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液晶显示器基本原理分析


扭曲液晶TN and 超扭曲液晶STN
STN (Super Twisted Nematic) 液晶扭转角度超过90°以上,此可以达到极细微的显示, 一般为在上、下之间扭转约180 °~270 ° TN加入电压之透过率的变化比STN较缓慢,其与相邻部分 的区别较难,也即是,不适合微细之显示之用。 STN有一缺点,在TN的平常白(Normally white)的背景情 况下,会出现黄色与蓝绿色之着色。对TN而言,只要控制 偏光方向的施旋光性即可,而STN的显示原理为利用液晶的 复折射现象,当光通过液晶,受到复折射时,会产生光的 干扰,而使其着上颜色,此对于彩色化而言会增加其困难 度。解决的方法为,在其上加上「相位差板」即可解决问 题,不过此时只是无彩色状况,如要使其有彩色,仍然必 须加上彩色滤光器 (Color filter) 基板,才能有彩色化。
透明的电极ITO and 偏光板 (polarizer)
偏光板 在二片玻璃板的外侧,也即是在夹有液晶的玻璃板的另外 一面还需要附ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ「偏光板」。如,液晶显示装置的原形算 是出现了。
配向膜Director and 研磨Rubbing 液晶(TN)上下之玻璃基板之间会扭转90°,此主要是利 用「配向膜」达成的。 配向膜为在玻璃基板的表面上作为Polyimide (流亚氨)薄 膜,并于此一薄膜上做「研磨 (rubbing)」。 研磨为利用尼龙 (nylon) 所做成的转轮 (roll) ,也即是刷 毛,在配向膜表面上摩擦,使得配向膜的表面产生微细 之伤痕,液晶分子会沿此一伤痕平行排列。 上、下所磨擦的方向正好相差90°。
2.5代
的母玻璃size 为 370x470 mm
5.0 吋 15 畫 面 大 小 6.4 吋 7吋 8.0 吋 9 8 6 10.4 吋 4
母玻璃大小 (mm x mm) 370x470mm
3代 3.5代
的母玻璃size 为 550x650 mm 的母玻璃size 为 600x720 mm
偏光板的作用
我们平常所看到的光,为往各方向振动的波之混合。 也即是往360度各种方向振动的光到达我们的眼睛。 能够取出往某一方向振动的光的装置,称之为「偏光板 」。上、下装置有偏光板,互成直角90°的方向,则光 线无法透过,呈现黑色。 上、下装置有偏光板,方向相同时则光线能够透过,呈 现白色。
二片偏光板的作用
Between Liquid and Crystal 液晶为「液体」与「结晶」之合成语。 它是正好处于结晶与液体的中间状态,也即是「看似 液体的状态,而动作却又像固体」。 其分子与原子像液体一样是零散分布,却又像结晶一 样,往某一定方向对齐。 Smectic and Nematic 某些液晶虽然长分子为零散分布,但是,全体又向长 轴方向对齐,此一对齐的东西又在上下方向形成层状 ,此种液晶称为「Smectic」,可以用来做为强诱电 性的液晶装置。也有长分子只向某一方向对齐的,称 之「Nematic」
Liquid Crystal Display
What is LC ? 母玻璃Glass. 偏光的作用 透明的电极ITO and 偏光膜 配向器Director and 研磨Rubbing 扭曲液晶TN and 超扭曲液晶STN LCD的驱动方法 LCD动作原理 LCD的特性与应用
What is LC ?
LCD的驱动方法
所谓驱动方法为如何使液晶显示器(LCD)能够显示出文字 与图形。 静态驱动(Static drive)方式 最初的液晶显示屏幕,由于只是用来显示以七个灯节 (Segment)方式所构成的8 字形为主的简单字型,只要使用 同一个下电极就可以完全驱动的静态(Static drive)。例如: 电子计算器、电子锅、收音机、行动电话的显示面板。 但是如果要做复杂图形之显示时,所使用的灯节数目要增 加,各灯节都须要配线,相当麻烦。
动作原理
扭曲液晶TN and 超扭曲液晶STN
TN (Twisted Nematic) 此所谓扭曲是指棒形液晶分子的并列方向之扭曲。 一般的LCD,上、下偏光板的方向为采用互为直角的方式 ,液晶为夹在此上下偏光板之间。 可是,在上下偏光板中间的液晶分子,为了与上下排列方 向对齐,会逐渐改变其方向,也即是由下方开始扭曲,总 共扭曲90°后,与上方偏光板方向对齐。此种液晶分子排 列方向逐渐扭曲的情形称为Twisted Nematic (TN)
LCD的驱动方法
透明的电极ITO and 偏光板
ITO (Indium Tin Oxide) 在二片玻璃板之间夹入液晶,为了使光线能够通过此一液晶 或不通过,也即是,为了驱动液晶,必须于其上、下加入电 极。一般的电极为金属电极,而液晶独特的电极为透明电极 ,使光可透过去。 将电压加在液晶(以没有扭曲功能Untwisted而言)上下的透明 电极,可以使LCD成为全白,或者加入中间值电压,而成为 中间调之灰色。如果将电压切除,则LCD成为全黑。 若以 TN 液晶而言,因为它具有扭曲90°及偏光能力,所以 加电压时为LCD为黑色,不加电压为白色。
母玻璃Glass
LCD of glass
用来做液晶显示装置的玻璃板与一般使用的门窗玻璃 不一样,首先,表面必须很光滑,而且不能有弯曲起 伏不平现象,平面性要高。
Material of glass
一般的玻璃包含有大量的钠元素,要做 TFT玻璃表 面加工时,非常麻烦。因此必须使用无碱性(alkali) 玻璃。 玻璃板的制作方法很困难。要求平面性高且薄型化。 玻璃基板的厚度为1.1 mm 或 0.7mm,最近有作 0.3mm的, 而且,厚度必须很均匀。
母玻璃Glass
Size of glass
畫面大小 12 吋 13 吋 15 吋 17 吋 19 吋 20 吋 550x650 6 4 4 2 2 1 母玻璃大小 (mm x mm) 650x850 750x900 9 9 6 9 4 6 4 6 4 4 2 4 900x1100 15 15 10 9 9 6
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