各种液晶显示器介绍

简称LCD（LiquidCrystalDisplay）。世界上第一台液晶显示设备出现在20世纪70年代初，被称之为TN-LCD（扭曲向列）液晶显示器。尽管是单色显示，它仍被推广到了电子表、计算器等领域。80年代，STN-LCD（超扭曲向列）液晶显示器出现，同时TFT-LCD（薄膜晶体管）液晶显示器技术被研发出来，但液晶技术仍未成熟，难以普及。80年代末90年代初，日本掌握了STN-LCD及TFT-LCD生产技术，LCD工业开始高速发展。TFT（ThinFilmTransistor）LCD即薄膜场效应晶体管LCD，是有源矩阵类型液晶显示器（AM-LCD）中的一种。和TN技术不同的是，TFT的显示采用“背透式”照射方式一一假想的光源路径不是像TN液晶那样从上至下，而是从下向上。这样的作法是在液晶的背部设置特殊光管，光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现也会发生改变，可以通过遮光和透光来达到显示的目的，响应时间大大提高到80ms左右。因其具有比TN-LCD更高的对比度和更丰富的色彩，荧屏更新频率也更快，故TFT俗称“真彩”。相对于DSTN而言，TFT-LCD的主要特点是为每个像素配置一个半导体开关器件。由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制。因而每个节点都相对独立，并可以进行连续控制。这样的设计方法不仅提高了显示屏的反应速度，同时也可以精确控制显示灰度，这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。目前，绝大部分笔记本电脑厂商的产品都采用TFT-LCD。早期的TFT-LCD主要用于笔记本电脑的制造。尽管在当时TFT相对于DSTN具有极大的优势，但是由于技术上的原因，TFT-LCD在响应时间、亮度及可视角度上与传统的CRT显示器还有很大的差距。加上极低的成品率导致其高昂的价格，使得桌面型的TFT-LCD成为遥不可及的尤物。不过，随着技术的不断发展，良品率不断提高，加上一些新技术的出现，使得TFT-LCD在响应时间、对比度、亮度、可视角度方面有了很大的进步，拉近了与传统CRT显示器的差距。如今，大多数主流LCD显示器的响应时间都提高到50ms以下，这些都为LCD走向主流铺平了道路。LCD技术仍处在不断发展、完善的阶段，三大产地的发展方向各有不同，它们之间既存在竞争，又有着合作。正是这些因素促使了LCD向前发展！TN和STN制作流程普通TN和STN型产品结构示意图TN和STN在结构上的主要不同为液晶分子的扭曲角，TN的扭曲角为90°，STN的扭曲角为90°〜270°。随着扭曲角及偏光片角度的不同STN可以有黄绿模式、蓝模式、灰模式等°TN有正性和负性等。STN比TN具有更高路数的驱动能力和优异的电光性能。FSTN在STN的基础上加上补偿膜，可以补偿掉STN的干涉颜色，实现真正的黑白显示。补偿膜角度不同可以有正性（白底黑字）和负性（黑底白字）的显示全息FSTN在FSTN基础上加上一层全息膜使显示效果更加悦目漂亮，并且具有更高的电光参数。主要工艺流程主要工艺介绍：1、光刻：在ITO表面形成要求形状的电极。光刻工序的主要流程：2、定向层涂覆：在玻璃表面均匀涂覆一层定向层。3、定向层摩擦：用绒布在定向层表面摩擦出沟槽，以便液晶分子按照要求的方向进行排列。4、丝印成盒：将上下两片玻璃，用丝印胶黏结在一起，形成一个空盒。5、切割裂粒：将大片的玻璃切割成一个个小的液晶盒，便于灌注液晶。6、液晶测试：按照客户要求的驱动条件，底色等调制液晶，确定出满足要求的液晶。7、灌注封口：将调好的液晶灌入空盒内，然后用封口胶将盒密封住。8、清洗：清洗掉残存在液晶屏上的液晶。9、光台、电测：光台检查LCD屏是否存在外观、污染、盒厚不均匀等缺陷。电测检查LCD加电显示是否正常。10、贴偏光片：根据不同的LCD贴上满足要求的偏光片。11、检验和可靠性实验：进行最终的检验，保证LCD的外观和电性能满足客户要求。可靠性实验有高温高湿实验、高温实验、低温实验、高低温冲击实验、高温高湿加电实验等。通过可靠性实验保证交到客户手中的产品满足客户的使用要求，保证产品的寿命，及特定使用条件下产品的可靠性。LCD光学、颜色模式TN型显示•正性显示时为白底黑字•负性显示时为黑底白字，TN型显示方式液晶的扭曲角为90oSTN显示•黄绿模式显示为黄绿色底色，蓝黑色显示字体•蓝模式显示为蓝色底色，白色字体•灰模式显示为灰色底色，棕兰色字体•STN显示模式中液晶分子的扭曲角为180o〜2400,因此可以适应更高的驱动能力FSTN显示•FSTN在适应高驱动路数的前提下，实现黑白显示和白黑显示•负性FSTN为黑底白字显示•正性FSTN为白底黑字・FSTN是在STN的基础上加上一层或两层补偿片来补偿掉STN的干涉色全息FSTN•全息FSTN是在FSTN的基础上加上一层全息膜•全息膜可以提供悦目和明亮的底色LCD连接方式导电胶条连接•使用此种连接方式时需要用一结构件将LCD与导电胶条和PCB版固定在一起•因为电极间距可以做的很小，所以适合驱动路数多的产品金属插脚连接•将金属插脚固定在LCD外引线上，既可以直接将LCD固定在PCB上，也可以将LCD插在PCB的插座上。•金属插脚间距有2.54mm,2.0mm,1.8mm.^适用的玻璃厚度有1.1mm,0.7mm,0.55mm热压软带连接•用软带将LCD和PCB版连接在一起•由于片基是柔软的，所以使用时固定方便，并且可以减小安装厚度TAB•TAB是TapeAutomatedBonding的缩写•它是将带有驱动电路的软带通过ACF（各向异性导电膜）与LCD连接。•减少了LCM的体积COG•COG是ChipOnGlass的缩写•它是将IC电路与LCD通过ACF直接连在一起•可以大大的减小体积STN液晶显示原理STN型的显示原理与TN相类似，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。要在这里说明的是，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。而STN液晶显示器牵涉液晶材料的关系，以及光线的干涉现象，因此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（colorfilter），并将单色显示矩阵之任一像素（pixel）分成三个子像素（sub-pixel），分别通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。液晶屏幕的驱动方式单纯矩阵驱动方式是由垂直与水平方向的电极所构成，选择要驱动的部份由水平方向电压来控制，垂直方向的电极则负责驱动液晶分子。在TN与STN型的液晶显示器中，所使用单纯驱动电极的方式，都是采用X、Y轴的交叉方式来驱动，因此如果显示部份越做越大的话，那么中心部份的电极反应时间可能就会比较久。而为了让屏幕显示一致，整体速度上就会变慢。讲的简单一点，就好象是CRT显示器的屏幕更新频率不够快，那是使用者就会感到屏幕闪烁、跳动；或着是当需要快速3D动画显示时，但显示器的显示速度却无法跟上，显示出来的要果可能就会有延迟的现象。所以，早期的液晶显示器在尺寸上有一定的限制，而且并不适合拿来看电影、或是玩3D游戏。主动式矩阵的驱动方式是让每个画素都对应一个组电极，它个构造有点像DRAM的回路方式，电压以扫描的（或称作一定时间充电）方式，来表示每个画素的状态。为了改善此一情形，后来液晶显示技术采用了主动式矩阵（active-matrixaddressing）的方式来驱动，这是目前达到高资料密度液晶显示效果的理想装置，且分辨率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极，利用扫描法来选择任意一个显示点pixel）的开与关。这其实是利用薄膜式晶体管的非线性功能来取代不易控制的液晶非线性功能。如上图，在TFT型液晶显器中，导电玻璃上画上网状的细小线路，电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关，在每个线路相交的地方则有着一弄控制匣，虽然驱动讯号快速地在各显示点扫瞄而过，但只有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点得到足以驱动液晶分子的电压，使液晶分子轴转向而成「亮」的对比，不被选择的显示点自然就是「暗」的对比，也因此避免了显示功能对液晶电场效应能力的依靠。TFTLCD(Thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay)TFTLCD的中文翻译名称就叫做薄膜晶体管液晶显示器，我们从一开始就提到液晶显示器需要电压控制来产生灰阶。而利用薄膜晶体管来产生电压，以控制液晶转向的显示器，就叫做TFTLCD。从图8的切面结构图来看，在上下两层玻璃间，夹着液晶，便会形成平行板电容器，我们称之为CLC(capacitorofliquidcrystal)o它的大小约为0.1pF，但是实际应用上，这个电容并无法将电压保持到下一次再更新画面资料的时候。也就是说当TFT对这个电容充好电时，它并无法将电压保持住，直到下一次TFT再对此点充电的时候.(以一般60Hz的画面更新频率，需要保持约16ms的时间.)这样一来，电压有了变化，所显示的灰阶就会不正确。因此一般在面板的设计上，会再加一个储存电容CS(storagecapacitor大约为0.5pF)，以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时候。不过正确的来说，长在玻璃上的TFT本身，只是一个使用晶体管制作的开关。它主要的工作是决定LCDsourcedriver上的电压是不是要充到这个点来。至于这个点要充到多高的电压，以便显示出怎样的灰阶。都是由外面的LCDsourcedriver来决定的。彩色滤光片(colorfilter，CF)如果你有机会，拿着放大镜，靠近液晶显示器的话。你会发现如图9中所显示的样子。我们知道红色，蓝色以及绿色，是所谓的三原色。也就是说利用这三种颜色，便可以混合出各种不同的颜色。很多平面显示器就是利用这个原理来显示出色彩。我们把RGB三种颜色，分成独立的三个点，各自拥有不同的灰阶变化，然后把邻近的三个RGB显示的点，当作一个显示的基本单位，也就是pixelo那这一个pixel，就可以拥有不同的色彩变化了。然后对于一个需要分辨率为1024*768的显示画面，我们只要让这个平面显示器的组成有1024*768个pixel，便可以正确的显示这一个画面。在图9中，每一个RGB的点之间的黑色部分，就叫做Blackmatrix。我们回过头来看图8就可以发现，blackmatrix主要是用来遮住不打算透光的部分。比如像是一些ITO的走线，或是Cr/Al的走线，或者是TFT的部分。这也就是为什幺我们在图9中，每一个RGB的亮点看起来，并不是矩形，在其左上角也有一块被blackmatrix遮住的部分，这一块黑色缺角的部份就是TFT的所在位置。图10是常见的彩色滤光片的排列方式。条状排列(stripe)最常使用于OA的产品，也就是我们常见的笔记型计算机，或是桌上型计算机等等。为什幺这种应用要用条状排列的方式呢？原因是现在的软件，多半都是窗口化的接口。也就是说，我们所看到的屏幕内容，就是一大堆大小不等的方框所组成的。而条状排列，恰好可以使这些方框边缘，看起来更笔直，而不会有一条直线，看起来会有毛边或是锯齿状的感觉。但是如果是应用在用产品上，就不一样了。因为电视信号多半是人物，人物的线条不是笔直的，其轮廓大部分是不规则的曲线。因此一开始，使用于AV产品都是使用马赛克排列(mosaic，或是称为对角形排列)。不过最近的AV产品，多已改进到使用三角形排列(triangle，或是称为delta排列)。除了上述的排列方式之外，还有一种排列，叫做正方形排列。它跟前面几个不一样的地方在于，它并不是以三个点来当作一个pixel，而是以四个点来当作一个pixel。而四个点组合起来刚好形成一个正方形。一、液晶电视的显示原理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（LiquidCrystal）o用于液晶显示器的液晶分子结构排列类似细火柴棒，称为Nematic液晶，采用此类液晶制造的液晶显示器也就称为LCD（LiquidCrystalDisplay）o而液晶电视是在两张玻璃之间的液晶内，加入电压，通过分子排列变化及曲折变化再现画面，屏幕通过电子群的冲撞，制造画面并通过外部光线的透视反射来形成画面。二、液晶显示器的分类。常见的液晶显示器分为TN-LCD（TwistedNematic-LCD，扭曲向列LCD）、STN-LCD（SuperTN-LCD，超扭曲向列LCD）、DSTN-LCD（DoublelayerSTN-LCD，双层超扭曲向列LCD^PTFT-LCD（ThinFilmTransistor-LCD薄膜晶体管LCD）四种。其中TN-LCD、STN-LCD和DSYN-LCD三种基本的显示原理都相同，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为180度甚至270度。而TFT-LCD则采用与TN系列LCD截然不同的显示方式。TN由于无法显示细腻的字符，通常应用在电子表、计算器上。作为显