LCD技術(shù)詳細介紹

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，無(wú)意間發(fā)現了液晶，但液晶的實(shí)際應用直到二十世紀五十年代才開(kāi)始。顧名思義，液晶是固液態(tài)之間的一種中間類(lèi)狀態(tài)。液晶是一種有機化合物，在一定的溫度范圍內，它既具有液體的流動(dòng)性、粘度、形變等機械性質(zhì)，又具有晶體的熱（熱效應）、光（光學(xué)各向異性）、電（電光效應）、磁（磁光效應）等物理性質(zhì)。光線(xiàn)穿透液晶的路徑由構成它的分子排列所決定。人們發(fā)現給液晶充電會(huì )改變它的分子排列，繼而造成光線(xiàn)的扭曲或折射。

液晶按照分子結構排列的不同，分為三種：晶體顆粒粘土狀的稱(chēng)為近晶相（Smectic）液晶、類(lèi)似細火柴棒的稱(chēng)為向列相（Nematic）液晶、類(lèi)似膽固醇狀的稱(chēng)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(lèi)的向列相（Nematic）液晶。

LCD的原理

只有先認識了它的結構和原理，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，在應用和維護時(shí)更加科學(xué)合理。液晶是一種有機復合物，由長(cháng)棒狀的分子構成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長(cháng)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(shuō)，若一個(gè)平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子東西向排列，而位于兩個(gè)平面之間的分子被強迫進(jìn)入一種90度扭轉的狀態(tài)。由于光線(xiàn)順著(zhù)分子的排列方向傳播，所以光線(xiàn)經(jīng)過(guò)液晶時(shí)也被扭轉90度。但當液晶上加一個(gè)電壓時(shí)，分子便會(huì )重新垂直排列，使光線(xiàn)能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉。LCD的第二個(gè)特點(diǎn)是它依賴(lài)極化濾光片和光線(xiàn)本身，自然光線(xiàn)是朝四面八方隨機發(fā)散的，極化濾光片實(shí)際是一系列越來(lái)越細的平行線(xiàn)。這些線(xiàn)形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線(xiàn)平行的所有光線(xiàn)，極化濾光片的線(xiàn)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(xiàn)。只有兩個(gè)濾光片的線(xiàn)完全平行，或者光線(xiàn)本身已扭轉到與第二個(gè)極化濾光片相匹配，光線(xiàn)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成，所以在正常情況下應該阻斷所有試圖穿透的光線(xiàn)。但是，由于兩個(gè)濾光片之間充滿(mǎn)了扭曲液晶，所以在光線(xiàn)穿出第一個(gè)濾光片后，會(huì )被液晶分子扭轉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(xiàn)不再扭轉，所以正好被第二個(gè)濾光片擋住?？傊?，加電將光線(xiàn)阻斷，不加電則使光線(xiàn)射出。當然，也可以改變LCD中的液晶排列，使光線(xiàn)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(zhù)的，所以只有"加電將光線(xiàn)阻斷"的方案才能達到最省電的目的。

LCD的分類(lèi)

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準，HPA和CSTN則是被動(dòng)技術(shù)的最新改進(jìn)。HPA也被稱(chēng)為高性能定址或快速DSTN。HPA和CSTN皆比DSTN提供了更好的對比度和亮度。CSTN的反應時(shí)間現在已下降到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(lái)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。筆記本電腦剛出現時(shí)主要是使用STN。STN的反應時(shí)間較慢，一般為300ms左右，用戶(hù)能感覺(jué)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一條亮線(xiàn)。

主動(dòng)矩陣顯示屏通過(guò)薄膜晶體管直接尋址，這也是該技術(shù)名稱(chēng)的由來(lái)，即TFT（薄膜晶體管）。TFT屬于有源矩陣液晶顯示器中的一種，反應時(shí)間大大提高，已達到25ms。其具有更高的對比度和更豐富的色彩。相對DSTN而言，TFT的主要特點(diǎn)是每個(gè)像素都配置一個(gè)半導體開(kāi)關(guān)器件，其加工工藝類(lèi)似于大規模集成電路。由于每個(gè)像素都可通過(guò)點(diǎn)脈沖直接控制，因而每個(gè)節點(diǎn)相對獨立，并可連續控制，這樣不僅提高了反應時(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(chǎng)商的主流產(chǎn)品都是采用TFT顯示屏。

LCD和CRT（傳統顯示器）的比較以及購買(mǎi)時(shí)的注意事項

LCD的工作原理我們介紹過(guò)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?zhuān)姾鬅艚z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部金屬層的加速，經(jīng)過(guò)透鏡聚焦形成極細的電子束，打在熒光屏上，使熒光粉發(fā)光。電子束在偏轉線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)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)被不同強度的電子束擊中，就會(huì )產(chǎn)生各種色彩，通過(guò)控制電子束的強弱和通斷，則可以形成各種絢麗多彩的畫(huà)面。一般蔭罩式顯像管的內部有一層類(lèi)似篩子的網(wǎng)罩，電子束通過(guò)網(wǎng)眼打在呈三角形排列的熒光點(diǎn)上，三把電子槍分別對應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(guò)此類(lèi)顯像管的網(wǎng)罩是將許多光柵縱向固定在框里形成的。