液晶显示屏的原理

液晶显示屏原理

一、液晶的物理特性

液晶的物理特性是：当通电时导通，排列变的有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。可以让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹著一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。

二、单色液晶显示器的原理

LCD技术是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，所以在光线通过液晶时，会被扭转90度。这些扭转的方向与制造液晶时设定的方向相同，因此光线就能通过液晶并成像。将液晶面板覆盖在两片平行的镜头上，当屏幕处于透光状态时，光线就能够通过屏幕，投射在CCD上并被转换成电信号，再经由电路处理后就成了我们常见的LCD影像。

三、LCD的驱动原理

为了能正确且有效地驱动LCD，必须具备以下4个要素：

1.提供电源：为了驱动LCD，我们首先需要提供电能。大多数

LCD模块都内装了一些小型电池或者可充电的电容器(也称为电容器或电荷泵)。

2.控制单元：LCD控制器对电源进行管理，并负责将输入信号通过

LCD显示装置。控制器将数字数据转换为可被LCD像素识别的信号，以控制每个像素的亮度、颜色和图形形状。

3.显示装置：LCD显示装置包括带有液晶材料的面板以及控制每个

像素的电子和晶体管等硬件。LCD显示装置通常是模块形式，可以嵌入到各种设备中，如计算器、手表和游戏机等。

4.输入信号：为了让LCD显示装置能够工作，需要向其提供输入

信号。这些信号可以是数字数据、模拟电压、或者脉冲宽度调制(PWM)信号。控制器接收这些信号并负责将其转换为LCD显示装置可以识别的信号。

四、彩色LCD的原理

在制造彩色LCD时，有两种基本方法：RGB和单色。

1.RGB方法

RGB方法就是分别用红、绿、蓝三种滤光片覆盖在相同灰度等级的黑白LCD上，通过调节每个颜色的亮度和比例来产生各种灰度和色彩。这种方法需要使用三个独立的LCD单元，每个单元对应一个颜色通道。这种方法的优点是色彩还原度高、视角宽、易于进行色彩调节和补偿处理等优点。缺点是成本高、结构复杂、功耗较大等。

1.单色方法

单色方法是在同一灰度等级的单色LCD上叠加多层彩色滤光片，通过调整滤光片的组合和灰度等级来产生各种灰度和色彩。这种方法只需要一个LCD单元，成本低、结构简单、功耗小等优点。缺点是色彩还原度低、视角较窄等。