5大知识点 - 轻松入门LCD屏幕在光固化3D打印中的应用- 大数跨境

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5大知识点 - 轻松入门LCD屏幕在光固化3D打印中的应用

创必得

2020-07-10

导读：LCD（liquid-crystal display 液晶显示器）是3D打印的核心配件之一

LCD（liquid-crystal display 液晶显示器）在光固化打印机中起着重要作用, 是3D打印的核心配件之一，在本文中，我们将介绍有关LCD树脂面板的一些知识点，以帮助您了解有关树脂打印机的更多信息。

LCD 内部结构及工作流程

液晶显示器（LCD）是一种利用了液晶的光调制特性结合偏振器原理，用于平板，手机或其他电子调制的光学设备，液晶本身不会直接发光，而是使用背光或反射镜来产生彩色或单色图像。LCD通常由Sharp，JDI，BOE，三星等专业制造商制造。

上图显示了LCD内部的结构，可以看到有许多复杂的模块和电子设备。

通过这个视频（https://www.bilibili.com/video/BV1Sb411W7Zf），可以深入了解LCD的工作原理，与普通LCD不同，用于光固化3D打印机的LCD因为使用UV LED作为光源往往不需要背光。

对于不同尺寸的LCD，信号接口也有所不同，包括MIPI，RGB，EDP和LVDS。在当前的光固化3D打印机市场中，大多数屏幕使用MIPI接口协议（小尺寸）和eDP接口协议（大尺寸）。

使用相同的接口时，还需要确认屏幕的线序，以确定是否需要转接板才能将屏幕成功连接到板上。如下图是04接口转03接口的小模块。

ChiTu L 系列主板自带MIPI接口，可以直接连接MIPI屏幕，请公众号后台联系了解已适配的屏幕型号及尺寸。

ChiTu L HDMI 系列使用HDMI接口，需要一块HDMI转eDP转接板来完成屏幕与主板的适配，如下图所示是HDMI转eDP的转接板。

屏幕尺寸及像素

屏幕尺寸实际是对角线的长度，一般用英寸表示（1英寸等于2.54厘米）。

屏幕长度可用勾股定理计算：

屏幕长度mm²+屏幕宽度mm²=屏幕尺寸（对角线长度）mm²

以夏普04屏幕为例（LS055R1SX04大部分5.5英寸机器使用的屏幕型号）

其LCD有效作用面积是68.04mm(H)x120.96mm(V)，

68.04mm²+120.96mm²=138.78mm²

1inch=2.54cm=25.4mm

138.78mm/25.4mm=5.46≈5.5inch

由此得出屏幕尺寸，在屏幕实际应用中，由于组装的问题，常常无法100%的利用LCD面板的有效作用面积，这也导致各个品牌的5.5英寸3D打印机的打印面积参数没有统一写成120mm*68mm。

精度/像素密度

LCD的分辨率由像素的列数和行数表示（例如1440×2560）。分辨率实际上可以理解为单个像素的大小。

下图是夏普04屏幕（LS055R1SX04）的规格参数表，这款屏幕用在市面上大部分5.5英寸的机型。如创想LD-002r和ELEGOO Mars等等。

像素点大小：

68.04（H）/1440（H）=120.96（V）/2560（V）=0.04725mm=47.25μm

由于像素点是方形，所以单边尺寸除以像素个数会相等。此值越小，代表像素越小，打印的模型在XY方向的精度越高。

PPI（像素密度）是指一英寸长度所包含的像素数量。它还使用勾股定理进行计算。PPI越高，分辨率越高。

参考文献：

https://en.wikipedia.org/wiki/Pixel_density#Calculation_of_monitor_PPI

每个像素通常由3个子像素组成，分别是红色，绿色和蓝色。

每个子像素可以达到256种不同的亮度来更改混合颜色，即LCD可以存档的值是256x256x256=16,777,216种颜色。

亮度及对比度

对比度（Contrast Ratio）是显示屏的一个重要参数，对比度实际上就是亮度的比值，定义是：在暗室中，白色画面（最亮时）下的亮度除以黑色画面（最暗时）下的亮度。对比度用于衡量显示屏能在亮白和深黑之间产生差别的程度。通常产品的对比度指标是就整个屏幕而言的，例如一个屏幕在全白屏状态时候亮度为500cd/m2，全黑屏状态亮度为0.5cd/m2，这样屏幕的对比度就是1000:1。

在相同亮度下，对比度越高，色彩显示就会越浓艳。一般来说，好的LCD手机屏幕对比度在1500:1左右，而OLED是自发光，关掉画面时接近全黑，所以对比非常的高，可以很轻松达到10000:1的程度。

LCD本身只是一个光阀，不会发光。光线来自荧光或一组LED的背光。通常将亮度表示为LCD的最大光输出，它会根据LCD的透明度和背光的亮度而变化很大。通常，越亮越好，但是在亮度和功耗之间总是要取舍。

透光率及寿命

众所周知，LCD面板内部有许多复杂的模块和电子设备，大部分光线会被遮挡，我们从LCD制造商那里得到消息说，在405nv UV LED光源下，普通RGB LCD的透射率约为1％。长期在紫外光的照射下也导致RGB类型的LCD面板使用寿命很短。

为了解决这个问题，LCD制造商正在努力改善诸如透射率之类的透射率，并且还出现了可以达到约6％透射率的单色LCD屏幕（黑白屏），具有更长的寿命并缩短打印时间。

创必得团队在3D打印行业深耕多年，与大量的业内伙伴保持着长期合作和信息交流，我们将继续前进，并尽最大努力通过ChiTu系统和CHITUBOX提供更好的解决方案。