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  櫻花鏈額va 2005-11-04 00:00:00

  離子的導(dǎo)電性

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  81744088 2005-11-04 00:00:00

  在外電場的作用下，形成一維或兩維有序流體。

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  xxzg0517 2005-11-04 00:00:00

  液晶顯示原理 作者：佚名 文章來源：未知 點擊數(shù)：280 更新時間：2005-5-14 摘要：目前世面上有眾多種液晶顯示塊，本文就相應(yīng)的液晶顯示原理作一些介紹。 關(guān)鍵詞：TN STN DSTN TFT 常見的液晶顯示器按物理結(jié)構(gòu)分為四種： （1）扭曲向列型（TN－Twisted Nematic）； （2）超扭曲向列型（STN－Super TN）； （3）雙層超扭曲向列型（DSTN－Dual Scan Tortuosity Nomograph）； （4）薄膜晶體管型（TFT－Thin Film Transistor）。 其中TN－LCD、STN－LCD和DSYN－LCD的基本顯示原理都相同，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。 其具體工作原理見下： 1、扭曲向列型（TN－Twisted Nematic）顯示原理； TN型采用的是液晶顯示器中Z基本的顯示技術(shù)，而之后其它種類的液晶顯示器也是以TN型為基礎(chǔ)來進行改良。而且，它的運作原理也較其它技術(shù)來的簡單。請讀者參照下方的圖片。圖中所表示的是TN型液晶顯示器的簡易構(gòu)造圖，包括了垂直方向與水平方向的偏光板，具有細(xì)紋溝槽的配向膜，液晶材料以及導(dǎo)電的玻璃基板。 ----在不加電場的情況下，入射光經(jīng)過偏光板后通過液晶層，偏光被分子扭轉(zhuǎn)排列的液晶層旋轉(zhuǎn)90度。在離開液晶層時，其偏光方向恰與另一偏光板的方向一致，所以光線能順利通過，使整個電極面呈光亮。 ----當(dāng)加入電場的情況時，每個液晶分子的光軸轉(zhuǎn)向與電場方向一致。液晶層也因此失去了旋光的能力，結(jié)果來自入射偏光片的偏光，其方向與另一偏光片的偏光方向成垂直的關(guān)系，并無法通過，這樣電極面就呈現(xiàn)黑暗的狀態(tài)。 TN型的顯像原理是將液晶材料置于兩片貼附光軸垂直偏光板的透明導(dǎo)電玻璃間，液晶分子會依附向膜的細(xì)溝槽方向，按序旋轉(zhuǎn)排列。如果電場未形成，光線就會順利的從偏光板射入，液晶分子將其行進方向旋轉(zhuǎn)，然后從另一邊射出。如果在兩片導(dǎo)電玻璃通電之后，玻璃間就會造成電場，進而影響其間液晶分子的排列，使分子棒進行扭轉(zhuǎn)，光線便無法穿透，進而遮住光源。這樣得到光暗對比的現(xiàn)象，就叫做扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)，簡稱TNFE（twisted nematic field effect）。電子領(lǐng)域中所用的液晶顯示器，幾乎都是用扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)原理制成的。 2、超扭曲向列型（STN－Super TN）顯示原理 STN型的顯示原理與TN相類似。不同的是，TN扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)的液晶分子是將入射光旋轉(zhuǎn)90度，而STN超扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)是將入射光旋轉(zhuǎn)180~270度。 必須在這里指出的是，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液晶顯示器由于液晶材料的關(guān)系，以及光線的干涉現(xiàn)象，因此顯示的色調(diào)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（color filter），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、黃、藍(lán)三原色，再經(jīng)由三原色比例之調(diào)和，也可以顯示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶顯示器顯示屏幕做的越大，其屏幕對比度就會顯得較差，不過藉由STN的改良技術(shù)，亦可以在一定程度上彌補對比度不足的情況。 3、雙層超扭曲向列型（DSTN－Dual Scan Tortuosity Nomograph）顯示原理 DSTN是通過雙掃描方式來掃描扭曲向列型液晶顯示屏，從而達到完成顯示目的。DSTN是由超扭曲向列型顯示器（STN）發(fā)展而來的。由于DSTN采用雙掃描技術(shù)，因此顯示效果相對STN來說，有大幅度提高。筆記本電腦剛出現(xiàn)時主要是使用STN，其后是DSTN。STN和DSTN的反應(yīng)時間都較慢，一般約為300ms左右。從液晶顯示原理來看，STN的原理是通過電場改變原為180度以上扭曲的液晶分子的排列，達到改變旋光狀態(tài)的目的。外加電場則通過逐行掃描的方式改變電場，因此在電場反復(fù)改變電壓的過程中，每一點的恢復(fù)過程都較慢，這樣就會產(chǎn)生余輝現(xiàn)象。用戶能感覺到拖尾（余輝）現(xiàn)象，也就是一般俗稱的“偽彩”。由于DSTN顯示屏上每個像素點的亮度和對比度都不能獨立控制，造成其顯示效果欠佳。由這種液晶體所構(gòu)成的液晶顯示器對比度和亮度都比較差、屏幕觀察范圍也較小、色彩不夠豐富，特別是反應(yīng)速度慢，不適于高速全動圖像、視頻播放等應(yīng)用。一般只用于文字、表格和靜態(tài)圖像處理，但是它結(jié)構(gòu)簡單并且價格相對低廉，耗能也比TFT-LCD少，而視角小也可以通過防止窺視屏幕內(nèi)容達到保密作用，結(jié)構(gòu)簡單也減小整機體積和重量。。 由于DSTN顯示屏上的像素信息是由屏幕左右兩側(cè)的一整行晶體管控制下的像素來顯示，而且每個像素點不能自身發(fā)光，是無源像點。所以反應(yīng)速度不快，屏幕刷新后更可能留下幻影，其對比度和亮度也比較低，看到的圖像要比CRT顯示器里的暗得多。 而HPA則被稱為高性能定址或快速DSTN 。它是DSTN的改良型，能提供比DSTN更快的反應(yīng)時間、更高的對比度和更大的視角。再加上它具有與DSTN相近的成本。 4、薄膜晶體管型（TFT－Thin Film Transistor）顯示原理 TFT型的液晶顯示器較為復(fù)雜，主要是由：螢光管、導(dǎo)光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶體管等等構(gòu)成。首先，液晶顯示器必須先利用背光源，也就是螢光燈管投射出光源，這些光源會先經(jīng)過一個偏光板然后再經(jīng)過液晶。這時液晶分子的排列方式就會改變穿透液晶的光線角度，然后這些光線還必須經(jīng)過前方的彩色的濾光膜與另一塊偏光板。因此我們只要改變刺激液晶的電壓值就可以控制Z后出現(xiàn)的光線強度與色彩，這樣就能在液晶面板上變化出有不同色調(diào)的顏色組合了。 TFT-LCD的每個像素點都是由集成在自身上的TFT來控制的，它們是有源像素點。因此，不但反應(yīng)時間可以極大地加快，起碼可以到80ms左右；對比度和亮度也大大提高了；同時分辨率也得到了的提升。因為它具有更高的對比度和更豐富的色彩，熒屏更新頻率也更快，所以我們稱之為“真彩”。 與DSTN相比，TFT的主要特點是在每個像素配置一個半導(dǎo)體開關(guān)器件，其加工工藝類似于大規(guī)模集成電路。由于每個像素都可通過點脈沖直接控制，使得每個節(jié)點相對獨立，并可以連續(xù)控制。這樣不僅提高了反應(yīng)時間，同時在灰度控制上也可以做到非常精確，這就是TFT色彩較DSTN更為逼真的原因。TFT-LCD是目前Z好的LCD彩色顯示設(shè)備之一，TFT-LCD具有屏幕反應(yīng)速度快、對比度和亮度都較高、屏幕可視角度大、色彩豐富、分辨率高等等特點，克服了兩者的原有的許多缺點，在有源矩陣LCD中，除了TFT-LCD外，還有一種黑矩陣LCD。它是當(dāng)前的高品質(zhì)顯示技術(shù)產(chǎn)品。它的原理是將有源矩陣技術(shù)與特殊鍍膜技術(shù)相結(jié)合，既可以充分利用LCD的有源顯示特點，又可以利用特殊鍍膜技術(shù)，在減少背景光泄漏、增加屏幕黑度、提高對比度的作用，并可以同時減小在日常明亮工作環(huán)境下的眩光現(xiàn)象。

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  張M82 2017-09-03 00:00:00

  一）液晶的物理特性 液晶的物理特性是：當(dāng)通電時導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術(shù)上簡單地說，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過這層液晶時，液晶本身會排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數(shù)液晶都屬于有機復(fù)合物，由長棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入一個經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會順著槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。 （二）單色液晶顯示器的原理 LCD技術(shù)是把液晶灌入兩個列有細(xì)槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90度。但當(dāng)液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。 LCD是依賴極化濾光器(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機發(fā)散的。極化濾光器實際是一系列越來越細(xì)的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與diyi個垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個濾光器的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個極化濾光器相匹配，光線才得以穿透。（如圖1） 圖1 光線穿透示意圖 LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構(gòu)成，所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出diyi個濾光器后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，Z后從第二個濾光器中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光器擋住。總之，加電將光線阻斷，不加電則使光線射出。（如圖2） 圖2 光線阻斷示意圖 然而，可以改變LCD中的液晶排列，使光線在加電時射出，而不加電時被阻斷。但由于計算機屏幕幾乎總是亮著的，所以只有“加電將光線阻斷”的方案才能達到Z省電的目的。 從液晶顯示器的結(jié)構(gòu)來看，無論是筆記本電腦還是桌面系統(tǒng)，采用的LCD顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有液晶(LC)材料的5μm均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過diyi層偏振過濾層之后進入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。 三）彩色LCD顯示器的工作原理 對于筆記本電腦或者桌面型的LCD顯示器需要采用的更加復(fù)雜的彩色顯示器而言，還要具備專門處理彩色顯示的色彩過濾層。通常，在彩色LCD面板中，每一個像素都是由三個液晶單元格構(gòu)成，其中每一個單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍(lán)色的過濾器。這樣，通過不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。 LCD克服了CRT體積龐大、耗電和閃爍的缺點，但也同時帶來了造價過高、視角不廣以及彩色顯示不理想等問題。CRT顯示可選擇一系列分辨率，而且能按屏幕要求加以調(diào)整，但LCD屏只含有固定數(shù)量的液晶單元，只能在全屏幕使用一種分辨率顯示(每個單元就是一個像素)。 CRT通常有三個電子槍，射出的電子流必須精確聚集，否則就得不到清晰的圖像顯示。但LCD不存在聚焦問題，因為每個液晶單元都是單獨開關(guān)的。這正是同樣一幅圖在LCD屏幕上為什么如此清晰的原因。LCD也不必關(guān)心刷新頻率和閃爍，液晶單元要么開，要么關(guān)，所以在40～60Hz這樣的低刷新頻率下顯示的圖像不會比75Hz下顯示的圖像更閃爍。不過，LCD屏的液晶單元會很容易出現(xiàn)暇疵。對1024×768的屏幕來說，每個像素都由三個單元構(gòu)成，分別負(fù)責(zé)紅、綠和藍(lán)色的顯示一所以總共約需240萬個單元(1024×768×3＝2359296)。很難保證所有這些單元都完好無損。Z有可能的是，其中一部分己經(jīng)短路(出現(xiàn)“亮點”)，或者斷路(出現(xiàn)“黑點”)。所以說，并不是如此高昂的顯示產(chǎn)品并不會出現(xiàn)瑕疵。 LCD顯示屏包含了在CRT技術(shù)中未曾用到的一些東西。為屏幕提供光源的是盤繞在其背后的熒光管。有些時候，會發(fā)現(xiàn)屏幕的某一部分出現(xiàn)異常亮的線條。也可能出現(xiàn)一些不雅的條紋，一幅特殊的淺色或深色圖像會對相鄰的顯示區(qū)域造成影響。此外，一些相當(dāng)精密的圖案(比如經(jīng)抖動處理的圖像)可能在液晶顯示屏上出現(xiàn)難看的波紋或者干擾紋。 現(xiàn)在，幾乎所有的應(yīng)用于筆記本或桌面系統(tǒng)的LCD都使用薄膜晶體管（TFT）激活液晶層中的單元格。TFT LCD技術(shù)能夠顯示更加清晰，明亮的圖象。早期的LCD由于是非主動發(fā)光器件，速度低，效率差，對比度小，雖然能夠顯示清晰的文字，但是在快速顯示圖象時往往會產(chǎn)生陰影，影響視頻的顯示效果，因此，如今只被應(yīng)用于需要黑白顯示的掌上電腦，呼機或手機中。 隨著技術(shù)的日新月異，LCD技術(shù)也在不斷發(fā)展進步。目前各大LCD顯示器生產(chǎn)商紛紛加大對LCD的研發(fā)費用，力求突破LCD的技術(shù)瓶頸，進一步加快LCD顯示器的產(chǎn)業(yè)化進程、降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)用戶可以接受的價格水平。 （四）應(yīng)用與液晶顯示器的新技術(shù) （1）采用TFT型Active素子進行驅(qū)動 為了創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)畫面構(gòu)造，新技術(shù)采用了用獨有TFT型Active素子進行驅(qū)動。大家都知道，異常復(fù)雜的液晶顯示屏幕中Z重要的組成部分除了液晶之外，就要算直接關(guān)系到液晶顯示亮度的背光屏以及負(fù)責(zé)產(chǎn)生顏色的色濾光鏡。在每一個液晶像素上加裝上了Active素子來進行點對點控制，使得顯示屏幕與全統(tǒng)的CRT顯示屏相比有天壤之別，這種控制模式在顯示的精度上，會比以往的控制方式高得多，所以就在CRT顯示屏?xí)铣霈F(xiàn)圖像的品質(zhì)不良，色滲以及抖動非常厲害的現(xiàn)象，但在加入了新技術(shù)的LCD顯示屏上觀看時其畫面品質(zhì)卻是相當(dāng)賞心悅目的。 （2）利用色濾光鏡制作工藝創(chuàng)造色彩斑瀾的畫面 在色濾光鏡本體還沒被制作成型以前，就先把構(gòu)成其主體的材料加以染色，之后再加以灌膜制造。這種工藝要求有非常高的制造水準(zhǔn)。但與同其他普通的LCD顯示屏相比，用這種類型的制造出來的LCD，無論在解析度，色彩特性還是使用的壽命來說，都有著非常優(yōu)異的表現(xiàn)。從而使LCD能在高分辨率環(huán)境下創(chuàng)造色彩斑瀾的畫面。 （3）低反射液晶顯示技術(shù) 眾所周知，外界光線對液晶顯示屏幕具有非常大的干擾，一些LCD顯示屏，在外界光線比較強的時候，因為它表面的玻璃板產(chǎn)生反射，而干擾到它的正常顯示。因此在室外一些明亮的公共場所使用時其性能和可觀性會大大降低。目前很多LCD顯示器即使分辨率再高，其反射技術(shù)沒處理好，由此對實際工作中的應(yīng)用都是不實用的。單憑一些純粹的數(shù)據(jù)，其實是一種有偏差的去引導(dǎo)用戶的行為。而新款的LCD顯示器就采用的“低反射液晶顯示屏幕”技術(shù)就是在液晶顯示屏的Z外層施以反射防止涂裝技術(shù)（AR coat），有了這一層涂料，液晶顯示屏幕所發(fā)出的光澤感、液晶顯示屏幕本身的透光率、液晶顯示屏幕的分辨率、防止反射等這四個方面都但到了更好的改善。 （4）先進的“連續(xù)料界結(jié)晶矽”液晶顯示方式 在一些LCD產(chǎn)品中，在觀看動態(tài)影片的時候會出現(xiàn)畫面的延遲現(xiàn)象，這是由于整個液晶顯示屏幕的像素反應(yīng)速度顯得不足所造成的。為了提高像素反應(yīng)速度，新技術(shù)的LCD采用目前Z先進的Si TFT液晶顯示方式，具有比舊式LCD屏快600倍的像素反應(yīng)速度，效果真是不可同日而語。先進的“連續(xù)料界結(jié)晶矽”技術(shù)是利用特殊的制造方式，把原有的非結(jié)晶型透明矽電極，在以平常速率600倍的速度下進行移動，從而大大加快了液晶屏幕的像素反應(yīng)速度，減少畫面出現(xiàn)的延緩現(xiàn)象。 現(xiàn)在，低溫多晶硅技術(shù)、反射式液晶材料的研究已經(jīng)進入應(yīng)用階段，也會使LCD的發(fā)展進入一個嶄新的時代。而在液晶顯示器不斷發(fā)展的同時，其它平面顯示器也在進步中，等離子體顯示器（PDP）、場致發(fā)光陣列顯示器（FED）和發(fā)光聚合體顯示器（LEP）的技術(shù)將在未來掀起平板顯示器的新浪潮。其中，Z值得關(guān)注和看好的就是場致顯示器，它具有許多比液晶顯示器更出色的性能……不過可以斷定，LCD顯示技術(shù)進入新紀(jì)元，作為另一支顯示產(chǎn)品的生力軍，它們將可能取代CRT顯示器。

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