液晶显示(LCD)的基本原理
(4)显示信息量大
液晶显示中,各像素之间不用采取隔离措施,所以在同样显示窗口面积可容纳更多的像素,利于制成高清晰度电视。
易于彩色化一般液晶为无色,所以可采用滤色膜很容易实现彩色。
长寿命液晶本身由于电压低,工作电流小,所以几乎不会劣化,寿命很长。
无辐射,无污染
CRT 显示中有X 射线辐射,PDP 显示中有高频电磁辐射,而液晶不会出现这类问题。2、液晶显示也具有下列缺点
(1)显示视角小
由于大部分液晶显示的原理依靠液晶分子的向异性,对不同方向的入射光,反射率不一样的以视角较小,只有30~40 度,随着视角的变大,对比度迅速变坏。
响应速度慢
液晶显示大多是依靠在外电场作用下,液晶分子的排列发生变化,所以响应速度受材料的粘滞度影大,一般均为100~200ms 。所以一般液晶在显示快速移动的画面时质量不好。
1.2 常见的液晶显示器件
目前的液晶显示器可分成扭曲向列型(Twisted Nematic;简称TN)、超扭曲向列型(Super Twisted Nematic 简称STN )和彩色薄膜型(Thin Film Transistors-薄膜晶体管;简称TFT) 三大种类。
一、扭曲向列液晶显示器(TN-LCD)
TN 是继DSM 型的液晶材料后所发展的新液晶材料,TN-LCD 的最大特点就如同其名称“扭转向列”一般,其液晶分子从最上层到最下层的排列方向恰好是呈90 度的3D 螺旋状。TN-LCD 的出现奠定了现今LCD 发展的主要方式,但是由於TN-LCD 具有两个重大缺点,那就是无法呈现黑、白两色以外色调,以及当液晶显示器越做越大时其对比会越来越差,使得各种新的技术陆续出现。
二、超扭曲向列液晶显示器件(STN-LCD)
STN-LCD 的出现是为了改善TN-LCD 对比不佳的问题,最大差别点在于液晶分子扭转角度不同以及在玻璃基板的配合层有预倾角度,其液晶分子从最上层到最下层的排列方向恰好是180 度至260 度的3D 螺旋状。但是,STN-LCD 虽然改善了TN-LCD 的对比问题, 其颜色的表现依然无法获得较好的解决,STN-LCD 的颜色除了黑、白两个色调外,就只有橘色和黄绿色等少数颜色,对於色彩的表达仍然无法达到全彩的要求,因此仍然不是一个完善的解决方式。
三、彩色薄膜型液晶显示器件(TFT-LCD)
为了改善对于色彩的要求,又发明了TSTN(Triple Super Twisted Nematic )和FSTN(Film Super Twisted Nematic )两种新技术。TSTN 和FSTN 的基本构造原理与STN 相同,差别在于TSTN 在两片玻璃上加上两片色补偿用薄膜,而FSTN 则是加上一片色补偿用薄膜。TSTN 和FSTN 具有高解析度和全彩的优点,完全改善TN 的比对度差问题和STN 的色彩问题。但可惜的是,TSTN 和FSTN 却有液晶分子的反应较慢的问题,在放映数量较大的资料时,会造成无法负荷的缺点,因此也不是完善的解决方式。因此,为了解决此问题,接下来液晶显示器的研发方向,焦点放在驱动方式的改良。从最早的静态驱动方式、接下来的动态驱动方式、单纯Matrix 驱动方式到Active Matrix 驱动方式,发展出许多驱动方式。而其中以Active Matrix 驱动方式和目前液晶显示器的发展关系最大,Active Matrix 驱动方式的中文名称为主动矩阵型驱动方式,这种驱动方式是在原本配置画素的电极交叉处加上一个Active 素子,产生了崭新的点制御模式。而主动矩阵型的驱动方式中又可分为两种方式,一是MIM(Metal Insulator Metal )方式,利用两边金属中间夹绝缘层做为简单的Active 素子;另一就是TFT(Thin Film Transistor )方式,TFT 方式是在原本配置画素的电极交叉处,再加上一个对向电极,并且在此三个电极的交叉处放置薄膜状的Active 素子。从TN-LCD 、STN-LCD 到TFT-LCD ,液晶显示器在对比度、解析度和色彩等方面越做越好,产品也越来越普及。而在这三大类的液晶显示器中,是以TFT-LCD 的市场最大,原因是笔记型电脑的热卖和TFT-LCD 显示器销售量越来越好的带动,不仅如此,TFT-LCD 还有日渐取代传统阴极射线管(Cathode Ray Tube;简称CRT) 屏幕的趋势,是最有可能登上显示器霸主宝座的明日之星。
