液晶显示屏的基础知识

一、液晶的发现

1888年奥地利植物学家发现了一种白浊有粘性的液体，后来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶的一种，由此而取名为Liquid Crystal即液晶

二、液晶物理

1. 液晶是白色混浊的粘性液体，显示棒状的分子形状

2. 常见液晶相：向列（Nematic）相、胆甾相（Cholesteric）和近晶相（Smectic）等

3. 液晶既具有晶体的各向异性，又具有液体的流动性

4. 在分子的长轴和短轴方向，折射率不同（双折射）

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三、液晶的基本性质

四、液晶显示的基本原理

利用液晶的基本性质实现显示：

自然光经过一偏振片后“过滤”为线性偏振光，由于液晶分子在盒子中的扭曲螺距远比可见光波长大得多，所以当沿取向膜表面的液晶分子排列方向一致或正交的线性偏振光入射后，其偏光方向在经过整个液晶层后会扭曲90°由另一侧射出，正交偏振片起到透光的作用；如果在液晶盒上施加一定值的电压，液晶长轴开始沿电场方向倾斜，当电压达到约2倍阈值电压后，除电极表面的液晶分子外，所有液晶盒内两电极之间的液晶分子都变成沿电场方向的再排列，这时90°旋光的功能消失，在正交片振片间失去了旋光作用，使器件不能透光。如果使用平行偏振片则相反。

正是这样利用给液晶盒通电或断电的办法使光改变其透－遮住状态，从而实现显示。

上下偏振片为正交或平行方向时显示表现为常白或常黑模式。

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五、液晶显示构成与彩色的实现

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六、液晶的驱动方式

1. 静态驱动——段式液晶

2. 无源矩阵驱动（液晶等效为高电阻的容性负载）——STN型液晶

3. 有源矩阵驱动——TFT型等液晶

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七、液晶的视角特性

与从垂直角度观看时相比，斜看的时候，转到当画面品质已经变化到无法接受的临界角度时，称之为该显示器的视角。

晶体中的折射光分成两条，一条光的折射行为遵循折射定律，这条折射线为寻常光线；另一条光线则不同，一般情况下，折射线往往不在入射面内，即不遵循折射定律，称为非常光线。这两条线都是线偏振光。

从不同的观察方向所看到的液晶分子有效长度（投影长度）不同，非常光线也会进入视线，在视觉效果上表现的视角的变化。具体表现为对比度下降、灰阶反转、色差、亮度下降等。

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八、响应特性

一般定义上升时间τr为透光强度由90％降到10％所需的时间；下降时间τd为透光强度由10%到90%所需的时间。不同的液晶其τr和τd是不同的，除了与材料有关外，还与电光效应、粘滞系数、弹性系数及液晶盒厚度有关。

现在电视用的屏所定义的响应时间更合理，多为灰度到灰度的响应时间。应该比上面定义的响应时间要长。

当温度较高时，液晶响应速度加快；当温度较低时，液晶响应速度降低。通常液晶屏所提供的响应时间都是室温下的。