什麼是液晶.ppt

PVI FAEDept 參考書籍書名 什麼是液晶作者 那野比古譯者 陳連春指導 陳信廣 PVI FAEDept WhatisLC 母玻璃Glass 偏光的作用透明的電極ITOand偏光膜配向器Directorand研磨Rubbing扭曲液晶TNand超扭曲液晶STNLCD的驅動方法LCD動作原理LCD的特性與應用 PVI FAEDept WhatisLC BetweenLiquidandCrystal液晶為 液體 與 結晶 之合成語 它是正好處於結晶與液體的中間狀態 也即是 看似液體的狀態 而動作卻又像固體 其分子與原子像液體一樣是零散分佈 卻又像結晶一樣 往某一定方向對齊 SmecticandNematic某些液晶雖然長分子為零散分佈 但是 全體又向長軸方向對齊 此一對齊的東西又在上下方向形成層狀 此種液晶稱為 smectic 可以用來做為強誘電性的液晶裝置 又 也有長分子只向某一方向對齊的 稱之 Nematic PVI FAEDept 母玻璃Glass LCDofglass用來做液晶顯示裝置的玻璃板與一般使用的門窗玻璃不一樣 首先 表面必須很光滑 而且不能有彎曲起伏不平現象 平面性要高 Materialofglass一般的玻璃包含有大量的鈉元素 要做TFT玻璃表面加工時 非常麻煩 因此必須使用無鹼性 alkali 玻璃 玻璃板的製作方法很困難 要求平面性高且薄型化 玻璃基板的厚度為1 1mm或0 7mm 最近有作0 3mm的 而且 厚度必須很均勻 PVI FAEDept 母玻璃Glass Sizeofglass 3代的母玻璃size為550 x650mm3 5代的母玻璃size為600 x720mm 2 5代的母玻璃size為370 x470mm 元太目前慣用 偏光板的作用 我們平常所看到的光 為往各方向振動的波之混合 也即是往360度各種方向振動的光到達我們的眼睛 能夠取出往某一方向振動的光的裝置 稱之為 偏光板 上 下裝置有偏光板 互成直角90 的方向 則光線無法透過 呈現黑色 上 下裝置有偏光板 方向相同時則光線能夠透過 呈現白色 PVI FAEDept PVI FAEDept 二片偏光板的作用 PVI FAEDept 透明的電極ITOand偏光板 ITO IndiumTinOxide 在二片玻璃板之間夾入液晶 為了使光線能夠通過此一液晶或不通過 也即是 為了驅動液晶 必須於其上 下加入電極 一般的電極為金屬電極 而液晶獨特的電極為透明電極 使光可透過去 將電壓加在液晶 以沒有扭曲功能Untwisted而言 上下的透明電極 可以使LCD成為全白 或者加入中間值電壓 而成為中間調之灰色 如果將電壓切除 則LCD成為全黑 若以TN液晶而言 因為它具有扭曲90 及偏光能力 所以加電壓時為LCD為黑色 不加電壓為白色 PVI FAEDept 透明的電極ITOand偏光板 polarizer 偏光板在二片玻璃板的外側 也即是在夾有液晶的玻璃板的另外一面還需要附上 偏光板 如 液晶顯示裝置的原形算是出現了 PVI FAEDept 配向膜Directorand研磨Rubbing 液晶 TN 上下之玻璃基板之間會扭轉90 此主要是利用 配向膜 達成的 配向膜為在玻璃基板的表面上作為Polyimide 流亞氨 薄膜 並於此一薄膜上做 研磨 rubbing 研磨為利用尼龍 nylon 所做成的轉輪 roll 也即是刷毛 在配向膜表面上摩擦 使得配向膜的表面產生微細之傷痕 液晶分子會沿此一傷痕平行排列 上 下所磨擦的方向正好相差90 PVI FAEDept 動作原理 PVI FAEDept 扭曲液晶TNand超扭曲液晶STN TN TwistedNematic 此所謂扭曲是指棒形液晶分子的並列方向之扭曲 一般的LCD 上 下偏光板的方向為採用互為直角的方式 液晶為夾在此上下偏光板之間 可是 在上下偏光板中間的液晶分子 為了與上下排列方向對齊 會逐漸改變其方向 也即是由下方開始扭曲 總共扭曲90 後 與上方偏光板方向對齊 此種液晶分子排列方向逐漸扭曲的情形稱為TwistedNematic TN PVI FAEDept 扭曲液晶TNand超扭曲液晶STN STN SuperTwistedNematic 液晶扭轉角度超過90 以上 此可以達到極細微的顯示 一般為在上 下之間扭轉約180 270 TN加入電壓之透過率的變化比STN較緩慢 其與相鄰部分的區別較難 也即是 不適合微細之顯示之用 STN有一缺點 在TN的平常白 Normallywhite 的背景情況下 會出現黃色與藍綠色之著色 對TN而言 只要控制偏光方向的施光性即可 而STN的顯示原理為利用液晶的複折射現象 當光通過液晶 受到複折射時 會產生光的干擾 而使其著上顏色 此對於彩色化而言會增加其困難度 解決的方法為 在其上加上 相位差板 即可解決問題 不過此時只是無彩色狀況 如要使其有彩色 仍然必須加上彩色濾光器 Colorfilter 基板 才能有彩色化 PVI FAEDept LCD的驅動方法 所謂驅動方法為如何使液晶顯示器 LCD 能夠顯示出文字與圖形 靜態驅動 Staticdrive 方式最初的液晶顯示螢幕 由於只是用來顯示以七個燈節 Segment 方式所構成的8字形為主的簡單字型 只要使用同一個下電極就可以完全驅動的靜態 Staticdrive 例如 電子計算機 電子鍋 收音機 行動電話的顯示面板 但是如果要做複雜圖形之顯示時 所使用的燈節數目要增加 各燈節都須要配線 相當麻煩 PVI FAEDept LCD的驅動方法 動態驅動 Dynamicdrive 方式要做任意形狀的文字或圖形的顯示 靜態驅動有其困難 所以就有動態驅動的產生 又稱主動驅動 Activedrive 動態驅動的基本要素為一個點 在上方的玻璃基板上刻上Y方向的條狀電極 在下方的玻璃基板上刻上X方向的電極 交差點即成為一個畫素 由於其形成許多的方格狀 所以也稱為 矩陣 matrix 驅動 在X與Y電極交錯上加入電壓 其顏色會產生變化 PVI FAEDept LCD動作原理 對於光線行進方向會加以改變的性質稱為 施光性 也即是TN液晶 將液晶顯示裝置的原理為利用扭曲配置的液晶分子的施光性以及外加電壓的控制 而達到顯示的目的 TN液晶的施光性即是表示因為它扭曲的特性 可將光源透過 可是加入電壓後會使它扭曲的特性消失 而成為直立 而不能將光源透過 所以以肉眼看來即是黑色的 LCD的特性與應用 PVI FAEDept LCD具有薄型 輕量 低電壓驅動 低消耗電功率之優點 最近幾年來逐漸被應用在各式各樣顯示裝置 又CRT顯示器內裝設有返馳變壓器 flybacktransformer