液晶的物理性质

我们一般都认为物质都有三态,分别是固态液态跟气态。其实物质的三态是针对水而言,对于不同的物质,可能有其它不同的状态存在。以我们要谈到的液晶态而言,它是介于固体跟液体之间的一种状态,其实这种状态仅是材料的一种相变化的过程，只要材料具有上述的过程,即在固态及液态间有此一状态存在,物理学家便称之为液态晶体，简称液晶。

液晶是一种有机化合物，在一定范围内，它既具有液体的流动性、黏度、形变等机械性质，又具有晶体的光学各向异性，电光效应等物理性质。所谓的电光效应指的是在电的作用下，液晶分子的初始排列方式改变为其他的排列形式。

1963年，RCA公司的科学家发现液晶分子会受到电压影响而改变排列状态，并且会让入射的光线产生偏转。利用这个原理,RCA 公司发明了世界上第一台液晶显示器。

LCD 基本结构

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当入射的光线经过上面的偏光板时,会只剩下单方向极化的光波。通过液晶分子时，液晶分子受到激励电压的作用，产生不同的的透光率或者折射率，从而控制外光源的透视或者遮蔽功能，完成电光转换；这样就可以显示灰度的情形。

如果在在后端加上一层彩色滤光片，并将单色显示矩阵的任一像素分为三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红绿蓝三基色，再经由三基色比例调和，则可以显示出全彩模式的色彩。

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全彩液晶显示器结构

LCD驱动时序

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• VSYNC 垂直同步信号
• HSYNC 水平同步信号

对于屏幕上的一整幅图像，他的数据是如何组织的？无论是CRT显示器还是LCD显示器，他们都有相同的概念。

一幅图像被称为一帧(frame)，每帧由多行组成，每行由多个像素组成，每个像素的颜色使用若干位的数据来表示。对于单色显示器，每个像素使用1位来表示，称为1BPP；对于256色显示器，每个像素使用8位来表示，被称为8BPP。

显示器从屏幕的左上方开始，一行一行的取得每个像素的数据并显示出来，当显示到一行的最右边时，跳到下一行的最左边开始显示下一行；当显示完所有行后，跳到左上方开始下一帧。显示器沿着“Z”字型的路线进行扫描，使用HSYNC、VSYNC信号来控制扫描路线的跳转，HSYNC表示“是跳到最左边的时候了”，VSYNC表示“是跳到最上边的时候了”。

每个VSYNC信号表示一帧数据的开始；每个HSYNC信号表示一行数据的开始，无论这些数据是否有效；每个VCLK信号表示正在传输一个像素的数据。

VSYNC信号有效时，表示一帧数据的开始；

• VSPW表示表示VSYNC****信号的脉冲宽度(VSPW+1)个HSYNC信号周期，即(VSPW+1)行，这个(VSPW+1)行的数据无效；

• VSYNC信号脉冲之后，还要经过(VBPD+1)个HSYNC信号周期，有效的行数据才出现。所以，在VSYNC信号之后，总共还要经过(VSPW+1+VBPD+1)个无效的行。

• 最后是(VFPD+1)个无效的行

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上方的黑框是因为当发出VSYNC信号时，需要经过若干行之后第一行数据才有效；下方的黑框是因为显示完所有行的数据时，显示器还没有扫描到最下边(VSYNC信号还没有发出)，这时数据是无效的；左边的黑框是因为当发出HSYNC信号时，需要经过若干像素之后第一列数据才有效；右边的黑框是因为显示完一行数据时，显示器还没扫描到最右边(HSYNC信号还没有发出)，这时数据已经无效。显示器只会依据VSYNC、HSYNC信号来取得、显示数据，并不理会该数据是否有效，何时发出有效的数据由显卡或LCD控制器决定

总结

液晶是一种液晶态的有机物，在电场作用下产生不同的偏转，使得入射光的透光率方式变化。

液晶显示器是运用液晶的电光效应，通过三原色的混和呈现不同的颜色。

LCD的驱动时序包含 HSYNC 和 VSYNC 分别表示一行信号和一帧信号的开始。

LCD 的每一帧前后包含无效行，每一行前后包含无效像素。