光電顯示技術(shù)_液晶顯示技術(shù)

1、目目 錄錄 1. 緒論緒論 2. 陰極射線管陰極射線管(CRT)顯示技術(shù)顯示技術(shù) 3. 液晶顯示器件液晶顯示器件 4. 發(fā)光二極管發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)顯示技術(shù) 5. 等離子顯示器件等離子顯示器件 6. 激光顯示技術(shù)激光顯示技術(shù) 7. 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 8. 大屏幕顯示技術(shù)大屏幕顯示技術(shù) 光 電 顯 示 技 術(shù)2. 液晶的晶相液晶的晶相 常見液晶的晶相有向列相（常見液晶的晶相有向列相（nematic）、膽甾相）、膽甾相（cholesteric）和近晶相（）和近晶相（smectic）等。）等。圖圖3.3 3種常見液晶相種常見液晶相第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)（1）向

2、列相）向列相 向列相亦稱絲狀相。它由長、徑比很大的棒狀分子組成。向列相亦稱絲狀相。它由長、徑比很大的棒狀分子組成。分子大致平行排列，質(zhì)心位置雜亂無序，具有類似于普通分子大致平行排列，質(zhì)心位置雜亂無序，具有類似于普通液體的流動性。液體的流動性。特點：特點：l向列液晶由于其液晶分子重心雜亂無序，并可在三維范圍向列液晶由于其液晶分子重心雜亂無序，并可在三維范圍內(nèi)移動，表現(xiàn)出液體的特征內(nèi)移動，表現(xiàn)出液體的特征可流動性。可流動性。l所有分子的長軸大體指向一個方向，使向列液晶具有單軸所有分子的長軸大體指向一個方向，使向列液晶具有單軸晶體的光學(xué)特性（折射系數(shù)，沿著及垂直于這個有序排列晶體的光學(xué)特性（折射系數(shù)

3、，沿著及垂直于這個有序排列的方向而不同），一般是單軸正性。的方向而不同），一般是單軸正性。l而在電學(xué)上又具有明顯的介電各向異性，而在電學(xué)上又具有明顯的介電各向異性，l由于向列相液晶各個分子容易順著長軸方向自由移動且分由于向列相液晶各個分子容易順著長軸方向自由移動且分子的排列和運動比較自由，致使向列相液晶具有的黏度小、子的排列和運動比較自由，致使向列相液晶具有的黏度小、富于流動性、對外界作用相當敏感等特點。富于流動性、對外界作用相當敏感等特點。 第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)（2）膽甾相）膽甾相 膽甾相亦稱螺旋相。它可看作是由向列相平面重疊而成膽甾相亦稱螺旋相。它可看作是由向列相平面重疊而

4、成的，一個平面內(nèi)的分子互相平行，逐次平面的分子方向成的，一個平面內(nèi)的分子互相平行，逐次平面的分子方向成螺旋式（螺距約螺旋式（螺距約3000 ），與可見光波長同數(shù)量級。），與可見光波長同數(shù)量級。特點：特點： 光學(xué)上一般是單軸負性。光學(xué)上一般是單軸負性。 向列相液晶與膽甾相液晶可以互相轉(zhuǎn)換，在向列相液晶中向列相液晶與膽甾相液晶可以互相轉(zhuǎn)換，在向列相液晶中加入旋光材料，會形成膽甾相，在膽甾相液晶中加入消旋加入旋光材料，會形成膽甾相，在膽甾相液晶中加入消旋光向列相材料，能將膽甾相轉(zhuǎn)變成向列相。光向列相材料，能將膽甾相轉(zhuǎn)變成向列相。 膽甾相液晶在顯示技術(shù)中很有用，扭曲向列（膽甾相液晶在顯示技術(shù)中很有用，

5、扭曲向列（twisted nematic，TN）、超扭曲向列（）、超扭曲向列（Super Twisted Nematic，STN）、相變（）、相變（phase change，PC）顯示都是在向列相液晶）顯示都是在向列相液晶中加入不同比例的膽甾相液晶而獲得的中加入不同比例的膽甾相液晶而獲得的 。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)（3）近晶相：近晶相亦稱層狀相或脂狀相。它的分子分層排列，層內(nèi)）近晶相：近晶相亦稱層狀相或脂狀相。它的分子分層排列，層內(nèi)分子互相平行，其方向可以是垂直于層面，或與層面傾斜，層內(nèi)分分子互相平行，其方向可以是垂直于層面，或與層面傾斜，層內(nèi)分子質(zhì)心可以無序、能自由平移、似液體

6、；或有序呈二維點陣。分子子質(zhì)心可以無序、能自由平移、似液體；或有序呈二維點陣。分子層與層之間的相關(guān)程度在不同的相中有強有弱。手征性分子化合物層與層之間的相關(guān)程度在不同的相中有強有弱。手征性分子化合物則可以以扭曲的螺旋片層狀出現(xiàn)，非扭曲型近晶相依其發(fā)現(xiàn)先后，則可以以扭曲的螺旋片層狀出現(xiàn)，非扭曲型近晶相依其發(fā)現(xiàn)先后，以以A、B、C等命名等命名 ，如圖，如圖3.4所示。近晶相因為它的高度有序性，經(jīng)所示。近晶相因為它的高度有序性，經(jīng)常出現(xiàn)在較低溫的范例內(nèi)。近晶液晶黏度大，分子不易轉(zhuǎn)動，即響常出現(xiàn)在較低溫的范例內(nèi)。近晶液晶黏度大，分子不易轉(zhuǎn)動，即響應(yīng)速度慢，一般不宜作顯示器件。應(yīng)速度慢，一般不宜作顯示器

7、件。圖圖3.4 近晶相示意圖近晶相示意圖A相的分子與層面垂直，層內(nèi)分子質(zhì)心相的分子與層面垂直，層內(nèi)分子質(zhì)心無序，像二維流體。層厚約等于或略無序，像二維流體。層厚約等于或略小于分子長度。含氰基（小于分子長度。含氰基（CN）化合）化合物的物的A相可能出現(xiàn)雙分子層結(jié)構(gòu)，為相可能出現(xiàn)雙分子層結(jié)構(gòu)，為1.22m。 B相，片層內(nèi)的分子質(zhì)心排列成面心六角形，相，片層內(nèi)的分子質(zhì)心排列成面心六角形，分子垂直于層面，片層之間的關(guān)聯(lián)隨材料不分子垂直于層面，片層之間的關(guān)聯(lián)隨材料不同各有強弱，同各有強弱，B相在光學(xué)上是單軸正性相在光學(xué)上是單軸正性 C相與相與A相在結(jié)構(gòu)上唯一不同之處是分子相在結(jié)構(gòu)上唯一不同之處是分子與層

8、面傾斜，傾角各層相同并互相平行，與層面傾斜，傾角各層相同并互相平行，因此因此C相在光學(xué)上是雙軸的。相在光學(xué)上是雙軸的。C相由手性相由手性分子組成，與分子組成，與A相類似，不同的是分子在相類似，不同的是分子在層面上的投影像膽甾相那樣呈螺旋狀變層面上的投影像膽甾相那樣呈螺旋狀變化，光學(xué)上是單軸正性。對稱性允許化，光學(xué)上是單軸正性。對稱性允許C相相出現(xiàn)與分子垂直而與層面平行的自發(fā)極出現(xiàn)與分子垂直而與層面平行的自發(fā)極化矢量，這就是鐵電性液晶（化矢量，這就是鐵電性液晶（1975年年R.B.邁耶等首次合成）邁耶等首次合成） 第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)長形分子除上述長形分子除上述3大類結(jié)構(gòu)外，還有

9、光學(xué)上各向異性的大類結(jié)構(gòu)外，還有光學(xué)上各向異性的D相，由若干相，由若干分子為一組的單元所構(gòu)成的體心立方結(jié)構(gòu)。分子為一組的單元所構(gòu)成的體心立方結(jié)構(gòu)。1977年，印度年，印度S.Chandrasekhar等合成了盤形分子液晶。這些分子均具有一個扁平等合成了盤形分子液晶。這些分子均具有一個扁平的圓形或橢圓形剛性中心部分，周圍有長而柔軟的脂肪族鏈。盤形的圓形或橢圓形剛性中心部分，周圍有長而柔軟的脂肪族鏈。盤形分子液晶具有向列相、膽甾相和柱狀相分子液晶具有向列相、膽甾相和柱狀相3類結(jié)構(gòu)。盤形分子的向列類結(jié)構(gòu)。盤形分子的向列相和膽甾相與上述長形分子相似，只需把長形分子的長棒軸用盤形相和膽甾相與上述長形分子

10、相似，只需把長形分子的長棒軸用盤形分子的法向軸代替即可。柱狀相是盤形分子所特有的結(jié)構(gòu)，盤形分分子的法向軸代替即可。柱狀相是盤形分子所特有的結(jié)構(gòu)，盤形分子在柱狀相中堆積成柱，在同一柱中分子間隔可以是規(guī)則有序的，子在柱狀相中堆積成柱，在同一柱中分子間隔可以是規(guī)則有序的，當然，柱狀相也可以是不規(guī)則無序的，不同柱內(nèi)的分子質(zhì)心位置無當然，柱狀相也可以是不規(guī)則無序的，不同柱內(nèi)的分子質(zhì)心位置無相關(guān)性。各分子柱可以排列成六角形或長方形，如圖相關(guān)性。各分子柱可以排列成六角形或長方形，如圖3.5所示。所示。圖圖3.5 柱狀相液晶柱狀相液晶第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) 長形和盤形分子構(gòu)成的液晶的各向異性與分

11、子本身的不對長形和盤形分子構(gòu)成的液晶的各向異性與分子本身的不對稱形狀有關(guān)。這些液晶的基本性質(zhì)，絕大部分可以通過無稱形狀有關(guān)。這些液晶的基本性質(zhì)，絕大部分可以通過無體積的一維或二維分子模型來描述。體積的一維或二維分子模型來描述。 相變序列改變溫度時，長形分子各液晶相之間的轉(zhuǎn)變序列相變序列改變溫度時，長形分子各液晶相之間的轉(zhuǎn)變序列可以有兩種（冷卻時由右至左）：可以有兩種（冷卻時由右至左）： 1）X-H（H ）-G-F（F ）-I-B-C（C ）-A-N（N -B -B ）-I。 2）X-E-B-A-N-I。 H（H ）等表示）等表示H或或H ，X和和I分別代表晶體和各向同性液分別代表晶體和各向同性

12、液體。當然，特殊的液晶化合物并不一定具有上述所有的相。體。當然，特殊的液晶化合物并不一定具有上述所有的相。上面的序列只是表明這些相如有出現(xiàn)則以這種順序。如表上面的序列只是表明這些相如有出現(xiàn)則以這種順序。如表3.1所示的長形分子的液晶相結(jié)構(gòu)及相變序列。所示的長形分子的液晶相結(jié)構(gòu)及相變序列。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)表表3.1 長形分子的液晶相結(jié)構(gòu)及其相變序列長形分子的液晶相結(jié)構(gòu)及其相變序列第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)3.1.2 液晶的物理性質(zhì)液晶的物理性質(zhì) 液晶受擾動時，分子取向有恢復(fù)平行排列的能力，稱為液晶受擾動時，分子取向有恢復(fù)平行排列的能力，稱為曲率彈性，彈性常數(shù)一般很小

13、。向列相和膽甾相的分子曲率彈性，彈性常數(shù)一般很小。向列相和膽甾相的分子取向改變有取向改變有3種形式：展曲、扭曲、彎曲。近晶相發(fā)生種形式：展曲、扭曲、彎曲。近晶相發(fā)生形變時，層厚保持不變，只有展曲和層面位移引起的混形變時，層厚保持不變，只有展曲和層面位移引起的混合彈性。合彈性。 液晶既是抗磁體，又是介電材料，介電各向異性依材料液晶既是抗磁體，又是介電材料，介電各向異性依材料而定，并與頻率有關(guān)。液晶分子受外電場或磁場影響容而定，并與頻率有關(guān)。液晶分子受外電場或磁場影響容易改變?nèi)∠?。易改變?nèi)∠颉５诘?章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)譬如，把膽甾相放在與螺距相垂直的外磁場中，磁譬如，把膽甾相放在與螺距相

14、垂直的外磁場中，磁場達到數(shù)千高斯即可使螺距成為無窮大，膽甾相變場達到數(shù)千高斯即可使螺距成為無窮大，膽甾相變?yōu)橄蛄邢?。液晶發(fā)生展曲或彎曲時，會產(chǎn)生極化甚為向列相。液晶發(fā)生展曲或彎曲時，會產(chǎn)生極化甚至產(chǎn)生空間電荷，這是由于形變使分子的電偶極矩至產(chǎn)生空間電荷，這是由于形變使分子的電偶極矩不再相互抵消，這種現(xiàn)象稱為撓曲電效應(yīng)。不再相互抵消，這種現(xiàn)象稱為撓曲電效應(yīng)。v 液晶是非線性光學(xué)材料，具有雙折射性質(zhì)。液晶是非線性光學(xué)材料，具有雙折射性質(zhì)。v液晶的缺陷有位錯和向（斜）錯兩種，后者是由于分子液晶的缺陷有位錯和向（斜）錯兩種，后者是由于分子取向發(fā)生不連續(xù)變化引起的，向列相只有點向錯和線向取向發(fā)生不連續(xù)變

15、化引起的，向列相只有點向錯和線向錯；膽甾相可以有位錯和向錯。液晶缺陷的研究導(dǎo)致了錯；膽甾相可以有位錯和向錯。液晶缺陷的研究導(dǎo)致了對有序結(jié)構(gòu)奇異性的拓撲分類。對有序結(jié)構(gòu)奇異性的拓撲分類。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)3.1.3 液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)液晶的電氣光學(xué)效應(yīng) 液晶的特性與結(jié)構(gòu)介于固態(tài)晶體與各向同性液液晶的特性與結(jié)構(gòu)介于固態(tài)晶體與各向同性液體之間，是有序性的流體。從宏觀物理性質(zhì)看，它體之間，是有序性的流體。從宏觀物理性質(zhì)看，它既具有液體的流動性、黏滯性，又具有晶體的各向既具有液體的流動性、黏滯性，又具有晶體的各向異性，能像晶體一樣發(fā)生雙折射、布拉格反射、衍異性，能像晶體一樣發(fā)生雙折射、

16、布拉格反射、衍射及旋光效應(yīng)，也能在外場作用（如電、磁場作用）射及旋光效應(yīng)，也能在外場作用（如電、磁場作用）下產(chǎn)生熱光、電光或磁光效應(yīng)。液晶分子在某種排下產(chǎn)生熱光、電光或磁光效應(yīng)。液晶分子在某種排列狀態(tài)下，通過施加電場，將向著其它排列狀態(tài)變列狀態(tài)下，通過施加電場，將向著其它排列狀態(tài)變化，液晶的光學(xué)性質(zhì)也隨之變化。這種通過電學(xué)方化，液晶的光學(xué)性質(zhì)也隨之變化。這種通過電學(xué)方法，產(chǎn)生光變化的現(xiàn)象稱為液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)，法，產(chǎn)生光變化的現(xiàn)象稱為液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)，簡稱電光效應(yīng)（簡稱電光效應(yīng)（Electro-Optic Effect）。）。 液晶的電光效應(yīng)主要包括以下幾種液晶的電光效應(yīng)主要包括以下幾種:

17、1）液晶的雙折射現(xiàn)象：液晶會像晶體那樣，）液晶的雙折射現(xiàn)象：液晶會像晶體那樣，因折射率的各向異性而發(fā)生雙折射現(xiàn)象，從因折射率的各向異性而發(fā)生雙折射現(xiàn)象，從而呈現(xiàn)出許多有用的光學(xué)性質(zhì)：而呈現(xiàn)出許多有用的光學(xué)性質(zhì)：能使入射光能使入射光的前進方向偏于分子長軸方向；能夠改變?nèi)氲那斑M方向偏于分子長軸方向；能夠改變?nèi)肷涔獾钠駹顟B(tài)或方向；能使入射偏振光以射光的偏振狀態(tài)或方向；能使入射偏振光以左旋光或右旋光進行反射或透射。左旋光或右旋光進行反射或透射。這些光學(xué)這些光學(xué)性質(zhì)，都是液晶能作為顯示材料應(yīng)用的重要性質(zhì)，都是液晶能作為顯示材料應(yīng)用的重要原因原因 . 第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) 2）電控雙折射

18、效應(yīng)：）電控雙折射效應(yīng)：對液晶施加電場，使液晶的排列對液晶施加電場，使液晶的排列方向發(fā)生變化，因為排列方向的改變，按照一定的偏振方向發(fā)生變化，因為排列方向的改變，按照一定的偏振方向入射的光，將在液晶中發(fā)生雙折射現(xiàn)象。方向入射的光，將在液晶中發(fā)生雙折射現(xiàn)象。這一效應(yīng)這一效應(yīng)說明，液晶的光軸可以由外電場改變，光軸的傾斜隨電說明，液晶的光軸可以由外電場改變，光軸的傾斜隨電場的變化而變化，因而兩雙折射光束間的相位差也隨之場的變化而變化，因而兩雙折射光束間的相位差也隨之變化，當入射光為復(fù)色光時，出射光的顏色也隨之變化。變化，當入射光為復(fù)色光時，出射光的顏色也隨之變化。因此液晶具有比晶體靈活多變的電旋光性

19、質(zhì)。因此液晶具有比晶體靈活多變的電旋光性質(zhì)。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) 3）動態(tài)散射：當在液晶兩極加電壓驅(qū)動時，由于電光）動態(tài)散射：當在液晶兩極加電壓驅(qū)動時，由于電光效應(yīng)，液晶將產(chǎn)生不穩(wěn)定性，透明的液晶會出現(xiàn)一排排均勻效應(yīng)，液晶將產(chǎn)生不穩(wěn)定性，透明的液晶會出現(xiàn)一排排均勻的黑條紋，這些平行條紋彼此間隔數(shù)的黑條紋，這些平行條紋彼此間隔數(shù)10 m，可以用作光柵。，可以用作光柵。進一步提高電壓，液晶不穩(wěn)定性加強，出現(xiàn)湍流，從而產(chǎn)生進一步提高電壓，液晶不穩(wěn)定性加強，出現(xiàn)湍流，從而產(chǎn)生強烈的光散射，透明的液晶變得混濁不透明。斷電后液晶又強烈的光散射，透明的液晶變得混濁不透明。斷電后液晶又恢復(fù)了透

20、明狀態(tài)，這就是液晶的動態(tài)散射（恢復(fù)了透明狀態(tài)，這就是液晶的動態(tài)散射（dynamic scattering）。液晶材料的動態(tài)散射是制造顯示器件的重要）。液晶材料的動態(tài)散射是制造顯示器件的重要依據(jù)。依據(jù)。 4）旋光效應(yīng)：在液晶盒中充入向列型液晶，把兩玻）旋光效應(yīng)：在液晶盒中充入向列型液晶，把兩玻璃片繞在與它們互相垂直的軸相扭轉(zhuǎn)璃片繞在與它們互相垂直的軸相扭轉(zhuǎn)90，向列型液晶，向列型液晶的內(nèi)部就發(fā)生了扭曲，這樣就形成了一個具有扭曲排列的內(nèi)部就發(fā)生了扭曲，這樣就形成了一個具有扭曲排列的向列型液晶的液晶盒。在這樣的液晶盒前、后放置起的向列型液晶的液晶盒。在這樣的液晶盒前、后放置起偏振片和檢偏器，并使其偏

21、振化方向平行，在不施加電偏振片和檢偏器，并使其偏振化方向平行，在不施加電場時，讓一束白光射入，液晶盒會使入射光的偏振光軸場時，讓一束白光射入，液晶盒會使入射光的偏振光軸順從液晶分子的扭曲而旋轉(zhuǎn)順從液晶分子的扭曲而旋轉(zhuǎn)90。 5）賓主效應(yīng)：將二向色性染料摻入液晶中，并均勻混）賓主效應(yīng)：將二向色性染料摻入液晶中，并均勻混合起來，處在液晶分子中的染料分子將順著液晶指向矢合起來，處在液晶分子中的染料分子將順著液晶指向矢量方向排列。在電壓為零時，染料分子與液晶分子都平量方向排列。在電壓為零時，染料分子與液晶分子都平行于基片排列，對可見光有一個吸收峰，當電壓達到某行于基片排列，對可見光有一個吸收峰，當電壓

22、達到某一值時，吸收峰值大為降低，使透射光的光譜發(fā)生變化。一值時，吸收峰值大為降低，使透射光的光譜發(fā)生變化?？梢姡油怆妶鼍湍芨淖円壕Ш械念伾?，從而實現(xiàn)彩色可見，加外電場就能改變液晶盒的顏色，從而實現(xiàn)彩色顯示。由于染料少，且以液晶方向為準，所以染料為顯示。由于染料少，且以液晶方向為準，所以染料為“賓賓”，液晶則為，液晶則為“主主”，因此得名，因此得名“賓主（賓主（guest-host，G-H）”效應(yīng)。效應(yīng)。 電控雙折射、旋光效應(yīng)都可以應(yīng)用于彩色顯示的實電控雙折射、旋光效應(yīng)都可以應(yīng)用于彩色顯示的實現(xiàn)?，F(xiàn)。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)3.2 液晶顯示器件液晶顯示器件3.2.1 液晶顯示器件的

23、構(gòu)造液晶顯示器件的構(gòu)造圖圖3.6 典型典型LCD結(jié)構(gòu)截面結(jié)構(gòu)截面將設(shè)有透明電極的兩塊玻璃基板用環(huán)氧類黏合劑以46 m間隙進行封合，并把液晶封入其中而成，與液晶相接的玻璃基板表面有使液晶分子取向的膜。如果是彩色顯示，在一側(cè)的玻璃基板內(nèi)面與像素相對應(yīng)，設(shè)有由三基色形成的微彩色濾光片。 第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) LCD是非發(fā)光型的。其特點是視感舒適，而且是很是非發(fā)光型的。其特點是視感舒適，而且是很緊湊的平板型。緊湊的平板型。 LCD的驅(qū)動由于模式的不同而多少的驅(qū)動由于模式的不同而多少有點區(qū)別，但都有以下特點：有點區(qū)別，但都有以下特點： （1）是具有電學(xué)雙向性的高電阻、電容性器件，）是具有

24、電學(xué)雙向性的高電阻、電容性器件，其驅(qū)動電壓是交流的。其驅(qū)動電壓是交流的。 （2）在沒有頻率相依性的區(qū)域，對于施加電壓的）在沒有頻率相依性的區(qū)域，對于施加電壓的有效值響應(yīng)（鐵電液晶除外）。有效值響應(yīng)（鐵電液晶除外）。 （3）是低電壓、低功耗工作型，）是低電壓、低功耗工作型，CMOS驅(qū)動也是可驅(qū)動也是可以的。以的。 （4）器件特性以及液晶物理性質(zhì)常數(shù)的溫度系數(shù)）器件特性以及液晶物理性質(zhì)常數(shù)的溫度系數(shù)比較大，響應(yīng)速度在低溫下較慢。比較大，響應(yīng)速度在低溫下較慢。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)3.2.2 液晶顯示器件的顯像原理液晶顯示器件的顯像原理 1. 液晶的基本顯示原理液晶的基本顯示原理 液晶

25、的物理特性是：當通電時導(dǎo)通，排列液晶的物理特性是：當通電時導(dǎo)通，排列變得有序，使光線容易通過；不通電時排列混變得有序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透，從技術(shù)上說，液晶面板包含了兩讓光線穿透，從技術(shù)上說，液晶面板包含了兩片相當精致的無鈉玻璃素材，中間夾著一層液片相當精致的無鈉玻璃素材，中間夾著一層液晶。當光束通過這層液晶時，液晶本身會排排晶。當光束通過這層液晶時，液晶本身會排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。利通過。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)

26、（1）單色液晶顯示器的原理）單色液晶顯示器的原理 LCD技術(shù)是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的技術(shù)是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直（相交成槽互相垂直（相交成90）。也就是說，若一個平面上的分子南北向）。也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個平面之間的分子排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種被強迫進入一種90扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90。但當液晶上加一個電壓時

27、，分子。但當液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。圖圖3.7 光線穿透示意圖光線穿透示意圖第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構(gòu)成，所以在正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構(gòu)成，所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光器濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光器后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90，最后從第二個濾光器中穿出。

28、，最后從第二個濾光器中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光器擋住，如平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光器擋住，如圖圖3.8所示。總之，加電將光線阻斷，不加電則使光線射出。所示?？傊?，加電將光線阻斷，不加電則使光線射出。 圖圖3.8 光線阻斷示意圖光線阻斷示意圖第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由，其間由5m的液的液晶材料均勻隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以在晶材料均勻隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以

29、在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜。背光板是由面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜。背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中層之后進入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多的水晶液滴都被包含在細小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一

30、個像素。在玻璃板與液晶材料個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當電路部分和驅(qū)動電路部分。當LCD中的電極產(chǎn)生電場時，中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕

31、上顯規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。示出來。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)（2）彩色）彩色LCD顯示器工作原理顯示器工作原理 在彩色在彩色LCD面板中，每一個像素都是由面板中，每一個像素都是由3個液個液晶單元格構(gòu)成，其中每一個單元格前面都分別晶單元格構(gòu)成，其中每一個單元格前面都分別有紅色、綠色或藍色的過濾器。這樣，通過不有紅色、綠色或藍色的過濾器。這樣，通過不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。顏色。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)LCD與與CRT的優(yōu)缺點比較的優(yōu)缺點比較: LCD克服了克服了CRT體積龐大、耗

32、電和閃爍的缺點，但同時體積龐大、耗電和閃爍的缺點，但同時也帶來了造價過高、視角不廣以及彩色顯示不理想等也帶來了造價過高、視角不廣以及彩色顯示不理想等問題。問題。CRT顯示可選擇一系列分辨率，而且能按屏幕顯示可選擇一系列分辨率，而且能按屏幕要求加以調(diào)整，但要求加以調(diào)整，但LCD屏只含有固定數(shù)量的液晶單元，屏只含有固定數(shù)量的液晶單元，只能在全屏幕使用一種分辨率顯示。只能在全屏幕使用一種分辨率顯示。 LCD顯示屏包含了在顯示屏包含了在CRT技術(shù)中未曾用到的一些東西。技術(shù)中未曾用到的一些東西。為屏幕提供光源的是盤繞在其背后的熒光管。有時，為屏幕提供光源的是盤繞在其背后的熒光管。有時，會發(fā)現(xiàn)屏幕的某一部

33、分出現(xiàn)異常亮的線條，也可能出會發(fā)現(xiàn)屏幕的某一部分出現(xiàn)異常亮的線條，也可能出現(xiàn)一些不雅的條紋，一幅特殊的淺色或深色圖像會對現(xiàn)一些不雅的條紋，一幅特殊的淺色或深色圖像會對相鄰的顯示區(qū)域造成影響。此外，一些相當精密的圖相鄰的顯示區(qū)域造成影響。此外，一些相當精密的圖案（比如經(jīng)抖動處理的圖像）可能在液晶顯示屏上出案（比如經(jīng)抖動處理的圖像）可能在液晶顯示屏上出現(xiàn)難看的波紋或者干擾紋?，F(xiàn)難看的波紋或者干擾紋。 第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) 現(xiàn)在，幾乎所有的應(yīng)用于筆記本或桌面現(xiàn)在，幾乎所有的應(yīng)用于筆記本或桌面系統(tǒng)的系統(tǒng)的LCD都使用薄膜晶體管（都使用薄膜晶體管（TFT）激）激活液晶層中的單元格，活液晶

34、層中的單元格，TFT-LCD技術(shù)能夠技術(shù)能夠顯示更加清晰、明亮的圖像。早期的顯示更加清晰、明亮的圖像。早期的LCD由于是非主動發(fā)光器件，速度低、由于是非主動發(fā)光器件，速度低、效率差、對比度小，雖然能夠顯示清晰效率差、對比度小，雖然能夠顯示清晰的文字，但是在快速顯示圖像時往往會的文字，但是在快速顯示圖像時往往會產(chǎn)生陰影，影響視頻的顯示效果。因此，產(chǎn)生陰影，影響視頻的顯示效果。因此，如今只被應(yīng)用于需要黑白顯示的掌上電如今只被應(yīng)用于需要黑白顯示的掌上電腦、呼機或手機中。腦、呼機或手機中。 第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)（3）液晶顯示器件的顯示方式）液晶顯示器件的顯示方式LCD的顯示方式可分為兩

35、種：的顯示方式可分為兩種： LCD面板本身為顯示面的直觀式；面板本身為顯示面的直觀式； 將將LCD面板的圖像放大投影到投影屏，以供觀看的面板的圖像放大投影到投影屏，以供觀看的投影式投影式 1）直觀式顯示方式：這是直接觀看顯示面的方式。）直觀式顯示方式：這是直接觀看顯示面的方式。直觀式中有透射型、反射型、透射反射兼用型。直觀式中有透射型、反射型、透射反射兼用型。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) 2）投影式顯示方式：投影式是將投影式顯示方式：投影式是將LCD上寫上寫入的光學(xué)圖像放大，投影到投影屏上的入的光學(xué)圖像放大，投影到投影屏上的方式，也稱為液晶光閥（方式，也稱為液晶光閥（LV）。圖像的）。

36、圖像的放大率和亮度可以通過加大投影用光源放大率和亮度可以通過加大投影用光源的光強來提高。的光強來提高。 將光信息寫入將光信息寫入LCD的激勵方式中有光寫的激勵方式中有光寫入方式、熱（激光）寫入方式和電寫入入方式、熱（激光）寫入方式和電寫入（矩陣驅(qū)動）方式。其中，利用熱寫入（矩陣驅(qū)動）方式。其中，利用熱寫入方式還要并用電場效應(yīng)。方式還要并用電場效應(yīng)。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)a光寫入方式：基本的工作部分截面如圖光寫入方式：基本的工作部分截面如圖3.9所示，形成液晶和光導(dǎo)電所示，形成液晶和光導(dǎo)電體雙層結(jié)構(gòu)，電壓通過透明電極均勻施加。光照部分因光導(dǎo)電層的體雙層結(jié)構(gòu)，電壓通過透明電極均勻施加

37、。光照部分因光導(dǎo)電層的電阻下降而將電壓施加到液晶層，產(chǎn)生電光效應(yīng)。電阻下降而將電壓施加到液晶層，產(chǎn)生電光效應(yīng)。圖圖3.9 光寫入方式液晶光閥的結(jié)構(gòu)光寫入方式液晶光閥的結(jié)構(gòu)在實用的布局中做到，將高分辨率在實用的布局中做到，將高分辨率的小型的小型CRT圖像用透鏡在光導(dǎo)電層圖像用透鏡在光導(dǎo)電層成像，利用電子束轟擊熒光面所產(chǎn)成像，利用電子束轟擊熒光面所產(chǎn)生的光點在光導(dǎo)電層做出潛像，對生的光點在光導(dǎo)電層做出潛像，對液晶施加的電壓進行空間調(diào)制，在液晶施加的電壓進行空間調(diào)制，在液晶層形成圖像。對該液晶層照射液晶層形成圖像。對該液晶層照射投影用的強光，將圖像放大投影到投影用的強光，將圖像放大投影到投影屏上?？?/p>

38、以放大投影到投影屏上?？梢苑糯笸队暗?00450英寸的投影屏上，一般是高光束英寸的投影屏上，一般是高光束的，而且光功率很大。的，而且光功率很大。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)b熱（激光）寫入方式熱（激光）寫入方式: 這種方式的顯示工作是由相變而來的，所利用的就這種方式的顯示工作是由相變而來的，所利用的就是光學(xué)變化。這種方式的例子有向列、膽甾混合液晶是光學(xué)變化。這種方式的例子有向列、膽甾混合液晶和層列液晶。若將這些液晶加熱到相變溫度以上，然和層列液晶。若將這些液晶加熱到相變溫度以上，然后急劇冷卻，那么該部分由透明組織變成排列紊亂的后急劇冷卻，那么該部分由透明組織變成排列紊亂的不透明組織。因

39、此，利用紅外激光束的偏轉(zhuǎn)，在不透明組織。因此，利用紅外激光束的偏轉(zhuǎn)，在LCD面板上進行掃描，就可在面板上進行掃描，就可在LCD上寫入高分辨率的圖像。上寫入高分辨率的圖像。寫入的圖像可用照射光源和光學(xué)系統(tǒng)進行放大投影，寫入的圖像可用照射光源和光學(xué)系統(tǒng)進行放大投影，這種方式一般都有存儲功能。這種方式一般都有存儲功能。 在層列液晶中有兩種常溫下的層列相用于顯示，即在層列液晶中有兩種常溫下的層列相用于顯示，即透明以及各向同性相紊亂排列的不透明組織。寫入所透明以及各向同性相紊亂排列的不透明組織。寫入所用的是數(shù)毫瓦到用的是數(shù)毫瓦到500 mW的半導(dǎo)體激光器，擦除是通的半導(dǎo)體激光器，擦除是通過對液晶層施加高

40、電場（數(shù)十千伏過對液晶層施加高電場（數(shù)十千伏/厘米）或在向列厘米）或在向列相溫度以上的冷卻中施加低電場而進行。相溫度以上的冷卻中施加低電場而進行。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)c電寫入（矩陣驅(qū)動）方式：電寫入方式中有電寫入（矩陣驅(qū)動）方式：電寫入方式中有簡單矩陣型和有源矩陣型。前者有簡單矩陣型和有源矩陣型。前者有STN模式、膽模式、膽甾類液晶的相變模式等被開發(fā)。實際應(yīng)用的是后甾類液晶的相變模式等被開發(fā)。實際應(yīng)用的是后者，其中有非晶硅薄膜晶體管（者，其中有非晶硅薄膜晶體管（a-Si TFT ）驅(qū)動）驅(qū)動LCD、多晶硅薄膜晶體管（、多晶硅薄膜晶體管（P-Si TFT）驅(qū)動）驅(qū)動LCD、單晶硅

41、單晶硅MOS晶體管（晶體管（LCOS）驅(qū)動）驅(qū)動LCD。液晶主。液晶主要采用要采用TN模式，也有試用高分子分散型液晶的實模式，也有試用高分子分散型液晶的實例。在有源矩陣型中最常用的是下述的例。在有源矩陣型中最常用的是下述的TFT-LCD型投影液晶面板。型投影液晶面板。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) dTFT-LCD型：在直觀式型：在直觀式LCD中實現(xiàn)大型化很困難。中實現(xiàn)大型化很困難。實現(xiàn)實現(xiàn)40英寸以上的大型畫面最適當?shù)姆绞绞窃谕队坝⒋缫陨系拇笮彤嬅孀钸m當?shù)姆绞绞窃谕队捌辽贤队暗娘@示方式。娛樂方面的電視顯示、辦公屏上投影的顯示方式。娛樂方面的電視顯示、辦公自動化（自動化（OA）或會議室、

42、會場的計算機圖像顯示都）或會議室、會場的計算機圖像顯示都使用顯示性能優(yōu)異的使用顯示性能優(yōu)異的TFT-LCD有源矩陣型。有源矩陣型。TFT-LCD的尺寸為的尺寸為0.85英寸（畫面對角線長），其尺寸取英寸（畫面對角線長），其尺寸取決于光學(xué)系統(tǒng)、分辨率、熱設(shè)計、成本。投影顯示決于光學(xué)系統(tǒng)、分辨率、熱設(shè)計、成本。投影顯示裝置與金屬鹵化物燈等的光源亮度也有關(guān)，但投影裝置與金屬鹵化物燈等的光源亮度也有關(guān)，但投影屏尺寸已達屏尺寸已達200英寸左右（對角線長度），重要的英寸左右（對角線長度），重要的是顯示的高亮度和低功耗。是顯示的高亮度和低功耗。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) 利用利用TFT-LCD的

43、彩色投影顯示有以下幾種方式：一是使用一個彩色的彩色投影顯示有以下幾種方式：一是使用一個彩色LCD的單板式；二是將一個黑白型的單板式；二是將一個黑白型LCD和三原色雙色鏡組合起來的單板和三原色雙色鏡組合起來的單板式；三是將式；三是將3個黑白型個黑白型LCD和雙色濾光片或棱鏡式三基色分離光學(xué)系統(tǒng)和雙色濾光片或棱鏡式三基色分離光學(xué)系統(tǒng)組合起來的三板式（參見圖組合起來的三板式（參見圖3.10）等。）等。圖圖3.10 TFT-LCD投影裝置的結(jié)構(gòu)投影裝置的結(jié)構(gòu)投影方式中有從屏前投影方式中有從屏前面投影的前面投影方面投影的前面投影方式和從屏后面投影的式和從屏后面投影的背面投影方式。背面背面投影方式。背面投

44、影方式在屏前的側(cè)投影方式在屏前的側(cè)表面上做了減輕外光表面上做了減輕外光反射的處理，因此即反射的處理，因此即使在比較亮的場所使使在比較亮的場所使用也對對比度影響不用也對對比度影響不大，這是其優(yōu)點。大，這是其優(yōu)點。為了在某視角范圍為了在某視角范圍內(nèi)提高顯示圖像的內(nèi)提高顯示圖像的亮度，一般對投影亮度，一般對投影屏進行精加工，以屏進行精加工，以獲得獲得23倍的增益。倍的增益。視角雖變窄，但亮視角雖變窄，但亮度得到了提高，并度得到了提高，并從結(jié)構(gòu)上加以改進，從結(jié)構(gòu)上加以改進，以防止外光反射與以防止外光反射與對比度的下降對比度的下降。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)3.2.3液晶顯示器的分類液晶顯示器

45、的分類 根據(jù)液晶驅(qū)動方式分類，可將目前根據(jù)液晶驅(qū)動方式分類，可將目前LCD產(chǎn)品分為扭產(chǎn)品分為扭曲向列（曲向列（TN）型、超扭曲向列（）型、超扭曲向列（STN）型及薄膜晶體）型及薄膜晶體管（管（TFT）型）型3大類大類 。1）扭曲向列型（）扭曲向列型（ TN型）型） 扭曲向列（扭曲向列（TN）型液晶顯示器的基本構(gòu)造為上下兩）型液晶顯示器的基本構(gòu)造為上下兩片導(dǎo)電玻璃基板，其間注入向列型的液晶，上下基板片導(dǎo)電玻璃基板，其間注入向列型的液晶，上下基板外側(cè)各加上一片偏光板，另外在導(dǎo)電膜上涂布一層、外側(cè)各加上一片偏光板，另外在導(dǎo)電膜上涂布一層、摩擦后具有極細溝紋的配向膜。由于液晶分子擁有液摩擦后具有極細溝

46、紋的配向膜。由于液晶分子擁有液體的流動特性，很容易順著溝紋方向排列，當液晶填體的流動特性，很容易順著溝紋方向排列，當液晶填入上下基板溝紋方向，以入上下基板溝紋方向，以90垂直配置的內(nèi)部，接近垂直配置的內(nèi)部，接近基板溝紋的束縛力較大，液晶分子會沿著上下基板溝基板溝紋的束縛力較大，液晶分子會沿著上下基板溝紋方向排列，中間部分的液晶分子束縛力較小，會形紋方向排列，中間部分的液晶分子束縛力較小，會形成扭轉(zhuǎn)排列，因為使用的液晶是向列型的液晶，且液成扭轉(zhuǎn)排列，因為使用的液晶是向列型的液晶，且液晶分子扭轉(zhuǎn)晶分子扭轉(zhuǎn)90，故稱為，故稱為TN型。型。以應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)量來看，近10億臺LCD應(yīng)用產(chǎn)品中，TN型產(chǎn)品占7

47、成左右，STN型占2.5成，TFT型僅占0.5成；若以產(chǎn)值來看，因TFT產(chǎn)品價格高，產(chǎn)值占LCD七成左右。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù) 若不施加電壓，則進入液晶組件的光會隨若不施加電壓，則進入液晶組件的光會隨著液晶分子扭轉(zhuǎn)方向前進，因上下兩片偏光著液晶分子扭轉(zhuǎn)方向前進，因上下兩片偏光板和配向膜同向，故光可通過形成亮的狀態(tài)；板和配向膜同向，故光可通過形成亮的狀態(tài)；相反地，若施加電壓時，液晶分子朝施加電相反地，若施加電壓時，液晶分子朝施加電場方式排列，垂直于配向膜配列，則光無法場方式排列，垂直于配向膜配列，則光無法通過第二片偏光板，形成暗的狀態(tài)，以此種通過第二片偏光板，形成暗的狀態(tài)，以此種

48、亮暗交替的方式可作為顯示用途。亮暗交替的方式可作為顯示用途。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)2） 超扭曲向列型（超扭曲向列型（STN型）型） TN型液晶顯示器在早期電子表上使用較多，但型液晶顯示器在早期電子表上使用較多，但其最大缺點為光應(yīng)答速度較慢，容易形成殘影，其最大缺點為光應(yīng)答速度較慢，容易形成殘影，因此后期發(fā)展出超扭曲向列（因此后期發(fā)展出超扭曲向列（STN）型液晶顯示器。）型液晶顯示器。 STN顯示組件，其基本工作原理和顯示組件，其基本工作原理和TN型大致相型大致相同，不同的是液晶分子的配向處理和扭曲角度。同，不同的是液晶分子的配向處理和扭曲角度。STN顯示組件必須預(yù)做配向處理，使液

49、晶分子與基顯示組件必須預(yù)做配向處理，使液晶分子與基板表面的初期傾斜角增加，此外，板表面的初期傾斜角增加，此外，STN顯示組件所顯示組件所使用的液晶中加入微量膽石醇液晶使向列型液晶使用的液晶中加入微量膽石醇液晶使向列型液晶可以旋轉(zhuǎn)角度為可以旋轉(zhuǎn)角度為80270，為，為TN的的23倍，故倍，故稱為稱為STN型，型，TN與與STN的比較見表的比較見表3.2及圖及圖3.11。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)光 電 顯 示 技 術(shù) 區(qū)區(qū)分分項目項目TNSTN扭曲角扭曲角90180270傾斜角傾斜角1247厚厚 度度510 m38 m間隙誤差間隙誤差0.5 m0.1 m表表3.2 N與與STN型組件的

50、比較型組件的比較圖圖3.11 STN與與TN 型液晶分子的扭曲狀態(tài)型液晶分子的扭曲狀態(tài) 3） 薄膜晶體管型薄膜晶體管型 薄膜晶體管（薄膜晶體管（TFT）型液晶顯示器采用了兩夾層）型液晶顯示器采用了兩夾層間填充液晶分子的設(shè)計。只不過是把左邊夾層的電極間填充液晶分子的設(shè)計。只不過是把左邊夾層的電極改為了場效應(yīng)晶體管，而右邊夾層的電極改為了共通改為了場效應(yīng)晶體管，而右邊夾層的電極改為了共通電極。在光源設(shè)計上，電極。在光源設(shè)計上，TFT的顯示采用的顯示采用“背透式背透式”照射照射方式。光源照射時先通過右偏振片向左透出，借助液方式。光源照射時先通過右偏振片向左透出，借助液晶分子來傳導(dǎo)光線。由于左右夾層的

51、電極改成晶分子來傳導(dǎo)光線。由于左右夾層的電極改成FET電極電極和共通電極，在和共通電極，在FET電極導(dǎo)通時，液晶分子的表現(xiàn)如電極導(dǎo)通時，液晶分子的表現(xiàn)如TN液晶的排列狀態(tài)一樣會發(fā)生改變，也通過遮光和透液晶的排列狀態(tài)一樣會發(fā)生改變，也通過遮光和透光來達到顯示的目的。但不同的是，由于光來達到顯示的目的。但不同的是，由于FET晶體管具晶體管具有電容效應(yīng)，能夠保持電位狀態(tài)，先前透光的液晶分有電容效應(yīng)，能夠保持電位狀態(tài)，先前透光的液晶分子會一直保持這種狀態(tài)，直到子會一直保持這種狀態(tài)，直到FET電極下一次再加電改電極下一次再加電改變其排列方式為止。相對而言，變其排列方式為止。相對而言，TN就沒有這個特性，

52、就沒有這個特性，液晶分子一旦沒有被施壓，立刻就返回原始狀態(tài)，這液晶分子一旦沒有被施壓，立刻就返回原始狀態(tài)，這是是TFT液晶和液晶和TN液晶顯示原理的最大不同。液晶顯示原理的最大不同。 第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)表表3.3 3種主要類型種主要類型LCD產(chǎn)品的比較產(chǎn)品的比較項目項目TNSTNTFT驅(qū)動方式驅(qū)動方式單純矩陣驅(qū)動的扭曲向列型單純矩陣驅(qū)動的扭曲向列型單純矩陣驅(qū)動的超扭曲向列型單純矩陣驅(qū)動的超扭曲向列型主動矩陣驅(qū)動主動矩陣驅(qū)動視角大小視角大?。捎^賞（可觀賞角度）角度）小小（視角（視角+30/觀賞角度觀賞角度60）中等中等（視角（視角+40）大大（視角（視角+70）畫面對比畫面對

53、比最小最小（畫面對比在（畫面對比在20:1）中等中等最大最大（畫面對比在（畫面對比在1501）反應(yīng)速度反應(yīng)速度最慢最慢（無法顯示動畫）（無法顯示動畫）中等（中等（150 ms）最快（最快（40 ms）顯示品質(zhì)顯示品質(zhì)最差最差（無法顯示較多像素，分辨（無法顯示較多像素，分辨率較差）率較差）中等中等最佳最佳顏色顏色單色或黑色單色或黑色單色及彩色單色及彩色彩色彩色價格價格最便宜最便宜中等中等最貴（約最貴（約STN3倍）倍）適合產(chǎn)品適合產(chǎn)品電子表、電子計算機、各種汽電子表、電子計算機、各種汽車、電器產(chǎn)品的數(shù)字顯示車、電器產(chǎn)品的數(shù)字顯示器器移動電話、移動電話、PDA、電子辭典、電子辭典、掌上型電腦、低檔

54、顯示器掌上型電腦、低檔顯示器筆記本筆記本/掌上型電腦、掌上型電腦、PC顯示器、顯示器、背投電視、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)背投電視、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)3.2.4 液晶顯示器件的驅(qū)動液晶顯示器件的驅(qū)動 LCD驅(qū)動方式有靜態(tài)、動態(tài)（多路或驅(qū)動方式有靜態(tài)、動態(tài)（多路或簡單矩陣）、有源矩陣方式以及光束掃簡單矩陣）、有源矩陣方式以及光束掃描描4種方式。其中，驅(qū)動方式也可分為種方式。其中，驅(qū)動方式也可分為刷新方式和存儲方式。前者是用小于人刷新方式和存儲方式。前者是用小于人眼暫留像時間的幀周期一個接一個地轉(zhuǎn)眼暫留像時間的幀周期一個接一個地轉(zhuǎn)換圖像信息，以進行顯示；而后者則利換圖像信息，以進行

55、顯示；而后者則利用用LCD所具有的存儲作用，以一次性的所具有的存儲作用，以一次性的幀掃描，即可進行靜態(tài)圖像顯示。幀掃描，即可進行靜態(tài)圖像顯示。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)1）靜態(tài)驅(qū)動）靜態(tài)驅(qū)動圖圖3.12 LCD的驅(qū)動的驅(qū)動電路是被稱為異或門（Exclusive OR）的CMOS集成電路。將脈沖占空比為0.5的方波電壓施加于LCD組件C電極和門電路一側(cè)輸入端，門電路的輸出施加于S電極。門電路的輸出隨著門電路的輸出隨著施加于門電路另一施加于門電路另一側(cè)輸入端的控制信側(cè)輸入端的控制信號而變化。施加于號而變化。施加于液晶的電壓在導(dǎo)通液晶的電壓在導(dǎo)通期間為期間為（VDDVSS）的交流電壓，）的

56、交流電壓，而斷開期間則為而斷開期間則為0 V。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)LCD是雙向性的。由于一般響應(yīng)于電壓是雙向性的。由于一般響應(yīng)于電壓的有效值，在導(dǎo)通期間的有效值，在導(dǎo)通期間LCD的脈沖占空的脈沖占空比為比為1。即在導(dǎo)通期間液晶處于正常激。即在導(dǎo)通期間液晶處于正常激勵狀態(tài)，這就是靜態(tài)驅(qū)動。勵狀態(tài)，這就是靜態(tài)驅(qū)動。相對于這種靜態(tài)驅(qū)動，還有在導(dǎo)通期間相對于這種靜態(tài)驅(qū)動，還有在導(dǎo)通期間以間歇式（時分多路等）施加電壓的簡以間歇式（時分多路等）施加電壓的簡單矩陣驅(qū)動或有源矩陣驅(qū)動。在有源矩單矩陣驅(qū)動或有源矩陣驅(qū)動。在有源矩陣驅(qū)動中，雖然外部施加電壓為間歇式陣驅(qū)動中，雖然外部施加電壓為間歇式

57、的，但液晶則被正常激勵。的，但液晶則被正常激勵。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)2）簡單矩陣驅(qū)動）簡單矩陣驅(qū)動 在靜態(tài)驅(qū)動中，任意文字和圖形、圖像的顯示都要在靜態(tài)驅(qū)動中，任意文字和圖形、圖像的顯示都要增加必要數(shù)目的驅(qū)動電路，在成本上不太現(xiàn)實。簡單增加必要數(shù)目的驅(qū)動電路，在成本上不太現(xiàn)實。簡單矩陣驅(qū)動方式如圖矩陣驅(qū)動方式如圖3.13所示，是由所示，是由m+n個至少一側(cè)為透個至少一側(cè)為透明的條狀行電極和列電極組成，將明的條狀行電極和列電極組成，將mn個交點構(gòu)成的個交點構(gòu)成的像素以像素以m+n個電路實施驅(qū)動。因為在一個電極上有多個個電路實施驅(qū)動。因為在一個電極上有多個像素相連接，所以施加電壓就成

58、為時間分割脈沖，即像素相連接，所以施加電壓就成為時間分割脈沖，即各像素承受一定周期的間歇式電壓激勵。一般以各像素承受一定周期的間歇式電壓激勵。一般以30 Hz以上的幀頻對行電極進行逐行掃描（一次一行），對以上的幀頻對行電極進行逐行掃描（一次一行），對列電極同步施加亮和不亮的信號。將這種驅(qū)動方式叫列電極同步施加亮和不亮的信號。將這種驅(qū)動方式叫做多路（時間分割）驅(qū)動，也叫做無源矩陣驅(qū)動做多路（時間分割）驅(qū)動，也叫做無源矩陣驅(qū)動 。第第3章章 液晶顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)光電 顯 示 技 術(shù)圖圖3.13 簡單矩陣驅(qū)動簡單矩陣驅(qū)動驅(qū)動波形中，設(shè)掃描電極數(shù)為驅(qū)動波形中，設(shè)掃描電極數(shù)為n，那么使，那么使對比度

59、最大的條件就是設(shè)定峰值，使對比度最大的條件就是設(shè)定峰值，使a等等于根號于根號n。以上是將電極一個一個掃描的方式。除此之外，還有被以上是將電極一個一個掃描的方式。除此之外，還有被稱為稱為“有源尋址（有源尋址（active addressing）”和和“多行尋址多行尋址（Multi-Line Addressing）”的方式。這是對多個或全的方式。這是對多個或全部行電極同時施加互有垂直函數(shù)關(guān)系的波形電壓，而對部行電極同時施加互有垂直函數(shù)關(guān)系的波形電壓，而對列電極施加把垂直函數(shù)和顯示信息信號運算的電壓，以列電極施加把垂直函數(shù)和顯示信息信號運算的電壓，以實施驅(qū)動的方式。這種方式對提高高速響應(yīng)的實施驅(qū)動的

60、方式。這種方式對提高高速響應(yīng)的STN模式模式液晶的對比度非常有效。液晶的對比度非常有效。3)有源矩陣驅(qū)動有源矩陣驅(qū)動 有源矩陣驅(qū)動也叫做開關(guān)矩陣驅(qū)動。這是一種有源矩陣驅(qū)動也叫做開關(guān)矩陣驅(qū)動。這是一種在顯示面板的各像素設(shè)置開關(guān)組件和信號存儲電容，在顯示面板的各像素設(shè)置開關(guān)組件和信號存儲電容，以實現(xiàn)驅(qū)動的方式，其目的是提高顯示性能。這種以實現(xiàn)驅(qū)動的方式，其目的是提高顯示性能。這種方式能夠獲得優(yōu)異的顯示性能，因而，作為直觀式方式能夠獲得優(yōu)異的顯示性能，因而，作為直觀式或投影式，廣泛用于個人計算機等或投影式，廣泛用于個人計算機等OA設(shè)備及電視等設(shè)備及電視等視頻機。視頻機。 有源矩陣型有源矩陣型LCD的