液晶显示器
液晶显示器(Liquid Crystal Display),简称“LCD”,是利用液晶材料在电场作用下光学性质发生改变而实现图像显示的平板显示器件,于20世纪70年代末问世12。
液晶显示器可分为扭曲向列型、超扭曲向列型和彩色薄膜型三大类。液晶显示器具有纯平板化显示、低功耗、无辐射等优点,广泛应用于计算机、电视机、示波器等电子设备的显示领域13。其由一定数量的彩色或黑白像素组成,放置于光源或者反射面前方。原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。
基本信息
- 中文名
液晶显示器
- 外文名
Liquid Crystal Display
- 别名
LCD
- 主要特点
功耗低、机身薄、省空间
- 组成
液晶面板、背光模组
- 领域
电子科技产品
- 技术参数
分辨率、亮度等
发展历程
LCD( Liquid Crystal Display),对于许多的用户而言可能是一个并不算新鲜的名词了,不过这种技术存在的历史可能远远超过了我们的想像。早在19世纪末,奥地利植物学家就发现了液晶,即液态的晶体,也就是说一种物质同时具备了液体的流动性和类似晶体的某种排列特性。在电场的作用下,液晶分子的排列会产生变化,从而影响到它的光学性质,这种现象叫做电光效应。利用液晶的电光效应,英国科学家在上世纪制造了第一块液晶显示器即LCD。
世界上第一台液晶显示设备出现20世纪70年代初,被称之为TN-LCD(扭曲向列)液晶显示器。尽管是单色显示,它仍被推广到了电子表、计算器等领域。
外观特征
液晶面板
液晶面板包括偏振膜、玻璃基板、黑色矩阵、彩色滤光片、保护膜、普通电极、校准层、液晶层(液晶、间隔、密封剂)、电容、显示电极、棱镜层、散光层。
偏振膜又称偏光片(Polarizer),偏光片分为上偏光片和下偏光片,上下两偏光片的偏振功能相互垂直,其作用就像是栅栏一般,按照要求阻隔光波分量,例如阻隔掉与偏光片栅栏垂直的光波分量,而只准许与栅栏平行的光波分量通过。
玻璃基板(Glass Substrate)在液晶显示器中可分为上基板和下基板,其主要作用在于两基板之间的间隔空间夹持液晶材料。玻璃基板的材料一般采用机械性能优良、耐热与耐化学腐蚀的无碱硼硅玻璃。对于TFT-LCD而言,一层玻璃基板分布有TFT,另一层玻璃基板则沉积彩色滤光片。
黑色矩阵(Black Matrix)借助于高度遮光性能的材料,用以分隔彩色滤光片中红、绿、蓝三原色(防止色混淆)、防止漏光,从而有利于提高各个色块的对比度。此外,在TFT-LCD中,黑色矩阵还能遮掩内部电极走线或者薄膜晶体管。
彩色滤光片(Color Filter)又称滤色膜,其作用是产生红、绿、蓝3种基色光,实现液晶显示器的全彩色显示。
取向膜(Alignment Layer)又称配向膜或定向层,其作用是让液晶分子能够在微观尺寸的层面上实现均匀的排列和取向。
透明电极(Transparent Electrode)分为公共电极与像素电极,输入信号电压就是加载在像素电极与公共电极两电极之间。透明电极通常是在玻璃基板上沉积氧化铟锡(ITO)材料构成透明导电层。
液晶材料(Liquid Crystal Material)在LCD中起到一种类似光阀的作用,可以控制透射光的明暗,从而取得信息显示的效果。
驱动IC其实就是一套集成电路芯片装置,用来对透明电极上电位信号的相位、峰值、频率等进行调整与控制,建立起驱动电场,最终实现液晶的信息显示。
在液晶面板中,有源矩阵液晶显示屏是在两块玻璃基板之间封入扭曲向列(TN)型液晶材料构成的。其中,接近显示屏的上玻璃基板沉积有红、绿、蓝(RGB)三色彩色滤光片(或称彩色滤色膜)、黑色矩阵和公共透明电极。下玻璃基板(距离显示屏较远的基板),则安装有薄膜晶体管(TFT)器件、透明像素电极、存储电容、栅线、信号线等。两玻璃基板内侧制备取向膜(或称取向层),使液晶分子定向排列。两玻璃基板之间灌注液晶材料,散布衬垫(Spacer),以保证间隙的均匀性。四周借助于封框胶黏结,起到密封作用;借助于点银胶工艺使上下两玻璃基板公共电极连接。
上下两玻璃基板的外侧,分别贴有偏光片(或称偏光膜)。当像素透明电极与公共透明电极之间加上电压时,液晶分子的排列状态会发生改变。此时,入射光透过液晶的强度也随之发生变化。液晶显示器正是根据液晶材料的旋光性,再配合上电场的控制,便能实现信息显示。