常见的液晶显示器按物理结构分为四种

1、常见的液晶显示器按物理结构分为四种：(1) 扭曲向列型(TN- Twisted Nematic );(2) 超扭曲向列型(STN- Super TN);(3) 双层超扭曲向列型(DSTN- Dual Scan Tortuosity Nomograph )；(4) 薄膜晶体管型(TFT- Thin Film Transistor)其中TN LCD STN- LCD和DSY- LCD的根本显示原理都相同，只是液晶分子的 扭曲角度不同而已。STN- LCD的液晶分子扭曲角度为180度甚至270度。而TFT LCD那么采用与TN系列LCD截然不同的显示方式。其具体工作原理见下：1、TN型采用的是液晶显

2、示器中最根本的显示技术，而之后其它种类的液晶 显示器也是以TN型为根底来进行改进。而且，它的运作原理也较其它技术来的 简单。请读者参照下方的图片。图中所表示的是TN型液晶显示器的简易构造图， 包括了垂直方向与水平方向的偏光板， 具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导 电的玻璃基板。1-在不加电场的情况下，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列 的液晶层旋转90度。在离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致， 所以光线能顺利通过，使整个电极面呈光亮-当参加电场的情况时，每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致。 液晶层也因 此失去了旋光的能力，结果来自入射偏光片的偏光，其方向与另一偏

3、光片的偏光 方向成垂直的关系，并无法通过，这样电极面就呈现黑暗的状态。TN型的显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板的透明导电玻璃 间，液晶分子会依附向膜的细沟槽方向，按序旋转排列。如果电场未形成，光线 就会顺利的从偏光板射入，液晶分子将其行进方向旋转，然后从另一边射出。如 果在两片导电玻璃通电之后，玻璃间就会造成电场，进而影响其间液晶分子的排 列，使分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样得到光暗比照的 现象，就叫做扭转式向列场效应，简称 TNFEtwisted nematic field effect 。 电子领域中所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理制成的。

4、2、STN型的显示原理与TN相类似。不同的是，TN扭转式向列场效应的液晶分子 是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转 180270度。必须在这里指出的是，单纯的 TN液晶显示器本身只有明暗两种情形或称 黑白，并没有方法做到色彩的变化。而 STN液晶显示器由于液晶材料的关系， 以及光线的干预现象，因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单 色STN液晶显示器加上一彩色滤光片color filter ，并将单色显示矩阵之任 一像素pixel 分成三个子像素sub-pixel ，分别通过彩色滤光片显示红、 黄、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的色

5、彩。另外， TN型的液晶显示器显示屏幕做的越大，其屏幕比照度就会显得较差，不过藉由 STN的改进技术，亦可以在一定程度上弥补比照度缺乏的情况。3、DSTN是通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏，从而到达完成显 示目的。DSTN是由超扭曲向列型显示器STN开展而来的。由于 DSTN采用双 扫描技术，因此显示效果相对STN来说，有大幅度提高。笔记本电脑刚出现时主 要是使用STN其后是DSTN STN和DSTN的反响时间都较慢，一般约为 300ms 左右。从液晶显示原理来看，STN的原理是通过电场改变原为180度以上扭曲的 液晶分子的排列，到达改变旋光状态的目的。外加电场那么通过逐行扫描的方式改

6、 变电场，因此在电场反复改变电压的过程中， 每一点的恢复过程都较慢，这样就 会产生余辉现象。用户能感觉到拖尾余辉现象，也就是一般俗称的“伪彩。 由于DSTNS示屏上每个像素点的亮度和比照度都不能独立控制，造成其显示效 果欠佳。由这种液晶体所构成的液晶显示器比照度和亮度都比拟差、屏幕观察范围也较小、色彩不够丰富，特别是反响速度慢，不适于高速全动图像、视频播放 等应用。一般只用于文字、表格和静态图像处理，但是它结构简单并且价格相对 低廉，耗能也比TFT-LCD少,而视角小也可以通过防止窥视屏幕内容到达保密作 用，结构简单也减小整机体积和重量。因此，在少数笔记本电脑中仍采用它作为 显示设备。目前，D

7、STN液晶显示屏仍然占有一定的市场份额。DSTN-LCD也不是真正的彩色显示器，它只能显示一定的颜色深度。与CRT的颜色显示特性相距较远，因而又称为“伪彩显。DSTN的工作特点是这样的： 扫描屏幕被分为上下两局部，CPU同时并行对这两局部进行刷新双扫描，这 样的刷新频率虽然要比单扫描STN重绘整个屏幕快一倍，提高了占空率，改 善了显示效果。而且当DSTN分上下两屏同时扫描时，上下两局部就会出现刷新 不同步的问题。所以当内部电子元件的性能不佳时， 显示屏中央可能会出现一条 模糊的水平亮线。不过，现在采用 DSTN-LCD电脑因CPU和RAM速率高且性能 稳定，这种不同步现象已经很少碰见到了。另外

8、，由于DSTN®示屏上的像素信息是由屏幕左右两侧的一整行晶体管控 制下的像素来显示，而且每个像素点不能自身发光，是无源像点。所以反响速度 不快，屏幕刷新后更可能留下幻影，其比照度和亮度也比拟低，看到的图像要比CRT显示器里的暗得多。而HPA那么被称为高性能定址或快速 DSTN。它是DSTN的改进型，能提供比 DSTN更快的反响时间、更高的比照度和更大的视角。再加上它具有与DSTN®近的本钱，因此在低端笔记本电脑市场具有一定的优势。液晶屏幕的驱动方式-单纯矩阵驱动方式是由垂直与水平方向的电极所构成。选择要驱动的部份，是由水平方向的电压来控制。而垂直方向的电极那么负责驱动液晶分

9、子。TN与STN型液晶显示器所使用的是单纯驱动电极方式，都是采用 X、Y轴的 交叉方式来驱动，如下列图所示。因此如果显示部份越做越大的话， 那么中心部份 的电极反响时间可能就会比拟长。 而为了让屏幕显示一致，整体显示速度就会变 慢。讲的简单一点，就好象是当CRT显示器的屏幕更新频率不够快时，使用者就 会感到屏幕闪烁、跳动；或者是当需要快速显示 3D动画时，显示器的显示速度 却无法跟上，显示出来的要果可能就会有延迟的现象。 所以，早期的液晶显示器 在尺寸上有一定的限制，而且并不适合用来看电影、玩3D游戏-主动式矩阵的驱动方式是让每个画素都对应一个组电极，它的构造有点像 DRAM的回路方式，电压通

10、过扫描或称作一定时间充电方式，来表示每个画 素的状态。为了改善此前出现的问题，后来液晶显示 技术大 多采用主动 式矩阵 active-matrix addressing 的方式来驱动。这也是目前到达高资料密度液晶 显示效果的理想装置，而且分辨率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管 电极，通过扫描法来选择任意一个显示点pixel 的开与关。这其实就是利用 容易控制薄膜式晶体管的非线性功能，来取代不易控制的液晶非线性功能。在TFT型液晶显器导电玻璃上细小的网状线路中，电极是由薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关，在每个线路相交的地方都有着相应的控制匣。 虽然驱动讯 号快速地在各显示点扫瞄而过，但只

11、有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点，才 能得到足以驱动液晶分子的电压。这样就使得液晶分子轴转向，并形成亮的 比照，而不被选择的显示点自然就是暗的比照。这也防止了显示功能对液晶 电场效应能力的依靠。4、TFT型液晶显示器的运作原理1TFT型的液晶显示器较为复杂，主要是由：萤光管、导光板、偏光板、滤光板、 玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等构成。首先，液晶显示器必须 先利用背光源，也就是萤光灯管投射出光源，这些光源会先经过一个偏光板然后 再经过液晶。这时液晶分子的排列方式就会改变穿透液晶的光线角度，然后这些光线还必须经过前方的彩色的滤光膜和另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液 晶的电压值

12、就可以控制最后出现的光线强度与色彩，这样就能在液晶面板上变化出有不同色调的颜色组合了。不加电场加电场PolarizingFiltersAliqhnmentayersPolarizingFiltersVolt aye貝1TFT-LCD的每个像素点都是由集成在自身上的TFT来控制的，它们是有源像素点。因此，不但反响时间可以极大地加快，起码可以到 80ms左右；比照度 和亮度也大大提高了；同时分辨率也得到了空前的提升。因为它具有更高的对 比度和更丰富的色彩，荧屏更新频率也更快，所以我们称之为“真彩。目前 市面上的LCD液晶显示器主要有两类： DSTNdual-scan twisted nematic

13、，双 扫描交错液晶显示和 TFTthin filmtransistor，薄膜晶体管显示，也就是被动矩阵无源矩阵和主动矩阵有源矩阵两种。与DSTNffi比，TFT的主要特点是在每个像素配置一个半导体开关器件，其 加工工艺类似于大规模集成电路。由于每个像素都可通过点脉冲直接控制，使 得每个节点相对独立，并可以连续控制。这样不仅提高了反响时间，同时在灰 度控制上也可以做到非常精确，这就是 TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。.Cinj ar try StructurevTFT (Thi n Film Tran sistor)* A silicon CMOS FEt is used to switch

14、 elGate electoode IruHtaliiB Gate issvnt»B(tnfttolvn)oxideenctrcMieTFT-aCh是igefr最好的LCD彩色显示设备之一，TFT-L比照度和亮度都较高、屏幕可视角度大、色彩丰富、分辨率高等等特点，克服了 两者的原有的许多缺点，是目前桌面型 LCD显示器和笔记本电脑LCD显示屏的 主流显示设备。在色彩显示性能方面与CRT显示器相当，凡CRTS示器所能显示 的各种信息都能同样显示，其显示效果已经接近CRT显示器。在有源矩阵 LCD中，除了 TFT-LCD外,还有一种黑矩阵LCD它是当前的高品质显示技术产品。 它的原理是将

15、有源矩阵技术与特殊镀膜技术相结合，既可以充分利用LCD的源显 示特点，又可以利用特殊镀膜技术，在减少背景光泄漏、增加屏幕黑度、提高对 比度的作用，并可以同时减小在日常明亮工作环境下的眩光现象。TFT Thin Film Tran sistor薄膜晶体管是有源矩阵类型液晶显示器AM-LCD 中的一种，TFT在液晶的背部设置特殊光管，可以“主动对屏幕上的各个独立 的像素进行控制，这也就是所谓的主动矩阵 TFT active matrix TFT 的来历， 这样可以大大提高反响时间，一般 TFT的反响时间比拟快，约80ms而STN那么 为200ms如果要提高就会有闪烁现象发生。而且由于 TFT是主动

16、式矩阵LCD可 让液晶的排列方式具有记忆性，不会在电流消失后马上恢复原状。TFT还改善了STN会闪烁水波纹模糊的现象，有效地提高了播放动态画面的能力。与STN相比TFT有出色的色彩饱和度、复原能力和更高的比照度，但是缺点就是比拟耗 电，而且本钱也比拟高。传统的CRT显示器主要是依靠显象管内的电子枪发射的电子束射击显示屏内侧 的荧光粉来发光，在显示器内部人造磁场的有意干扰下，电子束会发生一定角度的偏转，扫描目标单兀格的荧光粉而显示不同的色彩。而TFT-LCD却是采用背光backlight 原理，使用灯管作为背光光源，通 过辅助光学模组和液晶层对光线的控制莉来到达较为理想的显示效果。液晶是一种规那

17、么性排列的有机化合物，它是一种介于固体和液体之间的物质，目前一般 采用的是分子排列最适合用于制造液晶显示器的nematic细柱型液晶。液晶本身并不能构发光，它主要是通过因为电压的更改产生电场而使液晶分子排列产生变 化来显示图像。液晶面板主要是由两块无钠玻璃夹着一个由偏光板、液晶层和彩色虑光片构成的夹层所组成。偏光板、彩色滤光片决定了有多少光可以通过以及生成何种颜 色的光线。液晶被灌在两个制作精良的平面之间构成液晶层，这两个平面上列有许多沟槽，单独平面上的沟槽都是平行的，但是这两个平行的平面上的沟槽却是 互相垂直的。简单的说就是后面的平面上的沟槽是纵向排列的话，那么前面的平 面就是横向排列的。位

18、于两个平面间液晶分子的排列会形成一个Z轴向90度的逐渐扭曲状态。背光光源即灯管发出的光线通过液晶显示屏反面的背光板和反光膜，产生均匀的背光光线，这些光线通过后层会被液晶进行 Z轴向的扭曲，从而能够通过前层平 面。如果给液晶层加电压将会产生一个电场，液晶分子就会重新排列，光线无法扭转从而不能通过前层平面，以此来阻断光线。液晶显示器的缺点在于亮度、画面均匀度、可视角度和反响时间上与CRT显示器有比拟明显的差距。其中反响时间和可视角度均取决于液晶面板的质量， 画面均匀度和辅助光学模块有很大关系。 而液晶显示器的亮度主要取决于背光光源。当然，整个模组的设计也是影响产品亮度的一个因素不少人在描述亮度单位

19、时，都采用了“流明，但这事实上是错误的。事实 上，“流明是光通量的单位，而亮度的单位应该是cd/m2 (上标)。两者都是用于光学领域的技术参数。发光体单位时间内发出的光量总和称为 光通量(luminous flux )，物理学上用符号。发光体在特定方向单位立体角单位 面积内的光通量称为亮度(lumi nace)，物理学上用L表示，单位为坎德拉每平 方米或称平方烛光cd/ m20亮度是衡量显示器发光强度的重要指标，对于液晶显示器来说，尤为重要。 高亮度也就意味着显示器对于其工作的周围环境的抗干扰能力更高，主要针对液晶显示器的TCO 03认证标准也作出了相当高的要求。厂商也不约而同地以高亮 度来作

20、为各自产品的卖点之一。一般来说，生产商主要通过增加灯管数量和优化 显示屏的内部设计来提高液晶显示器的亮度显示效果最好的是TFT，而显示效果最好的TFT又可以具体分为几类。目 前市面上的TFT面板产品大局部采用a-Si TFT制造技术，小局部小尺寸产品开 始采用低温多晶硅(Low Temperature Poly Silico n)技术。低温多晶硅 TFT是TFT衍生的新一代的产品，具有超薄、重量轻、耐久性强的特色，加上反响速 度快，低耗电及电路可贴在玻璃上的优势应用层面覆盖 、PDA等。LTPSTFT与a-Si TFT最大的不同是能够提供更亮、更精细的画面，轻、薄、更省电。但 因目前量产尚未形

21、成，因此本钱偏高，不是所有的厂家都愿意使用，据?国际光 电与显示?预测，全球 面板至 2021年有80%各由TFT-LCD取代，其中显示 效果最好的LTPS是主力之一。TFD是Thin Film Diode (薄膜二极管)的缩写。由于 TFT耗电而且本钱高昂， 这无疑增加了可用性和 本钱，因此TFD技术被 屏幕巨头精工爱普生开发 出来专门用在 屏幕上。它是TFT和STN的折中，有比STN更好的亮度和色彩 饱和度，却又比TFT更省电。TFD的着重特点在“高画质、超低功耗、小型化、 动态影像的显示能力以及快速的反响时间。TFD的显示原理在于它为LCD上每 一个像素都配备了一颗单独的二极管来作为控制

22、源，由于这样的单独控制设计， 使每个像素之间不会互相影响，因此在TFD的画面上能够显现无残影的动态画面 和鲜艳的色彩。与TFT一样TFD也是有源矩阵驱动。最初开发出来的TFD只能显 示4096色，但如果采用图像处理技术可以显示相当于 26万色的图像。不过相对 TFT在色彩显示上还是有所不及，现在主要为日韩系等厂家采用。OLED(Organic Light Emitting Display )即有机发光显示器，在 LCD上属 于新崛起的种类，被称赞为“梦幻显示器。OLEC显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过 时，这些有机材料就会发光。而

23、且 OLED1示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度 更大，并且能够显著节省电能。目前在OLED的二大技术体系中，低分子 OLED技术为日本掌握，而高分子的 PLED技术及专利那么由英国的科技公司 CDT掌握， 两者相比PLED产品的彩色化上仍有困难而低分子 OLED那么较易彩色化。不过虽然将来技术更优秀的OLED会取代TFT等LCD但有机发光显示技术还存在使用寿 命短、屏幕大型化难等缺陷。目前 OLEE主要用在双屏 的外屏上，以 256色 居多，因为外屏不是我们关注的重点，这里就不提代表机型了 由LCD的工作原理得知，LCD器件是由背光源发射的光通过偏振片和液晶盒时，控制 投射强度识别图像的器件。

24、也就是 LCD的亮度取决于通过液晶盒LCD屏的透过 率和彩膜CF光量CF的透过率及背光源的亮度。因此，要提高 LCD外表亮 度应从二方面着手：1 提高背光源亮度2. 提高TFT像素的开口率3.恚面反射偏光片彩色滤光片偏光片CCFL各层毬 透过率总体光透 过率go%5%90%6%mo%7%95%23%40%24%60%60%100%如下图，使用导光板的侧灯式光源，假设导光板光效率为100%其在导光板中损失40%通过下偏光片损失36%通过液晶盒损失18%及外表反 射损失1%由此，LCD显示从导光板到最终利用率不到 5%由此可见，如何将 光效率提高，如何让液晶显示呈现一个明亮鲜艳的图像是液晶显示产业的一个大 问题。背光源作为LCD显示的重要配件和亮度来源，对提高液晶显示亮度来 说非常重要，它的结构如下列图所示。因此，人们尝试多种方式从背光源方面去改 进LCD显示亮度，首先从灯源角度，可增加灯管数，增加灯源功率，但都会导致 耗电大、体积加大；其次从导光板角度，这对导光板的材料、设计提出了很高的 要求；第三，从灯管后的反射膜及导光板下面的反射板角度，提高发射效率，增 加发射亮度；第四，在导光板与下层偏光片之间加棱镜膜和增亮膜。本文主要从第三、四角度来论述-!高效率的反射膜反射