1.2 液晶显示器的分类
液晶显示器的分类方法有很多种，通常按照显示方式不同分为投影型液晶显示器和直视型液晶显示器，如图1.2.1所示。投影型液晶显示器的主要特征是本身不直接显示图像，它是通过投影管、液晶面板等器件加上专门的光学系统，将二维的图像信息投射到特定的屏幕上，或者通过光学设备将高亮度的图像信息放大投射到屏幕上，主要用于40英寸到几百英寸的大尺寸图像显示。投影型液晶显示器按照屏幕和光源的位置不同，分为前投型和背投型，如图1.2.2所示。图1.2.3是三面板前投型液晶显示器的结构图。液晶投影仪主要由三大部分组成：电路系统、液晶面板、光路系统。电路系统根据图像源（例如计算机）的图像信号，产生控制液晶面板的信号，然后利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，改变液晶面板的透过率或反射率，从而产生具有不同灰度级别及颜色的图像。从液晶投影仪的光源（如金属卤素灯）发出的白光，经过光路系统中的分光镜，分解为R、G、B（红、绿、蓝）三种颜色的光。RGB三种颜色的光分别通过各自光路上的液晶面板，经过投影仪的透镜单元合成后投射到屏幕上，在屏幕上形成与源图像一致的色彩斑斓的图像。三面板结构的投影仪使用黑白显示用液晶面板，它的作用类似于光阀门，控制每个液晶面板中光线的通过与否以及光线的通过量。图1.2.4是单面板背投型LCD投影仪的结构，由于这种结构中光源发射的白光通过彩色LCD，所以其色再现性和亮度不如三面板方式。
图1.2.1 液晶显示器按显示方式分类
图1.2.2 投影型显示器的示意图
图1.2.3 前投型LCD投影仪结构（三面板方式）
图1.2.4 背投型LCD投影仪结构（单面板方式）
直视型液晶显示器的主要特征是在其自身所配置的屏幕上直接显示图像，最小尺寸为几英寸，最大可做到100英寸。直视型液晶显示器分为反射型液晶显示器和透射型液晶显示器，反射型液晶显示器利用自然光或周围环境光在液晶面板上形成图像，而透射型液晶显示器利用背光源在液晶面板上形成图像。图1.2.5是反射型液晶显示器的基本结构示意图，其中LCD采用90°TN模式，面板的背面配置反射板。入射到液晶面板的自然光或环境光透过液晶面板后，经反射板反射，再次入射到液晶面板，然后透过液晶面板，最终进入人的视觉系统。由于反射型液晶显示器不需要背光源，耗电量少，质量轻，非常适合于手机等便携式电子产品。透射型液晶显示器是本书重点讲解的内容，后续章节将详细说明透射型液晶显示器的结构、原理和制造技术。
图1.2.5 反射型液晶显示器的结构示意图
液晶显示器按照驱动方式不同，可分为字段方式显示器和矩阵方式显示器，如图1.2.6所示。字段方式是指用像素电极做成文字或图形的形状，然后在每个像素电极上直接施加驱动电压的方式。图1.2.6（a）是字段方式显示两位数的例子，从图中可知需要15条电极线（14条像素电极和一条共通电极），当显示“35”数字时，在第1、4～9、11～13条电极上施加电压即可。因为这种方式需要每个字段像素电极连接独立的配线，所以配线数随着字段像素数的增加而增加，仅用于电子计算器、电子手表等像素相对少的简单显示器。矩阵方式显示器中像素电极以矩阵方式排列，图形由多个像素组合形成，并通过多路驱动方式实现显示。矩阵方式显示类似于CRT显示方式，区别是前者是逐行扫描，而后者是逐点扫描。在矩阵方式中为了显示完整的图形或图像，在一帧时间内扫描线从第一行到第二行、再到第三行不断地反复被选择。在一个N行的矩阵中，每一行被选择的时间只有一帧时间的1/N，非选择时间为一帧时间的（N-1）/N。图（b）是（7×11）矩阵方式显示两位数的例子，横向扫描线按顺序1～7逐行选通，在选通横向扫描线电极的同时在相应的纵向信号线电极上施加电压。如显示“35”数据时，每一帧分以下7个过程。
（1）选通第一行y1扫描线，同时对x1～x4、x7～x11信号线施加电压；
（2）选通第二行y2扫描线，同时对x5、x7信号线施加电压；
（3）选通第三行y3扫描线，同时对x5、x7信号线施加电压；
（4）选通第四行y4扫描线，同时对x2～x4、x8～x10信号线施加电压；
（5）选通第五行y5扫描线，同时对x5、x11信号线施加电压；
（6）选通第六行y6扫描线，同时对x5、x11信号线施加电压；
（7）选通第七行y7扫描线，同时对x1～x5、x7～x10信号线施加电压；
一帧结束后，不断重复（1）～（7）过程，就能得到完整的图形。
图1.2.6 字段式显示方式与矩阵式显示方式的比较
由于驱动方式不同，字段方式显示器与矩阵方式显示器的电极数量差很大。如分辨率为XGA（1024×768）级的显示器用字段方式驱动时，需要等同于像素数的2359296（1024×3（RGB）×768）条电极线连接到各像素，这种方式几乎不可能实现。但是采用矩阵方式驱动时，总电极线数量是纵方向电极数量1024×3（RGB）和横方向电极数量768的总和，即3840条，因此显示器的结构相对简单。