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液晶的特点和原理分析9890501 发表于: 2008-4-11 09:37 来源: 半导体技术天地 table=96% (来源：天极网)液晶特点原理一、液晶的发现1888年奥地利植物学家发现了一种白浊有粘性的液体，后来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶的一种，由此而取名为Liquid Crystal即液晶二、液晶物理1. 液晶是白色混浊的粘性液体，显示棒状的分子形状2. 常见液晶相：向列(Nematic)相、胆甾相(Cholesteric)和近晶相(Smectic)等3. 液晶既具有晶体的各向异性，又具有液体的流动性4. 在分子的长轴和短轴方向，折射率不同(双折射)三、液晶的基本性质四、液晶显示的基本原理利用液晶的基本性质实现显示：自然光经过一偏振片后“过滤”为线性偏振光，由于液晶分子在盒子中的扭曲螺距远比可见光波长大得多，所以当沿取向膜表面的液晶分子排列方向一致或正交的线性偏振光入射后，其偏光方向在经过整个液晶层后会扭曲90由另一侧射出，正交偏振片起到透光的作用;如果在液晶盒上施加一定值的电压，液晶长轴开始沿电场方向倾斜，当电压达到约2倍阈值电压后，除电极表面的液晶分子外，所有液晶盒内两电极之间的液晶分子都变成沿电场方向的再排列，这时90旋光的功能消失，在正交片振片间失去了旋光作用，使器件不能透光。如果使用平行偏振片则相反。正是这样利用给液晶盒通电或断电的办法使光改变其透-遮住状态，从而实现显示。上下偏振片为正交或平行方向时显示表现为常白或常黑模式。五、液晶显示构成与彩色的实现六、液晶的驱动方式 静态驱动段式液晶 无源矩阵驱动(液晶等效为高电阻的容性负载)STN型液晶 有源矩阵驱动TFT型等液晶七、液晶的视角特性与从垂直角度观看时相比，斜看的时候，转到当画面品质已经变化到无法接受的临界角度时，称之为该显示器的视角。晶体中的折射光分成两条，一条光的折射行为遵循折射定律，这条折射线为寻常光线;另一条光线则不同，一般情况下，折射线往往不在入射面内，即不遵循折射定律，称为非常光线。这两条线都是线偏振光。从不同的观察方向所看到的液晶分子有效长度(投影长度)不同，非常光线也会进入视线，在视觉效果上表现的视角的变化。具体表现为对比度下降、灰阶反转、色差、亮度下降等。液晶的关键指标一、亮度与对比度1. 画面最高亮度：100%信号电平的画面明亮程度。单位：cd/m2即坎德拉每平米，或nit尼特。画面最低亮度：0%信号电平的画面明亮程度。2. 对比度：画面最高亮度与画面最低亮度之比。二、分辩力1. 屏幕大小：显示域的对角线尺寸英寸：1英寸25.4mm2. 分辨率：显示列像素显示行像素。对彩色显示，1个像素pixel由RGB 3个点dot组成常见分辩率三、视角TN、STN型视角较小，宽视角技术可达到左右、上下可达170。关键词：对比度变化、灰阶反转、色差。四、响应速度毫秒级：STN、CSTN(彩色STN)几百毫秒，TFT几十毫秒、十几毫秒、几毫秒选择取决于应用。五、可靠性通常液晶本身通常是不会坏的，主要是驱动部分和背光部分，工业级产品不包括背光部分的MTBF平均无故障时间可以达到10万小时以上。现在的CCFL背光寿命有了极大的提高，而且可更换。六、色彩数液晶显示屏可以分单色和彩色，彩色STN由于其本身的特点，只能显示比较有限的颜色，常被称为“伪彩”，根据其中颜色位数组合，工业领域比较常用的为红、绿、蓝各1位，组合颜色为8色。要实现显示更多的颜色，需要通过控制器来解决，一般用不同的帧时间占空比实现。TFT类数字接口的液晶显示屏，常见的有红、绿、蓝各6位和各8位的，可以实现显示红、绿、蓝各64级和各256级，组合颜色为236=262,144色和238=16,777,216色。七、工作环境温度在工业领域，通常还要考虑工作环境温度，以适应不同地域、不同季节、不同环境的要求，在不同的温度环境下液晶显示性能有所差异。液晶屏也分常温型和宽温型的。SHARP公司很多TFT液晶屏标称工作环境温度达到-1065。八、显示屏的接口数字接口的液晶屏目前常见CMOS/TTL和LVDS。TFT液晶屏的CMOS/TTL单端信号容易受干扰，建议连接线缆控制400mm以内。LVDS为低摆幅的差分信号，抗共模干扰能力强，传输距离可以达到10m甚至更长的距离。九、进货检验标准这一点比较容易被忽视，尤其是在“坏点”亮点、暗点方面容易引起争论。目前还缺少大家认同的检验标准。每个厂家都有自己企业的标准，对液晶屏可能出现的缺陷会影响到产品的最终显示效果，因此在选定液晶屏之前务必确认该液晶屏的检验标准是否与用户的要求相符合。十、产品的延续性在消费品领域，产品的更新换代时间间隔往往比较短，而工业产品则不同，希望产品的生命周期比较长，要有利于售后服务。SHARP、KYOCERA、OPTREX、AU等公司都非常注重产品的延续性，即在更新换代时注意对过去产品的兼容性和产品的长期供应。液晶检验标准进货检验标准比较容易被忽视，尤其是在“坏点”亮点、暗点方面容易引起争论。目前还缺少大家认同的检验标准。每个厂家都有自己企业的标准，对液晶屏可能出现的缺陷会影响到产品的最终显示效果，因此在选定液晶屏之前务必确认该液晶屏的检验标准是否与用户的要求相符合。申明：以下内容不能作为验收标准。一、检验标准概要强烈建议：用同一套检测工装进行检验。检测工装符合液晶屏的各项接口参数的要求。检测图案：常用红、绿