LCD的分类和显示原理.docx

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1、1.CD的分类和显示原理常见的液晶显示器按物理结构分为四种：(1)扭曲向列型(TN-TwistedNematic);(2)超扭曲向列型(STN-SUPerTN);(3)双层超扭曲向列型(DSTN-DUalScanTortuosityNomograph);(4)薄膜晶体管型(TFT-ThinFilmTranSiStOr)0其中TN-1.CD、STN-1.CD和DSYN-1.CD的基本显示原理都相同，只是液晶分子的扭曲角度不同而已。STN-1.CD的液晶分子扭曲角度为180度甚至270度。而TFT-1.CD则采纳与TN系列1.CD迥然不同的显示方式。其详细工作原理见下：1、TN型采纳的是液晶显示器

2、中最基本的显示技术，而之后其它种类的液晶显示器也是以TN型为基础来进行改良。而且，它的运作原理也较其它技术来的简洁。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，液晶材料以与导电的玻璃基板。-在不加电场的状况下，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90度。在离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一样，所以光线能顺当通过，便整个电极面呈光亮。-当加入电场的状况时，每个液品分子的光轴转向与电场方向一样。液晶层也因此失去了旋光的实力，结果来自入射偏光片的偏光，其方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的

3、关系，并无法通过，这样电极面就呈现黑暗的状态。TN型的显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板的透亮导电玻璃间，液晶分子会依附向膜的细沟槽方向，按序旋转排列。假如电场未形成，光线就会顺当的从偏光板射入，液晶分子将其行进方向旋转，然后从另一边射出。假如在两片导电玻璃通电之后，玻璃间就会造成电场，进而影响其间液晶分f的排列，使分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样得到光暗对比的现象，就叫做扭转式向列场效应，简称TNFE(twistednematicfieldeffect)0电子领域中所用的液晶显示器,几乎都是用扭转式向列场效应原理制成的,2、STN型的显示原理与TN相类似。不同的

4、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180270度。必需在这里指出的是，单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形(或称黑白)，并没有方法做到色调的变更。而STN液晶显示器由于液品材料的关系，以与光线的干涉现象，因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但假如在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片(colorfilter),并将单色显示矩阵之任一像素(PiXeI)分成三个子像素(sub-pixel),分别通过彩色滤光片显示红、黄、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调。另外，TN型的液晶显示器显示屏幕做的越大，其屏幕

5、对比度就会显得较差，不过蒋由STN的改良技术，亦可以在肯定程度上弥补对比度不足的状况。3、DSTN是通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏，从而达到完成显示目的。DSTN是由超扭曲向列型显示器(STN)发展而来的。由于DSTN采纳双扫描技术，因此显示效果相对STN来说，有大幅度提高。笔记本电脑刚出现时主耍是运用STN,其后是DSTN.：.STN和DSTN的反应时间都较慢，一般约为30OmS左右。从液晶显示原理来看，STN的原理是通过电场变更原为180度以上扭曲的液晶分子的排列，达到变更旋光状态的目的。外加电场则通过逐行扫描的方式变更电场，因此在电场反复变更电压的过程中，每一点的复原过程都较慢

6、，这样就会产生余辉现象。用户能感觉到拖尾（余辉）现象，也就是一般俗称的“伪彩”。由于DSTN显示屏上每个像素点的亮度和对比度都不能独汇限制，造成其显示效果欠佳。由这种液M体所构成的液晶显示器对比度和亮度都比较差、屏幕视察范围也较小、色调不够丰富，特殊是反应速度慢，不适于高速全动图像、视频播放等应用。一股只用于文字、表格和静态图像处理，但姑它结构简洁并且价格相对低廉，耗能也比TFT-1.CD少，而视角小也可以通过防止窟视屏幕内容达到保密作用，结构简洁也减小投机体积和重及。因此，在少数笔记本电脑中仍采纳它作为显示设备。目前，DSTN液晶显示屏仍旧占有肯定的市场份额。DSTN-1.CD也不是真正的彩

7、色显示器，它只能显示肯定的颜色深度。与CRT的颜色显示特性相距较远，因而又称为“伪彩显”。DSTN的工作特点是这样的：扫描屏幕被分为上卜.两部分，CPU同时并行对这两部分进行刷新（双扫描），这样的刷新频率虽然要比单扫描（STN）重绘整个屏幕快一倍，提高了占空率，改善了显示效果。而且当DSTN分上卜两屏同时扫描时，上下两部分就会出现刷新不同步的问题C所以当内部电子元件的性能不佳时，显示屏中心可能会出现一条模糊的水平亮线。不过，现在采纳DSTN-1.CD的电脑因CPU和RAM速率高且性能稳定，这种不同步现象已经很少碰见到了。另夕卜，由于DSTN显示屏上的像素信息是由屏幕左右两侧的一整行晶体管限制下

8、的像素来显示，而且每个像素点不能自身发光，是无源像点。所以反应速度不快，屏幕刷新后更可能留下幻影，其对比度和亮度也比较低，看到的图像要比CRT显示器里的暗得多。而HPA则被称为高性能定址或快速DSTN。它是DSTN的改良型,能供应比DSTN更快的反应时间、更高的对比度和更大的视角。再加匕它具有与DSTN相近的成本，因此在低端笔记本电脑市场具有肯定的优势。液晶屏幕的驱动方式单舞矩阵奥功方式-单纯矩阵曲动方式是由垂直与水平方向的电极所构成，选择要驱动的部份，是由水平方向的电压来限制。而垂直方向的电极则负责驱动液晶分子。TN与STN里液晶显示器所运用的是单纯我动电极方式,都是采纳X、Y轴的交叉方式来

9、驱动，如卜图所示。因此假如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长。而为了让屏幕显示一样，整体显示速度就会变慢,讲的简洁一点，就好象是当CRT显示器的屏恭更新频率不够快时，运用者就会感到屏幕闪耀、跳动；或若是当须要快速显示3D动画时，显示器的显示速度却无法跟匕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肯定的限制，而且并不适合用来看电影、玩3D嬉戏。主动式类片品功-主动式矩阵的驱动方式是让每个画素都对应一个组电极，它的构造有点像DRAM的回路方式，电压通过扫描(或称作肯定时间充电)方式,来表示每个画素的状态C为了改善此前出现的问题，后来液晶显示技术

10、大多采纳主动式矩阵(active-matrixaddressing)的方式来驱动。这也是目前达到高资料密度液晶显示效果的志向装置，而且辨别率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极，通过扫描法来选择随意一个显示点(Pixel)的开与关。这其实就是利用简洁限制薄膜式晶体管的非线性功能，来取代不易限制的液晶非线性功能。在TFT型液晶显器导电玻璃上细小的网状线路中，电极是山薄膜式品体管所排列而成的矩阵开关，在每个线路相交的地方都有着相应的限制匣。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，才能得到足以驱动液M分子的电压。这样就使得液晶分子轴转向，并形成亮的对比

11、，而不被选择的显示点自然就是暗的对比C这也避开了显示功能对液晶电场效应实力的依靠。4、TFT型液晶显示器的运作原理次福。均杓国TFT型的液晶显示器较为困难，主要是山：萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等构成。首先，液晶显示器必需先利用背光源，也就是黄光灯管投射出光源，这些光源会先经过个偏光板然后再经过液晶。这时液晶分子的排列方式就会变更穿透液晶的光线角度，然后这些光线还必需经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要变更剌激液晶的电压值就可以限制最终出现的光线粥度与色调，这样就能在液晶面板上变更出有不同色调的颜色组合GTFT-1.CD的每个像素点都

12、是由集成在自身上的TFT来限制的，它们是有源像素点。因此，不但反应时间可以极大地加快，至少可以到80ms左右；对比度和亮度也大大提高了；同时辨别率也得到了空前的提升。因为它具有更高的对比度和更丰富的色调，斐屏更新频率也更快，所以我们称之为“真彩”。目前市面匕的1.CD液晶显示器主要有两类：DSTN（dual-scantwistednematic,双扫描交织液晶显示）和TFT（thinfilmtransistor,薄膜晶体管显示），也就是被动矩阵（无源矩阵）和主动矩阵（有源矩阵）两种。与DSTN相比，TFT的主要特点处在每个像素配置一个半导体开关器件，其加工工艺类似于大规模集成电路.由于每个像素

13、都可通过点脉冲干脆限制，使得每个节点相对独立，并可以连续限制。这样不仅提高了反应时间，同时在灰度限制上也可以做到特别精确，这就是TFT色调较DSTN更为逼真的缘由。TFT-1.CD是目前最好的1.CD彩色显示设备之一，TFT-1.CD具彳了屏幕反应速度快、对比度和亮度都较高、屏恭可视角度大、色调丰富、辨别率高等等特点，克服了两者的原有的很多缺点，是目前案面型1.CD显示器和笔记本电脑1.CD显示屏的主流显示设备。在色调显示性能方面与CRT显示器相当，凡CRT显示器所能显示的各种信息都能同样显示，其显示效果已经接近CRT显示器。在有源矩阵1.CD中，除了TFT-1.CD外，还有一种黑矩阵1.CDC它是当前的高品质显示技术产品。它的原理是将彳源矩阵技术与特殊镀膜技术相结合，既可以充分利用1.CD的源显示特点，又可以利用特殊镀膜技术，在削减背景光泄漏、增加屏幕黑度、提高对比度的作用，并可以同时减小在日常光明工作环境卜的眩光现象，