LCD工作原理分析

学生：王雄指导老师：汤效琴计算机科学与技术信工课程作业LED的发展与工作原理目录CONTENTLCD发展之路01LCD主要结构02LCD产品种类03LCD工作原理04LCD优缺点05LCD发展之路01发展之路一LCD早期发展(1986~2001)—过高成抑制其发展之路技术不成熟的早期，LCD主要应用于电子表、计算器等领域。发展之路二到20世纪60年代，人们发现给液晶充电会改变它的分子排列，继而造成光线的扭曲或折射，由此引发了人们发明液晶显示设备的念头。发展之路三世界上第一台液晶显示设备出现在20世纪70年代初，被称之为TN-LCD（扭曲向列）液晶显示器。尽管是单色显示，它仍被推广到了电子表、计算器等领域。LCD发展之路01LCD发展之路01随着技术的发展和人们要求的不断提高，对于原来传统的阴极射线管（CRT）显示器的体积大、重量大和功耗大的缺点越来越不满意。特别是在便携式、小型化和低功耗的应用中，人们期望着体积小、重量轻和功耗小的平板显示器的出现。在这种需求的推动下液晶平板显示器（LCD）首先应用而生。由于液晶显示器（LCD）的一些特有功能优势以及在近年来价格不断下跌的吸引下，占领了相当大的市场，逐渐取代CRT主流地位。LCD成为主流的根本原因：LCD主要结构02LCD主要结构02结构一结构二结构三结构四结构五液晶是介于固体跟液体之间的一种物质。由于液晶分子的结构为异方性，所以所引起的光电效应就会因为方向不同而有所差异，因而我们可以利用这些性质来改变入射光的强度01偏光板利用上下两片栅栏互相垂直的偏光板之间，充满液晶，再利用电场控制液晶转动，来改变光的行进方向，进而不同的电场大小，就会形成不同灰阶亮度。02彩色滤光片是一种表现颜色的光学滤光片，它可以精确选择欲通过的小范围波段光波，而反射掉其他不希望通过的波段03背光板来提供一个高亮度，而且亮度分布均匀的光源，控制通过光线的亮度，藉以形成不同的灰阶。04框胶的用途，就是要让液晶面板中的上下两层玻璃，能够紧密粘住，并且提供面板中的液晶分子与外界的阻隔05液晶框胶背光板彩色滤光片偏光板LCD主要结构02LCD产品种类03LCD产品种类03种类一窄视角的TN-LCDTN：扭曲向列型液晶分子扭曲角度为90度种类二窄视角的STN-LCDSTN：超扭曲向列型液晶分子的扭转角度加大，呈180度或270度种类二窄视角的DSTN-LCDDSTN：双层超扭曲向列型通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏，从而达到完成显示目的按物理结构分类：注：宽视角模式，如IPS平面转换（In-PlaneSwitching），VA垂直取向（VerticalAlignment)；宽视角模式多用于液晶电视。LCD产品种类03从液晶面板的驱动方式来分，目前最常见的是TFT（ThinFilmTransistor）型驱动。它通过有源开关的方式来实现对各个像素的独立精确控制，因此相比之前的无源驱动（俗称伪彩）可以实现更精细的显示效果。因此，大多数的液晶显示器、液晶电视及部分手机均采用TFT驱动。液晶显示器多用窄视角的TN模式，液晶电视多用宽视角的IPS等模式。它们通称为TFT-LCD。按驱动方式分类：LCD工作原理04LCD工作原理04TN液晶显示器是在一对平行放置的偏光板间填充了液晶。这一对偏光板的偏振方向是相互垂直的。液晶分子在偏光板之间排列成多层在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，但长轴取向都是平行于偏光板的。正式由于分子按这种方式排列，所以被称为向列型液晶。另一方面，在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90°。其中，邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。一旦通过电极给液晶分子加电之后，由于受到外界电压的影响，分子不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态。液晶显示器的夹层贴附了两块偏光板，这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。在正常情况下光线从上向下照射时，通常只有一个角度的光线能够穿透下来，通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中，再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出，形成一个完整的光线穿透途径。当液晶分子竖立时光线就无法通过，显示屏上出现黑色。其结果形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上了。1、TN液晶显示器的原理LCD工作原理04新型的TFT液晶显示器的工作原理是建立在TN原理基础上的。两者的结构亦基本相同，亦采用两夹层间填充液晶分子的设计，只不过把TN上部夹层的电极改为FET晶体管，而下层改为共同电极。但两者的工作原理还是有一定的差别。在光源设计上，TFT的显示采用“背透式”照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样从上至下，而是从下向上。具体做法是在液晶的背部设置类似日光灯的光管。光源照射时先通过下偏光板向上透出，由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极，它也是借助液晶分子来传导光线。在FET电极导通时，液晶分子的排列状态如TN液晶一样也会发生改变，也是通过遮光和透光来达到显示的目的。所不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式。相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示的最大不同之处，亦是TFT液晶的优越之处。2、TFT型液晶显示器的原理LCD优缺点05LCD优点05优点一显示器与CRT的相比重量轻几倍，且厚度也是薄了几倍，因此很容易移动。优点二不会因供电不足导致画面色彩失真。优点五液晶在节能方面效果显著。优点四液晶显示器可视面积大。优点三液晶显示器可视面积大。优点六其辐射指标普遍比CRT要低一些。LCD缺点05缺点一可视偏转角度小。缺点二容易产生影像拖尾现象缺点五液晶“坏点”问题缺点四液晶显示器的亮度和对比度不是很好。缺点三当分辨率低于显示器的默认分辨率时，画面模糊会非常明显，而CRT即使当前分辨率低于默认1倍也不会十分明显。缺点六当分辨率大于显示器的默认分辨率时细节处的色彩会丢失，而CRT是屏幕闪烁严重且画面明显模糊。学生：王雄指导老师：汤效琴信息工程学院计算机科学与技术感谢老师观看Thankyouforwatching