液晶顯示模塊是即“Liquid Crystal Display Module”,簡稱“LCM”,是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB線路板、背光源、結構件裝配在一起的組件。主要完成液晶顯示器的連接功能。
隨著液晶面板的量產化與液晶顯示技術的日趨成熟,液晶顯示器質量越來越好,而價格也越來越低。CRT顯示器的領地正逐步被液晶顯示器侵蝕殆盡,“全民液晶的時代”即將來臨。
液晶顯示模塊的分類
一、數顯液晶模塊
數顯液晶模塊是一種由段型液晶顯示器件與專用的集成電路組裝成一體的功能部件,只能顯示數字和一些標識符號。段型液晶顯示器件大多應用在便攜、袖珍設備上。由于達些設備體積小,所以盡可能不將顯示部分設計成單獨的部件,即使一些應用領域需要單獨的顯示組件,那么也應該使其除具有顯示功能外,還應具有一些信息接收、處理、存儲傳遞等功能,由于它們具有某種通用的、特定的功能而受市場的歡迎。常見的的數顯液晶顯示模塊有以下幾種。
1.計數模塊
這是一種由不同位數的七段型液晶顯示器件與譯碼驅動器,或再加上計數器裝配成的計數顯示部件。它具有記錄、處理、顯示數字的功能。目前我國市場上能夠見到的主要產品有由CD4055譯碼驅動器驅動的單位液晶顯示器件顯示模塊,以及由ICM72ll,ICM7231,ICM7232,CDl4543,UPDl45001,HD44100等集成電路與相應配套的液晶顯示器件組裝成的4位、6位、8位、10位、12位、16位計數模塊。
2.計量模塊
計量模塊是一種有多位段型液晶顯示器件和具有譯碼、驅動、計數、A/D轉換功能的集成電路片組裝而成的模塊。由于所用的集成電路中具有A/D轉換功能,所以可以將輸入的模擬量電信號轉換成數字量顯示出來。我們知道任何物理量,甚至化學量(如酸堿度等)都可以轉換為模擬電量,所以只要配上一定的傳感器,這種模塊就可以實現任何量值的碉量和顯示,使用起來十分方便。計量模塊所用的集成電路型號主要有ICL7106、ICL7116、ICL7126、ICL7136、ICL7135、ICL7129等,這些集成電路的功能、特性決定了計量模塊的功能和特性。作為計量產品,按規定必須進行計量鑒定。經計量部門批準在產品上貼有計量合格證。
3.計時模塊
計時模塊將液晶顯示器件用于計時歷史最久,將一個液晶顯示器件與一塊計時集成電路裝配在一起就是一個功能完整的計時器。聲于它沒有成品鐘表的外殼,所以稱之為計時模塊。計時模塊雖然用途很廣,但通用、標準型的計時模塊卻很難在市場上買到,只能到電子鐘表生產廠家去選購或定購合適的表芯,計時模塊和計數模塊雖然外觀相似,但它們的的顯示方式不同,計時模塊顯示的數字是由兩位一組兩位一組的數字組成的.而計數模塊每位數字均是連續排列的。由于不少計時模塊還具有定時、控制功能,因此這類模塊可廣泛裝配到一些加電、設備上,如收錄機、CD機、微波爐、電飯煲等電器上。
二、液晶點陣字符模塊
液晶點陣字符模塊是由點陣字符液晶顯示器件和專用的行、列驅動器、控制器及必要的連接件,結構件裝配而成的,可以顯示數字和西文字符。這種點陣字符模塊本身具有字符發生器,顯示容量大,功能豐富。一般該種模塊最少也可以顯示8位1行或16位l行以上的字符。這種模塊的點陣排列是由5×7、5×8或5×11的一組組像素點陣排列組成的。每組為1位,每位間有一點的間隔,每行間也有一行的間隔,所以不能顯示圖形,其規格主要如右表所示:
一般在模塊控制、驅動器內具有已固化好192個字符字模的字符庫CGROM,還具有讓用戶自定義建立專用字符的隨機存儲器CGRAM,允許用戶建立8個5×8點陣的字符。
三、點陣圖形液晶模塊
點陣圖形液晶模塊也是點陣模塊的一種,其特點是點陣像素連續排列,行和列在排布中均沒有空隔。因此可以顯示了連續、完整的圖形。由于它也是有X-Y矩陣像素構成的,所以除顯示圖形外,也可以顯示字符。主要有以下幾種類型:
1.行、列驅動型
2.行、列驅動-控制型
3.行、列控制型
液晶顯示模塊的連接方式
1、斑馬條連接
2、金屬插腳連接(PIN)
3、斑馬紙連接
4、熱壓集成電路芯片(COG)
5、熱壓帶載封裝片
液晶顯示模塊使用注意事項
1、顯示屏為玻璃制作,請勿施予機械沖擊,如從高處墜落等。
2、若顯示屏損壞,內部液晶泄漏,切勿使其進入口中。若沾到衣服或皮膚上,迅速用肥皂和水清洗。
3、勿對顯示屏表面或,一定正確接地。
4、為了減少產生靜電,不要在干燥環境下實施裝配及其它工作。
5、LCD模塊有一層保護顯示屏的膜。撕掉這層保護膜時要小心,因為可能會產生靜電。
6、盡量減少電極腐蝕。水滴、潮氣凝結或高溫環境下的電流可能加速電極腐蝕。
7、 在低溫(低于存貯溫度范圍)下,液晶凝固會導致方向性缺陷或產生氣泡(黑色或白色的)。當液晶模塊在低溫下受到強烈振動時也會產生氣泡。
8、如果LCD 模塊長時間工作且顯示相同的圖案,該圖案就會象幻影一樣保留在屏上并會出現細微的對比的差別。若想重新獲得正常的工作狀態可暫時停止使用一會兒。值得注意的是這種現象不會對性能的可靠性產生不良作用。
液晶顯示模塊的主要參數
1、分辨率
分辨率是一個非常重要的性能指標。它指的是屏幕上水平和垂直方向所能夠顯示的點數(屏幕上顯示的線和面都是由點構成的)的多少,分辨率越高,同一屏幕內能夠容納的信息就越多。對于一臺能夠支持1280x1024分辨率的CRT來說,無論是320x240還是1280x1024分辨率,都能夠比較完美地表現出來(因為電子束可以做彈性調整)。但它的最大分辨率未必是最合適的分辨率,因為如果17寸顯示器上到1280x1024分辨率的話,WINDOWS的字體會很小,時間一長眼睛就容易疲勞,所以17寸顯示器的最佳分辨率應為1024x768。
2、對比度
液晶面板制造時選用的控制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,由于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。
3、亮度
液晶是一種介于固態與液態之間的物質,本身是不能發光的,需借助要額外的光源才行。因此,燈管數目關系著液晶顯示器亮度。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,最后一種是“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,然后平行放置,以達到六根燈管的效果。
4、信號響應時間
響應時間指的是液晶顯示器對于輸入信號的反應速度,也就是液晶由暗轉亮或由亮轉暗的反應時間,通常是以毫秒(ms)為單位。要說清這一點我們還要從人眼對動態圖像的感知談起。人眼存在“視覺殘留”的現象,高速運動的畫面在人腦中會形成短暫的印象。動畫片、電影等一直到現在最新的游戲正是應用了視覺殘留的原理,讓一系列漸變的圖像在人眼前快速連續顯示,便形成動態的影像。人能夠接受的畫面顯示速度一般為每秒24張,這也是電影每秒24幀播放速度的由來,如果顯示速度低于這一標準,人就會明顯感到畫面的停頓和不適。按照這一指標計算,每張畫面顯示的時間需要小于40ms。這樣,對于液晶顯示器來說,響應時間40ms就成了一道坎,低于40ms的顯示器便會出現明顯的“拖尾”或者“殘影”現象,讓人有混沌之感。要是想讓圖像畫面達到流暢的程度,則就需要達到每秒60幀的速度。
5、可視角度
液晶的可視角度是一個讓人頭疼的問題,當背光源通過偏極片、液晶和取向層之后,輸出的光線便具有了方向性。也就是說大多數光都是從屏幕中垂直射出來的,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,制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)。
液晶顯示器選購常識
何謂可視角度?
由于液晶顯示器的屏幕采用光線透射機制,而光線透過液晶以接近垂直角度向前方射出,因此只有在在顯示器正前方時,才能得到最佳的視覺效果,改變觀看的角度,顯示器屏幕的光線進入人眼的角度也會隨之發生改變,出現失真、變暗的現象,如果繼續改變觀看角度,過了一定的臨界角度,我們將看不到屏幕內的圖像,甚至出現一片漆黑,那么這個角度就是我們所講的可視角度。
可視角度通常包括兩個指標:水平可視角度和垂直可視角度。
水平可視角度表示以顯示器的垂直法線(即顯示器正中間的垂直假想線)為準,在垂直于法線的左方或右方一定角度的位置上仍然能夠正常地觀看顯示圖像,這個角度范圍就是液晶顯示器的水平可視角度。
垂直可視角度則是以顯示器的水平法線為準,上下兩方的能夠正常觀看圖像的角度范圍就是液晶顯示器的垂直可視角度。
一般來講,當用戶獨自使用液晶顯示器的時候,120度的可視角度足以滿足其視覺需求。目前,市場上主流液晶顯示器的可視角度均能達到160至170度,也有少部分中高端產品提供178度的較大可視角以方便更多用戶同時從不同角度來觀看畫面,譬如三星971P、三星244T、優派VX2025wm和戴爾2407WFP等。
小建議:在購買液晶顯示器時,既不能只聽銷售人員的一面之辭,也不要過分相信產品參數中所標注的可視角度,還是要親身測試一下,在一定的角度內觀察液晶顯示器的屏幕,注意角度變換時所發生的變化。
何謂對比度?
對比度指的是液晶顯示器黑白色的反差度,即最大亮度與最小亮度的比例,這個比例直接決定了顯示影像的層次感。對比度越高,顯示的畫面就更加生動亮麗,反之則會顯得平淡單調。因此,對比度的大小直接影響到了液晶顯示器的顯示質量。
一般來講,普通液晶顯示器的對比度均可達到500:1,而少數采用了新技術的產品,其對比度可達2000:1,如三星931BF、LG L194WT等。
小建議:值得注意的是各液晶廠商所標稱的對比度并非在同一亮度下測試而得出的數值。事實上,500:1的對比度已經可以滿足大多數人正常的使用需求,究竟選擇多大對比度的液晶產品,要依您的實際需要而定。
何謂亮度?
亮度也是液晶顯示器的重要指標之一,顧名思義,它指的是液晶顯示畫面的明亮程度。亮度以流明為單位,即cd/m2或nits。眾所周知,亮度的值越大,顯示畫面就越明亮,色彩表現力也更加突出。
小建議:亮度值并非越高越好,而應以人眼感覺舒適為好,一般建議使用400cd/m2亮度的液晶顯示器。亮度太高勢必影響燈管的壽命,此外,需要注意燈管所標稱的使用壽命以及燈管的排列方式,選購時還需細心觀察屏幕的亮度是否均勻。
何謂最佳分辨率?
分辨率應該是大家再熟悉不過的一項顯示指標了,但是液晶顯示器的分辨率與傳統的CRT有著很大的差異。液晶顯示器的最佳分辨率值是固定的,譬如一臺最佳分辨率為1440x900的液晶顯示器,并不是不能調整至其他的比率,而是只有將比率調整到1440x900時,我們才能得到一個最佳的顯示效果,否則會出現屏幕被擠壓、拉伸或模糊的情形。
小建議:購買液晶顯示器之前,您一定先要根據自身使用習慣或常用軟件,明確所需的分辨率,再去選擇合適產品。
何謂響應時間?
響應時間是大家在選購液晶顯示器時關注度較高的一項指標。所謂響應時間,指的是液晶顯示器屏幕上各像素點對輸入信號的反應速度,通常以黑白轉變所需時間為準,即黑白響應速度。而目前也比較流行灰階響應速度(GTG),就是指以灰階轉變所需時間為準的,各像素點對輸入信號的反應速度。
大家都知道,在顯示動態畫面時,當然是響應速度越快越不易出現拖影現象。其實,響應時間達到16ms時,我們人眼已經感覺不到拖影了。
小建議:響應速度也并非越短越好。較短的響應速度需要通過降低液晶粘稠度或增大驅動電壓兩種方法來實現,但是降低液晶粘稠度會導致顯示的色彩變淡、不夠鮮艷,而增大驅動電壓則會降低真實色彩的還原能力。因此,大家在選購時,不必刻意追求極速響應速度,理性權衡利弊,選擇合適的液晶顯示器。
在選購液晶顯示器時,有很多細節是需要購買者特別注意,如以下幾點:
不可忽視的液晶面板
液晶面板作為最重要的部件在很大程度上已經決定了顯示器的品質。因此,在選購液晶顯示器時,面板的類型是一個應該被重視卻往往被忽略的問題。
目前,主流液晶產品的面板類型大致可分為VA、IPS和TN三類,它們因各自所采用的材料和結構的差異,其特點也不盡相同。
VA型面板:突出特點是可提供16.7M色彩和較大的可視角度。此類型面板又可細分為兩種,一種為MVA型,另一種為PVA型。
MVA型(Multi-domain Vertical Alignment)是富士通主導的一種面板類型,所采用的是一種多象限垂直配向技術。它是利用突出物使液晶靜止時并非傳統的直立式,而是偏向某一個角度靜止;當施加電壓讓液晶分子改變成水平以讓背光通過則更為快速,這樣便可以大幅度縮短顯示時間,也因為突出物改變液晶分子配向,讓視野角度更為寬廣。在視角的增加上可達160度以上,反應時間縮短至20ms以內。
PVA型(Patterned Vertical Alignment)則是三星推出的一種面板類型,它在富士通MVA面板的基礎上有了進一步的發展和提高,是一種圖像垂直調整技術,該技術直接改變液晶單元結構,讓顯示效能大幅提升可以獲得優于MVA的亮度輸出和對比度。此外在這兩種類型基礎上又延出改進型S-PVA和P-MVA兩種面板類型,在技術發展上更趨向上,可視角度可達170度,響應時間被控制在20毫秒以內(采用Overdrive加速達到8ms GTG),而對比度可輕易超過700:1的高水準,三星自產品牌的大部份產品都為PVA液晶面板。
SPVA(Super PVA)是為了降低PVA的視角依賴性而誕生的新PVA面板類型,它采用了將一個像素一分為二的子像素構造。包括PVA在內的原有VA(垂直排列)方式,通過將以某一角度傾斜的液晶分子按4個方向呈放射狀配置,來改善視角依賴性。而此次的SPVA方式則通過在其他子像素上追加傾斜角度不同的4個方向的液晶分子,在一個像素內形成共計8個方向的液晶分子。這樣,視角便“達到了180度左右,可與CRT媲美。”(Sang-Soo Kim)液晶顏色變化從原來的不到0.05減小到了不到0.02。另外,為了提高響應速度,還采用了在驅動1幀前使液晶分子少許傾斜以保持預傾(Pretilt)角度,與過驅動(Over Drive)技術相結合的方法。此外,為了降低黑級別,在完全垂直配置液晶分子的同時,也增大了對偏光膜的研究力度。因此,實現了不到0.5cd/m2的黑級別和1000:1的對比度。
IPS型面板:突出特點是可視角度大、色彩亮麗、畫面細膩,目前應用于顯示器的主要液晶面板類型之一。
IPS型面板是2001年由日本日立首先推出的,它利用液晶分子平面切換的方式來改善視角,利用空間厚度、摩擦強度并有效利用橫向電場驅動的改變讓液晶分子做最大的平面旋轉角度來增加視角;在商品的制造上不須額外加補償膜,顯示視覺上也能達到較高的對比度。在視角的提升上可達到160度,響應時間縮短至40ms以內。所以IPS型液晶面板具有可視角度大、顏色細膩等優點,看上去比較通透,不過響應時間較慢和對比度較難提高也是這類型面板一個比較致命的缺點。而第二代的IPS面板,即S-IPS面板則引入了新技術來改善某些特定角度的灰階逆轉現象。目前除了日立、三菱和松下三大公司合資組建的IPS Alpha公司是采用該類型面板外,LG-飛利浦采用的其實也是S-IPS面板。
TN型面板:突出特點是成本低、響應速度快、可通過貼上廣視角補償膜得到較大的可視角度,多用于入門級液晶顯示器。
采用了MVA型面板的液晶顯示器主要有:Acer AL2016W、優派VX2025wm、優派VP930b、優派VP730b、賽普特X20G-NagaIII、賽普特X9G-Naga、美格T9D、索尼SDM-HS95P等。
采用PVA型面板的液晶顯示器主要有:三星173P+、三星971P、戴爾190FP、戴爾2407WFP等。
采用Super PVA型面板的液晶顯示器主要有:三星215TW、惠普LP2465等。
采用IPS型面板的液晶顯示器主要有:索尼 P234、飛利浦 200P7、LG 1780Q+、LG 1980Q+等。
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