光電顯示技術(shù)第3章-2013

3.1液晶概述3.2液晶顯示器件3.3液晶顯示器的

技術(shù)參數(shù)、特點(diǎn)及發(fā)展史第3章液晶顯示技術(shù)3.1.1液晶的晶相3.1.2液晶的物理性質(zhì)3.1.3液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)3.1液晶概述1、什么是液晶F.ReinitzerD．Leimann

液晶現(xiàn)象是1888年奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾（F.Reinitzer）在研究膽固醇苯甲酸酯時(shí)首先觀察到的現(xiàn)象。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該化合物被加熱時(shí)，在145℃和179℃時(shí)有兩個敏銳的“熔點(diǎn)”。在145℃時(shí)，晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鞚岬母飨虍愋缘囊后w，繼續(xù)加熱至179℃時(shí)，體系又進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞯母飨蛲缘囊后w。處于145℃和179℃之間的液體部分，保留了晶體物質(zhì)分子的有序排列，因此被稱為“流動的晶體”、“結(jié)晶的液體”。

1889年，隨后，德國人Lehmann用偏光顯微鏡證實(shí)了此相態(tài)具有光學(xué)各向異性，兼有液體的流動性和晶體的光學(xué)各向異性，并將處于這種狀態(tài)的物質(zhì)命名為“液晶”（liquidcrystals，LC）。LCD的發(fā)展現(xiàn)狀

液晶顯示的實(shí)用化進(jìn)程1968年，美國RCA公司公布液晶顯示應(yīng)用發(fā)明專利。七十年代，日本投入研究，出現(xiàn)液晶顯示的手表和計(jì)算器?，F(xiàn)在韓國、臺灣后來居上。

液晶應(yīng)用的發(fā)現(xiàn)

1961年，美國RCA公司普林斯頓試驗(yàn)室有一個年輕電子學(xué)者F.Heimeier，他把電子學(xué)方面的知識應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)，取得了驚喜的發(fā)現(xiàn)。他將兩片透明導(dǎo)電玻璃之間夾上摻有染料的向列液晶。當(dāng)在液晶層的兩面施以幾伏電壓時(shí)，液晶層就由紅色變成了透明態(tài)。出身于電子學(xué)的他立刻意識到這不就是彩色平板電視嗎!LCD的應(yīng)用LCD的發(fā)展現(xiàn)狀2009.06-2010.06全球TFT-LCD產(chǎn)值942億美元LCD的發(fā)展現(xiàn)狀全球液晶面板制造商排名中國大陸京東方(BOE)、天馬、龍騰光電臺灣友達(dá)（AUO)、奇美(CMO)韓國三星電子、LG

日本夏普（sharp）2010.05主要制造商產(chǎn)值地域分布韓國臺灣日本中國大陸LCD的發(fā)展現(xiàn)狀

液晶面板生產(chǎn)代線擴(kuò)張情況LCD的發(fā)展現(xiàn)狀1.液晶的基本概念

何謂液晶？

物質(zhì)在自然界中通常以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)形式存在，即常說的三相態(tài)。在外界條件發(fā)生變化時(shí)（如壓力或溫度發(fā)生變化），物質(zhì)可以在三種相態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即發(fā)生所謂的相變。大多數(shù)物質(zhì)發(fā)生相變時(shí)直接從一種相態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N相態(tài)，中間沒有過渡態(tài)生成。固態(tài)液態(tài)氣態(tài)1.液晶的基本概念固態(tài)相變

溫度增加，某些晶態(tài)固體不直接變?yōu)楦飨蛲缘囊后w，而取中間態(tài)。此過程中，晶態(tài)固體中分子的位置有序和取向有序是通過一系列的相變過程逐漸失去的。失去取向有序而保留位置有序時(shí)，此物質(zhì)稱為塑性晶體。位置有序性失去而取向有序性保留時(shí)，此物質(zhì)稱為液晶。有些物質(zhì)的受熱熔融或被溶解后，雖然失去了固態(tài)物質(zhì)的大部分特性，外觀呈液態(tài)物質(zhì)的流動性，但仍然保留著結(jié)晶態(tài)物質(zhì)分子的有序排列，從而在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為晶體的各向異性，形成一種兼有晶體和液體部分性質(zhì)的過渡中間相態(tài)，這種中間相態(tài)被稱為液晶態(tài)，處于這種狀態(tài)下的物質(zhì)稱為液晶（liquidcrystals）。液晶態(tài)結(jié)晶狀的固態(tài)(CrystallineSolid)

各向同性的液體(IsotropicLiquid)

定義：液晶是指在一定條件下，既具有液體的流動性又具有晶體的各向異性的物質(zhì)。問題：怎樣讓物質(zhì)出現(xiàn)液晶態(tài)？1.液晶的基本概念

研究發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)液晶分子具有以下兩個特點(diǎn)：液晶分子結(jié)構(gòu)呈細(xì)長棒狀或扁平圓盤狀液晶分子是極性的（電荷分布不均勻）

目前發(fā)現(xiàn)的具有液晶態(tài)的物質(zhì)都是有機(jī)物，這是因?yàn)橛袡C(jī)物的分子容易滿足液晶分子的兩個條件。2.液晶的分類1）溶致液晶

有些材料在溶劑中達(dá)到一定的濃度區(qū)間便會產(chǎn)生液晶，這類液晶叫溶致液晶。它是由雙極性（雙親）化合物和某些溶劑（例如水）的作用而形成的，它們存在于某一定的區(qū)間內(nèi)并隨濃度的變化而變化。肥皂水2.液晶的分類1)Thermotropic(熱致液晶)2)Lyotropic(溶致液晶)以產(chǎn)生相變之原因來區(qū)分2）熱致液晶只在某一溫度范圍內(nèi)存在的液晶相。互變液晶：

T1為熔點(diǎn)T2為清亮點(diǎn)單變液晶：液晶態(tài)只在低于熔點(diǎn)的溫度下穩(wěn)定存在，并且只能隨著溫度的降低才能得到液晶態(tài)。目前顯示技術(shù)上所采用的液晶材料均是熱致互變液晶。2.液晶的分類晶體液晶相各向同性的液體T1T2晶體液晶相各向同性的液體T1T2a)棒狀

b)圓盤狀

1.Nematic(向列相)3.Cholesteric(膽甾相)2.Smectic(近晶相)Thermotropic(熱致液晶)分子形狀排列方式（1）向列相液晶（顯示器件使用最多），又稱絲狀液晶

：表示液晶分子的平均排列方向分子的長程指向有序，分子之間趨于彼此互相平行排列液晶分子具有流動性，即分子重心是無序的指向矢2.液晶的分類（2）近晶相液晶液晶分子分層排布，同一層內(nèi)的分子互相平行；分子長軸垂直于平面，或與平面傾斜排列。隧道顯微鏡下的近晶相層狀液晶2.液晶的分類vvv（2）近晶相液晶近晶C近晶B近晶A

分子與層面垂直，層內(nèi)質(zhì)心無序分子與層面有一夾角，層內(nèi)質(zhì)心無序分子質(zhì)心排列成面心六角形vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv2.液晶的分類

Solid

LiquidCrystallineIsotropic

TmTNITemp.

LCmesophases

SmecticCSmecticANematic2.液晶的分類（2）近晶相液晶2.液晶的分類（3）膽甾相液晶（亦稱螺旋相）Cholesteric相液晶的分子排列。Lnnnnxyzqo>0表液晶分子為右旋排列，qo<0表液晶分子為左旋排列。螺距(Pitch)=2Lnx=cos(qoz+φ)ny=sin(qoz+φ)nz=0液晶分子分層排列，同一平面內(nèi)分子互相平行，分子長軸平行于層平面；分子的指向矢在空間成連續(xù)的螺旋變化;螺距約3000?，與可見光波長同數(shù)量級。向列型----流動性最好，熔融體或者溶液黏度最小，一維有序。近晶型----最接近晶體的特性、黏度存在各向異性，二維有序。膽甾型----具有很高的旋光性，可以使白色光發(fā)生色散，有彩虹般的顏色。2.液晶的分類向列相與膽甾相液晶可以互相轉(zhuǎn)換

在向列液晶中加入旋光物質(zhì)，會形成膽甾相；在膽甾相液晶中加入消旋向列液晶，能將膽甾相轉(zhuǎn)換為向列相。由若干分子為一組的單元所構(gòu)成的體心立方結(jié)構(gòu)。近晶D相

柱狀相液晶有序參量xyz

液晶分子排列有序度：S溫度上升，S減小晶體：θ=0，S=1液體：S=0液晶：S=0~1，0.3~0.8液體S=0晶體S=1液晶S=0.3-0.8光的電磁波理論§1.光的偏振（1）光的電磁波理論

光是電磁波，把電磁波按波長或頻率的次序排列成譜，稱為電磁波譜。可見光是一種波長很短的電磁波，其波長范圍為400nm~760nm頻率范圍為7.51014Hz~3.91014Hz，它是能引起視覺的電磁波。紅

760nm~630nm橙630nm~590nm黃590nm~570nm綠570nm~500nm青500nm~460nm藍(lán)460nm~430nm紫430nm~400nm在真空中，光傳播的速度為：在介質(zhì)中，光傳播的速度為：折射率：nv§1.光的偏振（1）光的電磁波理論平面簡諧電磁波a、電磁波是橫波，電矢量與磁矢量均垂直于波的傳播方向.b、E和B相互垂直，并且都與傳播方向垂直，E、B、v三者滿足右螺旋關(guān)系.c、E、B各在各自的振動面內(nèi)振動，這種性質(zhì)稱為偏振.§1.光的偏振（1）光的電磁波理論

（2）何謂偏振光波是電磁波，具有橫波性。由于光波對物質(zhì)的作用主要是電矢量，因此光學(xué)中把電矢量E稱為光矢量，E矢量的振動方向就是光矢量振動方向。

E矢量可以有各種不同的振動方向。通常把光矢量保持在特定振動方向上的狀態(tài)稱為偏振態(tài)。把光矢量大小和方向呈規(guī)則變化的光稱為偏振光。線(平面)偏振光偏振光自然光部分偏振光橢圓偏振光圓偏振光光§1.光的偏振

自然光

自然光：一般光源發(fā)出的光，自然光的光矢量在所有可能的方向上，且振幅E相等沒有優(yōu)勢方向自然光的分解一束自然光可分解為兩束振動方向相互垂直的、等幅的、不相干的線偏振光。符號表示§1.光的偏振

線偏振光光在傳播過程中電矢量的振動只限于某一確定振動平面---平面偏振光，又稱線偏振光。光矢量振動方向不變，大小隨相位變化。符號表示§1.光的偏振

圓偏振光光矢量大小不變，方向旋轉(zhuǎn)，其端點(diǎn)軌跡為截面是圓§1.光的偏振

橢圓偏振光光矢量旋轉(zhuǎn)，其端點(diǎn)軌跡為截面是橢圓§1.光的偏振

某一方向的光振動比與之其它方向上的光振動占優(yōu)勢的光為部分偏振光，是介于自然光與線偏振光之間。

部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光可分解為兩束振動方向相互垂直的、不等幅的、不相干的線偏振光.其中Imax某一方向所具有的能量最大值，Imin為其垂直方向上具有的能量最小值。自然光的P=0；線偏振光的P=1。符號表示§1.光的偏振

如何獲得線偏振光

二向色性:

某些物質(zhì)只讓某一方向的光振動通過,這種性質(zhì)稱二向色性.

偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片.起偏器：使自然光（或非偏振光）變成線偏振光。檢偏器：檢查入射光的偏振性。檢偏器起偏器§1.光的偏振P

馬呂斯定律PE0E0cos通光方向光振動方向馬呂斯定律（1809）II0§1.光的偏振§2.晶體的雙折射現(xiàn)象（1）雙折射的尋常光和非尋常光恒量玻璃折射定律

由于晶體無限重復(fù)性的限制，使其結(jié)構(gòu)上不可能是任意的，而只具有一定類型，即七大晶系。xayzbc立方

a=b=c===o

四方(正方)a=bc===o晶系名稱結(jié)構(gòu)圖形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)介電常數(shù)矩陣晶體除立方晶系完全各向同性

其它晶體均為各向異性由于對稱,矩陣必為對稱陣，即有六個獨(dú)立參數(shù)通過對角化對于雙軸晶體：

ε1≠ε2≠

ε3對于單軸晶體：

ε1=ε2

≠

ε3對于立方晶體，及各向同性：

ε1=ε2=ε3單軸晶體沿z方向傳播，E矢量在xy平面:ExEy沿x方向傳播，E矢量在yz平面:EyEz沿y方向傳播，E矢量在xz平面:ExEz

由于折射率不同，故產(chǎn)生雙折射。

當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。光軸是一特殊的方向，凡平行于此方向的直線均為光軸。沿光軸方向入射的光束，通過晶體不分為兩束光，仍沿入射方向行進(jìn)。沿光軸以外方向入射的光束，會分為兩束光。只有一個光軸的晶體，稱為單軸晶體，如方解石、石英、紅寶石等。大部分液晶材料具有單軸晶體的光學(xué)特性（2）晶體的主折射率正晶體負(fù)晶體

在雙折射晶體中，o光沿各向傳播的速度相同，故o光波面為球面，振動方向始終垂直其主平面。o光只有一個光速vo一個折射率no························vot§2.晶體的雙折射現(xiàn)象e光沿各向的傳播速度不同，e波面為橢球面，振動方向始終在其主平面內(nèi)。n0，ne稱為晶體的主折射率vetvot§2.晶體的雙折射現(xiàn)象（2）晶體的主折射率正晶體負(fù)晶體

正晶體:

ne>no(e<o)如石英、冰等。負(fù)晶體:

ne<no(e>o)如方解石、紅寶石等。正晶體

（e<o）O波面負(fù)晶體(e>o)e波面兩束光只有在沿光軸方向上傳播時(shí)，它們的速率才是相等的，在垂直于光軸方向上兩束光的速率相差最大。（2）晶體的主折射率正晶體負(fù)晶體§2.晶體的雙折射現(xiàn)象(3)液晶的介電各向異性為平行于指向矢的介電常數(shù)為垂直于指向矢的介電常數(shù)為液晶的介電各向異性大小

液晶分子是極性分子，在電場作用下相當(dāng)于一個電偶極子。液晶分子電偶極距的方向與該方向上的介電常數(shù)緊密相關(guān)。(4)液晶的折射率各向異性表示尋常光的折射率表示非尋常光的折射率表示折射率各向異性大小在膽甾相液晶的情況下，與取向n垂直的螺旋軸相當(dāng)于光軸，其主折射率no，ne可由下式給出：膽甾相液晶稱為光學(xué)負(fù)液晶。對于通常光和異常光，其折射率大小的空間分布如圖所示。螺旋軸ne=n┴光軸膽甾相液晶(光學(xué)負(fù)液晶)

液晶受擾動時(shí)，分子取向有恢復(fù)平行排列的能力，稱為曲率彈性。向列相和膽甾相的分子取向改變有3種形式：展曲、扭曲、彎曲。近晶相發(fā)生形變時(shí)，層厚保持不變，只有展曲和層面位移引起的混合彈性。

§3液晶的物理性質(zhì)（1）分子取向改變

液晶發(fā)生展曲或彎曲時(shí)，會產(chǎn)生極化甚至產(chǎn)生空間電荷（由于形變使分子電偶極矩不再相互抵消），這種現(xiàn)象稱為撓曲電效應(yīng)（Flexoelectriceffect）。形變使液晶產(chǎn)生極化電四極矩引起撓曲電效應(yīng)

液晶既是抗磁體又是介電材料，介電各向異性與材料、頻率有關(guān)。外電場或磁場會改變其取向。把膽甾相液晶放在與螺距相垂直的外磁場中，磁場足夠大時(shí)可使膽甾相變?yōu)橄蛄邢唷？勾判允且恍┪镔|(zhì)的原子中電子磁矩互相抵消，合磁矩為零。（2）液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)通過施加電場可改變液晶分子的排列狀態(tài)，其光學(xué)性質(zhì)也隨之變化。稱為液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)（Electro-OpticEffect）。電控雙折射效應(yīng)動態(tài)散射旋光效應(yīng)賓主效應(yīng)1、電控雙折射效應(yīng)：對液晶施加電場，改變其分子排列方向，按照一定的偏振方向入射的光，將在液晶中發(fā)生雙折射現(xiàn)象。

當(dāng)外電場改變時(shí)，液晶光軸的傾斜隨之變化，使兩雙折射光束間的相位差也隨之變化，當(dāng)入射光為復(fù)色光時(shí)，出射光的顏色也隨之變化。這是液晶靈活多變的電旋光性。（2）液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)2、動態(tài)散射：當(dāng)在液晶兩極加電壓驅(qū)動時(shí)，由于電光效應(yīng)，液晶將產(chǎn)生不穩(wěn)定性，會出現(xiàn)一排排彼此間隔數(shù)10μm的均勻的平行黑條紋，可用作光柵。進(jìn)一步提高電壓，液晶不穩(wěn)定性加強(qiáng)，出現(xiàn)湍流，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的光散射，透明的液晶變得混濁不透明。斷電后液晶又恢復(fù)了透明狀態(tài)，這就是液晶的動態(tài)散射。（2）液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)第一代顯示器：動態(tài)散射（DS-LCD）型液晶顯示器件（1968年～1972年）在不通電的情況下，液晶盒呈透明狀態(tài)。當(dāng)通過低頻交流電時(shí)，當(dāng)電壓超過閾值電壓Uth時(shí)，在液晶層內(nèi)形成一種因離子運(yùn)動而產(chǎn)生的“威廉疇（Williams）”，繼續(xù)增加電壓，最終會使液晶層內(nèi)形成紊流和擾動，并對光產(chǎn)生強(qiáng)烈的散射。DS（動態(tài)散射）液晶顯示器件是無偏振片結(jié)構(gòu)，電流較大，一般在背面襯以黑色襯底。

3、旋光效應(yīng)：把充滿向列相液晶的液晶盒的兩玻璃片繞垂直軸扭轉(zhuǎn)900，向列型液晶的內(nèi)部就發(fā)生了扭曲，這樣就形成了一個具有扭曲排列的向列型液晶的液晶盒。在這樣的液晶盒前、后放置起偏器和檢偏器，并使其偏振化方向平行，在不施加電場時(shí)，讓一束白光射入，液晶盒會使入射光的偏振光軸順從液晶分子的扭曲而旋轉(zhuǎn)90°。（2）液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)（2）液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)4、賓主效應(yīng):將二向色性染料摻入液晶中，并均勻混合起來，處在液晶分子中的染料分子將順著液晶指向矢量方向排列。在電壓為零時(shí)，染料分子與液晶分子都平行于基片排列，對可見光有一個吸收峰，當(dāng)電壓達(dá)到某一值時(shí)，液晶重新排布，折射率改變，使得原來的吸收峰值大為降低，使透射光的光譜發(fā)生變化。由于染料少，且以液晶方向?yàn)闇?zhǔn)，所以染料為“賓”，液晶則為“主”，因此得名“賓主（guest-host，G-H）”效應(yīng)。（2）液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)

液晶柔軟的分子排列是其用于顯示器件的基礎(chǔ)。柔軟的初始分子排列，使其在電壓或熱的作用下發(fā)生獨(dú)特排列的變化。其雙折射性、旋旋光性、光散射性等光學(xué)性質(zhì)的變化變?yōu)橐曈X變化，實(shí)現(xiàn)圖像和數(shù)字的顯示。

液晶顯示是利用液晶對光的作用的變化進(jìn)行顯示，屬于非主動發(fā)光型顯示。4、液晶的用途3.2.1液晶顯示器件的構(gòu)造3.2.2液晶顯示器件的顯像原理3.2.3液晶顯示器件的分類3.2.4液晶顯示器件的驅(qū)動3.2液晶顯示器件3.2.1液晶顯示器件的構(gòu)造3.2.1液晶顯示器件的構(gòu)造背光模組：提供光源上下偏光片，TFTGlassSubstrate,液晶：形成偏振光，控制光線的通過與否彩色濾光片：提供TFTLCDR/G/B(三原色）的來源ITO透明導(dǎo)電層：提供透明的導(dǎo)電通路PhotoSpacer：提供一個固定高度給彩色濾光片和TFTGlassSubstrate，作為灌入液晶的空間，以及做為上下兩層Glass的支撐LCD：非發(fā)光型、視感舒適，可做成平板型。LCD的驅(qū)動特點(diǎn)：1、必須用交流驅(qū)動、同時(shí)應(yīng)減小直流成分。

2、頻率低于數(shù)千赫茲時(shí)，LCD的透光率只與驅(qū)動電壓有效值有關(guān)而與電壓波形無關(guān)。3、液晶單元是容性負(fù)載，無極性。3.2.2液晶顯示器件的顯像原理1、單色液晶顯示器的原理LCD是把液晶灌入兩個列有細(xì)槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直（相交成90°）。而位于兩個平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種90°扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時(shí)也被扭轉(zhuǎn)90°。但當(dāng)液晶上加一個電壓時(shí)，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。

以TFT-LCD為例說明液晶顯示的原理TFT-LCD使用的液晶為TN（TwistNematic）型液晶，分子成橢圓狀。TN型液晶一般是順著長軸方向串接，長軸間彼此平行方式排列；當(dāng)接觸到槽狀表面時(shí)，液晶分子就會順著槽的方向排列于槽中

當(dāng)液晶被包含在兩個槽狀表面中間，且槽的方向相互垂直，則液晶分子的排列為：a）上表面分子：沿著a方向；b)下表面分子：沿著b方向；c）介于上下表面中間的分子：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)。因此液晶分子在兩槽狀表面間產(chǎn)生90°的旋轉(zhuǎn)

當(dāng)線性偏振光射入上層槽狀表面時(shí)，此光線隨著液晶分子的旋轉(zhuǎn)也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線性偏振光射出下層槽狀表面時(shí)，此光線已經(jīng)產(chǎn)生了90度的旋轉(zhuǎn)。偏振光透過液晶分子，偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，光線可通過偏光片成像原理成像原理當(dāng)液晶分子呈如圖方向排列時(shí)，光線偏振方向?qū)⒉辉侔l(fā)生旋轉(zhuǎn)，最終無法通過偏光片

液晶本身不發(fā)光，故在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板和反光膜。背光板提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進(jìn)入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。

在玻璃板與液晶材料之間有透明電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點(diǎn)上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場時(shí)，液晶分子排布就會產(chǎn)生變化。2、彩色LCD顯示器工作原理

在彩色LCD面板中，每一個像素都由3個液晶單元格構(gòu)成，其中每一個單元格前面都分別有紅色、綠色和藍(lán)色的過濾器。這樣，通過不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。LCDCRT價(jià)格高、視角小、彩色顯示不理想體積龐大、耗電多、閃爍只有一種分辨率（滿屏?xí)r）分辨率可選擇、可調(diào)整每個液晶單元單獨(dú)開關(guān)，圖像清晰3槍電子流須精確聚集，否則圖像不清晰無閃爍，屏幕易出現(xiàn)瑕疵

易感覺圖像閃爍

背光源（難看的條紋等）早期LCD是非主動發(fā)光，速度低、效率差、對比度小，雖然能夠顯示清晰的文字，但是在快速顯示圖像時(shí)往往會產(chǎn)生陰影，影響視頻的顯示效果。因此，如今只被應(yīng)用于需要黑白顯示的掌上電腦、呼機(jī)或單色屏手機(jī)中?，F(xiàn)在，所有筆記本或桌面系統(tǒng)用的LCD都使用薄膜晶體管（TFT）激活液晶層中的單元格，加有背光源，眼睛觀看透射光，TFT-LCD技術(shù)能夠顯示更加清晰、明亮的圖像。3、液晶顯示器件的顯示方式液晶顯示器的顯示方式分為三種：一種是LCD面本身為顯示面的直觀式；另一種則是將LCD面的圖像放大投影到投影屏以供觀看的投影式；第三種為通過光學(xué)透鏡將放大的虛像投射到視網(wǎng)膜上的方式。⑴直觀式顯示方式：這是直接觀看顯示面的方式。直觀式中有透射型、反射型、透射反射兼用型。

透射型是把來自背面背光源的光以顯示信息的方式在LCD面板進(jìn)行時(shí)空調(diào)制。反射型沒有背光源，而是利用周圍光進(jìn)行顯示，故不能在黑暗場所使用。透射反射兼用型把反射板做成開有網(wǎng)點(diǎn)狀細(xì)孔的半透射性板。當(dāng)周圍光暗時(shí)，起背光源的擴(kuò)散板作用；而亮?xí)r則起漫反射板的作用。3、液晶顯示器件的顯示方式

⑵投影式顯示方式：投影式是將LCD上寫入的光學(xué)圖像放大，投影到投影屏上的方式，也稱為液晶光閥（LV）。圖像的放大率和亮度可以通過加大投影用光源的光強(qiáng)來提高。3、液晶顯示器件的顯示方式

將光信息寫入LCD的激勵方式有：光寫入方式、熱（激光）寫入方式和電寫入（矩陣驅(qū)動）方式。其中，利用熱寫入方式還要并用電場效應(yīng)。3、液晶顯示器件的顯示方式①光寫入方式：如圖3.9，液晶和光導(dǎo)電體雙層結(jié)構(gòu)，電壓通過透明電極均勻施加。光照部分因光導(dǎo)電層的電阻下降而將電壓施加到液晶層，產(chǎn)生電光效應(yīng)。將高分辨率小型CRT的電子束轟擊熒屏產(chǎn)生的光點(diǎn)在光導(dǎo)電層做出潛像，對液晶施加的電壓進(jìn)行空間調(diào)制，在液晶層形成圖像。用投影的強(qiáng)光照射液晶層，帶圖像信息的反射光投射到屏上，200~450英寸。3、液晶顯示器件的顯示方式圖3.9光寫入方式液晶光閥的結(jié)構(gòu)3、液晶顯示器件的顯示方式②熱（激光）寫入方式：由相變實(shí)現(xiàn)顯示，利用的是光學(xué)變化。將有向列、膽甾混合液晶（或?qū)恿幸壕В┘訜岬较嘧儨囟纫陨?，然后急劇冷卻，則該部分由透明變成排列紊亂的不透明組織。利用紅外激光束的偏轉(zhuǎn)，在LCD面板上進(jìn)行掃描，就可在LCD上寫入高分辨率的圖像。

寫入的圖像可用照射光源和光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行放大投影，這種方式一般都有存儲功能。寫入所用的是≤500mW的半導(dǎo)體激光器，擦除是通過對液晶層施加高電場（數(shù)十千伏/厘米）。

在投影式顯示方式中提到的光寫入方式、熱（激光）寫入方式就是光束掃描驅(qū)動方式。這種工作方式的特點(diǎn)：在面板上并沒有被分割的像素電極，光束點(diǎn)相當(dāng)于一個像素，通過光束掃描以形成像素。光束掃描驅(qū)動3、液晶顯示器件的顯示方式③電寫入（矩陣驅(qū)動）方式：有簡單矩陣型和有源矩陣型兩種。簡單矩陣型有超扭曲向列模式、膽甾類液晶的相變模式等。有源矩陣型：非晶硅薄膜晶體管（a-SiTFT）驅(qū)動LCD、多晶硅薄膜晶體管（P-SiTFT）驅(qū)動LCD、單晶硅MOS晶體管（LCOS）驅(qū)動LCD。3、液晶顯示器件的顯示方式

TFT-LCD型：娛樂電視顯示、辦公自動化或會議室的計(jì)算機(jī)圖像顯示都使用性能優(yōu)異的TFT-LCD有源矩陣型投影顯示。但直觀式LCD很難做到40英寸以上。40英寸以上最好使用投影顯示方式。投影顯示裝置與金屬鹵燈等光源亮度有關(guān)，當(dāng)投影屏達(dá)200英寸左右，重要的是顯示的高亮度和低功耗。

利用TFT-LCD的彩色投影顯示有以下幾種方式：使用一個彩色LCD的單板式；

缺點(diǎn)：透光弱將3個黑白型LCD和雙色濾光片或棱鏡式三基色分離光學(xué)系統(tǒng)組合起來的三板式等。圖3.10TFT-LCD投影裝置的結(jié)構(gòu)合色棱鏡

投影方式有前投式和背投式。所謂前投，簡單地說，就是投影機(jī)的安裝位置與觀眾在屏幕的同側(cè)。所謂背投，就是投影機(jī)的安裝位置與觀眾分別位于屏幕的二側(cè)，投影機(jī)發(fā)出的光線從屏幕的一側(cè)直射到屏幕，光線透過屏幕進(jìn)入觀眾眼睛。前投屏幕可做成任意尺寸，但需要控制環(huán)境光才能得到很好的觀看效果。非常適用于具有很多觀眾的暗室環(huán)境。背投屏幕在尺寸不如前投，但不需要控制環(huán)境光。比較適用于觀眾不多，環(huán)境光線和照明很好的環(huán)境。

為了在某視角范圍內(nèi)提高顯示圖像的亮度，一般對投影屏進(jìn)行精加工，以獲得2～3倍的增益。視角雖變窄，但亮度得到了提高。背投式在屏前側(cè)表面做了減輕外部光反射的處理，即使在比較亮的場所使用也有好的對比度。3.2.3液晶顯示器的分類

根據(jù)液晶驅(qū)動方式，目前LCD產(chǎn)品分為扭曲向列（TN）型、超扭曲向列（STN）型及薄膜晶體管（TFT）型3大類。

1、扭曲向列型（TN）

從產(chǎn)品數(shù)量看，近10億臺LCD產(chǎn)品中，TN型產(chǎn)品占7成左右，STN型占2.5成，TFT型僅占0.5成；若從產(chǎn)值來看，因TFT產(chǎn)品價(jià)格高，產(chǎn)值占LCD七成左右。1971年瑞士人發(fā)明了扭曲向列型(TN)液晶顯示器,日本廠家使TN-LCD技術(shù)逐步成熟，又因制造成本和價(jià)格低廉，使其在七八十年代得以大量生產(chǎn)，從而成為主流產(chǎn)品。在1979年～1984年間，其產(chǎn)量年均增長38%,成本年遞減18%，銷售額年增長12%，這使LCD在顯示器件領(lǐng)域的地位僅次于CRT。LCD的高速發(fā)展引起了世界電子業(yè)界的極大關(guān)注,對LCD技術(shù)研究投入的力量和資金與日俱增。TN-LCD的信息容量小，只能用于筆段式數(shù)字顯示及低路數(shù)（16線以下）驅(qū)動的簡單字符顯示。第2代：扭曲向列液晶顯示器件（TN-LCD）

（1971年～1984年）用TN-LCD制作的常用液晶顯示器件將兩塊涂有導(dǎo)電透明電極氧化錮錫In2O3-SnO2（簡稱ITO）薄膜的玻璃板中間夾有介電各向異性為正的向列相液晶，厚度約為數(shù)微米。玻璃基板表面做平行取向處理，即涂敷一層聚酰亞胺聚合物薄膜，用摩擦的方法在表面開成方向一致的微細(xì)溝糟。在保證兩塊基板上溝糟方向正交的前提下，形成一個間隙為幾個微米的液晶盒。由于內(nèi)表面涂有定向?qū)幽ぃ诤袃?nèi)液晶分子沿玻璃表面平行排列。但由于兩片玻璃內(nèi)表面定向?qū)佣ㄏ蛱幚淼姆较蚧ハ啻怪?，液晶分子在兩片玻璃之間呈90°扭曲，這就是扭曲向列液晶器件名稱的由來。1、扭曲向列型這種黑色的顯示稱正顯示。同樣如果將偏振片平行放置，則可得到負(fù)顯示。扭曲效應(yīng)的閾值電壓為式中，為彎曲彈性常數(shù)；為扭曲彈性常數(shù)；為展面彈性常為；為上下玻璃基板平行處理后的扭曲角。由式可知越大，越小，有幾種很大的液晶，可使下降到1.0V左右。TN型液晶顯示器件缺點(diǎn)：電光響應(yīng)前沿不夠陡峭，反應(yīng)速度慢，容易形成殘影閾值效應(yīng)不明顯,大量顯示和視頻顯示受到了限制。圖

TN-LCD響應(yīng)速度2、超扭曲向列型（STN型）80年代初，人們經(jīng)過理論分析和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要將分子的扭曲角增加到180°~270°時(shí)，就可大大提高電光特性的響應(yīng)速度。第3代：超扭曲向列液晶顯示器件（STN-LCD）（1985～1990年）STN顯示組件的基本工作原理和TN型大致相同，不同的是液晶分子的配向處理和扭曲角度。STN顯示組件必須預(yù)做配向處理，使液晶分子與基板表面的初期傾斜角增加，此外，STN顯示組件所使用的液晶中加入微量膽石醇液晶使向列型液晶可以旋轉(zhuǎn)角度為80°～270°，為TN的2～3倍，故稱為STN型。

區(qū)分項(xiàng)目TNSTN扭曲角90°180°～270°傾斜角1°～2°4°～7°厚度5～10μm3～8μm間隙誤差±0.5μm±0.1μm表3.2TN與STN型組件的比較圖3.11STN與TN型液晶分子的扭曲狀態(tài)

1985年～1990年,LCD銷售額年均增長率達(dá)32%。此階段發(fā)展最快的是STN-LCD,它從發(fā)明到批量生產(chǎn)僅用了五年時(shí)間。由于STN-LCD具有掃描線多、視角較寬、對比度好等特點(diǎn),很快在大信息容量顯示的膝上型、筆記本型、掌上型微機(jī)及中英文打字機(jī)、圖形處理機(jī)、電子翻譯機(jī)及其它辦公和通信設(shè)備（手機(jī)）中獲得廣泛應(yīng)用,并成為該時(shí)代的主流產(chǎn)品。1990年銷售額15億美元,占整個LCD市場的83%。3、薄膜晶體管型

薄膜晶體管（TFT）型液晶顯示器采用了兩夾層間填充液晶分子的設(shè)計(jì)。只不過是把左邊夾層的電極改為了場效應(yīng)晶體管，而右邊夾層的電極改為了共通電極。在光源設(shè)計(jì)上，TFT的顯示采用“背透式”照射方式。第4代：薄膜晶體管型液晶顯示器件（TFT-LCD）（1990年至今）3、薄膜晶體管型FET（單極型晶體管）電極導(dǎo)通時(shí)，像TN液晶一樣通過遮光和透光達(dá)到顯示目的。但由于FET晶體管具有電容效應(yīng)，能夠保持電位狀態(tài)，直到FET電極下一次再加電改變其排列方式為止。相對而言，TN就沒有這個特性，液晶分子一旦沒有被施壓，立刻就返回原始狀態(tài)，這是TFT液晶和TN液晶顯示原理的最大不同。表3.33種主要類型LCD產(chǎn)品的比較項(xiàng)目TNSTNTFT驅(qū)動方式單純矩陣驅(qū)動單純矩陣驅(qū)動主動矩陣驅(qū)動視角（觀賞角度）?。ㄒ暯?30°/觀賞角度60°）中等（視角+40°）大（視角+70°）畫面對比最?。ó嬅鎸Ρ仍?0:1）中等最大（畫面對比在150︰1）反應(yīng)速度最慢（無法顯示動畫）中等（150ms）最快（40ms）顯示品質(zhì)最差（無法顯示較多像素，分辨率較差）中等最佳顏色單色或黑色單色及彩色彩色價(jià)格最便宜中等最貴（約STN3倍）適合產(chǎn)品電子表、電子計(jì)算機(jī)、各種汽車、電器產(chǎn)品的數(shù)字顯示器移動電話、PDA、電子辭典、掌上型電腦、低檔顯示器筆記本/掌上型電腦、PC顯示器、背投電視、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)3.2.4液晶顯示器件的驅(qū)動LCD驅(qū)動方式有靜態(tài)、動態(tài)（多路或簡單矩陣）、有源矩陣方式及光束掃描四種。驅(qū)動方式包括刷新方式和存儲方式。前者是用小于人眼暫留像時(shí)間的幀周期轉(zhuǎn)換圖像信息，進(jìn)行顯示；而后者則利用LCD所具有的存儲作用，以一次性的幀掃描，即可進(jìn)行靜態(tài)圖像顯示。

所謂靜態(tài)驅(qū)動，是指所顯示的像素電極和共用電極上，同時(shí)連續(xù)地施加驅(qū)動電壓，直到顯示時(shí)間結(jié)束。由于在顯示時(shí)間內(nèi)驅(qū)動電壓一直保持，故稱做靜態(tài)驅(qū)動。

1、靜態(tài)驅(qū)動靜態(tài)驅(qū)動優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快、耗電少、驅(qū)動電壓低；缺點(diǎn)：驅(qū)動電極必須與顯示筆段數(shù)相同。

圖2中筆段波形不是與公用波形同相就是反相。同相時(shí)液晶上無電場，LCD處于非選通狀態(tài)。反相時(shí)，液晶上施加了一矩形波。當(dāng)矩形波的電壓比液晶閾值高很多時(shí)，LCD處于選通狀態(tài)。圖1驅(qū)動電路圖2驅(qū)動波形圖1是一個異或門電路，筆段波形是由振蕩電路產(chǎn)生的方波脈沖，且直接與液晶顯示屏的COM端連接。公共端接入高低（ON/OFF）電平控制電極的亮與滅。異或門的輸出端接液晶顯示屏的筆段端前電極（a,b,c,d,e,f或g端）圖3七段液晶顯示屏的電極配置和靜態(tài)驅(qū)動電路圖4七段液晶顯示屏圖3中七段共用一個背電極COM，前電極a,b,c,d,e,f,g互相獨(dú)立，每段各加一個異或門進(jìn)行驅(qū)動。筆段式靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)：（1）各電極的驅(qū)動相互獨(dú)立，互不影響；（2）在顯示期間，驅(qū)動電壓一直保持，使液晶充分驅(qū)動。因而，具有對比度好、亮度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。靜態(tài)驅(qū)動的缺點(diǎn)：每個筆段形電極需要一個控制元件，當(dāng)顯示數(shù)字的位數(shù)很多是，相應(yīng)的驅(qū)動元件數(shù)和引線端子數(shù)就會太多，所以，只適合位數(shù)很少的筆段電極顯示

將m×n個像素以m+n個電路實(shí)施驅(qū)動。因?yàn)樵谝粋€電極上有多個像素相連接，所以施加電壓就成為時(shí)間分割脈沖，即各像素承受一定周期的間歇式電壓激勵。一般以30Hz以上的幀頻對行電極進(jìn)行逐行掃描（一次一行），對列電極同步施加亮和不亮的信號。將這種驅(qū)動方式叫做多路（時(shí)間分割）驅(qū)動，也叫做無源矩陣驅(qū)動。2、簡單矩陣驅(qū)動(多路驅(qū)動、無源矩陣驅(qū)動)圖5簡單矩陣驅(qū)動圖3.13無源矩陣的交叉效應(yīng)當(dāng)一個像素上施加電壓時(shí)，附近未被選中的像素上也會有一定的電壓。當(dāng)所施加的電壓大于閾值電壓較多，而液晶顯示器的電光曲線又不能夠陡峭時(shí)，附近未被選中的像素也會部分呈顯示狀態(tài)，這就是液晶顯示器在無源多路驅(qū)動時(shí)固有的交叉效應(yīng)。產(chǎn)生交叉效應(yīng)的主要原因：液晶具有雙向?qū)ㄌ匦院鸵壕骷碾姽馇€陡度不夠。交叉效應(yīng)會嚴(yán)重的降低圖像質(zhì)量，主要是對比度降低。2、從外部施加的驅(qū)動電壓方面來考慮--平均電壓法原理：把半選擇點(diǎn)上的電壓和非選擇點(diǎn)上的電壓平均化。由于半選擇點(diǎn)電壓與非選擇點(diǎn)電壓相差較大，如果在非選擇列上施加適當(dāng)?shù)碾妷海ㄒ郧暗碾娐分蟹沁x擇點(diǎn)上不加電壓），達(dá)到提高非選擇點(diǎn)的電壓，降低半選擇點(diǎn)電壓，則結(jié)果是拉開了選擇點(diǎn)與半選擇點(diǎn)間的電壓差，而同時(shí)又縮小了半選擇點(diǎn)與非選擇點(diǎn)間的電壓差，無疑最佳效果應(yīng)是半選擇點(diǎn)電壓與非選擇點(diǎn)電壓相同，這就是在多路驅(qū)動技術(shù)中普遍采用的平均電壓法的實(shí)質(zhì)。

有源矩陣驅(qū)動也叫做開關(guān)矩陣驅(qū)動。這是一種在顯示面板的各像素設(shè)置開關(guān)組件和信號存儲電容，以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動的方式，其目的是提高顯示性能。這種方式能夠獲得優(yōu)異的顯示性能，因而，作為直觀式或投影式，廣泛用于個人計(jì)算機(jī)等OA設(shè)備及電視等視頻機(jī)。3、有源矩陣驅(qū)動液晶面板工作原理圖3.14TFTLCD的等效電路與工作

圖3.14表示了以TFT為開關(guān)組件時(shí)的工作原理。利用一次一行方式依次掃描柵極，將一個柵極線上所有TFT一下子處于導(dǎo)通狀態(tài)，從取樣保持電路，通過漏極總線將信號提供給各信號存儲電容。各像素的液晶被存儲的信號激勵至下一個幀掃描時(shí)為止。場效應(yīng)管（FieldEffectTransistor簡稱FET）是利用電場效應(yīng)來控制半導(dǎo)體中電流的一種半導(dǎo)體器件，故因此而得名。場效應(yīng)管是一種電壓控制器件，只依靠一種載流子參與導(dǎo)電。與雙極型晶體三極管相比，它具有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)、功耗小、制造工藝簡單和便于集成化等優(yōu)點(diǎn)。絕緣柵型場效應(yīng)三極管IGFET之分。IGFET也稱金屬-氧化物-半導(dǎo)體三極管MOSFET，簡稱MOS管。MOS管性能更為優(yōu)越，發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛。電極D（Drain）稱為漏極，相當(dāng)雙極型三極管的集電極；電極G（Gate）稱為柵極，相當(dāng)于雙極型三極管的基極；電極S（Source）稱為源極，相當(dāng)于雙極型三極管的發(fā)射極。場效應(yīng)管FETTFT-LCD陣列工藝流程a-SiTFT陣列是精密加工技術(shù)成形的，即利用甲硅烷的輝光放電分解法在玻璃基板上形成a-Si半導(dǎo)體有源層。TFT-LCD陣列基板由于TFT管在光照射下及導(dǎo)電特性發(fā)生變化，因此一般用不透光層保護(hù)。透光部分為透明導(dǎo)電ITO膜部分。ITO面積占一個像素中總面積的比例，稱為液晶顯示器件的開口率。TFT-LCD成盒工藝流程TFT基板制作完成后，進(jìn)行取向薄膜的涂敷和摩擦處理，再進(jìn)行封裝和灌注液晶。TFT-LCD模塊工藝流程TFT-LCD彩膜基板彩膜結(jié)構(gòu)圖RRGBRGBRGBRGBRGBRGBStripe排列RGBRGBRGBRGBRGBRGBMosaic排列RGBRGDelta排列BGBRRGBRGBRGBRRGBRG彩膜RGB排列TFT-LCD液晶顯示器顏色顯示TFT-LCD液晶顯示器顏色顯示從原理上沒有像簡單矩陣那樣的掃描電極數(shù)的限制，可以實(shí)現(xiàn)多像素化。由于液晶激勵時(shí)間可以很長，亮度高，響應(yīng)時(shí)間也很快。在透明玻璃基板上利用濺射、化學(xué)氣相沉積成膜，可以實(shí)現(xiàn)大型化和彩色化?？梢酝瑫r(shí)在顯示區(qū)域外部形成驅(qū)動電路，有利于實(shí)現(xiàn)高可靠性和低成本。TFT-LCD有以下特點(diǎn)：3.3.1液晶顯示器件的技術(shù)參數(shù)3.3.2液晶顯示器件的特點(diǎn)3.3.3液晶顯示技術(shù)的發(fā)展史3.3液晶顯示器的

技術(shù)參數(shù)、特點(diǎn)及發(fā)展史3.3.1液晶顯示器的技術(shù)參數(shù)

1、可視面積

可視面積尺寸就是實(shí)際可以使用的屏幕對角線尺寸。一個15.1英寸的液晶顯示器約等于17英寸CRT屏幕的可視范圍。3.3.1液晶顯示器的技術(shù)參數(shù)2、點(diǎn)距點(diǎn)距是指在水平方向或垂直方向上的有效觀察尺寸與相應(yīng)方向上的像素之比，點(diǎn)距越小顯示效果就越好。現(xiàn)在市售產(chǎn)品的點(diǎn)距一般有點(diǎn)28、26、25三種。14吋LCD：可視面積285.7×214.3mm2、最大分辨率為1024×768、點(diǎn)距等于可視寬度/水平像素＝285.7mm/1024=0.279mm。

3、可視角度液晶顯示器的可視角度左右對稱，以顯示器的垂直法線（即顯示器正中間的垂直假想線）為準(zhǔn)，在垂直法線左方或右方一定角度的位置上仍然能夠正常的看見顯示圖像，這個角度范圍就是液晶顯示器的水平可視角度。LCD的最大亮度由冷陰極射線管（背光源）決定，亮度值在200～250cd/m2（nit尼特）之間。若LCD的亮度略低，會覺得發(fā)暗，而稍亮一些，就會好很多。雖然技術(shù)上可以達(dá)到更高亮度，但是這并不代表亮度值越高越好，因?yàn)樘吡炼鹊娘@示器有可能使觀看者眼睛受傷。4、亮度

響應(yīng)時(shí)間是指液晶顯示器各像素點(diǎn)對輸入信號反應(yīng)的速度，即像素由暗轉(zhuǎn)亮或亮轉(zhuǎn)暗的速度，此值越小越好。如果響應(yīng)時(shí)間太長，就有可能使液晶顯示器在顯示動態(tài)圖像時(shí)有尾影拖曳的感覺。這是液晶顯示器的弱項(xiàng)之一，但隨著技術(shù)的發(fā)展而有所改善。一般將反應(yīng)速率分為兩個部分，即上升沿時(shí)間和下降沿時(shí)間，表示時(shí)以兩者之和為準(zhǔn)，一般以20ms左右為佳。5、響應(yīng)時(shí)間5、響應(yīng)時(shí)間

色彩度是LCD的重要指標(biāo)。LCD面板有1024×768個像素點(diǎn)，每像素色彩由（R、G、B）3基色控制。每個基色（R、G、B）達(dá)到6位，即64種表現(xiàn)度，每個獨(dú)立像素有643=262144種色彩。也有使用FRC技術(shù)以仿真方式表現(xiàn)出全彩畫面，即每個基色（R、G、B）能達(dá)到8位，即256種表現(xiàn)度，那么每個獨(dú)立的像素就有高達(dá)2563=16777216種色彩。6、色彩度7、對比度最大亮度值（全白）與最小亮度值（全黑）的比值。CRT顯示器的對比度高達(dá)500︰1。但LCD對比值約為250︰1。8、分辨率

TFT-LCD分辨率通常用一個乘積來表示，例如800×600、1024×768等，像素越高，圖像越細(xì)膩、越精美。9、外觀

LCD顯示板的厚度在6.5～8cm之間。3.3.2液晶顯示器的特點(diǎn)1、低壓微功耗

2、平板型結(jié)構(gòu)

3、被動顯示型

4、顯示信息量大

5、易于彩色化

6、電磁輻射弱

7、壽命長3.3.3液晶顯示技術(shù)的發(fā)展史1、動態(tài)散射模式

LCD問世后，Heilmeier等人對APAPA液晶進(jìn)行研究，并公布了有關(guān)液晶最初的電氣光學(xué)效應(yīng)中動態(tài)散射模式（DynamicScatteringMode，DSM）的內(nèi)容。在提出動態(tài)散射模式的同時(shí)，也給出了文字顯示的實(shí)例——液晶鐘表、計(jì)算器等。2、賓主模式

液晶顯示也經(jīng)歷了從黑白顯示到彩色。1974年有人發(fā)表了關(guān)于相變型G-H模式的研究報(bào)告，這是一種不需要偏振片的顯示方式。從1975年左右開始，曾進(jìn)行過以數(shù)字的顯示或車載使用為目的開發(fā)。但因是單色顯示而使其應(yīng)用受限，所以當(dāng)彩色濾光片方式出現(xiàn)時(shí)，這種研究就被放棄了。3、扭曲向列模式

瑞士的Schadt等人于1971年首次公開了現(xiàn)在最為普遍的工作模式——扭曲向列模式。幾乎與此同時(shí)開發(fā)的TN模式液晶顯示器件，則是采用低電壓、低功耗的CMOS集成電路作驅(qū)動器，首先應(yīng)用在鐘表、計(jì)算器和其它分段型數(shù)字顯示器上。4、超扭曲向列模式1984年瑞士的Scheffer發(fā)表了有關(guān)扭曲角為270°的超雙折射效應(yīng)（SupertwistedBirefringentEffect，SBE）的研究成果。超扭曲向列模式，從廣義上說也包含SBE模式，1985年日本將其實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，采用了多掃描線選址（MultiLineAddressing，MLA）驅(qū)動方式。5、雙折射控制模式

雙折射控制（ElectricallyControlledBirefringence，ECB）模式是指通過電場改變液晶的分子排列，以改變透射率的方式。除了有垂直取向（DeformationofVerticalAlignedPhases，DAP）的LCD，還有其它取向方式。其特點(diǎn)是可以將顯示容量變大，但因其視角小，一般用于投影式。此后推出了簡單矩陣型彩色LCD。5、雙折射控制模式

還有一種叫做“π”盒的方式，也屬于雙折射控制模式。因其響應(yīng)性好，應(yīng)用于黑白陰極射線管的彩色顯示和立體顯示。通過賦予其灰度特性，并通過光學(xué)補(bǔ)償改進(jìn)視角特性，將其發(fā)展成為光學(xué)自補(bǔ)償彎曲（OpticallyCompensatedBend，OCB）模式，并探索應(yīng)用于TFT-LCD中。6、高分子分散液晶

它是利用液晶與高分子聚合物的光散射現(xiàn)象的液晶。它是應(yīng)需要提高亮度的反射型要求而開發(fā)的，不需要偏振片。7、存儲功能突出的相變模式

具有存儲功能的相變（PC）模式液晶比較適用于功耗低、電池驅(qū)動的便攜式終端。美國肯特州州立大學(xué)開發(fā)了有存儲功能、比較亮、簡單矩陣驅(qū)動的反射型高分子穩(wěn)定膽甾LCD。8、高速響應(yīng)的鐵電液晶1980年Clark等人發(fā)表論文指出，表面穩(wěn)定鐵電液晶在電場與自發(fā)極化的作用下產(chǎn)生液晶響應(yīng)，其響應(yīng)速度在幾十微秒以內(nèi)。這引起了人們的關(guān)注。反鐵電相液晶具有自己修復(fù)取向破損的功能，人們也一直關(guān)注其在TFT-LCD上的應(yīng)用。9、液晶技術(shù)的新進(jìn)展

（1）采用TFT型主動矩陣進(jìn)行驅(qū)動采用在每個液晶像素上加裝主動矩陣進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)控制方式，保證優(yōu)質(zhì)畫面。

在色濾光鏡本體還沒被制作成型以前，就先把構(gòu)成其主體的材料加以染色，之后再加以灌膜制造。這種類型的LCD，無論在分辨率、色彩特性還是使用的壽命來說，都有著非常優(yōu)異的表現(xiàn)。從而使LCD能在高分辨率環(huán)境下創(chuàng)造色彩斑斕的畫面。9、液晶技術(shù)的新進(jìn)展

（2）利用色濾光鏡制作工藝，創(chuàng)造色彩斑斕的畫面

采用此技術(shù)制造的低溫多晶硅薄膜晶體管（LTP-SiTFT）液晶顯示方式，比老式LCD屏像素反應(yīng)速度快600倍，減少畫面出現(xiàn)的延遲現(xiàn)象。（3）低反射液晶顯示技術(shù)

在顯示屏最外層采用防反射技術(shù)，液晶顯示屏所發(fā)出的光澤感、液晶顯示屏幕本身的透光率、液晶顯示屏的分辨率、防止反射等這四個方面都達(dá)到了更好的改善。

（4）“連續(xù)料界結(jié)晶硅”液晶顯示技術(shù)

分平面控制模式（IPS）寬視角技術(shù)

ASV廣視角技術(shù)。（5）超寬視角技術(shù)在視角的提升上可達(dá)到178度

在屏幕表面加上數(shù)層光學(xué)薄膜（含特殊化學(xué)物質(zhì)）來處理外部光線。

折射成不同的比例，使反射光線改變方向并互相抵消；

最大限度地吸收外來光線。把屏幕產(chǎn)生的反光度和反光面積降低至最低程度，LCD即使在戶外惡劣的光線環(huán)境下，依然能顯示出亮麗細(xì)致的畫質(zhì)效果。（6）超黑晶技術(shù)

防眩光低反射技術(shù)原理與超黑晶技術(shù)原理相似，在液晶表面加特殊化學(xué)涂層，減少屏幕對外界光線的反射，使背光源的光能更好地透過液晶層，使亮度更高、反射更低。（7）超高開口率技術(shù)

超高開口率是用特殊樹脂作為總布線和出入口布線的層與層之間絕緣膜，并將像素領(lǐng)域進(jìn)行擴(kuò)大。

（8）反光低反射技術(shù)京東方

京東方完整掌握了含全球領(lǐng)先的AFFS寬視角技術(shù)在內(nèi)的TFT－LCD核心技術(shù)。2007年專利296項(xiàng)，其中發(fā)明專利256項(xiàng)。擁有一條月產(chǎn)能為8.5萬片玻璃基板的第5代TFT-LCD生產(chǎn)線和一條月產(chǎn)能為3萬片玻璃基板的第4.5代TFT-LCD生產(chǎn)線。2006年第236強(qiáng)，2007年第56強(qiáng)。京東方1）TN+Film（TFT-TwistedNematic+Film，普通TN+視角擴(kuò)大膜）

2）IPS（In-Plane-Switching，板內(nèi)切換）

3）VA

（VerticalAlignment，垂直排列）

4）FFS（Fringe-FieldSwitching，邊緣場切換），屬IPS系。

5）CPA

（ContinuousPinwheelAlignment，連續(xù)焰火狀排列。就是常被稱為ASV的技術(shù)），屬VA系。作業(yè)選取液晶顯示器相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，并對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、小論文撰寫和講解匯報(bào)。3人一個小組，自己組合，匯報(bào)中注明分工。2周后提交紙質(zhì)論文和電子ppt，并進(jìn)行現(xiàn)場匯報(bào)。論文字?jǐn)?shù)不低于1000字，注明文獻(xiàn)出處，PPT講解時(shí)間為5分鐘。成績由論文撰寫和講解匯報(bào)兩部分組成。LCDDISPLAYTECHNOLOGY DigitalImagesandPixelsAdigitalimageisabinary(digital)representationofatwo-dimensionalpictorialdata.Digitalimagesmayhavearasterorvectorrepresentation.RasterImagesdefinedovera2Dgridofpictureelements,calledpixels.Apixelisthebasicitemsofarasterimageandincludeintensityorcolorvalue.

PixelsLCD(LiquidCrystalDisplay)LCDPanelisbasedon Alightvalveforeachpixelthatturnthelighton,off,oranintermediatelevel.GridofsuchlightvalvefortheLCDdisplaypanel.Abacklightanddisplayenhancementfilmscreatetheillumination.LCD-DisplayApplyingvoltagetotheelectrodeschangesthelevelofilluminationineachsub-pixelThepanelissandwichedbetweenFrontsurfacefilmstoenhancedisplaypropertyBacklightLinearPolarizedLightLightusuallyvibratesinalldirectionAlinearpolarizedlightlimitthevibrationtoonedirectionItabsorbsthecomponentoflightthatvibrateinallotherdirection.LCDrequirelighttovibrateinonedirectionAboutLiquidCrystalLiquidcrystalmoleculescanmovefreelywhilemaintainingtheirorientation.Italignitselftoapolyimidefilmtotheinsideofapanelglass.Whenthetwoglasspanelsarenotalignedthel