TFT LCD液晶显示器工作原理培训教材.docx

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TFTLCD液晶显示器工作原理培训教材

⏹液晶的入门知识

⏹LCD显示器概述

⏹液晶显示器原理

⏹HTPSLCD面板技术综观

⏹薄膜晶体管液晶显示器技术

⏹液晶显示器面板的分级

⏹主流液晶面板的类型

⏹液晶的多种应用途径探讨

⏹LCD技术图文解说

⏹LCD技术详细介绍

⏹液晶的几种模式的工作原理

⏹TFT-LCD液晶显示器的工作原理

⏹LCM显示类型

⏹液晶显示器鲜为人知的技术细节

⏹关注液晶色彩技术指标

液晶的入门知识2006-5-31

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液晶的组成：

LCD使用的液晶，一般是指混和液晶，由多种液晶单体及手性剂混和而成。

液晶的特性：

TN液晶一般分子链较短，特性参数调整较困难，所以特性差别比较明显。

STN液晶是通过STN显示数据模型，计算出所需的液晶分子长度，及其光学电学性能参数，然后化工合成多种分子链接构类似的具有不同极性分子基团的单体，互相调配成一个特性相似的系列液晶。

不同系列的STN液晶往往具有完全不同的分子链，因此，不同系列的STN液晶除非制造商说明可以互相调配外，不能互相调配。

液晶分子中有带极性基团的和不带极性基团的，带极性基团分子的液晶单体主要决定混和液晶的阀值电压参数，不带极性基团分子的液晶单体主要决定混和液晶的折射率和清亮点。

液晶中带极性基团的单体与不带极性基团的单体在静置条件下会出现同性异构体层析现象。

为了增加机器本身的待机时间和增强液晶显示器的驱动能力，液晶厂商开发了能满足低电压和低频率条件下使用的低阀值电压液晶。

它具有以下特性：

低阀值电压液晶中带极性基团的单体与不带极性基团的单体在静置条件下出现同性异构体层析现象的时间更短。

更多的带极性基团的单体组份，也意味着液晶更容易结合水分子以及其它带极性的游离离子，从而降低了液晶的容抗电阻，从而引起漏电流和功耗的增大。

当极性液晶单体的分子链在紫外线激化后，极性分子基团容易互相缠绕形成中性分子团，变成非层列错向状态，因而造成阀值电压升高，对导向层的锚定作用不敏感，失去低电压驱动能力。

1、液晶的分类：

按显示类型分：

TN型液晶、STN型液晶、HTN型液晶；

按清亮点分：

普通型液晶、宽温型液晶；

按阀值电压分：

低阀值电压液晶、普通液晶、高阀值电压液晶。

2、影响液晶性能的主要参数：

清亮点；折射率Δn；阀值电压；纯净度；粘滞常数K；介电常数ε；螺距ρ

3、液晶的工厂自适应测试方法及判定标准：

电阻率：

A、测试方法：

用高阻计测试待测液晶的电阻值。

B、判定标准：

测试结果在产品要求范围之内（本厂标准≥8X107）。

光电性能:

A、测试方法：

试灌产品，并测试其光电性能。

B、判定标准：

测试样品Von、Voff值与供货商参数相符，视角、对比度、底色符合生产产品要求。

清亮点：

A、测试方法：

把待测液晶加热，测量其达到清亮点时的温度。

B、判定标准：

测量结果温度与供货商提供的清亮点温度一致。

耐紫外线性能：

A、测试方法：

把待测液晶试作产品，平放在封口UV机下，按封口工艺规定的UV强度和时间照射两次，测试其照射前后的光电性能变化。

B、判定标准：

经UV照射后，Voff值上升在0.1V以内（低电压液晶在0.15V以内），电流值变化在2倍以内，对比度下降不明显为合格。

可靠性:

A、测试方法：

把待测液晶试作产品并测试其可靠性性能。

B、判定标准：

经可靠性试验后光电性能变化在产品要求范围之内。

4、液晶的选用规则：

根据客户要求的底色，选择合适的Δn值范围的液晶类别，再根据客户IC电路的数据，选择合适的电压范围的液晶类别，满足上述条件下的液晶，按合理比例调配后使用，就可以达到客户要求。

5、液晶的使用方法：

液晶在使用前要充分搅拌后才能灌注使用，添加固体手性剂的液晶，要加热到摄氏六十度，再快速冷却到室温并充分搅拌。

而且在使用过程中不能静置时间过长。

特别是低阀值电压液晶，由于低阈值电压液晶具有这些不同的特性，因此在使用这些液晶时应该注意以下方面：

液晶在使用前应充分搅拌，调配好的液晶应立即投入生产使用，尽量缩短静置存放时间，避免层析现象产生。

调配好的液晶要加盖遮光存入，并且尽量在一个班次（八小时）内使用完，用不完的液晶需要回收搅拌后重测电压再用。

一般随着时间延长，驱动电压会增加。

液晶从原厂瓶取用后，原厂瓶要及时封盖遮光保存，减少敞开暴露在空气中的时间一般暴露在空气中的时间过长，会增大液晶的漏电流。

灌低阈值电压的液晶显示片空盒最好是从PI固烤到灌液晶工序间，流存生产时间在二十四小时之内的空盒，灌液作业时一般使用比较低的灌注速度。

低阈值电压液晶在封口时一定要加盖合适的遮光罩，并且在整个灌液晶期间除了封口胶固化期间外，要尽量远离紫外线源。

否则会在靠近紫外线的地方出现错向和阀值电压增大的现象。

液晶是有机高分子物质，很容易在各种溶剂中溶解或与其它化学品产生反应，液晶本身也是一种很好的溶剂，所以在使用和存放过程中要尽量远离其它化学品。

6、液晶的贮存及搬运方法：

液晶贮存时要密闭、防潮、遮光，在室温中贮存，不能在低温环境中贮存和使用，以免出现性能不可逆转的晶析现象。

不能与其它化学品混放。

搬运时按化学品规定管制。

LCD显示器概述2006-8-16

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液晶显示器（LCD）英文全称为LiquidCrystalDisplay，它一种是采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。

和CRT显示器相比，LCD的优点是很明显的。

由于通过控制是否透光来控制亮和暗，当色彩不变时，液晶也保持不变，这样就无须考虑刷新率的问题。

对于画面稳定、无闪烁感的液晶显示器，刷新率不高但图像也很稳定。

LCD显示器还通过液晶控制透光度的技术原理让底板整体发光，所以它做到了真正的完全平面。

一些高档的数字LCD显示器采用了数字元方式传输数据、显示图像，这样就不会产生由于显卡造成的色彩偏差或损失。

完全没有辐射的优点，即使长时间观看LCD显示器屏幕也不会对眼睛造成很大伤害。

体积小、能耗低也是CRT显示器无法比拟的，一般一台15寸LCD显示器的耗电量也就相当于17寸纯平CRT显示器的三分之一。

目前相比CRT显示器，LCD显示器图像质量仍不够完善。

色彩表现和饱和度LCD显示器都在不同程度上输给了CRT显示器，而且液晶显示器的响应时间也比CRT显示器长，当画面静止的时候还可以，一旦用于玩游戏、看影碟这些画面更新速度块而剧烈的显示时，液晶显示器的弱点就暴露出来了，画面延迟会产生重影、脱尾等现象，严重影响显示质量。

LCD显示器的工作原理：

从液晶显示器的结构来看，无论是笔记本计算机还是桌面系统，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。

LCD由两块玻璃板构成，厚约1mm，其间由包含有液晶材料的5μm均匀间隔隔开。

因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成的可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。

背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万液晶液滴的液晶层。

液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。

在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。

在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。

当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。

液晶显示技术也存在弱点和技术瓶颈，与CRT显示器相比亮度、画面均匀度、可视角度和反应时间上都存在明显的差距。

其中反应时间和可视角度均取决于液晶面板的质量，画面均匀度和辅助光学模块有很大关系。

对于液晶显示器来说，亮度往往和他的背板光源有关。

背板光源越亮，整个液晶显示器的亮度也会随之提高。

而在早期的液晶显示器中，因为只使用2个冷光源灯管，往往会造成亮度不均匀等现象，同时明亮度也不尽人意。

一直到后来使用4个冷光源灯管产品的推出，才有很大的改善。

信号反应时间也就是液晶显示器的液晶单元响应延迟。

实际上就是指的液晶单元从一种分子排列状态转变成另外一种分子排列状态所需要的时间，响应时间愈小愈好，它反应了液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即屏幕由暗转亮或由亮转暗的速度。

响应时间越小则使用者在看运动画面时不会出现尾影拖拽的感觉。

有些厂商会通过将液晶体内的导电离子浓度降低来实现信号的快速响应，但其色彩饱和度、亮度、对比度就会产生相应的降低，甚至产生偏色的现象。

这样信号反应时间上去了，但却牺牲了液晶显示器的显示效果。

有些厂商采用的是在显示电路中加入了一片IC图像输出控制芯片，专门对显示信号进行处理的方法来实现的。

IC芯片可以根据VGA输出显卡信号频率，调整信号响应时间。

由于没有改变液晶体的物理性质，因此对其亮度、对比度、色彩饱和度都没有影响，这种方法的制造成本也相对较高。

由上便可看出，液晶面板的质量并不能完全代表液晶显示器的质量，没有出色的显示电路配合，再好的面板也不能做出性能优异的液晶显示器。

随着LCD产品产量的增加、成本的下降，液晶显示器会大量普及。

液晶显示器原理2005-10-17

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国内计算机市场各种品牌的纯平显示器之间强烈的竞争，各个商家都想在纯平这块大蛋糕上分得最大的份额。

而当人们像当初搬15英寸显示器一样把纯平买回家后。

我们不仅要问：

下一代显示器的热点是什么呢？

矛头直指液晶显示器。

液晶显示器具有图像清晰精确、平面显示、厚度薄、重量轻、无辐射、低能耗、工作电压低等优点。

液晶显示器的分类

液晶显示器按照控制方式不同可分为被动矩阵式LCD及主动矩阵式LCD两种。

1.被动矩阵式LCD在亮度及可视角方面受到较大的限制，反应速度也较慢。

由于画面质量方面的问题，使得这种显示设备不利于发展为桌面型显示器，但由于成本低廉的因素，市场上仍有部分的显示器采用被动矩阵式LCD。

被动矩阵式LCD又可分为TN-LCD（TwistedNematic-LCD，扭曲向列LCD）、STN-LCD（SuperTN-LCD，超扭曲向列LCD）和DSTN-LCD（DoublelayerSTN-LCD，双层超扭曲向列LCD）。

2.目前应用比较广泛的主动矩阵式LCD，也称TFT-LCD（ThinFilmTransistor-LCD，薄膜晶体管LCD）。

TFT液晶显示器是在画面中的每个像素内建晶体管，可使亮度更明亮、色彩更丰富及更宽广的可视面积。

与CRT显示器相比，LCD显示器的平面显示技术体现为较少的零件、占据较少的桌面及耗电量较小，但CRT技术较为稳定成熟。

液晶显示器的工作原理

我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。

液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性，但是如果这些分子是长形的（或扁形的），它们的分子指向就可能有规律性。

于是我们就可将液态又细分为许多型态。

分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体，而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”，又简称“液晶”。

液晶产品其实对我们来说并不陌生，我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。

液晶是在1888年，由奥地利植物学家Reinitzer发现的，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物