液晶显示技术.pdf

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1、液晶显示技术21世纪是信息时代。发展全新的信息功能材料及器件，突破现有技术的局限，是本世纪初世界范围内所面临的最重大的科学问题之一。信息显示技术作为其中重要一环，更是在人类知识的获得和生活质量的改善方面扮演着重要的角色。信息的显示是依靠显示器来实现的，因此现代社会对优质显示器的需求越来越大。电致发光(electroluminescence,EL)是指发光材料在电场的作用下，受到电流的激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的发光过程。能够产生电致发光的固体材料有很多种，但研究较多的而且能达到实用水

2、平的，主要是无机化合物的半导体材料。在过去的20多年里，p-n结无机半导体发光二极管(light-emittingdiode,LED)得到了很大的发展，实现了对可见光谱的覆盖，发光效率超过了白炽灯。由于无机LED器件具有结构牢固、驱动电压低、使用寿命长、效率高、稳定性强等许多优点，得到了非常广泛的实用。但是无机LED器件的制作成本较高，加工困难，效率低下，发光颜色不易调节，也比较难以实现全色，其进一步的发展受到了很大的限制。液晶显示器（liquid-crystaldisplay，LCD）为平面薄型的显示

3、设备，由一定数量的彩色或黑白画素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗低，因此备受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。液晶显示器的每个画素由以下几个部分构成：悬浮于两个透明电极间的一列液晶分子层，两边外侧有两个偏振方向互相垂直的偏振过滤片。如果没有电极间的液晶，光通过其中一个偏振过滤片其偏振方向将和第二个偏振片完全垂直，因此被完全阻挡了。但是如果通过一个偏振过滤片的光线偏振方向被液晶旋转，那么它就可以通过另一个偏振过滤片。物质有固态、液态、气态三种型态，液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性，

4、但是如果这些分子是长形的(或扁形的)，它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体，而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”，又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生，我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。液晶是在1888年，由奥地利植物学家莱尼茨尔发现的，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。一般最常用的液晶型态为向列型液晶，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

5、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。液晶对光线偏振方向的旋转可以通过静电场控制，从而实现对光的控制。检验液晶显示器的指标包括以下几个重要方面：显示大小、反应时间（同步速率）、阵列类型（主动和被动）、视角、所支持的颜色、亮度和对比度、分辨率和屏幕高宽比、以及输入接口（例如视觉接口和视频显示阵列）。其显示原理是，在不加电压下，光线会沿著液晶分子的间隙前进而转折90度，所以光可通过。但加入电压后，光顺着液晶分子的间隙直线前进，因此光被

6、滤光板所阻隔。液晶是具有流动特性的物质，所以只需外加很微小的力量即可使液晶分子运动，以最常见普遍的向列型液晶为例，液晶分子可轻易的接著电场作用使得液晶分子转向，由于液晶的光轴与其分子轴相当一致，故可借此产生光学效果，而当加于液晶的电场移除消失时，液晶将借着其本身的弹性及黏性，液晶分子将十分迅速的回复原来未加电场前的状态。液晶显示器可透射显示，也可反射显示，决定于它的光源放哪里。透射型液晶显示器由一个屏幕背后的光源照亮，而观看则在屏幕另一边（前面）。这种类型的LCD多用在需高亮度显示的应用中，例如电脑显示

7、器和手机中。用于照亮液晶显示器的照明设备的功耗往往高于液晶显示器本身。反射型液晶显示器，常见于电子钟表和计算器中，由后面的散射的反射面将外部的光反射回来照亮屏幕。这种类型的液晶显示器具有较高的对比度，因为光线要经过液晶两次，所以被削减了两次。不使用照明设备明显降低了功耗，因此使用电池的设备电池使用更久。因为小型的反射型液晶显示器功耗非常低，以至于光电池就足以给它供电，因此常用于袖珍型计算器。半穿透反射式液晶显示器既可以当作透射型使用，也可当作反射型使用。当外部光线很足的时候，该液晶显示器按照反射型工作，

8、而当外部光线不足的时候，它又能当作透射型使用。液晶显示技术具有如下的特点：1、由于CRT显示器是靠偏转线圈产生的电磁场来控制电子束的，而由于电子束在屏幕上又不可能绝对定位，所以CRT显示器往往会存在不同程度的几何失真，线性失真情况。而LCD由于其原理问题不会出现任何的几何失真，线性失真，这也是一大优点。2、与传统CRT相比液晶在环保方面也表现的不错，这是因为LCD内部不存在象CRT那样的高压元器件，所以其不至于出现由于高压导致的x射线超标的