液晶显示原理,液晶显示屏的工作原理是什么
来源:整理 编辑:五合装修 2023-05-06 02:48:33
1,液晶显示屏的工作原理是什么
液晶显示器(lcd)是现在非常普遍的显示器。它具有体积小、重量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。液晶显示器(lcd)的原理与阴极射线管显示器(crt)大不相同。lcd是基于液晶电光效应的显示器件。包括段显示方式的字符段显示器件;矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件;矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性,在通电时导通,使液晶排列变得有秩序,使光线容易通过;不通电时,排列则变得混乱,阻止光线通过。下面介绍三种液晶显示器的工作原理。 1.“扭曲向列型液晶显示器”(twisted nematic liquid crystal display),简称“tn型液晶显示器”。这种显示器的液晶组件构造如图11所示。向列型液晶夹在两片玻璃中间。这种玻璃的表面上先镀有一层透明而导电的薄膜以作电极之用。这种薄膜通常是一种铟(indium)和锡(tin)的氧化物(oxide),简称ito。然后再在有ito的玻璃上镀表面配向剂,以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面之方向排列。(图11 a)中左边玻璃使液晶排成上下的方向,右边玻璃则使液晶排成垂直于图面之方向。此组件中之液晶的自然状态具有从左到右共的扭曲, 这也是为什么被称为扭曲型液晶显示器的原因。利用电场可使液晶旋转的原理,在两电极上加上电压则会使得液晶偏振化方向转向与电场方向平行。 因为液态晶的折射率随液晶的方向而改变,其结果是光经过tn型液晶盒以后其偏振性会发生变化。我们可以选择适当的厚度使光的偏振化方向刚好改变。那么,我们就可利用两个平行偏振片使得光完全不能通过(如图12所示)。若外加足够大的电压V使得液晶方向转成与电场方向平行,光的偏振性就不会改变。因此光可顺利通过第二个偏光器。于是,我们可利用电的开关达到控制光的明暗。这样会形成透光时为白、不透光时为黑,字符就可以显示在屏幕上了。http://www.qmedu.gov.cn/jyltbbs/printpage.asp?BoardID=2&ID=12
2,液晶显示屏的原理是什么
LCD如何工作 液晶是一种有机复合物,液晶显示器(英文全称为Liquid Crystal Display,简称LCD)具有低辐射、体积小、能耗低的优点。 常见的液晶显示器按物理结构分为四种:①扭曲向列型(简称TN,全称Twisted Nematic,主要应用在游戏机液晶屏等领域);②超扭曲向列型(简称STN,全称Super TN,目前多被手机液晶屏所采用);③双层超扭曲向列型(DSTN,全称Dual Scan Tortuosity Nomograph,早期笔记本电脑和目前手机等数码设备上皆有采用);④薄膜晶体管型(TFT,全称Thin Film Transistor,目前应用的主流)。 TN液晶显示屏是各种液晶屏的鼻祖,其技术原理是以后液晶显示屏发展的基石(图1)。TN液晶显示屏包括两层由玻璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等制成的夹板,上下夹层中是液晶分子,在接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列,而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列,整体看起来,液晶分子的排列像扭转螺旋形。一旦通过电极给液晶分子加电,TN液晶将变成竖立的状态,而液晶显示器的夹层贴附了两块偏光板,这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同,在正常情况下光线从上向下照射时,通常只有一个角度的光线能够穿透下来,通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中,再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出,形成一个完整的光线穿透途径。当液晶分子竖立时光线就无法通过,结果在显示屏上出现黑色。这样会形成透光时为白、不透光时为黑,画面就可以显示在屏幕上了。液晶显示器(lcd)是现在非常普遍的显示器。它具有体积小、重量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。液晶显示器(lcd)的原理与阴极射线管显示器(crt)大不相同。lcd是基于液晶电光效应的显示器件。包括段显示方式的字符段显示器件;矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件;矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性,在通电时导通,使液晶排列变得有秩序,使光线容易通过;不通电时,排列则变得混乱,阻止光线通过。下面介绍三种液晶显示器的工作原理。 1.“扭曲向列型液晶显示器”(twisted nematic liquid crystal display),简称“tn型液晶显示器”。这种显示器的液晶组件构造如图11所示。向列型液晶夹在两片玻璃中间。这种玻璃的表面上先镀有一层透明而导电的薄膜以作电极之用。这种薄膜通常是一种铟(indium)和锡(tin)的氧化物(oxide),简称ito。然后再在有ito的玻璃上镀表面配向剂,以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面之方向排列。(图11 a)中左边玻璃使液晶排成上下的方向,右边玻璃则使液晶排成垂直于图面之方向。此组件中之液晶的自然状态具有从左到右共的扭曲, 这也是为什么被称为扭曲型液晶显示器的原因。利用电场可使液晶旋转的原理,在两电极上加上电压则会使得液晶偏振化方向转向与电场方向平行。 因为液态晶的折射率随液晶的方向而改变,其结果是光经过tn型液晶盒以后其偏振性会发生变化。我们可以选择适当的厚度使光的偏振化方向刚好改变。那么,我们就可利用两个平行偏振片使得光完全不能通过(如图12所示)。若外加足够大的电压v使得液晶方向转成与电场方向平行,光的偏振性就不会改变。因此光可顺利通过第二个偏光器。于是,我们可利用电的开关达到控制光的明暗。这样会形成透光时为白、不透光时为黑,字符就可以显示在屏幕上了。
3,液晶显示器的基本原理是什么
液晶显示器的原理:液晶显示器的原理是利用液晶的物理特性,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。利用此原理来制成液晶显示器。就使用范围分,液晶显示器可分为笔记本计算机(Notebook) 液晶显示器以及桌面计算机(Desk top) 液晶显示器。Notebook LCD是我们在国内目前所最常见到的大众化液晶显示器产品,它与笔记本计算机的其它部分连为一体,以其轻便、小巧给笔记本计算机的使用者带来方便。Desktop LCD则是传统CRT显示器的替代产品,目前在国内还比较少见。虽然以上两者都是LCD,但比较起来差别也挺大的。亮度可以说是最大的差别,使用者可以很容易觉察。Desktop LCD的可接受亮度标准是150cd/m2(cd/m2是衡量亮度的一种单位),当前国内见诸广告的几款Desktop LCD,如Acer FP555、PHILPS 151AX、Samsung 520TFT等,其亮度均在200 cd/m2左右,已经与CRT显示器不相上下。而Notebook LCD的亮度通常在100cd/m2左右,相比CRT显示器自然就暗了许多,这就是所以在环境光线过于强烈的时侯,我们看Notebook LCD的图像会有吃力的感觉的原因了。其次,两种LCD的可视角度(Viewing Angle)亦有区别。LCD的可视角度是指显示器对比度大于等于10的可视范围角度,同样可视角度时,对比度越大则视觉效果越好。Desktop LCD要求比Notebook LCD有更大的可视角度。此外,很多Notebook LCD在分辨率变化时不能自动调整图像的大小面积至满屏,所以在某一分辨率下运行笔记本计算机,我们会看到只有屏幕中央一块才有图像。Desktop LCD则不存在这一问题。按照物理结构,LCD可分为无源矩阵显示器中的双扫描无源阵列显示器(DSTN-LCD)和有源矩阵显示器中的薄膜晶体管有源阵列显示器(TFT-LCD)。DSTN(Dual Scan Tortuosity Nomograph)双扫描扭曲阵列,是液晶的一种,由这种液晶体所构成的液晶显示器对比度和亮度较差、可视角度小、色彩欠丰富,但是它结构简单价格低廉,因此仍然存在市场。TFT(Thin film transistor)薄膜晶体管,是指液晶显示器上的每一液晶象素点都有集成在其后的薄膜晶体管来驱动。相比DSTN-LCD,TFT-LCD具有屏幕反应速度快、对比度和亮度高、可视角度大、色彩丰富……等等特点,克服了前者固有的许多弱点,是当前Desktop LCD和Notebook LCD的主流显示设备。液晶显示器的参数主要有四个方面:一、可视角度一般而言,LCD的可视角度都是左右对称的,但上下可就不一定了。而且,常常是上下角度小于左右角度。当然了,可视角是愈大愈好。然而,大家必须要了解的是可视角的定义。当我们说可视角是左右80度时,表示站在始于屏幕法线80度的位置时仍可清晰看见屏幕图像,但每个人的视力不同;因此我们以对比度为准。在最大可视角时所量到的对比愈大愈好。一般而言,业界有CR3 10及CR3 5两种标准(CR is Contrast Ratio 即对比度)。二、亮度、对比度TFT液晶显示器的可接受亮度为150cd/m2以上,目前国内能见到的TFT液晶显示器亮度都在200cd/m2左右,亮度低一点则感觉暗,再亮当然更好,然而对绝大多数用户而言却没有什么实际意义。对比度则普遍达到了300:1以上。三、响应时间响应时间愈小愈好,它反应了液晶显示器各象素点对输入信号反应的速度,即pixel由暗转亮或由亮转暗的速度。响应时间越小则使用者在看运动画面时不会出现尾影拖拽的感觉。一般会将反应速率分为两个部份:Rising 和Falling;而表示时以两者之和为准。现在主流的显示器的显示时间已经 从25ms到了16ms/12ms,部分高端显示器更是达到了超快的8ms,当然价格也就不菲了。四、显示色素:几乎所有15英寸 LCD都只能显示高彩 (256K),因此许多厂商使用了所谓的FRC (Frame Rate Control)技术以仿真的方式来表现出全彩的画面。当然,此全彩画面必须依赖显示卡的显存,并非使用者的显示卡可支持16百万色全彩就能使LCD 显示出全彩。
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4,液晶显示器是什么原理制造的
液晶是一种具有规则性分子排列的有机化合物,它即不是固体也不是液体,它是介于固态和液态之间的物质,把它加热时它会呈现透明的液体状态,把它冷却时它则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。液晶按照分子结构排列的不同分为三种:粘土状的Smectic液晶,细柱形的Nematic液晶和软胶胆固醇状的 Cholestic液晶。这三种液晶的物理特性各不相同,而第二类的细柱形的Nematic液晶最适于用来制造液晶显示器。TN、STN、DSTN三种液晶都属于无源矩阵LCD,它们的原理基本相同,不同之处只是各个液晶分子的扭曲角度略有差异而已,其中DSTN(俗称“伪彩 ”)在早期的笔记本电脑显示器及掌上游戏机上广为应用,但由于其必须借用外界光源来显像所以其有很大的应用局限性,但这些早期的反射型单色或彩色没有背光设计的LCD可以做得更薄、更轻和更省电,如果能在技术上对其进行革新这些东东对于掌上型电脑和游戏机来说还是非常有用的。而TFT薄膜晶体管型有源矩阵 LCD则是我们今天液晶显示器上应用的主流,它具有屏幕反应速度快,对比度好,亮度高,可视角度大,色彩丰富等优点。最早的液晶显示器TN它由玻璃板,偏光器,ITO膜,配向膜组成两个夹层等组成,它是所有液晶显示器技术原理的鼻祖。而TFT液晶显示器同TN系列液晶显示器一样由玻璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等部分组成,它也同样采用两夹层间填充液晶分子的设计,只不过把TN上部夹层的电极改为FET晶体管,而下层改为共同电极。在光源设计上,TFT的显示采用“背透式”照射方式,即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从上至下,而是从下向上,这样的作法是在液晶的背部设置类似日光灯的光管。光源照射时先通过下偏光板向上透出,它也借助液晶分子来传导光线,由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极。在FET电极导通时,液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变,也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是,由于FET晶体管具有电容效应,能够保持电位状态,先前透光的液晶分子会一直保持这种状态,直到FET电极下一次再加电改变其排列方式。相对而言,TN系列液晶屏就没有这个特性,液晶分子一旦没有施压,立刻就返回原始状态,这是TFT液晶屏的优点。大家知道TFT液晶显示器的每个点都由红绿蓝三部分组成,一般情况下15寸分辨率为1024X768的TFT液晶显示器的点距为0.30mm左右。TFT 液晶显示器与CRT显示器不同,其具有固定的分辨率,只有在指定使用的分辨率下其画质才最佳,在其它的分辨率下可以以扩展或压缩的方式,将画面显示出来。一.工艺流程简述: 前段工位: ITO 玻璃的投入(grading)—— 玻璃清洗与干燥(CLEANING)——涂光刻胶(PR COAT)——前烘烤(PREBREAK)——曝光(DEVELOP) 显影(MAIN CURE)——蚀刻(ETCHING)—— 去膜(STRIP CLEAN)—— 图检(INSP)——清洗干燥(CLEAN)——TOP 涂布(TOP COAT)—— UV 烘烤(UV CURE)—— 固化(MAIN CURE)——清洗(CLEAN)—— 涂取向剂(PI PRINT)——固化(MAIN CURE)—— 清洗(CLEAN)——丝网印刷(SEAL/SHORT PRINTING)—— 烘烤(CUPING FURNACE)—— 喷衬垫料(SPACER SPRAY)—— 对位压合(ASSEMBLY)—— 固化(SEAL MAIN CURING) 1. ITO 图形的蚀刻:(ITO 玻璃的投入到图检完成) A. ITO 玻璃的投入:根据产品的要求,选择合适的ITO 玻璃装入传递篮具中,要求ITO 玻璃的规格型号符合产品要求,切记ITO 层面一定要向上插入篮具中。 B. 玻璃的清洗与干燥: 将用清洗剂以及去离子水(DI 水)等洗净ITO 玻璃,并用物理或者化学的方法将ITO 表面的杂质和油污洗净,然后把水除去并干燥,保证下道工艺的加工质量。 C. 涂光刻胶: 在ITO 玻璃的导电层面上均匀涂上一层光刻胶,涂过光刻胶的玻璃要在一定的温度下作预处理:(如下图) D. 前烘:在一定的温度下将涂有光刻胶的玻璃烘烤一段时间,以使光刻胶中的溶剂挥发,增加与玻璃表面的粘附性。 E. 曝光:用紫外光(UV)通过预先制作好的电极图形掩模版照射光刻胶表面,使被照光刻胶层发生反应,在涂有光刻胶的玻璃上覆盖光刻掩模版在紫外灯下对光刻胶进行选择性曝光:(如图所示) F. 显影:用显影液处理玻璃表面,将经过光照分解的光刻胶层除去,保留未曝光部分的光刻胶层,用化学方法使受UV 光照射部分的光刻胶溶于显影液中,显影后的玻璃要经过一定的温度的坚膜处理。(如图:) G. 坚膜:将玻璃再经过一次高温处理,使光刻胶更加坚固。 H. 刻蚀:用适当的酸刻液将无光刻胶覆盖的ITO 膜蚀掉,这样就得到了所需要的ITO 电极图形,如图所示: 注:ITO 玻璃为(In2O3 与SnO2)的导电玻璃,此易与酸发生反应,而用于蚀刻掉多余的ITO,从而得到相应的拉线电极。 I. 去膜:用高浓度的碱液(NaOH 溶液)作脱膜液,将玻璃上余下的光刻胶剥离掉,从而使ITO 玻璃上形成与光刻掩模版完全一致的ITO 图形。(即按客户要求进行显示的部分拉线蚀刻完成,如图) J. 清洗干燥:用高纯水冲洗余下的碱液和残留的光刻胶以及其它的杂质。 2. 特殊制程:(TOP 膜的涂布到固化后清洗) 一般的TN 与STN 产品不要求此步骤,TOP 膜的涂布工艺是在光刻工艺之后再做一次SiO2 的涂布,以此把刻蚀区与非刻蚀区之间的沟槽填平并把电极覆盖住,这既可以起到绝缘层的作用,又能有效地消除非显示状态下的电极底影,还有助于改善视角特性等等,因此大部分的高档次产品要求有TOP 涂布。 3. 取向涂布(涂取向剂到清洗完成) 此步工艺为在蚀刻完成的ITO 玻璃表面涂覆取向层,并用特定的方法对限向层进行处理,以使液晶分子能够在取向层表面沿特定的方向取向(排列),此步骤是液晶显示器生产的特有技术。 A. 涂取向剂:将有机高分子取向材料涂布在玻璃的表面,即采用选择涂覆的方法,在ITO 玻璃上的适当位置涂一层均匀的取向层,同时对取向层做固化处理。(一般在显示区) B. 固化: 通过高温处理使取向层固化。 C. 取向摩擦:用绒布类材料以特定的方向摩擦取向层表面,以使液晶分子将来能够沿着取向层的摩擦方向排列。如TN 型号摩擦取向:45 度 D. 清洗: 取向摩擦后的玻璃上会留下绒布线等污染物,需要采取特殊的清洗步骤来消除污染物。 4. 空盒制作:(丝网印刷到固化) 此步工艺是把两片导电玻璃对叠,利用封接材料贴合起来并固化,制成间隙为特定厚度的玻璃盒。制盒技术是制造液晶显示器的最为关键的技术之一。(必须严格控制液晶盒的间距) A. 丝印边框及银点:将封接材料(封框胶)用丝网印刷的方法分别对上板印上边框胶和和下板玻璃印是导电胶。 B. 喷衬垫料: 在下玻璃上均匀分布支撑材料。将一定尺寸的衬垫料(一般为几个微米)均匀分散在玻璃表面,制盒时就靠这些材料保证玻璃之间的间距即盒厚。 C. 对位压合: 按对位标记上与下玻璃对位粘合,将对应的两片玻璃面对面用封接材料粘合起来。 D. 固化: 在高温下使封接材料固化。固化时一般在上下玻璃上加上一定的压力,以使液晶盒间距(厚度保持均匀)。 后段工位: 切割(SCRIBING)—— Y 轴裂片(BREAK OFF)—— 灌注液晶(LC INJECTION)—— 封口(END SEALING)——X 轴裂片(BREAK OFF)—— 磨边—— 一次清洗(CLEAN) ——再定向(HEATING) ——光台目检(VISUAL INSP)—— 电测图形检验(ELECTRICAL)——二次清洗(CLEAN)—— 特殊制程(POLYGON)——背印(BACK PRINTING)—— 干墨(CURE)—— 贴片(POLARIZER ASSEMBLY)—— 热压(CLEAVER)—— 成检外观检判(FQC) ——上引线(BIT PIN)—— 终检(FINAL INSP)——包装(PACKING)—— 入库(IN STOCK
5,液晶显示屏是什么原理里面有所谓的液体么
液晶显示器主要原理为以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。不是,液晶显示器是用液晶材料来显像,液晶显示器,也就是俗称的LCD(Liquid Crystal Display)屏幕,液晶板的主要材料是液晶。常见的液晶显示设备有TN、STN、DSTN与TFT,前三种之制造基本原理皆相同,成为被动式矩阵液晶,而TFT则较为复杂,因保有记忆性,而称为主动式矩阵液晶由于液晶显示器具有占空间小、面板厚度薄、重量轻、可平面直角显示、耗电量低、无电磁波辐射、无热辐射等优越性,使之逐渐取代传统CRT映像管显视器。扩展资料:一部液晶显示器,是由液晶面板,供电模块,控制模块及外壳所构成,液晶面板之于液晶显示器,就如同映像管之于传统显示器,CPU之于计算机般的重要。液晶显示器在接收到讯号后,将画面完整呈现所需要的时间。若讯号反应太长,在播放动态影像时就会有延迟现象产生,一般计算单位为毫秒ms,此值愈小愈好,反应时间越快速,移动的画面才不会有尾影拖拽的感觉。参考资料来源:搜狗百科-液晶显示屏1. 液晶显示器(LCD) 目前科技信息产品都朝着轻、薄、短、小的目标发展,在计算机周边中拥有悠久历史的显示器产品当然也不例外。在便于携带与搬运为前题之下,传统的显示方式如CRT映像管显示器及LED显示板等等,皆受制于体积过大或耗电量甚巨等因素,无法达成使用者的实际需求。而液晶显示技术的发展正好切合目前信息产品的潮流,无论是直角显示、低耗电量、体积小、还是零辐射等优点,都能让使用者享受最佳的视觉环境。2. 液晶的诞生 要追溯液晶显示器的来源,必须先从「液晶」的诞生开始讲起。在公元1888年,一位奥地利的植物学家,菲德烈.莱尼泽(Friedrich Reinitzer)发现了一种特殊的物质。他从植物中提炼出一种称为螺旋性甲苯酸盐的化合物,在为这种化合物做加热实验时,意外的发现此种化合物具有两个不同温度的熔点。而它的状态介于我们一般所熟知的液态与固态物质之间,有点类似肥皂水的胶状溶液,但它在某一温度范围内却具有液体和结晶双方性质的物质,也由于其独特的状态,后来便把它命名为「Liquid Crystal」,就是液态结晶物质的意思。不过,虽然液晶早在1888年就被发现,但是真正实用在生活周遭的用品时,却是在80年后的事情了。 公元1968年,在美国RCA公司(收音机与电视的发明公司)的沙诺夫研发中心,工程师们发现液晶分子会受到电压的影响,改变其分子的排列状态,并且可以让射入的光线产生偏转的现象。利用此一原理,RCA公司发明了世界第一台使用液晶显示的屏幕。尔后,液晶显示技术被广泛的用在一般的电子产品中,举凡计算器、电子表、手机屏幕、医院所使用的仪器(因为有辐射计量的考虑)或是数字相机上面的屏幕等等。 令人玩味的是,液晶的发现比真空管或是阴极射线管还早,但世人了解此一现象的并不多,直到1962年才有第一本,由RCA研究小组的化学家乔.卡司特雷诺(Joe Castellano)先生所出版的书籍来描述。而与映像管相同的,这两项技术虽然都是由美国的RCA公司所发明的,却分别被日本的新力(Sony)与夏普(Sharp)两家公司发扬光大。3. 什么是液晶 液晶显示器是以液晶材料为基本组件,由于液晶是介于固态和液态之间,不但具有固态晶体光学特性,又具有液态流动特性,所以已经可以说是一个中间相。而要了解液晶的所产生的光电效应,我们必须来解释液晶的物理特性,包括它的黏性(visco-sity)与弹性(elasticity)和其极化性(polarizalility)。液晶的黏性和弹性从流体力学的观点来看,可说是一个具有排列性质的液体,依照作用力量不同的方向,应该有不同的效果。就好像是将一把短木棍扔进流动的河水中,短木棍随着河水流着,起初显得凌乱,过了一会儿,所有短木棍的长轴都自然的变成与河水流动的方向一致,这表示着次黏性最低的流动方式,也是流动自由能最低的一个物理模型。 此外,液晶除了有黏性的反应外,还具有弹性的反应,它们都是对于外加的力量,呈现了方向性的效果。也因此光线射入液晶物质中,必然会按照液晶分子的排列方式行进,产生了自然的偏转现像。至于液晶分子中的电子结构,都具备着很强的电子共轭运动能力,所以当液晶分子受到外加电场的作用,便很容易的被极化产生感应偶极性(induced dipolar),这也是液晶分子之间互相作用力量的来源。而一般电子产品中所用的液晶显示器,就是是利用液晶的光电效应,藉由外部的电压控制,再透过液晶分子的折射特性,以及对光线的旋转能力来获得亮暗情况(或著称为可视光学的对比),进而达到显像的目的。4. 液晶显示器的种类 液晶显示器,英文通称为LCD(Liquid Crystal Display),是属于平面显示器的一种,依驱动方式来分类可分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)以及主动矩阵驱动(Active Matrix)三种。其中,被动矩阵型又可分为扭转式向列型(Twisted Nematic;TN)、超扭转式向列型(Super Twisted Nematic;STN)及其它被动矩阵驱动液晶显示器;而主动矩阵型大致可区分为薄膜式晶体管型(Thin Film Transistor;TFT)及二端子二极管型(Metal/Insulator/Metal;MIM)二种方式。(详细的分类请参考附图)TN、STN及TFT型液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理之不同,在视角、彩色、对比及动画显示品质上有高低程次之差别,使其在产品的应用范围分类亦有明显区隔。以目前液晶显示技术所应用的范围以及层次而言,主动式矩阵驱动技术是以薄膜式晶体管型(TFT)为主流,多应用于笔记型计算机及动画、影像处理产品。而单纯矩阵驱动技术目前则以扭转向列(TN)、以及超扭转向列(STN)为主,目前的应用多以文书处理器以及消费性产品为主。在这之中,TFT液晶显示器所需的资金投入以及技术需求较高,而TN及STN所需的技术及资金需求则相对较低。5. 液晶显示器的运作原理 如以上所提,目前液晶显示技术大多以TN、STN、TFT三种技术为主轴,因此我们就这从这三种技术来探讨它们的运作原理。 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。 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。STN型的显示原理也似类似,如下图,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。 要在这边说明的是,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),分别透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。6. 液晶屏幕的驱动方式 在TN与STN型的液晶显示器中,所使用单纯驱动电极的方式,都是采用X、Y轴的交叉方式来驱动,如下图所示,因此如果显示部份越做越大的话,那么中心部份的电极反应时间可能就会比较久。而为了让屏幕显示一致,整体速度上就会变慢。讲的简单一点,就好像是CRT显示器的屏幕更新频率不够快,那是使用者就会感到屏幕闪烁、跳动;或着是当需要快速3D动画显示时,但显示器的显示速度却无法跟上,显示出来的要果可能就会有延迟的现象。所以,早期的液晶显示器在尺寸上有一定的限制,而且并不适合拿来看电影、或是玩3D游戏。 为了改善此一情形,后来液晶显示技术采用了主动式矩阵(active-matrix addressing)的方式来驱动,这是目前达到高数据密度液晶显示效果的理想装置,且分辨率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极,利用扫描法来选择任意一个显示点(pixel)的开与关。这其实是利用薄膜式晶体管的非线性功能来取代不易控制的液晶非线性功能。 如上图,在TFT型液晶显器中,导电玻璃上画上网状的细小线路,电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关,在每个线路相交的地方则有着一弄控制匣,虽然驱动讯号快速地在各显示点扫瞄而过,但只有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点得到足以驱动液晶分子的电压,使液晶分子轴转向而成「亮」的对比,不被选择的显示点自然就是「暗」的对比,也因此避免了显示功能对液晶电场效应能力的依靠。7. TFT型液晶显示器的运作原理 TFT型的液晶显示器较为复杂,主要的构成包括了,荧光管、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,也就是荧光灯管投射出光源,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。液晶显示器基本原理:来自主机的视频信号通过信号线送入液晶显示器内视频板,视频板接收到视频信号后,由视频板主芯片发出控制指令,分两路,一路通过屏线将视频信号送到液晶屏幕控制电路,通过改变液晶屏幕内液晶分子不同程度的扭曲达到显示画面的效果。由于液晶屏幕本身不会发光,因此还需要有背光源使用者才可以看到屏幕上显示的画面。这就是第二路控制信号,第二路控制信号送到显示器升压板,用于控制点亮液晶显示器背光源,这样,我们就可以很清楚的看到显示的画面了。液晶是一种高分子材料,因为其特殊的物理、化学、光学特性,20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。人们熟悉的物质状态(又称相)为气、液、固,较为生疏的是电浆和液晶。
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