最新3-01液晶电视技术汇总
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第3章 液晶电视技术 （2）液晶的电气性质
在上下电极板之间加一电场时，电极板之间的液晶分 子长轴就会沿着电场方向排列。
这一电气性质是实现液晶显示的基础。
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第3章 液晶电视技术 （3）液晶的旋光性质
若上、下玻璃基板取向膜沟槽相差某一角度，则在玻 璃基板中，同一平面液晶分子取向虽然一致，但相邻平 面液晶分子的取向逐渐旋转扭曲。
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第3章 液晶电视技术
3.2 液晶显示器件结构与原理
从第一台LCD显示屏的诞生以来的近40年中，液晶 显示技术得到了飞速的发展，经历了三代：
TN-LCD（Twisted Nematic-LCD）（TN：扭曲） STN-LCD（Super TN-LCD）（超扭曲） TFT-LCD（Thin Film Transisto-LCD）（TFT:薄膜晶体管）
在流动场作用下而形成液晶，如聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰肼。
湖南工业职业技术学院电气工程系
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第3章 液晶电视技术
3.1.2 液晶基本性质及显示原理
1.液晶基本性质
（1）边界取向性质 在最简单的自由边界上，液
晶分子的取向可以垂直、平行、 倾斜于边界。
如果边界是一层刻有凹凸沟 槽的取向膜，则凹凸沟槽对液晶 分子的取向起主导作用，通过摩 擦，液晶分子就朝这个方向取向。
湖南工业职业技术学院电气工程系
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第3章 液晶电视技术
液晶显示器特点
（5）易于彩色化 液晶本身虽然一般是没有颜色的，但它实现彩色化的确很容易，方法很多 。一般使用较多的是滤色法。 （6）长寿命 液晶材料是有机高分子合成材料，驱动电压又很低，驱动电流更是微乎其 微，因此，LCD寿命很长，可在5万小时以上。 （7）无辐射，无污染
液晶显示器件在使用时不会像CRT使用中产生的软X射线及电磁波辐射 （8）结构简单，易于驱动
液晶显示器件没有复杂的机械部分，能用大规模集成电路直接驱动，电 路接口简单。
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第3章 液晶电视技术
3.2.2 TN型与STN型液晶显示器件（扭曲型）
液晶显示器特点
（1）低压、微功耗 极低的工作电压，只要2V-3V即可工作，而工作电流仅几个微安，与大规 模集成电路的相适应。从而使液晶与大规模集成电路结成了孪生兄弟，使电子 手表、计算器、便携仪表、以至手提电脑等成为可能。 （2）平板型结构 液晶显示器基本结构是由两片玻璃基板制成的薄形盒，厚度为几公分。 （3）被动型显示 液晶显示器件是一种被动显示。被动显示更适合于人眼视觉，不易疲劳 （4）显示信息量大 与CRT相比，LCD没有荫罩限制；与PDP相比，LCD像素点处不需要像 PDP那样，像素点间要留有一定的隔离区。因此，LCD在同样大小的显示窗面 积内，可以容纳更多的像素，显示更多的信息。
灯管启动初期，电流非 常微弱，随着灯管两端电极 之间的电压增大，灯管电流 逐渐增大。当灯管两端供电 电压大于启动电压Vstart时 ，灯管启动结束。Vcon为 导通电压，VT、IT分别为 截止电压与截止电流。
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第3章 液晶电视技术
（3）CCFL驱动电路
自激推挽式DC-AC逆向变换电路
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第3章 液晶电视技术
当可见光波长远小于液晶分子在玻璃基板间的旋转螺 距时，则光矢量会同样随着液晶分子的旋转而跟着旋转 。
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第3章 液晶电视技术
2.液晶像素显示原理
（1）结构特点： 上下偏振板光轴方向垂直； 上下玻璃基板取向膜取向垂直。 （2）显示原理： 当玻璃基板没有加电场时，光线 跟着液晶作90o扭转，通过下方偏 光板，液晶面板显示白色。 当在基板上加电场时，液晶分子 产生取向变化，光线通过液晶分子 空隙维持原方向，被下方偏光板遮 蔽，显示黑色。
(a)晶体
（b）液晶 （c）液体
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第3章 液晶电视技术
2.液晶的种类
液晶种类达数千种，主要类型有： （1）热致液晶：
通过加热而形成的液晶（分为：近晶相液晶、向列相液晶、胆甾相 液晶）。 （2）溶致液晶：
有机物在溶剂作用下形成的液晶。如肥皂水气泡。 （3）感应液晶：
外场（力、电、磁、光等）感应作用下形成的液晶。 （4）流致液晶：
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第3章 液晶电视技术
3.2.1 液晶显示器结构
液晶
偏光片 电极
偏光片 扩散板
导光板
玻璃基板
彩色滤色膜 定向层
玻璃基板 棱镜片
冷阴极荧光灯
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第3章 液晶电视技术
（1）液晶面板 a.偏光片：分为上偏光片和下偏光片，上下两偏光片相互垂直。其 作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的光波分量，只准许与栅 栏平行的光波分量通过。 b.玻璃基板：分上玻璃基板和下玻璃基板，主要用于夹住液晶。对 于TFT-LCD，下层玻璃长有薄膜晶体管(Thin film transistor，TFT) ，上层玻璃则贴有彩色滤光膜。 c.彩色滤色膜：产生红、绿、蓝三种基色光。
3-01液晶电视技术
第3章 液晶电视技术
3.1 液晶基础知识 3.1.1 液晶及其分子结构
a.物质三态: 固态、液态、气态 b.液晶(Liquid Crystal)：
在某个温度范围内兼有液体和晶体两者特性的物质
湖南工业职业技术学院电气工程系
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第3章 液晶电视技术
1.液晶分子结构
液晶分子形状：细长棒形，宽约1nm，长约10nm。
d.电极：分为公共电极和像素电极。信号电压就加在像素电极与 公共电极之间。
e.液晶材料：小分子有机化合物。 f.定向层：又称取向膜，其作用是让液晶分子能够整齐排列。
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第3章 液晶电视技术
（2）背光模组
作用：将光源均匀地传送到液晶面板。 a.冷阴极荧光灯：提供能耗低，光亮强的白光。 b.导光板：导引光线方向，提高面板光辉度及控制亮度均匀。 c.扩散板：使光线产生漫射，让光的分布均匀化。 d.棱镜片：将光线聚拢，提高辉度。
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第3章 液晶电视技术
2.冷阴极荧光灯(CCFL)结构
（1）发光原理:
当在管子上加高压时，气体电离产生253.7nm紫外光。紫外光 激励内部磷光粉涂层，产生可见光。
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第3章 液晶电视技术
（2）CCFL电压与电流关系
CCFL在高压（一般 500V以上）、交流（一般 40kHz左右）电源的驱动下 工作。
第3章 液晶电视技术 （2）液晶的电气性质
在上下电极板之间加一电场时，电极板之间的液晶分 子长轴就会沿着电场方向排列。
这一电气性质是实现液晶显示的基础。
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第3章 液晶电视技术 （3）液晶的旋光性质
若上、下玻璃基板取向膜沟槽相差某一角度，则在玻 璃基板中，同一平面液晶分子取向虽然一致，但相邻平 面液晶分子的取向逐渐旋转扭曲。
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第3章 液晶电视技术
3.2 液晶显示器件结构与原理
从第一台LCD显示屏的诞生以来的近40年中，液晶 显示技术得到了飞速的发展，经历了三代：
TN-LCD（Twisted Nematic-LCD）（TN：扭曲） STN-LCD（Super TN-LCD）（超扭曲） TFT-LCD（Thin Film Transisto-LCD）（TFT:薄膜晶体管）
在流动场作用下而形成液晶，如聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰肼。
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第3章 液晶电视技术
3.1.2 液晶基本性质及显示原理
1.液晶基本性质
（1）边界取向性质 在最简单的自由边界上，液
晶分子的取向可以垂直、平行、 倾斜于边界。
如果边界是一层刻有凹凸沟 槽的取向膜，则凹凸沟槽对液晶 分子的取向起主导作用，通过摩 擦，液晶分子就朝这个方向取向。
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第3章 液晶电视技术
液晶显示器特点
（5）易于彩色化 液晶本身虽然一般是没有颜色的，但它实现彩色化的确很容易，方法很多 。一般使用较多的是滤色法。 （6）长寿命 液晶材料是有机高分子合成材料，驱动电压又很低，驱动电流更是微乎其 微，因此，LCD寿命很长，可在5万小时以上。 （7）无辐射，无污染
液晶显示器件在使用时不会像CRT使用中产生的软X射线及电磁波辐射 （8）结构简单，易于驱动
液晶显示器件没有复杂的机械部分，能用大规模集成电路直接驱动，电 路接口简单。
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第3章 液晶电视技术
3.2.2 TN型与STN型液晶显示器件（扭曲型）
液晶显示器特点
（1）低压、微功耗 极低的工作电压，只要2V-3V即可工作，而工作电流仅几个微安，与大规 模集成电路的相适应。从而使液晶与大规模集成电路结成了孪生兄弟，使电子 手表、计算器、便携仪表、以至手提电脑等成为可能。 （2）平板型结构 液晶显示器基本结构是由两片玻璃基板制成的薄形盒，厚度为几公分。 （3）被动型显示 液晶显示器件是一种被动显示。被动显示更适合于人眼视觉，不易疲劳 （4）显示信息量大 与CRT相比，LCD没有荫罩限制；与PDP相比，LCD像素点处不需要像 PDP那样，像素点间要留有一定的隔离区。因此，LCD在同样大小的显示窗面 积内，可以容纳更多的像素，显示更多的信息。
灯管启动初期，电流非 常微弱，随着灯管两端电极 之间的电压增大，灯管电流 逐渐增大。当灯管两端供电 电压大于启动电压Vstart时 ，灯管启动结束。Vcon为 导通电压，VT、IT分别为 截止电压与截止电流。
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第3章 液晶电视技术
（3）CCFL驱动电路
自激推挽式DC-AC逆向变换电路
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第3章 液晶电视技术
当可见光波长远小于液晶分子在玻璃基板间的旋转螺 距时，则光矢量会同样随着液晶分子的旋转而跟着旋转 。
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第3章 液晶电视技术
2.液晶像素显示原理
（1）结构特点： 上下偏振板光轴方向垂直； 上下玻璃基板取向膜取向垂直。 （2）显示原理： 当玻璃基板没有加电场时，光线 跟着液晶作90o扭转，通过下方偏 光板，液晶面板显示白色。 当在基板上加电场时，液晶分子 产生取向变化，光线通过液晶分子 空隙维持原方向，被下方偏光板遮 蔽，显示黑色。
(a)晶体
（b）液晶 （c）液体
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第3章 液晶电视技术
2.液晶的种类
液晶种类达数千种，主要类型有： （1）热致液晶：
通过加热而形成的液晶（分为：近晶相液晶、向列相液晶、胆甾相 液晶）。 （2）溶致液晶：
有机物在溶剂作用下形成的液晶。如肥皂水气泡。 （3）感应液晶：
外场（力、电、磁、光等）感应作用下形成的液晶。 （4）流致液晶：
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第3章 液晶电视技术
3.2.1 液晶显示器结构
液晶
偏光片 电极
偏光片 扩散板
导光板
玻璃基板
彩色滤色膜 定向层
玻璃基板 棱镜片
冷阴极荧光灯
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第3章 液晶电视技术
（1）液晶面板 a.偏光片：分为上偏光片和下偏光片，上下两偏光片相互垂直。其 作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的光波分量，只准许与栅 栏平行的光波分量通过。 b.玻璃基板：分上玻璃基板和下玻璃基板，主要用于夹住液晶。对 于TFT-LCD，下层玻璃长有薄膜晶体管(Thin film transistor，TFT) ，上层玻璃则贴有彩色滤光膜。 c.彩色滤色膜：产生红、绿、蓝三种基色光。
3-01液晶电视技术
第3章 液晶电视技术
3.1 液晶基础知识 3.1.1 液晶及其分子结构
a.物质三态: 固态、液态、气态 b.液晶(Liquid Crystal)：
在某个温度范围内兼有液体和晶体两者特性的物质
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第3章 液晶电视技术
1.液晶分子结构
液晶分子形状：细长棒形，宽约1nm，长约10nm。
d.电极：分为公共电极和像素电极。信号电压就加在像素电极与 公共电极之间。
e.液晶材料：小分子有机化合物。 f.定向层：又称取向膜，其作用是让液晶分子能够整齐排列。
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第3章 液晶电视技术
（2）背光模组
作用：将光源均匀地传送到液晶面板。 a.冷阴极荧光灯：提供能耗低，光亮强的白光。 b.导光板：导引光线方向，提高面板光辉度及控制亮度均匀。 c.扩散板：使光线产生漫射，让光的分布均匀化。 d.棱镜片：将光线聚拢，提高辉度。
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第3章 液晶电视技术
2.冷阴极荧光灯(CCFL)结构
（1）发光原理:
当在管子上加高压时，气体电离产生253.7nm紫外光。紫外光 激励内部磷光粉涂层，产生可见光。
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第3章 液晶电视技术
（2）CCFL电压与电流关系
CCFL在高压（一般 500V以上）、交流（一般 40kHz左右）电源的驱动下 工作。