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从LCD构造看什么是液晶拼接屏

作者:admin 发布日期: 2021-04-11 二维码分享

液晶拼接屏由多个LCD拼接单元组成,而很多用户不理解DID液晶拼接单元和普通显示器有什么区别。

DID液晶拼接单元,比普通的液晶屏级别更高。如果你对普通液晶屏构成有一定了解,就更容易理解液晶拼接屏。

从LCD构造看什么是液晶拼接屏

液晶显示器的构造

液晶显示器(LCD:Liquid Crystal Display)的构造如<图一>所示,如果我们将液晶显示器的某一部分放大,可以得到许多正方形的「画素(Pixel)」,同时将每个画素再切割成红(R)、绿(G)、蓝(B)三种不同颜色的「次画素(Sub-pixel)」,不停地反覆的排列,和其他种类的显示器是类似的。

图一、液晶显示器(LCD)的外观。

当我们从侧面观察液晶显示器的一个画素,可以得到如<图二>的构造,由液晶显示器的后方向前方,依序为背光模组、后偏光片、后导电玻璃(后玻璃基板+后透明电极)、薄膜电晶体(主动矩阵式的液晶显示器才有)、前导电玻璃(前玻璃基板+前透明电极)、彩色滤光片、保护玻璃、前偏光片等。

图二、液晶显示器(LCD)的构造示意图。

液晶显示器的原理

液晶显示器的原理比较复杂,主要是利用前后偏光片与前后导电玻璃之间的液晶分子改变极化光的极化方向,造成每一个画素亮(白)与暗(黑)的变化,再利用彩色滤光片产生红(R)、绿(G)、蓝(B)三种不同颜色排列组合成我们所看到的影像,我们先简单说明液晶显示器相关零组件的功能:

➤背光模组:背光模组包括光源、反射板、导光板等元件组成,使光源均匀分布在整个液晶显示器的画面上,看起来整个画面亮度相同。

➤后偏光片:由于光源发出来的白光为「非极化光」,后偏光片主要的目的在使非极化光变成「极化光(Polarized light)」。

➤后导电玻璃:在玻璃基板上使用溅镀法(Sputter)成长「氧化铟锡(ITO:Indium Tin Oxide)」形成可以导电的玻璃,称为「导电玻璃」。氧化铟锡(ITO)是一种陶瓷(金属氧化物),几乎所有的陶瓷都是绝缘体,但是科学家发现氧化铟锡(ITO)不但可以导电,而且在厚度很薄的时候,还是透明的,故称为「透明电极」。

➤薄膜电晶体:在导电玻璃的上面使用半导体制程技术成长「开关元件」,.简单的开关元件就是「CMOS」,但是CMOS必须具有金属、氧化物、半导体的结构,必须成长在矽晶圆上才行,要在导电玻璃上成长开关元件没办法使用CMOS,因此必须另外设计一种开关元件,它的工作原理和「CMOS」很像,我们称为「薄膜电晶体(TFT:Thin Film Transistor)」 ,使用薄膜电晶体(TFT)制作的液晶显示器称为「薄膜电晶体-液晶显示器(TFT-LCD)」。

➤前导电玻璃:与后导电玻璃相同。

➤彩色滤光片:在塑胶薄片上涂布红(R)、绿(G)、蓝(B)三种不同颜色的颜料,不停地反覆排列在显示器的整个画面上,称为「彩色滤光片(Color filter)」。彩色滤光片的原理如<图三>所示,当白光(红、绿、蓝的混合光)通过「红色的滤光片」,则只有红光可以通过,绿光、蓝光被吸收,所以眼睛只看到红光;当白光通过「绿色的滤光片」,则只有绿光可以通过,红光、蓝光被吸收,所以眼睛只看到绿光;当白光通过「蓝色的滤光片」,则只有蓝光可以通过,红光、绿光被吸收,所以眼睛只看到蓝光,「滤光片」其实就是滤掉我们不要的颜色,只让我们想要的颜色通过,值得注意的是,<图三>中的彩色滤光片只画出一个画素来代表而已,实际上应该是红(R)、绿(G)、蓝(B)三种不同颜色,不停地反覆排列在显示器的整个画面上,如<图一>所示。

➤前偏光片:前偏光片主要的目的在决定是否要让旋转后的极化光通过,如果可以通过则眼睛看起来是「亮(白)」,如果无法通过则眼睛看起来是「暗(黑)」。

图三、彩色滤光片的构造示意图。

从LCD构造看什么是液晶拼接屏

液晶显示器的优点

➤厚度较薄:不使用电子束,不需要像阴极射线管一样在萤幕表面依序扫描,所以不需要太厚。

➤耗电量低:使用发光二极体(LED)或冷阴极灯管(CCFL)做为光源,不使用电子束,所以耗电量低。

➤制程成熟:液晶显示器已经在市场上存在超过二十年的时间,制作技术非常成熟,不但小尺寸的液晶显示器技术很成熟,目前连大尺寸的「液晶电视(LCD TV)」都已经进入成熟阶段了。

从LCD构造看什么是液晶拼接屏

液晶显示器的缺点

➤大尺寸价格较高:由于材料成本不低,包括偏光片、彩色滤光片、薄膜电晶体(TFT)的制作就占掉整台液晶显示器大约50%的成本,特别是大尺寸的液晶电视需要大尺寸的偏光片、彩色滤光片,成本更高。

➤大尺寸制作困难:大尺寸的液晶电视必须将薄膜电晶体(TFT)制作在整个后导电玻璃上,要将每个薄膜电晶体制作的非常均匀平坦,而且要有很高的良率是非常困难的工作,就好像大尺寸的晶圆制作比较困难一样,不过随着液晶电视产业的发展,目前不但克服了良率的问题,解析度也从原的FHD(1920 x 1080)发展到目前的UHD 2K与UHD 4K。

➤有视角的问题:由于液晶显示器是利用液晶分子使极化光旋转的原理,所以会产生视角的问题,当我们的眼睛倾斜一个角度观看液晶显示器的时候,会觉得影像模糊不清。

如上图为一台落地式机柜的液晶拼接屏。

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