第一节　液晶的基本知识

一、液晶的含义

液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分子排列的有机化合物，如果把它加热会呈现透明状的液体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。正是由于它的这种特性，所以被称之为液晶（Liquid Crystal）。

二、液晶显示器件的分类

液晶显示器件主要有扭曲向列液晶显示器件TN-LCD、超扭曲向列液晶显示器件STN-LCD、扫描扭曲向列液晶显示器件DSTN-LCD和薄膜场效应管显示器件TFT-LCD。

1．TN-LCD的特点

TN-LCD的液晶分子呈扭曲90°方式排列，起偏器与检偏器正交排列。不加电时透光显示，加电后不透光，显示屏在工作过程中大部分时间是亮的。目前，此类显示屏主要用于液晶手表、计算器、液晶仪表以及部分手机。

2．STN-LCD的特点

STN-LCD的液晶在自然状态下具有90°扭曲，输入适当的电场可使液晶旋转。STN-LCD属于反射型，优点是功耗低，但清晰度差，并且需要设置外部照明光源。目前，此类显示屏主要应用在消费类电子产品和工业控制产品中。

3．DSTN-LCD的特点

DSTN-LCD的液晶采用双扫描方式，可实现彩色显示，但图像的对比度和亮度较低。目前，此类显示屏主要应用在低档数码照相机、笔记本电脑和小屏幕液晶彩电。

4．TFT-LCD的特点

TFT是英文Thin Film Transistor的缩写，译为薄膜场效应管。由它构成的显示屏上的每一个液晶像素点都是由集成它后面的薄膜场效应管驱动。不仅具有亮度、对比度高的特点，还具有色彩丰富、鲜艳的特点。目前，液晶显示屏、液晶彩电多采用此类显示屏。

三、液晶显示器件的工作原理

1．TN-LCD的工作原理

TN-LCD由起偏器、检偏器、玻璃基板、液晶层、透明电极等构成，如图1-1所示。液晶放置在两块玻璃之间，玻璃基板与液晶层间安装了透明电极，在玻璃基板外部的入射光一侧的是起偏器，出射光一侧是检偏器。由于起偏器吸收了一个方向的光振动，所以背光的能量损失较大，导致显示的亮度、对比度低。TN-LCD的起偏器和检偏器是配对使用的，并且作正交排列。当背光源发出的光通过起偏器后成为线偏振光，当入射偏振光的振动方向与检偏光的透光轴平行时，可以透光。反之，若入射偏振光的振动方向与检偏光的透光轴垂直时，就不能透光，如图1-2所示。

提示

通常情况下，起偏器与检偏器可以互换使用。

提示

把自然光转化为线偏振光的过程叫起偏，用于形成线偏振光的光学器件就是起偏器；用于检测偏振光的偏振性的器件是检偏器。

在自然光中，任何取向的光振动都可分解为两个相互垂直方向上的分量，如果采用某种方法去掉其中一个垂直的振动分量，就可以形成线偏这光。液晶具有改变入射偏振光方向的特性，特别是当直线偏振光的振动方向与液晶分子取向的夹角为90°时，入射的线偏振光方向不发生变化。

2．TFT-LCD的工作原理

TFT-LCD由光扩散体、偏振片、玻璃基板、存储电容、行数据线、列数据线、薄膜晶体管、透明显示电极透明共用电极、滤色片等构成，如图1-3所示。TFT-LCD内部的TFT矩阵控制电路如图1-4所示。图1-4中的虚线电容符号代表的是每个液晶像素，实线电容符号表示的是存储电容。而每个像素都设置一个由薄膜场效应管组成的开关，它的源极S、漏极D、栅极G分别与列电极（信号电极）、像素电极、行电极（扫描电极）相接。

参见图1-4，当薄膜场效应管G极输入足够电压后导通，将信号电极与像素电极接通。这样，通过薄膜场效应管就可以控制每个像素的工作状态，从而实现图像显示。而行、列电极输入的驱动信号由显示屏内的放大电路提供。

目前的TFT-LCD是采用滤色片的方法实现彩色显示。显示屏中的显示器件是由大量的液晶盒构成，每个液晶盒都是包括R、G、B三基色滤色片。液晶盒数量多少就是表示显示屏有多少像素。理论上讲，像素越多，图像会越清新、明亮。 +VHNKkNy8kFzcJOxto/dvMSfS4pLgjCe727s2Dqd3ZeinEwwtYcaHn7L/EG4iUsr