超扭曲液晶顯示器件/STN-LCD工作原理是什么?

目 前中小尺寸面板主要的FPD產(chǎn)品有TN/STN LCD,TFT LCD,LTPSTFT LCD及OLED，就產(chǎn)品特性而言，TN/STN LCD在色彩呈現(xiàn)及反應(yīng)速度上趨于劣勢(shì)，不過(guò)由于在省電及低價(jià)的優(yōu)勢(shì)下，仍能在中低階市場(chǎng)掌握一定的市占率，單色STN LCD以滿(mǎn)足文字呈現(xiàn)為主的低階市場(chǎng)、ColorSTN LCD則專(zhuān)攻以彩色化文件及一般圖型顯示的中階市場(chǎng)，而LTPSTFT LCD/TFT LCD以其優(yōu)勢(shì)的色彩顯示功能，將以高分辨率圖型及動(dòng)畫(huà)需求的高階市場(chǎng)為標(biāo)的。由于近期不斷推出新的平面顯示器技術(shù)，對(duì)屬于成熟產(chǎn)品的TN/STN- LCD產(chǎn)生很大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，亦使TN/STN-LCD的前景產(chǎn)生疑慮，然而TN/STN-LCD不可能完全被取代，以TN而言，雖TN不能彩色化，可是在 手表、儀表顯示屏市場(chǎng)，仍以TN技術(shù)為主流。

而 STN雖然在反應(yīng)速度不如TFT，可是在中小尺寸應(yīng)用市場(chǎng)差異就顯得不太大，而且目前反蝕中小尺寸的TFT是以舊生產(chǎn)線(xiàn)為主，所以STN在反應(yīng)速度 (300ms提升至60ms)及高畫(huà)素(6.5萬(wàn)色)作好改善，在其它新FPD顯示器量產(chǎn)技術(shù)還沒(méi)成熟前，仍具有相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)可在中小尺寸面板繼續(xù)維 持其主流地位。

但面臨許多新興FPD技術(shù)挑戰(zhàn)其主導(dǎo)地位，TN/STN的市占率逐漸下降，是以時(shí)逢2002年FPD產(chǎn)值大幅成長(zhǎng)之際，TN/STN-LCD僅能維持小幅成長(zhǎng)。

STN-LCD結(jié)構(gòu) 
STN-LCD彩屏模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它的上部是一塊由偏光片、玻璃、液晶組成的LCD屏，其下是白光LED和背光板，還包括LCD的驅(qū)動(dòng)IC，和給LCD驅(qū)動(dòng)IC提供一個(gè)穩(wěn)定電源的低壓差穩(wěn)壓器（LDO），二到八顆白光LED，LED驅(qū)動(dòng)的升壓穩(wěn)壓IC。

STN液晶顯示原理 
STN 型的顯示原理與TN相類(lèi)似，不同的是TN扭轉(zhuǎn)式向列場(chǎng)效應(yīng)的液晶分子是將入射光旋轉(zhuǎn)90度，而STN超扭轉(zhuǎn)式向列場(chǎng)效應(yīng)是將入射光旋轉(zhuǎn)180~270度。 要在這里說(shuō)明的是，單純的TN液晶顯示器本身只有明暗兩種情形（或稱(chēng)黑白），并沒(méi)有辦法做到色彩的變化。而STN液晶顯示器牽涉液晶材料的關(guān)系，以及光線(xiàn) 的干涉現(xiàn)象，因此顯示的色調(diào)都以淡綠色與橘色為主。但如果在傳統(tǒng)單色STN液晶顯示器加上-彩色濾光片（color filter），并將單色顯示矩陣之任-像素（pixel）分成三個(gè)子像素（sub-pixel），分別通過(guò)彩色濾光片顯示紅、綠、藍(lán)三原色，再經(jīng)由三原 色比例之調(diào)和，也可以顯示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶顯示器如果顯示屏幕做的越大，其屏幕對(duì)比度就會(huì)顯得較差，不過(guò)藉由STN的改良技術(shù)，則可 以彌補(bǔ)對(duì)比度不足的情況。 液晶屏幕的驅(qū)動(dòng)方式 -單純矩陣驅(qū)動(dòng)方式是由垂直與水平方向的電極所構(gòu)成，選擇要驅(qū)動(dòng)的部份由水平方 向電壓來(lái)控制，垂直方向的電極則負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)液晶分子。 在TN與STN型的液晶顯示器中，所使用單純驅(qū)動(dòng)電極的方式，都是采用X、Y軸的交叉方式來(lái)驅(qū)動(dòng)，如下圖所示，因此如果顯示部份越做越大的話(huà)，那么中心部 份的電極反應(yīng)時(shí)間可能就會(huì)比較久。而為了讓屏幕顯示一致，整體速度上就會(huì)變慢。講的簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就好像是CRT顯示器的屏幕更新頻率不夠快，那是使用者就會(huì) 感到屏幕閃爍、跳動(dòng)；或者是當(dāng)需要快速3D動(dòng)畫(huà)顯示時(shí)，但顯示器的顯示速度卻無(wú)法跟上，顯示出來(lái)的要果可能就會(huì)有延遲的現(xiàn)象。所以，早期的液晶顯示器在尺 寸上有一定的限制，而且并不適合拿來(lái)看電影、或是玩3D游戲。 -主動(dòng)式矩陣的驅(qū)動(dòng)方式是讓每個(gè)畫(huà)素都對(duì)應(yīng)一個(gè)組電極，它個(gè)構(gòu)造有點(diǎn)像DRAM的回路方式，電壓以?huà)呙璧模ɑ蚍Q(chēng)作一定時(shí)間充電）方式，來(lái)表示每個(gè)畫(huà)素 的狀態(tài)。 為了改善此一情形，后來(lái)液晶顯示技術(shù)采用了主動(dòng)式矩陣（active-matrix addressing）的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)，這是目前達(dá)到高資料密度液晶顯示效果的理想裝置，且分辨率極高。方法是利用薄膜技術(shù)所做成的硅晶體管電極，利用掃描 法來(lái)選擇任意一個(gè)顯示點(diǎn)（pixel）的開(kāi)與關(guān)。這其實(shí)是利用薄膜式晶體管的非線(xiàn)性功能來(lái)取代不易控制的液晶非線(xiàn)性功能。 如上圖，在TFT型液晶顯器中，導(dǎo)電玻璃上畫(huà)上網(wǎng)狀的細(xì)小線(xiàn)路，電極則由是薄膜式晶體管所排列而成的矩陣開(kāi)關(guān)，在每個(gè)線(xiàn)路相交的地方則有著一弄控制匣，雖 然驅(qū)動(dòng)訊號(hào)快速地在各顯示點(diǎn)掃瞄而過(guò)，但只有電極上晶體管矩陣中被選擇的顯示點(diǎn)得到足以驅(qū)動(dòng)液晶分子的電壓，使液晶分子軸轉(zhuǎn)向而成「亮」的對(duì)比，不被選擇 的顯示點(diǎn)自然就是「暗」的對(duì)比，也因此避免了顯示功能對(duì)液晶電場(chǎng)效應(yīng)能力的依靠。