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深度解析显示技术的发展史及其发展特点

时间:2011-02-24 00:00:00  来源:互联网  编辑:互联网

  二、液晶显示器的原理简要

  2-1液晶显示(LiquidCrystatDisplay,LCD)特点

  优点:

  1、低电压、微功耗

  极低的工作电压,只要2-3V,工作电流只有几个微安,即功耗只有10-6—10-5W/cm2,这是其他任何显示器件所做不到的。

  2、平板式结构

  液晶显示器的基本结构是两片导电玻璃,中间灌有液晶的薄形盒。

  A开口率高最有利于用作显示窗口

  B显示面积做大做小都较容易

  C便于自动化大量生产生产成本低

  D器件很薄只有几毫米后

  3、被动显示型

  液晶本身不发光,靠调制外界光达到显示目的,即依靠对外界光的不同反射和透射形成不同对比度来达到显示目的。液晶在黑暗中无法显示,但在自然界中人类所获得的视觉信息中,90LL%以上是靠外部物体的反射光,而不是靠物体本身发光,所以被动显示更适合人眼的视觉,不容易引起眼部疲劳。

  4、显示信息量大

  液晶显示器中,各像素之间不用采取隔离措施,所以在同样显示面积中能容纳更多的像素,利于制成高清晰度电视显示器。

  5、易于彩色化

  一般液晶无色,采用滤色膜很容易实现彩色。液晶所能重现的彩色可予CRT显示器相媲美。

  6、寿命长

  只要液晶的配套件不损坏,液晶本身由于工作电压低、电流小,所以几乎不会劣化,寿命很长。

  7、无辐射、无污染

  CRT显示器中有X射线辐射,PDP显示器有高频电磁辐射,而液晶显示中不会出现这些问题。

  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各向异性,对不同的入射光,反射率不一样,所以视角较小,只有30—40度。随着视角的变大,对比度迅速变坏。

  2、响应速度慢

  液晶显示大多是依靠在外加电场作用下,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响很大。响应速度一般为100-200ms,温度越低响应速度越慢,动态图像质量差。

  3、怕高温

  高温会破坏液晶的定向层,造成不可修复的损坏。局部高温会形成残像。

  4、由于是非主动发光暗时看不清。

  2-2什么是液晶

  物质的第四态――液晶

  大家都知道物质有三态:固体、液体和气体。通常固体加热至溶点就变成透明的液体。然而,有些有机材料不是直接从固体转变为液体,而是经过中间状态,然后才转变为液体。这种中间状态外观是流动性的混浊液体,同时又有光学各向异性晶体所特有的双折射特性。

  处于中间状态物质,一方面具有象液体一样的流动性和连续性,另一方面又具有象晶体一样的各向异性,象这样的有序流体就是液晶。

  2-3液晶显示器件的基本结构

  不同类型的液晶显示器件的部分部件可能会不同,如有的不要偏振片。但是两块导电玻璃夹持一个液晶层,封接成一个扁平盒的基本结构相同。如需要偏振片,则将偏振片贴在导电玻璃的外表面。

  2-4以TN型液晶讲解显示的三种方式

  TN—LCD(扭曲向列液晶显示器件)

  在两块导电玻璃基片之间充入后约10um的具有正介电各向异性的向列液晶(Np液晶),液晶分子沿面排列,但分子长轴在上下基片之间连续扭曲90度,形成扭曲(TN)排列的液晶盒。

  1、反射式

  反射式可以利用外光节省功率TN型(扭曲向列型)液晶器件一般工作在反射式,入射光先穿过液晶盒,然后被反射器所反射。反射器由一个漫反射器和一个镜面组成,它们粘附在底玻璃外表面上。当两个偏振片正交,器件工作于正性显示时,不加电时光通过上偏振片,变成线偏振光,经过液晶层时,偏振方向转过90度,刚好可通过下偏振片到达反射器,反射回来的光偏振性没有改变,又再一次穿过液晶盒和上偏振片到达人眼。当加上足够高的电压后,液晶分子将与电场平行,光的偏振面不再发生旋转,所以光不能穿过液晶盒到达反射面。反射式即使在阳光直射下也不会被冲刷。然而,当在暗处或背景亮度不够高处观察液晶器件,需要加别的人工光源。为此常在漫反射板的边缘处装一个灯泡。

  2、透射式

  TN型液晶也可工作于透射式,液晶盒上方的偏振片为线性起偏器。下方的偏振片为线性检偏器。它们的偏光轴互相平行,并都与顶部基片表面处的液晶分子取向一致。当为加外电场时(驰豫态)入射光到达液晶盒底部时,光的偏振面将与检偏器的偏光轴垂直,光线被检偏器挡住了,从背面看过去液晶盒不透明,加外电场后,入射光经过液晶盒时不发生旋转,能从检偏器穿过,液晶盒仿佛是透明的。所以透射式液晶是将光源放在显示器之后,显示器调制入射光。

  3、投影式

  另近年发展很迅速的LCOS(LConSilicon)更是投影式的典型。在LCOS中有源矩阵直接制作在单晶硅片上,尺寸可以做得很小,并可以充分利用发展已很成熟的硅集成工艺。将在背投影电视中讲解。

  以上只对液晶显示器的简单工作原理进行了讲解。

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