2024年4月24日发(作者：歧曼云)
液晶显示技术分析
发布时间：2021-11-24T08:37:02.077Z 来源：《科学与技术》2021年24期 作者： 杨光
[导读] 人类获取信息的方式有很多，但80% 以上的信息是通过视觉通道获取的
杨光
四川长虹电器股份有限公司 四川省绵阳市621000
摘要：人类获取信息的方式有很多，但80% 以上的信息是通过视觉通道获取的，因此信息显示技术起着非常重要的作用。液晶显示器
作为平板显示器的重要组成部分，以其低辐射、低功耗等显示特性在平板显示器行业中占有巨大的市场份额。它已经进入千家万户，在信
息传递过程中发挥了不可替代的作用。本文对液晶显示技术进行了分析，以供参考。
关键词：液晶显示；技术；分析
近年来，中国在液晶显示器领域新一轮的高投资如雨后春笋般涌现，各地高代生产线投产的消息不断传开，许多地方政府和企业频繁
投资液晶显示器面板生产线，已公布5条10.5代的生产线，特别是京东方，华星光电和夏普拥有核心技术，世界领先的液晶面板巨头一个接
一个，在中国推出高端产品，中国的液晶面板行业迅速掀起了白热化的投资浪潮。
1 液晶显示器由以下部分组成: 背光、光扩散元件、显示面板。显示面板包括玻璃基板、取向膜、彩色滤光片、透明电极、位于两个透
明电极之间的液晶分子层（构成显示像素的开关）、两侧垂直于对方的两个极化方向的偏振板。如果两个电极之间没有液晶，通过一个偏
振器的光的偏振方向将完全垂直于第二个偏振器，所以它是完全阻塞的。但是，当液晶旋转光通过一个偏振片的偏振方向时，它可以部分
地通过另一个偏振片。液晶对光的偏振方向的旋转可以通过静电场来控制，从而实现对光的控制。在电荷加到透明电极上之前，液晶分子
的排列是由电极表面的取向膜决定的。在每个像素或亚像素的透明电极上加入一定量的电荷，产生静电场。液晶分子在静电场的作用下产
生静电扭转力，改变液晶分子的排列方式，从而改变光的旋转振幅。通过控制光的旋转偏振角，可以控制通过偏振板的光强。
2液晶显示器分类
2.1根据液晶面板的驱动方式，它包括被动矩阵面板和主动面板: 被动矩阵显示面板上的每一行或每一列都有一个独立的电路，而且每
个像素的位置也应同时指定，因为每个像素在更新前也应该记住自己的状态，此时每个像素没有稳定的电荷供应。当图像数量增加时，行
和列的相对数量也会增加，这使得这个显示更难使用。被动阵列液晶显示器具有响应时间非常慢、对比度低的特点。有源显示面板是最常
见的，它是由 TFT （薄膜变压器）驱动的。有源矩阵显示面板通过有源开关实现对每个像素的独立精确控制，能够比以前的无源驱动器获
得更好的显示效果。每个像素都有自己的晶体管，允许操纵一个像素。当列线打开时，所有行线将连接到一整列的像素，每行线将由正确
的电压驱动。相同尺寸的有源阵列显示器比无源阵列显示器更亮、更锐利，响应时间短。
2.2按照背光源的不同区分
（1）CCLF（冷阴极荧光灯）的优点是色彩性能好，但缺点是功耗高。
（2）LED （发光二极管）的优点是体积小，功耗低。因此，使用 LED 作为背光源可以达到高亮度，同时考虑到光和薄。其主要缺点是色
彩性能不如 CCFL，因此之前大多数专业绘图液晶显示器仍采用传统的 CCFL 作为背光源，如今已经被广色域LED和Quantum dot（量子
点）技术所取代。
2.3按照透射反射模式区分
（1）透射式液晶显示器由放置在显示屏幕后面的光源照明，观察者可在屏幕的另一侧观察。这种液晶显示器主要用于需要高亮度显示
的应用场合。它通常用于电脑显示器，PDA 和移动电话。
（2）反射式液晶显示器通常用于电子钟和计算器，它利用背面的散射反射面将外部光反射回来照亮屏幕。这种液晶显示器的对比度很高。
因为光线穿过 LCD 两次，被切割两次。由于在不使用照明设备的情况下大大降低了功耗，所以电池的使用寿命更长。
（3）半透半反液晶显示器不仅可以作为透射型显示器，还可以作为反射型显示器。当外光强时，液晶显示器根据反射类型工作，当外
光不足时，可作为透射显示器使用。
3液晶显示技术分析
3.1蓝相液晶显示器
蓝相是介于手性向列相和各向同性相之间温度范围较窄的液晶相。蓝相液晶显示器具有最大的潜力成为下一代显示器。蓝相液晶具有
以下革命性特点: (1)蓝相液晶显示器的理论响应速度可达毫秒以下，从根本上解决了双速四速液晶显示器的响应速度问题，甚至可以实现倍
频速液晶显示; (2)从宏观上看，蓝相液晶是各向同性的。蓝相液晶显示器具有视场大、暗状态好的特点; (3)由于蓝相液晶材料稳定，蓝相液
晶显示器不需要其他液晶显示模式所需的对准膜，制造成本低，制造工艺简单。然而，蓝相液晶显示器还存在一个很大的技术问题，驱动
电压很高。目前，大多数技术都是通过提高蓝相液晶材料的柯尔常数来降低驱动电压。3.2低反射液晶显示技术
当液晶显示器工作时，当外部光线较强时，玻璃板在其表面的反射会干扰正常显示。因此，在一些明亮的户外公共场所，液晶显示器
的性能和可观察性将大大降低。即使液晶显示器的分辨率较高，如果反射技术处理不好，其显示效果也很难改变。低反射液晶显示技术是
在液晶显示器的大部分表面设置一层防反射涂层，以减少反射，提高透射率，改善液晶显示器的光泽，提高液晶显示器的透光率和分辨
率，大大提高显示效果。
3.3零功率
零功率液晶显示器采用反射式或透射式补偿工作方式，节省了光源的功耗，大大降低了显示器的功耗。这项技术的目标是低功耗的移
动设备，如电子书和便携式电脑。
3.4胆固醇液晶显示技术
胆固醇相液晶是一种分子呈螺旋排列的液晶材料。它可以通过在向列相液晶中加入偏振器来实现这种排列结构，因此称之为手征向列
相。根据不同旋转偏振光在不同电位下的不同反射和透射模式，使用胆固醇液晶材料达到特殊的显示效果。反射式液晶显示器通常采用胆
固醇相液晶，利用外部环境的光源无背光显示图像。
3.5窄边框、无边框液晶显示板
液晶面板可以通过减少前框面积或者省略前框来改进面板固定。另一方面，可以通过在显示区域的像素间隔内设置围绕显示区域的电
路来减小显示区域的外围区域。
4 随着科学技术的飞速发展，显示技术也朝着高清晰度、低电磁辐射、低功耗、小体积的方向发展。尽管 OLED（有机发光半导体）显
示器的生产技术越来越成熟，图像质量越来越好，但其烧屏、屏闪、像素排布方式不同导致的分辨率问题等等问题依然存在。因此，而
LCD屏幕拥有深厚的技术积累，在色彩表现上更是不用担心，也正因如此，LCD屏的成本要远小于OLED。再加上液晶显示器的降价风，液
晶显示器市场正从热点走向沸点，由此可以为用户带来更高的性价比。液晶显示器领域的新一轮高投入在中国如雨后春笋般涌现，各地高
代生产线投产的消息不断传开，许多地方政府和企业频繁投资液晶显示器面板生产线，已公布5条10.5代的生产线，特别是京东方，华星光
电和夏普拥有核心技术，世界领先的液晶面板巨头一个接一个，在中国推出高端产品，中国的液晶面板行业迅速掀起了白热化的投资浪
潮。
结束语
液晶显示技术的出现在现代信息技术发展史上具有重要意义。它的出现改变了过去设备显示屏体积过大、能耗高、图像质量差的缺
点。因此，它被广泛应用于各种生产和生活领域。目前，液晶显示屏已经进入千家万户，人们使用的几乎所有电子设备都有它的身影，但
其清晰度低、响应能力弱等缺点也逐渐反映出来。因此，总结液晶显示技术的发展，开发新的显示技术是十分必要的。面对科学技术的不
断变化和用户需求的不断变化，在购买液晶显示器生产设备时，不仅要充分考虑设备的性能，还要充分考虑设备的形状和价格。笔者认
为，只有把生产设备的成本降到最低，才能保证企业在日益激烈的市场竞争中获得发展的空间。液晶材料、液晶显示器构造、液晶显示器
的分类、还有液晶显示领域一些新的技术动向等方面全面介绍了液晶显示技术，以期为液晶显示技术未来的发展提供借鉴性的参考。
参考文献：
[1]张小波.液晶显示装置降低RC延迟效应技术分析[J].中国科技信息,2019(19):16-18.
[2]徐松明.液晶平板显示技术的分析[J].电子世界,2017(16):197.
[3]付莹,梁燕.液晶显示窄边框专利技术分析[J].中国科技信息,2016(14):102-103+14.
作者简介：杨光 男 吉林省长春市 汉族 1984.5.10 本科 工程硕士 中级 工程师 显示技术 光学工程
2024年4月24日发(作者：歧曼云)
液晶显示技术分析
发布时间：2021-11-24T08:37:02.077Z 来源：《科学与技术》2021年24期 作者： 杨光
[导读] 人类获取信息的方式有很多，但80% 以上的信息是通过视觉通道获取的
杨光
四川长虹电器股份有限公司 四川省绵阳市621000
摘要：人类获取信息的方式有很多，但80% 以上的信息是通过视觉通道获取的，因此信息显示技术起着非常重要的作用。液晶显示器
作为平板显示器的重要组成部分，以其低辐射、低功耗等显示特性在平板显示器行业中占有巨大的市场份额。它已经进入千家万户，在信
息传递过程中发挥了不可替代的作用。本文对液晶显示技术进行了分析，以供参考。
关键词：液晶显示；技术；分析
近年来，中国在液晶显示器领域新一轮的高投资如雨后春笋般涌现，各地高代生产线投产的消息不断传开，许多地方政府和企业频繁
投资液晶显示器面板生产线，已公布5条10.5代的生产线，特别是京东方，华星光电和夏普拥有核心技术，世界领先的液晶面板巨头一个接
一个，在中国推出高端产品，中国的液晶面板行业迅速掀起了白热化的投资浪潮。
1 液晶显示器由以下部分组成: 背光、光扩散元件、显示面板。显示面板包括玻璃基板、取向膜、彩色滤光片、透明电极、位于两个透
明电极之间的液晶分子层（构成显示像素的开关）、两侧垂直于对方的两个极化方向的偏振板。如果两个电极之间没有液晶，通过一个偏
振器的光的偏振方向将完全垂直于第二个偏振器，所以它是完全阻塞的。但是，当液晶旋转光通过一个偏振片的偏振方向时，它可以部分
地通过另一个偏振片。液晶对光的偏振方向的旋转可以通过静电场来控制，从而实现对光的控制。在电荷加到透明电极上之前，液晶分子
的排列是由电极表面的取向膜决定的。在每个像素或亚像素的透明电极上加入一定量的电荷，产生静电场。液晶分子在静电场的作用下产
生静电扭转力，改变液晶分子的排列方式，从而改变光的旋转振幅。通过控制光的旋转偏振角，可以控制通过偏振板的光强。
2液晶显示器分类
2.1根据液晶面板的驱动方式，它包括被动矩阵面板和主动面板: 被动矩阵显示面板上的每一行或每一列都有一个独立的电路，而且每
个像素的位置也应同时指定，因为每个像素在更新前也应该记住自己的状态，此时每个像素没有稳定的电荷供应。当图像数量增加时，行
和列的相对数量也会增加，这使得这个显示更难使用。被动阵列液晶显示器具有响应时间非常慢、对比度低的特点。有源显示面板是最常
见的，它是由 TFT （薄膜变压器）驱动的。有源矩阵显示面板通过有源开关实现对每个像素的独立精确控制，能够比以前的无源驱动器获
得更好的显示效果。每个像素都有自己的晶体管，允许操纵一个像素。当列线打开时，所有行线将连接到一整列的像素，每行线将由正确
的电压驱动。相同尺寸的有源阵列显示器比无源阵列显示器更亮、更锐利，响应时间短。
2.2按照背光源的不同区分
（1）CCLF（冷阴极荧光灯）的优点是色彩性能好，但缺点是功耗高。
（2）LED （发光二极管）的优点是体积小，功耗低。因此，使用 LED 作为背光源可以达到高亮度，同时考虑到光和薄。其主要缺点是色
彩性能不如 CCFL，因此之前大多数专业绘图液晶显示器仍采用传统的 CCFL 作为背光源，如今已经被广色域LED和Quantum dot（量子
点）技术所取代。
2.3按照透射反射模式区分
（1）透射式液晶显示器由放置在显示屏幕后面的光源照明，观察者可在屏幕的另一侧观察。这种液晶显示器主要用于需要高亮度显示
的应用场合。它通常用于电脑显示器，PDA 和移动电话。
（2）反射式液晶显示器通常用于电子钟和计算器，它利用背面的散射反射面将外部光反射回来照亮屏幕。这种液晶显示器的对比度很高。
因为光线穿过 LCD 两次，被切割两次。由于在不使用照明设备的情况下大大降低了功耗，所以电池的使用寿命更长。
（3）半透半反液晶显示器不仅可以作为透射型显示器，还可以作为反射型显示器。当外光强时，液晶显示器根据反射类型工作，当外
光不足时，可作为透射显示器使用。
3液晶显示技术分析
3.1蓝相液晶显示器
蓝相是介于手性向列相和各向同性相之间温度范围较窄的液晶相。蓝相液晶显示器具有最大的潜力成为下一代显示器。蓝相液晶具有
以下革命性特点: (1)蓝相液晶显示器的理论响应速度可达毫秒以下，从根本上解决了双速四速液晶显示器的响应速度问题，甚至可以实现倍
频速液晶显示; (2)从宏观上看，蓝相液晶是各向同性的。蓝相液晶显示器具有视场大、暗状态好的特点; (3)由于蓝相液晶材料稳定，蓝相液
晶显示器不需要其他液晶显示模式所需的对准膜，制造成本低，制造工艺简单。然而，蓝相液晶显示器还存在一个很大的技术问题，驱动
电压很高。目前，大多数技术都是通过提高蓝相液晶材料的柯尔常数来降低驱动电压。3.2低反射液晶显示技术
当液晶显示器工作时，当外部光线较强时，玻璃板在其表面的反射会干扰正常显示。因此，在一些明亮的户外公共场所，液晶显示器
的性能和可观察性将大大降低。即使液晶显示器的分辨率较高，如果反射技术处理不好，其显示效果也很难改变。低反射液晶显示技术是
在液晶显示器的大部分表面设置一层防反射涂层，以减少反射，提高透射率，改善液晶显示器的光泽，提高液晶显示器的透光率和分辨
率，大大提高显示效果。
3.3零功率
零功率液晶显示器采用反射式或透射式补偿工作方式，节省了光源的功耗，大大降低了显示器的功耗。这项技术的目标是低功耗的移
动设备，如电子书和便携式电脑。
3.4胆固醇液晶显示技术
胆固醇相液晶是一种分子呈螺旋排列的液晶材料。它可以通过在向列相液晶中加入偏振器来实现这种排列结构，因此称之为手征向列
相。根据不同旋转偏振光在不同电位下的不同反射和透射模式，使用胆固醇液晶材料达到特殊的显示效果。反射式液晶显示器通常采用胆
固醇相液晶，利用外部环境的光源无背光显示图像。
3.5窄边框、无边框液晶显示板
液晶面板可以通过减少前框面积或者省略前框来改进面板固定。另一方面，可以通过在显示区域的像素间隔内设置围绕显示区域的电
路来减小显示区域的外围区域。
4 随着科学技术的飞速发展，显示技术也朝着高清晰度、低电磁辐射、低功耗、小体积的方向发展。尽管 OLED（有机发光半导体）显
示器的生产技术越来越成熟，图像质量越来越好，但其烧屏、屏闪、像素排布方式不同导致的分辨率问题等等问题依然存在。因此，而
LCD屏幕拥有深厚的技术积累，在色彩表现上更是不用担心，也正因如此，LCD屏的成本要远小于OLED。再加上液晶显示器的降价风，液
晶显示器市场正从热点走向沸点，由此可以为用户带来更高的性价比。液晶显示器领域的新一轮高投入在中国如雨后春笋般涌现，各地高
代生产线投产的消息不断传开，许多地方政府和企业频繁投资液晶显示器面板生产线，已公布5条10.5代的生产线，特别是京东方，华星光
电和夏普拥有核心技术，世界领先的液晶面板巨头一个接一个，在中国推出高端产品，中国的液晶面板行业迅速掀起了白热化的投资浪
潮。
结束语
液晶显示技术的出现在现代信息技术发展史上具有重要意义。它的出现改变了过去设备显示屏体积过大、能耗高、图像质量差的缺
点。因此，它被广泛应用于各种生产和生活领域。目前，液晶显示屏已经进入千家万户，人们使用的几乎所有电子设备都有它的身影，但
其清晰度低、响应能力弱等缺点也逐渐反映出来。因此，总结液晶显示技术的发展，开发新的显示技术是十分必要的。面对科学技术的不
断变化和用户需求的不断变化，在购买液晶显示器生产设备时，不仅要充分考虑设备的性能，还要充分考虑设备的形状和价格。笔者认
为，只有把生产设备的成本降到最低，才能保证企业在日益激烈的市场竞争中获得发展的空间。液晶材料、液晶显示器构造、液晶显示器
的分类、还有液晶显示领域一些新的技术动向等方面全面介绍了液晶显示技术，以期为液晶显示技术未来的发展提供借鉴性的参考。
参考文献：
[1]张小波.液晶显示装置降低RC延迟效应技术分析[J].中国科技信息,2019(19):16-18.
[2]徐松明.液晶平板显示技术的分析[J].电子世界,2017(16):197.
[3]付莹,梁燕.液晶显示窄边框专利技术分析[J].中国科技信息,2016(14):102-103+14.
作者简介：杨光 男 吉林省长春市 汉族 1984.5.10 本科 工程硕士 中级 工程师 显示技术 光学工程