益。如今，很多厂商已经开始了第七代液晶面板生产线的筹建，LG、Philip近日宣布其将会投资51亿美元兴建第七代面板生产线。三星电子、索尼、东芝等公司也有相应的计划。

超薄液晶显示技术

由于液晶显示器中的液晶只是起到光开关的作用，它既不能直接输出图像也无法实现色彩显示，因此液晶显示器中必需还要有背光源和彩色滤光片，前者提供亮度输出，后者实现色彩显示；如果没有彩色滤光片，液晶显示器就只能显示出灰度级画面了。因此，背光源和彩色滤光片是液晶显示技术的发展的两大热点。为了能使液晶显示器具有更高的亮度、色彩与使用寿命，人们开始寻找新的背光光源，而彩色LED背光技术得到了众多液晶研发人员的认可，三星电子、东芝松下等显示技术公司纷纷推出了采用LED背光无彩色滤片设计的超薄液晶显示器。

为了解决无滤光片带来的色彩显示问题，三星电子采用可发出红、绿、蓝三原色光的LED背光源，并借助一个特殊的顺序控制程序来分辨出三原色光的强度，快速调配出所需要的准确色调。三星目前推出的无滤光片液晶面板尺寸已达32英寸，采用OCB液晶封装技术，面板的响应时间低于5毫秒，可满足高速动态影像显示的要求；在亮度、对比度方面，这种液晶面板可以实现500cd/m2的亮度和1000:1的对比度；而得益于彩色LED背光技术，该款面板的色阶范围可以达到NTSC的110%。而没有滤光片让液晶面板结构变得简单，显示器功耗可获大幅降低。据悉，该款面板的功耗仅为82瓦，比相同输出亮度的“冷阴极荧光灯管背光+彩色滤光片”的方案更为节能。

综合来看，相比传统的冷阴极荧光灯管，LED背光拥有色彩空间更大、超长使用寿命、厚度更薄、更环保等诸多优点。在显示色彩方面，冷阴极荧光灯管一般只能达到NTSC色阶范围的78%，而LED背光可覆盖110%的NTSC色阶范围，这就意味着采用LED背光的LCD产品能拥有更亮丽的色彩表现。而在使用寿命方面，冷阴极荧光灯管光源从开始使用到屏幕亮度减为初始50%的使用寿命一般只有两、三万小时，而一些低功耗冷阴极荧光灯管则寿命更短，用户在使用一段时间后屏幕就会明显变暗发黄。而LED背光源的使用寿命可长达10万小时甚至更高，能够有效克服液晶发黄变暗的问题，保障LCD显示器能够长时间保持出色的工作状态。此外，LED为面光源，不需要太多的光学辅助组件，因此背光模组便可实现薄型化设计。

液晶显示的新设计

技术超前的液晶显示器除了采用生产工艺、材质之外，显示器的易用性、连接方式也是反应其技术是否先进的重要依据，在这些方面，不少厂商都推出了独具特色的产品。

PhotoFrame液晶显示器是飞利浦公司推出的液晶显示器。该液晶显示器内构建了多种格式闪存数字读取器和USB接口，PhotoFrame能在不连接电脑的情况下，轻松浏览以常用压缩媒体类型保存的JPEG格式影像，或读取多数数码相机拍摄后存储的影像；高质量的图像浏览、简易的连接方式和方便的存储特性，使它演变成为一种大幅、高清晰度的数码相册，可用于演示数码影像艺术作品、家庭照片、数码相机内存照片等。

此外，如果您把PhotoFrame连上电脑，PhotoFrame读卡机又会作为外部磁盘驱动器，出现在微软的资源管理器窗口，完全不需要使用者手工干预；利用PhotoFrame，还有利于在独立的软件程序支持下，将多种PC外设功能整合起来，减少了办公桌面上混乱的连接线，简化了各种机外设备的连接操作。这种多接口、多功能的视频娱乐设备将超越"显示器"的概念，成为未来显示设备发展的一种趋势。

此外，目前液晶显示器也会采用无线连接方式，可分离的移动显示器（Detachable PC Monitor），是一种可拆卸、便于携带使用的无线触摸式液晶显示器，使得客户无需用线缆联结电脑，就可在一个无线家庭网络的每一个角落遥控电脑，存取电脑上的数据。它基于微软的Mira技术，以轻薄设计、电池驱动、IEEE 802.11b无线连结等特性，打破了将用户固定在PC面前的物理局限，此外显示器的底座可以连结键盘和鼠标，配合Windows XP操作系统从而增强与电脑的互动功能。

2005年家用的液晶电视开始普及，与家用生活走向融合的新时代，未来的显示器应该是融合了影像、通讯、IT、半导体技术的综合集成产品，它应该能为所有消费者，不仅包括专业人士，也包括普通消费者带来生活和工作上便利性及影像性。今后，全新的液晶显示会吧影像、IT、通讯、半导体技术联合起来，使这些技术更为专业化，更为普及化。