第二講 幾種新型平板顯示器簡介——LCD
發布時間:2009-12-24 來源:電子元件技術網
中心議題:

圖1 液晶分子的排列結構

圖2 液晶點陣的工作原理
由此可知,液晶分子的扭曲角越大,液晶顯示器的控製特性就越好。TN和STN的主要區別是液晶分子的扭曲角大小不同,TN的扭曲角為90°,STN的扭曲角為90°~270°。因此,STN比TN具有更高路數的驅動能力和優異的電光性能。[page]FSTN與STN的區別,是FSTN在STN的基礎上加上一層補償膜,可以補償掉STN的幹涉顏色,實現真正的黑白顯示。根據補償膜角度的不同,可以分為正極性(白底黑字)和負極性(黑底白字)圖像顯示。全息FSTN是在FSTN基礎上再加上一層全息膜使顯示效果更加悅目漂亮,並且具有更高的電光參數。
DSTN在本質上與STN沒有很大區別,隻是顯示器的掃描方式不同,DSTN顯示器把圖像分成上下兩部份,同時進行掃描,使圖像掃描的刷新率提高,從而增加液晶顯示器的平均亮度。
TFT-LCD的主要特征是把晶體管(驅動放大電路)直接安裝在玻璃基板上,因此,把它稱為薄膜晶體管型(Thin Film Transistor)液晶顯示器,如圖3suoshi。youyujingtiguanfangdaqishunjiankeyitigongbijiaodedianliugeiyejingfenzijinxingjihuachongdian,yincizhezhongyejingxianshiqideshijianxiangyingtexingbijiaohao,dongtailiangdubijiaogao,yinci,yongTFT-LCD顯示活動圖像時,不會出現圖像拖尾現象,圖像輪廓比較清晰。

圖3 TFT-LCD液晶顯示器的工作原理
LCD從字符顯示器發展到圖像顯示器,已經有30多年的曆史,它的技術一直在進步,技術性能也一直在提高,原來很多致命缺點現在已經基本被克服,圖4就是各種矩陣液晶顯示器性能的比較。從圖4中可以看出,TFT-LCD是目前各種液晶顯示器中性能最好的。但TFT-LCDyecunzaihenyanzhongdequedian,jiushibeiguangdengsunhaonengliangbijiaoda,yinweiyejingbenshenbufaguang,eryejingdetouguanglvbijiaodi,beiguangxitongdeguangsunhaoyehenda,zhenzhengyongyutuxiangxianshideguangqiangduyibanzhiyoubeiguangyuande5%左右。
另外,目前大部份液晶顯示器都是采用冷陰極熒光燈(CCFL)做光源,這種冷陰極熒光燈開始點亮的時候需要很高的電壓(2000~5000V),而正常工作電壓大約隻有一兩百伏(與顯示器的尺寸有關),需要單獨配一個交流逆變電源對它供電,這種交流逆變電源的工作效率一般比較低,大約隻有70%,因為諧振式電源變壓器的漏感很大。

圖4 各種矩陣液晶顯示器性能比較
- LCD顯示器的原理
- LCD按照性能的分類
- TFT市場分析

圖1 液晶分子的排列結構
液晶就是介於液體與固體之間的一種混合體物質,在沒有電場力的情況下,液晶分子的排列一般是雜亂無章的;在電場力的作用下,液晶分子就會被極化帶電,極化帶電的液晶分子就會按電力線的方向有序地進行排列;當電場力消失的時候,液晶分子極化帶電的現象並不會立即消失(與駐極體相似),因此,液晶分子還是按一定的方向排列,隻不過是沒有在電場力的情況下排列得那麼整齊,這種現象就是所謂的液晶向列扭曲,圖1是液晶分子的排列結構。
所suo謂wei液ye晶jing分fen子zi極ji化hua帶dai電dian,實shi際ji上shang就jiu是shi電dian介jie質zhi帶dai電dian,因yin為wei液ye晶jing也ye屬shu於yu電dian介jie質zhi。液ye晶jing顯xian示shi器qi中zhong的de每mei個ge像xiang素su點dian都dou相xiang當dang於yu一yi個ge電dian容rong,當dang液ye晶jing顯xian示shi器qi工gong作zuo時shi,就jiu相xiang當dang於yu驅qu動dong電dian路lu輸shu出chu電dian壓ya對dui電dian容rong器qi進jin行xing充chong電dian,此ci時shi液ye晶jing分fen子zi就jiu相xiang當dang於yu電dian容rong器qi中zhong的de電dian介jie質zhi。
圖2是液晶點陣(像素點)的工作原理圖,在沒有驅動信號的情況下,液晶分子按一定扭曲角排列,因此,光線很難通過液晶;zaiqudongxinhaodezuoyongxia,yejingfenzijiuhuibeijihuadaidian,jihuadaidiandeyejingfenzijiuhuiandianlixiandefangxiangyouxudijinxingpailie,jiniuqujiaojianghuibianxiao,zheyangguangxianjiuhenrongyitongguo。yejingxianshiqijiushitongguokongzhiyejingfenzideniuqujiaodaxiao,congerkongzhiguangdechuantouqiangdulaigongzuode。
所suo謂wei液ye晶jing分fen子zi極ji化hua帶dai電dian,實shi際ji上shang就jiu是shi電dian介jie質zhi帶dai電dian,因yin為wei液ye晶jing也ye屬shu於yu電dian介jie質zhi。液ye晶jing顯xian示shi器qi中zhong的de每mei個ge像xiang素su點dian都dou相xiang當dang於yu一yi個ge電dian容rong,當dang液ye晶jing顯xian示shi器qi工gong作zuo時shi,就jiu相xiang當dang於yu驅qu動dong電dian路lu輸shu出chu電dian壓ya對dui電dian容rong器qi進jin行xing充chong電dian,此ci時shi液ye晶jing分fen子zi就jiu相xiang當dang於yu電dian容rong器qi中zhong的de電dian介jie質zhi。
圖2是液晶點陣(像素點)的工作原理圖,在沒有驅動信號的情況下,液晶分子按一定扭曲角排列,因此,光線很難通過液晶;zaiqudongxinhaodezuoyongxia,yejingfenzijiuhuibeijihuadaidian,jihuadaidiandeyejingfenzijiuhuiandianlixiandefangxiangyouxudijinxingpailie,jiniuqujiaojianghuibianxiao,zheyangguangxianjiuhenrongyitongguo。yejingxianshiqijiushitongguokongzhiyejingfenzideniuqujiaodaxiao,congerkongzhiguangdechuantouqiangdulaigongzuode。

圖2 液晶點陣的工作原理
由此可知,液晶分子的扭曲角越大,液晶顯示器的控製特性就越好。TN和STN的主要區別是液晶分子的扭曲角大小不同,TN的扭曲角為90°,STN的扭曲角為90°~270°。因此,STN比TN具有更高路數的驅動能力和優異的電光性能。[page]FSTN與STN的區別,是FSTN在STN的基礎上加上一層補償膜,可以補償掉STN的幹涉顏色,實現真正的黑白顯示。根據補償膜角度的不同,可以分為正極性(白底黑字)和負極性(黑底白字)圖像顯示。全息FSTN是在FSTN基礎上再加上一層全息膜使顯示效果更加悅目漂亮,並且具有更高的電光參數。
DSTN在本質上與STN沒有很大區別,隻是顯示器的掃描方式不同,DSTN顯示器把圖像分成上下兩部份,同時進行掃描,使圖像掃描的刷新率提高,從而增加液晶顯示器的平均亮度。
TFT-LCD的主要特征是把晶體管(驅動放大電路)直接安裝在玻璃基板上,因此,把它稱為薄膜晶體管型(Thin Film Transistor)液晶顯示器,如圖3suoshi。youyujingtiguanfangdaqishunjiankeyitigongbijiaodedianliugeiyejingfenzijinxingjihuachongdian,yincizhezhongyejingxianshiqideshijianxiangyingtexingbijiaohao,dongtailiangdubijiaogao,yinci,yongTFT-LCD顯示活動圖像時,不會出現圖像拖尾現象,圖像輪廓比較清晰。

圖3 TFT-LCD液晶顯示器的工作原理
LCD從字符顯示器發展到圖像顯示器,已經有30多年的曆史,它的技術一直在進步,技術性能也一直在提高,原來很多致命缺點現在已經基本被克服,圖4就是各種矩陣液晶顯示器性能的比較。從圖4中可以看出,TFT-LCD是目前各種液晶顯示器中性能最好的。但TFT-LCDyecunzaihenyanzhongdequedian,jiushibeiguangdengsunhaonengliangbijiaoda,yinweiyejingbenshenbufaguang,eryejingdetouguanglvbijiaodi,beiguangxitongdeguangsunhaoyehenda,zhenzhengyongyutuxiangxianshideguangqiangduyibanzhiyoubeiguangyuande5%左右。
另外,目前大部份液晶顯示器都是采用冷陰極熒光燈(CCFL)做光源,這種冷陰極熒光燈開始點亮的時候需要很高的電壓(2000~5000V),而正常工作電壓大約隻有一兩百伏(與顯示器的尺寸有關),需要單獨配一個交流逆變電源對它供電,這種交流逆變電源的工作效率一般比較低,大約隻有70%,因為諧振式電源變壓器的漏感很大。

圖4 各種矩陣液晶顯示器性能比較
為了降低能耗,目前很多液晶電視生產廠都準備把CCFL背光燈改換成LED發光二極管。由於發光二極管可以直接用直流來供電,直流穩壓電源的工作效率一般都很高,可達90%以上,再加上LED燈背光係統比CCFL燈的背光係統簡單很多,光學損耗也比較小,所以,采用LED做液晶顯示器背光燈要比CCFL背光燈節省電30%以上,但LED背光燈的成本要CCFL背光燈高很多。
最近幾年,由於TFT-LCD的性能價格比大幅提高,使它在大屏幕電視顯示器中的地位急激上升,目前,TFT-LCD在大屏幕電視顯示器中已經穩坐第一把交椅。TFT-LCD的性能價格比大幅提高的主要原因,是因為十幾年前LCD顯示屏的生產技術突然由日本轉移到台灣人手中,特別是2000年以後,大陸突然放鬆對進口電子產品的限製,大陸對LCD顯示屏需求的大幅增加,同時也刺激了台灣LCD產業鏈的快速建立和生產效率的膨脹,LCD的生產規模,幾年來一直沿著每年新增一代生產線的直線速度增長,目前台灣的七家LCD顯示屏生產企業(友達光電、奇美電子、中華映管、廣輝電子、元太科技、聯友光電、康寧)的產量已經占去世界的半邊江山。
最近幾年,由於TFT-LCD的性能價格比大幅提高,使它在大屏幕電視顯示器中的地位急激上升,目前,TFT-LCD在大屏幕電視顯示器中已經穩坐第一把交椅。TFT-LCD的性能價格比大幅提高的主要原因,是因為十幾年前LCD顯示屏的生產技術突然由日本轉移到台灣人手中,特別是2000年以後,大陸突然放鬆對進口電子產品的限製,大陸對LCD顯示屏需求的大幅增加,同時也刺激了台灣LCD產業鏈的快速建立和生產效率的膨脹,LCD的生產規模,幾年來一直沿著每年新增一代生產線的直線速度增長,目前台灣的七家LCD顯示屏生產企業(友達光電、奇美電子、中華映管、廣輝電子、元太科技、聯友光電、康寧)的產量已經占去世界的半邊江山。
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