第二讲 液晶显示器件基础ppt课件.ppt
第二讲液晶显示器件基础,王丽娟2006年8月29日,1.液晶显示器原理2.液晶显示器的分类3.TFT-LCD的基本结构4.LCD的显示性能,2,问题,1.液晶显示原理（长白模式）？2.最后从液晶显示器发出的光占的百分比？3.PPI的定义？4.有源矩阵的优点？5.对比度多少时，可以很容易地显示生动丰富的色彩？,3,液晶材料的特点,近晶相液晶：分子排列成层，层内分子长轴相互平行。分子排列整齐，其规整性接近晶体，具有二维有序性。 向列相液晶：棒状分子仍保持着与分子轴方向平行的排列状态，但没有近晶相液晶的层状结构。分子的质心混乱无序。与近晶相相比，向列相液晶的粘度小，富于流动性。分子的排列和运动比较自由，对外界作用相当敏感，因而应用广泛。 胆甾相液晶：液晶分子呈扁平形状，排列成层，层内分子相互平行。不同层的分子长轴方向稍有变化，沿层的法线方向排列成螺旋结构。,液晶材料的特点：液晶材料通常是固态，是由于温度上升到清亮点而成为透明的液态，是具有液态的流动性和晶体的双折射性（光所通过的方向的不同，有不同的折射率）的合二为一的物质。,4,偏振片的偏光作用,1.液晶显示器原理,5,偏振片的工作原理,1.液晶显示器原理,6,液晶显示原理(长白模式）,1.液晶显示器原理,7,8,液晶显示原理(长黑模式）,1.液晶显示器原理,9,液晶显示原理,显示原理：当偏振片粘贴在注入液晶的液晶盒的上下玻璃基板上，并上下偏振片光轴正交时（偏振片的特点是只准许通过某一方面的振动的光），不加电压时，注入到液晶盒的液晶分子在界面处分别沿着上、下面玻璃PI（聚酰亚胺膜）的摩擦沟排列，从而在液晶盒上下玻璃基板表面的液晶分子排列成如上图的扭曲90度的状态。由背光源射出的光通过上面偏振片时，只有一个方向振动的光才能通过。然后，经液晶分子扭曲90度到达下面的偏振片，而与下面偏振片轴方向平行通过，为“白”态。当加上电压时，液晶分子不受上面及下面玻璃基板上的PI的细沟的影响，沿电场方向立起来同一方向排列与下面偏振片方向扭曲90度而光不能通过，被遮断光状态，为“黑”态。,彩晶使用的是长白模式,1.液晶显示器原理,10,液晶显示器分类,有源矩阵 三端子器件 MOSFET TFT CdSe（硒化镉） a-Si p-Si 二端子器件 BTB二极管 pin二极管 无源矩阵 TN STN 铁电液晶,2.液晶显示器的分类,11,无源矩阵,无源矩阵LCD：没有有源器件，只有被动器件，由纵列的像素电极X和横列的像素电极Y构成，其电极X和Y交点构成平行板电容，其电容之间加入液晶材料构成像素。,2.液晶显示器的分类,12,有源矩阵,有源矩阵LCD：有有源器件，在纵列像素电极X和横列像素电极Y交点上构成，其有源器件一侧连接数据信号，另一侧有平行板电容，其电容间加入液晶材料构成像素。,2.液晶显示器的分类,13,有源矩阵与无源矩阵对比,无源矩阵的缺点：存在交叉串扰现象；随着行列电极数目的增加 交叉效应的 程 度 会 加 剧；扫描行数 很大时，会失去显示功能 ；显示对比度伴随显示容量的增加而迅速降低 ；有源矩阵的优点：无行间串扰；的扫描行数从理论上讲可以做到无穷，实现大容量的信息显示；液晶像素上的充电电荷由于开关元件的断开而一帧周期内几乎保持不变，占空比几乎为 %；很容易实现全灰度的视频显示 。,2.液晶显示器的分类,14,交叉串扰的原因,交叉效应产生的主要原因是因为液晶器件具有双向通导特征， 外加电压只根据阻抗大小来分配电压 。,15,TFT LCD的切面结构图,3.TFT-LCD的基本结构,TFT LCD是用薄膜晶体管（thin film transistor，TFT）作有源器件做开关元件的液晶显示器。,a-Si TFT的结构及驱动原理,3.TFT-LCD的基本结构,a-Si TFT驱动LCD的基本电路构成,a-Si TFT有源矩阵液晶显示器：a-Si是指有源层采用的是半导体材料a-Si的LCD；TFT是指 薄膜晶体管；有源矩阵是指有TFT等有源元件的矩阵形结构的LCD。,3.TFT-LCD的基本结构,单元素的等效电路,3.TFT-LCD的基本结构,19,象素的等效电路,栅电极,源电极,漏电级,信号线,栅线,象素电极,存储电容,液晶盒,共用电极,MoALMo,MoALMo,MoALMo,MoW,MoW,MoW,ITO,ITO,a-Si岛,Cgd,Cds,Vg,Vs,Vp,20,开口率,开口率是像素的光通过部分面积与像素总面积的比例。,4.LCD的显示性能,21,灰度和色数,灰度就是根据亮度白和黑之间反差分成几个等级，显示亮度不同的反差以灰度表示。灰度级数：为2的数据比特数次方；彩色显示色数：为灰度级数的3次方。,4.LCD的显示性能,22,对比度,对比度是显示黑的状态下的透射率为基准，与显示白的状态透射率的比例。也就是黑的亮度与白的亮度的比，这个值越大，显示越清楚，越易读。在彩色现实中对比度越大，色的纯度越高。,4.LCD的显示性能,响应速度,响应速度是指信号由白到黑，由黑到白转换所需时间。,23,PPI与分辨率,东芝在EDEX大展发布最新研制的200PPI真正高分辨率TFT液晶显示屏。PPI所表示的是每平方英寸所拥有的像素（Pixel）数目。因此PPI数值越高，即代表显示屏能够以越高的密度显示图像。显示的密度越高，拟真度就越高。,4.LCD的显示性能,亮度,表示在单位面积上面画面明亮程度的量，具体的说，通过画面法线方向的光量的密度，其单位是cd/mm2或者用尼特表示，1尼特(nit)=cd/m2。,
