液晶顯示器的工作原理

2022-09-02 10:42:02 字數 2580 閱讀 1225

(一)液晶的物理特性

液晶的物理特性是:當通電時導通,排列變的有秩序,使光線容易通過;不通電時排列混亂,阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。

從技術上簡單地說,液晶面板包含了兩片相當精緻的無鈉玻璃素材,稱為substrates,中間夾著一層液晶。當光束通過這層液晶時,液晶本身會排排站立或扭轉呈不規則狀,因而阻隔或使光束順利通過。大多數液晶都屬於有機複合物,由長棒狀的分子構成。

在自然狀態下,這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入乙個經精良加工的開槽平面,液晶分子會順著槽排列,所以假如那些槽非常平行,則各分子也是完全平行的。

(二)單色液晶顯示器的原理

lcd技術是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是說,若乙個平面上的分子南北向排列,則另一平面上的分子東西向排列,而位於兩個平面之間的分子被強迫進入一種90度扭轉的狀態。

由於光線順著分子的排列方向傳播,所以光線經過液晶時也被扭轉90度。但當液晶上加乙個電壓時,分子便會重新垂直排列,使光線能直射出去,而不發生任何扭轉。

lcd是依賴極化濾光器(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機發散的。極化濾光器實際是一系列越來越細的平行線。

這些線形成一張網,阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第乙個垂直,所以能完全阻斷那些已經極化的光線。只有兩個濾光器的線完全平行,或者光線本身已扭轉到與第二個極化濾光器相匹配,光線才得以穿透。

(如圖1)

圖1 光線穿透示意圖

lcd正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構成,所以在正常情況下應該阻斷所有試圖穿透的光線。但是,由於兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶,所以在光線穿出第乙個濾光器後,會被液晶分子扭轉90度,最後從第二個濾光器中穿出。另一方面,若為液晶加乙個電壓,分子又會重新排列並完全平行,使光線不再扭轉,所以正好被第二個濾光器擋住。

總之,加電將光線阻斷,不加電則使光線射出。(如圖2)

圖2 光線阻斷示意圖

然而,可以改變lcd中的液晶排列,使光線在加電時射出,而不加電時被阻斷。但由於計算機螢幕幾乎總是亮著的,所以只有「加電將光線阻斷」的方案才能達到最省電的目的。

從液晶顯示器的結構來看,無論是膝上型電腦還是桌面系統,採用的lcd顯示屏都是由不同部分組成的分層結構。lcd由兩塊玻璃板構成,厚約1mm,其間由包含有液晶(lc)材料的5μm均勻間隔隔開。因為液晶材料本身並不發光,所以在顯示屏兩邊都設有作為光源的燈管,而在液晶顯示屏背面有一塊背光板(或稱勻光板)和反光膜,背光板是由螢光物質組成的可以發射光線,其作用主要是提供均勻的背景光源。

背光板發出的光線在穿過第一層偏振過濾層之後進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小的單元格結構中,乙個或多個單元格構成螢幕上的乙個畫素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極,電極分為行和列,在行與列的交叉點上,通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態,液晶材料的作用類似於乙個個小的光閥。

在液晶材料周邊是控制電路部分和驅動電路部分。當lcd中的電極產生電場時,液晶分子就會產生扭曲,從而將穿越其中的光線進行有規則的折射,然後經過第二層過濾層的過濾在螢幕上顯示出來。

lcd顯示器的工作原理:從液晶顯示器的結構來看,無論是膝上型電腦還是桌面系統,採用的lcd顯示屏都是由不同部分組成的分層結構。lcd由兩塊玻璃板構成,厚約1mm,其間由包含有液晶材料的5μm均勻間隔隔開。

因為液晶材料本身並不發光,所以在顯示屏兩邊都設有作為光源的燈管,而在液晶顯示屏背面有一塊背光板(或稱勻光板)和反光膜,背光板是由螢光物質組成的可以發射光線,其作用主要是提供均勻的背景光源。

背光板發出的光線在穿過第一層偏振過濾層之後進入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細小的單元格結構中,乙個或多個單元格構成螢幕上的乙個畫素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極,電極分為行和列,在行與列的交叉點上,通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態,液晶材料的作用類似於乙個個小的光閥。

在液晶材料周邊是控制電路部分和驅動電路部分。當lcd中的電極產生電場時,液晶分子就會產生扭曲,從而將穿越其中的光線進行有規則的折射,然後經過第二層過濾層的過濾在螢幕上顯示出來。

液晶顯示技術也存在弱點和技術瓶頸,與crt顯示器相比亮度、畫面均勻度、可視角度和反應時間上都存在明顯的差距。其中反應時間和可視角度均取決於液晶面板的質量,畫面均勻度和輔助光學模組有很大關係。

對於液晶顯示器來說,亮度往往和他的背板光源有關。背板光源越亮,整個液晶顯示器的亮度也會隨之提高。而在早期的液晶顯示器中,因為只使用2個冷光源燈管,往往會造成亮度不均勻等現象,同時明亮度也不盡人意。

一直到後來使用4個冷光源燈管產品的推出,才有很大的改善。

訊號反應時間也就是液晶顯示器的液晶單元響應延遲。實際上就是指的液晶單元從一種分子排列狀態轉變成另外一種分子排列狀態所需要的時間,響應時間愈小愈好,它反應了液晶顯示器各畫素點對輸入訊號反應的速度,即螢幕由暗轉亮或由亮轉暗的速度。響應時間越小則使用者在看運動畫面時不會出現尾影拖拽的感覺。

有些廠商會通過將液晶體內的導電離子濃度降低來實現訊號的快速響應,但其色彩飽和度、亮度、對比度就會產生相應的降低,甚至產生偏色的現象。這樣訊號反應時間上去了,但卻犧牲了液晶顯示器的顯示效果。有些廠商採用的是在顯示電路中加入了一片ic影象輸出控制晶元,專門對顯示訊號進行處理的方法來實現的。

ic晶元可以根據vga輸出顯示卡訊號頻率,調整訊號響應時間。由於沒有改變液晶體的物理性質,因此對其亮度、對比度、 色彩飽和度都沒有影響,這種方法的製造成本也相對較高。

液晶顯示器工作原理

一 液晶的物理特性 液晶的物理特性是 當通電時導通,排列變的有秩序,使光線容易通過 不通電時排列混亂,阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術上簡單地說,液晶面板包含了兩片相當精緻的無鈉玻璃素材,稱為substrates,中間夾著一層液晶。當光束通過這層液晶時,液晶本身會排排站立或扭轉...

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