LCD技術(shù)詳細(xì)介紹

關(guān)于液晶

物質(zhì)有三種形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。

1888年，澳大利亞植物學(xué)者萊尼茨爾（Reinitzer）研究膽甾醇在植物中的作用時(shí)，用膽甾基苯進(jìn)行試驗(yàn)，無意間發(fā)現(xiàn)了液晶，但液晶的實(shí)際應(yīng)用直到二十世紀(jì)五十年代才開始。顧名思義，液晶是固液態(tài)之間的一種中間類狀態(tài)。液晶是一種有機(jī)化合物，在一定的溫度范圍內(nèi)，它既具有液體的流動(dòng)性、粘度、形變等機(jī)械性質(zhì)，又具有晶體的熱（熱效應(yīng)）、光（光學(xué)各向異性）、電（電光效應(yīng)）、磁（磁光效應(yīng)）等物理性質(zhì)。光線穿透液晶的路徑由構(gòu)成它的分子排列所決定。人們發(fā)現(xiàn)給液晶充電會(huì)改變它的分子排列，繼而造成光線的扭曲或折射。

液晶按照分子結(jié)構(gòu)排列的不同，分為三種：晶體顆粒粘土狀的稱為近晶相（Smectic）液晶、類似細(xì)火柴棒的稱為向列相（Nematic）液晶、類似膽固醇狀的稱為膽甾相（Cholestic）液晶。這三種液晶的物理特性都不盡相同，用于液晶顯示器的是第二類的向列相（Nematic）液晶。

LCD的原理

只有先認(rèn)識(shí)了它的結(jié)構(gòu)和原理，了解了它的技術(shù)和工藝特點(diǎn)，才能在選購時(shí)有的放矢，在應(yīng)用和維護(hù)時(shí)更加科學(xué)合理。液晶是一種有機(jī)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。LCD第一個(gè)特點(diǎn)是必須將液晶灌入兩個(gè)列有細(xì)槽的平面之間才能正常工作。這兩個(gè)平面上的槽互相垂直(90度相交)，也就是說，若一個(gè)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(gè)平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)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(shí)也被扭轉(zhuǎn)90度。但當(dāng)液晶上加一個(gè)電壓時(shí)，分子便會(huì)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的第二個(gè)特點(diǎn)是它依賴極化濾光片和光線本身，自然光線是朝四面八方隨機(jī)發(fā)散的，極化濾光片實(shí)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，極化濾光片的線正好與第一個(gè)垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個(gè)濾光片的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個(gè)極化濾光片相匹配，光線才得以穿透。LCD正是由這樣兩個(gè)相互垂直的極化濾光片構(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(gè)濾光片之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個(gè)濾光片后，會(huì)被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個(gè)濾光片中穿出。另一方面，若為液晶加一個(gè)電壓，分子又會(huì)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(gè)濾光片擋住?？傊与妼⒐饩€阻斷，不加電則使光線射出。當(dāng)然，也可以改變LCD中的液晶排列，使光線在加電時(shí)射出，而不加電時(shí)被阻斷。但由于液晶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(dá)到最省電的目的。

LCD的分類

可以將LCD分為被動(dòng)技術(shù)和主動(dòng)技術(shù)兩種，代表性的產(chǎn)品分別是DSTN（double-layer supertwist nematic雙層超扭曲向列相液晶）和TFT（thin film transistor薄膜晶體管）。 DSTN一直是被動(dòng)式筆記本顯示器的標(biāo)準(zhǔn)，HPA和CSTN則是被動(dòng)技術(shù)的最新改進(jìn)。HPA也被稱為高性能定址或快速DSTN。HPA和CSTN皆比DSTN提供了更好的對(duì)比度和亮度。CSTN的反應(yīng)時(shí)間現(xiàn)在已下降到100ms，并提供140度視角。

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)，因而顯示效果較STN有大幅度的提高。筆記本電腦剛出現(xiàn)時(shí)主要是使用STN。STN的反應(yīng)時(shí)間較慢，一般為300ms左右，用戶能感覺到拖尾（余輝）。由于DSTN 分上下兩屏同時(shí)掃描，所以在使用中有可能在顯示屏中央出現(xiàn)一條亮線。

主動(dòng)矩陣顯示屏通過薄膜晶體管直接尋址，這也是該技術(shù)名稱的由來，即TFT（薄膜晶體管）。TFT屬于有源矩陣液晶顯示器中的一種，反應(yīng)時(shí)間大大提高，已達(dá)到25ms。其具有更高的對(duì)比度和更豐富的色彩。相對(duì)DSTN而言，TFT的主要特點(diǎn)是每個(gè)像素都配置一個(gè)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(gè)像素都可通過點(diǎn)脈沖直接控制，因而每個(gè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，并可連續(xù)控制，這樣不僅提高了反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)在灰度控制上可以非常精確，這就是TFT色彩較DSTN更為逼真的原因。目前絕大部分筆記本電腦廠商的主流產(chǎn)品都是采用TFT顯示屏。

LCD和CRT（傳統(tǒng)顯示器）的比較以及購買時(shí)的注意事項(xiàng)

LCD的工作原理我們介紹過了，那么再介紹一下CRT，然后我們好比較。CRT的工作原理是由燈絲、陰極、控制柵組成電子槍，通電后燈絲發(fā)熱，陰極被激發(fā)，發(fā)射出電子流，電子流受到帶有高電壓的內(nèi)部金屬層的加速，經(jīng)過透鏡聚焦形成極細(xì)的電子束，打在熒光屏上，使熒光粉發(fā)光。電子束在偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場作用下，可以控制其射向熒光屏的指定位置，電子束打在熒光屏上后會(huì)形成一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，若干個(gè)發(fā)光點(diǎn)就可以組成圖象。RGB三色熒光點(diǎn)被不同強(qiáng)度的電子束擊中，就會(huì)產(chǎn)生各種色彩，通過控制電子束的強(qiáng)弱和通斷，則可以形成各種絢麗多彩的畫面。一般蔭罩式顯像管的內(nèi)部有一層類似篩子的網(wǎng)罩，電子束通過網(wǎng)眼打在呈三角形排列的熒光點(diǎn)上，三把電子槍分別對(duì)應(yīng)RGB三色，所以叫做"三槍三束"顯像管。蔭柵式顯像管(例如特麗瓏與鉆石瓏)的原理也是一樣，只不過此類顯像管的網(wǎng)罩是將許多光柵縱向固定在框里形成的。