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LCD显示器及其特性分析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:液晶显示屏简称LCD,是一种新型显示器件。图2-53液晶显示屏的结构图2-54液晶显示屏的显示原理3.常见液晶显示屏扭转向列型TN-LCD的组成结构中主要包括了垂直方向与水平方向的偏光板,具有细纹沟槽的配向膜,液晶材料以及导电的玻璃基板。双层超扭曲向列型DSTN-LCD是在STN-LCD基础上发展而来的,是通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏,从而达到完成显示目的。因此显示效果相对STN-LCD来说,有大幅度提高。

LCD显示器及其特性分析

液晶显示屏简称LCD(Liquid Crystal Display),是一种新型显示器件。液晶显示屏具有体积小、厚度薄、重量轻、寿命长、工作电压低、功耗小、强光照下显示效果好等特点,广泛应用在数字仪表、电子钟表、电子日历、计算器、电话机以及家用电器设备中。

1.液晶显示屏的种类

1)根据驱动方式的不同,液晶显示器可分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)和主动矩阵驱动(Active Matrix)三种。

2)单纯矩阵型又可分为扭转向列型(Twisted Nematic,TN)、超扭转向列型(Super Twisted Nematic,STN)、双层超扭曲向列型(DualScan Tortuosity Nomograph,DSTN)及其他被动矩阵驱动液晶显示器。

3)主动矩阵型大致可分为薄膜晶体管型(Thin Film Transistor,TFT)及二端子二极管型(Metal Insulator Metal,MIM)两种方式。

2.液晶显示屏的显示原理

液晶显示屏的结构如图2-53所示。在两块玻璃基板间填充有液晶材料,上、下玻璃基板上都有透明电极,在上玻璃基板上面和下玻璃基板下面分别有上、下偏振片,在下偏振片下面还有反射板。

液晶显示屏的显示原理:当未加电压时,入射光穿过液晶和偏振片后能够被反射板反射回来,可看到的亮白色;当在上、下电极之间加上驱动电压时,电极部位的液晶在电场作用下改变了偏光性,使得入射光不能够被反射板反射回来,则看到的就是黑色。若把电极做成字符状,看到的就是黑色的字符。具体显示过程如图2-54所示。

图2-53 液晶显示屏的结构

图2-54 液晶显示屏的显示原理

3.常见液晶显示屏

(1)扭转向列型(TN,Twisted Nematic)(www.xing528.com)

TN-LCD的组成结构中主要包括了垂直方向与水平方向的偏光板,具有细纹沟槽的配向膜,液晶材料以及导电的玻璃基板。

在不加电场的情况下,入射光经过偏光板后通过液晶层,偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90°。在离开液晶层时,其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致,所以光线能顺利通过,使整个电极面呈光亮。当加入电场时,每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致。液晶层也因此失去了旋光的能力,结果来自入射偏光片的偏光,其方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系,并无法通过,这样电极面就呈现黑暗的状态。

由于TN-LCD本身只有明暗两种情形(或称黑白),并没有办法做到色彩的变化,因此,主要用于3英寸以下的黑白小屏幕,如电子表、计算器、掌上游戏机等。

(2)超扭转向列型(STN,Super Twisted Nematic)

STN-LCD的显示原理与TN-LCD相类似,不同之处在于STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180°~270°,而不是90°。

STN-LCD配合彩色滤光片可显示多种色彩,多使用于文字、数字及绘图功能的显示,如低档的笔记本电脑、掌上电脑、股票机和个人数字助理(PDA)等便携式产品。

(3)双层超扭曲向列型(DSTN,Dual Scan Tortuosity Nomograph)

DSTN-LCD是在STN-LCD基础上发展而来的,是通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏,从而达到完成显示目的。因此显示效果相对STN-LCD来说,有大幅度提高。

DSTN-LCD显示特点是:扫描屏幕被分为上下两部分,CPU(中央处理器)同时并行对这两部分进行刷新(双扫描),这样的刷新频率显然要比单扫描(STN)重绘整个屏幕快一倍,提高了效率,改善了显示效果。

由于DSTN-LCD反应速度慢,不适于高速全动图像、视频播放等应用,一般只用于文字、表格和静态图像处理,在低端笔记本电脑市场具有一定的优势。

(4)薄膜晶体管型(TFT,Thin Film Transistor)

TFT-LCD液晶显示器较为复杂,主要由荧光管(背光源)、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等构成。

将荧光灯管(背光源)投射出的光源经过一个偏光板,然后再经过液晶,这时液晶分子的排列方式就会改变穿透液晶的光线角度;接着,这些光线经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。此时,只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩,这样在液晶面板上就能变化出有不同色调的颜色组合。

由于TFT-LCD具有屏幕反应速度快、对比度和亮度都较高、屏幕可视角度大、色彩丰富(称之为“真彩”)、分辨率高等特点,适用于动画及显像显示,故目前广泛应用于数码相机、液晶投影仪、笔记本电脑、桌面型液晶显示器。

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