發文數：4169
發表時間：2002-08-08 04:21:00
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一、什麼是液晶
初中物理就學習過物質有三態：固態、液態和氣態。其實所謂的三態只是大致的區分，有些物質的固態可以再被細分出不同性質的狀態。同樣，液體也同樣可具有不同的“態”，其中分子排列具有方向性的液體我們就稱之為“液態晶體”，簡稱“液晶”。
一般的固態晶體具有方向性，所以它們的許多物理特性也具有方向性。液態晶體在具有一般晶體的方向性的同時又具有液體的流動性。如果要改變固態晶體方向必須旋轉整個晶體，而液態晶體就不同了，它的方向可由電場或磁場來控制。
STN和TFT都是使用一種被稱為“向列型”液晶(Nematic)的物質，它呈絲狀，利用電場來控制“絲狀”液晶的方向是應用上常用的方法。用液態晶體制作的組件，通常都將液態晶體包在兩片玻璃中。在玻璃的表面鍍一層叫做配向劑的物質，由它的種類及處理方法可控制在沒有外電場時液晶的排列情況。
二、STN液晶原理
世界上第一台液晶顯示器出現在七十年代初，被稱之為TN型液晶顯示器(Twisted Nematic，扭曲向列)。八十年代，STN型液晶顯示器(Super Twisted Nematic，超扭曲向列)出現，同時TFT液晶顯示器(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)技術被提出。
我們就先來講講TN型液晶的原理，STN LCD和TN LCD的顯示原理相同，只是液晶分子的扭曲角度不同。
向列型液晶夾在兩片玻璃中間，這種玻璃的表面上先鍍有一層透明而導電的薄膜以作電極之用，然后在有薄膜電極的玻璃上鍍表面配向劑，以使液晶順著一個特定且平行於玻璃表面的方向排列。液晶的自然狀態具有90度的扭曲，利用電場可使液晶旋轉，液晶的折射系數隨液晶的方向而改變，影響的結果是光經過TN型液晶后偏極性發生變化。只要選擇適當的厚度使光的偏極性剛好改變90°，就可利用兩個平行偏光片使得光完全不能通過。而足夠大的電壓又可以使得液晶方向與電場方向平行，這樣光的偏極性就不會改變，光就可通過第二個偏光片。於是，就可控制光的明暗了。前面說了，STN型液晶與TN型液晶的顯示原理相同，只是它將入射光旋轉180～270度，而不是90度。而且，單純的TN型液晶顯示器本身只有明暗兩種變化。而STN液晶則以淡綠色和橘色為主。但如果在傳統單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片，並將單色顯示矩陣中的每一像素分成三個子像素，分別通過彩色濾光片顯示紅、綠、藍三原色，就可以顯示出色彩了。
三、TFT液晶原理
由於TN和STN型的液晶的顯示原理所限，如果它的顯示部份越做越大，那麼中心部份的電極反應時間可能就會比較長。其實這對於手機來講並不是很大的問題，因為目前的手機顯示屏都比較小，液晶反應時間的影響就比較小。但是對於筆記本等需要大屏幕液晶顯示器的設備來說，太慢的液晶反應時間就會嚴重影響顯示效果，因此TFT液晶技術引起了廠商的注意。並且，彩屏在手機中應用得越來越多，在新一代產品中很多都支持65536色顯示，有的甚至支持16萬色顯示，這時TFT的高對比度，色彩豐富的優勢就更顯得重要了。
STN型液晶屬於反射式LCD器件，它的好處是功耗小，但在比較暗的環境中清晰度很差，所以不得不配備外部照明光源。而TFT液晶採用“背透”與“反射”相結合的方式，在液晶的背部設置特殊光管。這就是為什麼我們看到有的手機顯示屏旁好像有“照明燈”，而有的手機的光線則好像是顯示屏本身發出來的原因了。而且，液晶顯示屏的背光技術也在不斷地進步，由單色到彩色，由厚到薄，由側置熒光燈式到平板熒光燈式。
順便提一下，反射式LCD器件有黑底白字符(NB)和白底黑字符(NN)兩種，最近我們看到的V70的顯示屏就是屬於NB型，當然這肯定是融合了最新技術的增強型NB。好了，我們還是言歸正傳，繼續來講TFT液晶屏的顯示原理。TFT液晶顯示技術採用了“主動式矩陣”的方式來驅動。方法是利用薄膜技術所做成的電晶體電極，利用掃瞄的方法“主動地”控制任意一個顯示點的開與關。光源照射時先通過下偏光板向上透出，借助液晶分子傳導光線。電極導通時，液晶分子就像TN液晶的排列狀態一樣會發生改變，也通過遮光和透光來達到顯示的目的。聽起來這和TN型液晶的顯示原理差不多，的確如此。但不同的是，由於FET晶體管具有電容效應，能夠保持電位狀態，已經透光的液晶分子會一直保持這種狀態，直到FET電極下一次再加電改變其排列方式為止。而TN型液晶就沒有這個特性，液晶分子一旦沒有加以電場，立刻就返回原來的狀態，這是TFT液晶和TN液晶顯示原理的最大不同。
TFT液晶為每個像素都設有一個半導體開關，其加工工藝類似於大規模集成電路。由於每個像素都可以通過點脈沖直接控制，因而，每個節點都相對獨立，並可以進行連續控制，這樣的設計不僅提高了顯示屏的反應速度，同時可以精確控制顯示灰階，所以TFT液晶的色彩更逼真。
初中物理就學習過物質有三態：固態、液態和氣態。其實所謂的三態只是大致的區分，有些物質的固態可以再被細分出不同性質的狀態。同樣，液體也同樣可具有不同的“態”，其中分子排列具有方向性的液體我們就稱之為“液態晶體”，簡稱“液晶”。
一般的固態晶體具有方向性，所以它們的許多物理特性也具有方向性。液態晶體在具有一般晶體的方向性的同時又具有液體的流動性。如果要改變固態晶體方向必須旋轉整個晶體，而液態晶體就不同了，它的方向可由電場或磁場來控制。
STN和TFT都是使用一種被稱為“向列型”液晶(Nematic)的物質，它呈絲狀，利用電場來控制“絲狀”液晶的方向是應用上常用的方法。用液態晶體制作的組件，通常都將液態晶體包在兩片玻璃中。在玻璃的表面鍍一層叫做配向劑的物質，由它的種類及處理方法可控制在沒有外電場時液晶的排列情況。
二、STN液晶原理
世界上第一台液晶顯示器出現在七十年代初，被稱之為TN型液晶顯示器(Twisted Nematic，扭曲向列)。八十年代，STN型液晶顯示器(Super Twisted Nematic，超扭曲向列)出現，同時TFT液晶顯示器(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)技術被提出。
我們就先來講講TN型液晶的原理，STN LCD和TN LCD的顯示原理相同，只是液晶分子的扭曲角度不同。
向列型液晶夾在兩片玻璃中間，這種玻璃的表面上先鍍有一層透明而導電的薄膜以作電極之用，然后在有薄膜電極的玻璃上鍍表面配向劑，以使液晶順著一個特定且平行於玻璃表面的方向排列。液晶的自然狀態具有90度的扭曲，利用電場可使液晶旋轉，液晶的折射系數隨液晶的方向而改變，影響的結果是光經過TN型液晶后偏極性發生變化。只要選擇適當的厚度使光的偏極性剛好改變90°，就可利用兩個平行偏光片使得光完全不能通過。而足夠大的電壓又可以使得液晶方向與電場方向平行，這樣光的偏極性就不會改變，光就可通過第二個偏光片。於是，就可控制光的明暗了。前面說了，STN型液晶與TN型液晶的顯示原理相同，只是它將入射光旋轉180～270度，而不是90度。而且，單純的TN型液晶顯示器本身只有明暗兩種變化。而STN液晶則以淡綠色和橘色為主。但如果在傳統單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片，並將單色顯示矩陣中的每一像素分成三個子像素，分別通過彩色濾光片顯示紅、綠、藍三原色，就可以顯示出色彩了。
三、TFT液晶原理
由於TN和STN型的液晶的顯示原理所限，如果它的顯示部份越做越大，那麼中心部份的電極反應時間可能就會比較長。其實這對於手機來講並不是很大的問題，因為目前的手機顯示屏都比較小，液晶反應時間的影響就比較小。但是對於筆記本等需要大屏幕液晶顯示器的設備來說，太慢的液晶反應時間就會嚴重影響顯示效果，因此TFT液晶技術引起了廠商的注意。並且，彩屏在手機中應用得越來越多，在新一代產品中很多都支持65536色顯示，有的甚至支持16萬色顯示，這時TFT的高對比度，色彩豐富的優勢就更顯得重要了。
STN型液晶屬於反射式LCD器件，它的好處是功耗小，但在比較暗的環境中清晰度很差，所以不得不配備外部照明光源。而TFT液晶採用“背透”與“反射”相結合的方式，在液晶的背部設置特殊光管。這就是為什麼我們看到有的手機顯示屏旁好像有“照明燈”，而有的手機的光線則好像是顯示屏本身發出來的原因了。而且，液晶顯示屏的背光技術也在不斷地進步，由單色到彩色，由厚到薄，由側置熒光燈式到平板熒光燈式。
順便提一下，反射式LCD器件有黑底白字符(NB)和白底黑字符(NN)兩種，最近我們看到的V70的顯示屏就是屬於NB型，當然這肯定是融合了最新技術的增強型NB。好了，我們還是言歸正傳，繼續來講TFT液晶屏的顯示原理。TFT液晶顯示技術採用了“主動式矩陣”的方式來驅動。方法是利用薄膜技術所做成的電晶體電極，利用掃瞄的方法“主動地”控制任意一個顯示點的開與關。光源照射時先通過下偏光板向上透出，借助液晶分子傳導光線。電極導通時，液晶分子就像TN液晶的排列狀態一樣會發生改變，也通過遮光和透光來達到顯示的目的。聽起來這和TN型液晶的顯示原理差不多，的確如此。但不同的是，由於FET晶體管具有電容效應，能夠保持電位狀態，已經透光的液晶分子會一直保持這種狀態，直到FET電極下一次再加電改變其排列方式為止。而TN型液晶就沒有這個特性，液晶分子一旦沒有加以電場，立刻就返回原來的狀態，這是TFT液晶和TN液晶顯示原理的最大不同。
TFT液晶為每個像素都設有一個半導體開關，其加工工藝類似於大規模集成電路。由於每個像素都可以通過點脈沖直接控制，因而，每個節點都相對獨立，並可以進行連續控制，這樣的設計不僅提高了顯示屏的反應速度，同時可以精確控制顯示灰階，所以TFT液晶的色彩更逼真。
豬頭立方 於 2016-05-28 16:49:39 修改文章內容
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發文數：1發表時間:2024-07-27 08:26:22