液晶顯示技術0章

1、液晶顯示技術濟南大學物理科學與技術學院第0章 緒論n顯示技術的意義和發(fā)展方向n平板顯示與液晶顯示n液晶顯示的發(fā)明與發(fā)展n本課程主要內容0.1 顯示技術的意義和發(fā)展方向n“顯示”與“顯示技術” 人類長久以來一直致力于將各種信息轉換為視覺信息。這種將各種信息轉換為視覺信息在傳達給他人的過程，就稱為“顯示”。這種轉化、傳達的技術稱為“顯示技術”。n顯示技術的基本特點最大特點：光與電的結合，是光與近代科學成就的結合。追求的目標：清晰、準確、實時、直觀、方便、節(jié)能、攜帶信息量大等。n信息顯示技術 現(xiàn)代顯示技術的基本特點是將各種非電量的信息（如聲、光、熱、力、數(shù)、氣氛）通過傳感器、處理器進行感知和處理，傳

2、輸給顯示裝置，再由顯示裝置進行處理、轉換，最后經由顯示器件轉換為人類視覺可識別的信息。將這種現(xiàn)代顯示技術稱為“信息顯示技術”。n發(fā)展趨勢n（1）畫面的高分辨率 大多數(shù)場合采用中分辨率VGA（640*480)和SVGA（800*600），以及高分辨率的XGA（1024*768）、SXGA(1600*12080)等顯示適配器。特殊場合超高分辨率為2048*2048,4096*4096.n（2）新型平板顯示器加速研制n（3）圖形顯示人機工程學日益受到重視 信息管理與顯示的目標是要通過顯示器來最大限度的將傳感器和處理器的信息傳給操作人員。研究聲、眼、腦、觸覺等混合形態(tài)的接口來代替有顯示器和控制板拼湊起

3、來的工作臺稱為新的發(fā)展方向。n（4）抗惡劣環(huán)境技術主要是指抗電磁場，抗強沖擊與振動，耐高溫、煙霧和沙塵等。n（5）設備設計的智能化、標準化、系列化和模塊化 顯示控制器方面，都是以VLSI顯示控制芯片為主體構成顯示控制器，并引入微處理機實現(xiàn)設備的智能化。往往一個系統(tǒng)含有多個微處理機，構成并行流水處理系統(tǒng)。0.2 平板顯示與液晶顯示n顯示器件的功能在作用上：在作用上：是人和機器之間的媒介物，在人機系統(tǒng)中擔負著橋梁的作用，是一種人機接口器件；在功能上：在功能上：是把各種機器傳遞過來的電情報信號轉換成人們用視覺能夠識別的光情報信號，具有把光情報信息模擬在二維空間上的功能，又是一種電-光轉換器件。0.2

4、.1 顯示器件的分類n顯示器件發(fā)展迅速，類型繁多。n根據(jù)顯示的結構原理可分為4大類： 電子束顯示器件 平板顯示器件 光學投影顯示器件 數(shù)碼顯示器件電子束顯示器件：電子束顯示器件：即陰極射線管(CRT)，采用適當?shù)目刂齐娐房刂普婵展軆鹊碾娮邮?，使其在熒光屏上掃描并激發(fā)熒光粉發(fā)光從而顯示圖像或文字。返回平板顯示平板顯示：通常指組成顯示器的厚度小于顯示屏幕對角線尺寸1/4以上的顯示器件，這類顯示器件包括液晶顯示(LCD)等離子體顯示(PDP)、電致發(fā)光(EL)顯示器件等。返回光學投影顯示器件光學投影顯示器件：它采用光學系統(tǒng)將小面積的圖像投射到銀幕而實現(xiàn)顯示，這種顯示方法可以獲得很大面積的圖像，便于供

5、很多人同時觀看，光學投影顯示主要有投影電視、激光顯示器件、光閥顯示器件等。返回n數(shù)碼顯示器件數(shù)碼顯示器件：指臺式計算機、袖珍計算器、電子表、數(shù)字式儀表等小型電子設備中顯示09數(shù)字的顯示器件。這類器件主要有發(fā)光二極管（LED）顯示器件、熒光數(shù)碼顯示器件（VFD）、輝光發(fā)電顯示器件、燈絲顯示器件、電泳顯示器件（EPID）、電致變色顯示器件（ECD）等。返回n按像素本身發(fā)光與否，又可將顯示器件分為主動顯示器件和被動顯示器件兩大類。n主動顯示器件：在外加信號的作用下器件本身產生光輻射，故也可稱為發(fā)光型顯示器件或光輻射器件；n被動顯示器件：在外加電信號的作用下材料的光學特性發(fā)生變化，或是使光通過，或是使

6、光反射、散射、干涉，從而使照射在它上面的光受到調制，人眼看到的是這種帶有規(guī)定信息的調制光，所以這類器件又叫做光調制器件或受光型顯示器件。圖0.1 顯示器件分類0.2.2液晶顯示器件的優(yōu)異特性n低壓、微功耗：極低電壓23V，工作電流幾微安，與大規(guī)模基礎電路發(fā)展適應。應用舉例？n平板型結構：便于大批量、自動化生產。n被動型顯示：被動顯示更適合于人眼視覺，不易引起疲勞。不怕光沖刷。n顯示信息量大n易于彩色化n壽命長n無輻射，無污染0.3液晶顯示的發(fā)明與發(fā)展n發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)液晶的誕生來自於一項非常特殊物質的發(fā)現(xiàn)，早在 1850 年 Virchow, Mettenheimer 和 Valentin 這三個人就

7、發(fā)現(xiàn) nerve fibre 的粹取物中含有這種不尋常的東西。到了 1877 年德國物理學家 Otto Lehmann 運用偏極化的顯微鏡首次觀測到了液晶化的現(xiàn)象，但他對此一現(xiàn)象的成因并不瞭解。直到西元1888年，奧地利的植物學家 Friedrich Reinitzer（1857-1927）發(fā)現(xiàn)了螺旋性甲苯酸鹽的化合物（cholesteryl benzoate），確認了這種化合物在加熱時具有兩個不同溫度的熔點，在這兩個不同的溫度點中，其狀態(tài)介於一般液態(tài)與固態(tài)物質之間，類似膠狀，但在某一溫度范圍內其又具有液體和結晶雙方性質，由於其特殊的狀態(tài)。Reinitzer 后來走訪 Lehmann 深入探討

8、這種物質的表現(xiàn)，其后兩人便命名這種物質為Liquid Crystal，就是液態(tài)結晶物質的意思。Reinitzer 和 Lehmann 這兩人被譽為液晶之父。 液晶(Liquid Crystal)是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質，是具有規(guī)則性分子排列的有機化合物。如果把它加熱會呈現(xiàn)透明的液體狀態(tài)，把它冷卻則會出現(xiàn)結晶顆粒的混濁固體狀態(tài)。附錄:參考資料 :http:/www.digital.idv.tw/DIGITAL/Classroom/MROH-CLASS/oh62/index-oh62.htm同 CRT 陰極射線管一樣，液晶雖早在1888年就被發(fā)現(xiàn)（實際上，但是實際應用在生活周遭時，已是80年

9、后的事了。因為液晶在兩次大戰(zhàn)中對軍事用途的幫助不大，以致于其發(fā)展落后 CRT 甚多。比較重要的是 1922 年 Oseen 和 Zcher 這兩位科學家為液晶確立狀態(tài)變化之方程式。一直到了 1968年美國RCA公司工程師們利用液晶分子受到電壓的影響而改變其分子的排列狀態(tài)，并且可以讓入射光線產生偏轉的現(xiàn)象之原理，製造了世界第一臺使用液晶顯示的螢幕。由此開始，加上了1970年代日本 SONY 與 Sharp 兩家公司對液晶顯示技術全面開發(fā)與應用，讓液晶顯示器成功的融入現(xiàn)代的電子產品之中。 n發(fā)明與發(fā)展 *18541889年代，德國生理學家R.C.Virchow發(fā)現(xiàn)自然界的Myelin物質，此是一種

10、溶致型液晶，在適當?shù)乃莼旌虾?，會呈現(xiàn)光學異方向性之有機分子集合體。*液晶材料的發(fā)現(xiàn)，正式於1988年，將膽固醇的笨二甲酸或以酸加熱到145度時，有白濁稠狀液體，再加熱至178度，會變成透明液體，冷卻下來則有紫色、橙紅色、綠色等不同顏色變化。*1920后時期，為液晶合成的開始及分類的確定，F(xiàn)riedel博士將液晶分類成層列型或距列型、向列型、膽固醇型。*1960到1968年代，為液晶應用研究的蓬勃時期，G.H.Heilmeir博士發(fā)現(xiàn)動態(tài)散射模式(DSM)，而使應用朝向液晶平面顯示器。*電控復折射(ECB)的動作模式於1971年提出，后來發(fā)明扭曲向列型液晶平面顯示器，應用在汽車儀表和電子表上。*1973年后為液晶實用化和應用研究多樣化時期，日本的sharp和 Seiko-Epson改朝向向列型液晶平面顯示器，1972年P.Brody提出主動性矩陣型模式，1980到1983年則有鐵電性液晶平面顯示器，1983到1985年發(fā)明超向列型液晶平面顯示器(STN-LCD)。*1980年日立試作低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器(LTPS TFT-LCD)*1990年代彩色超向列型液晶平面顯示器之筆記型電腦*1991年彩色非晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器之筆記型電腦*1996年低溫多晶矽薄膜電晶體液晶平面顯示器的數(shù)位相機*2000年低溫多晶矽薄膜電晶