液晶显示器的原理课件..
合集下载
偏振光的应用——液晶显示器课件
差）； • 使入射光的偏振面旋转； • 对入射的左旋或右旋光有选择地反射或透射。
学习交流PPT
20
液晶显示器基本结构和工作原理
彩色滤光片
偏光板(polarizer) 玻璃
電極 定向膜(polymer) 隔离子(spacer) 液晶(Liquid Crystal)
学习交流PPT
21
1. 液晶分子沿面排列——界面锚定
no n
ne n//
• 折射率各向异性：n// >n
• 如5C B液n 晶n （e =5n 10 5 nmn ）// ，n 0
ne=1.7063 n0 =1.5309 n=0.1754
方解石（=589.3nm）：
ne=1.4864 n0 =1.6584 n=-0.172
ne k
no
向列相和近晶相液 晶是光学正晶体
• 将像素组合成数字、字符、图形、图像
学习交流PPT
26
静态驱动
A BP SEG
0
0
0 不显示
0
1
1 不显示
1
0
1 显示
1
1
0 显示
结果：由 异或门控制液晶盒两侧电压，实现 A=0时不显示、 A=1 时显示的效果。
缺点： 每个笔段像素要配一个异或门驱动端。 外引线过多。
解决：点阵形式、动态驱动
学习交流PPT
行与指向矢，用分子长轴与指向矢夹
z a
n
角 的统计量表示分子趋向的一致程 度参，量选S:择二阶勒让德多项式P2 为有序
y
S
p2
3cos21
2
2
x
• <‥>代表对所有分子取平均，S=1表示
分子全平行，S=0表示分子完全无序。
学习交流PPT
20
液晶显示器基本结构和工作原理
彩色滤光片
偏光板(polarizer) 玻璃
電極 定向膜(polymer) 隔离子(spacer) 液晶(Liquid Crystal)
学习交流PPT
21
1. 液晶分子沿面排列——界面锚定
no n
ne n//
• 折射率各向异性：n// >n
• 如5C B液n 晶n （e =5n 10 5 nmn ）// ，n 0
ne=1.7063 n0 =1.5309 n=0.1754
方解石（=589.3nm）：
ne=1.4864 n0 =1.6584 n=-0.172
ne k
no
向列相和近晶相液 晶是光学正晶体
• 将像素组合成数字、字符、图形、图像
学习交流PPT
26
静态驱动
A BP SEG
0
0
0 不显示
0
1
1 不显示
1
0
1 显示
1
1
0 显示
结果：由 异或门控制液晶盒两侧电压，实现 A=0时不显示、 A=1 时显示的效果。
缺点： 每个笔段像素要配一个异或门驱动端。 外引线过多。
解决：点阵形式、动态驱动
学习交流PPT
行与指向矢，用分子长轴与指向矢夹
z a
n
角 的统计量表示分子趋向的一致程 度参，量选S:择二阶勒让德多项式P2 为有序
y
S
p2
3cos21
2
2
x
• <‥>代表对所有分子取平均，S=1表示
分子全平行，S=0表示分子完全无序。
第二讲液晶显示器件基础ppt课件
同，有不同的折射率）的合二为一的物质。
近晶相液晶：分子排列成层，层内分子长轴相互平行。分子排列整齐，其规整性接
近晶体，具有二维有序性。
向列相液晶：棒状分子仍保持着与分子轴方向平行的排列状态，但没有近晶相液晶
的层状结构。分子的质心混乱无序。与近晶相相比，向列相液晶的粘度小，富于流
动性。分子的排列和运动比较自由，对外界作用相当敏感，因而应用广泛。
响应速度
响应速度是指信号由白到黑，由黑到白转换所需时间。
21
PPI与分辨率
4.LCD的显示性能
东芝在EDEX大展发布最新研制的200PPI真正高分辨率TFT液晶显示屏。 PPI所表示的是每平方英寸所拥有的像素（Pixel）数目。 因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。 显示的密度越高，拟真度就越高。
胆甾相液晶：液晶分子呈扁平形状，排列成层，层内分子相互平行。不同层的分子
长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋结构。
2
偏振片的偏光作用
1.液晶显示器原理
光源
偏振片
光行进方向 穿 过 轴
吸收轴
3
偏振片的工作原理
1.液晶显示器原理
光源
光源
垂直时不透光
平行时透光
4
液晶显示原理(长白模式）
1.液晶显示器原理
10
有源矩阵
2.液晶显示器的分类
有源矩阵LCD：有有源器件，在纵列像素电极X和横列像 素电极Y交点上构成，其有源器件一侧连接数据信号，另 一侧有平行板电容，其电容间加入液晶材料构成像素。
11
有源矩阵与无源矩阵对比
2.液晶显示器的分类
无源矩阵的缺点： • 存在交叉串扰现象； • 随着行列电极数目的增加 交叉效应的 程 度 会 加 剧； • 扫描行数Ｎ 很大时，会失去显示功能 ； • 显示对比度伴随显示容量的增加而迅速降低 ； 有源矩阵的优点： • 无行间串扰； • ＬＣＤ的扫描行数从理论上讲可以做到无穷，实现大容量
近晶相液晶：分子排列成层，层内分子长轴相互平行。分子排列整齐，其规整性接
近晶体，具有二维有序性。
向列相液晶：棒状分子仍保持着与分子轴方向平行的排列状态，但没有近晶相液晶
的层状结构。分子的质心混乱无序。与近晶相相比，向列相液晶的粘度小，富于流
动性。分子的排列和运动比较自由，对外界作用相当敏感，因而应用广泛。
响应速度
响应速度是指信号由白到黑，由黑到白转换所需时间。
21
PPI与分辨率
4.LCD的显示性能
东芝在EDEX大展发布最新研制的200PPI真正高分辨率TFT液晶显示屏。 PPI所表示的是每平方英寸所拥有的像素（Pixel）数目。 因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。 显示的密度越高，拟真度就越高。
胆甾相液晶：液晶分子呈扁平形状，排列成层，层内分子相互平行。不同层的分子
长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋结构。
2
偏振片的偏光作用
1.液晶显示器原理
光源
偏振片
光行进方向 穿 过 轴
吸收轴
3
偏振片的工作原理
1.液晶显示器原理
光源
光源
垂直时不透光
平行时透光
4
液晶显示原理(长白模式）
1.液晶显示器原理
10
有源矩阵
2.液晶显示器的分类
有源矩阵LCD：有有源器件，在纵列像素电极X和横列像 素电极Y交点上构成，其有源器件一侧连接数据信号，另 一侧有平行板电容，其电容间加入液晶材料构成像素。
11
有源矩阵与无源矩阵对比
2.液晶显示器的分类
无源矩阵的缺点： • 存在交叉串扰现象； • 随着行列电极数目的增加 交叉效应的 程 度 会 加 剧； • 扫描行数Ｎ 很大时，会失去显示功能 ； • 显示对比度伴随显示容量的增加而迅速降低 ； 有源矩阵的优点： • 无行间串扰； • ＬＣＤ的扫描行数从理论上讲可以做到无穷，实现大容量
液晶显示器原理..25页PPT
液晶显示器原理..
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
液晶显示器原理图
LCD/Liquid Crystal Display）的显像原理，是将液晶置于两片导电玻璃之间，靠两个电极间电场的驱动，引起液晶分子扭曲向列的电场效应，以控制光源透射或遮蔽功能，在电源关开之间产生明暗而将影像显示出来，若加上彩色滤光片，则可显示彩色影像。
在两片玻璃基板上装有配向膜，所以液晶会沿着沟槽配向，由于玻璃基板配向膜沟槽偏离90度，所以液晶分子成为扭转型，当玻璃基板没有加入电场时，光线透过偏光板跟着液晶做90度扭转，通过下方偏光板，液晶面板显示白色（如下图左）；当玻璃基板加入电场时，液晶分子产生配列变化，光线通过液晶分子空隙维持原方向，被下方偏光板遮蔽，光线被吸收无法透出，液晶面板显示黑色（如下图右）。
液晶显示器便是根据此电压有无，使面板达到显示效果。
液晶显示器原理PPT课件
示，多用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机等。
•
(3)DSTN-lED由于支持的彩色数有限，多用于早期的
笔记本计算机。
•
(4)FFT-IED则采用与TN系列LCD截然不同的显示方式，
性能较好，被广泛用于笔记本计算机和台式显示器。
1
第1页/共23页
TN型液晶彩电的原理
• TN型Twisted Nematic即扭曲向列型液晶彩电是在两片平行 放置的偏光板之间
•
RF电视信号、CVBS复合电视信号、s-Video信号、色差分
量信号等经模拟电视信号处理模块处理后，形成模拟Y、U、
V(或R、G、B)信号及行场同步信号给模拟信号／数字信号转换
模块进行A／D转换，成为24位数字Y、U、V(或R、G、B)信号。
该信号再经隔行／逐行转换处理，形成标准逐行格式的数字Y、
由于在两片玻璃板之间可以划分出不同的区域，且每一个区域都用电场进 行控制，这些不同的区域叫子像素。不同彩色滤光片放不同彩色滤光片放在每个 子像素的后面，当光透过时，就可以显示出全色的图像来。
第3页/共23页
TFT型液晶彩电的原理
•
TFT型液晶彩电的原理与TN型彩电的原理大致相同，也是由玻
璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等组成，采用两夹层间充填液晶分
点阵(点距为o．297mm)和分辨率极高的图像。同时，先进
的电子控制技术使液晶光阀产生1677万(256×256×256)种R、
G、B颜色变化，还原真实的亮度、色彩度，并再现纯真的图
像。
9
第9页/共23页
液晶电视的成像原理
10
第10页/共23页
液晶显示器中的背光灯
• 因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边 设有作为光源的灯管，而在 液晶显示器的背面设有 一块背光板(或均匀光板)和反光膜，背光板是由荧 光物质组成的可以发射光线，其主要作用是提供均 匀的背景光源。背光板发出的光线 在穿过第一层偏 振过滤层之后进入包含成千上万的液晶颗粒的液晶 层，射人液晶物质中，液晶物质受电场的控制。
《液晶显示技术》ppt课件
80 40 20 10
5
= 0°
Yang, IDRC’91, p.68
4个区域 TN
180o
Storage Capacitor
270o
宽视角 有旋转位移线 反响摩擦; 光取向
q=10 20 30 40 50 90o
80 40 20 10 5
f=0 o
Chen et al, SID’95, p.865; Nam et al, SID’97, p.933
表了关于２７０度的超双折射效应的研讨成果 • 双折射控制方式〔ＥＣＢ〕： • 高分子分散液晶：利用液晶与高分子聚合物的光散射景象
的液晶，不需求偏振片 • 存储功能突出的相变方式：适用于功耗低、电池驱动的便
携式终端 • 高速呼应性突出的铁电液晶。
液晶技术的新进展
• 采用ＴＦＴ型ａｃｔｉｖｅ素子进展驱动 • 利用色滤光镜制造工艺发明颜色斑斓的画面 • 低反射液晶显示技术 • 先进的延续料界结晶硅液晶显示技术 • 超宽视角技术 • 超黑晶技术 • 超高开口率技术 • 反光低反射技术
普通的 MVA CR=10
优化的MVA 在一切的角度CR>10
颜色位移的改善
呼应时间的改善
Conventional MVA
New MVA + overdrive
Average: 29.3 ms
Average: 11.6 ms
三星的专利
Off-State (Black)
On-State (White)
的陈列方向发生变化，由于陈列方向的改动，按 照一定的偏振方向入射的光，将在液晶中发生双 折射景象。 • 3〕动态散射： • 4〕旋光效应： • 5〕宾主效应：
液晶显示器件的显示方式
5
= 0°
Yang, IDRC’91, p.68
4个区域 TN
180o
Storage Capacitor
270o
宽视角 有旋转位移线 反响摩擦; 光取向
q=10 20 30 40 50 90o
80 40 20 10 5
f=0 o
Chen et al, SID’95, p.865; Nam et al, SID’97, p.933
表了关于２７０度的超双折射效应的研讨成果 • 双折射控制方式〔ＥＣＢ〕： • 高分子分散液晶：利用液晶与高分子聚合物的光散射景象
的液晶，不需求偏振片 • 存储功能突出的相变方式：适用于功耗低、电池驱动的便
携式终端 • 高速呼应性突出的铁电液晶。
液晶技术的新进展
• 采用ＴＦＴ型ａｃｔｉｖｅ素子进展驱动 • 利用色滤光镜制造工艺发明颜色斑斓的画面 • 低反射液晶显示技术 • 先进的延续料界结晶硅液晶显示技术 • 超宽视角技术 • 超黑晶技术 • 超高开口率技术 • 反光低反射技术
普通的 MVA CR=10
优化的MVA 在一切的角度CR>10
颜色位移的改善
呼应时间的改善
Conventional MVA
New MVA + overdrive
Average: 29.3 ms
Average: 11.6 ms
三星的专利
Off-State (Black)
On-State (White)
的陈列方向发生变化，由于陈列方向的改动，按 照一定的偏振方向入射的光，将在液晶中发生双 折射景象。 • 3〕动态散射： • 4〕旋光效应： • 5〕宾主效应：
液晶显示器件的显示方式
第30讲液晶显示器原理 29页PPT
（3）灰阶逆转：随观看角度增加导致屏幕上出现 灰阶逆转（低灰阶比高灰阶还要亮），定义即将产生 逆转的临界点时的观看角度为最大可视角度。
28
谢
电视技术
CPA（连续焰火状排列）广视角技术
13
电视技术
FFS（边缘场切换）广视角技术
现代电子则采用FFS（Fringe Field Switching） 技 术 ， 不 需 要 额 外 的 光 学 补 偿 膜 ， FFS （ Fringe Field Switching）严格来说应该是IPS模式的一 个分支，主要是将IPS的不透明金属电极改为透明 的ITO电极，并缩小电极宽度和间距，在制造上比 原先的IPS技术复杂，但因为使用了透明的ITO电 极让透光率比IPS高出2倍以上。在视角的呈现上 达160o，反应时间因受制于采用负型液晶制造， 反应时间则略逊于IPS技术。为了增加良率与显示 品质的提升，新的UFFS（Ultra FFS）技术，能将 原色重现率提升至75%以上。
屏分辨率：屏幕上所能呈现的图像像素的密度，以水 平和垂直像素的多少来表示。 屏像素总数量是固定的，与画面尺寸及像素间距有关。
例如：分辨率为1024×768时，就是指在显示屏的横 向有1024个像素点，竖向有768个像素点。
20
电视技术
图像分辨率：是说明图像系统分解像素的能力， 由扫描行数、信号带宽等所确定的。 例如，PAL制图像分辨率为720×576扫描格式， NTSC制为720×480。我国HDTV采用的分辨率 为1920×1080方型像素格式。
2. 液晶屏的反转驱动方法 ⑴为什么要反转驱动
液晶在固定的电场作用下将发生电化学反应， 从而导致液晶材料的老化及失效，所以液晶像素 点不宜施加直流电压。
如果液晶屏显示静止画面， 也就是说像素点一 直显示同一个灰度的时候怎么办？这就要采用反 转驱动方法。
28
谢
电视技术
CPA（连续焰火状排列）广视角技术
13
电视技术
FFS（边缘场切换）广视角技术
现代电子则采用FFS（Fringe Field Switching） 技 术 ， 不 需 要 额 外 的 光 学 补 偿 膜 ， FFS （ Fringe Field Switching）严格来说应该是IPS模式的一 个分支，主要是将IPS的不透明金属电极改为透明 的ITO电极，并缩小电极宽度和间距，在制造上比 原先的IPS技术复杂，但因为使用了透明的ITO电 极让透光率比IPS高出2倍以上。在视角的呈现上 达160o，反应时间因受制于采用负型液晶制造， 反应时间则略逊于IPS技术。为了增加良率与显示 品质的提升，新的UFFS（Ultra FFS）技术，能将 原色重现率提升至75%以上。
屏分辨率：屏幕上所能呈现的图像像素的密度，以水 平和垂直像素的多少来表示。 屏像素总数量是固定的，与画面尺寸及像素间距有关。
例如：分辨率为1024×768时，就是指在显示屏的横 向有1024个像素点，竖向有768个像素点。
20
电视技术
图像分辨率：是说明图像系统分解像素的能力， 由扫描行数、信号带宽等所确定的。 例如，PAL制图像分辨率为720×576扫描格式， NTSC制为720×480。我国HDTV采用的分辨率 为1920×1080方型像素格式。
2. 液晶屏的反转驱动方法 ⑴为什么要反转驱动
液晶在固定的电场作用下将发生电化学反应， 从而导致液晶材料的老化及失效，所以液晶像素 点不宜施加直流电压。
如果液晶屏显示静止画面， 也就是说像素点一 直显示同一个灰度的时候怎么办？这就要采用反 转驱动方法。
《液晶显示器介绍》幻灯片PPT
Ⅳ -30～80
-40～90
STN
Ⅰ
Ⅱ
0～50 -20
液晶显示模块
采光技术
➢几种常见光源简单比较
类型
常见光颜色
?光亮度 一般驱动条
（Module)
件
价格
★
侧光 LED
黄色、黄绿色、绿 色、橙色、红色
5～30cd/m2
DC2.1V、 一般较低 4.2V
底光 LED
•彩膜构造
黑矩阵
•彩膜制备方法
•染料法 •颜料分散法 •印刷法 •电着色法
• 彩色原理
方法
染色法
颜料分 散法
印刷法
简单图示
电泳法
注： ○ 优； △良； ×差
LCD
•彩膜工艺
特長 分辨率 色度
可靠性
○
○
△
○
○
○
?
△
○
△
○
○
•透射式
•反射式
•半反半透式
LCD
液晶显示器
•光学各向异性
❖视角原因： 视角
•视角分类
•3点 •6点 •9点 •12点 •其他
LCD
液晶显示器
❖温度范围：
•材料的温度特性 •一般温度分类
温度范围
类型
Ⅰ
工作温度 （℃）
0～50
储存温度 （℃）
-20～60
TN
Ⅱ
Ⅲ
-10～60 -20～70
-20～70 -30～80
略大 较大 较大 较大 较大
高 低 低 低 较高
一般为1/8～ １/32 Duty
游戏机、车载 仪表等
较低
一般为1/8～ １/240 Duty
液晶显示器原理及其制程论述PPT课件( 41页)
二、優缺點：
優點 1.Monitor造型多元化 2.產品EMI問題單純化 3.Monitor厚度減少 4.晶片功能整合,降低成本 5.面板廠利潤空間增大 6.產品應用領域較廣
缺點 1.尚無標準化的產品 2.因應客戶需求衍生品種多,設計投資增加 3.庫存管理問題
三.製程簡介
組立
組檢
漏電/接地 測試
粘接對位組立後之上下基板,及框出液晶 注入之範圍 導通TFT基板Gate側之Common電極與CF之 Common電極,使兩者等電位 注入液晶於面板內及將注入口以UV膠 塗封 液晶再配向,使液晶晶格排列均一化
PI 噴嘴
PI 膜印刷
Anylox Roller
Doctor Plate 印刷凸板
印刷 Roller
Scalar
LCM Timing Controller
3.3V
Scalar
Function
5.0V
TMDS RX
ADC
EDID
EDID
MCU OSD
Power Input
DC +12V
DVI-D Connector
Digital Image Signals
Analog D-Sub
Analog Image Signals
OSD Key Connector
To OSD Key Board
Smart Panel成品
直流電源 輸入
控制面板 (OSD)
Inverter -逆變器
電磁波干擾 遮沒鐵蓋
類比輸入 數位輸入
1024x768@60Hz 65MHz
• 1024:Dot(點) • 768:Line(掃描線) • 60:Hz(赫芝) • 65:MHz
液晶显示器的基本原理
偏振片透光原理： 偏振片只允许偏振方向与它的偏振化方向平行的光透过，
如果让两个偏振片的偏振化方向相互垂直，由于第一次出射光 的偏振方向与第二个偏振片的偏振化方向垂直，光不能通过第 二个偏振片。
17:02
1
液晶显示器的基本原理
把液晶放在两个偏振片之间，在向列型液晶中，棒状分子的排 列是彼此平行的．如果上下两玻璃棒定向是彼此垂直的，液晶分子 将采取逐渐过渡的方式被扭转成螺旋状。
17:
4
17:02
5
LCD液晶显示屏图像显示原理
Principle of image display scheme for LCD
Liquid crystal 偏光器polarizer
electrode
背光源 Light Source
OFF
ON polarizer
Gray scale: controlling a penetrating optical amount
17:02
2
如果有光线进入,通过第一个 偏振片后，将被液晶分子逐渐改 变偏振方向.由于光线沿着分子排 列的方向传播，光线最终将从另 一端射出。
如果两玻璃板之间加上电压， 分子排列方向将与电场方向平行， 光线由于不能扭转将不会通过第 二个极板。
17:02
3
液晶显示器就是利用这一特性，在上下两片栅栏相互垂直 的偏光板之间充满液晶，利用电场控制液晶的转动。不同的电 场大小就会形成不同的灰阶亮度。
by light phase control of liquid crystal
☞ gray scale : brightness level of each pixel for expressing image
17:02
6
如果让两个偏振片的偏振化方向相互垂直，由于第一次出射光 的偏振方向与第二个偏振片的偏振化方向垂直，光不能通过第 二个偏振片。
17:02
1
液晶显示器的基本原理
把液晶放在两个偏振片之间，在向列型液晶中，棒状分子的排 列是彼此平行的．如果上下两玻璃棒定向是彼此垂直的，液晶分子 将采取逐渐过渡的方式被扭转成螺旋状。
17:
4
17:02
5
LCD液晶显示屏图像显示原理
Principle of image display scheme for LCD
Liquid crystal 偏光器polarizer
electrode
背光源 Light Source
OFF
ON polarizer
Gray scale: controlling a penetrating optical amount
17:02
2
如果有光线进入,通过第一个 偏振片后，将被液晶分子逐渐改 变偏振方向.由于光线沿着分子排 列的方向传播，光线最终将从另 一端射出。
如果两玻璃板之间加上电压， 分子排列方向将与电场方向平行， 光线由于不能扭转将不会通过第 二个极板。
17:02
3
液晶显示器就是利用这一特性，在上下两片栅栏相互垂直 的偏光板之间充满液晶，利用电场控制液晶的转动。不同的电 场大小就会形成不同的灰阶亮度。
by light phase control of liquid crystal
☞ gray scale : brightness level of each pixel for expressing image
17:02
6
《液晶显示技术》课件
提高分辨率和增加视角范围
总结词
高分辨率和大视角范围是液晶显示技术的重要发展方向，将有助于提升显示效果和用户 体验。
详细描述
目前，液晶显示技术已经可以实现高分辨率显示，但仍需进一步优化像素结构和排列方 式，以提高显示清晰度和细腻度。同时，通过采用特殊的视角控制技术，如广角补偿膜 和多层扩散器等，可以扩大液晶显示器的视角范围，使观众在不同角度都能获得良好的
环保
液晶显示器不含汞等有害物质，对环 境友好，符合绿色环保的要求。
缺点
视角有限
响应速度
液晶显示器的视角相对较小，超过一定角 度观看时，图像可能会出现失真或颜色失 真。
液晶显示器的响应速度相对较慢，对于高 速动态图像可能会出现模糊或拖尾现象。
价格较高
不适合阳光下使用
液晶显示器相比一些传统的CRT显示器，价 格较高，可能会增加采购成本。
1990年代至今
液晶显示技术不断创新发展， 分辨率、色彩表现、视角等技 术指标不断提升，应用领域不
断扩大。
液晶显示技术的应用领域
电子产品
液晶电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑 、手机等。
医疗设备
血压计、血糖仪、监护仪等医疗设备的显示 屏。
工业控制
各种仪表盘、显示屏等。
安防监控
监控显示屏、摄像机取景器等。
《液晶显示技术》 ppt课件
contents
目录
• 液晶显示技术概述 • 液晶显示技术原理 • 液晶显示技术的主要类型 • 液晶显示技术的优缺点 • 液晶显示技术的发展趋势和未来展望 • 液晶显示技术的应用实例
01
CATALOGUE
液晶显示技术概述
液晶显示技术的定义
01
液晶显示技术是一种利用液晶材 料特性实现信息显示的平板显示 技术。
液晶显示器课件
2
(a) 层列液晶
(b) 向列液晶
(c) 胆甾相液晶图2.31-1 三种液晶相的分子排列结构
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
§2.3.1液晶显示器原理
3
液晶物质的大多数为有机化合物，其分子的形状
一般为细长的棒状或扁平的板状。液晶相中这些分子
的排列状态一般取图2.3.1-1所示的特殊的排列方式，
5
z
a
n
θ
液晶分子
o
y
x
2.3.1-2 液晶方向与分子取向的空间关系
像各向异性液体那样，分子长轴取向完全无序的场合， S=0；所有分子完全平行取向的理想液晶，S=1。通常， 向列液晶的有序化参数S也与温度有关，取值在0.3~0.8之 间。
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
6
2、 折射率的各向异性
结构，且多为片状，其透光率为40%~50%，偏光度一般为
98%左右。而且，光反射板与偏振片往往做成一体结构。
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
§2.3.3液晶显示器的驱动
14
§2.3.3 液晶显示器的驱动
一、各种驱动电极的结构
液晶显示器驱动用电极结构及其用途：
1、段电极，主要用于数字显示、模拟图形显示；
2、固定图案电极，用于符号显示、图案显示；
3、矩阵电极，字符显示、图形显示、电视画面
显示。
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
§2.3.3液晶显示器的驱动
在各种段电极中， 典型的是图2.3.3-1所 示的7段
公共电极
段电极
15
图2.3.3-2为矩阵电极 结构示意图，利用这种电 极可以显示任意图案。
玻璃基板 透明电极
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
液晶的电阻率ρ的 数量级为 108 ~ 1012 cm ，近乎半导 体和绝缘体的边界。ρ作为液晶纯度的表征量， ρ小→ 直流分量大 → 电化学分解 → LCD的寿命降低 ρ大 → 质量好，但ρ太大，则难以制备（产率太低） 电极效应 直流电 → 电极处发生电化学反应 → 液晶材料发生 分解 → LCD损坏 防止办法：利用低频交变电场驱动
化学家的观点 物理学家的观点
• 形状各向异性, 长度 > 4倍宽度 • 分子长轴有一定刚性 • 分子末端含有极性或可极化的基团
CH3 - (CH2)4 C N
上述分子(5CB) 是 ~2 nm × 0.5 nm
三、液晶的定义
通常物质有三态：固体 液体 气体 液晶是物质的第四态——介乎于各向同性液体 和晶体之间的中间相（mesophase）
1888年奥地利植物学家 F.Reinitzer 在加热胆甾醇 苯甲酸酯结晶试验时发现： 结晶 酯 加热 冷却
乳白色 浑浊液体
加热 冷却
透明 液体
Krystalle(德语)
德国物理学家 O.Lehmann 将其称为：Fliessende 英文为：Liquid Crystal 中文即：液晶
二、液晶分子的结构
螺距
P
手性向列相
通常向列相
向列相 胆甾相
位置无序 位置无序
指向有序 指向有序 图3
指向矢倾向沿某一方向 指向矢排列呈螺旋状
六、液晶的物理性质
1.指向矢
n
(1)定义
图4
在宏观上把液晶当作连续体来处理的理论中，常引用一个平滑 的矢量场来描述液晶分子的排列状态。更确切地说，即在一个无限 小的体积内将大量分子的长轴方向的平均取向作为一个择优取向， n 这个择优取向常常用单位矢量 来表示,它被称为指向矢 (director)。
液晶屏剖面图
驱动结构图
TFT-LCD阵列基板的整体基本布局
d e c h c e h
d
b
h a
f
g b h i
a 像素显示区 b 扫描电极外引线（栅线外引线） c 信 号电极外引线 d 短路环 e 转印电极和对盒标记 f 对版标记（套刻 标记）
相变模式
无源方式
铁电液晶
ECB STN TN pin
晶体 液晶 （各向同性）液体 气体
具有液晶相的物质都是有机化合物
四、液晶的特点
表1
(各向同性)液体 液晶 晶体
宏观
流动性、各向同性
流动性、各向异性
有一定形状、各向异性
微观
位置短程序
位置短程序、方向序
位置长程序
液 晶 相
晶体
向列相液晶
各向同性相
温
图度 1
五、液晶的分类
1922年法国G.Friedel将液晶分成三大类
光学状态发生变化
撤除电场
产生对比度→显示
三、液晶显示的模式Fra bibliotek电流效应型 动态散射型（DS）
扭曲向列型（TN） 超扭曲向列型（STN）
显示模式
介电各向异性型
电控双折射型（ECB） 宾主型（GH）
电场效应型 铁电型（FLC） 反铁电型（AFLC） 胆甾型（CH）
相变型（PC）
( 二)
什么是液晶
一、液晶的发现及命名
液晶显示器的原理和制造
2016年2月
( 一)
序言
一、对显示器的要求
1.性能好且稳定（高亮度、高对比度、 宽视角、快速响应等） 2.高密度信息量 3.可擦除 4.使用方便、安全、可靠 5.寿命长 6.适宜的价格（低成本）
二、液晶显示的原理
基片的表面处理
液晶分子呈有序排列 有一定的光学状态
加电场
液晶分子排列 发生变化
2
（2 ）
（2）式中第一项与取向无关，第二项对取向非常重要
2 当Δ>0时，若 n // E ，则 (n E ) 为最大，W为最小；
即分子倾向沿电场排列
2 当Δ <0时，若 n E，则 (n E ) 0 ， W为最小；
即分子倾向垂直电场排列
图5
3.电阻率与电极效应
( 三)
液晶显示器的结构
第一节 液晶显示器件的基本结构
7 1 2
21 22
3
4 5 6 4 8 9 10 2 1 15 14 13 12 11
20
17
18 16 19
1.偏振片 2.玻璃基板 3.公共电极 4.取向层 5.封框胶 6.液晶 7.隔垫物 8.保护层 9.ITO像素电极 10.栅绝缘层 11.存贮电容底电极 12.TFT漏电极 13.TFT柵电极 14.有机半导体有源层 15.TFT源电极及引线 16.各向异性导电胶（ACF）17.TCP 18.驱动IC 19.印刷电路板（PCB）20.控制IC 21.黑矩阵（BM）22. 彩膜（CF）
D E (n E )n
（1 ）
定义
// 为液晶的介电各向异性。
分子具有与其长轴平行的永久偶极距 分子具有与其长轴垂直的永久偶极距
>0 <0
由于介电各向异性，导致向列相分子被电场强迫取向：
2 E (n E ) W D dE 2 2
向列相液晶分子在不同强度向错线周围排列的情况
s=1/2
s=-1/2
s=-1
s=3/2
s=+1 s=+1
s=+1
s=+2
向列相中向错线的显微照片
2.介电各向异性
在向列相中分别沿与液晶指向矢平行和垂直的方向进 行测量，可以得到两个不等的介电常数 // 和 。 对液晶沿某一方向加电场E，相应的电位移矢量D为：
向列相 胆甾相 分子沿某一择优方向取向，分子重心无序分布 分子在空间形成连续的螺旋结构，在垂直于螺旋 轴的平面内分子排列类似向列相 近晶相 层状结构，分子垂直或斜交于层平面，层内分子 重心无序分布（A、C、C*…）或有序分布（B、G、F、 G…）
近晶C相
近晶A相
图2
向列相
•向列相&胆甾相
指向矢
n
液晶显示 器
二端子器 件
BTB DR MSI MIM Te TFT p-Si
有源方 式
三端子器 件
MOS FET
a-Si CdSe
(2)指向矢的性质
• n 满足：n n 1 • n= -n
即n 是一个无量纲的单位矢量
• 多畴 —— 整个液晶层有多个n方向 • 单畴 —— 整个液晶层只有一个 n 方向 n • 奇点 —— 空间中某些点或线上 可以有 多个方向（或 n 不确定） 缺陷（向错点、向错线）