液晶显示技术的特点及发展概况
2018-10-21吴琼徐杰
吴琼 徐杰
摘 要 随着社会的进步和技术的发展,过去的CRT显示技术已经越来越不能满足人们的要求。人们渴望开发出一种新的技术来替代CRT技术,液晶显示技术应运而生。经过多年的发展,液晶显示技术已经相当成熟,屏幕的显示效果越来越好,屏幕的尺寸也变得越来越大,但是屏幕的厚度却越来越薄。LCD具有能耗小、重量轻、显示效果好等特点,本文对液晶显示技术进行了简单的介绍。
关键词 液晶显示技术;3D液晶显示;发展
液晶显示器是当前的主流产品,它具有分辨率高、能耗低、视角大、辐射低和抗干扰能力强等特点。与传统的显示器相比,液晶显示器在显示效果上具有屏幕大、平面度高、无闪烁和失真、色彩逼真等特点。可以更好地保护我们的眼睛,减少我们的眼睛因长时间的注视屏幕产生过度的疲劳,同时还可以减少电脑屏幕的辐射,符合人们的关爱健康,多彩生活等观念,液晶显示器美观大方、轻薄时尚是我们的首选之物。
1 液晶显示器的原理
液晶显示器的显示原理与传统的显示器存在着显著差异,主要是通过液晶的物理特性进行设计的,在通电时,液晶被加热,里面的晶体分子的排列发生变化,晶体的排列变得井然有序,这时光线容易通过,当断电时,液晶不再加热,晶体重新变得混乱,光线不易通过。
1.1 TN型液晶显示器
TN型显示器是在两块平行的玻璃板或者特定的金属板中间加入足够量的液晶,其中玻璃板通过镀上铟和锡的一种氧化物薄膜使之具有导电作用。这组玻璃需要相互垂直放置,在玻璃板中的液晶通过添加导向剂使得液晶靠近左边的玻璃成平行玻璃的状态,靠近右边玻璃的液晶成垂直玻璃的状态。当我们开始通电时,在电场的作用下玻璃板间的液晶发生旋转作用。液态晶体的折射率是随着液晶的旋转方向的变化而变化的,所以当光经过TN型的液晶玻璃板时它的偏振性会发生变化,如此我们就可以通过改变电压的大小和偏振片的厚度来控制光的明暗达到输出文字图案的目的。
1.2 TFT型液晶显示器
TFT型的液晶显示器也是通过采用两个夹板之间加入液晶的方法,不同的是两块夹板的处理,左边的玻璃板换成FET的晶体管,右边的玻璃板换成了一个电极。在光源的方向选择上,假设光源从右侧板透过,当光源从右侧进入到达左侧电极时,在FET电极的作用下液晶的排列方式像TN型液晶一样发生变化,但是FET组成了一个电容系统具有电容效应,当断电时在电容效应的作用下液晶分子保持原先的排列顺序直到下一次通电。
1.3 PDLC型液晶显示器
PDLC型液晶显示器是通过向两块玻璃夹板中的液晶中加入高分单体的来实现的。这种PDLC型的液晶显示器与TN型液晶显示器的玻璃板处理一样镀上一层导电的氧化物薄膜,不同的是不需要加入配向剂。这种液晶盒通过紫外光的照射会使得里边的高分子单体形成高分子聚合物,这些高分子聚合物会把液晶小颗粒同时固定住。当光源照射在高分子聚合物和液晶小颗粒上时因为折射率不同会产生许多不同的折射和反射最终形成散射[1]。
2 3D液晶显示技术
从黑白到全彩色,从CRT到LCD,从标清到高清,显示技术在不断升级的过程中给消费者带来许多新的视觉感受,这些新的技术变革对人们视觉的冲击力一直还局限于传统的平面显示平台上。随着人们对视觉要求的不断提高,立体三维显示作为一种全新模式的视觉革命成为许多人的期待。正如当初的彩色显示器代替了黑白显示器、LCD即将代替CRT一样,用立体(3D)显示代替平面(2D)显示是厂商努力的方向。立体电视能显示出景物在三维空间中的位置,即景物的高度、宽度及深度,故也称其为三维电视。立体三维电视的研究与发展以研究人眼立体视觉机理为依据,目前三维立体液晶显示主要采用下列技术:
2.1 扫描式背光显示技术
其原理是利用液晶面板在显示左眼用的视差影像时点亮左侧LED,表示右眼用视察图像时点亮右侧LED,这样不必配戴特殊眼镜,就能从对应的眼中看到各自的视觉影像。同时,只要以电视磁场相同频率分别进行左右视差影像更换,并让左右LED闪烁同步时,便能使眼睛感受到2个影像同时稳定,而具有连续性地从面板显示出来,最终便在人脑中左眼影像及右眼影像合成为立体显示影像。
2.2 透镜3D液晶显示技术
其原理与扫描式背光显示技术有点类似,它是利用在液晶的最表层添加了数组透镜,而在这层凸透镜数组上形成影像。其中每个透镜以液晶像素成一个小的角度摆放,并且对应了7个液晶Cell,每一个液晶像素有3个液晶Cell组成,具备呈现RGB三色的功能,再加上根据特殊的算法,在液晶Cell中形成不同颜色,而最终形成影像,确保让观看者在左、右眼上形成不同的图像,这样就可以看到逼真的三维效果。缺点是如果观看液晶的角度不同,因为栅栏的效果减弱,而無法看到三维效果,而且多焦点影像极易造成眼睛疲劳。
2.3 开关液晶技术
其工作原理是,针对左眼与右眼的两幅影像,以每秒60张的速度产生,分别被传送到不同区域的像素区块,奇数区块代表左眼影像,偶数区块则代表右眼。而在标准LCD背光板与LCD屏幕本体之间加入的一个TN上,垂直区块则会根据需要显示哪一幅影像,相应照亮奇数或偶数的区块,人的左眼只能看到左眼影像,右眼只会看到右眼影像,从而在大脑中形成一个纵深的真实世界。
目前,要获得三维立体显示,最直接的方法是如上所提的3D液晶显示技术,利用双眼视差产生立体视觉,但这毕竟不是人眼总视觉信息的综合性模拟。因此,人们观看双眼视差立体三维电视的图像与人眼直接观看原始景物时的感觉还不完全相同。第二种方法是从拍摄阶段就采用3D的拍摄方法,提供从内容到成像的全程3D制作服务,实际效果最好,但价格最贵。第三种方法是利用相关软件,在成像环节实现将二维画面转为三维。不管是哪种方法,在现阶段都有一定局限性。相信在不久的将来,三维立体显示将不仅仅出现在各种公共展示场所,也会在个人娱乐与家庭电视中大量使用。
参考文献
[1] 赵晶,李平.单片机控制OLED显示全彩色静态图片和动态图像的系统设计[J].液晶与显示,2012,(1):67-72.
作者简介
吴琼(1989-),女,籍贯:江苏省仪征市,本科学历,电子信息工程专业。
徐杰(1990-),男,籍贯:江苏省宝应县,本科学历,电子信息工程专业。