液晶显示(LCD)的基本原理

简介：
液晶显示（Liquid Crystal Display ）简称LCD 。
LCD 是个大家族，TFT （薄膜晶体管）LCD 类型仅仅是其中的一种，它是在两片玻璃板之间封入液晶，在下玻璃板上配制上扫描线与寻址线（即行、列线）将其组成一个矩阵，在其交点上再制作TFT 有源器件和像素电极。如果是彩色显示，还要在微细加工方式制作上与下面矩阵像素对应的R（红）、G（绿）、B（蓝）三种颜色的滤色膜，最后将其上与下玻璃基板对齐、封盒、灌注、堵孔等一系列工艺制成液晶片。因为液晶本身不发光，必须要靠调制外界光才能达到显示目的，所以在LCD 显示屏模块中就有了发光的装置--冷阴极荧光灯CCF，这是一种依靠冷阴极气体放电，激发荧光粉而发光的光源。掺有少量水银的稀薄气体在高电压下会产生电离，被电离的气体的二次电子发射轰击水银蒸汽，使水银蒸气激发，发射出紫外线，紫外线激发涂布于管壁的荧光粉层，使其发光。发光的CCF 灯管通过特殊的导光板和匀光板，使其与液晶片大小一致，紧贴于液晶显示面板，用作背景光，从而达到显示图像的目的。通过调节背光灯亮度或者调节液晶片中的薄膜晶体管的导光度从而达到调节图像亮度、对比度的目的。液晶电视主要由显示屏、信号处理电路、背光灯电路构成。其显示屏是一个模块，信号处理主要由高频电路图象处理A/D 电路、伴音电路、控制电路等构成。背光灯电路是一个逆变电路，用于点亮显示屏内灯管的作用。一、液晶显示的发展过程
液晶起源于1888 年，是奥地利植物学家莱尼兹发现的一种特殊的混合物质，此物质在常态下处于固态和液态之间，不仅如此，其还兼具固态物质和液态物质的双重特性， 因此就称之为Liquid Crystal （液态的晶体）。而液晶的组成物质是一种有机化合物，是以碳为中心所构成的化合物。1963 年时，美国RCA 公司的威廉发现液晶受到电场的影响会产生偏转的现象，也发现光线射入到液晶中会产生折射现象。在1968 年，也就是威廉发现光会因液晶产生折射后的5 年，RCA 的Heil 震荡器开发部门发表了全球首台利用液晶特性来显示画面的屏幕。在莱尼兹发现液晶物质整整80 年后，“液晶”和“显示器”两个专有名词才连结在一起，“液晶显示器（LCD）”才成为行业的专业名词。当然，1968 年首次亮相的液晶显示器还不稳定，和日常生活的实际应用还有一段距离。直到1973 年， 英国大学教授葛雷先生发现了可以利用联苯来制作液晶显示器，才使液晶显示器的产品正式量产出货，此产品为日本SHARP 公司的EL-8025 电子计算机提供了屏幕。从此以后，开启了液晶多方面的应用，也逐渐促成LCD 产业的兴起。
二、液晶显示的特点
1. 在各类显示器件特性比较中，液晶具有下列优点
极低的工作电压，只要2～3V，工作电流只有几个微安，即功耗只有10-6 ～10-5 瓦/cm2。 
平板结构 
液晶显示器的基本结构是两片导电玻璃，中间灌有液晶的薄型盒。这种结构的优点是： 开口率高，最有利于作显示窗口；显示面积做大、做小都比较容易；便于自动化大量生产，生产成本低；器件很薄，只有几个毫米厚。
（3） 被动显示型 
液晶本身不发光，靠调制外界光达到显示目的，即依靠对外界光的不同反射和透射形成不同对比度来达到显示目的。