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关于液晶显示器的小知识-资料集合 /个人收藏!
大屏幕显示设备尺寸和可视显示尺寸:
大屏幕显示尺寸: 指显示设备的可见部分的对角线尺寸。国际惯例以英寸为单位来计量。
大屏幕可视尺寸: 指显示设备可以显示图象部分对角线尺寸。 以普通显示器为例: 15”CRT 显示器的显像管的对角线为 15 英寸,它的可视尺寸在 13.8 英寸左右。 19”LCD 液晶显示器的液晶板的对角线为 19 英寸 , 它的可视尺寸在 18 英寸左右。
最常见的大屏幕显示设备的长和宽:
显示设备通常以对角线的长度来衡量,以英寸单位 (1 英寸 =2.54cm) ,长和宽之比有两个尺寸, 4 : 3 的显示设备和 16 : 9 的显示设备。常见的显示器和电视机为 4 : 3 的显示设备,新推出的等离子、高清液晶电视为 16 : 9 的显示设备。一般情况同样尺寸的 4 : 3 的显示设备的面积比 16 : 9 的显示设备的面积要大。
4:3大屏幕显示设备尺寸换算表:
对角线 16 9 18.36
4 : 3 对角 线 (mm) 宽 (mm) 高 (mm) 面 积 (平方 米 )
14” 355.60 284.48 213.36 0.06
15” 381.00 304.80 228.60 0.07
17” 431.80 345.44 259.08 0.09
18” 457.20 365.76 274.32 0.10
19” 482.60 386.08 289.56 0.11
20” 508.00 406.40 304.80 0.12
21” 533.40 426.72 320.04 0.14
25” 635.00 508.00 381.00 0.19
29” 736.60 589.28 441.96 0.26
34” 863.60 690.88 518.16 0.36
38” 965.20 772.16 579.12 0.45
42” 1,066.80 853.44 640.08 0.55
43” 1,092.20 873.76 655.32 0.57
44” 1,117.60 894.08 670.56 0.60
50” 1,270.00 1,016.00 762.00 0.77
51” 1,295.40 1,036.32 777.24 0.81
60” 1,524.00 1,219.20 914.40 1.11
61” 1,549.40 1,239.52 929.64 1.15
62” 1,574.80 1,259.84 944.88 1.19
67” 1,701.80 1,361.44 1,021.08 1.39
72” 1,828.80 1,463.04 1,097.28 1.61
84” 2,133.60 1,706.88 1,280.16 2.19
90” 2,286.00 1,828.80 1,371.60 2.51
100” 2,540.00 2,032.00 1,524.00 3.10
120” 3,048.00 2,438.40 1,828.80 4.46
130” 3,302.00 2,641.60 1,981.20 5.23
150” 3,810.00 3,048.00 2,286.00 6.97
160” 4,064.00 3,251.20 2,438.40 7.93
180” 4,572.00 3,657.60 2,743.20 10.03
200” 5,080.00 4,064.00 3,048.00 12.39
1“=25.4mm 这里只是计算值;具体尺寸依照显示设备标定。
16:9大屏幕显示设备尺寸换算表:
对角线 16 9 18.36
英寸 毫米 mm 宽 (mm) 高 (mm) 面积 ( 平方米 )
14 355.60 309.93 174.34 0.05
15 381.00 332.07 186.79 0.06
17 431.80 376.35 211.69 0.08
18 457.20 398.48 224.15 0.09
19 482.60 420.62 236.60 0.10
20 508.00 442.76 249.05 0.11
21 533.40 464.90 261.51 0.12
25 635.00 553.45 311.32 0.17
29 736.60 642.00 361.13 0.23
34 863.60 752.69 423.39 0.32
38 965.20 841.24 473.20 0.40
42 1,066.80 929.80 523.01 0.49
43 1,092.20 951.93 535.46 0.51
44 1,117.60 974.07 547.92 0.53
50 1,270.00 1,106.90 622.63 0.69
51 1,295.40 1,129.04 635.08 0.72
60 1,524.00 1,328.28 747.16 0.99
61 1,549.40 1,350.42 759.61 1.03
62 1,574.80 1,372.56 772.06 1.06
67 1,701.80 1,483.25 834.33 1.24
72 1,828.80 1,593.94 896.59 1.43
84 2,133.60 1,859.59 1,046.02 1.95
90 2,286.00 1,992.42 1,120.74 2.23
100 2,540.00 2,213.80 1,245.26 2.76
120 3,048.00 2,656.56 1,494.32 3.97
130 3,302.00 2,877.94 1,618.84 4.66
150 3,810.00 3,320.70 1,867.90 6.20
160 4,064.00 3,542.08 1,992.42 7.06
180 4,572.00 3,984.84 2,241.47 8.93
200 5,080.00 4,427.60 2,490.53 11.03
1“=25.4mm 这里只是计算值;具体尺寸依照显示设备标定。
选择液晶电脑的十大理由
健康:液晶显示器健康无辐射。试想一下,当你坐在普通CRT显示器前时,有无数的电子类线穿透你,仿若置身于辐射网中。选择液晶显示,可以实现屏幕无闪烁,能有效降低使用者长时间注视屏幕所产生的视觉疲劳,不必再为如何阻挡这些无形的杀手而烦恼,带防辐射眼镜,装防辐射屏,滴眼药水,拼命洗脸这些程序都将省了,也省了笔开支呢!
环保:绿色环保,且节能没有噪音,长时间使用不会有烤热的感觉;以前的显示器可是宝贵,尤其是夏天,家里的空调、电扇都得为它服务给它降温。使用液晶显示器无形中为大气降了温,也为阻止日益升温的大气作贡献。同时减少辐射,降低环境污染。
轻巧:外观轻巧超薄,液晶显示器的外形很薄,与传统球面显示器相比,其厚度、体积仅是CRT显示器的一半,大大减少了占地空间,让你可以在拥挤的电脑桌上添加你喜爱的其他东东了。LCD重量不到普通显示器的1/4,可以很轻易的用一只手将它提来提去。
宽广:完全平面显示,液晶显示器采用最先进的液晶技术,可以做到真正的平面,15英寸的液晶显示面积大于同等尺寸的CRT的可视面积,实际效果相当于17英寸纯平显示器的显示效果,视野更宽广。
逼真:LCD的显示屏由液晶组成,显示屏后面有2-4根灯管,四周是控制IC电路,画面显示活灵活现,玩起游戏身如其境。
灵活:当你开会演示时,或是屏幕上有精彩的画面想与人展示或分享时,普通的CRT显示器是转不动的。它太笨重,而灵活的液晶显示器可以很轻易的转动90度,为与会的每一位人员提供浏览画面。精彩的画面可以随时随地让家里人欣赏,不必都挤到显示器面前去了。
节能:LCD耗电量仅相当于普通CRT耗电量的三分之一,节约能源。
时尚:普通的CRT再变化也是笨笨的,蠢蠢的,摆在桌上一看就是一台机器,没有人性化的亲和感。现在各家LCD的设计可谓是各显风流,摆在人们眼前的LCD个个是精致、高贵、华美,更显居家氛围。
聪明:秀外慧中,显示器智能化操作,数字控制、数码显示。
未来:笨重的CRT显示器现在还有一定的市场,但随着数字时代的来临,数字技术必将全面取代模拟技术,LCD不久就会全面取代现在的模拟CRT显示器。如果你想更换你的显示器,LCD是最佳选择,为了未来的生活,一步到位还是最经济的。
液晶显示器的发展
人们早在1888年就发现了液晶这一呈液体状的物质,它是一种几乎完全透明的物质,同时呈现固体与液体的某些特征。液晶从形状和外观看上去都是一种液体,但它的水晶式分子结构又表现出固体的形态。像磁场中的金属一样,当受到外界电场影响时,其分子会产生精确的有序排列;如对分子的排列加以适当的控制,液晶分子将会允许光线穿透;光线穿透液晶的路径可由构成它的分子排列来决定,这又是固体的一种特征。
六十年代起,人们发现给液晶充电会改变它的分子排列,继而造成光线的扭曲或折射。经过反复测试,1968年,在美国发明了液晶显示器件,随后LCD液晶显示屏就正式面世了。然而从第一台LCD显示屏的诞生以来,短短30年,液晶显示器技术得到了飞速的发展:七十年代初,日本开始生产TN-LCD,并推广应用;八十年代初,TN-LCD产品在计算器上得到广泛应用;在1984年,欧美国家提出TFT-LCD和STN-LCD显示技术之后,从八十年代末起,日本掌握了STN-LCD的大规模生产技术,使LCD产业获得飞速发展。
大约1971年,液晶显示设备就在人类的生活中出现。这就是最初的TN-LCD(扭曲阵列)显示器。尽管当时还只是单色显示,但在某些领域已开始加以应用(例如医学仪器等)。到八十年代初期,TN-LCD开始被应用到电脑产品上。1984年,欧美国家提出STN-LCD(超扭曲阵列),同时TFT-LCD(薄膜式电晶体)技术也被提出,但技术和制程仍不够成熟。到八十年代末期,由于日本厂商掌握着STN-LCD的主要生产技术,它们开始在生产线上进行大规模的生产,这算得上是LCD将要普及的信号。
1993年,在日本掌握TFT-LCD的生产技术后,液晶显示器开始向两个方向发展:一方向是朝着价格低、成本低的STN-LCD显示器方向发展,随后又推出了DSTN-LCD(双层超扭曲阵列);而另一方向却朝高质量的薄膜式电晶体TFT-LCD发展。日本在1997年开发了一批以550×670mm为代表的大基板尺寸第三代TFT-LCD生产线,并使1998年大尺寸的LCD显示屏的价格比1997年下降了一半。1996年以后,韩国和中国台湾都投巨资建第三代的TFT-LCD生产线,准备在1999年以后与日本竞争。
中国内地从八十年代初就开始引进了TN-LCD生产线,是目前世界上最大的TN-LCD生产国。据不完全统计,目前全国引进和建立LCD生产线40多条,有LCD配套厂30余家, 其中不乏TFT-LCD生产线。
从1971年开始,液晶作为一种显示媒体使用以来,随着液晶显示技术的不断完善和成熟,使其应用日趋广泛,到目前已涉及微型电视、数码照相机、数码摄像机以及显示器等多个领域。在其经历了一段稳定、漫长的发展历程后,液晶产品已摒弃了以前那种简陋的单色设备形象。
目前,它已在平面显示领域中占据了一个重要的地位,而且几乎是笔记本和掌上型电脑必备部分。1985年,自从世界第一台笔记本电脑诞生以来, LCD液晶显示屏就一直是笔记本电脑的标准显示设备,所以一谈到LCD必定会与笔记本电脑扯上关系。LCD显示器在笔记本电脑的发展历程中也发挥过不同的作用,但随着液晶显示技术的不断进步,基于LCD在笔记本电脑市场占据多年的领先地位之后,具备平滑显示屏幕的LCD液晶显示器又开始逐步地进入桌面系统市场。笔记本电脑为了达到轻、薄、小等功能,率先采用LCD液晶面板作为显示器。发展至今,更多的电子产品都纷纷采用LCD作为显示面板(如移动电话、便携式电视、游戏机等),因而也令LCD产业得到了蓬勃的发展。
各种液晶显示原理
1.TN型液晶显示原理
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。 当加入电场的情况时,每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致,液晶层因此失去了旋光的能力,结果来自入射偏光片的偏光,其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系,并无法通过,电极面因此呈现黑暗的状态。 其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间,液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列,如果电场未形成,光线会顺利的从偏光板射入,依液晶分子旋转其行进方向,然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后,两片玻璃间会造成电场,进而影响其间液晶分子的排列,使其分子棒进行扭转,光线便无法穿透,进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象,叫做扭转式向列场效应,简称TNFE(twisted nematic field effect)。在电子产品中所用的液晶显示器,几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成
2.STN液晶显示原理
STN型的显示原理与TN相类似,不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度,而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。 要在这里说明的是,单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形(或称黑白),并没有办法做到色彩的变化。而STN液晶显示器牵涉液晶材料的关系,以及光线的干涉现象,因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片(color filter),并将单色显示矩阵之任一像素(pixel)分成三个子像素(sub-pixel),分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色,再经由三原色比例之调和,也可以显示出全彩模式的色彩。另外,TN型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大,其屏幕对比度就会显得较差,不过藉由STN的改良技术,则可以弥补对比度不足的情况。
3.TFT液晶显示原理
TFT型的液晶显示器较为复杂,主要的构成包括了,萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。首先液晶显示器必须先利用背光源,也就是萤光灯管投射出光源,这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶,这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度。然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩,并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了。
LCD概述
LCD概述
随着科学技术的高速发展,电脑的显示器技术也在向高清晰、低电磁辐射、低供耗和小体积等有利于其长期使用的方向发展。虽然,目前流行的CRT(阴极射线管)显示器的生产技术越来越成熟,画面的显示质量也越来越好,大多数的中、高档产品也通过了严格的TOC99认证,但它的体积和辐射问题仍然是由其本身的物理特性所不可避免的。故体积小、重量轻和无电磁辐射的液晶显示器就渐露头角了,再加上新世纪初的LCD降价风,更使液晶显示器倍受关注了。很多人都认为它是CRT地位的最有力的挑战者,然而液晶显示器能不能终结CRT显示器成为市场的主流呢?下面我们将从液晶显示器的发展、类型、工作原理和保养方面来谈谈液晶显示器。
液晶显示器的发展
六十年代起,人们发现给液晶充电会改变它的分子排列,继而造成光线的扭曲或折射。经过反复测试,1968年,在美国发明了液晶显示器件,随后LCD液晶显示屏就正式面世了。然而从第一台LCD显示屏的诞生以来,短短30年,液晶显示器技术得到了飞速的发展......
液晶显示器的类型
LCD按照物理结构,可以分为双扫描无源阵列显示器(DSTN-LCD)和薄膜晶体管有源阵列显示器(TFT-LCD)。而快速DSTN(HPA),性能界于两者之间......
液晶显示器工作原理
介绍了液晶的物理特性以及单色和彩色LCD的工作原理,以及应用在液晶显示器的一些新技术......
液晶显示器的性能指标
从分辨率、刷新率、防眩光防反射以及可视角度等等方面介绍液晶显示器的一些技术指标......
LCD和CRT的比较
相比CRT显示器,LCD显示器图像质量仍不够完善,这主要体现在色彩鲜艳和饱和度上,而且液晶显示器的响应时间仍然不够短,静止画面时也许还可以,一旦用来玩游戏,这些画面更新剧烈的显示类别,液晶显示器的弱点就暴露出来了......
液晶显示器的保养
在每天享受着LCD那与众不同的高档次显示效果的同时,不要忘记了保养这个极其重要的环节。LCD只有保养得好,才能够长期无故障地为用户服务。 如果已经拥有了LCD或者平板显示器,这里的一些提示就对你十分有用了......
最后,相信随着LCD产品产量的增加、成本的下降、销售价格不断地下滑,当LCD显示器的价格达到消费市场能够接受的水平时,广大计算机用户也将能用上LCD液晶显示器来浏览网页、阅读报纸、收看电视以及工作学习,所有这些都正在逐步成为现实,让我们拭目以待吧!
液晶显示器的保养
在每天享受着LCD那与众不同的高档次显示效果的同时,不要忘记了保养这个极其重要的环节。LCD只有保养得好,才能够长期无故障地为用户服务。 如果已经拥有了LCD或者平板显示器,这里的一些提示就对你十分有用了。应该明确的是,价格不菲的LCD,只要遵循一些简单的保养步骤,就可以忠心耿耿地长时间服务,在LCD中,唯一的一个逐渐消耗的零件就是显示器的背景照明灯。长期使用以后,会发现屏幕变得暗淡或者干脆就不亮了,在这两种情况下,只要更换背景照明灯就可以使LCD起死回生,变得和新的一样。
(一)避免屏幕内部烧坏
记住,CRT显示器能够因为长期工作而烧坏,对于LCD也如此。所以一定要记住,如果在不用的时候,一定要关闭显示器,或者降低显示器的显示亮度,否则时间长了,就会导致内部烧坏或者老化。这种损坏一旦发生就是永久性的,无法挽回。所以一定要引起足够的重视。另外,如果长时间地连续显示一种固定的内容,就有可能导致某些LCD像素过热,进而造成内部烧坏。
为了避免这种内部烧坏,在不使用的时候可采取下列措施:(1)没事的时候请关掉显示器;(2) 经常以不同的时间间隔改变屏幕上的显示内容(例如运行屏幕保护程序);(3)将显示屏的亮度减小到比较暗的水平;(4) 显示一种全白的屏幕内容
(二)保持环境的湿度
所有曾经因为将饮料洒到键盘上而造成键盘损坏的用户都知道这个常识。不要让任何具有湿气性质的东西进入LCD。发现有雾气,要用软布将其轻轻地擦去,然后才能打开电源。如果湿份已经进入LCD了,就必须将LCD放置到较温暖而干燥的地方,以便让其中的水分和有机化物蒸发掉。对含有湿度的LCD加电,能够导致液晶电极腐蚀,进而造成永久性损坏。
(三)正确清洁显示屏表面
如果发现显示屏表面有污迹,可用沾有少许玻璃清洁剂的软布轻轻地将其擦去,不要将清洁剂直接洒到显示屏表面上。清洁剂进入LCD将导致屏幕短路。
(四)避免不必要的振动
LCD屏幕十分脆弱,所以要避免强烈的冲击和振动。LCD差不多就是用户家中或者办公室中所有用品中最敏感的电气设备。LCD中含有很多玻璃的和灵敏的电气元件,掉落到地板上或者其他类似的强列打击会导致LCD屏幕以及CFL单元的损坏。还要注意不要对LCD显示表面施加压力。(五)请勿拆卸
有一个规则就是,永远也不要拆卸LCD。即使在关闭了很长时间以后,背景照明组件中的CFL换流器依旧可能带有大约1000V的高压,这种高压能够导致严重的人身伤害。所以永远也不要企图拆卸或者更改LCD显示屏,以免遭遇高压。未经许可的维修和变更会导致显示屏暂时甚至永久不能工作。所以在你手脚实在闲不住的时候,最好去摆弄割草机或者别的什么玩艺儿,就是别动娇贵而危险的LCD!
LCD和CRT的比较
(一)液晶显示器的优点
1、超精致影像画质,液晶显示器的液晶技术可产生比一般映像管显示器更清晰、更精准的影像画质,与更真实、更饱和的色彩呈现。
2、十足平面显示,液晶显示技术免除了笨重的映像管,体积更加扁平、轻巧。
3、节省空间,一台普通17英CRT显示器厚度大约为43cm,而一台15英LCD显 示器加上后面支架也不20cm左右,如银行、证券等寸土寸金的办公室,这一项费用的节省也不可小视,另外,空间节省带来的另一项直接好处是您可以购买更加精简的办公桌。
4、节省能源,CRT显示器需要加热电极元件使电子枪以极高的速度发射电子束,所以我们经常会感觉CRT的后壳总是很热,这也是CRT耗能的主要原因,而一台15 英寸LCD显示器功耗大约是一 台17 英 寸CRT 显示器的1/3 左右,按每台显示器一天工 10 小 时 计 算,一台CRT显示器每月的电费大约是30 ×100 瓦 ×10 小 时 ×0.50 元/ 千 瓦 小 时=15 元,而一台LCD 每月的电费大约只5元左右,如果 一 家公司有100 台显示器,每年的电费差距肯定会远远超过12000(100 ×10 ×12)元,因为这还没有把LCD 显示器能够降低空调制冷费这一因素考虑进去。当然,这个数据会因为各地电费不等而略有不同。同时液晶显示技术散发出来的热更少,相对地产生舒适、卓越的附加价值。
5、有利于健康,TFT LCD无辐射、无闪烁,因而会使使用者眼睛感觉非常舒适,这对长期以来因CRT显示器而受到健康影响的人员来讲无疑是最大的福音。
(二)液晶显示器的缺点
相比CRT显示器,LCD显示器图像质量仍不够完善,这主要体现在色彩鲜艳和饱和度上,而且液晶显示器的响应时间仍然不够短,静止画面时也许还可以,一旦用来玩游戏,这些画面更新剧烈的显示类别,液晶显示器的弱点就暴露出来了。在液晶显示器不断发展的同时,其它平面显示器也在进步中,等离子体显示器(PDP)、场致显示器(FED)、发光聚合体显示器(LEP)都在其列。其中,最值得关注和看好的就是场致显示器,它具有许多比液晶显示器更出色的性能。
液晶显示器工作原理
(一)液晶的物理特性
液晶的物理特性是:当通电时导通,排列变的有秩序,使光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说,液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材,称为Substrates,中间夹著一层液晶。当光束通过这层液晶时,液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状,因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面,液晶分子会顺着槽排列,所以假如那些槽非常平行,则各分子也是完全平行的。
(二)单色液晶显示器的原理
LCD技术是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是说,若一个平面上的分子南北向排列,则另一平面上的分子东西向排列,而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播,所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压时,分子便会重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转。
LCD是依赖极化滤光器(片)和光线本身。自然光线是朝四面八方随机发散的。极化滤光器实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网,阻断不与这些线平行的所有光线。极化滤光器的线正好与第一个垂直,所以能完全阻断那些已经极化的光线。只有两个滤光器的线完全平行,或者光线本身已扭转到与第二个极化滤光器相匹配,光线才得以穿透。
LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光器构成,所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是,由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶,所以在光线穿出第一个滤光器后,会被液晶分子扭转90度,最后从第二个滤光器中穿出。另一方面,若为液晶加一个电压,分子又会重新排列并完全平行,使光线不再扭转,所以正好被第二个滤光器挡住。总之,加电将光线阻断,不加电则使光线射出。
然而,可以改变LCD中的液晶排列,使光线在加电时射出,而不加电时被阻断。但由于计算机屏幕几乎总是亮着的,所以只有“加电将光线阻断”的方案才能达到最省电的目的。
从液晶显示器的结构来看,无论是笔记本电脑还是桌面系统,采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成,厚约1mm,其间由包含有液晶(LC)材料的5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光,所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管,而在液晶显示屏背面有一块背光板(或称匀光板)和反光膜,背光板是由荧光物质组成的可以发射光线,其作用主要是提供均匀的背景光源。背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极,电极分为行和列,在行与列的交叉点上,通过改变电压而改变液晶的旋光状态,液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时,液晶分子就会产生扭曲,从而将穿越其中的光线进行有规则的折射,然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。
(三)彩色LCD显示器的工作原理
对于笔记本电脑或者桌面型的LCD显示器需要采用的更加复杂的彩色显示器而言,还要具备专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常,在彩色LCD面板中,每一个像素都是由三个液晶单元格构成,其中每一个单元格前面都分别有红色,绿色,或蓝色的过滤器。这样,通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。
LCD克服了CRT体积庞大、耗电和闪烁的缺点,但也同时带来了造价过高、视角不广以及彩色显示不理想等问题。CRT显示可选择一系列分辨率,而且能按屏幕要求加以调整,但LCD屏只含有固定数量的液晶单元,只能在全屏幕使用一种分辨率显示(每个单元就是一个像素)。
CRT通常有三个电子枪,射出的电子流必须精确聚集,否则就得不到清晰的图像显示。但LCD不存在聚焦问题,因为每个液晶单元都是单独开关的。这正是同样一幅图在LCD屏幕上为什么如此清晰的原因。LCD也不必关心刷新频率和闪烁,液晶单元要么开,要么关,所以在40~60Hz这样的低刷新频率下显示的图像不会比75Hz下显示的图像更闪烁。不过,LCD屏的液晶单元会很容易出现暇疵。对1024×768的屏幕来说,每个像素都由三个单元构成,分别负责红、绿和蓝色的显示一所以总共约需240万个单元(1024×768×3=2359296)。很难保证所有这些单元都完好无损。最有可能的是,其中一部分己经短路(出现“亮点&rdquo,或者断路(出现“黑点&rdquo。所以说,并不是如此高昂的显示产品并不会出现瑕疵。
LCD显示屏包含了在CRT技术中未曾用到的一些东西。为屏幕提供光源的是盘绕在其背后的荧光管。有些时候,会发现屏幕的某一部分出现异常亮的线条。也可能出现一些不雅的条纹,一幅特殊的浅色或深色图像会对相邻的显示区域造成影响。此外,一些相当精密的图案(比如经抖动处理的图像)可能在液晶显示屏上出现难看的波纹或者干扰纹。
现在,几乎所有的应用于笔记本或桌面系统的LCD都使用薄膜晶体管(TFT)激活液晶层中的单元格。TFT LCD技术能够显示更加清晰,明亮的图象。早期的LCD由于是非主动发光器件,速度低,效率差,对比度小,虽然能够显示清晰的文字,但是在快速显示图象时往往会产生阴影,影响视频的显示效果,因此,如今只被应用于需要黑白显示的掌上电脑,呼机或手机中。
随着技术的日新月异,LCD技术也在不断发展进步。目前各大LCD显示器生产商纷纷加大对LCD的研发费用,力求突破LCD的技术瓶颈,进一步加快LCD显示器的产业化进程、降低生产成本,实现用户可以接受的价格水平。
(四)应用与液晶显示器的新技术
(1)采用TFT型Active素子进行驱动
为了创造更优质画面构造,新技术采用了用独有TFT型Active素子进行驱动。大家都知道,异常复杂的液晶显示屏幕中最重要的组成部分除了液晶之外,就要算直接关系到液晶显示亮度的背光屏以及负责产生颜色的色滤光镜。在每一个液晶像素上加装上了Active素子来进行点对点控制,使得显示屏幕与全统的CRT显示屏相比有天壤之别,这种控制模式在显示的精度上,会比以往的控制方式高得多,所以就在CRT显示屏会上出现图像的品质不良,色渗以及抖动非常厉害的现象,但在加入了新技术的LCD显示屏上观看时其画面品质却是相当赏心悦目的。
(2)利用色滤光镜制作工艺创造色彩斑澜的画面
在色滤光镜本体还没被制作成型以前,就先把构成其主体的材料加以染色,之后再加以灌膜制造。这种工艺要求有非常高的制造水准。但与同其他普通的LCD显示屏相比,用这种类型的制造出来的LCD,无论在解析度,色彩特性还是使用的寿命来说,都有着非常优异的表现。从而使LCD能在高分辨率环境下创造色彩斑澜的画面。
(3)低反射液晶显示技术
众所周知,外界光线对液晶显示屏幕具有非常大的干扰,一些LCD显示屏,在外界光线比较强的时候,因为它表面的玻璃板产生反射,而干扰到它的正常显示。因此在室外一些明亮的公共场所使用时其性能和可观性会大大降低。目前很多LCD显示器即使分辨率再高,其反射技术没处理好,由此对实际工作中的应用都是不实用的。单凭一些纯粹的数据,其实是一种有偏差的去引导用户的行为。而新款的LCD显示器就采用的“低反射液晶显示屏幕”技术就是在液晶显示屏的最外层施以反射防止涂装技术(AR coat),有了这一层涂料,液晶显示屏幕所发出的光泽感、液晶显示屏幕本身的透光率、液晶显示屏幕的分辨率、防止反射等这四个方面都但到了更好的改善。
(4)先进的“连续料界结晶矽”液晶显示方式
在一些LCD产品中,在观看动态影片的时候会出现画面的延迟现象,这是由于整个液晶显示屏幕的像素反应速度显得不足所造成的。为了提高像素反应速度,新技术的LCD采用目前最先进的Si TFT液晶显示方式,具有比旧式LCD屏快600倍的像素反应速度,效果真是不可同日而语。先进的“连续料界结晶矽”技术是利用特殊的制造方式,把原有的非结晶型透明矽电极,在以平常速率600倍的速度下进行移动,从而大大加快了液晶屏幕的像素反应速度,减少画面出现的延缓现象。
现在,低温多晶硅技术、反射式液晶材料的研究已经进入应用阶段,也会使LCD的发展进入一个崭新的时代。而在液晶显示器不断发展的同时,其它平面显示器也在进步中,等离子体显示器(PDP)、场致发光阵列显示器(FED)和发光聚合体显示器(LEP)的技术将在未来掀起平板显示器的新浪潮。其中,最值得关注和看好的就是场致显示器,它具有许多比液晶显示器更出色的性能……不过可以断定,LCD显示技术进入新纪元,作为另一支显示产品的生力军,它们将可能取代CRT显示器。
(一)按物理结构分类
LCD按照物理结构,可以分为双扫描无源阵列显示器(DSTN-LCD)和薄膜晶体管有源阵列显示器(TFT-LCD)。而快速DSTN(HPA),性能界于两者之间。具体参数比较见表1。
类型
反应时间(ms)
对比度
视角
DSTN
300
25:1
20度
HPA
150
35:1
25度
TFT
80
100:1
45度
表1 几种LCD显示器类型的技术参数比较
DSTN(Dual Scan Tortuosity Nomograph)双扫描扭曲阵列
它是通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏,来达到完成显示的目的。DSTN是由超扭曲向列型显示器(STN)发展而来的,由于DSTN采用双扫描技术,因而显示效果较STN有大幅度提高。笔记本电脑刚出现时主要是使用STN,其后是DSTN。STN和DSTN的反应时间都较慢,一般约为300ms左右。从液晶显示原理来看,STN的原理是用电场改变原为180度以上扭曲的液晶分子的排列从而改变旋光状态,外加电场通过逐行扫描的方式改变电场,在电场反复改变电压的过程中,每一点的恢复过程较慢,因而就会产生余辉现象。用户能感觉到拖尾(余辉),一般俗称为“伪彩”。由于DSTN显示屏上每个像素点的亮度和对比度不能独立控制,以至于显示效果欠佳,由这种液晶体所构成的液晶显示器对比度和亮度较差、屏幕观察范围较小、色彩欠丰富,特别是反应速度慢,不适于高速全动图像、视频播放等应用,一般只用于文字、表格和静态图像处理,但是它结构简单并且价格相对低廉(其价格一般要比同等配置下的TFT笔记本电脑低3千元左右),耗能也比TFT-LCD少,而视角小可以防止窥视屏幕内容达到保密作用,结构简单可以减小整机体积,因此,在少数笔记本电脑中仍采用它作为显示设备,目前仍然占有一定的市场份额。
其实DSTN-LCD并非真正的彩色显示器,它只能显示一定的颜色深度,与CRT的颜色显示特性相距较远,因而又称为“伪彩显”。DSTN的工作特点是这样的:扫描屏幕被分为上下两部分,CPU同时并行对这两部分进行刷新(双扫描),这样的刷新频率虽然要比单扫描(STN)重绘整个屏幕快一倍,它提高了占空率,改善了显示效果。由于DSTN分上下两屏同时扫描,上下两部分会出现刷新不同步,所以当元件的性能不佳时,一般在使用过程中,显示屏中央会出现一条模糊的水平亮线。不过,现在采用DSTN-LCD的电脑因CPU和RAM速率高且性能稳定,这种不同步现象已经很少碰见到了。
另外,由于DSTN的显示屏上的像素信息是由屏幕左右两侧的晶体管控制一整行像素来显示,每个像素点不能自身发光,是无源像点,所以反应速度不快,屏幕刷新后会留下幻影,其对比度和亮度也低,图像要比CRT显示器暗得多。
HPA一般称为高性能定址或快速DSTN
是DSTN的改良型,能提供比DSTN更快的反应时间、更高的对比度和更大的视角,由于它具有与DSTN相近的成本,因此在低端笔记本电脑市场具有一定的优势。
TFT(Thin Film Transistor)即薄膜场效应晶体管
所谓薄膜晶体管,是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。
由于彩色显示器中所需要的像素点数目是黑白显示器的4倍,在彩色显示器中像素大量增加,若仍然采用双扫描形式,屏幕不能正常工作,必须采用有源驱动方式代替无源扫描方式来激活像素。这样就出现了将薄膜晶体管(TFT)、或薄膜二极管、或金属-绝缘体-金属(MIM)等非线性有源元件集成到显示组件中的有源技术,用来驱动每个像素点,使每个像素都能保持一定电压,达到100%的占空化,但这无疑是将增加设备的功耗。
TFT属于有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)中的一种,TFT-LCD的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制,是有源像素点。因此,不但反应时间可以极大地提高,起码可以到80ms左右,而且对比度和亮度也大大提高了,同时分辨率也达到了空前程度。因其具有比其他两种显示器更高的对比度和更丰富的色彩,荧屏更新频率也更快,俗称“真彩”。
三种类型的对比
与DSTN-LCD和HPA相比,TFT的主要特点是在每个像素配置一个半导体开关器件,其加工工艺类似于大规模集成电路。由于每个像素都可通过点脉冲直接控制,因而每个节点相对独立,并可连续控制,这样不仅提高了反应时间,同时在灰度控制上可以做到非常精确,这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。TFT-LCD是目前最好的LCD彩色显示设备之一,TFT-LCD具有屏幕反应速度快、对比度和亮度都较高、屏幕可视角度大、色彩丰富、分辨率高等等特点,克服了两者的原有的许多缺点,是目前桌面型 LCD显示器和笔记本电脑LCD显示屏的主流显示设备。在色彩显示性能方面与CRT显示器相当,凡CRT显示器所能显示的各种信息都能同样显示,其效果已经接近CRT显示器。在有源矩阵LCD中,除了TFT-LCD外,还有一种黑矩阵LCD,是当前的高品质显示技术产品。它的原理是将有源矩阵技术与特殊镀膜技术相结合,既可以充分利用LCD的有源显示特点,又可以利用特殊镀膜技术,在减少背景光泄漏、增加屏幕黑度、提高对比度的同时,可减小在日常明亮工作环境下的眩光现象。
一、液晶显示原理
LCD为英文Liquid Crystal Display的缩写,即液晶显示器,是一种数字显示技术,可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源,在平面面板上产生图象。与传统的阴极射线管(CRT)相比,LCD占用空间小,低功耗,低辐射,无闪烁,降低视觉疲劳。不足:与同大小的CRT相比,价格更加昂贵。
在笔记本电脑市场占据多年的领先地位之后,基于液晶显示技术的光滑显示屏幕正逐步地进入桌面系统市场。LCD拥有许多传统的CRT显示技术所不具备的优势,能够提供更加清晰的文本显示,而且屏幕无闪烁,从而能够有效降低长时间注视屏幕所产生的视觉疲劳。LCD显示器的厚度一般不超过10英寸,因此,如果桌面系统采用LCD技术的话将会节省更大空间。尽管LCD显示器有其诱人的独到之处,但不可否认,与主要的竞争对手CRT显示器相比,LCD在高质量的色彩显示方面仍存在不足,此外,悬殊的价格差异使LCD仍然是仅被少数人享用的奢侈产品。
早在1888年,人们就发现液晶这一呈液体状的化学物质,象磁场中的金属一样,当受到外界电场影响时,其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制,液晶分子将会允许光线穿越。无论是笔记本电脑还是桌面系统,采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当LCD中的电极产生电场时,液晶分子就会产生扭曲,从而将穿越其中的光线进行有规则的折射,然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。
对于简单的单色LCD显示器,如掌上电脑所使用的显示屏,上述结构已经足够了。但是对于笔记本电脑所采用的更加复杂的彩色显示器来说,还需要有专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常,在彩色LCD面板中,每一个像素都是由三个液晶单元格构成,其中每一个单元格前面都分别有红色,绿色,或兰色的过滤器。这样,通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。现在,几乎所有的应用于笔记本或桌面系统的LCD都使用薄膜晶体管(TFT)激活液晶层中的单元格。TFT LCD技术能够显示更加清晰,明亮的图象。早期的LCD由于是非主动发光器件,速度低,效率差,对比度小,虽然能够显示清晰的文字,但是在快速显示图象时往往会产生阴影,影响视频的显示效果,因此,如今只被应用于需要黑白显示的掌上电脑,呼机或手机中。
受LCD液晶层中实际单元格数量的影响,LCD显示器一般只能提供固定的显示分辨率。如果用户需要将800X600的分辨率提升到1024X768的话,只能借助于特定软件的帮助实现模拟分辨率。
与传统的CRT显示器一样,应用于桌面系统的LCD也被设计成接收波形模拟信号,而非直接由PC产生的数字脉冲信号。这主要是因为目前桌面系统中的绝大多数标准显卡仍然是在将视频信息由最初的数字信号转化为模拟信号之后再传送给显示器显示。虽然桌面系统的LCD被设计成可以接收模拟信号,但是LCD本身仍然只能处理数字信息,因此当从显卡接收到模拟信号之后,LCD需要将模拟信号再还原为数字信号后进行处理。为了解决上述问题带来的显示上的不足,最新的桌面LCD采用了一种特殊的带有数字连接器图形卡直接向LCD显示器传送数字信号。
随着LCD技术的不断成熟和发展,显示屏幕的大小正在逐步增加。以往的笔记本电脑中都是采用8英寸(对角线)固定大小的LCD显示器,现在,基于TFT技术的桌面系统LCD能够支持14到18英寸的显示面板。因为生产厂商是按照实际可视区域的大小来测定LCD的尺寸,而非向CRT那样由显象管的大小决定,所以一般情况下,15英寸LCD的大小就相当于传统的17英寸彩显的大小。
二、液晶显示技术一览
<> PPI与分辨率
数家显示厂商,包括生产LCD显示屏的龙头大厂--东芝,都趁这次EDEX大展发布最新研制的200PPI真正高分辨率TFT液晶显示屏。PPI所表示的是每平方英寸所拥有的像素(Pixel)数目。因此PPI数值越高,即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。当然,显示的密度越高,拟真度就越高。目前通用的TFT液晶显示屏大部分只有100PPI,可以想像拥有高一倍的200PPI显示画质,将会是什么效果了。
<> 低温多硅显示屏曝光
各大厂商除在显示质量方面明争暗斗之外,显示面积当然也是另一个兵家必争之地。拥有特大显示面积的TFT显示屏纷纷出笼。东芝公司将于2000年秋季左右正式将15寸的低温多硅TFT技术应用到显示屏或笔记本电脑产品上。
<> 新颖的分辨率标准
VGA、SVGA、甚至UXGA的分辨率标准,相信大家都已经耳熟能详。但这个叫做SXGA+的最新分辨率标准你也听说过吗?SXGA+所代表的显示分辨率为1400×1050。其实,IBM、三星和日立等三家厂商于1999年10月举行的“LCD/PDP Internation 99’展览会中,已经展出过使用SXGA+分辨率标准的显示屏。而这次的EDEX 2000中,夏普公司就展出了以这种最新分辨率标准制造,专供笔记本电脑使用的13.3寸/14.1寸及15寸TFT显示屏。
<> Quad-VGA
三菱公司也展出的一种最新分辨率标准的液晶体显示屏产品。“Quad-VGA”所代表的分辨率为1280×960,以一般标准XGA的 1280×1024 显示分辨率比较,Quad-VGA会较为扁平一点点,纵横比例超越 4:3 多一些。未来“Quad-VGA”标准的显示屏即将会被索尼应用于其L系列的VAIO笔记本电脑中。
三、名词解释
很多人在购买电脑产品时,常常被说明资料中的专有名词弄得头昏脑涨。选购LCD显示器也是一样,有一些平日没有接触过的名词会让大家不知所措。因此笔者在下面的文章中将与液晶显示器有关的、一些比较重要的技术术语作简单整理和解释,使大家在购买LCD显示器时能有个参考的依据。
1、尺寸标示和可视角度
LCD显示器跟CRT显示器除显示方式不同以外,最大的区别就是尺寸的标示方法不一样。举例而言,CRT显示器在规格中标榜为17寸,但实际可视尺寸却绝对达不到17寸,大约只有15寸多些;而就LCD显示器而言,若标示为15.1寸显示器,那么可视尺寸就是15.1寸。
综合上面的说法:CRT显示器的尺寸标示,是以外壳的对角线长度作为标示的依据;而在LCD显示器上面,则只以可视范围的对角线作为标示的依据。
单就当前市面上出售的LCD显示器来说,可视角度都是左右对称的(也就是由左边或是右边可以看见荧幕上图像的角度是一样的。例如左边为60度可视角度,右边也一定是60度可视角度)。而上下可视角度通常都小于左右可视角度。
从用户的立场来说,当然可视角度越大越好。但是大家必须了解可视角度的定义。当我们说可视角度是左右80度时,表示站在始于显示器法线(就是显示器正中间的假想线),垂直于法线左方或是右方80度的位置时,仍可清晰看见显示器上的影像。由于每个人的视力不同,因此我们以对比度为准。在最大可视角度时所量到的对比度越大就越好。
2、亮度、对比度
TFT LCD显示器的可接受亮度为150cd/m2以上。目前国内市场中能够见到的TFT液晶显示器亮度都在200cd/m2左右(LCD显示器的亮度测量单位为米平方烛光“cd/m2”,也就是一般所称的NIT)。亮度过低就会感觉荧幕比较暗,当然亮一点会更好。但是,如果荧幕过亮的话,人的双眼观看荧幕过久同样会有疲倦感产生。因此对绝大多数用户而言,亮度过高并没有什么实际意义。
亮度和对比度对于LCD显示器影像的呈现,比对CRT显示器有更大的影响。高亮度的LCD显示器对于用户而言,感觉会比较好。但是也要提供足够高的对比度来显示亮度、才能确保色彩的真实度和色阶准确度。
TFT LCD显示器的亮度范围由150Nits到200Nits。通常,质量好的LCD显示器标准亮度最少要有200Nits,而大部分的CRT显示器最高亮度只在150Nits左右。以200Nits的亮度为例,LCD显示器比CRT显示器的影像表现更佳。消费者在购买显示器时,要特别注意亮度指标,因为目前还没有一个确切的标准来测量亮度是否足够明亮。
另外值得注意的是,LCD显示器在荧幕的中央部分非常地明亮,而在接近边缘部分亮度会降低近25%。最好且最有效的方法,就是将LCD显示器并排一对一比较。
对比度指标指的是最亮的白色和最暗的黑色之间不同亮度层次的测量。当对比度达到120:1时,就可以很容易地显示生动、丰富的色彩。而对比度高达300:1时,则可支持各色阶的颜色。
从目前来看,用户在购买LCD显示器时,还没有一套有效且公正的标准来衡量对比度和亮度指标。所以最好的识别方法还是利用自己的双眼来判定。即将LCD显示器调到最亮和最暗,看看感觉如何。现在也只能利用这方法来找到比较合适的LCD显示器。
3、响应时间
所谓“响应时间”,就是LCD显示器对于输入信号的反应速度,也就是液晶由暗转亮或者是由亮转暗的反应时间。
基本上,“响应时间”指标越小越好。响应时间越小,则用户在看移动的画面时不会出现有类似残影或者是拖曳的感觉。通常,各种LCD显示器会将反应速度分为两个部分--“Rising”和“Falling”,而表示时则以两者之和为准。
4、显示色彩
早期的彩色LCD显示器在颜色表现方面,最多只能显示高彩(256K)。因此许多厂商使用所谓的FRC(Frame Rate Control)技术,以仿真的方式来表现出全彩的画面。到了近期,由于技术的进步,LCD显示器最起码也能够显示到高彩16位元色。解析度方面,以15.1英寸 TFT LCD显示器为例,基本都能够支持到1024x768的解析度;17寸以上的LCD显示器可以达到1280x1024的解析度,色彩表现在全彩(32位元)的模式也是轻而易举的事。
5、荧幕刷新频率
对于CRT显示器来说,刷新率关系到画面刷新的速度。刷新速度越快,画面越不容易闪烁。而如果刷新率在75Hz以上,用户就不容易感到画面闪烁。
对于LCD显示器来说,刷新率高低并不会使画面闪烁。刷新率在60Hz时,LCD就能获得很好的画面。在LCD显示器中,每个像素都持续发光,直到不发光的信号被送到控制器中,所以LCD显示器不会有因不断充放电而引起的闪烁现象。
也许有人会问:如果大多数的LCD显示器在60Hz刷新率下就能达到最佳画质,为何不将刷新率锁定在60Hz,而要有60-75Hz的选择范围?其实这关系到使用弹性和兼容性的问题。由于LCD显示器试图取代CRT显示器的市场地位,而现今大部分显示卡仍以CRT显示器为设计对象,更高的使用弹性和兼容性将有助于LCD显示器切入市场,并取代CRT显示器。
6.解析度
无论是购买LCD或一般的CRT显示器,解析度都是显示器的主要衡量标准。因为显示器必须支持软硬件所需要的解析度。
传统CRT显示器支持的解析度比较有弹性。不管是高的解析度或是低的解析度,通通能够显示,并且丝毫不损失显示质量。这是因为CRT显示器的影像主要是由像素(Pixels)所组成的点和线而产生的,因此像素的多寡是影响解析度的重要因素。
但是,LCD液晶显示器却只支持所谓的“真实解析度”,可比喻为一般CRT显示器的最高解析度。其主要差别在于,LCD液晶显示器只有在“真实解析度”下才能表现最佳影像效果。解析度低于真实解析度时,影像还是可以被呈现,只是所显示的影像无法如真实解析度般得到优化。LCD液晶显示器的真实解析度定义为“定点形式”,所以我们在使用LCD显示器时,切记将解析度设定成最高,这样画面所呈现的影像将会越清晰,使用起来感觉也会越好。 |
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