液晶电视的显示原理.doc

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1、液晶电视的显示原理摘要：系统的介绍了液晶显示器的显示原理，结合液晶电视的显示原理，对液晶电视的技术特点进行了分析。关键词：高清电视；液晶显示技术；亮度；对比度。引言液晶电视技术的发展这些年来可谓突飞猛进，在许多消费者还没有完全弄懂它背后深含的技术理论时，液晶电视已飞入千万寻常百姓家。本文结合液晶显示原理，对液晶电视的技术特点进行分析与比对。1液晶显示原理1.1TFT-LCD液晶屏的结构TFT-LCD液晶屏在结构上由里到外主要由背光源、偏光片、透明电极（控制电路）、液晶、彩色滤光片、偏光片所构成，如图1所示。1.2液晶

2、的光学效果液晶包含在两个槽状表面中间，且槽的方向互相垂直，如图2所示。液晶分子的排列为：上表面分子沿a方向，下表面分子沿b方向，介于上下表面中间的分子产生旋转的效应，因此液晶分子在两槽状表面间产生90°的旋转。当线性偏振光射入上层槽状表面时，此光线随着液晶分子的旋转也产生旋转；当线性偏振光射出下层槽状表面时，此光线已经产生了90°的旋转。当在上下表面之间加电压时，液晶分子会顺着电场方向排列，形成直立排列的现象。此时入射光线不受液晶分子影响，直线射出下表面。不同电压值，决定液晶偏转的角度。1.3偏光片的光学效果如图3所

3、示。第一片偏光片可以将非偏振光（一般光线）过滤成偏振光；第二片偏光片实现取向功能，即仅允许该偏光片方向分量的光线通过。当非偏振光通过第一片a方向的偏光片时，光线被过滤成与a方向平行的线性偏振光；当通过第二片偏光片时，如果两片偏光片放置方向一致时，如图3左图所示，光线可以顺利通过。当两片偏光片放置方向相互垂直时，如图3右图所示，光线被完全阻挡。改变偏振光与第二片偏光片的夹角，可实现透光率的控制。1.4彩色滤光膜的光学效果彩色滤光膜的各像素对应液晶屏的各像素，每像素包含红、绿、蓝三个子像素，光线透过彩色滤光膜形成红、绿、

4、蓝三基色分量，如图4所示。1.5TFT-LCD电路控制原理TFT-LCD电路的主要作用是控制液晶两表面的电压值，以控制液晶的偏转角度，改变液晶分子对线性偏振光的扭转角度，并通过前面偏光片的取向作用，最终实现控制通过光线的强弱。薄膜场效应晶体管（thinfilmtransistor，TFT）对应控制的每一个子像素，薄膜晶体管TFT是开关器件，它的导通与截止状态接近理想开关。以分辨率为1，024×768像素的显示屏为例，每个像素由R、G、B三基色的子像素组成，每个TFT晶体管控制每个R、G、B子像素，即合计有1，024×

5、768×3TFT晶体管，如图5。门极线有768，源极线有1，024×3。控制电路采用分时驱动的方式，按顺序分别置门极线高电平，从而控制打开该行TFT晶体管，此时源极线上的电压即加到该行液晶各子像素上，从而控制该行液晶的偏转角度和最终实现光线的透射率的控制。1.6TFT-LCD显示原理以1，024×768像素的液晶屏为例。液晶板后面的背光源投射出纯白光源，光源经过第一个a方向的偏光片，过滤成a方向的偏极光，通过透明电极（TFT控制电路），经过液晶，这时液晶分子偏转角度和透射率受TFT控制电路控制，通过液晶后，经过彩色滤

6、光片，形成1，024×768×3束偏转方向受控的RGB基色光线，再通过第二个b方向的偏光片，把偏转方向受控的各束RGB基色光线过滤成强弱受控的RGB基色光线，投射出屏幕。通过改变驱动液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩，并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合。2液晶电视显示特点与分析2.1可视角度LCD有视角各向异性和视角范围比较小的弱点，宽视角技术一直是液晶技术的重要研究课题。这是因为当背光源之入射光通过偏光片、液晶及所谓的取向膜后，输出光便具备了特定的方向特性，也就是说，大多数从屏幕射出的光具备

7、了垂直方向。即如果偏离显示屏法线方向观察，对比度明显下降，观看一个全白的画面，我们可能会看到黑色或是色彩失真。2.2亮度与对比度与PDP相比，LCD的亮度稍低。LCD靠背光源发光，最大的亮度主要由背光源决定。LCD屏的亮度一般在300～500cd/m2，加大背光源的亮度，可提高LCD的亮度，但过分提高背光源的亮度，会加速老化，降低寿命。LCD的对比度也比PDP低。LCD背光源是持续发光，显示全白图像和显示全黑图像是通过液晶的偏转以及第二片偏光片的方向性而实现的，但要完全阻隔背光源的光线，实现屏幕完全黑下来比较困难，所

8、以对比度（全白亮度/全黑亮度）相对较低。但LCD的对比度受环境光亮度的影响不大。在高亮度环境光下，LCD偏光片和彩色滤光片能阻止反射来的环境光，使LCD的对比度受环境亮度的影响比较小。如在卖场、户外等环境亮度较高的场合，LCD比PDP的对比度效果反而更好。另外，LCD的对比度受观看角度影响较大，对比度随观看角度增加而急剧下降。2.3色彩表现力L