液晶顯示技術的特點及發展概況

吳瓊 徐杰

摘 要 隨著社會的進步和技術的發展，過去的CRT顯示技術已經越來越不能滿足人們的要求。人們渴望開發出一種新的技術來替代CRT技術，液晶顯示技術應運而生。經過多年的發展，液晶顯示技術已經相當成熟，屏幕的顯示效果越來越好，屏幕的尺寸也變得越來越大，但是屏幕的厚度卻越來越薄。LCD具有能耗小、重量輕、顯示效果好等特點，本文對液晶顯示技術進行了簡單的介紹。

關鍵詞 液晶顯示技術；3D液晶顯示；發展

液晶顯示器是當前的主流產品，它具有分辨率高、能耗低、視角大、輻射低和抗干擾能力強等特點。與傳統的顯示器相比，液晶顯示器在顯示效果上具有屏幕大、平面度高、無閃爍和失真、色彩逼真等特點。可以更好地保護我們的眼睛，減少我們的眼睛因長時間的注視屏幕產生過度的疲勞，同時還可以減少電腦屏幕的輻射，符合人們的關愛健康，多彩生活等觀念，液晶顯示器美觀大方、輕薄時尚是我們的首選之物。

1 液晶顯示器的原理

液晶顯示器的顯示原理與傳統的顯示器存在著顯著差異，主要是通過液晶的物理特性進行設計的，在通電時，液晶被加熱，里面的晶體分子的排列發生變化，晶體的排列變得井然有序，這時光線容易通過，當斷電時，液晶不再加熱，晶體重新變得混亂，光線不易通過。

1.1 TN型液晶顯示器

TN型顯示器是在兩塊平行的玻璃板或者特定的金屬板中間加入足夠量的液晶，其中玻璃板通過鍍上銦和錫的一種氧化物薄膜使之具有導電作用。這組玻璃需要相互垂直放置，在玻璃板中的液晶通過添加導向劑使得液晶靠近左邊的玻璃成平行玻璃的狀態，靠近右邊玻璃的液晶成垂直玻璃的狀態。當我們開始通電時，在電場的作用下玻璃板間的液晶發生旋轉作用。液態晶體的折射率是隨著液晶的旋轉方向的變化而變化的，所以當光經過TN型的液晶玻璃板時它的偏振性會發生變化，如此我們就可以通過改變電壓的大小和偏振片的厚度來控制光的明暗達到輸出文字圖案的目的。

1.2 TFT型液晶顯示器

TFT型的液晶顯示器也是通過采用兩個夾板之間加入液晶的方法，不同的是兩塊夾板的處理，左邊的玻璃板換成FET的晶體管，右邊的玻璃板換成了一個電極。在光源的方向選擇上，假設光源從右側板透過，當光源從右側進入到達左側電極時，在FET電極的作用下液晶的排列方式像TN型液晶一樣發生變化，但是FET組成了一個電容系統具有電容效應，當斷電時在電容效應的作用下液晶分子保持原先的排列順序直到下一次通電。

1.3 PDLC型液晶顯示器

PDLC型液晶顯示器是通過向兩塊玻璃夾板中的液晶中加入高分單體的來實現的。這種PDLC型的液晶顯示器與TN型液晶顯示器的玻璃板處理一樣鍍上一層導電的氧化物薄膜，不同的是不需要加入配向劑。這種液晶盒通過紫外光的照射會使得里邊的高分子單體形成高分子聚合物，這些高分子聚合物會把液晶小顆粒同時固定住。當光源照射在高分子聚合物和液晶小顆粒上時因為折射率不同會產生許多不同的折射和反射最終形成散射[1]。

2 3D液晶顯示技術

從黑白到全彩色，從CRT到LCD，從標清到高清，顯示技術在不斷升級的過程中給消費者帶來許多新的視覺感受，這些新的技術變革對人們視覺的沖擊力一直還局限于傳統的平面顯示平臺上。隨著人們對視覺要求的不斷提高，立體三維顯示作為一種全新模式的視覺革命成為許多人的期待。正如當初的彩色顯示器代替了黑白顯示器、LCD即將代替CRT一樣，用立體（3D）顯示代替平面（2D）顯示是廠商努力的方向。立體電視能顯示出景物在三維空間中的位置，即景物的高度、寬度及深度，故也稱其為三維電視。立體三維電視的研究與發展以研究人眼立體視覺機理為依據，目前三維立體液晶顯示主要采用下列技術：

2.1 掃描式背光顯示技術

其原理是利用液晶面板在顯示左眼用的視差影像時點亮左側LED，表示右眼用視察圖像時點亮右側LED，這樣不必配戴特殊眼鏡，就能從對應的眼中看到各自的視覺影像。同時，只要以電視磁場相同頻率分別進行左右視差影像更換，并讓左右LED閃爍同步時，便能使眼睛感受到2個影像同時穩定，而具有連續性地從面板顯示出來，最終便在人腦中左眼影像及右眼影像合成為立體顯示影像。

2.2 透鏡3D液晶顯示技術

其原理與掃描式背光顯示技術有點類似，它是利用在液晶的最表層添加了數組透鏡，而在這層凸透鏡數組上形成影像。其中每個透鏡以液晶像素成一個小的角度擺放，并且對應了7個液晶Cell，每一個液晶像素有3個液晶Cell組成，具備呈現RGB三色的功能，再加上根據特殊的算法，在液晶Cell中形成不同顏色，而最終形成影像，確保讓觀看者在左、右眼上形成不同的圖像，這樣就可以看到逼真的三維效果。缺點是如果觀看液晶的角度不同，因為柵欄的效果減弱，而無法看到三維效果，而且多焦點影像極易造成眼睛疲勞。

2.3 開關液晶技術

其工作原理是，針對左眼與右眼的兩幅影像，以每秒60張的速度產生，分別被傳送到不同區域的像素區塊，奇數區塊代表左眼影像，偶數區塊則代表右眼。而在標準LCD背光板與LCD屏幕本體之間加入的一個TN上，垂直區塊則會根據需要顯示哪一幅影像，相應照亮奇數或偶數的區塊，人的左眼只能看到左眼影像，右眼只會看到右眼影像，從而在大腦中形成一個縱深的真實世界。

目前，要獲得三維立體顯示，最直接的方法是如上所提的3D液晶顯示技術，利用雙眼視差產生立體視覺，但這畢竟不是人眼總視覺信息的綜合性模擬。因此，人們觀看雙眼視差立體三維電視的圖像與人眼直接觀看原始景物時的感覺還不完全相同。第二種方法是從拍攝階段就采用3D的拍攝方法，提供從內容到成像的全程3D制作服務，實際效果最好，但價格最貴。第三種方法是利用相關軟件，在成像環節實現將二維畫面轉為三維。不管是哪種方法，在現階段都有一定局限性。相信在不久的將來，三維立體顯示將不僅僅出現在各種公共展示場所，也會在個人娛樂與家庭電視中大量使用。

參考文獻

[1] 趙晶，李平.單片機控制OLED顯示全彩色靜態圖片和動態圖像的系統設計[J].液晶與顯示，2012，（1）：67-72.

作者簡介

吳瓊（1989-），女，籍貫：江蘇省儀征市，本科學歷，電子信息工程專業。

徐杰（1990-），男，籍貫：江蘇省寶應縣，本科學歷，電子信息工程專業。