液晶显示器原理..教学教材.ppt

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1、第40讲液晶显示原理主要内容1、TN型液晶彩电原理2、TFT型液晶彩电原理3、STN型液晶彩电原理4、液晶显示器发光原理5、液晶电视成像原理1液晶显示器的种类目前开发的液晶显示器有TN．LCD(TwistedNematic-LCD，扭曲向列LCD)、STN-LCD(SuperTN-LCD，超扭曲向列LCD)、DSTN．LCD(DoublelayerSTN-LCD．双层超扭曲向列LCD)和TFT-LCD(ThinFilmTransisto-LCD)薄膜晶体管LCD四种。各种类型LCD的特点和用途如下：(1)TN-LCD由于无法显示细腻的字符，目前基

2、本上被淘汰，只作为电子表和计算机显示。(2)STN-LCD的液晶分子扭曲角度为180o～270o，由于扭转角度较大，字符显示细腻，同时也支持基本的彩色显示，多用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机等。(3)DSTN-lED由于支持的彩色数有限，多用于早期的笔记本计算机。(4)FFT-IED则采用与TN系列LCD截然不同的显示方式，性能较好，被广泛用于笔记本计算机和台式显示器。2TN型液晶彩电的原理TN型TwistedNematic即扭曲向列型液晶彩电是在两片平行放置的偏光板之间充填了一定数量的具有电特性和光特性的液晶混合物。这两片偏光板的偏

3、光方向是相互垂直的。液晶分子在偏光板之间排列成多层，如图所示。3在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，它可以在任何方向平移，也可以在其中一个方向旋转，但长轴取向始终是平行于偏光的。所以TN被称为向列型液晶。在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90。。其中，邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。所以呈现这种扭曲排列，被称为扭曲向列型液晶彩电。液晶分子具有一定的电特性，分子在电场中通常会充电，之后极化，最终得到一个对准电场方向的正、负两极。一旦通过电极给液晶分子加电，由于受到外界电压的影响，液晶分子在两片

4、玻璃之问的排列形式得以改变。而液晶电视夹层内贴附了两块偏光板，这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。在正常情况下，光线从上向下照射时，只有一个角度的光线能够穿透下来，通过上偏光板将光线导入上部夹层的沟槽中，再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出，形成一个完整的光线穿透路径。这就是液晶的光学和电光学的特性。由于在两片玻璃板之间可以划分出不同的区域，且每一个区域都用电场进行控制，这些不同的区域叫子像素。不同彩色滤光片放不同彩色滤光片放在每个子像素的后面，当光透过时，就可以显示出全色的图像来。4TFT型液晶彩电的原理TFT型液晶彩电

5、的原理与TN型彩电的原理大致相同，也是由玻璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等组成，采用两夹层间充填液晶分子设计的。液晶分子在加电后排列状态的变化，及透光过程都与TN型液晶彩电一样，所不同的主要有以下几点：(1)将TN上部夹层的电极改为了唧晶体管，而下部夹层改为了共通电极.(2)哪型彩电的显示器采用背透式照射方式，即假想的光源路径，不是像TN型液晶那样从上至下，而是从下至上，在光源设计上与日光灯的原理相同，先向下照射再通过偏光板反射向上透出。由于聊晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持夹层内液晶分子的排列状态，直到FET

6、晶体管电极下次再加电才能改变液晶的排列位置。(3)TFT—LCD属于有源矩阵控制，由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而各个节点相对独立，并可连续控制，这样不仅提高了反应时间，同时在灰度控制上可以做到非常精确。当开关打开时，LCD分子就排列成允许背景光源透射出来的格局。投射出来的光线通过一个彩色的RGB滤光器加以处理，就能在屏幕上显示出彩色来5STN型液晶彩电的原理STN型是一种超扭转式向列场效应液晶显示器，其显示原理与TN基本相同，所不同的主要有以下三点：(1)入射光旋转角度不同。TN的液晶分子是将入射光旋转90。，而STN的液晶分子是将入

7、射光旋转1800～2700，如图2—5所示。(2)显示的色调不同。TN液晶显示器本身只能显示黑白两种色调，而STN液晶显示器显示的色调以淡绿和橘黄为主，加上彩色滤光片后可显示出全色。(3)屏幕大小的显示效果不同。TN液晶显示器屏幕越大，效果越差。而STN液晶显示器由于在制作材料和制作工艺上作了一些改进，其屏幕做大时，显示效果也较好。6STN型液晶彩电的原理7液晶显示器的发光原理液晶显示器是在两片玻璃板之间制作了很多空隙，分别在里面注入液晶分子，在玻璃板后方设置了一组荧光灯管，如图2-6所示。荧光灯管发出的光经由一组棱镜片与背光模块，将光源均匀地传

8、送到前方。由于两个电极之间的电场的驱动，引起液晶分子扭曲向列的电场效应，以控制光源透射或遮蔽，在电源开关之间产生明暗变化，而将接收到的影