液晶顯示器

液晶顯示器（英語：Liquid-Crystal Display，縮寫為LCD）為著平面薄型的顯示裝置，由一定數量的彩色烏白畫素組成，囥佇光源抑是反射環境光源。

液晶顯示器的主要原理佇咧電場的作用之下，利用液晶分子的排列方向發生變化，使外光源透光率改變（調製），完成電一光變換，再利用 R、G、B 三基色訊號的無仝激勵，迵過紅、綠、藍三基色濾光膜，完成時間佮空間域的彩色重顯。

構造

液晶顯示器的逐个畫素由以下幾个部份構成：懸浮佇兩个透明電極（氧化抹錫）一列液晶分子層，兩爿外爿有兩个偏振方向互相垂直的偏振過濾片。若無電極間的液晶，光通過其中一个偏振過濾片其偏振方向將佮第二个偏振片完全垂直，因此予完全阻擋去。但是若通過一个偏振過濾片的光線偏振方向去予液晶旋轉，伊就會當通過另外一个偏振過濾。

液晶分子誠𠢕受外加電場的影響產生感應電錢。共少量的電錢加去每一个畫素或者是子畫素的透明電極產生靜電場，液晶的分子將被這靜電場誘發感應電荷並產生靜電扭力，毋過液晶分子原本的旋轉排列產生變化，所以嘛改變通過光線的旋轉幅度。改變著一定的角度，對猶閣會當通過偏振過濾片。

佇咧共電荷加到透明電極進前，液晶分子的排列予電極表面的排列決定，電極的化學物質表面會當做晶體的晶種。佇咧上定看著 TN 液晶中，液晶頂下底兩个電極垂直排列。液晶分子車旋排列，通過一个偏振過濾片的光線佇通過液晶片了後偏振方向發生旋轉，會當通過另外一个偏振片。佇這過程中一小部份光線被偏振片阻擋，對外口看起去是殕色。共電荷加到透明電極上了後，液晶分子將強欲完全順電場方向平行排列，所以透過一个偏振過濾片的光線偏振方向無轉踅，因此光線去予完全阻擋著。這个時陣畫素看起去是烏色的。通過控制電壓，會當控制液晶分子排列的扭曲程度，自按呢達到無仝款的灰度。

有一寡液晶顯示器佇交流電作用落變烏，交流電破壞了液晶的車葉效應，關起來電流了後，液晶顯示器會變光抑是透明，這類液晶顯示器定定看著筆記型電腦和平價液晶顯示器上。另外一類常應用佇高畫質液晶顯示器或者是大型液晶電視頂頭的液晶顯示器是佇關閉電源的時，液晶顯示器是無迵光的狀態。

為著省電，液晶顯示器採用復用的方法，佇咧復用模式下，一爿的電極分組連接做伙，每一組電極連接著一个電源，另外一爿的電極嘛分組連接，每一組連接著電源另外一捀，分組設計保證每一个畫素由一个獨立的電源控制，電子裝置或者是驅動電子裝置的軟體通過控制電源的開 / 關序列，對控制畫素的顯示。

檢驗液晶顯示器的指標包括以下幾个重要方面：顯示大細、反應時間（仝步速率）、陣列類型（主動佮被動）、視角、所支援的色水、光度佮對比度、解析度佮螢幕懸闊比、以及輸入介面（譬如講視覺介面和影片顯示陣列）。

簡史

一八八年，奧地利化學家堀里德里希望・萊尼澤發現液晶佮其特殊的物理特性。

第一台會當操作的液晶顯示器基於動態散射模式（Dynamic Scattering Mode，DSM），美國無線電公司撨治・海爾曼帶領的小組開發這款液晶顯示器。海爾曼建立奧普泰公司，這个公司開發出一系列是因為這種技術的液晶顯示器。

一九七空年十二月，液晶的旋轉向列場效應佇瑞士予仙特佮赫爾抹里希於霍夫曼-勒羅克中央實驗室註冊為專利。但是前一年的一九六九年，詹姆士・福格森佇美國俄亥俄州肯特州立大學便已經發現液晶的旋轉向列場效應，佇一九七一年二月佇美國註冊了仝款的專利。一九七一年，ILIXCO 生產的第一台是因為這款特性的液晶顯示器，蓋緊取代矣效能較䆀的 DSM 液晶顯示器。佇咧一九八五年了後，這一發現才產生商業價值。一九七三年，日本的夏普公司頭一改共運用佇咧製作電子計算器的數位顯示。佇二空一空年代，液晶顯示器已經成做所有電腦的主要顯示裝置。

顯示原理

有咧無電壓之下，光線沿液晶分子的縫前進而轉折九十度，所以干焦會當過。毋過加入電壓了後，干焦順液晶分子的縫直線進前，因此光被濾光板所阻隔。

液晶是有流動特性的物質，所以干焦需要加誠細的力量就會當分液晶分子運動，以上捷看普遍的向列型液晶做例，液晶分子會當簡單的藉電場作用予液晶分子轉向，液晶的光線佮其他的分子軸相當一致，故事會當藉此產生光學效果，加佇液晶的電場徙掉消失的時陣，液晶將藉著其本身的彈性佮黏性，液晶分子將十分緊猛的回復原來無加電場前的狀態。

透射佮反射顯示講

液晶顯示器會當透射顯示，嘛會當反射顯示講，決定佇伊的光源囥佇佗位。

透射型液晶顯示器由一个螢幕背後的光源照光，毋過看是佇螢幕另外一爿（頭前）。這種類型的 LCD 加用佇需要懸度顯示的應用中，比如講電腦顯示器、PDA 佮手機仔內底。用佇照亮液晶顯示器的照明裝置的光磨往過液晶顯示器本身。

反射型液晶顯示器，定看著電子鐘錶佮計算機中，（有當時仔）由後壁的散射的反射面將外部的光反射轉來照螢幕。這種類型的液晶顯示器具有較懸的著比度，因為光線愛經過液晶兩改，所以去予人削減兩改。無使用照明裝置明顯降低了功磨，自按呢使用電池的裝置電池使用愈久。因為小型的反射型液晶顯示器功了非常低，若光電池就會當共供電，因此常在用於手䘼珍型計算機。

半穿透反射式液晶顯示器既然會當做透射型使用，嘛會當做反射型使用。做外部光線足好的時陣，該液晶顯示器照反射型的工作，毋過做外部光線無夠的時陣，伊閣會當做透射型來使用。

彩色的顯示

液晶顯示器技術嘛是根據電壓的大細來改變光度，逐个液晶顯示器的子圖元顯示的色水攏著愛決佇色彩篩檢程式。因為液晶本身無色，所以用濾色片產生各種的色水，毋是子圖的，子圖只會當通過控制光線的通過強度來調節灰階，干焦少數主動矩陣顯示採用類比訊號控制，大多數攏是採用數位訊號控制技術。大部分數位控制的液晶顯示器攏採用八位控制器，會當產生兩百五十六級的灰階。逐个子圖有法度表現兩百五十六級，你就會當得著兩千五百六十三種色彩，逐个圖樣會當表現十六 , 七仔七十七 , 兩百十六个成色。因為人的目睭的款感覺並毋是線性變化的，人眼對䆀度的變化閣較敏感，所以這款二十四位元的色度並無法度完全達到理想要求，工程師傅利用脈衝電壓調節的方法以使色彩變化予看起來更加統一。

彩色液晶顯示器中，每一个畫素分做三个單元，抑是講彼號做子畫素，附加的濾光片分別標記紅色、綠色佮藍色。三个子畫素會當獨立進行控制，對應的畫素便產生成千上萬甚至上百萬種色水。古早式的 CRT 採用仝款的方法顯示色水。根據需要，色水組件照無仝的畫素幾何原理的排列。

主動陣列佮被動陣列

定看著電子表佮橐袋仔型計算機的用少量片段構成之液晶顯示器，其實各片段攏有孤一電極接點。一个外部專用電路提供電錢到每一个控制單元，這款顯示結構佇咧較濟顯示單位（如液體顯示屏）時會顯得笨重。小型單色顯示器，比如講 PDA 上的抑是舊型筆記型電腦螢幕的被動陣列液晶顯示器，即應用超扭轉向列 ( STN ) 抑是雙層的超扭轉向列 ( DSTN ) 技術（DSTN 修正 STN 這个色彩偏差的問題）。

顯示器上的每一行或者是攏有一个獨立的電路，每一个像素的位置嘛愛一个行佮列同時指定，這類顯示方式叫做「被動陣列」，因為每一个像素嘛愛佇咧更新進前記牢各人的狀態，這个時陣逐家素原仔無穩定的電荷供應。當做親像數增加的時陣，相對的行佮列數目嘛會增加，這種顯示方式變甲閣較歹使用，以被動陣列所製造的液晶顯示器特性為非常慢的反應時間佮低對比度。

現行懸解析度彩色的顯示器，比如講電腦螢幕抑是電視，攏為主動陣列。薄膜電晶體液晶顯示器會予人添加到偏光板佮色彩濾鏡頂懸。逐个畫素攏有家己的電晶體，允准操控單一个畫素。做一條列線路予人開啟的時，所有的行線路會接著規列 ( Row ) 的畫素，啊若逐條行線會有正確的電壓驅動，這條列線路會關掉另外一列 ( Row ) 予人拍開。佇一擺完整的畫面更新運作當中，所有列線路會照時間序列予人開啟。仝款等大細的主動陣列顯示器比起被動陣列顯示器會顯得閣較光利閣較利，而且有短的反應時間。

品質控制

有一寡液晶螢幕面枋內底有一寡缺陷的電晶體造成永久性的光點佮暗點。佮 IC 無仝款的是液晶面枋就算有歹點猶原會當正常發現，這嘛會當避免干焦因為出現少數歹點將比 IC 面積愛閣大足濟的液晶面枋擲掉形成浪費。面枋製造商有無仝的歹點判定標準。

因為乎 sài-sù 較大佮像素點外，液晶顯示器面枋比 IC 電路板閣較容易有缺陷。譬如講十二吋的 SVGA LCD 有八个歹點，毋過六吋晶圓干焦三个缺陷。猶毋過，一片會當分割為一百三十七粒 IC 的晶圓上出現三粒廢品並毋是真害，放捒這塊液晶面枋的話就意味百分之零的產出。因為製造商之間的激烈競爭，現時品質控制的標準已經提懸。若液晶螢幕有四个抑是以上的歹點是較會智覺的，因此人客會當要求換新的一台。液晶螢幕的歹點位置仝款是袂用得失覺察的。生產商定定會損像素佇螢幕中央區域而降低標準。有的生產商是提供零壞點保證。

食電量

主動矩陣式液晶顯示器的電功率比 CRT 細。事實上，伊已經成做會當紮式裝置的標準顯示器，對 PDA 到筆記型電腦均廣泛運用。毋過液晶顯示器技術的效率猶是傷低：就算你共螢幕顯示白色，對背景光源內底發射的光嘛干焦無到百分之十穿過螢幕發出，其他的攏予吸收去。所以目前新型的電漿顯示器的了電量已經比同面積的液晶顯示器低。

PDA，如 Palm 和 CompaqiPAQ 定咧使用反射顯示器。這意味著環境光射進顯示器當中，穿過極化的液晶層，相挵反射層，閣反射出來顯示講成圖像。據估計，佇這過程中百分之八十四的干焦予吸收去，所以只有六分之一的光起作用，雖然猶閣愛改善，毋過已經會當提供會當看影像需要的對比度。單向反射佮反射顯示器予無仝光照條件下了上少有能源使用液晶顯示器成做可能。

零功率顯示器

佇二空空空年開發出零功率顯示器，會當踮機時無需要使用電力，但這个技術目前無法度量產。法國的 Nemoptic 公司開發出另外一个零功率薄型液晶顯示技術，該技術佇二空空三年七月佇台灣量產。此技術針對親像電子冊佮會當紮式電腦這類的低了後會當的行動裝置。零功率液晶顯示器嘛佮電子紙競爭。

TFT-LCD

TFT-LCD 即是Thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay 的縮寫（薄膜電晶體液晶顯示器）。

外部連結

台灣是逐家 Notebook 廠商對液晶顯示器暗光點保固維修標準
How LCDs Work
LCD Monitor-Covers basics , frequently asked questions , and product database .
Liquid Crystal Institute ( Kent State University )
X-bit’s Guide : Contemporary LCD Monitor Parameters and Characteristics
Interfacing a LCD display with an ATMEL AVR Microcontroller , Source code + example project

構造

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