LCD的相關技術特性

　　（1）視角

　　由于LCD的顯示視角范圍受限、反映速度慢，使得它在顯示快速移動圖像時與CRT相比有一種先天的缺陷。在傳統的CRT顯示器或電視機中，圖像的顯示是通過發光物體磷來實現的，光線從這一層向各個方向發射，只是強弱稍有不同而已。因此可以從一個很大的可視角范圍來觀看屏幕，無論從哪個角度去觀察，顯示的亮度、色彩都和正視效果相近。

　　LCD和其他大多數顯示技術一樣，都需要使強的背景光線穿過液晶層或者其他顯示層來形成圖像，從而完成圖像的傳遞過程。LCD的特性決定了它所需的背景光是定向的。舉一個形象的例子來說，就好比手中握有一把吸管，將它們的一端對準光源。如果通過另一端苜視吸管，將會看到光源射出的光線。但是如果稍微移開眼睛，從其他的方向去看的話，就無法觀察到光線了。LCD技術正是如此。雖然液晶分子并不像吸管一樣是中空的，但是它們的有序排列阻止了光線向其他方向發射。

　　為了解決視角問題，LCD制造商采用了許多方法。直接在顯示器外面附加一層漫射膜是解決光線漫射的方法之一，漫射膜可以將特定傳播方向的光線散射向各個方向，從而增大可視角度。不過這種方法只能達到一定程度的改善。另一種做法是通過改變液晶的電流方向來增大可視角度。電流不再是從頂端流向底端，而是從側面方向流過，這就使得液晶分子在水平方向上有序排列，從而增大了傳遞光線的可視角度。這兩種技術通常用在水平可視角度的改善上。

　　第三種解決方案比較復雜，而且會使制造成本大大增加。其主要方法是將每個液晶單元分割成大量微小的部分，事先將這些微小子單元以不同的方向傾斜，這就使得傳播光線在到達這些微小面板的時候向各個方向散射，從而可增大可視角度。昂貴的成本限制了該方法的廣泛使用，僅在一些具有需要同時從遠處和近處觀察的臺式顯示器中才需要應用到這種技術。

　　（2）反應速度

　　LCD單元在控制信號到達與變化完成之間存在滯后現象，這使得LCD在顯示快速移動圖像時與CRT相比具有一種先天的缺陷。CRT的電子槍發射電子束到被激發的螢光粉發光幾乎是瞬間完成的。LCD的這種滯后時間被稱為反應時間，其單位通常是毫秒。被動矩陣顯示器的響應時間很長，約有l50ms或更多，所以不適于顯示諸如電影的移動畫面。

　　在主動矩陣顯示器中的像素響應時間因設計的不同而異，它主要受到幾個因素影響，包括用來驅動LCD單元的電壓，LCD單元的厚度和使用的液晶材料。標準的主動矩陣顯示器一般有40ms的響應時間，也就是說每秒能顯示25幀。它的平面內轉換增加了可視角度，但顯示會變慢，一般有70ms的反應時間。更快一些的反應時間為25ms。

　　（3）顯示色彩

　　LCD顯示的一個重要的技術指標是顯示色彩。CRT顯示器所能表現出的色彩幾乎是無窮的，因為它是模擬設備，只需改變紅、綠、藍三種模擬信號的強度，就可以得到不同的色彩。與CRT一樣，LCD技術也是根據電壓的大小來改變LCD亮度的，但是只有主動矩陣LCD可以單獨控制每個像素。因為被動矩陣LCD每次都要驅動整行或整列像素，因此它的灰階表現能力很差

　　每個LCD的子像素所顯示的顏色取決于色彩過濾器，由于液晶本身沒有顏色，所以用濾色片產生各種顏色，而不是子像素，子像素只能通過控制光線的通過強度來調節灰階。只有少數主動矩陣顯示采用了模擬信號控制技術，大多數則采用了數字信號控制技術。大部分數字控制的LCD都采用了8位控制器，可以產生256級灰階。每個子像素能夠表現256級，那么就能夠得到256×3種色彩，每個像素能夠表現出16，777，216種成色。因為人的眼睛對亮度的感覺并不是線性變化的，人眼對低亮度的變化更加敏感，所以這種24位的色度并不能完全達到理想要求，但通過采用脈沖電壓調節的方法可以使色彩變化看起來更加統一。

　　實際應用中采用了兩種技術來提高主動矩陣顯示中每個液晶單元的灰階顯示數目。第一種是抖動方法，即將四個毗連呈正方形的像素作為一個單元，如果其中一個的灰階太低，那么相鄰的像素就會提高自身的亮度，從而顯示出一個比較適中的灰階，四個像素最后會顯示出三個適中的最終灰階作為顯示結果。這種方法的最大缺點在于其降低了顯示的分辨率。

　　另一項技術是框架速率控制（FRC）技術，這種方法是在顯示每屏圖像時多次刷新像素。與抖動方法不同的是，這種方法主要是通過時間控制的。如果顯示一幅畫面需要的時間分為很多幀，像素就可以在幀的切換當中形成一種灰階的過渡態，四幀就可以形成三個過渡態。這種設計的優點是可以不降低圖像的分辨率，它被廣泛應用于現代的主動矩陣顯示器中。

　　（4）耗電量

　　主動矩陣式LCD顯示器與CRT相比耗電量較小，事實上，它已經成為便攜式電子設備的標準顯示器，已廣泛應用在了PDA及筆記本電腦中。但不管怎樣，LCD技術的相對效率仍較低，即使將屏幕顯示白色，從背景光源中發射的光也只有不到10％穿過屏幕發出，其他的都被吸收。

　　如果希望在戶外這樣強光環境下圖像更明亮，就需要一個更亮的背景光源，這將需要更多的電能。如果使用的電池容量一定，更亮的背景光源就會在較短的時間內將電池的電能耗盡。

　　在實際設計中采用更大的電池容量就可解決這個問題，但是對于目前的電池技術來說，這就意味著設備重量的增加，對消費者的吸引力就會下降。這三者之間的三角平衡推動著對顯示器、電池及節能技術的研究。

　　總而言之，背景光源所耗能量是LCD顯示器總耗電量的最大部分。更大的屏幕、更高的亮度和更高的分辨率都將使筆記本電腦顯示器的耗電量大大增加。另一方面，通過降低系統電壓和提高孔徑比，以使更多的光能通過液晶單元，可降低系統的電源需求，使筆記本計算機顯示器的總耗電量維持在2～5W之間。一只CCFL管的背景光源大約需要1.2W，所以使用一只或兩只CCFL管的屏幕共需要1.2或2.4W的能量。