走进广播电视领域的专业液晶监视器

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1、走进广播电视领域的专业液晶监视器中仪索尼技术服务中心总工程师赵力内容提要：本文通过对LCD与CRT显示器的对比、LCD视频显示器与LCD计算机显示器之不同，具体分析了LCD视频显示器的关键指标及其技术优势，并以SONYLUMA系列LCD显示器为例介绍了LCD视频显示器在广播电视领域的应用场合及调整事项。关键词：专业视频监视器液晶LCDCRTSONY“你方唱罢我登场，各领风骚数百年”。LCD液晶显示器不仅占领了计算机显示器的半壁江山，在家用电视机领域也是日渐声名显赫，威风八面。曾经CRT一统天下的专

2、业视频显示领域，目前也正遭遇到PDP、LCD平板显示的顽强狙击。“一石击起千层浪”，LCD挺进广播电视专业显示领域，也昭示着高清、数字电视大趋势下新一轮技术革命浪潮的到来。但为什么在计算机显示中长期占统治地位的LCD显示器，在视频显示领域却“犹抱琵琶半遮面”、姗姗来迟？从根本上看，这是因为液晶显示器（LCD）与显像管显示器（CRT）成像原理完全不同、计算机显示要求与图像显示要求大相径庭所致。CRT是靠电子束高速轰击红、蓝、绿三色荧光粉使荧光体自发光来生成图像，而液晶显示器（LCD）则并非液晶本身发

3、光，它是靠位于LCD屏后面的背光源发光，通过夹在两个偏光板中间的液晶物质对光源进行调制来显示图像。CRT是发光产生图像，LCD却是透光产生图像。一、LCD的工作原理简介（一）液晶的物理特性液晶显示器（英文缩写为LCD，LiquidCrystalDisplay），是采用数字显示技术，根据液晶材料独特的物理特性，通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面的面板上产生图像的显示器。液晶（LiquidCrystal）是一种介于固态和液态之间、具有规则性分子排列的有机化合物。在一定的温度范围内，它既具有液体的流动

4、性、粘度、形变等机械性质，又具有晶体的热效应、光学各向异性、电光效应、磁光效应等物理性质，被称为固体、液体、气体之后的物质第四态。液晶从形状和外观看上去都是一种液体，但它的水晶式分子结构又表现出固体的形态。上式是具具有液晶特性的分子结构液晶按照分子结构排列的不同分为三种：类似粘土状的Smectic液晶、类似细火柴棒的Nematic液晶、类似胆固醇状的Cholestic液晶，。这三种液晶的物理特性都不尽相同，通常用于液晶显示器的是第二类的Nematic液晶。图1是液晶的显微图。构成LCD液晶的棒状有

5、机分子，它的长度尺寸为直径尺寸的5倍以上，分子集合体在没有外界干扰的情况下形成分子相互平行排列。但是，具有液体流动性的液晶，不可能脱离固体容器的盛载，固体容器表面往往给液晶带来干扰，破坏液晶整体一致的排列性，而形成一微米至数十微米取向不同的小畴。所以在制作液晶器件时，一定要在基板上附上配向膜，以保持液晶整体的排列。在LCD玻璃基板表层上的这层配向膜，其作用是使液晶沿预定方向取向。由于液晶内部的取向通常服从表面的取向，当液晶分子接触到带有细小凹槽的“配向膜”时，这些分子会沿着凹槽进行排列。若两层配向

6、膜互成90度将液晶物质夹在中间，液晶物质将沿着两列配向模的凹槽进行排列，每一层的分子逐渐旋转形成一条螺旋形的分子链，也成90度。（二）单色液晶显示器的原理　　液晶显示器是由两块带透明电极（ITO）的玻璃基板构成，总厚约1mm，其间用5μm左右直径的玻璃珠或塑料珠均匀隔开，边缘用胶固定，然后把扭曲向列相液晶灌入这两个刻有互相垂直(相交成90度)配向槽的玻璃基板之间。位于两个平面之间的液晶分子被强迫进入一种90度扭转的状态。另外，上下玻璃基板外有两片光轴互相垂直的偏振片。上端的偏振片光轴与上基板的液晶

7、取向平行，下端的偏振片光轴与下基板的液晶取向平行。自然光自上至下射入液晶屏，不加电场时光线通过第一块偏振片变为平行于上基板液晶取向的偏振光，偏振光被液晶层旋光，转过90°后正好与下基板偏振片的光轴相平行，可以透过，作为显示器的亮态；加电场时液晶分子沿电场方向竖起，原来的扭曲排列变为垂直平行排列，偏振光与垂直排列的液晶不作用，透过第一块偏振片的偏振光通过液晶层时偏振面不再发生旋转，到达出射端的偏振片时，偏光轴与出射光的偏振方向垂直，光被截止，呈现暗态。如果电场不特别强，液晶分子处于半竖立状态，旋光作

8、用也处于半完全状态，则会有部分光透过，呈现中间灰度。这就是单色液晶显示器的工作原理。（见图2）　　因为液晶材料本身并不发光，需要背光灯提供光源。背光板发出的光线穿过第一层偏振后进入液晶层。液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液晶