LCD專業術語和特性

LCD的特性:

一．      基本專業術語

二．      LCD產品的幾種類型

三．      不同類型的LCD產品

四．      LCD顯示原理和分類

五．      LCD的背光

六．      LCD的溫度、亮度特性

一． 基本專業術語

二． LCD產品的幾種類型

位段顯示型、字符顯示型、圖形顯示型

字符型顯示模塊（LCM），字符型LCD是用于顯示字符和數字的，對于圖形和漢字的顯示方式與位段式LCD無異。字符型LCD一般有以下幾種分辨率，8×1，16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×2、40×4等，其中8(16、20、40)的意義為一行可顯示的字符(數字)數，1(2、4)的意義是指顯示行數，比如ET-2002AV1字符型顯示模塊終端采用的就是20×2分辨率的字符型LCD。 

　　圖形點陣型顯示模塊（LCM），就是可以動態的顯示字符和圖片的LCD。我們又將其分為TN、STN、FSTN、TFT等幾類。TN類LCD由于它的局限性，只用于生產字符型液晶顯示模塊；

LCD產品，從選型角度，人們往往將其分為以下幾類：位段型（也稱8字）、字符型和圖形點陣型。

　　 常見位段型液晶顯示模塊的每字為8段組成，即8字和一點，只能顯示數字和部分字母，如果必須顯示其它少量字符、漢字和其它符號，一般需要從廠家定做，可以將所要顯示的字符、漢字和其它符號固化在指定的位置。

而STN類LCD模塊一般為中小型，既有單色的，也有偽彩色的；TFT類顯示模塊，則從小到大都有，而且幾乎清一色為真彩色顯示模塊。除了TFT類LCD外，一般小型LCD都內置控制器(控制器的概念相當于顯示卡上的主控芯片)，直接提供MPU接口；而大中型LCD，要想控制其顯示，都需要外加控制器，電路非常復雜。

三． 不同類型的LCD產品 

LCD、 LCM終端

　　 LCD就是指已經封裝好液晶材料和引出電極的液晶玻璃面板，不包括LCD驅動器和控制器，它是所有LCD產品的最原始狀態。市場上面向直接用戶的玻璃產品僅限于低密度的位段型產品。 

　LCM（LCDModule）即液晶顯示模塊，是指將玻璃和LCD驅動器集成到一起的LCD顯示產品，它提供用戶一個標準的LCD顯示驅動接口（有4位、8位、VGA等不同類型），用戶按照接口要求進行操作來控制LCD正確顯示。LCM相比較玻璃是一種更高集成度的LCD產品，對小尺寸LCD顯示，LCM可以比較方便的與各種微控制器（比如單片機）連接；但是，對于大尺寸或彩色的LCD顯示，一般會占用控制系統相當大部分的資源或根本無法實現控制，比如320×240 256色的彩色LCM，以20場/秒（即1秒鐘全屏刷新顯示20次）顯示，一秒鐘僅傳輸的數據量就高達：320×240×8×20＝11.71875Mb或1.465MB，如果讓標準MCS51系列單片機處理，假設重復使用MOVX指令連續傳輸這些數據，考慮地址計算時間，至少需要接421.875MHz的時鐘才能完成數據的傳輸，可見處理數據量的巨大。

LCD終端是指將LCD顯示相關的所有器件或功能模組集成到一起的LCD顯示產品，由于絕大部分顯示和控制工作在終端內部完成，所以它僅需要提供用戶一個低速的標準串行接口就可以方便的實現各種顯示功能。由于LCD產品，尤其是大規模LCM產品，需要處理信息量大，軟件、硬件設計復雜，對一般的工程師來說，是一個不小的挑戰，而LCD終端將用戶從煩瑣的LCM研發、調試中解放出來，大大加快了產品的研發進度，并且由于專業分工，確保了整個產品的穩定性，生產、維護都比較方便。一般，為了方便用戶使用，LCD終端往往集成了鍵盤和觸摸屏接口，使人機交互產品的設計更加靈活、方便。

總之，以計算機顯示系統類比，玻璃相當于顯示器的顯像管，LCM則相當于一臺顯示器，而LCD終端則相當于顯卡、主板和顯示器的集合（比如銀行、物流系統廣泛使用的顯示終端或POS終端）用戶在選擇LCD產品時，主要根據自身情況，結合以下幾點來考慮：

　　1、玻璃只適合位段式、低成本的應用，需要外接驅動器或單片機作為LCD驅動，占用一些系統資源，但這種方式比較靈活，成本也比較低；

　　2、LCM適合產品批量比較大，成本矛盾比較突出的應用。中小批量，一般年用量不超過1000個的情況，采用LCM的代價會因為研發投入、市場先機的丟失而與采用LCD終端相差無幾，甚至更高，并且小批量產品的維護、生產都是問題。

3、 LCD終端適合中小批量的應用場合，尤其在項目應用中非常普遍，因為項目的利潤來自于項目的效率，采用LCD終端來作系統集成可以在最快的時間內實現你的顯示要求。

四． LCD顯示原理和分類

平板顯示器件領域，目前應用較廣泛的有液晶顯示(LCD)、電致發光顯示(EL)、等離子體顯示(PDP)、發光二極管(LED)顯示、真空熒光顯示器件(VFD)等。

　　液晶，是一種在一定溫度范圍內呈現既不同于固態、液態，又不同于氣態的特殊物質態，它既具有各向異性的晶體所特有的雙折射性，又具有液體的流動性。一般可分熱致液晶和溶致液晶兩類。在顯示應用領域，使用的是熱致液晶，超出一定溫度范圍，熱致液晶就不再呈現液晶態，溫度低了，出現結晶現象，溫度升高了，就變成液體；液晶顯示器件所標注的存儲溫度指的就是呈現液晶態的溫度范圍。

液晶顯示器件有以下一些特點

　　①低壓微功耗，②平板型結構，③被動顯示型（無眩光，不刺激人眼，不會引起眼睛疲勞），④顯示信息量大（因為像素可以做得很小），⑤易于彩色化（在色譜上可以非常準確的復現），⑥無電磁輻射（對人體安全，利于信息保密），⑦長壽命（LCD幾乎沒有什么劣化問題，因此壽命極長，但是一般LCD背光壽命有限，不過背光部分可以更換）。液晶由于它的各向異性而具有的電光效應，尤其扭曲向列效應和超扭曲效應，所以能制成不同類型的顯示器件，下面就介紹幾種常見的液晶類型及其工作原理：

　TN（Twist Nematic）即扭曲向列型液晶。將涂有透明導電層的兩片玻璃基板間夾上一層正介電異向性液晶，液晶分子沿玻璃表面平行排列，排列方向在上下玻璃之間連續扭轉90°。然后上下各加一偏光片，底面加上反光片，基本就構成了TN型液晶。

　　STN（Super TN）型液晶，跟TN型液晶結構大體相同，只不過液晶分子不是扭曲90°而是扭曲180°，還可以扭曲210°或270°等，其特點是電光響應曲線更好，可以適應更多的行列驅動。

　　TN或STN型液晶，一般是對液晶盒施加電壓，達到一定電壓值，對行和列進行選擇，出現“顯示”現象，所以行列數越多，要求驅動電壓越高，因此，往往TN或STN型液晶要求有較高的正極性驅動電壓或較低的副極性電壓，也因為如此，TN和STN型液晶難以做成高分辨率液晶模組（LCM）。

　　到目前為止，STN液晶只可以實現偽彩色(一般人眼可以分辨218色即262144色，所以達到218色和超過218色的被稱之為真彩色，否則稱之為偽彩色)顯示，可以實現VGA、SVGA等一些較高的分辨率，但由于構成它們的矩陣方式是無源矩陣，每個象素實際上是個無極電容，容易出現串擾現象，從而不能顯示真正的活動圖像，而TFT液晶則徹底解決了這個問題。

TFT（Thin Film Transistor）為薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器件，在每個像素點上設計一個場效應開關管，這樣就容易實現真彩色、高分辨率的液晶顯示器件。現在的TFT型液晶一般都實現了18bit以上的彩色(218色)，在分辨率上，VGA(640×480)、SVGA(800×600)、XGA(1024×768)、SXGA(1280×1024)甚至UXGA(1600×1200)都已成為現實，獲得了廣泛的應用。

五． LCD的背光

說到背光問題，需要從另一個角度將液晶分類，即透射式、反射式、半反半透式液晶三類，因為液晶為被動發光型顯示器，所以必須有外界光源，液晶才會有顯示。透射式液晶必須加上背光，反射式液晶需要較強的環境光線，半反半透式液晶要求環境光線較強或加背光。常見的背光有發光二極管面板（LED）、場致發光面板（EL）和冷陰極熒光管（CCFL/CCFT）三種。

<一>. 背光源采光技術的兩大任務是：
    1.使液晶顯示器件在有無外界光的環境下都能使用；
    2.提高背景光亮度，改善顯示效果。
<二>. 分類：
    現對常用的背照明光源，按如下分類說明：
    1)LED背光:
      特 點
      · 壽命長，＞100,000小時；
      · 亮度調節簡便；
      · 是常用的背光方式；
      · 有四種不同的布局（如下圖示）可適合各種不同模塊的采光需求；
      · 可根據客戶設計其它形式的布局。
  注："A"必須接+3.8V～+4.2V，而不要直接接+5V，因為當背光板電壓長時間
      ＞4.2V時會使其過熱，將影響正常顯示，此時須對您的+5V降壓處理后再接入。

2）EL-場致發光
       特 點
      · 能提供亮度高且均勻的背光；
      · 背光板很薄，一般小于1mm，因此對整個LCM的厚度影響不大；
      · 在正常的驅動條件下初始亮度高，其亮度的半衰期為5,000—8,000小時；
      · 顏色多樣，常用的有白色、藍綠色、黃色；
      · EL背光需特制的逆變器供電，其輸入電壓為5V，輸出為90-110V、
         400-600HZ的交流電壓。
    3）CCFL-冷陰極熒光燈
       特 點
      · 亮度高、功耗低；
      · 適用于大面積顯示所需的背光；
      · 色還原很好；
      · 亮度可調節；
      · 平均亮度半衰期為20,000小時；
      · 需要相對應的逆變器。

六．LCD的溫度、亮度特性

溫度、亮度

　　很多字符型液晶以及小圖形點陣液晶有常溫型和寬溫型的，而大圖形點陣的寬溫型液晶在大陸市場上

比較少見，常溫一般指工作溫度0—50℃，寬溫到-20—70℃（超寬溫的可到-30—80℃）。

　　亮度單位為cd/m2或叫Nit(尼特)，大部分TN、STN(DSTN)液晶的亮度不超過100cd/m2，但是目前比較常用的5—6英寸的偽彩色STN屏的亮度都在130cd/m2左右，TFT類液晶的亮度則150cd/m2以上較常見，特殊

應用場合可能會需要超高亮度的液晶，一般亮度可達1000cd/m2，甚至1600cd/m2。

　　總之，以計算機顯示系統類比，玻璃相當于顯示器的顯像管，LCM則相當于一臺顯示器，而LCD終端則相當于顯卡、主板和顯示器的集合（比如銀行、物流系統廣泛使用的顯示終端或POS終端）用戶在選擇LCD產品時，主要根據自身情況，結合以下幾點來考慮： 

　　1、玻璃只適合位段式、低成本的應用，需要外接驅動器或單片機作為LCD驅動，占用一些系統資源，但這種方式比較靈活，成本也比較低； 

　　2、LCM適合產品批量比較大，成本矛盾比較突出的應用。中小批量，一般年用量不超過1000個的情況，采用LCM的代價會因為研發投入、市場先機的丟失而與采用LCD終端相差無幾，甚至更高，并且小批量產品的維護、生產都是問題。

3、 LCD終端適合中小批量的應用場合，尤其在項目應用中非常普遍，因為項目的利潤來自于項目的效率，采用LCD終端來作系統集成可以在最快的時間內實現你的顯示要求。

LCD的特性:

一．      基本專業術語

二．      LCD產品的幾種類型

三．      不同類型的LCD產品

四．      LCD顯示原理和分類

五．      LCD的背光

六．      LCD的溫度、亮度特性

一． 基本專業術語

二． LCD產品的幾種類型

位段顯示型、字符顯示型、圖形顯示型

字符型顯示模塊（LCM），字符型LCD是用于顯示字符和數字的，對于圖形和漢字的顯示方式與位段式LCD無異。字符型LCD一般有以下幾種分辨率，8×1，16×1、16×2、16×4、20×2、20×4、40×2、40×4等，其中8(16、20、40)的意義為一行可顯示的字符(數字)數，1(2、4)的意義是指顯示行數，比如ET-2002AV1字符型顯示模塊終端采用的就是20×2分辨率的字符型LCD。 

　　圖形點陣型顯示模塊（LCM），就是可以動態的顯示字符和圖片的LCD。我們又將其分為TN、STN、FSTN、TFT等幾類。TN類LCD由于它的局限性，只用于生產字符型液晶顯示模塊；

LCD產品，從選型角度，人們往往將其分為以下幾類：位段型（也稱8字）、字符型和圖形點陣型。

　　 常見位段型液晶顯示模塊的每字為8段組成，即8字和一點，只能顯示數字和部分字母，如果必須顯示其它少量字符、漢字和其它符號，一般需要從廠家定做，可以將所要顯示的字符、漢字和其它符號固化在指定的位置。

而STN類LCD模塊一般為中小型，既有單色的，也有偽彩色的；TFT類顯示模塊，則從小到大都有，而且幾乎清一色為真彩色顯示模塊。除了TFT類LCD外，一般小型LCD都內置控制器(控制器的概念相當于顯示卡上的主控芯片)，直接提供MPU接口；而大中型LCD，要想控制其顯示，都需要外加控制器，電路非常復雜。

三． 不同類型的LCD產品 

LCD、 LCM終端

　　 LCD就是指已經封裝好液晶材料和引出電極的液晶玻璃面板，不包括LCD驅動器和控制器，它是所有LCD產品的最原始狀態。市場上面向直接用戶的玻璃產品僅限于低密度的位段型產品。 

　LCM（LCDModule）即液晶顯示模塊，是指將玻璃和LCD驅動器集成到一起的LCD顯示產品，它提供用戶一個標準的LCD顯示驅動接口（有4位、8位、VGA等不同類型），用戶按照接口要求進行操作來控制LCD正確顯示。LCM相比較玻璃是一種更高集成度的LCD產品，對小尺寸LCD顯示，LCM可以比較方便的與各種微控制器（比如單片機）連接；但是，對于大尺寸或彩色的LCD顯示，一般會占用控制系統相當大部分的資源或根本無法實現控制，比如320×240 256色的彩色LCM，以20場/秒（即1秒鐘全屏刷新顯示20次）顯示，一秒鐘僅傳輸的數據量就高達：320×240×8×20＝11.71875Mb或1.465MB，如果讓標準MCS51系列單片機處理，假設重復使用MOVX指令連續傳輸這些數據，考慮地址計算時間，至少需要接421.875MHz的時鐘才能完成數據的傳輸，可見處理數據量的巨大。

LCD終端是指將LCD顯示相關的所有器件或功能模組集成到一起的LCD顯示產品，由于絕大部分顯示和控制工作在終端內部完成，所以它僅需要提供用戶一個低速的標準串行接口就可以方便的實現各種顯示功能。由于LCD產品，尤其是大規模LCM產品，需要處理信息量大，軟件、硬件設計復雜，對一般的工程師來說，是一個不小的挑戰，而LCD終端將用戶從煩瑣的LCM研發、調試中解放出來，大大加快了產品的研發進度，并且由于專業分工，確保了整個產品的穩定性，生產、維護都比較方便。一般，為了方便用戶使用，LCD終端往往集成了鍵盤和觸摸屏接口，使人機交互產品的設計更加靈活、方便。

總之，以計算機顯示系統類比，玻璃相當于顯示器的顯像管，LCM則相當于一臺顯示器，而LCD終端則相當于顯卡、主板和顯示器的集合（比如銀行、物流系統廣泛使用的顯示終端或POS終端）用戶在選擇LCD產品時，主要根據自身情況，結合以下幾點來考慮：

　　1、玻璃只適合位段式、低成本的應用，需要外接驅動器或單片機作為LCD驅動，占用一些系統資源，但這種方式比較靈活，成本也比較低；

　　2、LCM適合產品批量比較大，成本矛盾比較突出的應用。中小批量，一般年用量不超過1000個的情況，采用LCM的代價會因為研發投入、市場先機的丟失而與采用LCD終端相差無幾，甚至更高，并且小批量產品的維護、生產都是問題。

3、 LCD終端適合中小批量的應用場合，尤其在項目應用中非常普遍，因為項目的利潤來自于項目的效率，采用LCD終端來作系統集成可以在最快的時間內實現你的顯示要求。

四． LCD顯示原理和分類

平板顯示器件領域，目前應用較廣泛的有液晶顯示(LCD)、電致發光顯示(EL)、等離子體顯示(PDP)、發光二極管(LED)顯示、真空熒光顯示器件(VFD)等。

　　液晶，是一種在一定溫度范圍內呈現既不同于固態、液態，又不同于氣態的特殊物質態，它既具有各向異性的晶體所特有的雙折射性，又具有液體的流動性。一般可分熱致液晶和溶致液晶兩類。在顯示應用領域，使用的是熱致液晶，超出一定溫度范圍，熱致液晶就不再呈現液晶態，溫度低了，出現結晶現象，溫度升高了，就變成液體；液晶顯示器件所標注的存儲溫度指的就是呈現液晶態的溫度范圍。

液晶顯示器件有以下一些特點

　　①低壓微功耗，②平板型結構，③被動顯示型（無眩光，不刺激人眼，不會引起眼睛疲勞），④顯示信息量大（因為像素可以做得很小），⑤易于彩色化（在色譜上可以非常準確的復現），⑥無電磁輻射（對人體安全，利于信息保密），⑦長壽命（LCD幾乎沒有什么劣化問題，因此壽命極長，但是一般LCD背光壽命有限，不過背光部分可以更換）。液晶由于它的各向異性而具有的電光效應，尤其扭曲向列效應和超扭曲效應，所以能制成不同類型的顯示器件，下面就介紹幾種常見的液晶類型及其工作原理：

　TN（Twist Nematic）即扭曲向列型液晶。將涂有透明導電層的兩片玻璃基板間夾上一層正介電異向性液晶，液晶分子沿玻璃表面平行排列，排列方向在上下玻璃之間連續扭轉90°。然后上下各加一偏光片，底面加上反光片，基本就構成了TN型液晶。

　　STN（Super TN）型液晶，跟TN型液晶結構大體相同，只不過液晶分子不是扭曲90°而是扭曲180°，還可以扭曲210°或270°等，其特點是電光響應曲線更好，可以適應更多的行列驅動。

　　TN或STN型液晶，一般是對液晶盒施加電壓，達到一定電壓值，對行和列進行選擇，出現“顯示”現象，所以行列數越多，要求驅動電壓越高，因此，往往TN或STN型液晶要求有較高的正極性驅動電壓或較低的副極性電壓，也因為如此，TN和STN型液晶難以做成高分辨率液晶模組（LCM）。

　　到目前為止，STN液晶只可以實現偽彩色(一般人眼可以分辨218色即262144色，所以達到218色和超過218色的被稱之為真彩色，否則稱之為偽彩色)顯示，可以實現VGA、SVGA等一些較高的分辨率，但由于構成它們的矩陣方式是無源矩陣，每個象素實際上是個無極電容，容易出現串擾現象，從而不能顯示真正的活動圖像，而TFT液晶則徹底解決了這個問題。

TFT（Thin Film Transistor）為薄膜晶體管有源矩陣液晶顯示器件，在每個像素點上設計一個場效應開關管，這樣就容易實現真彩色、高分辨率的液晶顯示器件。現在的TFT型液晶一般都實現了18bit以上的彩色(218色)，在分辨率上，VGA(640×480)、SVGA(800×600)、XGA(1024×768)、SXGA(1280×1024)甚至UXGA(1600×1200)都已成為現實，獲得了廣泛的應用。

五． LCD的背光

說到背光問題，需要從另一個角度將液晶分類，即透射式、反射式、半反半透式液晶三類，因為液晶為被動發光型顯示器，所以必須有外界光源，液晶才會有顯示。透射式液晶必須加上背光，反射式液晶需要較強的環境光線，半反半透式液晶要求環境光線較強或加背光。常見的背光有發光二極管面板（LED）、場致發光面板（EL）和冷陰極熒光管（CCFL/CCFT）三種。

<一>. 背光源采光技術的兩大任務是：
    1.使液晶顯示器件在有無外界光的環境下都能使用；
    2.提高背景光亮度，改善顯示效果。
<二>. 分類：
    現對常用的背照明光源，按如下分類說明：
    1)LED背光:
      特 點
      · 壽命長，＞100,000小時；
      · 亮度調節簡便；
      · 是常用的背光方式；
      · 有四種不同的布局（如下圖示）可適合各種不同模塊的采光需求；
      · 可根據客戶設計其它形式的布局。
  注："A"必須接+3.8V～+4.2V，而不要直接接+5V，因為當背光板電壓長時間
      ＞4.2V時會使其過熱，將影響正常顯示，此時須對您的+5V降壓處理后再接入。

2）EL-場致發光
       特 點
      · 能提供亮度高且均勻的背光；
      · 背光板很薄，一般小于1mm，因此對整個LCM的厚度影響不大；
      · 在正常的驅動條件下初始亮度高，其亮度的半衰期為5,000—8,000小時；
      · 顏色多樣，常用的有白色、藍綠色、黃色；
      · EL背光需特制的逆變器供電，其輸入電壓為5V，輸出為90-110V、
         400-600HZ的交流電壓。
    3）CCFL-冷陰極熒光燈
       特 點
      · 亮度高、功耗低；
      · 適用于大面積顯示所需的背光；
      · 色還原很好；
      · 亮度可調節；
      · 平均亮度半衰期為20,000小時；
      · 需要相對應的逆變器。

六．LCD的溫度、亮度特性

溫度、亮度

　　很多字符型液晶以及小圖形點陣液晶有常溫型和寬溫型的，而大圖形點陣的寬溫型液晶在大陸市場上

比較少見，常溫一般指工作溫度0—50℃，寬溫到-20—70℃（超寬溫的可到-30—80℃）。

　　亮度單位為cd/m2或叫Nit(尼特)，大部分TN、STN(DSTN)液晶的亮度不超過100cd/m2，但是目前比較常用的5—6英寸的偽彩色STN屏的亮度都在130cd/m2左右，TFT類液晶的亮度則150cd/m2以上較常見，特殊

應用場合可能會需要超高亮度的液晶，一般亮度可達1000cd/m2，甚至1600cd/m2。

　　總之，以計算機顯示系統類比，玻璃相當于顯示器的顯像管，LCM則相當于一臺顯示器，而LCD終端則相當于顯卡、主板和顯示器的集合（比如銀行、物流系統廣泛使用的顯示終端或POS終端）用戶在選擇LCD產品時，主要根據自身情況，結合以下幾點來考慮： 

　　1、玻璃只適合位段式、低成本的應用，需要外接驅動器或單片機作為LCD驅動，占用一些系統資源，但這種方式比較靈活，成本也比較低； 

　　2、LCM適合產品批量比較大，成本矛盾比較突出的應用。中小批量，一般年用量不超過1000個的情況，采用LCM的代價會因為研發投入、市場先機的丟失而與采用LCD終端相差無幾，甚至更高，并且小批量產品的維護、生產都是問題。

3、 LCD終端適合中小批量的應用場合，尤其在項目應用中非常普遍，因為項目的利潤來自于項目的效率，采用LCD終端來作系統集成可以在最快的時間內實現你的顯示要求。