液晶显示器件

液晶显示器件 图片来自化工仪器网

液晶显示器件 liquid crystal display device 液晶在外加光源照射下受控激励，供视觉感受信息的显示器件。液晶具有规则的组织结构，本身并不发光。它由有机分子组成，分子排列有向列型（所有分子相互平行排列）、胆甾型（分子相互平行排列，连续多层，各层依所选方向依次回转）和层列型（分子以同一方向按层次排列）3种形式。1964年美国无线电公司发现液晶的多种电光效应，即宾主效应、动态散射效应和相移存储效应。宾主效应是多色染料分子（宾）与向列液晶（主）在电场作用下重新排列，引起颜色变化。动态散射效应是透明的液晶由于电场的作用，引起分子排列混乱。相移存储效应是光能通过一对夹有液晶、相互正交的偏振镜。以扭曲向列场效应为基础的液晶显示器件在电子表和计算器中应用最多。在这种器件中，偏振光能在液晶里旋转；如果加有电场，则扭曲结构失效，光就不能通过 。扭曲向列液晶不但响应慢（0.1秒），而且门限的斜率小，因此限制矩阵选址的行数，多用于单字符显示。液晶显示器件还有液晶光阀和用液晶和薄膜晶体管制做的显示板。液晶显示器件由于其功耗低，平板显示等优点，是未来显示技术的重要发展方向之一。

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液晶显示器件 (liquid crystal display device)

1964年美国无线电公司发现液晶的多种电光效应，即宾主效应、动态散射效应和相移存储效应。宾主效应是多色染料分子（宾）与向列液晶（主）在电场作用下重新排列，引起颜色变化。动态散射效应是透明的液晶由于电场的作用，引起分子排列混乱。相移存储效应是光能通过一对夹有液晶、相互正交的偏振镜。以扭曲向列场效应为基础的液晶显示器件在电子表和计算器中应用最多。在这种器件中，偏振光能在液晶里旋转；如果加有电场，则扭曲结构失效，光就不能通过 。扭曲向列液晶不但响应慢（0.1秒），而且门限的斜率小，因此限制矩阵选址的行数，多用于单字符显示。液晶显示器件还有液晶光阀和用液晶和薄膜晶体管制做的显示板。液晶显示器件由于其功耗低，平板显示等优点，是未来显示技术的重要发展方向之一。

基本参数

1）刷新率

LCD刷新频率是指显示帧频，亦即每个像素为该频率所刷新的时间，与屏幕扫描速度及避免屏幕闪烁的能力相关。也就是说刷新频率过低，可能出现屏幕图像闪烁或抖动。

2）点距和可视面积

3）最佳分辨率(真实分辨率)

4）亮度和对比度

5）响应时间

6）可视角度

7）最大显示色彩数

8) 发光效率

定义

对于利用液晶的各种电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等外界条件的变化在一定条件下转换成为可视信号就可以制成显示器，这就是液晶显示器件。

液晶作为显示器件之用，方式很多。平常所见的液晶显示器件LCD属扭曲向列型（TN）。此外，还有不用偏振片，具有存储效应的相变型（PC）；有电流效应的动态散射型（DS）；有加入染料的宾主彩色型（GH）；有彩色偏振片型（CTN）；有超扭曲向列型（STN）；有可以作液晶电视的有源矩阵型（TFT）还有正在开发的后起之秀的铁电型（FE）及MLC、LCOS等等。

组成部件

一、玻璃基板

这是一种表面极其平整的浮法生产薄玻璃片。表面蒸镀有一层In2O3或SnO2透明导电层，即ITO膜层。经光刻加工制成透明导电图形。这些图形由像素图形和外引线图形组成。因此，外引线不能进行传统的锡焊，只能通过导电橡胶或导电胶带等进行连接。如果划伤、割断或腐蚀，则会造成器件报废。

二、液晶

液晶材料是液晶显示器件的主体。不同器件所用液晶材料大都是由几种以至十几种单体液晶材料混合而成。每种液晶材料都有自己固定的清亮点TL和结晶点TS。因此也要求每种液晶显示器件必须使用和保存在TS~TL之间的一定温度范围内，如果使用或保存温度过低，结晶会破坏液晶显示器件的定向层，而温度过高，液晶会失去液晶态，也就失去了液晶显示器件的功能。

三、偏振片

偏振片又称偏光片，由塑料膜材料制成。涂有一层光学压敏胶，可以贴在液晶盒的表面，前偏振片表面还有一保护膜，使用时应揭去，偏振片怕高温、高湿条件，这样会使偏振片起泡。

驱动分类

1）无源矩阵与有源矩阵

2）静态驱动方式

应用

液晶显示器件的优异特性决定了它在各类显示器件中的地位，只有20余年液晶显示就改变了几百年的钟表计时行业，电子计算器已经人人必备，智能化仪器仪表使用了液晶显示，使它可以成为便携式，各种电脑改变了人类生活方式，甚至改变了战争形式。

液晶作为一种特殊的功能材料，具有极其广泛的应用价值。随着以液晶显示器件为主的各类液晶产品的出现和发展，液晶已经深入到各行各业以及社会生活的各个角落。人类开发了液晶，液晶改变着人类生活。

常见种类

虽然液晶显示器件种类很多，但常见的液晶显示器件并不多， 液晶显示是依靠液晶的电光效应和热光效应，具体分类如下：

1、电场效应：利用介电常数的各向异性。属于这一类的有TN、STN、GH、PC、ECB、FLC（铁电效应型）、PDLC（聚合物分散型）；

2、电流效应：利用介电常数各向异性与电导率各向异性。属于这类的只DS型；

3、热光效应写入型：分激光写入型和胆热变色型。利用激光加热液晶工作；

4、电热效应：利用电极加热使液晶状态发生变化，有存储性。

显示方式

1、反射式

2、透射式

3、投影式

液晶显示起投影仪中灯片的作用，对投射光源起调制作用，所以称为液晶光阀。早期的液晶光阀是将液晶盒与光敏层组合在一起，中间隔一层遮光层。光敏物质为非晶硅、Se、CdS等光电到膜。利用光电导层接收不同光量时，电阻改变，从而调制加在液晶上的电压。后来采用可电写入的CCD,多采用液晶盒加有源矩阵。特别是发展很迅速的LCOS（LC on Silicon）更是投影式的典型。在LCOS中有源矩阵直接制作在单晶硅片上，尺寸可以做得很小，并可充分利用发展已很成熟的硅集成工艺。

装配

液晶显示器件的安装与传统显示器件不同，需要特殊的连接方式如导电橡胶连接，金属引脚连接、导电胶带热压连接和将IC直接压焊到玻璃基板外引线上的COG连接等多种方式方法。

其次，在安装时除需要将液晶显示器件和一般的电路元器件等连接外，还特别需要注意采光或安装上背光源。可做背光源的发光器件很多，其特点结构不同，安装方法也不同。总之，液晶显示器件的安装是一个特殊技术。

对背光源要求

亮度高，并可调亮度范围；

亮度均匀一致，能形成均匀的面光源；

平板薄型适于装配；重量较轻。

光色悦目，基色准确，对液晶显示器件有较好的透过能力。

功耗低，效率高；

成本低。