平板显示技术讲座(缩)共198页
《平板显示器技术》doc
❖显示技术是多学科交叉综合技术，是信息时代重要的标志之一。
❖1897年，德国的布朗发明了阴极射线管（CRT）（Cathode Ray Tube）的雏形。
❖CRT的缺点：从大屏幕显示方面来讲，100cm以上的CRT质量要超过100kg，体积大，搬动困难，不能适应现代家庭对高清晰度电视（HDTV）和现代战争对大屏幕显示器的要求。
❖在这种情况下平板显示技术应运面生，而且获得了迅速发展。
平板显示在国际上尚没有严格的定义，一般是指显示器的厚度小于显示屏幕对角线尺寸四分之一的显示技术。
这种显示器厚度较薄，看上去就像一块平板，平板显示因此而得名。
1-2 平板显示器的种类及其特性平板显示器因其结构上，与传统的显示器有很大的不同，因而平板显示器的种类，也因基本原理、元件结构和去方式的变化，而有不同的分类，而且其物理特性也是各有不同的表示。
❖平板显示器依其光源机制(应用层面)，可分为：▪直视型(Direct View)▪反射型(Reflective)❖直视型▪发光型▪非发光型❖反射型▪液晶平板显示器1-2-1 平板显示器的种类区分❖发光型平板显示器▪交流或直流电式的等离子体平板显示器▪有机或无机电致发光平板显示器▪发光二级管平板显示器▪冷阴极电子发射型平板显示器❖非发光型平板显示器▪二端子型的薄膜二级管元件▪金属绝缘金属元件▪三端子型的非晶硅的或高溫/低溫多晶硅的薄膜电晶体元件❖反射式的液晶平板显示器❖早期所使用之LCD如笔记型电脑的TFT-LCD面板均为穿透式平板显示器，附有一个级为耗损电量的背光源模组，藉由电压控制液晶的排列，进而调节穿透光线的强度，当使用于户外明亮的环境时，背光源模组的光强度较周边环境的光线为弱時，就会造成影像画质的劣化。
❖一般简单型反射式平板显示器，亦就是无所謂的背光源模组，藉由液晶分子调制反射光的强度，并用以显示所需的信息，因而既省电量，同時也非常适合于强光环境下使用。
❖反射式彩色高解析度之薄膜液晶平板显示器因应而生。
平板显示原理(全面)
三、等离子显示器(PDP)的工作原理： PDP的全称是Plasma Display Panel， 中文叫 等离子显示器，是一种利用气体放 电发光的显示装置，这种屏幕采用了等离 子管作为发光元件，即是在两张超薄的玻 璃板之间注入混合气体，并施加电压利用 荧光粉发光成像的设备。 大量的等离子管 排列在一起构成屏幕。在等离子管电极间 加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子 管小室中的气体发生电离并产生紫外光， 从而激励前面板内表面上的红绿蓝(RGB)三 基色荧光粉发出可见光。
基板外表面有上下两块偏振片 , 入射光侧的 偏振片为起偏器, 出射光侧的为检偏器。 起 偏器和检偏器片间不施加电场时的情况 , 液 晶屏使入射光与经起偏器产生的呈水平状偏 振光轴旋转 90°, 此时入射光与偏振光轴相 互垂直, 则入射光就不能通过检偏器, 液晶为 吸收、 不透明状态。（图6-100）
图 6-103 彩色液晶电视屏的构造
为了使液晶的电光效应响应速度快一些, 不 采用前述单纯矩阵驱动方式, 而采用有源矩 阵驱动方式, 即在每个像素位置上, 按照集 成工艺, 形成一个非线性开关元件--非晶硅 薄膜晶体三极管(a-sitft), 使各像素的寻址完 全独立, 从而消除交叉串扰, 如图6-104所示。
第九节 平板显示原理
6.9.1 液晶电视
问题1：何为平板电视？ 问题2：液晶电视与CRT电 视谁更有生命力？
一、液晶显示原理
1、液晶 液晶是一种特殊的有机化合物, 其特 性介于液体和晶体之间, 既具有液体的流 动性, 又具有晶体的光学、 电学等特性。
2、 液晶显示原理 液晶显示器(LCD)又称液晶屏, 其工作 原理是以液晶电光效应为基础的。
彩色液晶屏的结构如图 6-103所示。它是 通过一系列特殊工艺将红、绿、蓝R、G、B 三种色素以某种配列方法沉积在玻璃基板内 形成滤色片, 相对某一像素都要形成红、 绿、 蓝三色点, 三基色只需一套信号电极驱动, 但 彩色LCD的像素是单色屏的三倍。 在驱动电 路作用下, 各像素分别发出三色光, 通过空间 混色而实现彩色图像显示。
平板显示技术.docx
平板显示技术Flat Panel Display Technology课程编号： 07370780学分：2学时：30（其中：讲课学时： 30实验学时： 0上机学时： 0）先修课程：发光学与发光材料适用专业：无机非金属材料工程（光电材料与器件）教材：《平板显示技术》，应根裕，胡文波，邱勇等编著，人民邮电出版社， 2002年 10 月第 1版。
开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：显示技术是目前在人民生活和生产中使用最普遍的光电技术之一，是人类文明的支撑技术。
在 CRT技术出现以后，显示技术不断向前发展，目前已有多种平板显示技术，在生活和生产中扮演着重要的角色。
本门课程是一门讲授当前所发展出来的各种平板显示器件和相关技术的课程，是光电材料与器件专业的专业选修课。
通过对本门课程的学习，帮助学生了解目前主要的平板显示技术及其发展趋势，开阔视野，激发学生对此领域的兴趣，促进学科交叉，激发创新，为今后从事相关科学研究和产品开发打下一定的基础。
本门课程的基本任务是：1、使学生了解各种平板显示器件及其优缺点。
2、使学生了解各种平板显示的基本原理。
3、让学生了解各种平板显示中的材料要求和工艺。
4、让学生了解各种平板显示器件的制备和组装工艺。
二、课程的基本内容及要求：第一章平板显示技术的发展史及其特点1、教学内容（1）显示技术的发展史；（2）显示器件的主要参量；（3）平板显示技术的发展前景。
2、基本要求显示技术的发展史；显示器件的主要参量；平板显示器(FPD)与阴极射线管 (CRT)；平板显示器件的现状及其发展方向；CRT与 FPD的特性比较。
第二章视觉和电视显示基本原理1、教学内容（1）人眼的生理特性；（2）光度学；（3）色度学概要；（4）电视传像原理。
2、基本要求了解眼睛的构造及功能，锥体和杆体细胞，明视觉、暗视觉光谱光效率函数，暗适应和明适应，视敏度和细节视觉，临界闪烁频率，视觉阈限的量子理论与差别感觉阈限；了解光通量和发光强度，照度及距离平方反比定律，亮度及朗伯定律；了解颜色的基本特性及颜色混合，色觉理论，人眼对颜色的辨别能力和彩色视野，色度图；了解图像的特点与组成，图像的顺序传送，电视扫描，同步和消隐，全电视信号，电视图像信号，按人眼视觉特点确定电视标准，彩色电视信号的传输，彩色电视的制式，高清晰度电视等概念。
平板显示技术C3 TFTLCD backlight design
32
薄板取代法:
師法於“半導體”的製程,主要是微小光反射元件,可增 加局 部區域能量調整的程度 ~ 100m
~ 10m
intensity
intensity 33
Parallel light
Photo mask Photo resist substrate Form the metal plate by electro-forming
refraction rule.
5
The Reflection Rule of Light
In
N
1,insert line( In ),normal( N )
Out
and reflect line( Out ) are on the same plane.
'
2,insert angle is equal to the
LCD 背光模组设计
1
液晶显示器的结构 实物图
Color filter
LCD
PCB
Backlight module
平板显示技术_C2 LCD_4TFTLCD组成.ppt
2
contents
Section 1
I: Introduction to Fundamental Optics II: Apply Optics to LGP( light-guiding plate)
36
反射板与导光板间 反射板一般为“扩散反射”,用以增加回授的 光
能可用率
37
扩散板与导光板间
'
38
Diffuser ------ prism lens
39
90o
n
平板显示技术ppt课件
n p sin n 0 , 1 ,2 ,
⑤由于胆甾相液晶分子的螺旋排列还使其在特定波长 范围内具有圆偏振二向色，
10
1 有序参量
图3-5向列相液晶分子长轴 在直角坐标系中的取向位置
11
2 液晶的各向异性 正性液晶和负性液晶在电场作用下分子的行为
（3）对应εx ≠ εy ≠ εz 的情况，一般有两个光轴方向，称为双轴 晶体，如云母、蓝宝石。 少量液晶具有双轴晶体光学特性。
18
1.3.2 单轴晶体中光的传播 (n2- n2o)[( n2o sin2θ+ n2e cos2θ) n2- n2o n2e] = 0
n2 no2 n2 no2sin2no2nne2e2co2s
v//n c/ /cc no,s vn c //cs n/i/ n
22
图3-12 射入液晶光线的前进方向
23
v//n c/ /cc no,s vn c //cs n/i/ n
由于n// >n⊥，所以液晶中光速合成方向与液晶分子长轴的夹 角变小，即进入液晶后，光线向液晶分子长轴方向靠拢。
Ex 2Ey 22ExEyco sE 2o 2si2n
(a) ( a )/ / , 0( b ) /, / 0
图3-6Np与Nn液晶在电场作用下分子的行为
12
液晶 中的 三种 形变
13
14
f 1 2 k 1 ( 1 n ) 2 k 2 [ n 2 ( n )2 ]k 3 [ n 3 ( n )2]
式中：k1l−−展曲弹性系数；k12−−扭曲弹性系数；k33−−弯 曲弹性系数。
11 12 13
《平板显示技术》课件
等离子显示技术利用气体放电发 光的原理，实现图像的显示，具 有高亮度、高对比度、视角广等
优点，但功耗较高。
04
平板显示技术应用案例
LCD显示技术的应用案例
电视
LCD液晶显示技术广泛应用于电视领域，提供高清、大屏的观看 体验。
计算机显示器
LCD液晶显示器是计算机硬件的重要组成部分，提供清晰的图像和 稳定的显示效果。
3D显示技术能够提供更加真实的视觉体验 ，也是平板显示技术的发展方向之一。
02
平板显示技术分类
LCD显示技术
总结词
液晶显示技术
详细描述
LCD（液晶显示）技术利用了液态晶体的光学性质，通过电场改变液晶分子的 排列，从而实现图像的显示。LCD技术成熟，应用广泛，是平板显示的主流技 术之一。
LED显示技术
平板显示技术的挑战与前 景
平板显示技术的挑战
技术更新迅速
平板显示技术发展迅速，不断有新技术涌现，对 传统技术构成挑战。
高成本
新型平板显示技术研发成本高，市场推广难度大 。
性能与稳定性
新型平板显示技术性能和稳定性有待提高，需要 不断改进。
平板显示技术的创新方向
柔性显示
柔性显示技术是未来平板 显示技术的发展方向，具 有可弯曲、轻薄、便携等 特点。
《平板显示技术》 ppt课件
目 录
• 引言 • 平板显示技术分类 • 平板显示技术原理 • 平板显示技术应用案例 • 平板显示技术的挑战与前景
01
引言
什么是平板显示技术
01
平板显示技术是一种使用电子技 术来控制和显示图像的技术，它 通过控制像素的开/关状态来显示 图像。
02
平板显示技术具有轻薄、低功耗 、高清晰度等优点，广泛应用于 电视、显示器、手机、平板电脑 等领域。
平板显示技术(LCD)
谢文法
xiewf@
显示技术的发展
液晶显示器件(LCD) 液晶显示器件
LCD的发展 的发展
什么是液晶
The fourth state of matter:
Liquid crystal
什么是液晶
• 一般固态晶体具有方向性 一般固态晶体具有方向性: －欲改变固态晶体方向 =>须旋转整个晶体 须旋转整个晶体 • 液态晶体 (Liquid Crystal) －具有方向性又具有可流动性 －欲改变液态晶体方向 =>可经由电场或磁场来控 可经由电场或磁场来控 制 • 液晶分为两大类：溶致液晶和热致液晶。前者要 液晶分为两大类：溶致液晶和热致液晶。 溶解在水或有机溶剂中才显示出液晶态， 溶解在水或有机溶剂中才显示出液晶态，后者则 要在一定的温度范围内才呈现出液晶状态。 要在一定的温度范围内才呈现出液晶状态。 • 作为显示技术应用的液晶都是热致液晶。 作为显示技术应用的液晶都是热致液晶。
把有机电解质等离子型导电性物质掺人液晶材料中， 把有机电解质等离子型导电性物质掺人液晶材料中 ，将液晶夹在两块导电玻 璃之间构成液晶盒，基片项处理，使液晶分子沿面排列。在不通电的情况下， 璃之间构成液晶盒 ，基片项处理，使液晶分子沿面排列。在不通电的情况下 ， 液晶盒是透明的。 液晶盒是透明的。当V>VW(称VW为威廉斯畴阈值电压，约为 称 为威廉斯畴阈值电压，约为10V)，产生周期 ， 性的液晶分子环流， 性的液晶分子环流， 呈现出有与液晶盒厚度相同间隔的周期性的静态条纹图 称这种图案为威廉斯畴。再增加电压，就变成如图紊流， 案 ， 称这种图案为威廉斯畴 。再增加电压， 就变成如图紊流 ， 结果使光变成 强烈地向前散射，称之为动态散射(DS)效应，这时液晶变成乳白色，对入射光 效应， 强烈地向前散射，称之为动态散射 效应 这时液晶变成乳白色， 不透明。 不透明。 产生动态散射必须有三个条件：1、液晶盒必须足够厚 大于 大于6µm)；2、液 产生动态散射必须有三个条件： 、液晶盒必须足够厚(大于 ； 、 晶材料的阻值要低，小于(1-2)×1010 cm；3、介电各向异性必须为负。 晶材料的阻值要低，小于 × ； 、介电各向异性必须为负。 缺点：电流较大；对比度差；出现光散射的紊流使图像边缘不很清晰； 缺点：电流较大；对比度差；出现光散射的紊流使图像边缘不很清晰；由 于掺入电解质添加剂，液晶材料质量变差，工作寿命不够高。 于掺入电解质添加剂，液晶材料质量变差，工作寿命不够高。
《平板显示技术》PPT课件
(7) 激光显示 ( Laser Display)等。
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被动显示器件的有：
（1）液晶显示(LCD: Liquid Crystal Display); （2）电致变色显示(ECD: Electro Chromatic Display)； （3）电泳显示(EPID: Electro Phoretic Image Display)； （4）铁电陶瓷显示(PLZT : Transparent Ceramics Display)等
3
平板显示技术基础
第1章 平板显示技术概 论§ 1-1 显示技术的发展与应用
1 信息社会与显示技术
信息社会的特征: 信息的生产、存储、加工、传递、处理
成为重要的产业, 信息和知识成为重要的生产力、 竞争力，也是经济成就的重要因素.
4
N·维纳的定义：“信息是人们在适应外 部世界并使这种适应反作用于外部世界的过程 中，同外部世界进行交换的内容的名称。”
等。
2.2 结构原理不同的四大类显示器
(1) 电子束显示器件(即阴极射线管CRT)
(2)平板显示器件
(3) 光学投影显示。 (4) 数码显示器件。
17
2.3 平板显示器件的现状及其发展方
2.3.1 液晶显示器
向
• 液晶显示器分有源矩阵LCD(AMLCD)和无源矩 阵LCD(PMLCD)。
2.3.1.1 有源矩阵LCD(AMLCD)
大面积玻璃基板生产主要技术代的情况
生产线世代
Gen1 Gen2 Gen3 Gen3.5 Gen4 Gen5 Gen6 Gen7 Gen8 Gen9
玻璃基板尺寸/mm2
平板显示技术(OLED)
平板显示技术
谢文法
xiewf@
目录
• • • • • • 光度学及色度学基础 液晶显示技术 等离子体显示器技术 电致发光显示， 电致发光显示，有机电致发光显示 发光二极管显示 场致发射平板显示器， 场致发射平板显示器，真空荧光显示
Why OLED？ ？
•全固化显示器件 重量较轻； 全固化显示器件,重量较轻 全固化显示器件 重量较轻； •自发光，没有视角效应，可视角度大于 自发光， 自发光 没有视角效应，可视角度大于170°； ° •驱动电压低功耗低； 驱动电压低功耗低； 驱动电压低功耗低 •发光效率高； 发光效率高； 发光效率高 •发光颜色丰富 可以实现彩色发光； 发光颜色丰富,可以实现彩色发光 发光颜色丰富 可以实现彩色发光； •响应速度快 小于 响应速度快(小于 响应速度快 小于1µs)，可提高图像刷新速度 ， 显示快速的动 ， 可提高图像刷新速度， 态图像时效果好； 态图像时效果好； •生产工艺相对简单，材料来源广，成本低； 生产工艺相对简单， 生产工艺相对简单 材料来源广，成本低； •可在 ℃低温下工作，能满足许多低温条件下的使用； 可在-40℃低温下工作，能满足许多低温条件下的使用； 可在 •易于实现柔性显示。 柔性屏具有重量轻 、 易携带 、 可卷曲等 易于实现柔性显示。 易于实现柔性显示 柔性屏具有重量轻、易携带、 特点，使用起来特别方便。 特点，使用起来特别方便。
平板显示技术
航海学院地理信息系统廖慧2220113920平板显示技术讲座作业一、工作原理1. TFT LCD的中文翻译名称就叫做薄膜晶体管液晶显示器, 我们从一开始就提到液晶显示器需要电压控制来产生灰阶. 而利用薄膜晶体管来产生电压,以控制液晶转向的显示器, 就叫做TFT LCD. 从图8的切面结构图来看, 在上下两层玻璃间, 夹着液晶, 便会形成平行板电容器, 我们称之为CLC(capacitor of liquid crystal). 它的大小约为0.1pF, 但是实际应用上, 这个电容并无法将电压保持到下一次再更新画面数据的时候. 也就是说当TFT对这个电容充好电时, 它并无法将电压保持住, 直到下一次TFT再对此点充电的时候.(以一般60Hz的画面更新频率, 需要保持约16ms的时间.) 这样一来, 电压有了变化, 所显示的灰阶就会不正确. 因此一般在面板的设计上, 会再加一个储存电容CS(storage capacitor 大约为0.5pF), 以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时候. 不过正确的来说, 长在玻璃上的TFT本身,只是一个使用晶体管制作的开关. 它主要的工作是决定LCD source driver上的电压是不是要充到这个点来. 至于这个点要充到多高的电压, 以便显示出怎样的灰阶. 都是由外面的LCD source driver来决定的.2. 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。
平板显示技术.
只是Y电极加图像信号、X1电极加扫描信号时，场效应 晶体管T3导通，图像信号便通过T3加液晶像素L'C'11 上，便它出现图像，同时对电容电C2充电；同样由于 C2的作用，在扫描信号消失后，T3的导通时间也会延 迟一段时间，以实现灰度调制。
南京国显电子公司
平板显示器件的驱动电路 （以LCM为例）
• • • • • • LCM常用IC的封装形式 SMT方式的驱动 COB方式的驱动 TAB方式的驱动 COF方式的驱动 COG方式的驱动
南京国显电子公司
LCM常用IC的封装形式
• • • • SOP(Small Outline Package) QFP(Quad Flat Package) CHIP (DIE、裸片) TCP(Tape Carrier Package)
「TFT-LCD」内有二片偏光角度相互垂直的偏光片及二片玻 璃，只要加电就可以让液晶改变光的方向，液晶可以把光留 在显示器里，也可以让它通过最上面的玻璃，最后就变成屏 幕上的色彩明暗变化了。 南京国显电子公司
除了偏光片外，「液晶显示器」里还有一片布满薄膜晶体管 的玻璃，一片有红绿蓝(R.G.B.)叁种颜色的彩色滤光片及背光 源。当屏幕要显示蓝天时，有晶体管的玻璃就会动作，只让 蓝光可以穿透彩色滤光片，而将红色光及绿色光挡在显示屏 里面，这样我们在显示屏上就只能看到蓝色的光了。
南京国显电子公司
部分通过可以从两 个方面理解，一是 强度，那么这就会 产生明暗有了灰度 等级；二是色彩， 大家都知道白光其 实是由三基色混合 而成，我们可以考 虑控制每种颜色光线通过多少，这样就出现了彩色（就 像水彩颜料，三基色混合的比例不同就可以得到其它任 何不同的色彩）。这些都是无源矩阵(Passive Matrix)的 方式，说它是无源矩阵主要是从液晶的角度来说的，因 为在这些方式里面液晶都是接受电信号作出反应以达到 相应的效果，是被动的。
平板显示技术课件[1].PPT0
![平板显示技术课件[1].PPT0](https://img.taocdn.com/s3/m/f924fa9d3c1ec5da50e270fc.png)
11
图5-2 驱动电路原理
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表5-3 异或门电路（见图5-2）的真值表
导通断开信号 公用波形{B) 笔段波形(C) 液晶驱动电 液晶显示与
(A)电平
电平
电平
压
否
0
0
0
0
不显示
0
1
1
0
不显示
1
0
1
1
显示
1
1
0
1
显示
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14
图5-4 七段式液晶显示器件的电极排列
15
图5-5 示波器用矩阵式液晶显示器的电极排列
非选择点电压:
1 b
VLCD
1 b
VLCD
25
26
27
b值 选择点电压 半选择点电压 非选择点电压
2
VLCD
1/2VLCD，0
-1/2VLCD
4
VLCD
1/4VLCD， 1/2VLCD
-1/4VLCD
5
VLCD
1/5VLCD， 3/5VLCD
-1/5VLCD
13
VLCD
1/13VLCD， 11/13VLCD
制
彩色不稳定，应
用面窄
靠多层单彩色 液晶盒重叠减 色法构成多色
单层液晶器件决 结构复杂光损失
定
过大
由液晶器件决 定
可实现多色的鲜 彩色丰富，色彩
艳彩色，亮度高，鲜艳，适应于投
但结构复杂
影彩色垦示
48
徽彩色膜 方式
TN扭曲向 将像素分割 列型STN 成三色于像 超扭曲向 素，靠混合 列型TFT 加色法实现 有源矩阵 全彩色显示 型
最大驱动路数Nmax与陡度P的关系 :
《图像信息原理教学课件》6_9平板显示原理
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液晶电视接收机
✓ 方框图如图：
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6.9.2等离子体显示器
概述
▪ 在发光型FPD中，等离子显示器PDP无疑 是最近几年来人们最为看好的一种FPD产 品。它是继CRT、LCD后的新一代显示器，
其特点是厚度小、分辨率佳，可以当家中
的壁挂电视使用，代表了未来显示器的发 展趋势。
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2
✓ 平板显示器定义： 深度小于显示器对角线尺寸1/4的显示装
置称为平板显示器（FPD Flat Panel Display）
✓ 特点：
▪ 与CRT 相比，体积小、重量轻、使用电压低、 和无X射线辐射
▪ 亮度较好，图象清晰
✓ 用途： 用作壁挂电视、多媒体终端装置和HDTV的
显示终端
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LCD驱动：简单矩阵驱动方式
✓ 若x,y电极一个交叉点 液晶的等效电阻为R、 等效电容为C，则所有 x,y电极群的各个交叉 点液晶象素的等效RC 并联电路通过x,y电极 的连接，形成一个立 体电路，如图(b)
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两种扫描方式
1. 点顺序扫描 选定一行xi后,依次选择y1,y2,y3,……,yn. 2. 行顺序扫描 选定一行xi后,对y1,y2,y3,……,yn 同时加
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液晶显示器的主要参数
✓ 可视面积
液晶显示器所标示的尺寸就是实际可以使用的屏幕范围 一致。例如，一个15.1英寸的液晶显示器约等于17英吋 CRT屏幕的可视范围
✓ 可视角度
从用户的立场来说，当然可视角度越大越好。如果可视 角度为左右80度，表示在始于屏幕法线80度的位置时 可以清晰地看见屏幕图像。