液晶显示器是如何显示图像的？

1. 液晶显示器是如何显示图像的？

如同我前面所提到的，液晶显示器泛指一大堆利用液晶所制作出来的显示器。而今日对液晶显示器这个名称，大多是指使用于笔记型计算机，或是桌上型计算机应用方面的显示器。也就是薄膜晶体管液晶显示器。其英文名称为Thin-film transistor liquid crystal display，简称之TFT LCD。从它的英文名称中我们可以知道，这一种显示器它的构成主要有两个特征，一个是薄膜晶体管，另一个就是液晶本身。我们先谈谈液晶本身。 

液晶(LC，liquid crystal)的分类 

我们一般都认为物质像水一样都有三态，分别是固态液态跟气态。其实物质的三态是针对水而言，对于不同的物质，可能有其它不同的状态存在。以我们要谈到的液晶态而言，它是介于固体跟液体之间的一种状态，其实这种状态仅是材料的一种相变化的过程(请见图1)，只要材料具有上述的过程，即在固态及液态间有此一状态存在，物理学家便称之为液态晶体。 



这种液态晶体的首次发现，距今已经度过一百多个年头了。在公元1888年，被奥地利的植物学家Friedrich Reinitzer所发现，其在观察从植物中分离精制出的安息香酸胆固醇(cholesteryl benzoate) 的融解行为时发现，此化合物加热至145.5度℃时，固体会熔化，呈现一种介于固相和液相间之半熔融流动白浊状液体。这种状况会一直维持温度升高到178.5度℃，才形成清澈的等方性液态(isotropic liquid)。隔年，在1889年，研究相转移及热力学平衡的德国物理学家O.Lehmann，对此化合物作更详细的分析。他在偏光显微镜下发现，此粘稠之半流动性白浊液体化合物，具有异方性结晶所特有的双折射率(birefringence)之光学性质，即光学异相性(optical anisotropic)。故将这种似晶体的液体命名为液晶。此后，科学家将此一新发现的性质，称为物质的第四态-液晶(liquid crystal)。它在某一特定温度的范围内，会具有同时液体及固体的特性。 


一般以水而言，固体中的晶格因为加热，开始吸热而破坏晶格，当温度超过熔点时便会溶解变成液体。而热致型液晶则不一样(请见图2)，当其固态受热后，并不会直接变成液态，会先溶解形成液晶态。当您持续加热时，才会再溶解成液态(等方性液态)。这就是所谓二次溶解的现象。而液晶态顾名思义，它会有固态的晶格，及液态的流动性。当液态晶体刚发现时，因为种类很多，所以不同研究领域的人对液晶会有不同的分类方法。在1922年由G。Friedel利用偏光显微镜所观察到的结果，将液晶大致分为Nematic Smectic及Cholesteric三类。但是如果是依分子排列的有序性来分(请见图3)，则可以分成以下四类： 


1.层状液晶(Sematic)： 

其结构是由液晶棒状分子聚集一起，形成一层一层的结构。其每一层的分子的长轴方向相互平行。且此长轴的方向对于每一层平面是垂直或有一倾斜角。由于其结构非常近似于晶体，所以又称做近晶相。其秩序参数S(order parameter)趋近于1。在层状型液晶层与层间的键结会因为温度而断裂，所以层与层间较易滑动。但是每一层内的分子键结较强，所以不易被打断。因此就单层来看，其排列不仅有序且粘性较大。如果我们利用巨观的现象来描述液晶的物理特性的话，我们可以把一群区域性液晶分子的平均指向定为指向矢(director)，这就是这一群区域性的液晶分子平均方向。而以层状液晶来说，由于其液晶分子会形成层状的结构，因此又可就其指向矢的不同再分类出不同的层状液晶。当其液晶分子的长轴都是垂直站立的话，就称之为"Sematic A phase"。如果液晶分子的长轴站立方向有某种的倾斜(tilt)角度，就称之为"Sematic C phase"。以A，C等字母来命名，这是依照发现的先后顺序来称呼，依此类推，应该会存在有一个"Sematic B phase"才是。不过后来发觉B phase其实是C phase的一种变形而已，原因是C phase如果带chiral的结构就是B phase。也就是说Chiral sematic C phase就是Sematic B phase(请见图4)。而其结构中的一层一层液晶分子，除了每一层的液晶分子都具有倾斜角度之外，一层一层之间的倾斜角度还会形成像螺旋的结构。 


2.线状液晶(Nematic) ： 

Nematic这个字是希腊字，代表的意思与英文的thread是一样的。主要是因为用肉眼观察这种液晶时，看起来会有像丝线一般的图样。这种液晶分子在空间上具有一维的规则性排列，所有棒状液晶分子长轴会选择某一特定方向(也就是指向矢)作为主轴并相互平行排列。而且不像层状液晶一样具有分层结构。与层列型液晶比较其排列比较无秩序，也就是其秩序参数S较层状型液晶较小。另外其粘度较小，所以较易流动(它的流动性主要来自对于分子长轴方向较易自由运动)。线状液晶就是现在的TFT液晶显示器常用的TN(Twisted nematic)型液晶。 

3.胆固醇液晶(cholesteric) ： 

这个名字的来源，是因为它们大部份是由胆固醇的衍生物所生成的。但有些没有胆固醇结构的液晶也会具有此液晶相。这种液晶如图5所示，如果把它的一层一层分开来看，会很像线状液晶。但是在Z轴方向来看，会发现它的指向矢会随着一层一层的不同而像螺旋状一样分布，而当其指向矢旋转360度所需的分子层厚度就称为pitch。正因为它每一层跟线状液晶很像，所以也叫做Chiral nematic phase。以胆固醇液晶而言，与指向矢的垂直方向分布的液晶分子，由于其指向矢的不同，就会有不同的光学或是电学的差异，也因此造就了不同的特性。 


4.碟状液晶(disk) ： 

也称为柱状液晶，以一个个的液晶来说，它是长的像碟状(disk)，但是其排列就像是柱状(discoid)。 

如果我们是依分子量的高低来分的话则可以分成高分子液晶(polymer liquid crystal，聚合许多液晶分子而成)与低分子液晶两种。就此种分类来说TFT液晶显示器是属于低分子液晶的应用。倘若就液晶态的形成原因，则可以分成因为温度形成液晶态的热致型液晶(thermotropic)，与因为浓度而形成液晶态的溶致型液晶(lyotropic)。以之前所提过的分类来说，层状液晶与线状液晶一般多为热致型的液晶，是随着温度变化而形成液晶态。而对于溶致型的液晶，需要考虑分子溶于溶剂中的情形。当浓度很低时，分子便杂乱的分布于溶剂中而形成等方性的溶液，不过当浓度升高大于某一临界浓度时，由于分子已没有足够的空间来形成杂乱的分布，部份分子开始聚集形成较规则的排列，以减少空间的阻碍。因此形成异方性(anisotropic)之溶液。所以溶致型液晶的产生就是液晶分子在适当溶剂中 达到某一临界浓度时，便会形成液晶态。溶致型的液晶有一个最好的例子，就是肥皂。当肥皂泡在水中并不会立刻便成液态，而其在水中泡久了之后，所形成的乳白状物质，就是它的液晶态。 

液晶的光电特性 

由于液晶分子的结构为异方性 (Anisotropic)，所以所引起的光电效应就会因为方向不同而有所差异，简单的说也就是液晶分子在介电系数及折射系数等等光电特性都具有异方性，因而我们可以利用这些性质来改变入射光的强度，以便形成灰阶，来应用于显示器组件上。以下我们要讨论的，是液晶属于光学跟电学相关的特性，大约有以下几项： 

1.介电系数ε(dielectric permittivity) ： 

我们可以将介电系数分开成两个方向的分量，分别是ε// (与指向矢平行的分量)与ε⊥(与指向矢垂直的分量)。当ε// >ε⊥ 便称之为介电系数异方性为正型的液晶，可以用在平行配位。而ε// <ε⊥ 则称之为介电系数异方性为负型的液晶，只可用在垂直配位才能有所需要的光电效应。当有外加电场时，液晶分子会因介电系数异方性为正或是负值，来决定液晶分子的转向是平行或是垂直于电场，来决定光的穿透与否。现在TFT LCD上常用的TN型液晶大多是属于介电系数正型的液晶。当介电系数异方性Δε(=ε//-ε⊥)越大的时候，则液晶的临界电压(threshold voltage)就会越小。这样一来液晶便可以在较低的电压操作。 


2.折射系数(refractive index) ： 

由于液晶分子大多由棒状或是碟状分子所形成，因此跟分子长轴平行或垂直方向上的物理特性会有一些差异，所以液晶分子也被称做是异方性晶体。与介电系数一样，折射系数也依照跟指向矢垂直与平行的方向，分成两个方向的向量。分别为n // 与n⊥。 

此外对单光轴(uniaxial)的晶体来说，原本就有两个不同折射系数的定义。一个为no，它是指对于ordinary ray的折射系数，所以才简写成no。而ordinary ray是指其光波的电场分量是垂直于光轴的称之。另一个则是ne，它是指对于extraordinary ray的折射系数，而extraordinary ray是指其光波的电场分量是平行于光轴的。同时也定义了双折射率(birefrigence)Δn = ne-no为上述的两个折射率的差值。 

依照上面所述，对层状液晶、线状液晶及胆固醇液晶而言，由于其液晶分子的长的像棒状，所以其指向矢的方向与分子长轴平行。再参照单光轴晶体的折射系数定义，它会有两个折射率，分别为垂直于液晶长轴方向n⊥(=ne)及平行液晶长轴方向n //(= no)两种，所以当光入射液晶时，便会受到两个折射率的影响，造成在垂直液晶长轴与平行液晶长轴方向上的光速会有所不同。 

若光的行进方向与分子长轴平行时的速度，小于垂直于分子长轴方向的速度时，这意味着平行分子长轴方向的折射率大于垂直方向的折射率(因为折射率与光速成反比)，也就是ne-no > 0。所以双折射率Δn > 0，我们把它称做是光学正型的液晶，而层状液晶与线状液晶几乎都是属于光学正型的液晶。倘使光的行进方向平行于长轴时的速度较快的话，代表平行长轴方向的折射率小于垂直方向的折射率，所以双折射率Δn < 0.我们称它做是光学负型的液晶。而胆固醇液晶多为光学负型的液晶。 

3.其它特性 ： 

对于液晶的光电特性来说，除了上述的两个重要特性之外，还有许多不同的特性。比如说像弹性常数(elastic constant ：κ11 ，κ22 ，κ33 )，它包含了三个主要的常数，分别是，κ11 指的是斜展(splay)的弹性常数，κ22 指的是扭曲(twist)的弹性常数，κ33 指的是弯曲(bend)的弹性常数。另外像粘性系数(viscosity coefficients，η )，则会影响液晶分子的转动速度与反应时间(response time)，其值越小越好。但是此特性受温度的影响最大。另外还有磁化率(magnetic susceptibility)，也因为液晶的异方性关系，分成c // 与c⊥。而磁化率异方性则定义成Δc = c // -c⊥ 。此外还有电导系数(conductivity)等等光电特性。 

液晶特性中最重要的就是液晶的介电系数与折射系数。介电系数是液晶受电场的影响决定液晶分子转向的特性，而折射系数则是光线穿透液晶时影响光线行进路线的重要参数。而液晶显示器就是利用液晶本身的这些特性，适当的利用电压，来控制液晶分子的转动，进而影响光线的行进方向，来形成不同的灰阶，作为显示影像的工具。当然啦，单靠液晶本身是无法当作显示器的，还需要其它的材料来帮忙，以下我们要来介绍有关液晶显示器的各项材料组成与其操作原理。

2. 显示器如何显示图像

显示器材质不同显示图像的原理也不相同。
CRT显示器成像原理：通过将高能电子激活屏幕上的荧光粉显示色彩，传统用三枪三束显示管（激活红绿蓝荧光区的三束电子流分别用三根发射枪管控制），也有sony独创的单枪三束显示管（特丽珑管），定位更准，所以画质精度更高，
液晶显示器成像原理：
通常在两片玻璃基板上装有配向膜，液晶会沿着沟槽配向，由于玻璃基板配向沟槽偏离900，液晶中的分子在同一平面内就像百叶窗一样一条一条整齐排列，而分子的向列从一个液面到另一个液面过渡时会逐渐扭转900，也就是说两层分子的排列的相位相差900。一般最常用的液晶型式为向列(nematic )液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1-10nm (1nm=10Am)，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源开和关的作用下产生明暗的区别，以此原理控制每个像素，便可构成所需图像。
等离子显示器： 
在显示屏上排列上千个密封的小低压气体室，通过电流激发使其发出肉眼看不见的紫外光，然后紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝3色荧光体发出肉眼能看到的可见光，以此成像。 
知之不多也许对你有帮助。

3. 显示器为什么可以显示图像？

4. 液晶显示器是通过什么显像的？

我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性，但是如果这些分子是长形的(或扁形的)，它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体，而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”，又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生，我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。液晶是在1888年，由奥地利植物学家Reinitzer发现的，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。一般最常用的液晶型态为向列型液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm～10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。被动矩阵式LCD工作原理。TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之间的显示原理基本相同，不同之处是液晶分子的扭曲角度有些差别。下面以典型的TN-LCD为例，向大家介绍其结构及工作原理。在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶显示屏面板中，通常是由两片大玻璃基板，内夹着彩色滤光片、配向膜等制成的夹板。外面再包裹着两片偏光板，它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。
彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片，有规律地制作在一块大玻璃基板上。每一个像素是由三种颜色的单元(或称为子像素)所组成。假如有一块面板的分辨率为1280×1024，则它实际拥有3840×1024个晶体管及子像素。每个子像素的左上角(灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管，彩色滤光片能产生RGB三原色。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上下夹层中填充了多层液晶分子(液晶空间不到5×10-6m)。在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，但长轴取向都是平行于偏光板的。另一方面，在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90度。其中，邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列，而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列。最后再封装成一个液晶盒，并与驱动IC、控制IC与印刷电路板相连接。

5. 显示器有什么显示器和什么显示器两种

1、CRT显示器，CRT（Cathode Ray Tube）是阴极射线管。是应用较为广泛的一种显示技术。CRT投影机把输入的信号源分解到R（红）、G（绿）B（蓝）三个CRT管的荧光屏上，在高压作用下发光信号放大、会聚、在大屏幕上显示出彩色图像。 
2、LCD显示器，LCD(Liquid Crystal Display)，中文多称“液晶平面显示器”或“液晶显示器”。其工作原理就是利用液晶的物理特性：通电时排列变得有序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过，说简单点就是让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。

6. 显示器构成有哪些？

显示器（display， screen）是属于电脑的I/O设备，即输入输出设备。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。它可以分为CRT、LCD等多种类型。那么显示器构成有哪些呢？
  
  1、 液晶模块。玻璃基板：里面是液态晶体和网格状的印刷电路。时序电路（timing control）：用于产生控制液晶分子偏转所需的时序和电压。灯管：产生白色光源。背光：把灯管产生的光反射到液晶屏上。
 
  2、 控制板。控制板起信号转换作用。把各种输入格式的信号转化成固定输出格式的信号。例如对1024 x768的屏输入信号可以是640×480、800×600、1024×768等，最终转化成输出格式1024×768。
 
  3、 逆变器。产生高压，用于点亮灯管。
 
 以上就是对于显示器构成有哪些的相关内容。

7. 显示器是一种

问题一：计算机的显示器是一种什么设备  输入输出设备 
  显示器是属于电脑的I/O设备，即输入输出设备。它可以分为CRT、LCD等多种。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。 
  显示器通常也被称为监视器。　显示器是属于电脑的I/O设备，即输入输出设备。它可以分为CRT、LCD、PDP、OLED等多种。 
  
   问题二：显示器是计算机的一种输出设备 A. 错误 B. 正确  B，正确 
  
   问题三：普通显示器是一种什么设备  显示设备，书上叫“输出设备”~~ 
  
   问题四：液晶显示器有哪几种面板，哪种最好？  液晶显示器的哪种面板好？ 
  我个人认为IPS Panel最好(也比较贵) 
  液晶面板主要分为2大类：TN和广角面板，TN类面板生产技术成熟，良品率高，价格便宜，缺点是视角小，色彩只能达到16.2M色，不利于色彩的还原。广角面板则依此分为IPS面板，MVA面板以及PVA面板，其价格都很高，但是色彩均可达到16.7M色且视角超过170度。目前市场中采用广角面板的显示器大约只有5%左右，其余大部分都是价格便宜的TN类型液晶显示器。 
  1、TN面板 
  TN面板是基于比较成熟的标准TFT-TN液晶技术，被广泛应用于入门级和中低端的液晶显示器当中，由于它的输出灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，致使其响应时间容易提高，目前市场上8ms以下液晶产品均采用的是TN面板。总的来说，价格便宜，响应时间较快是它最大的优势，但可视角度仅有140度，并且在色彩还原方面不如其它高端面板，因为16.7M的TN面板在色彩上较16.2M并没有实质改变。 
  2、IPS面板 
  IPS面板的最大有时是其具有超强逼真的色彩还原能力，但其响应时间比较长，且制作成本较高，因此大多应用在高端专业绘图液晶显示器上，大名鼎鼎的苹果液晶显示器就是用的这类面板。另外IPS面板的可视角度很大，基本上可以达到CRT显示器的水平，并且色彩显示能力达到了16.7M不过在对比度，响应时间及黑底色以及色彩饱和度上表现差强人意。 
  3、MVA面板 
  MVA面板可以说是最早的广视角技术，它的液晶层中包含一种凸出物供液晶分子附着，在不施加电压的状态下，MVA面板看起来同传统技术没什么两样，液晶分子垂直于屏幕，而一旦在电压的作用下，液晶分子就会依附在凸出物上偏移，形成垂直于突出物表面的状态，这项技术有效改善了LCD的响应时间和视角，让视野角度可达到170度以上，同时对比度也有很大提升，并且色彩显示能力达到了16.7M。现如今这项技术也比较成熟，所以市场普及率也比较高，MAYA的大白，飞利蒲的190P7以及优派的VX2025wm均采用MVA面板 
  4、PVA面板 
  PVA面板是MVA面板的衍生，它采用了透明的ITO层替代了MVA液晶分子中的凸起物，这样大大提高了透光率，从而改善画质，让显示效能大幅提升，其视角也可达到170度，响应时间、对比度以及色彩还原能力等方面，都得到了很大改善，可以说，PVA液晶面板除了价格以外几乎没有弱点。由于制作成本较高，PVA面板多用于液晶电视以及高端绘图LCD，如三星F7系列液晶电视、戴尔2007WFP以及三星LA32R71B与普通消费者还是有些距离 
  （广角技术：在液晶显示器上的参数指标中，有一项水平/垂直可视角度，传统液晶显示器的水平视角为各45度，这意味着观看者职能有90度的视角，当用户与显示器之间的夹角大雨这个标称角度时，你将无法看清显示屏上的内容，这就是为什么不少用户反映LCD显示器上运行游戏或者观看电影时，画面色彩失真或灰暗的情况。但广视角技术则不同，它可以将液晶显示器的视角增加到160度或更大，从而解决视角不足的问题。） 
  
  液晶显示器的面板类型LPL和TN有什么不同？？？？ 
  液晶面板与液晶显示器有相当密切的关系，液晶面板的产量、优劣等多种因素都连系着液晶显示器自身的质量、价格和市场走向。其中液晶面板关系着玩家最看重的响应时间、色彩、可视角度、对比度等参数。从液晶面板可以看出这款液晶显示器的性能、质量如何？ 
  VA型：VA型液晶面板在目前的显示器产品中应用较为广泛的，使用在高端产品中，16.7......>> 
  
   问题五：显示器少显一种颜色  1.查看显示器数据线接头有没有断针的现象（下图为例） 
  2.查看数据线是否有虚接的地方，用手摇晃一下 
  3.如果以上都不行那只能去修了大概30元常民币 
  
   问题六：电脑显示器哪一种比较好 5分 你好 
  如果是买1000左右价位的，推荐你买华硕VS229NR，原因有几点： 
  这款21.5寸，但是是IPS屏的，要比TN屏的效果好点。 
  华硕品质不错 
  性价比也很好 
  这款外观简单，适合老人使用。 
  对画质有要求的话，最好选择对比度和色彩比较好的IPS屏，如下是各种屏的优势对比。从图片而见，IPS是综合效果最好的。 
  
   问题七：计算机显示器主要采用哪一种彩色模型  回答。 
  RGB是显示器常用的颜色模式。 
  R（red红） G(green绿) B（blue蓝）也就是三原色 
  还有其他颜色模式，像CMYK，青 (C)、品(M)、黄(Y)、黑(BK)四色 
  常用于印刷 
  
   问题八：LED显示器跟液晶显示器是一种么，如果不是那他们又有什么区别呢？  如今的显示器大概分为两种： 
  老式的大脑袋显示器（crt显示器）： 
  CRT显示器学名为“阴极射线显像管”，是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器。主要有五部分组成：电子枪（Electron Gun），偏转线圈（Deflection coils），荫罩(Shadow mask)，高压石墨电极和荧光粉涂层(Phosphor)及玻璃外壳。它是应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过的优点，而且价格更便宜。 
  液晶显示器（LCD）： 
  液晶显示屏（LCD）用于数字型钟表和许多便携式计算机的一种显示器类型。LCD显示使用了两片极化材料，在它们之间是液体水晶溶液。电流通过该液体时会使水晶重新排列，以使光线无法透过它们。因此，每个水晶就像百叶窗，既能允许光线穿过又能挡住光线。液晶显示器（LCD）目前科技信息产品都朝着轻、薄、短、小的目标发展，在计算机周边中拥有悠久历史的显示器产品当然也不例外。在便于携带与搬运为前题之下，传统的显示方式如CRT映像管显示器及LED显示板等等，皆受制于体积过大或耗电量甚巨等因素，无法达成使用者的实际需求。而液晶显示技术的发展正好切合目前信息产品的潮流，无论是直角显示、低耗电量、体积小、还是零辐射等优点，都能让使用者享受最佳的视觉环境。 
  
   问题九：什么是IPS显示器？  IPS是一种面板，TN也是一种面板，2者都是面板的类型，性能、特点不一样，TN就是灰阶响应快，可以做到2ms的速度，而IPS就慢一些，6ms左右~不过色彩来说，IPS好一些~ 
  
   问题十：显示器是微型计算机必须配置的一种是什么  输出设备