LCD工作原理

了解液晶

顾名思义，液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)就是使用了“液晶”(Liquid Crystal)作为材料的显示器，那什么是液晶呢？其实，液晶是一种介于固态和液态之间的物质，当被加热时，它会呈现透明的液态，而冷却的时候又会结晶成混乱的固态，液晶是具有规则性分子排列的有机化合物。液晶按照分子结构排列的不同分为三种：类似粘土状的Smectic液晶、类似细火柴棒的Nematic液晶、类似胆固醇状的Cholestic液晶。这三种液晶的物理特性都不尽相同，用于液晶显示器的是第二类的Semitic液晶，分子都是长棒状的，在自然状态下，这些长棒状的分子的长轴大致平行。

随着研究的深入，人们开始掌握液晶的许多其他性质：当向液晶通电时，液晶体分子排列得井然有序，可以使光线容易通过；而不通电时，液晶分子排列混乱，阻止光线通过。通电与不通电就可以让液晶像闸门般地阻隔或让光线穿过。这种可以控制光线的两种状态是液晶显示器形成图像的前提条件，当然，还需要配合一定的结构才可以实现光线向图像转换，我们先来看看最原始的单色液晶显示器。

液晶通光原理

液晶显示器有很多种不同的结构，但从原理来看，基本上是相似的，现在我们就举例说明一下。

TN(扭曲向列型)单色液晶显示器的液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹着一层液晶，结构就好像一块“三明治”。我们重点来看一下中间层，也就是液晶层，液晶并不是简单地灌入其中，而是灌入两个内部有沟槽的夹层，这两个有沟槽的夹层主要是让液晶分子可以整齐地排列好，因为如果排列不整齐的话，光线是不能顺利地通过液晶部分的。为了达到整齐排列的效果，这些槽制作得非常精细，液晶分子会顺着槽排列，槽非常平行，所以各分子也是完全平行的。

这两个夹层我们通常称为上下夹层，上下夹层中都是排列整齐的液晶分子，只是排列方向有所不同，上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列，而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列。在生产过程中，上下沟槽呈十字交错(垂直90度)，即上层的液晶分子的排列是横向的，下层的液晶分子排列是纵向的，这样就造成了位于上下夹层之间的液晶分子接近上层的就呈横向排列，接近下层的则呈纵向排列。

如果从整体来看，液晶分子的排列就像螺旋形的扭转排列，而扭转的关键地方正是夹层之间的分子。而夹层中设置了一个关键的设备，叫做极化滤光片，这两块滤光片的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同，假设在正常情况下光线从上向下照射时，通常只有一个角度的光线能够穿透下来，通过上滤光片导入上部夹层的沟槽中，再通过液晶分子扭转排列的通路从下滤光片穿出，形成一个完整的光线穿透途径。而一旦通过电极给这些液晶分子加电之后，由于受到外界电压的影响，液晶分子不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态，这样光线就无法通过，结果在显示屏上出现黑色。这样会形成透光时(即不加电时)为白、不透光时(加电时)为黑，字符就可以显示在屏幕上了，这便是最简单的显示原理。看到这里，可能大家会问，为什么加电时设置为不透光呢？因为在通常状态下显示器都是亮着的，所以设置加电时不透光更节约能源。

 液晶显示器是如何工作的

1.普通液晶显示器工作原理

现在，我们知道了液晶的通光原理，但光是从哪里来的呢？因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管，同时在液晶显示屏背面有一块背光板和反光膜，背光板是由荧光物质组成的，可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。在这里，背光板发出的光线在穿过偏振过滤层(也就是上文中提到的夹层)之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层，液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素，而这些像素可以是亮的，也可以是不亮的，大量排列整齐的像素中亮与不亮便形成了单色的图像。

那怎样可以控制好这大量像素中的点是亮还是不亮呢？这主要是由控制电路来控制，在无钠玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶体的是否通光状态，在这个时候，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀，控制光的通过与不通过。在液晶材料周边还有控制电路部分和驱动电路部分，这样就可以用信号来控制单色图像的生成了。

2.TFT液晶显示器原理

刚才我们提到的是最基本的液晶显示器的原理，目前液晶显示技术已经经过飞速的发展，TFT(薄膜晶体管)液晶显示器已成为主流，我们有必要了解一下这种液晶显示器的工作原理。

其实新型的TFT液晶显示器的工作原理也是建立在TN液晶显示器原理的基础上的。两者的结构亦基本上相同，同样采用两夹层间填充液晶分子的设计，只不过把TN上部夹层的电极改为FET晶体管，而下层改为共同电极。但两者的工作原理还是有一定的差别。在光源设计上，TFT的显示采用“背透式”照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从上至下，而是从下向上，这样的作法是在液晶的背部设置类似日光灯的光管。

光源照射时先通过下偏光板向上透出，它也借助液晶原理来传导光线，由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极。在FET电极导通时，液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式。相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示的最大不同之处，也是TFT液晶的优越之处。

综上所述，液晶显示器是通过DVI接口接收来自电脑显示卡的数字信号，这些信号通过数据线传递到控制电路，控制电路调节液晶显示器的薄膜晶体管和透明显示电板，实现液晶的通光与不通光特性。这样，背景光源通过偏光镜和光线过滤层，最终实现显示效果。

彩色液晶显示器如何形成颜色

刚才我们只是提到单色的液晶显示器，那么彩色的液晶显示器又是怎样形成色彩的呢？通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成的，其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤片。看到这里相信大家也知道了，光线经过过滤片的处理照射到每个像素中不同色彩的液晶单元格之上，利用三原色的原理组合出不同的色彩。

LCD控制驱动器的设计与开发

　　对于液晶显示屏，它通常包括玻璃基板、ITO(Indium Tin Oxide)膜、配向膜、偏光板等制成的夹板，上下共有两层。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上下玻璃基板配向为90度。上下夹层中放置液晶，液晶将按照沟槽方向配向。整体看起来，液晶分子的排列就像螺旋形的扭转排列。当玻璃基板加入电场时，液晶分子配列产生变化，变成竖立状态。当液晶分子竖立时光线无法通过，结果在显示屏上出现黑色。液晶显示器(LCD)将根据电压的有无，控制液晶分子配列方向，使面板达到显示效果。

　　对LCD的分类，有各种分类方法。通常可按照其显示方式分为段式、点字符式、点阵式等。除了黑白显示外，还有多灰度和彩色显示等。

　　在LCD驱动时，需在段电极和公共电极上施加交流电压。若只在电极上施加DC电压时，液晶本身发生劣化。液晶驱动方式包括静态驱动、动态驱动等驱动方式。

（1)静态驱动

　　所有的段都有独立的驱动电路，表示段电极与公共电极之间连续施加电压。它适合于简单控制的LCD。

（2)多路驱动方式

　　构成矩阵电极，公共端数为n，按照1/n的时序分别依次驱动公共端，与该驱动时序相对应，对所有的段信号电极作选择驱动。这种方式适合于比较复杂控制的LCD。

在多路驱动方式中，像素可分为选择点、半选择点和非选择点。为了提高显示的对比度和降低串扰，应合理选择占空比（duty）和偏压(bias)。

　　施加在LCD上所表示的ON和OFF时的电压有效值与占空比和偏压的关系如下：

　　Vo:LCD驱动电压

　　N:占空比(1/N)

　　a:偏压(1/a)

　　多路驱动方式可分为点反转驱动和帧反转驱动。点反转驱动适合于低占空比应用，它在各段数据输出时，将数据反转。帧反转驱动适合于高占空比应用，它在各帧输出时，将数据反转。

　　对于多灰度和彩色显示的控制方法，通常采用帧频控制(FRC）和脉宽调制(PWM)方法。帧频控制是通过减少帧输出次数，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。而脉宽调制是通过改变段输出信号脉宽，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。

　　显示方式从简单的段式、点字符式到复杂的点阵式、阶调式的变化。显示颜色从黑白逐步变化到彩色。显示屏从小到大，响应时间逐步缩短，目前STN显示器在成本及消费电流方面有优势。TFT显示器在对比度和动画对应速度方面有优势。

如何在LCD上实现灰度--LCD讲座之一

   大家知道，液晶的显示效果，是由加在液晶上的有效电压决定的。灰度（彩色）的实现有两种方式，即PWM（脉宽调制）和FRC（帧率控制）。

    PWM是在一次扫描时间内分成若干个时间片，如16级灰度，就分成16个时间片，如果显示5/16灰度，那么只有5/16的时间内是有驱动电压的（对同一个点而言），最后的等效电压就只有全黑的5/16了；

FRC跟PWM类似，只是每个时间片变成了一帧，如显示16级灰度，那么就要用16帧，显示5/16的灰度，在16帧里只有5帧有驱动电压（对同一个点而言），最后的等效电压就只有全黑的5/16了。

PWM能产生最高的色彩表现度，由于切换频率较高，故须耗用更多的电力。FRC耗用的电力较低，但在某些特殊画面下却会产生肉眼可见的抖动，让使用者产生不适的感觉。

FRC 是以数帧画面为一个时间单元，控制显示像素选通的帧数来实现灰度控制。它是把若干帧合并为一个大单位，但这种方法会引起灰度级别的闪烁，要解决这个问题必须提高帧频率，而液晶的响应速度不会很高，因而用这种灰度调制方式不能显示较高级别的灰度和较快的活动图像。PWM模式是在数据脉冲中划出一个灰度调制脉冲，这个脉宽的宽度可以划分为多个级别，不同的脉宽代表不同的灰度信息，从而使被选通的像素实现不同的灰度级别。由于液晶对过窄脉冲不能响应，所以一般不能用来产生较高的灰度级别。从上面的分析可以看出这两种方法单独使用都不能产生较高的灰度级别，所以在整个芯片的灰度实现时采用两者相结合的方式。

    一般对于4级以上的灰度，是采用PWM＋FRC结合的方式。因为灰度越高，采用PWM需要的频率就越高，如16级灰度，320行，刷新率60HZ，需要16x320x60=307200Hz。频率越高，IC的结构越复杂，而稳定性越差，功耗也越大；而采用FRC，灰度级越多，一个周期需要的帧数越多，如16级灰度需要16帧，刷新率60Hz时每秒钟不到4个周期，这样看起来就会有闪烁，所以就得提高刷新率，这同样要提高频率，增加功耗，同时还要提高液晶的反应速度，而液晶的反应速度总是有限的，且提高速度会大大增加液晶的成本。如果采用PWM＋FRC，可以用2-bit （即4级）PWM和2-bit（4帧）FRC或者3-bit（8级）PWM和1-bit（2帧）FRC，这样就就能很好解决这些问题，弥补各自的不足。

    至于彩色，跟灰度是一样的，只是三基色的调配而已，如3-3-2方式的256色，只是RGB三个颜色的灰度分别是8，8，4而已

LCD驱动原理--LCD讲座之二

   大家知道，现代显示器件的显示方式，基本上都是采用动态扫描的方法实现整幅画面的显示。比如电视机的显像管（CRT，阴极射线管），通过帧同步信号和行同步信号的控制，电子枪的电子束逐行逐点的扫描，将电子打在荧光点上，使之发光，通过视觉暂留的作用，我们看到的就是一副完整的画面。

    LCD与CRT类似，也是动态的扫描。但CRT是模拟方式的，通过电路控制，电子束可以任意移动，而LCD是数字方式的，只有位置固定的电流通路，所以只能通过电路矩阵逐行扫描，而不能到逐点，即一行上所有的点同时工作。为了简单起见，这里仍以单色为例，灰度参考【讲座之一】便明白.既然是一行同时工作，而要显示图像，肯定会有的点亮，有的点是不亮的，那么也就是说每个点上的电压是不同的（讲到这里，我简单提一下液晶方面的基本知识，液晶有个阈值电压Vth，当加在它上面的电压大于它时就有显示，否则没有显示；由于是动态扫描，加在点上的电压是变换的，所以液晶的驱动电压并不等于Vth，通常是数倍于Vth，我们叫它Vop，或者Vlcd 。这样一来，列上的电压应该是有好两种，另外，由于列上有电压，要让不在扫描周期上的行不工作，它也应该有个对应的电压，所以行也应该有两种电压。而液晶不能长时间的工作在同一个状态下，否则会缩短寿命，所以我们每隔一段时间，会将电压反相，所以行列一共会有8种电压，其中，正反向的最大电压（准确的说是电位）是共用的，最后便有6种电压，称作VL1,VL2,VL3,VL4,VL5,VL6，其中，假设VL1＝GND，那么VL6便是VLCD了，而VL2~VL5和行数有关，根据最佳偏压法，偏压比1/b=1+sqrt(行数)，那么：

VL2=VL6/b

VL3=2*VL6/b

VL4=(b-2)*VL6/b

VL5=(b-1)*VL6/b

至于偏压比怎么得来的，大家可以看相关书籍，也可以由下图的波形自己去推算（提示，绝对对比度最大时b的值，即在一帧中，亮点的有效电压与不亮点的有效电压比值达到最大）

 此主题相关图片如下：

图中，VL1即Vss，M是极性翻转信号，图中为每帧翻转一次，实际可能会不一样，当M翻转时，行和列上的电压也会翻转（相当于以VL6/2为地），如第一帧，行的电压为VL5,Vss，列的电压为VL4，VL6，而第二帧时，行为VL2，VL6，列为VL3，Vss。

另外，提一下这个常见的相关名词－duty，实际上就是占空比的意思，因为一帧中一行只扫描一次，所以duty＝1/行数。

驱动器与控制器--LCD讲座之三

前面讲到了LCD的一些基本原理，相信大家已经对LCD有了一些了解。这回我再讲讲从MCU到LCD之间是怎样一个控制流程，即我们的位图数据是怎样显示到LCD上的。

前面我们了解到LCD显示是用动态扫描的方式来实现的，每次显示一整行，在一帧里每行一次扫描一遍，这样要有电路来控制行和列上的输出电压，这种电路就是LCD驱动器；而驱动器的输出又跟图像及LCD的工作方式是相关的，驱动器需要接受从图像转换来的控制信号，从而改变行/列上的输出电压，将工作方式及图像位图转换成控制信号的电路就是控制器。控制器从MCU接收位图数据，然后把它转换成控制信号提供给驱动器。

    对于小分辨率的LCD，驱动器和控制器通常是直接集成在一个IC上的，而大尺寸的LCD，驱动器和控制器则是分开的，并且一般行驱动器和列驱动器也是分开的。那么控制器和驱动器之间到底是怎样连接的呢？我们来看看下图：

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YD是帧同步信号，LP是行同步信号，DATA是列驱动的数据总线，用来传送列上的输出数据（0或1），XCLK是移位时钟，每跳变一次时DATA上传送一次数据，DOFF＃是关闭输出信号。以640x480的单色屏为例，640个列输出，对应640个位的输出，即80字节，也就是每行扫描，列上需要的数据为80字节。假设列驱动器使用8位数据线，那么80字节需要80个XCLK时钟。这些信号，均由控制器驱动，仍以640x480的单色显示为例，驱动器为8位总线，则每帧开始时控制器连续输出80个XCLK，并将第一行的数据输出，列控制器在每

个XCLK时将数据锁存，然后控制器在YD上输出一个脉冲，行驱动器复位，准备从第一行输出，控制器在LP上输出一个脉冲，列驱动器复位，将刚才锁存的数据输出，同时行驱动器也从第一行输出，于是第一行便显示了，接着控制器再输出第二行的数据，然后再输出一个LP，于是第二行便显示，依次类推，直到第480行后又输出一个YD回到第一行，即开始了第二帧的扫描。

由此可见，驱动器的输出，完全由控制器的时序和数据决定。对于控制器和驱动器分离的系统，驱动器无法得知当前的显示特性，如单色还是灰度或者彩色，颜色深度是多少等等，所以在这样的系统上，灰度/彩色只能用FRC的方式来实现，因此一般单独的通用控制器，工作频率都相当高。达到几十兆，对于像电脑显示屏这样的大尺寸，甚至达到几百兆。

OLED原理及简介--LCD讲座之四

   本来，OLED不属于LCD，但由于应用范围跟LCD类似，而有的朋友也问起来这个，所以就顺便讲讲

    OLED，全称是Organic Light-Emitting Diode，即有机物发光二极管，1987年由美国柯达公司的一个研究小组发明，目前属于柯达公司的专利。

简单来说，它的发光原理有点类似LED，可以看做一个电容和一个LED并联。下图是OLED的一般结构

 此主题相关图片如下：

正面是空穴注入层，反面是电子传输层，中间是有机物发光材料，当在两层之间施加电压时，就会产生电流，从而会发光，光线经过正面的玻璃透射出来。

OLED相对于STN LCD来说，有很多优点：

1. 主动发光，视觉效果好，亮度高

2. 高对比度，可达200:1,而STN只能到50:1

3. 反应速度快，1ms以下，适合做视频

4. 大视角，可达160度，而STN<60,TFT<120

5. 相比于LCD＋背光，耗电要小

6. 可以做得很薄，可以应用在比较特殊的场合

但任何事物都有两面，OLED也有缺点：

1. 目前工艺尚不十分成熟，成品率比较低，尤其是彩色OLED，所以价格十分昂贵

2. 受本身特点所限制，尺寸（点阵）不能做到很大，一般在160行以下

3. 目前材料属于柯达公司的专利，不利于推广

4. 受材料的限制，目前寿命不高，最高的绿色也只有10000小时左右

灰度的实现（进阶篇）——LCD讲座之五

   前面的讲座里讲到灰度的实现有两种方式：FRC和PWM。它们属于基本的灰度实现方法，即输出的数据（波形）完全是按照各个象素自己的内容输出的，跟其它的点没有任何关系。而通常在高级的专用控制器中，会采用一些数学算法来实现用低灰度输出的电路来实现高灰度等级的输出，如原本只能输出16级灰度，通过某些数学运算之后，可以实现64级灰度，这个方法就是“抖动”（dithering）。
    为了说明抖动的理论依据，我们可以回想一下，有时候我们远看某个物体，看见的是一种颜色，而走进一看，才发现是有多种颜色交错的，这说明，人视觉看的某点的颜色，会受旁边点的颜色的影响。抖动正是利用了这个效应。至于实现高色彩为什么要用抖动而不完全用PWM和FRC，原因前面有提到过，要实现高灰度等级，PWM和FRC都需要比较高的工作频率，电路就会比较复杂，成本会增加，而且耗电量也会增加。而对于一般小尺寸的便携式LCD，成本和耗电量是两个及其重要的参数，因此抖动是一种比较好的选择。
下面解释一下抖动的实现，如图
此主题相关图片如下：

    上面的小方块表示灰度级，下面的大方块表示4个象素用黑白来实现灰度。通过这种方法，对每个点采取同样的运算，就可以用黑白实现4级灰度，如果用更多的点，则可以实现更多的灰度，但是由于周围的点要做运算，要添加额外的运算电路，另外，经过运算之后，由于相邻的点相互左右，相当于部分的降低了分辨率，因而实际的应用系统中，一般都是2-bit即4个点的抖动。所以单独的控制器，一般64级灰度是由16级FRC加4个点的抖动。
    同样是抖动，有静态抖动和动态抖动之分。所谓静态抖动，实际上就是跟周围的点采用固定的运算，如上图中的，每种灰度跟周围点只有一种运算方法。而动态抖动，是每一帧中，对相同的灰度，对周围的点采用不同的运算方法，如上图中的灰度，也可以用下图的运算来实现：
此主题相关图片如下：

大家可以想到，还有其它的运算也是可以的。动态抖动的好处是，可以最大限度的减小由于抖动带来的分辨率降低。
目前市面上的控制器，大部分都是用的静态抖动（如EPSON的SED13XX系列产品），小部分用动态抖动（如SOLOMON SYSTECH的SSD19XX系列）

液晶基础知识
显示器是人与机器沟通的重要界面，早期以显像管（CRT/Cathode Ray Tube）显示器为主，但随着科技不断进步，各种显示技术如雨后春笋般诞生，近来由于液晶（LCD）显示器具有轻薄短小、耗电量低、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，在近年来价格不断下跌的吸引下，逐渐取代CRT之主流地位，显示器明日之星架势十足。那么液晶显示器与传统的显示器相比，到底有什么新的特点呢？
一、显示质量高
　　由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不象阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新亮点。因此，液晶显示器画质高而且绝对不会闪烁，把眼睛疲劳降到了最低。
二、没有电磁辐射
　　传统显示器的显示材料是荧光粉，通过电子束撞击荧光粉而显示，电子束在打到荧光粉上的一刹那间会产生强大的电磁辐射，尽管目前有许多显示器产品在处理辐射问题上进行了比较有效的处理，尽可能地把辐射量降到最低，但要彻底消除是困难的。相对来说，液晶显示器在防止辐射方面具有先天的优势，因为它根本就不存在辐射。在电磁波的防范方面，液晶显示器也有自己独特的优势，它采用了严格的密封技术将来自驱动电路的少量电磁波封闭在显示器中，而普通显示器为了散发热量的需要，必须尽可能地让内部的电路与空气接触，这样内部电路产生的电磁波也就大量地向外“泄漏”了。
三、可视面积大
　　对于相同尺寸的显示器来说，液晶显示器的可视面积要更大一些。液晶显示器的可视面积跟它的对角线尺寸相同。而阴极射线管显示器，显像管前面板四周有一英寸左右的边框，不能用于显示。
四、应用范围广
　　最初的液晶显示器由于无法显示细腻的字符，通常应用在电子表、计算器上。随着液晶显示技术的不断发展和进步，字符显示开始细腻起来，同时也支持基本的彩色显示，并逐步用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机上。而随后出现的DSTN和TFT则被广泛制作成电脑中的液晶显示设备，DSTN液晶显示屏用于早期的笔记本电脑；TFT则既应用在笔记本电脑上（现在大多数笔记本电脑都使用TFT显示屏），又用于主流台式显示器上。
五、画面效果好
　　与传统显示器相比，液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板，其显示效果是平面直角的，让人有一种耳目一新的感觉。而且液晶显示器更容易在小面积屏幕上实现高分辨率，例如，17英寸的液晶显示器就能很好地实现1280×1024分辨率，而通常18英寸CRT彩显上使用1280×1024以上分辨率的画面效果是不能完全令人满意的。
六、数字式接口
　　液晶显示器都是数字式的，不像阴极射线管彩显采用模拟接口。也就是说，使用液晶显示器，显卡再也不需要像往常那样把数字信号转化成模拟信号再行输出了。理论上，这会使色彩和定位都更加准确完美。
七、“身材”匀称小巧
　　传统的阴极射线管显示器，后面总是拖着一个笨重的射线管。液晶显示器突破了这一限制，给人一种全新的感觉。传统显示器是通过电子枪发射电子束到屏幕，因而显像管的管颈不能做得很短，当屏幕增加时也必然增大整个显示器的体积。而液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的，即使屏幕加大，它的体积也不会成正比的增加，而且在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。

八、功率消耗小
　　传统的显示器内部由许多电路组成，这些电路驱动着阴极射线显像管工作时，需要消耗很大的功率，而且随着体积的不断增大，其内部电路消耗的功率肯定也会随之增大。相比而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比传统显示器也要小得多。
液晶显示器的选型
　 在平板显示器件领域，目前应用较广泛的有液晶(LCD)、电致发光显示(EL)、等离子体(PDP)、发光二极管(LED)、低压荧光显示器件(VFD)等。
液晶显示器件有以下一些特点
低压微功耗；平板型结构；被动显示型（无眩光，不刺激人眼，不引起眼睛疲劳）；显示信息量大（因为像素可以做的很小）；易于彩色化（在色谱上可以非常准确的复现）；无电磁辐射（对人体安全，利于信息保密）；长寿命（这种器件几乎没有什么劣化问题，因此寿命极长，但是液晶背光寿命有限，不过背光部分可以更换）。
液晶选型8大要素
◆LCD类型 ◆质量保证 ◆技术支持 ◆品牌与价格
◆供应链保证 ◆分辨率与尺寸 ◆温度与亮度 ◆接口方式
液晶显示屏的类型选择
▲字符→确定显示行、列数→TN、STN类→是否带背光→确定尺寸→确定工作与储存温度范围
▲图形→单色还是彩色（TFT真彩还是STN伪彩〈一般在256色以下〉）→确定分辨率→确定外形尺寸→背光类型（LED、EL、CCFL）→确定工作与储存温度范围
▲定制→非标准模块的要求→填写定制单→签定合同

LCD类型
在液晶(LCD)方面，从选型角度，我们将常见液晶分为以下几类：段式，字符型，
常见段式液晶的每字为8段组成，即8字和一点，只能显示数字和部分字母，如果必须显示其它少量字符、汉字和其它符号，一般需要从厂家定做，可以将所要显示的字符、汉字和其它符号固化在指定的位置，比如计算器。对于段式液晶，我们提供定做业务。
字符型液晶，顾名思义，字符型液晶是用于显示字符和数字的，对于图形和汉字的显示方式与段式液晶无异。字符型液晶一般有以下几种分辨率，8×1，16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×2、40×4等，其中8(16、20、40)的意义为一行可显示的字符(数字)数，1(2、4)的意义是指显示行数。
图形点阵式液晶，我们又将其分为TN、STN(DSTN)、TFT等几类。这种分类需从液晶材料和液晶效应讲起，请参考液晶显示原理。
TN类液晶由于它的局限性，只用于生产字符型液晶模块；而STN(DSTN)类液晶模块一般为中小型，既有单色的，也有伪彩色的；TFT类液晶，则从小到大都有，而且几乎清一色为真彩色显示模块。除了TFT类液晶外，一般小液晶屏都内置控制器(控制器的概念相当于显示卡上的主控芯片)，直接提供MPU接口；而大中液晶屏，要想控制其显示，都需要外加控制器。
因此，选择您所需要的液晶屏，需要考虑的几个方面细述如下：
一、如果只需要显示字符和数字，而且一屏所显示的内容不超过字符型液晶的最大限制(比如40×4)，就可选择字符型液晶，直接与MPU连接即可。

二、如果需要动态地显示汉字和图形，那么，只能选择图形点阵式液晶，接下来该考虑的问题就是需要选择STN(DSTN)单色、伪彩色还是TFT真彩色。一般情况下，如果使用单片机控制，由于其控制能力的限制，只有在640×480以下单色、320×240以下伪彩色的范围内进行选择；如果使用PC、IPC或其它控制能力比较强的主控模块(如视频输入控制模块)，只要具备液晶显示部分或外加显示控制，就可以有较大的选择余地，不带内置控制器的单色、伪彩色和真彩色液晶均可。 同时应该考虑到外形尺寸的要求。另外请注意，LCD的分辨率在物理上是固定的，满屏显示一般只能以其固有的分辨率显示，这一点与CRT有所区别。
三、背光选择，说到背光问题，需要从另一个角度将液晶分类，即透射式、反射式、半反半透式液晶三类，因为液晶为被动发光型显示器，所以必须有外界光源，液晶才会有显示，透射式液晶必须加上背景光，反射式液晶需要较强的环境光线，半反半透式液晶要求环境光线较强或加背光。
字符类液晶 带背光的一般为LED背光，以黄颜色（红、绿色调）为主。一般为+5V驱动。
单色STN中小点阵液晶 多用LED或EL背光，EL背光以黄绿色（红、绿、白色调）常见。一般用400—800Hz、70—100V的交流驱动，常用驱动需要约1W的功率。
中大点阵STN液晶和TFT类液晶 多为冷阴极背光灯管（CCFL/CCFT），背光颜色为白色（红、绿、蓝色调）。一般用25k—100kHz，300V以上的交流驱动。
四、温度范围，很多字符型液晶以及小图形点阵液晶有常温型和宽温型的，而大图形点阵的液晶宽温型的在大陆市场上比较少见，常温一般指工作温度0—50℃，宽温到-20—70℃（个别的可到零下30℃，如LQ5AW136 TFT 视频接口）；另外在湿度方面也有一定的要求。
五、亮度问题，亮度单位为cd/m2或叫Nit(尼特)，大部分TN、STN(DSTN)液晶的亮度不超过100cd/m2，但是目前比较常用的5—6\"的伪彩色STN屏的亮度都在130cd/m2左右，京瓷有一种5.7\"的LCD亮度达200cd/m2，而TFT类液晶的亮度则150cd/m2以上常见。
六、配件方面，由于液晶的规格、接口没有国际标准，所以不同厂家、不同类型的液晶的信号接口往往不一致，所以选择液晶时，注意购买相关配件（包括信号连接器件、逆变器等）。
液晶屏幕的驱动方式
　
单纯矩阵驱动方式是由垂直与水平方向的电极所构成，选择要驱动的部份由水平方向电压来控制，垂直方向的电极则负责驱动液晶分子。
在TN与STN型的液晶显示器中，所使用单纯驱动电极的方式，都是采用X、Y轴的交叉方式来驱动，如下图所示，因此如果显示部份越做越大的话，那么中心部份的电极反应时间可能就会比较久。而为了让屏幕显示一致，整体速度上就会变慢。讲的简单一点，就好象是CRT显示器的屏幕更新频率不够快，那是使用者就会感到屏幕闪烁、跳动；或着是当需要快速3D动画显示时，但显示器的显示速度却无法跟上，显示出来的要果可能就会有延迟的现象。所以，早期的液晶显示器在尺寸上有一定的限制，而且并不适合拿来看电影、或是玩3D游戏。
主动式矩阵的驱动方式是让每个画素都对应一个组电极，它个构造有点像DRAM的回路方式，电压以扫描的（或称作一定时间充电）方式，来表示每个画素的状态。为了改善此一情形，后来液晶显示技术采用了主动式矩阵（active-matrix addressing）的方式来驱动，这是目前达到高资料密度液晶显示效果的理想装置，且分辨率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极，利用扫描法来选择任意一个显示点（pixel）的开与关。这其实是利用薄膜式晶体管的非线性功能来取代不易控制的液晶非线性功能。
在TFT型液晶显器中，导电玻璃上画上网状的细小线路，电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关，在每个线路相交的地方则有着一弄控制匣，虽然驱动讯号快速地在各显示点扫瞄而过，但只有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点得到足以驱动液晶分子的电压，使液晶分子轴转向而成「亮」的对比，不被选择的显示点自然就是「暗」的对比，也因此避免了显示功能对液晶电场效应能力的依靠。
TFT液晶显示原理
　 TFT型的液晶显示器较为复杂，主要的构成包括了，萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。首先液晶显示器必须先利用背光源，也就是萤光灯管投射出光源，这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶，这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩，并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了。
STN液晶显示原理
　
STN型的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。
　　要在这里说明的是，单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形（或称黑白），并没有办法做到色彩的变化。而STN液晶显示器牵涉液晶材料的关系，以及光线的干涉现象，因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片（color filter），并将单色显示矩阵之任一像素（pixel）分成三个子像素（sub-pixel），分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大，其屏幕对比度就会显得较差，不过藉由STN的改良技术，则可以弥补对比度不足的情况。
TN型液晶显示原理
　 TN型的液晶显示技术可说是液晶显示器中最基本的，而之后其它种类的液晶显示器也可说是以TN型为原点来加以改良。同样的，它的运作原理也较其它技术来的简单，请读者参照下方的图片。图中所表示的是TN型液晶显示器的简易构造图，包括了垂直方向与水平方向的偏光板，具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导电的玻璃基板。 不加电场的情况下，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液 晶层旋转90度，离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致，因此光线能顺 利通过，整个电极面呈光亮。 当加入电场的情况时，每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致，液晶层因此失去了旋光的能力，结果来自入射偏光片的偏光，其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系，并无法通过，电极面因此呈现黑暗的状态。 其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间，液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列，如果电场未形成，光线会顺利的从偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后，两片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象，叫做扭转式向列场效应，简称TNFE（twisted nematic field effect）。在电子产品中所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成

* LCD控制驱动器的设计与开发
　 对于液晶显示屏，它通常包括玻璃基板、ITO(Indium Tin Oxide)膜、配向膜、偏光板等制成的夹板，上下共有两层。每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上下玻璃基板配向为90度。上下夹层中放置液晶，液晶将按照沟槽方向配向。整体看起来，液晶分子的排列就像螺旋形的扭转排列。当玻璃基板加入电场时，液晶分子配列产生变化，变成竖立状态。当液晶分子竖立时光线无法通过，结果在显示屏上出现黑色。液晶显示器(LCD)将根据电压的有无，控制液晶分子配列方向，使面板达到显示效果。
对LCD的分类，有各种分类方法。通常可按照其显示方式分为段式、点字符式、点阵式等。除了黑白显示外，还有多灰度和彩色显示等。
    在LCD驱动时，需在段电极和公共电极上施加交流电压。若只在电极上施加DC电压时，液晶本身发生劣化。液晶驱动方式包括静态驱动、动态驱动等驱动方式。
1)静态驱动
所有的段都有独立的驱动电路，表示段电极与公共电极之间连续施加电压。它适合于简单控制的LCD。

2)多路驱动方式
构成矩阵电极，公共端数为n，按照1/n的时序分别依次驱动公共端，与该驱动时序相对应，对所有的段信号电极作选择驱动。这种方式适合于比较复杂控制的LCD。
在多路驱动方式中，像素可分为选择点、半选择点和非选择点。为了提高显示的对比度和降低串扰，应合理选择占空比（duty）和偏压(bias)。
施加在LCD上所表示的ON和OFF时的电压有效值与占空比和偏压的关系如下：
Vo:LCD驱动电压
N:占空比(1/N)
a:偏压(1/a)
多路驱动方式可分为点反转驱动和帧反转驱动。点反转驱动适合于低占空比应用，它在各段数据输出时，将数据反转。帧反转驱动适合于高占空比应用，它在各帧输出时，将数据反转。
对于多灰度和彩色显示的控制方法，通常采用帧频控制(FRC)和脉宽调制(PWM)方法。帧频控制是通过减少帧输出次数，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。而脉宽调制是通过改变段输出信号脉宽，控制输出信号的有效值，来实现多灰度和彩色控制。
显示方式从简单的段式、点字符式到复杂的点阵式、阶调式的变化。显示颜色从黑白逐步变化到彩色。显示屏从小到大，响应时间逐步缩短，目前STN显示器在成本及消费电流方面有优势。TFT显示器在对比度和动画对应速度方面有优势。
作为LCD驱动器标准电路生产厂主要有NEC 、EPSON、三星等公司。目前手机市场中使用最多的驱动器电路仍然是黑白电路。但是，四灰度LCD驱动电路和彩色LCD驱动电路也逐渐投入到市场上。今后具有彩色、大屏幕、可上网、响应快的显示器将成为手机发展的流行趋势。
下面将以NEC公司mPD16682A产品为例，说明LCD控制驱动器主要特性和设计流程。该芯片适用于手机、汉字或日语传呼机以及其他显示汉字或日语字符的设备，每个字符使用16 x 16或12 x 12个点。
* 内含1/65分时显示RAM的液晶显示控制/驱动器
* 使用+3伏单一电源
* 内含升压电路（3倍和4倍可转换）
* 132 x 65 位用于点显示的RAM
* 输出：132段、65公共端
* 用于COG（Chip on Glass）
LCD驱动器基本构成由以下部分构成：
控制部分：
TopDown(自顶向下)
逻辑电路
RAM部分：
手工设计
异步2 PortRAM
I/O口
输出专用口
模拟部分：
手工设计
DC/DC转换器
DA转换器
升压放大器
电压跟随器
稳压电路
温度补偿电路
振荡电路
I/O部分：手工设计
显示屏以手机为例，设计开发企业应与国内芯片制造企业联手，设计、开发下列目前或近期即将需求的手机用LCD控制驱动器的系列产品：
黑白LCD控制驱动器
多灰度LCD控制驱动器
彩色STN-LCD控制驱动器
彩色TFT-LCD控制驱动器
1)确定LCD驱动电路规格书
根据市场需求及发展趋势，确定LCD驱动电路的规格书。
2)建立完整的设计环境
由于LCD控制驱动电路涉及到数字、模拟和高压电路。SPICE参数的提取和验证是其中重要的一项任务。因此，设计和工艺人员应制作测试用的TEG片，并对TEG片进行测试，提取和验证SPICE参数，建立完整的设计环境。
3)LCD控制驱动电路设计
电路设计包括确定电路设计方案、逻辑综合、电路仿真和物理实现。
·采用低功耗技术，需选择低功耗电源；内置存储器和降低振荡频率；采用OSO(One Shot Operation)电路技术；采用MLS（Multi Line Selection多线选择）驱动法。
·电路描述与仿真。
数字电路可采用HDL语言描述，HDL仿真。模拟电路可采用原理图输入，SPICE仿真。
对于整体电路仿真需采用数模混合仿真技术，还要解决显示图象的验证技术。
·版图物理实现
为了保证设计效率，数字电路部分的版图可利用SE，进行自动布局布线。为获得高性能，对模拟电路版图及I/O部分版图应采用手工布图。由于全芯片采用不同的方法分块制作，

因此需利用全芯片合成、布局布线技术和部分电路版图和全芯片版图的DRC技术。
4)LCD控制/驱动电路测试技术。例如，多引脚对应能力；高速数据传送；高精度测试；高电压对应。
LCD部分专业术语解释
LCD Liquid Crystal Display 液晶显示
LCM Liquid Crystal Module 液晶模块
TN Twisted Nematic 扭曲向列。液晶分子的扭曲取向偏转90°
STN Super Twisted Nematic 超级扭曲向列。约180~270°扭曲向列
FSTN Formulated Super Twisted Nematic 格式化超级扭曲向列。一层光程补偿片加于STN，用于单色显示
TFT Thin Film Transistor 薄膜晶体管
Backlight — 背光
Inverter — 逆变器
OSD On Screen Display 在屏上显示
DVI Digital Visual Interface （VGA）数字接口
TMDS Transition Minimized Differential Signaling
LVDS Low Voltage Differential Signaling 低压差分信号
Panelink —
IC Integrate Circuit 集成电路
TCP Tape Carrier Package 柔性线路板
COB Chip On Board 通过邦定将IC裸片固定于印刷线路板上
COF Chip On FPC 将IC固定于柔性线路板 上
COG Chip On Glass 将芯片固定于玻璃上
Duty — 占空比，高出点亮的阀值电压的部分在一个周期中所占的比率
LED Light Emitting Diode 发光二极管
EL Electro Luminescence 电致发光。EL层由高分子量薄片构成
CCFL(CCFT) Cold Cathode Fluorescent Light/Tube 冷阴极荧光灯
PDP Plasma Display Panel 等离子显示屏
CRT Cathode Radial Tube 阴极射线管
VGA Video Graphic Array 视频图形阵列
PCB Printed Circuit Board 印刷电路板
Composite video — 复合视频
Component video —
S-video — S端子，与复合视频信号比，将对比和颜色分离传输
NTSC National Television Systems Committee NTSC制式,全国电视系统委员会制式
PAL Phase Alternating Line PAL制式(逐行倒相制式)
SECAM SEquential Couleur Avec Memoire SECAM制式(顺序与存储彩色电视系统)
VOD Video On Demand 视频点播
DPI Dot Per Inch 点每英寸
LCD显示器的模拟/数字接口
液晶显示器(LCD)是为PC开发的最新附件之一。与同类的阴极射线管(CRT)显示器相比，LCD显示器体积小、辐射少、功耗低，同时视频性能优越、外观新颖圆滑。技术的进步、需求的增加以及生产成本的降低，使LCD的价格降到可为普通消费者接受，人们在考虑配置一个新的带LCD显示器的计算机系统，或是替换掉旧的CRT显示器。
在决定一项新的购置计划时，大部分消费者都要权衡其需求。在一定的价格范围内，对于给定的一套产品的特点及预期的性能水平，消费者会在充分权衡后决定是否购买该产品。计算机和计算机附件的购买过程也与此类似。系统工程师必须了解消费市场中的性能价格比。对于这种成本敏感市场而言，设计的主要目标是降低板级的BOM (原材料费用)成本。板级元器件的去除等同于最终产品市场价格的大幅降低。如果购买模式如上所提，消费者该怎样在数字显示器和模拟显示器间作一选择呢？
消费者在购置时会考虑以下几个关键因素：性能、兼容性以及成本。在购置显示器时，接口类型也成为关键的考虑因素之一。标准的红、绿、蓝(RGB)模拟接口正面临着数字接口日渐强大的挑战。以下篇幅将着重讨论两种方案间的差异。
模拟接口
在市场上现有的大量RGB模拟显示器中，来自计算机的离散视频数据RGB送至DAC，然后数字信号被转化为模拟信号并与水平及垂直同步信号一起传送到显示器。
在显示器内部，前置放大器具有放大、钳位及偏移调节的作用。可选择使用单独的前置放大器或集成前置放大器。目前市场上供应的前置放大器都设计用于CRT显示器，并未经过优化以用于LCD。因而，在LCD环境下，前置放大器所产生的失效及错误会降低视频性能。
下一步关键是实现模拟信号到数字信号的转换(ADC)。在转换过程中，转换器有限的分辨率会产生错误，包括DC部分的线性度和偏移以及AC成分的电火花及位错误等。虽然参照说明书这些不理想的特性显得很重要，但如果只是随机发生，人眼不容易察觉。LCD屏的刷新率达到60Hz时，如果闪烁并不太多，人眼将会滤除这些信号。值得注意的是ADC的输入带宽是有限的。如果ADC没有足够的输入带宽，这些影响会表现在显示屏上。在一个象素点上，当视频信号由白转黑时，如果ADC输入带宽不佳，则会大幅降低LCD显示器的视频性能。由于模拟信号会全幅振荡，输入带宽不佳的ADC会导致象素消退，象素之间的边缘将不再平整而是变得模糊，在黑色垂直线与白色垂直线相邻的地方将变成灰线。建议ADC输入带宽为采样时钟频率的1.5倍。时钟频率通过显示器的分辨率和刷新率来决定。例如刷新率为85Hz的XGA(1024×768)显示器需要89MHz的时钟，ADC输入带宽至少为133MHz。
Fs = (水平分辨率×垂直分辨率×刷新率) / 0.75) 其中 0.75 是有效视频因子(active video factor)
= (1024 ×768 ×85) / 0.75 = 89.13MHz
所以输入带宽为89.13 × 1.5 = 133.7MHz
在模拟接口中，需要一个数据时钟在LCD显示器及图形控制器传来的输入信号间进行同步。同步由锁相环(PLL)提供，它用计算机的水平同步脉冲来为ADC和数字控制器芯片产生内部时钟信号。为了确保ADC能在正确的时间采样，需要进行相位调节。为了获得最佳的视觉性能，也许需要用户自己调节显示器。PLL还会在显示器中产生相位噪声或时钟抖动，从而在显示器上产生不良的画面，即在灰色的背景中产生“雪花”，或在亮度上出现明显的不同。产生这种视觉影响时，通常在LCD屏上有一块区域看上去比显示屏的其它部分要暗一些或亮一些。
在模拟系统中，信号一旦被转换为数据流，LCD显示器通常就需要进行适当的调节及帧比率调整。可对图像进行缩放以符合显示屏的大小，同时调整帧比率来设置刷新频率以满足显示器的要求，通常为60Hz。在缩放过程中，由模拟信号到数字信号转换过程产生的信号退化可能会被放大。此外，不标准的图形控制卡、电缆的屏蔽性差以及连接器质量低劣也会降低信号的性能，导致整个数据转换过程的误差，引起图像质量的降低。
数字接口
在数字接口装置中，计算机数据可以直接发送到显示器，而无需进行数据转换。由于不再需要将数据转换为模拟信号随后再还原为数字信号，从而排除了与之相关的可能引起的误差。
美中不足的是，数字接口不能共享模拟接口方案的通用标准。有可能成为数字接口标准的竞争标准包括：低压差分信号(LVDS)标准、PanelLink标准、传输最小差分信号(TMDS)标准以及用于显示器的数字接口(DISM)标准。每种提议的传输技术都有其优点，但在单一标准被采用并获得推广前，计算机厂商们仍会将关注那些可能长期应用的方案上。根据计算机产业的快速变革而言，几乎很难做出一个正确的选择。每种标准都在瓜分市场，从而使得数字式的解决方案相对昂贵。
LCD与CRT显示器的区别
　 LCD(Liquid Crystal Display)液晶显示器，以这技术所制造的显示器厚度比一般的CRT显示器薄很多，因此在早期主要是用于笔记薄型电脑上，现在市面流行的为TFT-LCD显示器。TFT为薄膜电晶体，其工作原理是在下面我再为大家解释。
CRT阴极管显示器的工作原理与电视机的显像管差不多，在真空的显像管中，把在尾端产生的电子照射到前方的磷质显示器。传统的CRT显示器由于需要内藏真空显像管，因此身形比LCD显示器大很多，此为LCD液晶显示器的其中一个优胜之处，由于体积较小，所以放置时的弹性也较大。而次要考虑的就是用家身体健康问题，由于传统的CRT显示器内含的电子光束在运作时会产生很多静电与幅射，因此长期使用，会对眼睛有损害，造成近视等问题产生。而LCD液晶显示器，由于运作时无须使用电子光束，因此没有静电与幅射这两种影响视力的问题存在。
传统的CRT显示器一般所标示的尺寸不是荧光幕的可视范围，如以一般的15寸显示器为例，虽然标明的尺寸为15寸，但其真正的可视范围可能只有14.1寸左右。如17寸的显示器可能只余下15至16寸的可视范围。但是LCD液晶显示屏所标示的尺寸却是实际的可视范围，如一般的15.1寸的LCD液晶显示器的可视范围是完完全全的15.1寸，可方便用家选择。
由于现今的LCD液晶显示器能够以数字形式运作，但是由于要另购有数字插头的显示卡，所以现时的插头还是以传统的D-Sub为主。到底使用数字介面有何好处？好处就是如果显示器与显示卡双方也使用数字介面的话，在传输的过程中，便不会有信号的流失。同时，由于数字插头生产时所须使用的元件较少，所以可有助减轻成本。虽然现今大多数的液晶显示器能兼容现时流行的D-Sub插头，但其余的类比与数字的显示器插头之多却令人眼花撩乱。是传统的类比式的显示器插头，虽然不论用在传统的CRT显示器或是今次的主题LCD显示器，使用数字化接头的画质绝对比传统类比式的接头佳。但是如要使用新式的数字插头便需要购买设有该插头的显示卡，大大增加了整体的成本，因此厂商依然在设计时保留D-Sub插头，但当使用时可能会受干扰而使影像失真。
注：
Digital Flat Panel Group是数间电脑公司所组成，其中包括Compaq及Ati这两间较大的公司。是为数字介面插头中，最早出现的一种，但是由于其解像度限制于最大只能做到1280x1024，因此未来所推出的高解像度LCD显示器便不能使用，所以其前景不太明朗。
DVI-Digital Visual Interface为以Intel为主的Digital Display Working Group(DDWG)研究所发明。由于此介面支援Panel Link技术，因此它的速度是DFP的两倍，同时也能输出高于1280x1024的解像度，及能与DFP接头兼容，是现在最流行的数字介面。
液晶显示器的优异特性和发展前景
综合比较各类显示器件，你会发现，液晶显示器件确实具有很多独到的优异特性。下面我们不妨归纳作一简单介绍。
（1）低压、微功耗
极低的工作电压，只要2V-3V即可，而电流仅几个微安，这是其他任何显示器件无法比拟的。要知道，只有低压、微功耗的显示器件才可能深入人间的每个角落，伴随人们生活和工作。在工作电压和功耗上液晶显示正好与大规模集成电路的发展相适应。从而使液晶与大规模集成电路结成了孪生兄弟。使电子手表、计算器、便携仪表、以至手提电脑、GPS全球定位系统等成为可能。
（2）平板型结构
液晶显示器件的基本结构是由两片玻璃基板制成的薄形盒。这种结构最利于用作显示窗口，而且它可以在有限的面积上容纳最大量的显示内容，显示内容的利用率最高。此外，这种结构不仅可作得很小，如照像机上所用的显示窗，而且可以作的很大，如大屏幕液晶电视及大型液晶广告牌。
此外，这种结构还便于大批量、自动化生产。目前液晶显示器件的生产大都采用自动化半自动化的集成化工艺生产。仅少量工人即可开动一条年产上千万的生产线。
目前已经又开发出了用塑料基片制成的液晶显示器件。这种器件薄如纸，并可弯曲，从而进一步的降低了使用空间。
（3）被动型显示
液晶显示器件本身不能发光，它靠调制外界光达到显示目的。即，它不像主动型显示器件那样，靠发光刺激人眼实现显示，而是单纯依靠对外界光的不同反射形成的不同对比度来达到显示目的。所以我们才称其为被动显示。
虽然被动型的显示本身是不发光的，因此在黑暗处不能看清，但在自然界中，人类所感知的视觉信息中，90％以上是靠外部物体的反射光，而并非靠物体本身的发光。所以，被动显示更适合于人的眼视觉，更不易引起疲劳。这个优点在大信息量、高密度、快速变换、长时间观察的显示时尤为重要。
此外，被动显示还不怕光冲刷。所谓光冲刷，是指当环境光较亮时，被显示的信息被冲淡，从而显示不清晰。而被动型显示，由于它是靠反射外部光达到显示目的的，所以，外部光越强，反射的光也超强，显示的内容也就越清晰。
诚然液晶显示不仅可以用于室外进行显示，而且可以在阳光等强烈照明环境下也可以显示得很清晰。对于黑暗中不能观看的缺点，只要配上背光源，就可以克服。
（4）显示信息量大
与CRT相比，液晶显示器件没有荫罩限制，因此像素点可以作得更小、更精细；与等离子显示相比，液晶显示器件像素点处不需要像等离子显示那样，像素点间要留有一定的隔离区。因此，液晶显示在同样大小的显示窗面积内，可以容纳更多的像素，显示更多的信息。这对于制作高清晰度电视、笔记本式电脑都非常有利。
 

（5）易于彩色化
液晶本身虽然一般是没有颜色的，但它实现彩色化的确很容易，方法很多。一般使用较多的是滤色法和干涉法。由于滤色法技术的成熟，使液晶的彩色化具有更精确、更鲜艳、更没有彩色失真的彩色化效果。
（6）长寿命
液晶材料是有机高分子合成材料。具有极高的纯度，而且其他材料也都是高纯物质，在极净化的条件下制造而成。液晶的驱动电压又很低，驱动电流更是微乎其微，因此，这种器件的劣化几乎没有，寿命很长。从实际应用考查，一般使用中，除撞击、破碎或配套件损坏外，液晶显示器件自身的寿命终结几乎没有。
（7）无辐射，无污染
液晶显示器件在使用时不会像CRT使用中产生的软X射线及电磁波辐射。这种辐射不仅污染环境还会产生信息泄露，而液晶显示不会产生这类问题，它对于人身安全和信息保密都是十分理想的。
液晶显示器件的优异特性决定了它在各类显示器件中的地位。仅仅20余年，液晶显示就改变了几百年来的钟表计时行业，电子计算器几乎已成人人必备，智能化仪器、仪表使用了液晶显示，使它可以成为便携式。膝上电脑、笔记本电脑、掌上电脑改变了人类生活方式，甚至改变了战争形式。
液晶显示向CRT挑战展示了液晶显示技术的发展已经进入了一个新的时代。日本人将液晶显示大量进入电视和电脑领域的1992年宣称为”液晶的元年”，即从此液晶已成长为一个巨人，将为人类开拓出一个新时代。
液晶显示技术的发明
液晶的发现是由奥地利植物学家F·Reinetzer在一百年前完成的，然而长期以来并未给人类带来多少好处。直到20世纪60年代，几个年轻的电子学家才打破了沉寂。
1961年，美国RCA公司普林斯顿试验室有一个年轻电子学者F·Heimeier正在准备博士论文的答辩，他的专业是微波固体元件。他在这方面很有造诣。这天，他的一个朋友向他讲述了正在从事的有机半导体方面的研究，跨学科的课题引起了他的极大的兴趣。他征求了导师的意见，在导师的支持、鼓励下，他毅然放弃了学有所成的专业领域，进入了一个他还知之甚少的新领域。他把电子学方面的知识应用于有机化学，很快便取得了成绩。不久，他对另一个新课题---激光又产生了兴趣，从而又与晶体打上了交道。为了研究外部电场对晶体内部电场的作用，他想到了液晶。他将两片透明导电玻璃之间夹上掺有染料的向列液晶。当在液晶层的两面施以几伏电压时，液晶层就由红色变成了透明态。出身于电子学的他立刻意识到这不就是彩色平板电视吗！兴奋的小组成员与他立即开始了夜以继日的研究，他们相继发现了液晶的动态散射和相变等一系列液晶的电光效应。并研制成功一系列数字、字符的显示器件，以及液晶显示的钟表、驾驶台显示器等实用产品。RCA公司对他们的研究极为重视，一直将其列为企业的重大机密项目，直到1968年，才在一项最新科技成果的广播报导中向世界报导。这一报导立刻引起了日本科技界、工业界的重视。日本将当时正在兴起的大规模集成电路与液晶相结合，以”个人电子化”市场为导向，很快开发了一系列商品化产品，打开了液晶显示实用化的局面，掌握了主动，致使这一发展势头促成了日本微电子业的惊人发展。而在美国，RCA公司中一些生产间部门的领导人一方面局限于传统的半导体产品，一方面又过分强调了初出茅庐的液晶显示器件的缺点，以市场还未开拓为借口，极力抵毁液晶显示的产业化。为此，\"液晶\"小组成员开始外流，\"液晶显示\"的专利也被卖出。据说，当70年代中期，液晶显示已经形成一个产业的时候，RCA公司在一次董事会上沉痛地总结，在RCA百年发展历史上液晶显示技术的流失是了大的一次失误。
回顾这一历史，不能不使我们感到：
（1）一代新技术、新产品的问市，特别是当代高新技术产品的问市，总是由那些跨学科、跨行业的，具有创新开拓精神的年轻人来发现和完成的。
（2）一个新技术的发现、发明虽然重要，但其真正的发展则必须建立在切切实实的应用技术和市场需求的基础之上的。应用技术是高新技术产业发展的保障，市场需求是高新技术发展的动力。
（3）一个企业的领导，特别是生产部门的领导，应该具有科学发展的头脑。只局限于原有的产业和产品，被近期、表面的、暂时的利害所困扰，往往会葬送一些非常可贵、极有前途、极有生命力和极高利润价值的新技术、新产品，造成了事业损失，抱撼终身。
（4）一个突破传统束缚的发明，大都出现在那些规模不大，极有创新能力的，能够从事多学科的独立工作小组。这些小组应该能够经学得起失败，经受得起不被承认，不被支持不被理解的一切压力。
液晶显示器分辨率列表
Resolution # of Dot # of Pixel Aspect Ratio Remark
320 x 240 76,800 230,400 4:3 Quarter VGA
640 x 400 256,000 768,000 16:10 EGA
640 x 480 307,200 921,600 4:3 VGA
800 x 480 384,000 1,152,000 15:9 Wide VGA
800 x 600 480,000 1,440,000 4:3 SVGA
1024 x 600 614,400 1,843,200 ~ 17:10 Wide SVGA
1024 x 768 786,432 2,359,296 4:3 XGA
1280 x 1024 1,310,720 3,923,160 5:4 SXGA
1400 x 1050 1,470,000 4,410,000 4:3 SXGA+
1600 x 1200 1,920,000 5,760,000 4:3 UXGA
1920 x 1200 2,304,000 6,912,000 16:10 Wide UXGA
2048 x 1536 3,145,728 9,437,184 4:3 QXGA
2560 x 2048 5,242,880 15,728,640 4:3 QSXGA
3200 x 2400 7,680,000 23,040,000 4:3 GUXGA
（转引自jdwxmagazine网站）

所有TFT-LCD的数据接口种类：
单TTL6位（8位）
双TTL6位（8位）
单LVDS6位（8位）
双LVDS6位（8位）
单TMDS6位（8位）
双TMDS6位（8位）
还有最新出来的标准RSDS
6位和8位是用来表示屏能显示颜色多少，6位屏可以显示颜色为2的6次方X2，分别代表R G B 三基色，算下来 6位屏最多可以显示的颜色为262144种颜色。8位屏为16777216种颜色。屏显示颜色的多少只和屏的位数有关。
我们本本用的屏一般都是6位的。早期的本本都是用12寸以下的屏，该种屏分辩率一般为640X480（VGA）和800X600（SVGA）。采用的接口为单TTL6位，屏上接针脚为41针和31针，12寸以41针居多（800X600），10寸以31针居多（640X480）。TTL信号是TFT-LCD能识别的标准信号，就算是以后用到的LVDS TMDS 都是在它的基础上编码得来的。TTL信号线一共有22根（最少的，没有算地和电源的），分别为R G B 三基色信号，两个HS VS 行场同步信号，一个数据使能信号DE 一个时钟信号CLK，其中R G G三基色中的每一基色又根据屏的位数不同，而有不同的数据线数（6位，和8位之分），6位屏和8位屏三基色分别有R0--R5（R7），G0--G5（G7），B0--B5（B7）。三基色信号是颜色信号，接错会使屏显示的颜色错乱。另外的4根信号（HS VS DE CLK）是控制信号，接错会使屏点不亮，不能正常显示。
由于TTL信号电平有3V左右，对于高速率的长距离传输影响很大，且抗干扰能力也比较差。所以之后又出现了LVDS接口的屏，只要是XGA以上分辩率的屏都是用LVDS方式。LVDS也分单通道，双通道，6位，8位，之分，原理和TTL分法是一样的。LVDS（低压差分信号）的工作原理是用一颗专门的IC，把输入的TTL信编码成LVDS 信号。6位为4组差分，8位为5组差分，数据线名称为0- 0+ 、 1- 1+ 、 2- 2+ 、 CK- CK+ 、 3- 3+ ， 其中如果是6位屏就没有3- 3+这一组信号。这个编码过程是在我们电脑主板上完成的。
在屏的另一边，也有一颗相同功能的解码IC，把LVDS信号变成TTL信号。屏最终用的还是TTL信号，因为LVDS信号电平为1V左右，而且-线和+线之间的干扰还能相互抵消，所以抗干扰能力非常强。很适合用在高分辩率所带来高码率的屏上。由于高分屏1400X1050（SXGA+）， 1600X1200（UXGA） 的分辩率实在太高，信号的码率也相应提高，单靠一路LVDS传输已不堪重负，所以用的都是双路的LVDS接口。以降低每一路LVDS的速率，保证信号的稳定度。
对于笔记本上用的XGA屏，一般都是20针扁平接口，对应的接口定义为：
1 VCC 2 VCC 3 GND
4 GND 5 0- 6 0+
7 GND 8 1- 9 1+
10 GND 11 2- 12 2+
13 GND 14 CK- 15 CK+
16 GND 17 18 19 20 空。
高分屏用的是30针扁平接口，对应定义为：
1 GND 2 VCC 3 VCC
4 空 5 空 6 空
7 空 8 0A- 9 0A+
10 GND 11 1A- 12 1A+
13 GND 14 2A- 15 2A+
16 GND 17 CKA- 18 CKA+
19 GND 20 0B- 21 0B+
22 GND 23 1B- 24 1B+
25 GND 26 2B- 27 2B+
28 GND 29 CKB- 30 CKB+
LCD的显示器显示原理：
模拟PC信号（R G B HS VS ）输入到一颗专门的LCD驱动IC，在IC内部先进行A/D转换，把模拟信号变成数字信号。然后在经过SHRINK缩放处理，因为屏的分辩率是一定的，比如1024X768的屏,那屏上就有1024X768XRGB个像素点。如果我们要显示为640X480的模式，就要经过特殊的算法，把三个像素点合并成两个，或一个。如果缩放处理不好的话，就会出来像我们T2X系列用在640X480， 800X600模式的全屏显示的效果，简直是差到极点。不过现在显示器用的驱动IC，在这方面处理的都还很好，基本上看起来和在1024X768的效果一样，字符边也很平滑。在数据信号出来之前IC内部还要叠加一个OSD控制界面，也就是我们用的显示器的控制图标。经过这一系列的信号处理之后，IC就输出屏能识别的TTL信号。对于TTL接口屏就可以直接用的了。
LVDS接口的还要加一颗到两颗（对应单通道和双道通）LVDS编码IC，变成LVDS信号。现在有很多驱动IC内部都已经集成了LVDSIC，所以那些驱动IC输出来的就是LVDS信号。可以直接驱动LVDS接口的屏。
现在驱动IC市场占有率比较大的是美国GENESIS公司，还有我国台湾的晨星公司。 对于TMDS的接口，原理和LVDS是一样的，上面说过了。TMDS编码方式比LVDS更先进，传输距离和抗干扰能力都要好的多，但基本上不用在本本上的，以台式机的TV PANEL 为多，所以我们不多讨论。
一般来说LCD驱动板的硬件部分是不变的。带我上面提到的所有接口形式（不包括TMDS），只会根据不用的LCD，来改MCU里面的屏参来达到适应。因为不同厂家，不同型号，不同尺寸屏的控制时序是不一致的，如果该驱动板和所要驱动的LCD 屏参（时序）不对应，也是点不亮屏的。每一种型号的屏厂家都会有一个DATE SHEET给用户，里面就有屏的详细说明，包括时序图。不过以我的经验，只要接口一样，屏的分辩率一样，不管它实际尺寸（12。14）是否相同，大部分是可以通用的。
上面说的只是LCD改PC，如果要增加AV-SVIDEO 接口，驱动板上也就要多一颗视频解码IC（VIDEO DECODE）。把输入的VIDEO，CVBS信号或S-SIDEO信号，转换成LCD驱动IC能够识别的YUV656格式的数字信号。而且在选择驱动IC时，也要选有带YUV格式输入的IC。这样成本也会相应高一些。如果要加TV功能，就必须在此基础上加一个全数字的高频头。把天线上的信号转换成视频解码IC所需要的CVBS信号，来实现收电视的功能。另外电视还要增加音频的功能，这些都比较好办，加一个音频功放就行了，接上喇叭就可以听电视里的声音了。
我上面说改AV PC只是硬件上的改动，但如果增加这些功能，对于驱动板的软件工作量非常大。通常都是厂家调试好了给客户的，客户自已改是不可能的，就算你自已会改，别人软件的源代码也不会给你。
屏的工作电压，这一点非常重要，接高了会把LCD烧掉。笔记本屏一般用电电压为3.3V，最好不要超过这个电压。不过屏都有一定的耐压，如果上升到5V，短时间内也不会烧毁。我曾经有一块屏用5V用了一年（LCD是本本屏，标称3.3V），最近拆开才发现用的是5V。呵呵!
所以说要点亮一块LCD，要注意以上几点啊。总结下来就是：
1 接口，
2 软件时序，
3 工作电压。
对LCD的结构分析：
现在LCD主要由玻璃基板加背光板组成。玻璃基板本身是不发光的，是靠后边的背光源发出的光透射过玻璃基板，我们才能看的到图像的。在玻璃基板最外边，也就是对着我们眼睛的这一面，有一层偏光膜，通常我们说屏划伤，也就是划伤这层膜。该膜是可以换的，基本上不需要什么工具，把屏拆开，拿掉外框，用一把小刀轻轻的把这层膜刮下来，偏光膜都是粘的很紧的，只能用小刀一点点刮。千万要细心，如果不小心把玻璃基板给划伤了，呵呵！！！那可就是永久的伤痕哦。
旧的偏光膜拿下来后，首先要清理玻璃基板，可用好一点的纸巾加一点无水酒精。一定要把它搽的明亮亮的，不要有一点灰尘落在上面，不然装好后那个灰尘就是一个脏点，看起来很不爽的。然后把新的偏光膜上的一层保护膜去掉，去掉之后的偏光膜就像是一块不干胶一样的，把粘的一面对着玻璃基板，对整齐粘好就OK了，粘的时候要一定要慢慢的来，千万不要留下气泡，如果有气泡就重复刚才的过程，直到完好为止。
要注意的是不是所有的偏光膜都能通用的。偏光膜也有角度之分的，有135度，90度，45度几种。如果角度和LCD不对应，显示出来的颜色会反色，就像应该红的地方变蓝了，黑的地方变白一样。有一个方法可以先知道偏光膜的角度，就是把旧膜弄下来后，用新的膜在屏上比一下，看有没有正常的图像出来（前提是要把屏点亮中），有就是对的。现在一张14 15寸的偏光膜卖14块左右，但JS换要收100元，你们就知道JS有多黑了吧。呵呵！
当LCD用一段时间之后亮度会有一定程度的降低，对于轻微的亮度变暗，可以更换灯管来解决。更换后可恢复到和新屏一样。但有些LCD老化的实在严重，比如严重发黄，边角有黄边的，这些屏一般都是灯管老化加背光板老化。只是更换灯管可以改善亮度问题，但换过之后还是会发黄，只有边背光板一起更换才有好的效果。更换灯管时，要拆开屏到最底层，也就是要拿掉背光源里面的几层反光膜和朔料板。因为灯管一般是装在LCD下面的外框上的，注意事项还是那几点。防尘非常重要，拿背光源里那几张反光膜的时候最好是拿它们的边边，千万不要用手直接去捏它们的中间，不然会留下指纹，装好后会留下像指纹一样的白斑，晚上看起来可恐怖了。呵呵，如果你已经印上指纹了，可用纸巾加清水去擦，到你看不到指纹时为止。
对于有的屏出现暗线，是因为绑定在玻璃基板上和电路板相边的软排线中有一根断了，或者是接触不好所致。屏出现暗线了一般是不建议修的，因为要重新绑定软排线，要有专门的压线设备。国内有些修屏的设备终究是比不上原厂的好，往往是刚修的那几天是好的，但过一段时间后，压线的地方就会脱落。还有修屏的时候换软排线，是一组一组的换（一般一组有200根线），用一段时间后，就可能会一组一组的掉，这时出的暗线会更多。如果你是要修好卖给JS还可以考虑。而且能修有暗线屏的公司收费奇贵，深圳这边的价是150元一根线。修好后的售后服务是：出门不保。呵呵！
总之如果是要拆屏的话，最好找一间干净房间，换膜，换灯管，LCD里面都不能落有可见的灰尘。
另外，笔记本用的LCD响应速度大概为30毫秒，看DVD和TV的时候，感觉拖尾并不是很明显。