解析液晶監視器的技術原理及使用優缺點

2021-01-18 和訊科技

  液晶顯示(LiquidCrystatDisplay,LCD)特點

  優點:

  1、低電壓、微功耗

  極低的工作電壓,只要2-3V,工作電流只有幾個微安,即功耗只有10-6—10-5W/cm2,這是其他任何顯示器件所做不到的。

  2、平板式結構

  液晶監視器的基本結構是兩片導電玻璃,中間灌有液晶的薄形盒。

  A開口率高最有利於用作顯示窗口

  B顯示面積做大做小都較容易

  C便於自動化大量生產生產成本低

  D器件很薄只有幾毫米後

  3、被動顯示型

  液晶本身不發光,靠調製外界光達到顯示目的,即依靠對外界光的不同反射和透射形成不同對比度來達到顯示目的。液晶在黑暗中無法顯示,但在自然界中人類所獲得的視覺信息中,90LL%以上是靠外部物體的反射光,而不是靠物體本身發光,所以被動顯示更適合人眼的視覺,不容易引起眼部疲勞。

  4、顯示信息量大

  液晶監視器中,各像素之間不用採取隔離措施,所以在同樣顯示面積中能容納更多的像素,利於製成高清晰度電視顯示器。

  5、易於彩色化

  一般液晶無色,採用濾色膜很容易實現彩色。液晶所能重現的彩色可予CRT顯示器相媲美。

  6、壽命長

  只要液晶的配套件不損壞,液晶本身由於工作電壓低、電流小,所以幾乎不會劣化,壽命很長。

  7、無輻射、無汙染

  CRT顯示器中有X射線輻射,PDP顯示器有高頻電磁輻射,而液晶顯示中不會出現這些問題。

  缺點:

  1、顯示視角小

  由於大部分液晶顯示的原理依靠液晶分子的各向異性,對不同的入射光,反射率不一樣,所以視角較小,只有30—40度。隨著視角的變大,對比度迅速變壞。

  2、響應速度慢

  液晶顯示大多是依靠在外加電場作用下,液晶分子的排列發生變化,所以響應速度受材料的粘滯度影響很大。響應速度一般為100-200ms,溫度越低響應速度越慢,動態圖像質量差。

  3、怕高溫

  高溫會破壞液晶的定向層,造成不可修復的損壞。局部高溫會形成殘像。

  4、由於是非主動發光暗時看不清

  2-2什麼是液晶

  物質的第四態――液晶

  我們都知道物質有三態:固體、液體和氣體。通常固體加熱至溶點就變成透明的液體。然而,有些有機材料不是直接從固體轉變為液體,而是經過中間狀態,然後才轉變為液體。這種中間狀態外觀是流動性的混濁液體,同時又有光學各向異性晶體所特有的雙折射特性。

  處於中間狀態物質,一方面具有象液體一樣的流動性和連續性,另一方面又具有象晶體一樣的各向異性,象這樣的有序流體就是液晶。

  2-3液晶監視器件的基本結構

  不同類型的液晶監視器件的部分部件可能會不同,如有的不要偏振片。但是兩塊導電玻璃夾持一個液晶層,封接成一個扁平盒的基本結構相同。如需要偏振片,則將偏振片貼在導電玻璃的外表面。

  2-4以TN型液晶講解顯示的三種方式

  TN—LCD(扭曲向列液晶監視器件)

  在兩塊導電玻璃基片之間充入後約10um的具有正介電各向異性的向列液晶(Np液晶),液晶分子沿面排列,但分子長軸在上下基片之間連續扭曲90度,形成扭曲(TN)排列的液晶盒。

  1、反射式

  反射式可以利用外光節省功率TN型(扭曲向列型)液晶器件一般工作在反射式,入射光先穿過液晶盒,然後被反射器所反射。反射器由一個漫反射器和一個鏡面組成,它們粘附在底玻璃外表面上。當兩個偏振片正交,器件工作於正性顯示時,不加電時光通過上偏振片,變成線偏振光,經過液晶層時,偏振方向轉過90度,剛好可通過下偏振片到達反射器,反射回來的光偏振性沒有改變,又再一次穿過液晶盒和上偏振片到達人眼。當加上足夠高的電壓後,液晶分子將與電場平行,光的偏振面不再發生旋轉,所以光不能穿過液晶盒到達反射面。反射式即使在陽光直射下也不會被衝刷。然而,當在暗處或背景亮度不夠高處觀察液晶器件,需要加別的人工光源。為此常在漫反射板的邊緣處裝一個燈泡。

  2、透射式

  TN型液晶也可工作於透射式,液晶盒上方的偏振片為線性起偏器。下方的偏振片為線性檢偏器。它們的偏光軸互相平行,並都與頂部基片表面處的液晶分子取向一致。當為加外電場時(馳豫態)入射光到達液晶盒底部時,光的偏振面將與檢偏器的偏光軸垂直,光線被檢偏器擋住了,從背面看過去液晶盒不透明,加外電場後,入射光經過液晶盒時不發生旋轉,能從檢偏器穿過,液晶盒仿佛是透明的。所以透射式液晶是將光源放在顯示器之後,顯示器調製入射光。

  3、投影式

  另近年發展很迅速的LCOS(LConSilicon)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,並可以充分利用發展已很成熟的矽集成工藝。將在背投影電視中講解。

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