液晶顯示器基本常識(shí)

1、一、液晶顯示器基本常識(shí)LCD基本常識(shí)液晶顯示是一種被動(dòng)的顯示，它不能發(fā)光，只能使用周圍環(huán)境的光。它顯示圖案或字符只需很小能量。正因?yàn)榈凸暮托⌒突?LCD成為較佳的顯示方式。 液晶顯示所用的液晶材料是一種兼有液態(tài)和固體雙重性質(zhì)的有機(jī)物，它的棒狀結(jié)構(gòu)在液晶盒內(nèi)一般平行排列，但在電場作用下能改變其排列方向。 對(duì)于正性TN-LCD，當(dāng)未加電壓到電極時(shí)，LCD處于"OFF"態(tài)，光能透過LCD呈白態(tài)；當(dāng)在電極上加上電壓LCD處于"ON"態(tài)，液晶分子長軸方向沿電場方向排列，光不能透過LCD，呈黑態(tài)。有選擇地在電極上施加電壓，就可以顯示出不同的圖案。 對(duì)于STN-L

2、CD，液晶的扭曲角更大，所以對(duì)比度更好，視角更寬。STN-LCD是基于雙折射原理進(jìn)行顯示，它的基色一般為黃綠色，字體藍(lán)色，成為黃綠模。當(dāng)使用紫色偏光片時(shí)，基色會(huì)變成灰色成為灰模。當(dāng)使用帶補(bǔ)償膜的偏光片，基色會(huì)變成接近白色，此時(shí)STN成為黑白模即為FSTN,以上三種模式的偏光片轉(zhuǎn)90°，即變成了藍(lán)模，效果會(huì)更佳。 二、液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)下圖是一個(gè)反射式TN型液晶顯示器的結(jié)構(gòu)圖.   從圖中可以看出,液晶顯示器是一個(gè)由上下兩片導(dǎo)電玻璃制成的液晶盒，盒內(nèi)充有液晶，四周用密封材料-膠框（一般為環(huán)氧樹脂）密封，盒的兩個(gè)外側(cè)貼有偏光片。 液晶盒中上下玻璃片之間的間隔，即通常所說的盒厚，

3、一般為幾個(gè)微米（人的準(zhǔn)確性直徑為幾十微米）。上下玻璃片內(nèi)側(cè)，對(duì)應(yīng)顯示圖形部分，鍍有透明的氧化甸-氧化錫（簡稱ITO）導(dǎo)電薄膜，即顯示電極。電極的作用主要是使外部電信號(hào)通過其加到液晶上去。 液晶盒中玻璃片內(nèi)側(cè)的整個(gè)顯示區(qū)覆蓋著一層定向?qū)印６ㄏ驅(qū)拥淖饔檬鞘挂壕Х肿影刺囟ǖ姆较蚺帕校@個(gè)定向?qū)油ǔＪ且槐痈叻肿佑袡C(jī)物，并經(jīng)摩擦處理；也可以通過在玻璃表面以一定角度用真空蒸鍍氧化硅薄膜來制備。 在TN型液晶顯示器中充有正性向列型液晶。液晶分子的定向就是使長棒型的液晶分子平行于玻璃表面沿一個(gè)固定方向排列，分子長軸的方向沿著定向處理的方向。上下玻璃表面的定向方向是相互垂直的，這樣，在垂直于玻璃片表面的方向，

4、盒內(nèi)液晶分子的取向逐漸扭曲，從上玻璃片到下玻璃片扭曲了90°（參見下圖），這就是扭曲向列型液晶顯示器名稱的由來。    實(shí)際上，靠近玻璃表面的液晶分子并不完全平等于玻璃表面，而是與其成一定的角度，這個(gè)角度稱為預(yù)傾角，一般為1°2°。 液晶盒中玻璃片的兩個(gè)外側(cè)分別巾有偏光片，這兩片偏光片的偏光軸相互平行（黑底白字的常黑型）或相互正交（白底黑字的常白型），且與液晶盒表面定向方向相互平行或垂直。偏光片一般是將高分子塑料薄膜在一定的工藝條件下進(jìn)行加工而成的。 我們通常所見的多是反向型的液晶顯示器，這種顯示器在下邊的偏振片后還貼有一片反光片。這

5、樣，光的入射和觀察都是在液晶盒的同一側(cè)。 TN、HTN、STN的結(jié)構(gòu)： FSTN、ECB-Multi-color STN的結(jié)構(gòu)：   Color STN的結(jié)構(gòu)： 三、液晶顯示器件的基本性能 §         電光性能：LCD光學(xué)透過率隨電壓變化的曲線，如圖1。 §         響應(yīng)速度：LCD加電壓后，透過率變化的快慢程度，如圖2。 §    

6、0;    對(duì)比度：LCD在選態(tài)透過率與非選態(tài)透過率的比值。如圖3。 §         視角圖：LCD在不同視角下觀察所獲得的等對(duì)比度曲線圖。如圖4。 §         溫度性能：由于液晶材料本身的物理性質(zhì)隨溫度變化而變化，因而引起LCD的閾值、透過光譜等會(huì)隨溫度漂移。 §         頻率

7、響應(yīng)：LCD只能工作在一個(gè)適當(dāng)?shù)念l率范圍，太低會(huì)引起顯示閃動(dòng)太高則液晶分子跟不上電場變化。 §         LCD功耗：指單位顯示面積的電流密度。 §         壽命： ·         工業(yè)品保證100000小時(shí)。 ·       &#

8、160; 民用品保證50000小時(shí)。 §         其他性能：防紫外、防眩目、防劃傷等。 四、液晶顯示器件的基本參數(shù) LCD顯示類型 TN型： STN型： 顯示模式 背景 前景 黃綠模 黃綠色 藍(lán)黑色 藍(lán)  模 藍(lán)色 白色 灰  模 灰白色 深藍(lán)色 黑白模 白色 黑色 照明方式 LCD有三種顯示方式：反射型，全透型和半透型。反射型LCD的底偏光片后面加了一塊反射板，它一般在戶外和光線良好的辦公室使用。全透型LCD的底偏光片是全透偏光片，它需要連續(xù)使用背光源，一般在光線差的環(huán)境使用

9、。半透型LCD是處于以上兩者之間，底偏光片能部分反光，一般也帶背光源，光線好的時(shí)候，可關(guān)掉背光源；光線差時(shí)，可點(diǎn)亮背光源使用LCD。 LCD顯示方式還分正性和負(fù)性。正性LCD呈現(xiàn)白底黑字，在反射和半透型LCD中顯示最佳；負(fù)性LCD呈現(xiàn)黑底白字，一般用于全透型LCD，加上背光源，字體清晰，易于閱讀。正顯模式（白底黑字）POSITIVE TYPE 負(fù)顯模式（黑底白字）NEGATIVE TYPE 溫度特性 類型 TN STN 工作溫度（） 050 -1060 -2070 -3080 050 -2070 儲(chǔ)存溫度（） -2060 -2070 -3080 -4090 -2060 -3080 LCD的采光

10、技術(shù) 顯示器件是被動(dòng)型顯示器件，它本身不會(huì)發(fā)光，是靠調(diào)制外界光實(shí)現(xiàn)顯示的。外界光是液晶顯示器件進(jìn)行顯示的前提條件。因此，在液晶顯示裝配、使用中，巧妙地解決采光，不僅可以保證和提高液晶顯示的質(zhì)量，而且 一般液晶顯示的采光技術(shù)分為自然光采光技術(shù)和外光源設(shè)置技術(shù)。而外光源設(shè)置上，又有背光源、前光源和投影光源三類技術(shù)。 這里，我們就較為常見的背光源作簡單介紹:一. 背光源采光技術(shù)的兩大任務(wù)是： 1.使液晶顯示器件在有無外界光的環(huán)境下都能使用；2.提高背景光亮度，改善顯示效果。二. 分類： 現(xiàn)對(duì)常用的背照明光源，按如下分類說明： 光源種類 LED EL（電致發(fā)光） CCFL壽命(小時(shí)) 100,000

11、(半衰期)20005000 (半衰期）50008000 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 壽命長 分光特性好,無亮斑,薄而輕,耐振抗沖擊 在可見光范圍光譜峰值可任選,亮度高,壽命長，適于彩色化 缺點(diǎn) 單色光，調(diào)光難 壽命短，電壓高 不能調(diào)光，驅(qū)動(dòng)電壓高，有一定厚度 發(fā)光方式 邊光 背光 一般為邊光 工作電壓 3.84.5V 60200V 5001000V 推薦工作電壓 70110V 工作頻率 - 501000Hz 20KHz 推薦工作頻率 - 400700Hz 工作電流 不定(由LED的數(shù)量決定） 0.10.25mA/cm2 46mA 電容值 - 1001000pF/cm2   工作溫度   -

12、30+50 +1050 存儲(chǔ)溫度   -40+60 -2060 存儲(chǔ)濕度   <70%RH   亮度     300035000cd/m2 功耗 不定(由LED的數(shù)量決定)   14W 顏色種類 黃、紅、綠、橙、白 EL是低亮度照明光源，發(fā)光顏色僅綠色、藍(lán)綠色、橙色。 白色 外接元器件 外接5V電源時(shí)須限流 需DC-AC逆變器 需DC-AC逆變器,串聯(lián)限流電阻100K200K 全透型和半全透型LCD一般都需要加背光源，其放置位置根據(jù)實(shí)際情況下面介紹幾種常見的背光源：   EL背光 LED背光 CCFL背光 電致發(fā)光(E

13、L)：EL背光源厚度薄，重量輕、發(fā)光均勻。它可用于不同顏色，但最常用于LCD白光背光。EL背光源功耗低，只需電壓80-110VAC，通過變壓器將5V,12V或24VDC轉(zhuǎn)變得到。EL背光源的半衰期約為2000-5000小時(shí)。 發(fā)光二極管(LED):LED背光源主要用于字符型模塊。比EL壽命更長（最少5000小時(shí)），光更強(qiáng)，但能耗更大。作為固態(tài)裝置，它直接使用5VDC。LCD一般直接排列在LCD的后面，厚度要增加5mm，LED可以發(fā)不同顏色的光，最常見的是黃綠光。 冷陰極熒光燈(CCFL):CCFL能夠提供能耗低，光亮強(qiáng)的白光。它由冷陰極熒光管發(fā)光，通過散射器將光均勻分散在視窗區(qū)。側(cè)背光源體積小

14、，能耗低，但CCFL需要一個(gè)變壓器來供應(yīng)270-300VAC的電源。它主要用于圖形LCD，壽命達(dá)10000-15000小時(shí)。 LCD的視角 視角簡單地說就是顯示圖案能看得清楚的角度。它是由定向?qū)拥哪Σ练较驔Q定，不能通過旋轉(zhuǎn)偏光片改變。視角以時(shí)針的鐘點(diǎn)來命名，如6:00視角，12:00視角等等。6:00視角就是指在6點(diǎn)時(shí)針的平面方向到法線方向這個(gè)區(qū)域LCD顯示效果理想；12:00視角是指12點(diǎn)時(shí)針的平面到法線方向區(qū)域顯示理想。 LCD的視角是由LCD顯示屏在儀器上的位置來確定。例如計(jì)算器一般放在桌上或拿在手上使用，LCD做成6:00視角最好。有些儀器上的LCD屏裝在低于人眼視線以下，一般做成12

15、:00視角。汽車上的時(shí)鐘一般裝在駕駛員的右邊，做成9:00的視角最佳。   LCD視角示意圖 LCD模塊 早期液晶顯示器只生產(chǎn)LCD屏，驅(qū)動(dòng)部分由客戶自己設(shè)計(jì)制作。目前LCD生產(chǎn)廠家把LCD屏連接到COB板（帶IC的PCB板）上，就做成了LCD模塊。LCD模塊分字符型模塊和圖象型模塊。字符模塊有14行，劃分1640個(gè)字塊，每個(gè)字塊由5x7點(diǎn)陣組成。每個(gè)字塊單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。圖象型模塊由多行多列的點(diǎn)陣象素組成，每個(gè)象素單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，可顯示文本、圖象或同時(shí)顯示文本和圖象。圖象型模塊需要IC來控制，這種控制IC有些也裝在LCD模塊上。 < normal">字符型模塊可使用TN-L

16、CD或者STN-LCD，但圖象型模塊都是采用STN-LCD。大多數(shù)模塊的背光源可用EL或者LED。五、IC與LCD的常見連接方式 IC與LCD的常見連接方式 SMT是英文"Surface mount technology"的縮寫即表面安裝技術(shù)，這是一種較傳統(tǒng)的安裝方式。其優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，缺點(diǎn)是體積大，成本高，限制LCM的小型化。COB是英文"Chip On Board"的縮寫 即芯片被邦定（Bonding)在PCB上，這樣可省去PCB板等料件，可大大的模塊減少體積，同時(shí)在價(jià)格方面也可降低成本。由于IC制造商在LCD控制及相關(guān)芯片的生產(chǎn)上正 在減小QFP（

17、SMT的一種）封裝的產(chǎn)量，因此，在今后的產(chǎn)品中傳統(tǒng)的SMT方式將被逐步取代。TAB是英文"Tape Aotomated Bonding"的縮寫 即各向異性導(dǎo)電膠連接方式。將封裝形式為TCP（Tape Carrier Package帶載封裝)的IC用各向異性導(dǎo)電膠分別固定在LCD和PCB上。這種安裝方式可減小LCM的重量、 體積、安裝方便、可靠性較好！ COG 是英文"Chip On Glass"的縮寫 即芯片被直接邦定在玻璃上。這種安裝方式可大大減小整個(gè)LCD模塊的體積，且易于大批量生產(chǎn)，適用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品用的LCD，如：手機(jī)、PDA等便攜式電子產(chǎn)品。

18、這種安裝方式在IC生產(chǎn)商的推動(dòng)下，將會(huì)是今后IC與LCD的主要連接方式。COF 是英文"Chip On Film"的縮寫 即芯片被直接安裝在柔性PCB上。這種連接方式的集成度較高，外圍元件可以與IC一起安裝在柔性PCB上，這是一種新興技術(shù)，目前已進(jìn)入試生產(chǎn)階段。 六、LCD專業(yè)術(shù)語解釋 LCD： Liquid Crystal Display 液晶顯示 LCM：Liquid Crystal Module 液晶模塊 TN ：Twisted Nematic 扭曲向列。液晶分子的扭曲取向偏轉(zhuǎn)90° STN： Super Twisted Nematic 超級(jí)扭曲向

19、列。約180270°扭曲向列 FSTN：Formulated Super Twisted Nematic 格式化超級(jí)扭曲向列。一層光程補(bǔ)償片加于 STN ，用于單色顯示 TFT：Thin Film Transistor 薄膜晶體管 COB： Chip On Board 通過邦定將IC裸片固定于印刷線路板上 COF：Chip On FPC 將IC固定于柔性線路板 上 COG ：Chip On Glass 將芯片固定于玻璃上 Backlight ： 背光 LED Light Emitting Diode 發(fā)光二極管 EL Electro Luminescence 電致發(fā)光。EL層由高分子

20、量薄片構(gòu) Inverter ： 逆變器 成 OSD ： On Screen Display 在屏上顯示 DVI ： Digital Visual Interface （VGA）數(shù)字接口 LVDS：Low Voltage Differential Signaling 低壓差分信號(hào) IC：Integrate Circuit 集成電路 TCP ： Tape Carrier Package 柔性線路板 Duty：占空比，高出點(diǎn)亮的閥值電壓的部分在一個(gè)周期中所占的比率 CCFL(CCFT) ： Cold Cathode Fluorescent Light/Tube 冷陰極熒光燈 PDP ： Plasma

21、 Display Panel 等離子顯示屏 CRT ：Cathode Radial Tube 陰極射線管 VGA ：Video Graphic Array 視頻圖形陣列 PCB ：Printed Circuit Board 印刷電路板 Composite video： 復(fù)合視頻 NTSC ：National Television Systems Committee NTSC制式,全國電視系統(tǒng)委員會(huì)制式 PAL ： Phase Alternating Line PAL制式(逐行倒相制式) SECAM： SEquential Couleur Avec Memoire SECAM制式(順序與存儲(chǔ)彩色

22、電視系統(tǒng)) VOD ：Video On Demand 視頻點(diǎn)播 DPI ：Dot Per Inch 點(diǎn)每英寸  七、液晶顯示原理 TFT液晶顯示原理 TFT型的液晶顯示器較為復(fù)雜，主要的構(gòu)成包括了，螢光管、導(dǎo)光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶體管等等。首先液晶顯示器必須先利用背光源，也就是螢光燈管投射出光源，這些光源會(huì)先經(jīng)過一個(gè)偏光板然后再經(jīng)過液晶，這時(shí)液晶分子的排列方式進(jìn)而改變穿透液晶的光線角度。然后這些光線接下來還必須經(jīng)過前方的彩色的濾光膜與另一塊偏光板。因此我們只要改變刺激液晶的電壓值就可以控制最后出現(xiàn)的光線強(qiáng)度與色彩，并進(jìn)而能在液晶面板上變化出有不同深淺的顏色組合了。STN液晶顯示原理STN型的顯示原理與TN相類似，不同的是TN扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)的液晶分子是將入射光旋轉(zhuǎn)90度，而STN超扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)是將入射光旋轉(zhuǎn)180270度。 要在這里說明的是，單純的TN液晶顯示器本身只有明暗兩種情形（或稱黑白），并沒有辦法做到色彩的變化。而STN液晶顯示器牽涉液晶材料的關(guān)系，以及光線的干涉現(xiàn)象，因此顯示的色調(diào)都以淡綠色與橘色為主。但如果在傳統(tǒng)單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片（color filte