液晶显示器工作原理――TN.ppt

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1、液晶显示器工作原理——TN全球质量管理中心QE部2010年8月2日TN液晶显示器简介TN液晶显示器构造TN液晶显示器工作原理TN液晶显示器特性目录twistednematicliquidcrystaldisplay：TN-LCD扭曲向列型液晶显示器主要生产厂商：三星，LG-Display，奇美，友达广电，瀚宇彩晶。TN-LCD采用的是液晶显示器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简单。请参照下页的构造图片。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

2、偏光片，具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导电的玻璃基板等。因其低廉的成本优势使TN-LCD成为了应用最广泛的入门级液晶面板，在目前市面上主流的中低端液晶显示器中被广泛使用。TN-LCD常用的几种模式常白型寻常模式显示、常白型非寻常模式显示、常黑型寻常模式显示、常黑型非寻常模式显示；TN-LCD屏介绍TN-LCD构造TwistedNematicLiquidCrystalDisplays液晶分子沿面配向膜排列，分子长轴在上下基板之间连续扭曲90º，夹入两电极基板之间，制成液晶盒；背光模组产生的光线经下偏光片变成线偏振光，入射到液晶盒内，被扭曲90

3、º，并通过上玻璃基板外的上偏光片（垂直于下偏光片），透光；当两电极之间加上一定的电压时，液晶分子转动，最终成与基板成垂直排列，当入射光到液晶盒内的产生的偏振光，未被扭曲，不能通过上偏光片，不透光。工作原理TN-LCD旋光原理：线偏振光在液晶盒内扭曲旋光需满足的条件为：∆nd>>(φλ)/π。∆nđ=∆ndcosθ∆n为液晶材料折射率各向异性值；θ为液晶分子倾斜角平均值；d为液晶层厚度；φ为扭曲角。TN液晶盒φ为90度，θ为1～2度，所以上式可近似为：∆nd>>λ/2P∆n>>λ，P为螺距∆ε>0当∆nd>>λ/2及扭曲的螺距P与液晶折射率各向异

4、性乘积远远大于可见光波长的条件得到满足时（关态液晶盒内液晶分子形成一种扭曲结构）垂直入射的线偏振光的偏振面将顺着液晶分子扭曲方向旋转，液晶分子长轴90度扭曲导致了90度的旋光。当∆ε>0，液晶分子将随电场方向排列，扭曲结构消失，导致旋光作用消失。这种电光效应称为扭曲电场效应。工作原理TN-LCD的优缺点：优点：价格便宜（最重要的优势），面板液晶分子响应时间快；缺点：可视角度窄，色彩偏差。响应时间快响应时间这个专业的液晶指标最早由国际标准化组织即（ISO）推出，规范代码是ISO13406-2，该规范制定的初衷就是要反映液晶显示器表现动态图像的平滑

5、度和清晰度。该规范把响应时间定义如下：当一个像素电从白色转为黑色（ISO的定义所谓白色即指90%灰度，黑色指10%灰度），电极电压从0变为最大值，即最大电压激励状态下，液晶分子迅速转换到新的位置，这一过程所用的时间被称为上升时间段。当一个像素由黑转白，像素所加电压切断，液晶分子迅速回到加电前位置，这一过程称为下降时间。整个响应时间过程就是由上升时间加上下降时间获得的数值。TN面板的优点是由于输出灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，响应时间容易提高，目前市场上8ms以下液晶产品大部分均采用的是TN面板TN-LCD特性可视角度窄：由于液晶是一种具有双

6、折射率Δn的物质，且其Δn=ne-no＞0。因此当光线通过液晶分子后，可分成ordinaryray与extraordinaryray两道光，如果光线是斜向入射液晶分子，便会产生两道折射光線。因此当光线经过上下两片玻璃中的液晶后，光线就会产生相位延迟(phaseretardation)的現象。TN-LCD特性当入射光线与液晶长轴平行时，无双折射。当入射光线与液晶长轴夹角增大，产生双折射。TN-LCD特性可视角度窄解决方法TN面板为TN+Film类型面板经上述可知，视角较小是因为Δn＞0所造成的相位延迟引起，只要找Δn＜0的材料来作补偿就可以了。因

7、此一般的光学补偿膜都是属于Δn＜0的材料，這样一来光学补偿膜的相位延迟，就可以跟线状液晶的相位延迟互相抵消，就可以增加液晶面板的可視角度。当光是从下方入射，然後从上方射出时，首先会经过底下的一片光学补偿膜，由於其Δn＜0光线便会有了负的相位延迟，接下来光线继续前进进入到TN型液晶，此时便会开始有正的相位延迟，大约到液晶的一半的地方，此时正负的相位延迟便会互相抵消。当光线继续向上传播时，又会因为TN型液晶的关系，产生了正的相位延迟，直到进入位於上方的光学补偿膜，又会开始有负的相位延迟。在光线离开位在上面的光学补偿膜时，正负相位延迟又可以互相抵消，

8、因此只要光学补偿膜设计的好，便可以完全抵消TN型液晶所造成的相位延迟，达到广视角的效果TN-LCD特性色彩显示较差：TN屏它只能产生R/G/B各64色