液晶显示器的工作原理

液晶显示器的工作原理报告 目录目录 一液晶显示器的组成结构 2 1 液晶分子 2 2LCD 的构造 2 3 液晶的制作流程 3 二液晶显示器的工作原理 3 1 液晶显示器的原理 3 2 液晶显示器的驱动与显示 4 三液晶显示器的好处 4 1 机身薄 节省空间 4 2 省电 不产生高温 4 3 低辐射 益健康 4 4 画面柔和不伤眼 5 四总结 5 一液晶显示器的组成结构一液晶显示器的组成结构 1 液晶分子液晶分子 液晶显示器顾名思义 核心的材料是液晶 液晶是一种液态的晶体 它在 电场的作用下会发生电光效应就是它的液晶分子的排列会发生变化 而液晶显 示器的产生主要就是应用了液晶的这一效应 液晶材料工作时是放在两个电极 之间 当两个电极施加电场时 液晶分子纵向排列 当没有电压时 横向排列 即有电压时光能通过 没电压时光不能通过 液晶在应用的时候所需含量并不 是很多 由于要显示画面 所以我们所需要的电极是透明的 通常我们采用的 材料是铟锡氧化物 简称为 ITO ITO 是以两种氧化物的固溶体结构存在 并以 薄膜的形式沉积在玻璃基板上 做成透明电极而是用 ITO 膜的典型制作方法 有两种真空蒸镀法和溅射镀膜法 2LCD 的构造的构造 TFT 液晶显示器从上到下依次为前框 水平偏光片 彩色滤光片 液晶 TFT 玻璃 垂直偏光片 驱动 IC 与印刷电路板 扩散片 扩散版 胶框 背光 源 背板 主控制板 背光膜组点灯器 其主要是由液晶盒的两块玻璃基板构 成 液晶盒中封灌液晶 两块玻璃板中 下玻璃基板布置有源元件 薄膜晶体 管 TFT 上玻璃基板中布置共用电极 在两块玻璃基板的外侧 要分别贴附仅 使沿一个方向振动的光头过的偏光片 而且 在共用电极与偏光片之间还要布 置用于彩色显示的彩色滤光片 因此共用电极板也称作 CF 基板 在 TFT 基板下 侧 设有 LED 背光源 背光源与电源相连接 TFT 基板与印刷电路板连接 印 刷电路板上装有支持显示屏工作的驱动电路和控制电路 在构成液晶显示屏的 两块玻璃基板模块上 都设有透明导电膜 由这些透明导电膜分别做成 TFT 基 板模块的 TFT 像素电极 以及彩色滤光片上的共用电极 在两块玻璃基板所 设置的透明导电膜之间施加电压 则夹于玻璃基板的液晶取向会随之发生变化 配合以取向膜偏光片的作用 使光透过或遮断 从而产生液晶光闸的功能 液晶显示器的组要组成部件包括 1 照明光源 LED 为显示器提供光源 2 反射膜 3 导光板 4 扩散片 5 上下增透膜 6 上下偏光片 7 液晶盒 包括 玻璃基板 透明电极 取向膜 液晶层 隔离子等构成 其中 反光膜 导光 板和扩散片以及增透膜所起的作用是将电光源 LED 发出的光均匀的分布到整 个画面 下偏光片起到的作用 产生仅沿特定方向振动的光 偏振光 上偏光 片起见偏片的作用 或对偏振光遮挡 或使偏振光透过 液晶盒由两块玻璃基 板封接而成 中间仅保持 5um 左右的缝隙 其中封入液晶 玻璃基板表面按要 求预先形成透明电极 以便对液晶施加电压 在上述布置下 可以使液晶分子 的方向发生变化 进而利用液晶分子取向不同 使偏振光透过或者遮断 从而 达到画面显示的目的 3 液晶的制作流程液晶的制作流程 1 玻璃基板的洗净 玻璃基板要彻底的洗净 清洗有机物 一般采用三氯乙烯 和异丙醇等 除去金属和金属绣以及灰尘等等 一般采用过氧化氢的氢氧化 钠溶液以及过氧化氢的盐酸溶液等 2 利用真空蒸镀法和溅射镀膜法等 在洗净的玻璃基板上全面沉降 ITO 透明导 电膜 3 利用光刻法制作电极图形 4 在基板内表面涂覆取向膜 利用外带长纤维的辊子等对取向膜进行摩擦 使 取向膜表面留下按特定方向排列的伤痕 则液晶分子会沿着表面伤痕定向排 列 当然 也有需要使液晶分子垂直表面并排的场合 对此可采用特殊蒸镀 沉积等取向方式 5 在前后两块玻璃基板之间 散布隔离子 以保持两块玻璃基板的间隙为 5um 左右 两块玻璃基板由框胶固定贴合 并预留液晶注入口 需要特别注意的 是 两块玻璃基板的间隙要均匀 否则画面显示易出现色斑 6 排除间隙中的空气 使之保持真空状态 7 在对液晶少许加热 使之具有流动性之后 想间隙中注入液晶 充满之后 堵塞注入口 8 贴附上下偏振片 9 安装背光模块 二液晶显示器的工作原理二液晶显示器的工作原理 1 液晶显示器的原理液晶显示器的原理 扭曲向列型液晶显示器 简称 TN 型液晶显示器 这种玻璃的表面上 先镀有一层透明而导电的薄膜以作电极之用 这种薄膜通常是一种铟 Indium 和锡 Tin 的氧化物 Oxide 简称 ito 然后再在有 ito 的玻璃上 镀表面配向剂 以使液晶顺着一个特定且平行于玻璃表面之方向排列 左边玻 璃使液晶排成上下的方向 右边玻璃则使液晶排成垂直于图面之方向 此组件 中之液晶的自然状态具有从左到右共的扭曲 这也是为什么被称为扭曲型液晶 显示器的原因 利用电场可使液晶旋转的原理 在两电极上加上电压则会使得 液晶偏振化方向转向与电场方向平行 因为液态晶的折射率随液晶的方向而改 变 其结果是光经过 TN 型液晶盒以后其偏振性会发生变化 我们可以选择适 当的厚度使光的偏振化方向刚好改变 那么 我们就可利用两个平行偏振片使 得光完全不能通过 若外加足够大的电压 使得液晶方向转成与电场方向平行 光的偏振性就不会改变 因此光可顺利通过第二个偏光器 于是 我们可利用 电的开关达到控制光的明暗 这样会形成透光时为白 不透光时为黑 字符就 可以显示在屏幕上了 TFT 型液晶显示器也采用了两夹层间填充液晶分子的设计 只不过是把左 边夹层的电极改为了 FET 晶体管 而右边夹层的电极改为了共通电极 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 那样的从左至右 而是从右向左 这样的作法是在液晶的背部设置了类似日光 灯的光管 光源照射时先通过右偏振片向左透出 借助液晶分子来传导光线 由于左右夹层的电极改成 FET 电极和共通电极 在 FET 电极导通时 液晶分子 的表现如 TN 液晶的排列状态一样会发生改变 也通过遮光和透光来达到显示 的目的 但不同的是 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 列方式为止 相对而言 TN 就没有这个特性 液晶分子一旦没有被施压 立 刻就返回原始状态 这是 TFT 液晶和 TN 液晶显示原理的最大不同 2 液晶显示器的驱动与显示液晶显示器的驱动与显示 不同的液晶采用不同的驱动方式 超扭曲向列液晶通常采用的是简单矩阵 驱动 但这种驱动存在两大问题 一是难以适应液晶分子相应速度慢的问题 也就是动态画面显示延迟 二是串扰问题由于此液晶需要外加高电压 被驱动 像素旁边的像素会因为受到较高电压的干扰而也被驱动从而有所显示 为了解决简单矩阵驱动的两个缺点从而有了有源矩阵驱动 也就是说在开 关切断后 为了配合动作延迟的液晶分子完成取向转换 而在较长时间内维持 住这一电压 可以在液晶盒的电极上附带一个起储存电荷作用的电容器 或者 在液晶盒中并联插入电容器等方法 这样做的好处是出了在原来行 列电极的 交叉点设置开关外 还应具备充电 充电停止 放电 放电停止四个阶段 经 过长期研究发现 人们利用具有放大功能的三激管作为像素开关 实现了这一 目的 称其为 TFT 有缘矩阵驱动 如今我们常用的是 MOS 型集成电路 三液晶显示器的好处三液晶显示器的好处 1 机身薄 节省空间机身薄 节省空间 与比较笨重的 CRT 显示器相比 液晶显示器只要前者三分之一的空间 2 省电 不产生高温省电 不产生高温 它属于低耗电产品 可以做到完全不发热 主要耗电和发热部分存在于 背光灯管或 LED 而 CRT 显示器 因显像技术不可避免产生高温 3 低辐射 益健康低辐射 益健康 液晶显示器的辐射远低于 CRT 显示器 仅仅是低 并不是完全没有辐 射 电子产品多多少少都有辐射 这对于整天在电脑前工作的人来说是一个福 音 4 画面柔和不伤眼画面柔和不伤眼 不同于 CRT 技术 液晶显示器画面不会闪烁 可以减少显示器对眼睛 的伤害 眼睛不容易疲劳 液晶显示器绿色环保 它的能源消耗相对于传统的 CRT 来说 简直是太小了 17 功率大概在 65 12W 之间 对于近来逐渐引起 国人重视的噪音污染也与它无缘 因为它的自身的工作特点决定了它不会产生 噪音 对于那种喜欢一边使用电脑 一边有节奏的敲打显示器的用户发出的噪 音 这里不予以考虑 液晶显示器还有一个好处就是发热量比较低 长时间使 用不会有烤热的感觉 这一点也是以前的显示器无可比拟的 以前的显示器可 是宝贵 尤其是夏天 家里的空调 电扇都得为它服务给它降温 使用液晶显 示器无形中为大气降了温 也为阻止日益升温的大气作贡献 同时减少辐射 降低环境污染 当然了 环保也不会少了辐射这个指数的