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LCD工作基本原理

什么是液晶

n液晶是介于固态和液态之间，不但具有固态晶体光学特性，又具

有液态流动特性。它的物理特性包括：黏性（visco-sity）、弹性

（elasticity）和极化性（polarizalility）。

n其黏性和弹性，使其对于方向不同的作用力具有不同的效果，可

实现流动自由能最低的物理模型及产生自然偏转现象。

n极化性使液晶在受到外电场作用时，很容易产生感应偶极性，

形成光电效应。

n总之，利用液晶的光电效应，籍由外部电压的控制，再通过液晶

分子的折射特性，及对光线的旋转能力来获得亮暗情况，达到显

像目的。

液晶成像原理

n当液晶被灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相

垂直(90度相交)。也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，

则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被

强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传

播，所以光线经过液晶时也被扭转90度。但当液晶上加一个电压

时，分子便会重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何

扭转。

液晶成像原理

n自然光线是朝四面八方随机

发散的。极化滤光器是一系

列越来越细的平行线。这些

线形成一张网，阻断不与这

些线平行的所有光。两个极

化滤光器互相垂直，所以能

完全阻断那些已经极化的光

线。只有两个滤光器的线完

全平行，或者光线本身已扭

转到与第二个极化滤光器相

匹配，光线才得以穿透。（

如图）

液晶成像原理

n液晶显示器正是由这样两

个相互垂直的极化滤光器构成，

所以在正常情况下应该阻断所有

试图穿透的光线。但是，由于两

个滤光器之间充满了扭曲液晶，

所以在光线穿出第一个滤光器后，

会被液晶分子扭转90度，最后从

第二个滤光器中穿出。另一方面，

若为液晶加一个电压，分子又会

重新排列并完全平行，使光线不

再扭转，所以正好被第二个滤光

器挡住。总之，加电将光线阻断，

不加电则使光线射出。

液晶显示器分类

n静态驱动（Static）

n单纯矩阵驱动（SimpleMatrix）

扭转式向列型（TwistedNematic）、超扭转

式向列型（SuperTwistedNematic）等

n主动矩阵驱动（ActiveMatrix）

薄膜式晶体管型（ThinFilmTransistor）、二

端子二极管型（Metal/Insulator/Metal）

目前电脑显示器主要采用TFTLC，它具有高对

比度、色彩丰富、可全彩化、动态显示、视角

较广（80度以下）等特性

TN、STN、TFT对比

TFTLCD概念

nTFT(ThinFilmTransistor)LCD--薄膜晶

体管液晶显示器。

n液晶显示器需要电压控制来产生灰阶.利

用薄膜晶体管来产生电压,以控制液晶转

向的显示器,就叫做TFTLCD.

TFTLCD结构

TFTLCD等效电路

TFTLCD等效电路

TFT彩色滤光片－colorfilter

－Stripe

n这是最常见的象素排布方式，RGB三个

分量在一起表示一个象素点。常见于计

算机产生的图形（graphic）。

n典型应用：LCD显示器，PDA

TFT彩色滤光片－colorfilter

－Delta

npixel与pixel之间，图像边界过渡好一些。

n适合原图是高分辨率的图（picture）的

显示

n典型应用：数码相机

TFT彩色滤光片－colorfilter

－Mosaic

nMosaic种类繁多

n需要特殊的驱动

n市面上没有大量应用

n典型应用：lcd用的不多，主要用在

sensor

TFT驱动电路