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液晶顯示器件

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液晶顯示器件
liquid crystal display device
液晶在外加光源照射下受控激勵,供視覺感受信息的顯示器件。液晶具有規則的組織結構,本身並不發光。它由有機分子組成,分子排列有向列型(所有分子相互平行排列)、膽甾型(分子相互平行排列,連續多層,各層依所選方向依次迴轉)和層列型(分子以同一方向按層次排列)3種形式。1964年美國無線電公司發現液晶的多種電光效應,即賓主效應、動態散射效應和相移存儲效應。賓主效應是多色染料分子(賓)與向列液晶(主)在電場作用下重新排列,引起顏色變化。動態散射效應是透明的液晶由於電場的作用,引起分子排列混亂。相移存儲效應是光能通過一對夾有液晶、相互正交的偏振鏡。以扭曲向列場效應為基礎的液晶顯示器件在電子錶和計算器中應用最多。在這種器件中,偏振光能在液晶里旋轉;如果加有電場,則扭曲結構失效,光就不能通過  。扭曲向列液晶不但響應慢(0.1秒),而且門限的斜率小,因此限制矩陣選址的行數,多用於單字元顯示。液晶顯示器件還有液晶光閥和用液晶和薄膜晶體管製做的顯示板。液晶顯示器件由於其功耗低,平板顯示等優點,是未來顯示技術的重要發展方向之一。

1顯示器的基本參數

1)刷新率
LCD刷新頻率是指顯示幀頻,亦即每個像素為該頻率所刷新的時間,與屏幕掃描速度及避免屏幕閃爍的能力相關。也就是說刷新頻率過低,可能出現屏幕圖像閃爍或抖動。
2)點距和可視面積
3)最佳解析度(真實解析度)
4)亮度和對比度
5)響應時間
6)可視角度
7)最大顯示色彩數
8)發光效率

2液晶顯示器件定義

對於利用液晶的各種電光效應,把液晶對電場、磁場、光線和溫度等外界條件的變化在一定條件下轉換成為可視信號就可以製成顯示器,這就是液晶顯示器件。
液晶作為顯示器件之用,方式很多。平常所見的液晶顯示器件LCD屬扭曲向列型(TN)。此外,還有不用偏振片,具有存儲效應的相變型(PC);有電流效應的動態散射型(DS);有加入染料的賓主彩色型(GH);有彩色偏振片型(CTN);有超扭曲向列型(STN);有可以作液晶電視的有源矩陣型(TFT)還有正在開發的後起之秀的鐵電型(FE)及MLC、LCOS等等。

3液晶顯示器件的組成部件

一、玻璃基板
這是一種表面極其平整的浮法生產薄玻璃片。表面蒸鍍有一層In2O3或SnO2透明導電層,即ITO膜層。經光刻加工製成透明導電圖形。這些圖形由像素圖形和外引線圖形組成。因此,外引線不能進行傳統的錫焊,只能通過導電橡膠或導電膠帶等進行連接。如果划傷、割斷或腐蝕,則會造成器件報廢。
二、液晶
液晶材料是液晶顯示器件的主體。不同器件所用液晶材料大都是由幾種以至十幾種單體液晶材料混合而成。每種液晶材料都有自己固定的清亮點TL和結晶點TS。因此也要求每種液晶顯示器件必須使用和保存在TS~TL之間的一定溫度範圍內,如果使用或保存溫度過低,結晶會破壞液晶顯示器件的定向層,而溫度過高,液晶會失去液晶態,也就失去了液晶顯示器件的功能。
三、偏振片
偏振片又稱偏光片,由塑料膜材料製成。塗有一層光學壓敏膠,可以貼在液晶盒的表面,前偏振片表面還有一保護膜,使用時應揭去,偏振片怕高溫、高濕條件,這樣會使偏振片起泡。

4液晶顯示器件的驅動分類

1)無源矩陣與有源矩陣
2)靜態驅動方式
液晶顯示器件的驅動方式圖如下
液晶顯示器件

5液晶顯示器件的應用

液晶顯示器件的優異特性決定了它在各類顯示器件中的地位,只有20餘年液晶顯示就改變了幾百年的鐘錶計時行業,電子計算器已經人人必備,智能化儀器儀錶使用了液晶顯示,使它可以成為攜帶型,各種電腦改變了人類生活方式,甚至改變了戰爭形式。
液晶作為一種特殊的功能材料,具有極其廣泛的應用價值。隨著以液晶顯示器件為主的各類液晶產品的出現和發展,液晶已經深入到各行各業以及社會生活的各個角落。人類開發了液晶,液晶改變著人類生活。

6常見的液晶顯示器件

雖然液晶顯示器件種類很多,但常見的液晶顯示器件並不多,  液晶顯示是依靠液晶的電光效應和熱光效應,具體分類如下:
1、電場效應:利用介電常數的各向異性。屬於這一類的有TN、STN、GH、PC、ECB、FLC(鐵電效應型)、PDLC(聚合物分散型);
2、電流效應:利用介電常數各向異性與電導率各向異性。屬於這類的只DS型;
3、熱光效應寫入型:分激光寫入型和膽熱變色型。利用激光加熱液晶工作;
4、電熱效應:利用電極加熱使液晶狀態發生變化,有存儲性。

7液晶顯示器件的顯示方式

1、反射式
2、透射式
3、投影式
液晶顯示起投影儀中燈片的作用,對投射光源起調製作用,所以稱為液晶光閥。早期的液晶光閥是將液晶盒與光敏層組合在一起,中間隔一層遮光層。光敏物質為非晶硅、Se、CdS等光電到膜。利用光電導層接收不同光量時,電阻改變,從而調製加在液晶上的電壓。後來採用可電寫入的CCD,但是現在多採用液晶盒加有源矩陣。特別是近年來發展很迅速的LCOS(LC on Silicon)更是投影式的典型。在LCOS中有源矩陣直接製作在單晶矽片上,尺寸可以做得很小,並可充分利用發展已很成熟的硅集成工藝。

8液晶顯示器件的裝配

液晶顯示器件的安裝與傳統顯示器件不同,需要特殊的連接方式如導電橡膠連接,金屬引腳連接、導電膠帶熱壓連接和將IC直接壓焊到玻璃基板外引線上的COG連接等多種方式方法。
其次,在安裝時除需要將液晶顯示器件和一般的電路元器件等連接外,還特別需要注意採光或安裝上背光源。可做背光源的發光器件很多,其特點結構不同,安裝方法也不同。總之,液晶顯示器件的安裝是一個特殊技術。

9液晶顯示器件對背光源的要求

Ø 亮度高,並可調亮度範圍;
Ø 亮度均勻一致,能形成均勻的面光源;
Ø 平板薄型適於裝配;重量輕。
Ø 光色悅目,基色準確,對液晶顯示器件有較好的透過能力。
Ø 功耗低,效率高;
Ø 成本低。

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