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你不知道的液晶屏原理解析

文章出处:微而盛科技 | 作者:微而盛科技 | 日期:2021-12-21

液晶显示屏在我们的生活和工作中随处可见,大到广告牌,电视屏,电脑屏,小到手机屏,便携电子设备的屏幕。那么什么是液晶显示屏,液晶显示屏的原理是怎样的?

 

液晶显示屏,全称Liquid Crystal Display,英文简称为LCD。液晶显示屏属于平面显示的一种。液晶显示屏具备耗电低、体积小、辐射低等优势,被广泛应用于电视机及计算机的屏幕。液晶显示屏采用两片极化材料包含液晶溶液到结构,当电流通过该液晶溶液是,液晶分子重新排列达到成像的目的。目前液晶显示屏(LCD)向着轻、薄、短、小的方向发展。

 

液晶显示屏原理

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液晶显示技术基本上可分为TN、STN、TFT三种,我们这里以这三种技术来探讨液晶显示屏的运作原理。

 

TN型液晶显示技术是液晶显示器中最基本的显示方式,之后的其它种类液晶显示器是在TN型基础上加以改良的。它的运作原理也比较简单。将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间,液晶分子会向膜的细沟槽方向依序旋转排列,当未通电时,光线会顺利的从偏光板射入,依液晶分子旋转从另一边射出。如果在两片导电玻璃形成电压后,电场会影响其液晶分子的排列,使分子进行扭转,光线便无法穿透,进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象,叫做扭转式向列场效应,简称TNFE(twisted nematic field effect)。在电子产品中所用的液晶显示器,几乎都是用扭转式向列场效应原理。

 

STN型的显示原理也似类似,不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度,而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。要在这边说明的是,单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形(或称黑白),并没有办法做到色彩的变化。STN液晶显示器由于液晶材料以及光线的干涉现象,显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片(color filter),并将单色显示矩阵之任一像素(pixel)分成三个子像素(sub-pixel),分别透过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色,再经由三原色比例之调和,也可以显示出全彩模式的色彩。另外,TN型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大,其屏幕对比度就会显得较差,不过藉由STN的改良技术,则可以弥补对比度不足的情况。

 

TFT型液晶屏主要的构成包括荧光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。液晶显示器首先利用背光源射出光源,然后光源经过一个偏光板再通过液晶,液晶分子排列方式的改变可以改变光线角度。这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此可以通过电压的改变来控制最后出现的光线强度与色彩,从而在液晶面板上呈现深浅不一的颜色组合。


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