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| 液晶(LCD)显示器的基本原理知识 |
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 液晶(LCD)显示器的基本原理知识
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随着技术的发展和人们要求的不断提高，对于原来传统的阴极射线管（CRT）显示器的体积大、重量大和功耗大的缺点越来越不满意。特别是在便携式、小型化和低功耗的应用中，人们期望着体积小、重量轻和功耗小的平板显示器的出现。在这种需求的推动下，液晶平板显示器（LCD）首先应用而生。由于液晶显示器（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等多方面的优势,在近年来价格不断下跌的吸引下，占领了相当大的市场,逐渐取代CRT主流地位。
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，若加上彩色滤光片，则可显示彩色影像。
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 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。
液晶显示原理：在两片玻璃基板上装有配向膜，所以液晶会沿着沟槽配向，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；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。液晶显示器便是根据此电压有无，使面板达到显示效果。
LCD面板结构：LCD的面板厚度不到1公分，十分轻薄短小，它由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。一个液晶盒包括玻璃基板、彩色滤光片、偏光板、配向膜等材料，当灌入液晶材料（液晶空间不到5×10-6m）后，一个液晶盒就形成了。
LCD 产品种类：根据液晶驱动方式分类，可将目前LCD产品分为扭曲向列（TN/Twisted Nematic）型、超扭曲向列(STN/Super Twisted Nematic）型及薄膜晶体管（TFT/Thin Film Transistor）二大类。
1、TN液晶显示器的原理
TN 液晶显示器是在一对平行放置的偏光板间填充了液晶。这一对偏光板的偏振光方向是相互垂直的。液晶分子在偏光板之间排列成多层。
在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，但长轴取向都是平行于偏光板的。正是由于分子按这种方式排列，所以被称为向列型液晶。
另一方面，在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90°。其中，邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。也正是因为液晶分子呈现的这种扭曲排列，而被称为扭曲向列型液晶显示器。一旦通过电极给液晶分子加电之后，由于受到外界电压的影响，不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态。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，字符就可以显示在屏幕上了。
2、TFT型液晶显示器的原理
TFT 型液晶显示器也采用了两夹层间填充液晶分子的设计。只不过是把TN上部夹层的电极改为了FET晶体管，而下层改为了共通电极。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了类似日光灯的光管。光源照射时先通过下偏光板向上透出，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为止。
相对而言，TN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液晶和TN液晶显示原理的 大不同
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本文刊于：2011-1-6 16:44:27 |
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