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液晶显示器件的特点及其原理

液晶显示器件的特点及其原理 

  在平板显示器件领域,目前应用较广泛的有液晶(LCD)、电致发光显示(EL)、等离子体(PDP)、发光二极管(LED)、低压荧光显示器件(VFD)等。
 
  液晶显示器件有以下一些特点 ①低压微功耗,②平板型结构,③被动显示型(无眩光,不刺激人眼,不会引起眼睛疲劳),④显示信息量大(因为像素可以做得很小),⑤易于彩色化(在色谱上可以非常准确的复现),⑥无电磁辐射(对人体安全,利于信息保密),⑦长寿命(这种器件几乎没有什么劣化问题,因此寿命极长,但是液晶背光寿命有限,不过背光部分可以更换)。 
 
  液晶,是一种在一定温度范围内呈现既不同于固态、液态,又不同于气态的特殊物质态,它既具有各向异性的晶体所特有的双折射性,又具有液体的流动性。一般可分热致液晶和溶致液晶两类。在显示应用领域,使用的是热致液晶,超出一定温度范围,热致液晶就不再呈现液晶态,温度低了,出现结晶现象,温度升高了,就变成液体;液晶显示器件所标注的存储温度指的就是呈现液晶态的温度范围。液晶由于它的各向异性而具有的电光效应,尤其扭曲向列效应和超扭曲效应,所以能制成不同类型的显示器件(Liquid Crystal Display 简称LCD)。下面就介绍几种常见液晶类型的原理:
 
  TN(Twist Nematic)即扭曲向列型液晶。将涂有透明导电层的两片玻璃基板间夹上一层正介电异向性液晶,液晶分子沿玻璃表面平行排列,排列方向在上下玻璃之间连续扭转90°。然后上下各加一偏光片,底面加上反光片,基本就构成了TN型液晶。 
 
  STN(Super TN)型液晶,跟TN型液晶结构大体相同,只不过液晶分子不是扭曲90°而是扭曲180°,还可以扭曲210°或270°等,其特点是电光响应曲线更好,可以适应更多的行列驱动。 
 
  TN或STN型液晶,一般是对液晶盒施加电压,达到一定电压值,对行和列进行选择,出现“显示”现象,所以行列数越多,要求驱动电压越高,因此,往往TN或STN型液晶要求有较高的正极性驱动电压或较低的副极性电压,也因为如此,TN和STN型液晶难以做成高分辨率的液晶模块。
 
  STN(Double STN)液晶,上下屏分别由两个数据通道传送数据,很多液晶屏由于其内部增加了驱动电源的变换部分,所以外部无须输入高驱动电压,通常可以实现单电源供电。 
 
  到目前为止,STN(DSTN)液晶只可以实现伪彩色(一般人眼可以分辨218色即262144色,所以达到218色和超过218色的被称之为真彩色,否则称之为伪彩色)显示,可以实现VGA、SVGA等一些较高的分辨率,但由于构成它们的矩阵方式是无源矩阵,每个象素实际上是个无极电容,容易出现串扰现象,从而不能显示真正的活动图像,而TFT液晶则彻底解决了这个问题。 
 
  TFT(Thin Film Transistor)为薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器件,在每个像素点上设计一个场效应开关管,这样就容易实现真彩色、高分辨率的液晶显示器件。现在的TFT型液晶一般都实现了18bit以上的彩色(218色),在分辨率上,实现VGA(640×480)、SVGA(800×600)、XGA(1024×768)、SXGA(1280×1024)甚至UXGA(1600×1200)都已成为现实。
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