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當前位置:首頁 >> 技術(shù)支持液晶顯示器的工作原理 我們很早就知道物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種型態(tài)。液體分子質(zhì)心的排列雖然不具有任何規(guī)律性,但是如果這些分子是長形的(或扁形的),它們的分子指向就可能有規(guī)律性。于是我們就可將液態(tài)又細分為許多型態(tài)。分子方向沒有規(guī)律性的液體我們直接稱為液體,而分子具有方向性的液體則稱之為“液態(tài)晶體”,又簡稱“液晶”。液晶產(chǎn)品其實對我們來說并不陌生,我們常見到的手機、計算器 都是屬于液晶產(chǎn)品。液晶是在1888年,由奧地利植物學家Reinitzer發(fā)現(xiàn)的,是一種介于固體與液體之間,具有規(guī)則性分子排列的有機化合物。一般最常用的液晶型態(tài)為向列型液晶,分子形狀為細長棒形,長寬約1nm~10nm,在不同電流電場作用下,液晶分子會做規(guī)則旋轉(zhuǎn)90度排列,產(chǎn)生透光度的差別,如此在電源ON/OFF下產(chǎn)生明暗的區(qū)別,依此原理控制每個圖元,便可構(gòu)成所需圖像。
1. 被動矩陣式LCD工作原理 TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之間的顯示原理基本相同,不同之處是液晶分子的扭曲角度有些差別。下面以典型的TN-LCD為例,向大家介紹其結(jié)構(gòu)及工作原理。 在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶顯示屏面板中,通常是由兩片大玻璃基板,內(nèi)夾著彩色濾光片、配向膜等制成的夾板 外面再包裹著兩片偏光板,它們可決定光通量的最大值與顏色的產(chǎn)生。彩色濾光片是由紅、綠、藍三種顏色構(gòu)成的濾片,有規(guī)律地制作在一塊大玻璃基板上。每一個圖元是由三種顏色的單元(或稱為子圖元)所組成。假如有一塊面板的分辨率為1280×1024,則它實際擁有3840×1024個晶體管及子圖元。 每個子圖元的左上角(灰色矩形)為不透光的薄膜晶體管,彩色濾光片能產(chǎn)生RGB三原色。每個夾層都包含電極和配向膜上形成的溝槽,上下夾層中填充了多層液晶分子(液晶空間不到5×10-6m)。在同一層內(nèi),液晶分子的位置雖不規(guī)則,但長軸取向都是平行于偏光板的。另一方面,在不同層之間,液晶分子的長軸沿偏光板平行平面連續(xù)扭轉(zhuǎn)90度。其中,鄰接偏光板的兩層液晶分子長軸的取向,與所鄰接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夾層的液晶分子按照上部溝槽的方向來排列,而下部夾層的液晶分子按照下部溝槽的方向排列。最后再封裝成一個液晶盒,并與驅(qū)動IC、控制IC與印刷電路板相連接。 在正常情況下光線從上向下照射時,通常只有一個角度的光線能夠穿透下來,通過上偏光板導入上部夾層的溝槽中,再通過液晶分子扭轉(zhuǎn)排列的通路從下偏光板穿出,形成一個完整的光線穿透途徑。而液晶顯示器的夾層貼附了兩塊偏光板,這兩塊偏光板的排列和透光角度與上下夾層的溝槽排列相同。當液晶層施加某一電壓時,由于受到外界電壓的影響,液晶會改變它的初始狀態(tài),不再按照正常的方式排列,而變成豎立的狀態(tài)。因此經(jīng)過液晶的光會被第二層偏光板吸收而整個結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不透光的狀態(tài),結(jié)果在顯示屏上出現(xiàn)黑色。當液晶層不施任何電壓時,液晶是在它的初始狀態(tài),會把入射光的方向扭轉(zhuǎn)90度,因此讓背光源的入射光能夠通過整個結(jié)構(gòu),結(jié)果在顯示屏上出現(xiàn)白色。為了達到在面板上的每一個獨立圖元都能產(chǎn)生你想要的色彩,多個冷陰極燈管必須被使用來當作顯示器的背光源。
2. 主動矩陣式LCD工作原理 TFT-LCD液晶顯示器的結(jié)構(gòu)與TN-LCD液晶顯示器基本相同,只不過將TN-LCD上夾層的電極改為FET晶體管,而下夾層改為共通電極。 TFT-LCD液晶顯示器的工作原理與TN-LCD卻有許多不同之處。TFT-LCD液晶顯示器的顯像原理是采用“背透式”照射方式。當光源照射時,先通過下偏光板向上透出,借助液晶分子來傳導光線。由于上下夾層的電極改成FET電極和共通電極,在FET電極導通時,液晶分子的排列狀態(tài)同樣會發(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FET晶體管具有電容效應(yīng),能夠保持電位狀態(tài),先前透光的液晶分子會一直保持這種狀態(tài),直到FET電極 下一次再加電改變其排列方式為止。