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一、液晶显示器基本常识HYPERLINKhttp://www.sziec.com/\l0INCLUDEPICTUREhttp://www.sziec.com/images/photo
07.gif\*MERGEFORMATLCD基本常识液晶显示是一种被动的显示,它不能发光,只能使用周围环境的光它显示图案或字符只需很小能量正因为低功耗和小型化使LCD成为较佳的显示方式液晶显示所用的液晶材料是一种兼有液态和固体双重性质的有机物,它的棒状结构在液晶盒内一般平行排列,但在电场作用下能改变其排列方向对于正性TN-LCD,当未加电压到电极时,LCD处于OFF态,光能透过LCD呈白态;当在电极上加上电压LCD处于ON态,液晶分子长轴方向沿电场方向排列,光不能透过LCD,呈黑态有选择地在电极上施加电压,就可以显示出不同的图案对于STN-LCD,液晶的扭曲角更大,所以对比度更好,视角更宽STN-LCD是基于双折射原理进行显示,它的基色一般为黄绿色,字体蓝色,成为黄绿模当使用紫色偏光片时,基色会变成灰色成为灰模当使用带补偿膜的偏光片,基色会变成接近白色,此时STN成为黑白模即为FSTN以上三种模式的偏光片转90°,即变成了蓝模,效果会更佳
二、液晶显示器件的结构HYPERLINKhttp://www.sziec.com/\l0INCLUDEPICTUREhttp://www.sziec.com/images/photo
07.gif\*MERGEFORMAT下图是一个反射式TN型液晶显示器的结构图. 从图中可以看出液晶显示器是一个由上下两片导电玻璃制成的液晶盒,盒内充有液晶,四周用密封材料-胶框(一般为环氧树脂)密封,盒的两个外侧贴有偏光片液晶盒中上下玻璃片之间的间隔,即通常所说的盒厚,一般为几个微米(人的准确性直径为几十微米)上下玻璃片内侧,对应显示图形部分,镀有透明的氧化甸-氧化锡(简称ITO)导电薄膜,即显示电极电极的作用主要是使外部电__通过其加到液晶上去液晶盒中玻璃片内侧的整个显示区覆盖着一层定向层定向层的作用是使液晶分子按特定的方向排列,这个定向层通常是一薄层高分子有机物,并经摩擦处理;也可以通过在玻璃表面以一定角度用真空蒸镀氧化硅薄膜来制备在TN型液晶显示器中充有正性向列型液晶液晶分子的定向就是使长棒型的液晶分子平行于玻璃表面沿一个固定方向排列,分子长轴的方向沿着定向处理的方向上下玻璃表面的定向方向是相互垂直的,这样,在垂直于玻璃片表面的方向,盒内液晶分子的取向逐渐扭曲,从上玻璃片到下玻璃片扭曲了90°(参见下图),这就是扭曲向列型液晶显示器名称的由来 实际上,靠近玻璃表面的液晶分子并不完全平等于玻璃表面,而是与其成一定的角度,这个角度称为预倾角,一般为1°~2°液晶盒中玻璃片的两个外侧分别巾有偏光片,这两片偏光片的偏光轴相互平行(黑底白字的常黑型)或相互正交(白底黑字的常白型),且与液晶盒表面定向方向相互平行或垂直偏光片一般是将高分子塑料薄膜在一定的工艺条件下进行__而成的我们通常所见的多是反向型的液晶显示器,这种显示器在下边的偏振片后还贴有一片反光片这样,光的入射和观察都是在液晶盒的同一侧TN、HTN、STN的结构FSTN、ECB-Multi-colorSTN的结构 ColorSTN的结构
三、液晶显示器件的基本性能HYPERLINKhttp://www.sziec.com/\l0INCLUDEPICTUREhttp://www.sziec.com/images/photo
07.gif\*MERGEFORMAT§ 电光性能LCD光学透过率随电压变化的曲线,如图1§ 响应速度LCD加电压后,透过率变化的快慢程度,如图2§ 对比度LCD在选态透过率与非选态透过率的比值如图3§ 视角图LCD在不同视角下观察所获得的等对比度曲线图如图4§ 温度性能由于液晶材料本身的物理性质随温度变化而变化,因而引起LCD的阈值、透过光谱等会随温度漂移§ 频率响应LCD只能工作在一个适当的频率范围,太低会引起显示闪动太高则液晶分子跟不上电场变化§ LCD功耗指单位显示__的电流密度§ 寿命· 工业品保证_____0小时· 民用品保证50000小时§ 其他性能防紫外、防眩目、防划伤等
四、液晶显示器件的基本参数HYPERLINKhttp://www.sziec.com/\l0INCLUDEPICTUREhttp://www.sziec.com/images/photo
07.gif\*MERGEFORMATLCD显示类型TN型STN型显示模式背景前景黄绿模黄绿色蓝黑色蓝 模蓝色白色灰 模灰白色深蓝色黑白模白色黑色照明方式LCD有三种显示方式反射型,全透型和半透型反射型LCD的底偏光片后面加了一块反射板,它一般在户外和光线良好的办公室使用全透型LCD的底偏光片是全透偏光片,它需要连续使用背光源,一般在光线差的环境使用半透型LCD是处于以上两者之间,底偏光片能部分反光,一般也带背光源,光线好的时候,可关掉背光源;光线差时,可点亮背光源使用LCDLCD显示方式还分正性和负性正性LCD呈现白底黑字,在反射和半透型LCD中显示最佳;负性LCD呈现黑底白字,一般用于全透型LCD,加上背光源,字体清晰,易于阅读正显模式(白底黑字)POSITIVETYPE负显模式(黑底白字)NEGATIVETYPE温度特性类型TNSTNⅠⅡⅢⅣⅠⅡ工作温度(℃)0~50-10~60-20~70-30~800~50-20~70储存温度(℃)-20~60-20~70-30~80-40~90-20~60-30~80LCD的采光技术 显示器件是被动型显示器件,它本身不会发光,是靠调制外界光实现显示的外界光是液晶显示器件进行显示的前提条件因此,在液晶显示装配、使用中,巧妙地解决采光,不仅可以保证和提高液晶显示的质量,而且一般液晶显示的采光技术分为自然光采光技术和外光源设置技术而外光源设置上,又有背光源、前光源和投影光源三类技术这里,我们就较为常见的背光源作简单介绍:一.背光源采光技术的两大任务是
1.使液晶显示器件在有无外界光的环境下都能使用;
2.提高背景光亮度,改善显示效果二.分类现对常用的背照明光源,按如下分类说明 光源种类LEDEL(电致发光)CCFL寿命小时100000半衰期2000~5000半衰期)5000~8000特点优点寿命长分光特性好无亮斑薄而轻耐振抗冲击在可见光范围光谱峰值可任选亮度高寿命长,适于彩色化缺点单色光,调光难寿命短,电压高不能调光,驱动电压高,有一定厚度发光方式边光背光一般为边光工作电压
3.8~
4.5V60~200V500~1000V推荐工作电压70~110V工作频率-50~1000Hz20KHz推荐工作频率-400~700Hz工作电流不定由LED的数量决定)
0.1~
0.25__/cm24~6__电容值-100~1000pF/cm2 工作温度 -30℃~+50℃+10℃~50℃存储温度 -40℃~+60℃-20℃~60℃存储湿度 70%RH 亮度 3000~35000cd/m2功耗不定由LED的数量决定 1~4W颜色种类黄、红、绿、橙、白EL是低亮度照明光源,发光颜色仅绿色、蓝绿色、橙色白色外接元器件外接5V电源时须限流需DC-AC逆变器需DC-AC逆变器串联限流电阻100KΩ~200KΩ全透型和半全透型LCD一般都需要加背光源,其放置位置根据实际情况下面介绍几种常见的背光源 EL背光LED背光CCFL背光电致发光EL EL背光源厚度薄,重量轻、发光均匀它可用于不同颜色,但最常用于LCD白光背光EL背光源功耗低,只需电压80-110VAC,通过变压器将5V12V或24VDC转变得到EL背光源的半衰期约为2000-5000小时发光二极管LED:LED背光源主要用于字符型模块比EL寿命更长(最少5000小时),光更强,但能耗更大作为固态装置,它直接使用5VDCLCD一般直接排列在LCD的后面,厚度要增加5mm,LED可以发不同颜色的光,最常见的是黄绿光冷阴极荧光灯CCFL:CCFL能够提供能耗低,光亮强的白光它由冷阴极荧光管发光,通过散射器将光均匀分散在视窗区侧背光源体积小,能耗低,但CCFL需要一个变压器来供应270-300VAC的电源它主要用于图形LCD,寿命达_____-15000小时LCD的视角视角简单地说就是显示图案能看得清楚的角度它是由定向层的摩擦方向决定,不能通过旋转偏光片改变视角以时针的钟点来命名,如6:00视角,12:00视角等等6:00视角就是指在6点时针的平面方向到法线方向这个区域LCD显示效果理想;12:00视角是指12点时针的平面到法线方向区域显示理想LCD的视角是由LCD显示屏在仪器上的位置来确定例如计算器一般放在桌上或拿在手上使用,LCD做成6:00视角最好有些仪器上的LCD屏装在低于人眼视线以下,一般做成12:00视角汽车上的时钟一般装在驾驶员的右边,做成9:00的视角最佳 LCD视角示意图HYPERLINKjavascript:;INCLUDEPICTUREhttp://www.sziec.com/images/new_pa
20.jpg\*MERGEFORMATLCD模块早期液晶显示器只生产LCD屏,驱动部分由客户自己设计制作目前LCD生产厂家把LCD屏连接到COB板(带IC的PCB板)上,就做成了LCD模块LCD模块分字符型模块和图象型模块字符模块有1~4行,划分16~40个字块,每个字块由5x7点阵组成每个字块单独驱动图象型模块由多行多列的点阵象素组成,每个象素单独驱动,可显示文本、图象或同时显示文本和图象图象型模块需要IC来控制,这种控制IC有些也装在LCD模块上nor__l字符型模块可使用TN-LCD或者STN-LCD,但图象型模块都是采用STN-LCD大多数模块的背光源可用EL或者LED
五、IC与LCD的常见连接方式HYPERLINKhttp://www.sziec.com/\l0INCLUDEPICTUREhttp://www.sziec.com/images/photo
07.gif\*MERGEFORMATIC与LCD的常见连接方式__T是英文Su_____mounttechnology的缩写即表面__技术,这是一种较传统的__方式其优点是可靠性高,缺点是体积大,成本高,限制LCM的小型化COB是英文ChipOnBoard的缩写即芯片被邦定(Bonding在PCB上,这样可省去PCB板等料件,可大大的模块减少体积,同时在__方面也可降低成本由于IC制造商在LCD控制及相关芯片的生产上正在减小QFP(__T的一种)封装的产量,因此,在今后的产品中传统的__T方式将被逐步取代TAB是英文TapeAoto__tedBonding的缩写即各向异性导电胶连接方式将封装形式为TCP(TapeCarrierPackage带载封装的IC用各向异性导电胶分别固定在LCD和PCB上这种__方式可减小LCM的重量、体积、__方便、可靠性较好!COG 是英文ChipOnGlass的缩写即芯片被直接邦定在玻璃上这种__方式可大大减小整个LCD模块的体积,且易于大批量生产,适用于消费类电子产品用的LCD,如__、PDA等便携式电子产品这种__方式在IC生产商的推动下,将会是今后IC与LCD的主要连接方式 COF是英文ChipOnFilm的缩写即芯片被直接__在柔性PCB上这种连接方式的集成度较高,__元件可以与IC一起__在柔性PCB上,这是一种新兴技术,目前已进入试生产阶段
六、LCD专业术语解释HYPERLINKhttp://www.sziec.com/\l0INCLUDEPICTUREhttp://www.sziec.com/images/photo
07.gif\*MERGEFORMATLCD LiquidCrystalDisplay液晶显示LCM LiquidCrystalModule液晶模块TN TwistedNe__tic扭曲向列液晶分子的扭曲取向偏转90°STN SuperTwistedNe__tic超级扭曲向列约180~270°扭曲向列FSTN FormulatedSuperTwistedNe__tic格式化超级扭曲向列一层光程补偿片加于STN,用于单色显示TFT ThinFilmTransistor薄膜晶体管COB ChipOnBoard通过邦定将IC裸片固定于印刷线路板上COF ChipOnFPC将IC固定于柔性线路板上COG ChipOnGlass将芯片固定于玻璃上Backlight背光LEDLightEmittingDiode发光二极管ELElectroLumines__n__电致发光EL层由高分子量薄片构Inverter逆变器成OSD OnScreenDisplay在屏上显示DVI DigitalVisualInte_____(VGA)数字接口LVDS LowVoltageDifferentialSignaling低压差分__IC IntegrateCircuit集成电路TCP TapeCarrierPackage柔性线路板Duty占空比,高出点亮的阀值电压的部分在一个周期中所占的比率CCFLCCFT ColdCathodeFluores__ntLight/Tube冷阴极荧光灯PDP Pla__aDisplayPanel等离子显示屏CRT CathodeRadialTube阴极射线管VGA VideoGraphicArray视频图形阵列PCB PrintedCircuitBoard印刷电路板Compositevideo复合视频NTSC NationalTelevisionSystemsCommitteeNTSC制式全国电视系统委员会制式PAL PhaseAlternatingLinePAL制式逐行倒相制式SECAM SEquentialCouleur__ecMemoireSECAM制式顺序与存储彩色电视系统VOD VideoOnDe__nd视频点播DPI DotPerInch点每英寸
七、液晶显示原理http://___.sziec.com/\l111HYPERLINKhttp://www.sziec.com/\l0INCLUDEPICTUREhttp://www.sziec.com/images/photo
07.gif\*MERGEFORMATTFT液晶显示原理TFT型的液晶显示器较为复杂,主要的构成包括了,萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等首先液晶显示器必须先利用背光源,也就是萤光灯管投射出光源,这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶,这时液晶分子的排列方式进而改变穿透液晶的光线角度然后这些光线接下来还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板因此我们只要改变__液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩,并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合了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TN型液晶显示原理TN型的液晶显示技术可说是液晶显示器中最基本的,而之后其它种类的液晶显示器也可说是以TN型为原点来加以改良同样的,它的运作原理也较其它技术来的简单,请读者参照__的__图中所表示的是TN型液晶显示器的简易构造图,包括了垂直方向与水平方向的偏光板,具有细纹沟槽的配向膜,液晶材料以及导电的玻璃基板不加电场的情况下,入射光经过偏光板后通过液晶层,偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90度,离开液晶层时,其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致,因此光线能顺利通过,整个电极面呈光亮当加入电场的情况时,每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致,液晶层因此失去了旋光的能力,结果来自入射偏光片的偏光,其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系,并无法通过,电极面因此呈现黑暗的状态其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间,液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列,如果电场未形成,光线会顺利的从偏光板射入,依液晶分子旋转其行进方向,然后从另一边射出如果在两片导电玻璃通电之后,两片玻璃间会造成电场,进而影响其间液晶分子的排列,使其分子棒进行扭转,光线便无法穿透,进而遮住光源这样所得到光暗对比的现象,叫做扭转式向列场效应,简称TNFE(twistedne__ticfieldeffect)在电子产品中所用的液晶显示器,几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成。