1、一、液晶顯示器基本常識LCD基本常識液晶顯示是一種被動的顯示，它不能發光，只能使用周圍環境的光。它顯示圖案或字符只需很小能量。正因為低功耗和小型化使 LCD成為較佳的顯示方式。 液晶顯示所用的液晶材料是一種兼有液態和固體雙重性質的有機物，它的棒狀結構在液晶盒內一般平行排列，但在電場作用下能改變其排列方向。 對于正性TN-LCD，當未加電壓到電極時，LCD處于"OFF"態，光能透過LCD呈白態；當在電極上加上電壓LCD處于"ON"態，液晶分子長軸方向沿電場方向排列，光不能透過LCD，呈黑態。有選擇地在電極上施加電壓，就可以顯示出不同的圖案。 對于STN-L

2、CD，液晶的扭曲角更大，所以對比度更好，視角更寬。STN-LCD是基于雙折射原理進行顯示，它的基色一般為黃綠色，字體藍色，成為黃綠模。當使用紫色偏光片時，基色會變成灰色成為灰模。當使用帶補償膜的偏光片，基色會變成接近白色，此時STN成為黑白模即為FSTN,以上三種模式的偏光片轉90°，即變成了藍模，效果會更佳。 二、液晶顯示器件的結構下圖是一個反射式TN型液晶顯示器的結構圖.   從圖中可以看出,液晶顯示器是一個由上下兩片導電玻璃制成的液晶盒，盒內充有液晶，四周用密封材料-膠框（一般為環氧樹脂）密封，盒的兩個外側貼有偏光片。 液晶盒中上下玻璃片之間的間隔，即通常所說的盒厚，

3、一般為幾個微米（人的準確性直徑為幾十微米）。上下玻璃片內側，對應顯示圖形部分，鍍有透明的氧化甸-氧化錫（簡稱ITO）導電薄膜，即顯示電極。電極的作用主要是使外部電信號通過其加到液晶上去。 液晶盒中玻璃片內側的整個顯示區覆蓋著一層定向層。定向層的作用是使液晶分子按特定的方向排列，這個定向層通常是一薄層高分子有機物，并經摩擦處理；也可以通過在玻璃表面以一定角度用真空蒸鍍氧化硅薄膜來制備。 在TN型液晶顯示器中充有正性向列型液晶。液晶分子的定向就是使長棒型的液晶分子平行于玻璃表面沿一個固定方向排列，分子長軸的方向沿著定向處理的方向。上下玻璃表面的定向方向是相互垂直的，這樣，在垂直于玻璃片表面的方向，

4、盒內液晶分子的取向逐漸扭曲，從上玻璃片到下玻璃片扭曲了90°（參見下圖），這就是扭曲向列型液晶顯示器名稱的由來。    實際上，靠近玻璃表面的液晶分子并不完全平等于玻璃表面，而是與其成一定的角度，這個角度稱為預傾角，一般為1°2°。 液晶盒中玻璃片的兩個外側分別巾有偏光片，這兩片偏光片的偏光軸相互平行（黑底白字的常黑型）或相互正交（白底黑字的常白型），且與液晶盒表面定向方向相互平行或垂直。偏光片一般是將高分子塑料薄膜在一定的工藝條件下進行加工而成的。 我們通常所見的多是反向型的液晶顯示器，這種顯示器在下邊的偏振片后還貼有一片反光片。這

5、樣，光的入射和觀察都是在液晶盒的同一側。 TN、HTN、STN的結構： FSTN、ECB-Multi-color STN的結構：   Color STN的結構： 三、液晶顯示器件的基本性能 §         電光性能：LCD光學透過率隨電壓變化的曲線，如圖1。 §         響應速度：LCD加電壓后，透過率變化的快慢程度，如圖2。 §    

6、0;    對比度：LCD在選態透過率與非選態透過率的比值。如圖3。 §         視角圖：LCD在不同視角下觀察所獲得的等對比度曲線圖。如圖4。 §         溫度性能：由于液晶材料本身的物理性質隨溫度變化而變化，因而引起LCD的閾值、透過光譜等會隨溫度漂移。 §         頻率

7、響應：LCD只能工作在一個適當的頻率范圍，太低會引起顯示閃動太高則液晶分子跟不上電場變化。 §         LCD功耗：指單位顯示面積的電流密度。 §         壽命： ·         工業品保證100000小時。 ·       &#

8、160; 民用品保證50000小時。 §         其他性能：防紫外、防眩目、防劃傷等。 四、液晶顯示器件的基本參數 LCD顯示類型 TN型： STN型： 顯示模式 背景 前景 黃綠模 黃綠色 藍黑色 藍  模 藍色 白色 灰  模 灰白色 深藍色 黑白模 白色 黑色 照明方式 LCD有三種顯示方式：反射型，全透型和半透型。反射型LCD的底偏光片后面加了一塊反射板，它一般在戶外和光線良好的辦公室使用。全透型LCD的底偏光片是全透偏光片，它需要連續使用背光源，一般在光線差的環境使用

9、。半透型LCD是處于以上兩者之間，底偏光片能部分反光，一般也帶背光源，光線好的時候，可關掉背光源；光線差時，可點亮背光源使用LCD。 LCD顯示方式還分正性和負性。正性LCD呈現白底黑字，在反射和半透型LCD中顯示最佳；負性LCD呈現黑底白字，一般用于全透型LCD，加上背光源，字體清晰，易于閱讀。正顯模式（白底黑字）POSITIVE TYPE 負顯模式（黑底白字）NEGATIVE TYPE 溫度特性 類型 TN STN 工作溫度（） 050 -1060 -2070 -3080 050 -2070 儲存溫度（） -2060 -2070 -3080 -4090 -2060 -3080 LCD的采光

10、技術 顯示器件是被動型顯示器件，它本身不會發光，是靠調制外界光實現顯示的。外界光是液晶顯示器件進行顯示的前提條件。因此，在液晶顯示裝配、使用中，巧妙地解決采光，不僅可以保證和提高液晶顯示的質量，而且 一般液晶顯示的采光技術分為自然光采光技術和外光源設置技術。而外光源設置上，又有背光源、前光源和投影光源三類技術。 這里，我們就較為常見的背光源作簡單介紹:一. 背光源采光技術的兩大任務是： 1.使液晶顯示器件在有無外界光的環境下都能使用；2.提高背景光亮度，改善顯示效果。二. 分類： 現對常用的背照明光源，按如下分類說明： 光源種類 LED EL（電致發光） CCFL壽命(小時) 100,000

11、(半衰期)20005000 (半衰期）50008000 特點 優點 壽命長 分光特性好,無亮斑,薄而輕,耐振抗沖擊 在可見光范圍光譜峰值可任選,亮度高,壽命長，適于彩色化 缺點 單色光，調光難 壽命短，電壓高 不能調光，驅動電壓高，有一定厚度 發光方式 邊光 背光 一般為邊光 工作電壓 3.84.5V 60200V 5001000V 推薦工作電壓 70110V 工作頻率 - 501000Hz 20KHz 推薦工作頻率 - 400700Hz 工作電流 不定(由LED的數量決定） 0.10.25mA/cm2 46mA 電容值 - 1001000pF/cm2   工作溫度   -

12、30+50 +1050 存儲溫度   -40+60 -2060 存儲濕度   <70%RH   亮度     300035000cd/m2 功耗 不定(由LED的數量決定)   14W 顏色種類 黃、紅、綠、橙、白 EL是低亮度照明光源，發光顏色僅綠色、藍綠色、橙色。 白色 外接元器件 外接5V電源時須限流 需DC-AC逆變器 需DC-AC逆變器,串聯限流電阻100K200K 全透型和半全透型LCD一般都需要加背光源，其放置位置根據實際情況下面介紹幾種常見的背光源：   EL背光 LED背光 CCFL背光 電致發光(E

13、L)：EL背光源厚度薄，重量輕、發光均勻。它可用于不同顏色，但最常用于LCD白光背光。EL背光源功耗低，只需電壓80-110VAC，通過變壓器將5V,12V或24VDC轉變得到。EL背光源的半衰期約為2000-5000小時。 發光二極管(LED):LED背光源主要用于字符型模塊。比EL壽命更長（最少5000小時），光更強，但能耗更大。作為固態裝置，它直接使用5VDC。LCD一般直接排列在LCD的后面，厚度要增加5mm，LED可以發不同顏色的光，最常見的是黃綠光。 冷陰極熒光燈(CCFL):CCFL能夠提供能耗低，光亮強的白光。它由冷陰極熒光管發光，通過散射器將光均勻分散在視窗區。側背光源體積小

14、，能耗低，但CCFL需要一個變壓器來供應270-300VAC的電源。它主要用于圖形LCD，壽命達10000-15000小時。 LCD的視角 視角簡單地說就是顯示圖案能看得清楚的角度。它是由定向層的摩擦方向決定，不能通過旋轉偏光片改變。視角以時針的鐘點來命名，如6:00視角，12:00視角等等。6:00視角就是指在6點時針的平面方向到法線方向這個區域LCD顯示效果理想；12:00視角是指12點時針的平面到法線方向區域顯示理想。 LCD的視角是由LCD顯示屏在儀器上的位置來確定。例如計算器一般放在桌上或拿在手上使用，LCD做成6:00視角最好。有些儀器上的LCD屏裝在低于人眼視線以下，一般做成12

15、:00視角。汽車上的時鐘一般裝在駕駛員的右邊，做成9:00的視角最佳。   LCD視角示意圖 LCD模塊 早期液晶顯示器只生產LCD屏，驅動部分由客戶自己設計制作。目前LCD生產廠家把LCD屏連接到COB板（帶IC的PCB板）上，就做成了LCD模塊。LCD模塊分字符型模塊和圖象型模塊。字符模塊有14行，劃分1640個字塊，每個字塊由5x7點陣組成。每個字塊單獨驅動。圖象型模塊由多行多列的點陣象素組成，每個象素單獨驅動，可顯示文本、圖象或同時顯示文本和圖象。圖象型模塊需要IC來控制，這種控制IC有些也裝在LCD模塊上。 < normal">字符型模塊可使用TN-L

16、CD或者STN-LCD，但圖象型模塊都是采用STN-LCD。大多數模塊的背光源可用EL或者LED。五、IC與LCD的常見連接方式 IC與LCD的常見連接方式 SMT是英文"Surface mount technology"的縮寫即表面安裝技術，這是一種較傳統的安裝方式。其優點是可靠性高，缺點是體積大，成本高，限制LCM的小型化。COB是英文"Chip On Board"的縮寫 即芯片被邦定（Bonding)在PCB上，這樣可省去PCB板等料件，可大大的模塊減少體積，同時在價格方面也可降低成本。由于IC制造商在LCD控制及相關芯片的生產上正 在減小QFP（

17、SMT的一種）封裝的產量，因此，在今后的產品中傳統的SMT方式將被逐步取代。TAB是英文"Tape Aotomated Bonding"的縮寫 即各向異性導電膠連接方式。將封裝形式為TCP（Tape Carrier Package帶載封裝)的IC用各向異性導電膠分別固定在LCD和PCB上。這種安裝方式可減小LCM的重量、 體積、安裝方便、可靠性較好！ COG 是英文"Chip On Glass"的縮寫 即芯片被直接邦定在玻璃上。這種安裝方式可大大減小整個LCD模塊的體積，且易于大批量生產，適用于消費類電子產品用的LCD，如：手機、PDA等便攜式電子產品。

18、這種安裝方式在IC生產商的推動下，將會是今后IC與LCD的主要連接方式。COF 是英文"Chip On Film"的縮寫 即芯片被直接安裝在柔性PCB上。這種連接方式的集成度較高，外圍元件可以與IC一起安裝在柔性PCB上，這是一種新興技術，目前已進入試生產階段。 六、LCD專業術語解釋 LCD： Liquid Crystal Display 液晶顯示 LCM：Liquid Crystal Module 液晶模塊 TN ：Twisted Nematic 扭曲向列。液晶分子的扭曲取向偏轉90° STN： Super Twisted Nematic 超級扭曲向

19、列。約180270°扭曲向列 FSTN：Formulated Super Twisted Nematic 格式化超級扭曲向列。一層光程補償片加于 STN ，用于單色顯示 TFT：Thin Film Transistor 薄膜晶體管 COB： Chip On Board 通過邦定將IC裸片固定于印刷線路板上 COF：Chip On FPC 將IC固定于柔性線路板 上 COG ：Chip On Glass 將芯片固定于玻璃上 Backlight ： 背光 LED Light Emitting Diode 發光二極管 EL Electro Luminescence 電致發光。EL層由高分子

20、量薄片構 Inverter ： 逆變器 成 OSD ： On Screen Display 在屏上顯示 DVI ： Digital Visual Interface （VGA）數字接口 LVDS：Low Voltage Differential Signaling 低壓差分信號 IC：Integrate Circuit 集成電路 TCP ： Tape Carrier Package 柔性線路板 Duty：占空比，高出點亮的閥值電壓的部分在一個周期中所占的比率 CCFL(CCFT) ： Cold Cathode Fluorescent Light/Tube 冷陰極熒光燈 PDP ： Plasma

21、 Display Panel 等離子顯示屏 CRT ：Cathode Radial Tube 陰極射線管 VGA ：Video Graphic Array 視頻圖形陣列 PCB ：Printed Circuit Board 印刷電路板 Composite video： 復合視頻 NTSC ：National Television Systems Committee NTSC制式,全國電視系統委員會制式 PAL ： Phase Alternating Line PAL制式(逐行倒相制式) SECAM： SEquential Couleur Avec Memoire SECAM制式(順序與存儲彩色

22、電視系統) VOD ：Video On Demand 視頻點播 DPI ：Dot Per Inch 點每英寸  七、液晶顯示原理 TFT液晶顯示原理 TFT型的液晶顯示器較為復雜，主要的構成包括了，螢光管、導光板、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。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，這些光源會先經過一個偏光板然后再經過液晶，這時液晶分子的排列方式進而改變穿透液晶的光線角度。然后這些光線接下來還必須經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最后出現的光線強度與色彩，并進而能在液晶面板上變化出有不同深淺的顏色組合了。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180270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，以及光線的干涉現象，因此顯示的色調都以淡綠色與橘色為主。但如果在傳統單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片（color filte