LCD液晶显示器工作原理
今天的液晶显示器分为平板显示器、双扫描液晶显示器、无源矩阵液晶显示器和有源矩阵液晶显示器。液晶显示器面世以来已有30年了,但由于过去一直以为研发效率甚低,发展很慢,LCD显示的画面质量不尽人意。今天,由于其圆滑的外表、纤细的身材、酷酷的造型、占用空间小、重量轻、功耗低(约15-30瓦),并且成为财富和身份的象征,液晶显示器市场需求日益增加,快速流行起来。
随着时间的推移,液晶显示器的价格降到了可以接受的水平,并在亮度、清晰度和锐度等方面有了很大改善,画质大大改进。出于这些原因,消费者和终端用户开始从传统的选择CRT(阴极射线管显示器)转向液晶显示器。早前的液晶显示技术反应时间慢、效率低、对比度差。后来用了矩阵技术,采用无源矩阵(被动矩阵),能显示高清晰度的文本,但当显示画面快速改变时,会在画面上留下飘忽的“鬼影”,不适用于动态视频播放。今天,多数黑白掌上电脑、寻呼机和移动电话都使用有源矩阵(积极矩阵)液晶显示器。有源矩阵液晶显示器对每一个象素独立编址,能显示出比CTR显示器更尖锐清晰的文本,不象CRT显示器那样,在聚焦不好的时候会使每构成画面的每一个像素变得模糊不清。
液晶显示器(LCD/Liquid Crystal Display)的显像原理,是将液晶置于两片导电玻璃之间,靠两个电极间电场的驱动,引起液晶分子扭曲向列的电场效应,以控制光源透射或遮蔽功能,在电源关开之间产生明暗而将影像显示出来,若加上彩霞色滤光片,则可显示彩色影像。
何谓液晶
液晶于1888年由奥地利植物学者Reinitzer发现,是一种介于固体与液体之间,具有规则性分子排列的有机化合物,一般最常用的液晶型式为向列(nematic)液晶,分子形状为细长棒形,长宽约1nm~10nm,在不同电流电场作用下,液晶分子会做规则旋转90度排列,产生透光度的差别,如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别,依此原理控制每个像素,便可构成所需图像。
液晶分子形状子构造
液晶显示原理
在两片玻璃基板上装有配向膜,所以液晶会沿者沟槽配向,由于玻璃基板配向膜沟槽偏离90度,所以液晶分子成为扭转型,当玻璃基板没有加入电场时,光线透过偏光板跟着液晶做90度扭转,通过下方偏光板,液晶面板显示白色(如图左);当玻璃基板加入电场时,液晶分子产生配列变化,光线通过液晶分子空隙维持原方向,被下方偏光板遮蔽,光线被吸收无法透出,液晶面板显示黑色(如图右)。液晶显示器便是根据此电压有无,使面板达到显示效果。
液晶配列显示原理图
LCD面板结构
在厚度不到1公分的LCD面板中,看似轻薄短小,其实内部包含二十多项材料及元件所构成,不同类型LCD所需材料不尽相同,基本上LCD结构如同三明治般,在2片玻璃基板内夹者彩色滤光片、偏光板、配向膜等材料,灌入液晶材料(液晶空间不到5×10-6m),最后封装成一个液晶盒。
TEL-LCD产品结构图
LCD产品种类
目前市面上的液晶显示器主要有两类:DSTN(dual-scan twisted nematic,双扫描交错液晶显示)和TFT(thin film transistor,薄膜晶体管显示),也就是被动矩阵(无源矩阵)和积极矩阵(有源矩阵)两种。液晶显示器有几层构造,它们依次是:垂直线性偏光器、玻璃薄片、透明X电极、校准层、液态晶体流、校准层、透明Y电极、玻璃薄片、水平线性编光器。如图:
LCD液晶显示器工作原理



