![LCD[10]](/img/2/e59/nBnauM3XxQDOygzMzITMwcTO1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLyEzL1EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg "LCD[10]")
原理
lcd根據電光效應，液晶材料可分為活性液晶和非活性液晶兩類，其中活性液晶具有較高的透光性和可控制性。液晶板使用的是活性液晶，人們可通過相關控制系統來控制液晶板的亮度和顏色。與液晶顯示器相同，LCD投影機採用的是扭曲向列型液晶。LCD投影機的光源是專用大功率燈泡，發光能量遠遠高於利用螢光發光的CRT投影機，所以LCD投影機的亮度和色彩飽和度都高於CRT投影機。LCD投影機的像元是液晶板上的液晶單元，液晶板一旦選定，解析度就基本確定了，所以LCD投影機調節解析度的功能要比CRT投影機差。
LCD投影機按內部液晶板的片數可分為單片式和三片式兩種，現代液晶投影機大都採用3片式LCD板(圖1)。三片式LCD投影機是用紅、綠、藍三塊液晶板分別作為紅、綠、藍三色光的控制層。光源發射出來的白色光經過鏡頭組後會聚到分色鏡組，紅色光首先被分離出來，投射到紅色液晶板上，液晶板“記錄”下的以透明度表示的圖像信息被投射生成了圖像中的紅色光信息。綠色光被投射到綠色液晶板上，形成圖像中的綠色光信息，同樣藍色光經藍色液晶板後生成圖像中的藍色光信息，三種顏色的光在稜鏡中會聚，由投影鏡頭投射到投影幕上形成一幅全彩色圖像。三片式LCD投影機比單片式LCD投影機具有更高的圖像質量和更高的亮度。LCD投影機體積較小、重量較輕，製造工藝較簡單，亮度和對比度較高，解析度適中，現在LCD投影機占有的市場份額約占總體市場份額的70%以上，是目前市場上占有率最高、套用最廣泛的投影機。
特點
易於彩色化(在色譜上可以非常準確的復現)
無電磁輻射(對人體安全，利於信息保密)
被動顯示型(無眩光，不刺激人眼，不會引起眼睛疲勞)
顯示信息量大(因為像素可以做得很小)
主要技術參數
lcdLCD製造時選用的控制IC、濾光片和定向膜等配件，與面板的對比度有關，對一般用戶而言，對比度能夠達到350:1就足夠了，但在專業領域這樣的對比度平還不能滿足用戶的需求。相對CRT顯示器輕易達到500：1甚至更高的對比度而言。只有高檔液晶顯示器才能達到這樣如此程度，由於對比度很難通過儀器準確測量，所以挑的時候還是要自己親自去看才行。
提示：對比度很重要，可以說是選取液晶的一個比亮點更重要的指標，當你了解到你的客戶買的液晶是用來娛樂看影碟，你們就可以強調對比度比無壞點更重要，我們在看流媒體時，一般片源亮度不大，但要看出人物場景的明暗對比，頭髮絲灰到黑的質感變化，就要靠對比度的高低來顯現了．優派的VG和VX一直強調對比度的指標，VG910S是1000：1的對比度，我們當時拿這款和三星的一款用雙頭顯示卡對比測試，三星液晶就明顯比不過，大家有興趣可以試試．測試軟體中的256級灰度測試中在平視時能看清楚更多的小灰格即是對比度好！
2 亮度
LCD是一種介於固態與液態之間的物質，本身是不能發光的，需藉助要額外的光源才行。因此，燈管數目關係著液晶顯示器亮度。最早的液晶顯示器只有上下兩個燈管，發展到現在，普及型的最低也是四燈，高端的是六燈。四燈管設計分為三種擺放形式：一種是四個邊各有一個燈管，但缺點是中間會出現黑影，解決的方法就是由上到下四個燈管平排列的方式，最後一種是“U”型的擺放形式，其實是兩燈變相產生的兩根燈管。六燈管設計實際使用的是三根燈管，廠商將三根燈管都彎成“U”型，然後平行放置，以達到六根燈管的效果。
提示：亮度也是一個比較重要的指標，越亮的液晶給人很遠一看，就從一排液晶牆中脫穎而出，我們在CRT中經常見到的高亮技術（優派叫高亮，飛利浦叫顯亮，明基叫銳彩）都是通過加大陰罩管的電流，轟擊螢光粉，產生更亮的效果，這樣的技術，一般是以犧牲畫質，和顯示器的壽命來換取的，所有採用此類技術的產品在預設狀態下都是普亮的，總要按個鈕才能實行，按一下3X亮玩遊戲;再按一變成5X亮看影碟，他細一看都變糊了，要看文本還得老實的回到普通的文本模式，這樣的設計其實就是讓大家不要常用高亮．LCD顯示亮度的原理和CRT不一樣，他們是靠面板後面的背光燈管的亮度來實現的。
所以燈管要設計的多，發光才會均勻．早期賣液晶時和別人說液晶是三根以是很牛的事了，但當時奇美CRV，就搞出了一個六燈管技術，其實也就是把三管彎成了”U”型，變成了所謂的六根；這樣的六燈管設計，加上燈管發光本身就很強，面板就看到很亮，這樣的代表作在優派中以VA712為代表；但所有高亮的面板都會有一個致命傷，屏會漏光，這個術語一般人很少提及，編者個人認為他很重要，漏光是指在全黑的螢幕下，液晶不是黑的，而是發白髮灰．所以好的液晶不要一味的強調亮度，而是要多強調對比度，優派的VP和VG系列就是不講亮度，講對比度的產品！
3 信號回響時間
lcd螢幕我用一個很簡單的工式算出相應反應時間下的每秒畫面數如下：
回響時間30ms=1/0.030=每秒約顯示 33 幀畫面
回響時間25ms=1/0.025=每秒約顯示 40 幀畫面
回響時間16ms=1/0.016=每秒約顯示 63 幀畫面
回響時間12ms=1/0.012=每秒約顯示 83 幀畫面
回響時間8ms=1/0.008=每秒約顯示 125 幀畫面
回響時間4ms=1/0.004=每秒約顯示 250 幀畫面
回響時間3ms=1/0.003=每秒約顯示 333 幀畫面
回響時間2ms=1/0.002=每秒約顯示 500 幀畫面
回響時間1ms=1/0.001=每秒約顯示1000 幀畫面
提示：通過上面的內容我們了解到了回響時間與畫面幀數的關係。由此看來回響時間是越短越好。當時液晶市場剛啟動時回響時間最低的接受範圍是35ms,主要是以EIZO為代表的產品，後來明基的FP系列推出來到25毫秒，從33幀到40幀基本上感覺不出來,真正有質的變化是16MS,每秒顯示63幀，以能應付電影，一般遊戲的要求，所以到現在為止16MS也不算過時,隨著面板技術的提高,明基和優派就開始了速度之爭，優派從8MS,4毫秒一直發布到1MS,可以說1MS是LCD速度之爭的終節者。對於遊戲發燒友來說快1MS就意味意CS的槍法會更準，至少是心理上是這樣的，這樣的客戶就要推薦VX系列顯示器．但大家銷售時要注意灰度回響，全彩回響的文字區別，有時可能灰階8MS和全彩5MS說的是一個意思，就和我們以前賣CRT時，我們說點距是.28,LG就非要說他的是.21，水平點距卻忽略不談，其實兩面者說的是一個意思，現在近期LG又搞出來一個銳度達1600:1,這也是一個概念的炒作，大家用的屏基本上就哪幾家，哪會只有LG一家做到1600:1,而大家都停留在450：1的水平呢？一說消費者就明折了銳度和對比度的意思了，好比是AMD的PR值一樣，沒有實質意義．
4 可視角度
LCD的可視角度是一個讓人頭疼的問題，當背光源通過偏極片、液晶和取向層之後，輸出的光線便具有了方向性。也就是說大多數光都是從螢幕中垂直射出來的，所以從某一個較大的角度觀看液晶顯示器時，便不能看到原本的顏色，甚至只能看到全白或全黑。為了解決這個問題，製造廠商們也著手開發廣角技術，到目前為止有三種比較流行的技術，分別是：TN FILM、IPS(IN-PLANE -SWITCHING)和MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT)。TN＋FILM這項技術就是在原有的基礎上，增加一層廣視角補償膜。這層補償膜可以將可視角度增加到150度左右，是一種簡單易行的方法，在液晶顯示器中大量的套用。不過這種技術並不能改善對比度和回響時間等性能，也許對廠商而言，TN FILM並不是最佳的解決方案，但它的確是最廉價的解決方法，所以大多數台灣廠商都用這種方法打造15寸液晶顯示器。
IPS(IN-PLANE -SWITCHING，板內切換)技術，號稱可以讓上下左右可視角度達到更大的170度。IPS技術雖然增大了可視角度，但採用兩個電極驅動液晶分子，需要消耗更大的電量，這會讓液晶顯示器的功耗增大。此外致命的是，這種方式驅動液32液晶顯示器晶分子的回響時間會比較慢。
MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT，多區域垂直排列)技術，原理是增加突出物來形成多個可視區域。液晶分子在靜態的時候並不是完全垂直排列，在施加電壓後液晶分子成水平排列，這樣光便可以通過各層。MVA技術將可視角度提高到160度以上，並且提供比IPS和TN FILM更短的回響時間。這項技術是富士通公司開發的，目前台灣奇美（在大陸奇麗是奇美的子公司）和台灣友達獲得授權使用此技術。優派的VX2025WM即是此類面板的代表作,水平,垂直可視角度均為175度,基本無視覺死角,並且還承諾無亮點;可視角度分為平行和垂直可視角度，水平角度是以液晶的垂直中軸線為中心，向左和向右移動，可以清楚看到影像的角度範圍。垂直角度是以顯示屏的平行中軸線為中心，向上和向下移動，可以清楚看到影像的角度範圍。可視角度以“度”為單位，目前比較常用的標註形式是直接標出總水平、垂直範圍，如：150/120度，目前最低的可視角度為120/100度（水平/垂直），低於這個值則不能接受，最好能達到150/120度以上。
國內電腦市場各種品牌的純平顯示器之間強烈的競爭，各個商家都想在純平這塊大蛋糕上分得最大的份額。而當人們像當初搬15英寸顯示器一樣把純平買回家後。我們不僅要問：下一代顯示器的熱點是什麼呢？矛頭直指液晶顯示器。液晶顯示器具有圖像清晰精確、平面顯示、厚度薄、重量輕、無輻射、低能耗、工作電壓低等優點。
液晶顯示器的分類
液晶顯示器按照控制方式不同可分為被動矩陣式LCD及主動矩陣式LCD兩種。
1. 被動矩陣式LCD在亮度及可視角方面受到較大的限制，反應速度也較慢。由於畫面質量方面的問題，使得這種顯示設備不利於發展為桌面型顯示器，但由於成本低廉的因素，市場上仍有部分的顯示器採用被動矩陣式LCD。被動矩陣式LCD又可分為TN-LCD(Twisted Nematic-LCD，扭曲向列LCD)、STN-LCD(Super TN-LCD，超扭曲向列LCD)和DSTN-LCD(Double layer STN-LCD，雙層超扭曲向列LCD)。
2. 目前套用比較廣泛的主動矩陣式LCD，也稱TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD，薄膜電晶體LCD)。TFT液晶顯示器是在畫面中的每個像素內建電晶體，可使亮度更明亮、色彩更豐富及更寬廣的可視面積。與CRT顯示器相比，LCD顯示器的平面顯示技術體現為較少的零件、占據較少的桌面及耗電量較小，但CRT技術較為穩定成熟。
工作原理
我們很早就知道物質有固態、液態、氣態三種型態。液體分子質心的排列雖然不具有任何規律性，但是如果這些分子是長形的(或扁形的)，它們的分子指向就可能有規律性。於是我們就可將液態又細分為許多型態。分子方向沒有規律性的液體我們直接稱為液體，而分子具有方向性的液體則稱之為“液態晶體”，又簡稱“液晶”。液晶產品其實對我們來說並不陌生，我們常見到的手機、計算器都是屬於液晶產品。液晶是在1888年，由奧地利植物學家Reinitzer發現的，是一種介於固體與液體之間，具有規則性分子排列的有機化合物。一般最常用的液晶型態為向列型液晶，分子形狀為細長棒形，長寬約1nm～10nm，在不同電流電場作用下，液晶分子會做規則旋轉90度排列，產生透光度的差別，如此在電源ON/OFF下產生明暗的區別，依此原理控制每個像素，便可構成所需圖像。
1. 被動矩陣式LCD工作原理TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之間的顯示原理基本相同，不同之處是液晶分子的扭曲角度有些差別。下面以典型的TN-LCD為例，向大家介紹其結構及工作原理。
在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶顯示屏面板中，通常是由兩片大玻璃基板，內夾著彩色濾光片、配向膜等製成的夾板? 外面再包裹著兩片偏光板，它們可決定光通量的最大值與顏色的產生。彩色濾光片是由紅、綠、藍三種顏色構成的濾片，有規律地製作在一塊大玻璃基板上。每一個像素是由三種顏色的單元(或稱為子像素)所組成。假如有一塊面板的解析度為1280×1024，則它實際擁有3840×1024個電晶體及子像素。 每個子像素的左上角(灰色矩形)為不透光的薄膜電晶體，彩色濾光片能產生RGB三原色。每個夾層都包含電極和配向膜上形成的溝槽，上下夾層中填充了多層液晶分子(液晶空間不到5×10-6m)。在同一層內，液晶分子的位置雖不規則，但長軸取向都是平行於偏光板的。另一方面，在不同層之間，液晶分子的長軸沿偏光板平行平面連續扭轉90度。其中，鄰接偏光板的兩層液晶分子長軸的取向，與所鄰接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夾層的液晶分子按照上部溝槽的方向來排列，而下部夾層的液晶分子按照下部溝槽的方向排列。最後再封裝成一個液晶盒，並與驅動IC、控制IC與印刷電路板相連線。
在正常情況下光線從上向下照射時，通常只有一個角度的光線能夠穿透下來，通過上偏光板導入上部夾層的溝槽中，再通過液晶分子扭轉排列的通路從下偏光板穿出，形成一個完整的光線穿透途徑。而液晶顯示器的夾層貼附了兩塊偏光板，這兩塊偏光板的排列和透光角度與上下夾層的溝槽排列相同。當液晶層施加某一電壓時，由於受到外界電壓的影響，液晶會改變它的初始狀態，不再按照正常的方式排列，而變成豎立的狀態。因此經過液晶的光會被第二層偏光板吸收而整個結構呈現不透光的狀態，結果在顯示屏上出現黑色。當液晶層不施任何電壓時，液晶是在它的初始狀態，會把入射光的方向扭轉90度，因此讓背光源的入射光能夠通過整個結構，結果在顯示屏上出現白色。為了達到在面板上的每一個獨立像素都能產生你想要的色彩，多個冷陰極燈管必須被使用來當作顯示器的背光源。
2. 主動矩陣式LCD工作原理
TFT-LCD液晶顯示器的結構與TN-LCD液晶顯示器基本相同，只不過將TN-LCD上夾層的電極改為FET電晶體，而下夾層改為共通電極。
TFT-LCD液晶顯示器的工作原理與TN-LCD卻有許多不同之處。TFT-LCD液晶顯示器的顯像原理是採用“背透式”照射方式。當光源照射時，先通過下偏光板向上透出，藉助液晶分子來傳導光線。由於上下夾層的電極改成FET電極和共通電極，在FET電極導通時，液晶分子的排列狀態同樣會發生改變，也通過遮光和透光來達到顯示的目的。但不同的是，由於FET電晶體具有電容效應，能夠保持電位狀態，先前透光的液晶分子會一直保持這種狀態，直到FET電極下一次再加電改變其排列方式為止。
最大顏色數
雖然LCD的產品說明中都寫有“最大顏色數”，但似乎留意到該項的人並不是很多。因為現如今幾乎所有產品都能夠擁有1600萬色的顯示能力，所以應該沒人會對此有所不滿。但是，一個“最大顏色數”中卻存在著意想不到的陷阱。
PC用LCD的理想目標，是能夠完全顯示PC輸出的RGB每通道8bit（總計3*8bit=24bit）、既FullColor數據。RGB每通道8bit就意味著需要具備顯示1677萬色的能力。計算方法如下：
8bit=2^8=256色
256色（R）×256色（G）×256色（B）=16,777,216色
16,777,216色≒約1677萬色
希望您記住兩點。第一點，
非所有主流LCD都能夠實現1677萬色顯示。第二，1677萬色顯示的實現方式並不相同。目前消費級LCD的最大顏色數和實現方式主要有如圖幾種：
真正意義上實現1677萬色顯示的LCD，只有使用8bit驅動、顯示RGB每通道8bit數據的產品，既表格中的第1類產品。與原生8bit顯示相對，表中的第2和第3類產品則是所謂的“偽FullColor”顯示，在降低生產成本的同時，理論上顏色的表現力要劣於8bit驅動的面板。
在產品性能標識上，第3類產品因其顏色數為約1619萬色/約1620萬色比較易於辨別。但第1、2類產品因為顏色數都是約1677萬色，比較難以區分。因為前者在畫質表現上具有優勢，所以如果需要用於圖像處理等領域，選擇時就要特別留意。
在這裡插一句，液晶電視和商用領域所使用的LCD中有些產品是使用10bit驅動的液晶面板生產的。理論上可以顯示1,073,741,824色（約10億7300萬色）。因為需要配合10bit輸出的圖形設備和專業的軟體使用，所以在PC領域還遠遠說不上普及。
下面簡單說說FRC這個東西。所謂FRC（FrameRateControl）是指利用人眼的視覺暫留特性，通過操控畫面刷新頻率（FrameRate），在視覺上增加顏色數量的技術。打個簡單的比方，如果用很高的頻率交叉顯示“白色”和“紅色”，那么在人眼看來就成了“粉色”。
具體到“6bit驅動面板+FRC”的LCD，液晶面板能夠顯示的顏色數只有可憐的6bit(2^6=64)^3=262,144色。此時讓FRC作用於每個RGB通道，通過改變液晶顯示每個顏色的間隔，在每兩種顏色中間再生成3種偽色（4bit驅動FRC）。以此，可以為RGB每通道都增加189種偽顏色（(6bit-1)×3=189色）。把這189種顏色加上，就能實現(2^6+189)^3=16,194,277色（≒約1619萬色/約1620萬色）的顯示。
採用新一代FRC技術的產品在逐漸增多。通過比傳統FRC技術更多的bit數來生成更多的偽色，再從中選出“FullColor”範圍內的其他顏色，來實現1677萬色顯示。
話說回來，影響畫質的因素不只有液晶面板一項，其他因素（圖像處理晶片）對畫面的影響也非常大。因此“8bit驅動”和“6bit驅動+FRC”兩種顯示方式之間的差距有時候會比較難以分辨。通過明暗線性變化的灰階圖來區別，應該會比較明顯。這種性質，無論是在靜止圖像中，還是在視頻、遊戲套用中都相同。
大於8bit的LUT
雖然前面寫道“6bit驅動+FRC畫質不如8bit驅動好”，但也不能因此一概而論地說8bit驅動面板的顏色數和色階顯示就一定好。在提升LCD顏色表現力的過程中，Lookuptable（略作LUT）起著舉足輕重的地位。
所謂LUT，就是指將某些運算的結果事先存儲的列表。在某個系統中，當發生某些特定的運算時，通過查表取得事先計算好的結果，可以大幅提高效率。（註：有點類似於我們熟悉的乘法口訣。）
具體到LCD中的LUT的話，就是將從PC端取得的信號（RGB各8bit），和輸出到LCD端的輸出信號（RGB各8bit）事先進行計算並一一映射的功能。廉價液晶通常使用8bit的LUT，而注重顏色表現能力的液晶則通常使用10bit、12bit等大於8bit的LUT，在輸入、輸出信號之間的映射過程中，也採用10bit以上的內部計算精度。
先從大於8bit的LUT的效能說起。比如，某產品介紹中標有“約1677萬色（10億6433萬色中）”，就說明該產品具有RGB各10bit的LUT（1024^3=10億6433萬色）。具體來說，顯示器會先將從PC端輸入的RGB各8bit信號提升至顯示器內部處理用的10bit信號，再按照10bit的LUT查找最合適的8bit輸出值，進行顯示輸出。因此，Gamma曲線可以更加接近理論曲線，banding、色相偏移等問題的發生大幅度地減少。若是12bitLUT，則是從680億種顏色中選取合適的1677萬色，比10bitLUT的顏色還原能力更加優秀。
接下來說說將RGB各8bit輸入信號提升至顯示器內部10bit以上的精度的處理運算。就算LUT只有10bit或12bit，若採用14bit或16bit的計算處理精度依舊可以獲得更好的結果。可能有人會懷疑，反正最終輸出也只有8bit，是否有必要採用那么高的計算精度。但我要說的是，要展現正確的圖像暗部，顯示器內部的處理精度是非常重要的。簡單說，內部處理的精度越高，暗部的Gamma曲線就越接近理論曲線。
縱觀當今的液晶顯示器，就算是比較廉價的產品中，採用10bitLUT的產品也越來越多。但是，運算精度超過LUT精度的依舊僅限於少數高端產品。特別是12bitLUT+14/16bit內部運算的超高精度僅見於帶有顏色管理的高端LCD。
實際上，8bitLUT+8bit運算產品和10bit以上LUT+10bit以上運算精度的產品之間的差異有時意外的明顯。具備這個等級精度的高端產品通常也帶有高性能的圖像處理器，比起畫質參差不齊的入門級產品，畫質的差別就更加明顯了。在顯示灰階時，具備高精度LUT/高精度計算的產品在暗部表現通常更加平滑。此類產品的banding和色相偏移幾乎為0，灰階過渡自然，對比度也更加穩定。追求顏色還原性能的用戶自然不必說，對畫質稍微有些追求的用戶，也推薦選購具備10bitLUT的產品。
精度更高的3D-LUT
一些Hi-End級的LCD採用了下一代的LUT──3D-LUT。在傳統的LUT中，RGB每個通道都有單獨的LUT，當需要表現某個顏色的時候，需要分別參照RGB每個顏色的LUT，使用從每個LUT中獲得的RGB顏色計算需要顯示的顏色。
而3D-LUT則將RGB三個顏色混合成為一個立體的LUT（可以理解為XYZ軸分別是RGB的立方體）。因為LUT上具有RGB混合後的中層灰度，所以在中層灰度的表現性和Grayscale的正確性上具有進步。
以EIZO的寬屏液晶顯示器為例，ColorEdgeCG242W就採用了3D-LUT。比起傳統LUT，這款產品在中層灰度的測定值和理論值之間相差極小。
3D-LUT在顏色管理環境中進行顏色空間轉換時也能發揮其威力。將某個顏色空間中的1677萬種顏色轉換成其他顏色空間的時候，可以將源空間的損失降到最低，進行高精度的轉換。不僅如此，由於在RGB混合（加法混色）的還原性上有所進步，在調整亮度、色度、色相的圖像編輯過程中，可以將用戶對各種參數的調節線性反應到顯示上。這點恐怕是最為重視顏色還原的顏色管理LCD最為重要的特性。
綜上，液晶面板的驅動bit數、LUT和內部計算精度在很大程度上影響著液晶的顏色還原。就算各項性能指標相同的顯示器（註：指同為1677萬色），實際進行對比之後有時也會發現很大的不同。所以，顯示器的性能決不是一張說明書所能夠說得清的，所以在此我再次建議您在選購前進行實際考察與對比。
