液晶显示器特点
（1）低压、微功耗 极低的工作电压，只要2V-3V即可工作，而工作电流仅几个微安，与大规 模集成电路的相适应。从而使液晶与大规模集成电路结成了孪生兄弟，使电子 手表、计算器、便携仪表、以至手提电脑等成为可能。 （2）平板型结构 液晶显示器基本结构是由两片玻璃基板制成的薄形盒，厚度为几公分。 （3）被动型显示 液晶显示器件是一种被动显示。被动显示更适合于人眼视觉，不易疲劳 （4）显示信息量大 与CRT相比，LCD没有荫罩限制；与PDP相比，LCD像素点处不需要像 PDP那样，像素点间要留有一定的隔离区。因此，LCD在同样大小的显示窗面 积内，可以容纳更多的像素，显示更多的信息。
5
第3章 液晶电视技术 （2）液晶的电气性质
在上下电极板之间加一电场时，电极板之间的液晶分 子长轴就会沿着电场方向排列。
这一电气性质是实现液晶显示的基础。
6
第3章 液晶电视技术 （3）液晶的旋光性质
若上、下玻璃基板取向膜沟槽相差某一角度，则在玻 璃基板中，同一平面液晶分子取向虽然一致，但相邻平 面液晶分子的取向逐渐旋转扭曲。
8
第3章 液晶电视技术
3.2 液晶显示器件结构与原理
从第一台LCD显示屏的诞生以来的近40年中，液晶 显示技术得到了飞速的发展，经历了三代：
TN-LCD（Twisted Nematic-LCD）（TN：扭曲） STN-LCD（Super TN-LCD）（超扭曲） TFT-LCD（Thin Film Transisto-LCD）（TFT:薄膜晶体管）
液晶显示器件在使用时不会像CRT使用中产生的软X射线及电磁波辐射 （8）结构简单，易于驱动
液晶显示器件没有复杂的机械部分，能用大规模集成电路直接驱动，电 路接口简单。
湖南工业职业技术学院电气工程系
17
第3章 液晶电视技术
3.2.2 TN型与STN型液晶显示器件（扭曲型）
(a)晶体
（b）液晶 （c）液体
湖南工业职业技术学院电气工程系
3
第3章 液晶电视技术
2.液晶的种类
液晶种类达数千种，主要类型有： （1）热致液晶：
通过加热而形成的液晶（分为：近晶相液晶、向列相液晶、胆甾相 液晶）。 （2）溶致液晶：
有机物在溶剂作用下形成的液晶。如肥皂水气泡。 （3）感应液晶：
外场（力、电、磁、光等）感应作用下形成的液晶。 （4）流致液晶：
3-01液晶电视技术
第3章 液晶电视技术
3.1 液晶基础知识 3.1.1 液晶及其分子结构
a.物质三态: 固态、液态、气态 b.液晶(Liquid Crystal)：
在某个温度范围内兼有液体和晶体两者特性的物质
湖南工业职业技术学院电气工程系
2
第3章 液晶电视技术
1.液晶分子结构
液晶分子形状：细长棒形，宽约1nm，长约10nm。
湖南工业职业技术学院电气工程系
16
第3章 液晶电视技术
液晶显示器特点
（5）易于彩色化 液晶本身虽然一般是没有颜色的，但它实现彩色化的确很容易，方法很多 。一般使用较多的是滤色法。 （6）长寿命 液晶材料是有机高分子合成材料，驱动电压又很低，驱动电流更是微乎其 微，因此，LCD寿命很长，可在5万小时以上。 （7）无辐射，无污染
湖南工业职业技术学院电气工程系
9
第3章 液晶电视技术
3.2.1 液晶显示器结构
液晶
偏光片 电极
偏光片 扩散板
导光板
玻璃基板
彩色滤色膜 定向层
玻璃基板 棱镜片
冷阴极荧光灯
10
第3章 液晶电视技术
（1）液晶面板 a.偏光片：分为上偏光片和下偏光片，上下两偏光片相互垂直。其 作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的光波分量，只准许与栅 栏平行的光波分量通过。 b.玻璃基板：分上玻璃基板和下玻璃基板，主要用于夹住液晶。对 于TFT-LCD，下层玻璃长有薄膜晶体管(Thin film transistor，TFT) ，上层玻璃则贴有彩色滤光膜。 c.彩色滤色膜：产生红、绿、蓝三种基色光。
当可见光波长远小于液晶分子在玻璃基板间的旋转螺 距时，则光矢量会同样随着液晶分子的旋转而跟着旋转 。
7
第3章 液晶电视技术
2.液晶像素显示原理
（1）结构特点： 上下偏振板光轴方向垂直； 上下玻璃基板取向膜取向垂直。 （2）显示原理： 当玻璃基板没有加电场时，光线 跟着液晶作90o扭转，通过下方偏 光板，液晶面板显示白色。 当在基板上加电场时，液晶分子 产生取向变化，光线通过液晶分子 空隙维持原方向，被下方偏光板遮 蔽，显示黑色。
d.电极：分为公共电极和像素电极。信号电压就加在像素电极与 公共电极之间。
e.液晶材料：小分子有机化合物。 f.定向层：又称取向膜，其作用是让液晶分子能够整齐排列。
11
第3章 液晶电视技术
（2）背光模组
作用：将光源均匀地传送到液晶面板。 a.冷阴极荧光灯：提供能耗低，光亮强的白光。 b.导光板：导引光线方向，提高面板光辉度及控制亮度均匀。 c.扩散板：使光线产生漫射，让光的分布均匀化。 d.棱镜片：将光线聚拢，提高辉度。
灯管启动初期，电流非 常微弱，随着灯管两端电极 之间的电压增大，灯管电流 逐渐增大。当灯管两端供电 电压大于启动电压Vstart时 ，灯管启动结束。Vcon为 导通电压，VT、IT分别为 截止电压与截止电流。
14
第3章 液晶电视技术
（3）CCFL驱动电路
自激推挽式DC-AC逆向变换电路
15Biblioteka 第3章 液晶电视技术在流动场作用下而形成液晶，如聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰肼。
湖南工业职业技术学院电气工程系
4
第3章 液晶电视技术
3.1.2 液晶基本性质及显示原理
1.液晶基本性质
（1）边界取向性质 在最简单的自由边界上，液
晶分子的取向可以垂直、平行、 倾斜于边界。
如果边界是一层刻有凹凸沟 槽的取向膜，则凹凸沟槽对液晶 分子的取向起主导作用，通过摩 擦，液晶分子就朝这个方向取向。
湖南工业职业技术学院电气工程系
12
第3章 液晶电视技术
2.冷阴极荧光灯(CCFL)结构
（1）发光原理:
当在管子上加高压时，气体电离产生253.7nm紫外光。紫外光 激励内部磷光粉涂层，产生可见光。
13
第3章 液晶电视技术
（2）CCFL电压与电流关系
CCFL在高压（一般 500V以上）、交流（一般 40kHz左右）电源的驱动下 工作。