各種液晶顯示器介紹

簡稱LCD（LiquidCrystalDisplay）。世界上第一臺液晶顯示設備出現(xiàn)在20世紀70年代初，被稱之為TN-LCD（扭曲向列）液晶顯示器。盡管是單色顯示，它仍被推廣到了電子表、計算器等領域。80年代，STN-LCD（超扭曲向列）液晶顯示器出現(xiàn)，同時TFT-LCD（薄膜晶體管）液晶顯示器技術被研發(fā)出來，但液晶技術仍未成熟，難以普及。80年代末90年代初，日本掌握了STN-LCD及TFT-LCD生產技術，LCD工業(yè)開始高速發(fā)展。TFT（ThinFilmTransistor）LCD即薄膜場效應晶體管LCD，是有源矩陣類型液晶顯示器（AM-LCD）中的一種。和TN技術不同的是，TFT的顯示采用“背透式”照射方式一一假想的光源路徑不是像TN液晶那樣從上至下，而是從下向上。這樣的作法是在液晶的背部設置特殊光管，光源照射時通過下偏光板向上透出。由于上下夾層的電極改成FET電極和共通電極，在FET電極導通時，液晶分子的表現(xiàn)也會發(fā)生改變，可以通過遮光和透光來達到顯示的目的，響應時間大大提高到80ms左右。因其具有比TN-LCD更高的對比度和更豐富的色彩，熒屏更新頻率也更快，故TFT俗稱“真彩”。相對于DSTN而言，TFT-LCD的主要特點是為每個像素配置一個半導體開關器件。由于每個像素都可以通過點脈沖直接控制。因而每個節(jié)點都相對獨立，并可以進行連續(xù)控制。這樣的設計方法不僅提高了顯示屏的反應速度，同時也可以精確控制顯示灰度，這就是TFT色彩較DSTN更為逼真的原因。目前，絕大部分筆記本電腦廠商的產品都采用TFT-LCD。早期的TFT-LCD主要用于筆記本電腦的制造。盡管在當時TFT相對于DSTN具有極大的優(yōu)勢，但是由于技術上的原因，TFT-LCD在響應時間、亮度及可視角度上與傳統(tǒng)的CRT顯示器還有很大的差距。加上極低的成品率導致其高昂的價格，使得桌面型的TFT-LCD成為遙不可及的尤物。不過，隨著技術的不斷發(fā)展，良品率不斷提高，加上一些新技術的出現(xiàn)，使得TFT-LCD在響應時間、對比度、亮度、可視角度方面有了很大的進步，拉近了與傳統(tǒng)CRT顯示器的差距。如今，大多數主流LCD顯示器的響應時間都提高到50ms以下，這些都為LCD走向主流鋪平了道路。LCD技術仍處在不斷發(fā)展、完善的階段，三大產地的發(fā)展方向各有不同，它們之間既存在競爭，又有著合作。正是這些因素促使了LCD向前發(fā)展！TN和STN制作流程普通TN和STN型產品結構示意圖TN和STN在結構上的主要不同為液晶分子的扭曲角，TN的扭曲角為90°，STN的扭曲角為90°?270°。隨著扭曲角及偏光片角度的不同STN可以有黃綠模式、藍模式、灰模式等°TN有正性和負性等。STN比TN具有更高路數的驅動能力和優(yōu)異的電光性能。FSTN在STN的基礎上加上補償膜，可以補償掉STN的干涉顏色，實現(xiàn)真正的黑白顯示。補償膜角度不同可以有正性（白底黑字）和負性（黑底白字）的顯示全息FSTN在FSTN基礎上加上一層全息膜使顯示效果更加悅目漂亮，并且具有更高的電光參數。主要工藝流程主要工藝介紹：1、光刻：在ITO表面形成要求形狀的電極。光刻工序的主要流程：2、定向層涂覆：在玻璃表面均勻涂覆一層定向層。3、定向層摩擦：用絨布在定向層表面摩擦出溝槽，以便液晶分子按照要求的方向進行排列。4、絲印成盒：將上下兩片玻璃，用絲印膠黏結在一起，形成一個空盒。5、切割裂粒：將大片的玻璃切割成一個個小的液晶盒，便于灌注液晶。6、液晶測試：按照客戶要求的驅動條件，底色等調制液晶，確定出滿足要求的液晶。7、灌注封口：將調好的液晶灌入空盒內，然后用封口膠將盒密封住。8、清洗：清洗掉殘存在液晶屏上的液晶。9、光臺、電測：光臺檢查LCD屏是否存在外觀、污染、盒厚不均勻等缺陷。電測檢查LCD加電顯示是否正常。10、貼偏光片：根據不同的LCD貼上滿足要求的偏光片。11、檢驗和可靠性實驗：進行最終的檢驗，保證LCD的外觀和電性能滿足客戶要求?？煽啃詫嶒炗懈邷馗邼駥嶒灐⒏邷貙嶒?、低溫實驗、高低溫沖擊實驗、高溫高濕加電實驗等。通過可靠性實驗保證交到客戶手中的產品滿足客戶的使用要求，保證產品的壽命，及特定使用條件下產品的可靠性。LCD光學、顏色模式TN型顯示?正性顯示時為白底黑字?負性顯示時為黑底白字，TN型顯示方式液晶的扭曲角為90oSTN顯示?黃綠模式顯示為黃綠色底色，藍黑色顯示字體?藍模式顯示為藍色底色，白色字體?灰模式顯示為灰色底色，棕蘭色字體?STN顯示模式中液晶分子的扭曲角為180o?2400,因此可以適應更高的驅動能力FSTN顯示?FSTN在適應高驅動路數的前提下，實現(xiàn)黑白顯示和白黑顯示?負性FSTN為黑底白字顯示?正性FSTN為白底黑字?FSTN是在STN的基礎上加上一層或兩層補償片來補償掉STN的干涉色全息FSTN?全息FSTN是在FSTN的基礎上加上一層全息膜?全息膜可以提供悅目和明亮的底色LCD連接方式導電膠條連接?使用此種連接方式時需要用一結構件將LCD與導電膠條和PCB版固定在一起?因為電極間距可以做的很小，所以適合驅動路數多的產品金屬插腳連接?將金屬插腳固定在LCD外引線上，既可以直接將LCD固定在PCB上，也可以將LCD插在PCB的插座上。?金屬插腳間距有2.54mm,2.0mm,1.8mm.^適用的玻璃厚度有1.1mm,0.7mm,0.55mm熱壓軟帶連接?用軟帶將LCD和PCB版連接在一起?由于片基是柔軟的，所以使用時固定方便，并且可以減小安裝厚度TAB?TAB是TapeAutomatedBonding的縮寫?它是將帶有驅動電路的軟帶通過ACF（各向異性導電膜）與LCD連接。?減少了LCM的體積COG?COG是ChipOnGlass的縮寫?它是將IC電路與LCD通過ACF直接連在一起?可以大大的減小體積STN液晶顯示原理STN型的顯示原理與TN相類似，不同的是TN扭轉式向列場效應的液晶分子是將入射光旋轉90度，而STN超扭轉式向列場效應是將入射光旋轉180~270度。要在這里說明的是，單純的TN液晶顯示器本身只有明暗兩種情形（或稱黑白），并沒有辦法做到色彩的變化。而STN液晶顯示器牽涉液晶材料的關系，以及光線的干涉現(xiàn)象，因此顯示的色調都以淡綠色與橘色為主。但如果在傳統(tǒng)單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片（colorfilter），并將單色顯示矩陣之任一像素（pixel）分成三個子像素（sub-pixel），分別通過彩色濾光片顯示紅、綠、藍三原色，再經由三原色比例之調和，也可以顯示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶顯示器如果顯示屏幕做的越大，其屏幕對比度就會顯得較差，不過藉由STN的改良技術，則可以彌補對比度不足的情況。液晶屏幕的驅動方式單純矩陣驅動方式是由垂直與水平方向的電極所構成，選擇要驅動的部份由水平方向電壓來控制，垂直方向的電極則負責驅動液晶分子。在TN與STN型的液晶顯示器中，所使用單純驅動電極的方式，都是采用X、Y軸的交叉方式來驅動，因此如果顯示部份越做越大的話，那么中心部份的電極反應時間可能就會比較久。而為了讓屏幕顯示一致，整體速度上就會變慢。講的簡單一點，就好象是CRT顯示器的屏幕更新頻率不夠快，那是使用者就會感到屏幕閃爍、跳動；或著是當需要快速3D動畫顯示時，但顯示器的顯示速度卻無法跟上，顯示出來的要果可能就會有延遲的現(xiàn)象。所以，早期的液晶顯示器在尺寸上有一定的限制，而且并不適合拿來看電影、或是玩3D游戲。主動式矩陣的驅動方式是讓每個畫素都對應一個組電極，它個構造有點像DRAM的回路方式，電壓以掃描的（或稱作一定時間充電）方式，來表示每個畫素的狀態(tài)。為了改善此一情形，后來液晶顯示技術采用了主動式矩陣（active-matrixaddressing）的方式來驅動，這是目前達到高資料密度液晶顯示效果的理想裝置，且分辨率極高。方法是利用薄膜技術所做成的硅晶體管電極，利用掃描法來選擇任意一個顯示點pixel）的開與關。這其實是利用薄膜式晶體管的非線性功能來取代不易控制的液晶非線性功能。如上圖，在TFT型液晶顯器中，導電玻璃上畫上網狀的細小線路，電極則由是薄膜式晶體管所排列而成的矩陣開關，在每個線路相交的地方則有著一弄控制匣，雖然驅動訊號快速地在各顯示點掃瞄而過，但只有電極上晶體管矩陣中被選擇的顯示點得到足以驅動液晶分子的電壓，使液晶分子軸轉向而成「亮」的對比，不被選擇的顯示點自然就是「暗」的對比，也因此避免了顯示功能對液晶電場效應能力的依靠。TFTLCD(Thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay)TFTLCD的中文翻譯名稱就叫做薄膜晶體管液晶顯示器，我們從一開始就提到液晶顯示器需要電壓控制來產生灰階。而利用薄膜晶體管來產生電壓，以控制液晶轉向的顯示器，就叫做TFTLCD。從圖8的切面結構圖來看，在上下兩層玻璃間，夾著液晶，便會形成平行板電容器，我們稱之為CLC(capacitorofliquidcrystal)o它的大小約為0.1pF，但是實際應用上，這個電容并無法將電壓保持到下一次再更新畫面資料的時候。也就是說當TFT對這個電容充好電時，它并無法將電壓保持住，直到下一次TFT再對此點充電的時候.(以一般60Hz的畫面更新頻率，需要保持約16ms的時間.)這樣一來，電壓有了變化，所顯示的灰階就會不正確。因此一般在面板的設計上，會再加一個儲存電容CS(storagecapacitor大約為0.5pF)，以便讓充好電的電壓能保持到下一次更新畫面的時候。不過正確的來說，長在玻璃上的TFT本身，只是一個使用晶體管制作的開關。它主要的工作是決定LCDsourcedriver上的電壓是不是要充到這個點來。至于這個點要充到多高的電壓，以便顯示出怎樣的灰階。都是由外面的LCDsourcedriver來決定的。彩色濾光片(colorfilter，CF)如果你有機會，拿著放大鏡，靠近液晶顯示器的話。你會發(fā)現(xiàn)如圖9中所顯示的樣子。我們知道紅色，藍色以及綠色，是所謂的三原色。也就是說利用這三種顏色，便可以混合出各種不同的顏色。很多平面顯示器就是利用這個原理來顯示出色彩。我們把RGB三種顏色，分成獨立的三個點，各自擁有不同的灰階變化，然后把鄰近的三個RGB顯示的點，當作一個顯示的基本單位，也就是pixelo那這一個pixel，就可以擁有不同的色彩變化了。然后對于一個需要分辨率為1024*768的顯示畫面，我們只要讓這個平面顯示器的組成有1024*768個pixel，便可以正確的顯示這一個畫面。在圖9中，每一個RGB的點之間的黑色部分，就叫做Blackmatrix。我們回過頭來看圖8就可以發(fā)現(xiàn)，blackmatrix主要是用來遮住不打算透光的部分。比如像是一些ITO的走線，或是Cr/Al的走線，或者是TFT的部分。這也就是為什幺我們在圖9中，每一個RGB的亮點看起來，并不是矩形，在其左上角也有一塊被blackmatrix遮住的部分，這一塊黑色缺角的部份就是TFT的所在位置。圖10是常見的彩色濾光片的排列方式。條狀排列(stripe)最常使用于OA的產品，也就是我們常見的筆記型計算機，或是桌上型計算機等等。為什幺這種應用要用條狀排列的方式呢？原因是現(xiàn)在的軟件，多半都是窗口化的接口。也就是說，我們所看到的屏幕內容，就是一大堆大小不等的方框所組成的。而條狀排列，恰好可以使這些方框邊緣，看起來更筆直，而不會有一條直線，看起來會有毛邊或是鋸齒狀的感覺。但是如果是應用在用產品上，就不一樣了。因為電視信號多半是人物，人物的線條不是筆直的，其輪廓大部分是不規(guī)則的曲線。因此一開始，使用于AV產品都是使用馬賽克排列(mosaic，或是稱為對角形排列)。不過最近的AV產品，多已改進到使用三角形排列(triangle，或是稱為delta排列)。除了上述的排列方式之外，還有一種排列，叫做正方形排列。它跟前面幾個不一樣的地方在于，它并不是以三個點來當作一個pixel，而是以四個點來當作一個pixel。而四個點組合起來剛好形成一個正方形。一、液晶電視的顯示原理液晶是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質，是具有規(guī)則性分子排列的有機化合物，如果把它加熱會呈現(xiàn)透明狀的液體狀態(tài)，把它冷卻則會出現(xiàn)結晶顆粒的混濁固體狀態(tài)。正是由于它的這種特性，所以被稱之為液晶（LiquidCrystal）o用于液晶顯示器的液晶分子結構排列類似細火柴棒，稱為Nematic液晶，采用此類液晶制造的液晶顯示器也就稱為LCD（LiquidCrystalDisplay）o而液晶電視是在兩張玻璃之間的液晶內，加入電壓，通過分子排列變化及曲折變化再現(xiàn)畫面，屏幕通過電子群的沖撞，制造畫面并通過外部光線的透視反射來形成畫面。二、液晶顯示器的分類。常見的液晶顯示器分為TN-LCD（TwistedNematic-LCD，扭曲向列LCD）、STN-LCD（SuperTN-LCD，超扭曲向列LCD）、DSTN-LCD（DoublelayerSTN-LCD，雙層超扭曲向列LCD^PTFT-LCD（ThinFilmTransistor-LCD薄膜晶體管LCD）四種。其中TN-LCD、STN-LCD和DSYN-LCD三種基本的顯示原理都相同，只是液晶分子的扭曲角度不同而已。STN-LCD的液晶分子扭曲角度為180度甚至270度。而TFT-LCD則采用與TN系列LCD截然不同的顯示方式。TN由于無法顯示細膩的字符，通常應用在電子表、計算器上。作為顯