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                           液晶概述( 液晶,liquid crystal )   

液晶(Liquid Crystal,简称LC)是一种高分子材料,因为其特殊的物理、化学、光学特性,20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。   

人们熟悉的物质状态(又称相)为气、液、固,较为生疏的是电浆和液晶(Liquid Crystal,简称LC)。液晶相要具有特殊形状分子组合始会产生,它们可以流动,又拥有结晶的光学性质。液晶的定义,现在已放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相,在较低温度为正常结晶之物质。而液晶的组成物质是一种有机化合物,也就是以碳为中心所构成的化合物。 同时具有两种物质的液晶,是以分子间力量组合的,它们的特殊光学性质,又对电磁场敏感,极有实用价值。   

液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板,为什么会显示数字呢?原来这种液态光电显示材料,利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号。液晶在正常情况下,其分子排列很有秩序,显得清澈透明,一旦加上直流电场后,分子的排列被打乱,一部分液晶变得不透明,颜色加深,因而能显示数字和图像。   液晶的电光效应是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制的光学现象。   

一些有机化合物和高分子聚合物,在一定温度或浓度的溶液中,既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,这就是液晶。液晶光电效应受温度条件控制的液晶称为热致液晶;溶致液晶则受控于浓度条件。显示用液晶一般是低分子热致液晶。   

根据液晶会变色的特点,人们利用它来指示温度、报警毒气等。例如,液晶能随着温度的变化,使颜色从红变绿、蓝。这样可以指示出某个实验中的温度。液晶遇上氯化氢、氢氰酸之类的有毒气体,也会变色。在化工厂,人们把液晶片挂在墙上,一旦有微量毒气逸出,液晶变色了,就提醒人们赶紧去检查、补漏。   

液晶种类很多,通常按液晶分子的中心桥键和环的特征进行分类。目前已合成了1万多种液晶材料,其中常用的液晶显示材料有上千种,主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶及酯类液晶等。液晶显示材料具有明显的优点:驱动电压低、功耗微小、可靠性高、显示信息量大、彩色显示、无闪烁、对人体无危害、生产过程自动化、成本低廉、可以制成各种规格和类型的液晶显示器,便于携带等。由于这些优点。用液晶材料制成的计算机终端和电视可以大幅度减小体积等。液晶显示技术对显示显像产品结构产生了深刻影响,促进了微电子技术和光电信息技术的发展。

  • TFT=Thin-Film Transistor=薄膜晶体管

  • LCD=Liquid-Crystal Display=液晶显示器

  • TFT-LCD(Thin Film Transistor-liquid Crystal Display),薄膜电晶体液晶显示屏,诞生于1960年,经过不断的改良,于1991年正式应用于商业化笔记型电脑,随着工艺技术的逐步成熟,目前TFT-LCD在各个应用领域正逐步取代CRT产品,成为显示技术之主流。

  • 液晶显示屏的优点就是耗电小、工作电压低、解析度高、无辐射、显示屏本身比较轻薄、便于携带、使用寿命长等,由于具有这些优点,所以在很多领域得到广泛应用,如:电视机、显示器、笔记本电脑、手机、卫星导航、PDA等。

  • LCD灰阶显示原理

    液晶显示器可以分为常黑(Normal Black)模式和常白(Normal White)模式,以常白模式为例:如下列左图(LCD灰阶显示原理),当液晶上没有被施加任何操作电压时,棒状液晶会以近似于平躺的姿态排列,这时光线可以最大的程度通过上下偏振片,呈现为亮态;当施加电压于液晶上时,液晶会随着电压的不同,站立成不同的角度,电压越大,液晶站立角度越陡,光线穿透上下偏振片就越少,直至液晶垂直站立时,光线几乎不能通过,呈现为暗态。而要显示每个中间灰阶时只需在液晶上加上对应电压即可,如下列右图(LCD光电转移特性曲线),面板的穿透率随着施加在液晶上的电压升高而逐渐减小。

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  • TFT-LCD驱动原理

    一个TFT元件就相当于一个电控开关,扫描线(栅极)控制开关的打开和闭合,数据线(源极)提供液晶显示不同亮度所需要的灰阶电压。当在扫描线(栅极)上施以高电压时,TFT元件打开,灰阶电压就能从数据线(源极)进入像素电极(漏极),并经由透明像素电极施加于液晶层上,改变液晶的站立角度从而显示预定灰阶。

  • 整个TFT-LCD面板的显示区域就是由数百万个独立TFT元件控制的像素矩阵构成。如下图,当扫描线打开第三行像素时,数据线会将第三行像素所需要的灰阶电压写入,然后关闭第三行,使其处于电压保持状态,同时打开第四行扫描线,写入第四行像素所需的灰阶电压,完成写入后关闭第四行,并开启第五行像素,依序逐行写入面板各行像素所需灰阶电压。

     

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