文档介绍：中国新型显示技术分析及发展
史文剑
LCD显示器简介
LCD显示器的全称为Liquid Crystal Display液晶显示器,它还可以分TN-LCD、STN-LCD、DSTN-LCD、TFT-LCD等多种。TN-LCD称为扭曲向列型(Twisted Nematic)液晶显示器,STN-LCD称为超扭曲向列型(Super TN)液晶显示器,DSTN-LCD称为双扫描超扭曲向列型(Dual Scan Twisted Nematic))液晶显示器,TFT-LCD称为薄膜晶体管型(Thin Film Transistor)液晶显示器。前三种多用于电脑显示器,后一种主要用于大屏幕电视机图像显示器。
新型显示器的发展概况
目前在国际上,继CRT显示器之后已经开发成功的新型显示器一共有十多种,其中有:LCD、PDP、DLP、LCOS、OLED、SED、TDEL、FED、ELD、LD 等,这些显示器大多数属于平板数字显示器。现在已经商品化的大约只有5、6种,其中LCD和PDP仍是目前新型数字显示器的主流,LCD和PDP显示器分别约占新显示器市场中的70%和10%,其余20%为其它平板数字显示器。
LCD的原理及构造
液晶显示器的工作原理
要了解液晶显示器的工作原理,我们首先要了解光。
光是一种电磁波,即电磁场以波动形式传播。通常光是沿直线传播的,光波的振动方向垂直于光的传播方向。对自然光(如太阳光)来说,在垂直光传播方向的平面内,光波的振动方向是随机均匀分布的。如果光波振动方向是沿一个方向,这样的光称为线偏振光,这个振动方向称为偏振方向。偏振方向与光波的传播方向形成的平面称为偏振面。
当自然光通过液晶盒的入射偏光片后,只剩下振动方向跟入射偏光片偏光轴相同的光,即面为线偏振光,偏振光经过液晶盒后再由偏光片射出。这样,光是否能通过偏光片,通过量的多少取决于线偏振光经过液晶盒后的偏状态。液晶显示器就是通过控制光通过液晶盒后的偏振状态,从而控制最后透过偏听偏光片的光、状态来实现显示的。
具体来说,TN型液晶盒内液晶分子能形成一种扭曲结构主要是因为扭曲的螺距P(液晶分子扭曲360°,所需的液晶层厚度)与液晶的折射率各向异性(nc-no=△n)的乘积远大于可见光的波长2,即满足:P * △n》2
LCD的原理及构造
液晶显示器的工作原理
则入射光的偏振面将顺着液晶分子扭曲方向旋转。液晶分子长轴90°的旋光。当对两块玻璃片上的电极施加一定大小的电压后,液晶分子就转变为垂直于上下玻璃片排列,扭曲结构消失,导致旋光作用消失,这种电光效应就称为扭曲电场效应。
对于白底黑字的液晶显示器,上下偏光片相互垂直,入射的自然光经入射偏光片后变成平面偏振光。液晶盒未加电压时,偏振光顺着分子的扭曲结构扭转90°,振动方向变成和偏光片的偏光轴一致,因此可顺利通过偏光片。这时显示器呈透明状态,处于非显示状态。而当驱动电路将驱动的信号电压加至需要显示的相关电极时,该部分液晶分子扭曲结构消失,丧失了旋光功能。从入射偏光片出射人偏光偏振方向未经改变就到达偏光片。由于其偏振方向与偏光片光轴方向垂直,偏振光将无法透过偏光片。这样,该显示电极部分就变得不透明,呈现黑色,处于显示状态。
当电压信号撤除以后,液晶分子受到定向层表面锚定的作用而恢复扭曲排列,显示器又变得透明。
对于黑底白字的液晶显示器,上下偏光片的偏光轴方向相互平行,这样,在未加电压信号时显示器处于不透光的“暗”状态,加电压后为透明的“亮”状态。
LCD的种类
在介绍液晶示器制造过程之前,我们先来了解一下液晶显示器的结构以及它的显示原理。
1、定义:
通常,我们在数字式电子表与手提电脑上所看到的显示数字之玻璃薄片即称之为液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称LCD)。
2、优点:
平板型显示,体积小,重量轻,寿命长,结构简单,功耗低,驱动电压低,可用大规模集成电路直接驱动,可以在明亮的状态下显示,不含有害射线等。
3、种类:
①按显示方式,可分为透射型(全透和半透)、反射型两大类。
②按显示机理,可分为如下五种:
TN(Twist Nematic) 扭曲向列型
HTN(High Twist Nematic) 高扭曲向列型
STN(Super Twist Nematic) 超扭曲向列型
FSTN(Film Super Twist Nematic) 薄膜超扭曲向列型
TFT(Thin-film Transistor) 薄膜晶体管
LCD的原理及构造
LCD的原理及构造
LCD的基本构造
4、 TN型、HTN型、STN型的优缺点及其实用范围
LCD的原理及构造
LCD的基本构造
液晶显示器件从结构上说,属于平板显示器件。其基本结构,呈平板形