液晶顯示器的原理課件

1、 液晶顯示器的原理和制造液晶顯示器的原理和制造 20162016年年2 2月月 ( (一一) ) 序言序言 一、對(duì)顯示器的要求一、對(duì)顯示器的要求 1 1. .性能好且穩(wěn)定（高亮度、高對(duì)比度、性能好且穩(wěn)定（高亮度、高對(duì)比度、 寬視角、快速響應(yīng)等）寬視角、快速響應(yīng)等） 2 2. .高密度信息量高密度信息量 3 3. .可擦除可擦除 4 4. .使用方便、安全、可靠使用方便、安全、可靠 5 5. .壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng) 6 6. .適宜的價(jià)格（低成本）適宜的價(jià)格（低成本） 加電場(chǎng)加電場(chǎng) 二、液晶顯示的原理二、液晶顯示的原理 基片的表面處理基片的表面處理 液晶分子呈有序排列液晶分子呈有序排列 有一定的光學(xué)狀態(tài)

2、有一定的光學(xué)狀態(tài) 液晶分子排列液晶分子排列 發(fā)生變化發(fā)生變化 光學(xué)狀態(tài)發(fā)生變化光學(xué)狀態(tài)發(fā)生變化 產(chǎn)生對(duì)比度產(chǎn)生對(duì)比度顯示顯示 三、液晶顯示的模式三、液晶顯示的模式 顯示模式顯示模式 電流效應(yīng)型電流效應(yīng)型動(dòng)態(tài)散射型（動(dòng)態(tài)散射型（DSDS） 膽甾型（膽甾型（CHCH） 反鐵電型（反鐵電型（AFLCAFLC） 鐵電型（鐵電型（FLCFLC） 相變型（相變型（PCPC） 賓主型（賓主型（GHGH） 電控雙折射型（電控雙折射型（ECBECB） 超扭曲向列型（超扭曲向列型（STNSTN） 電場(chǎng)效應(yīng)型電場(chǎng)效應(yīng)型 介電各向異性型介電各向異性型 扭曲向列型（扭曲向列型（TNTN） ( (二二) ) 什么是液晶什

3、么是液晶 一、液晶的發(fā)現(xiàn)及命名一、液晶的發(fā)現(xiàn)及命名 1888年奧地利植物學(xué)家年奧地利植物學(xué)家 F.Reinitzer 在加熱膽甾醇在加熱膽甾醇 苯甲酸酯結(jié)晶試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)：苯甲酸酯結(jié)晶試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)： 結(jié)晶結(jié)晶 酯酯 加熱加熱 加熱加熱 透明透明 液體液體 冷卻冷卻冷卻冷卻 德國(guó)物理學(xué)家德國(guó)物理學(xué)家 O.Lehmann O.Lehmann 將其稱為：將其稱為：Fliessende Krystalle(Fliessende Krystalle(德語(yǔ)德語(yǔ)) ) 英文為：英文為：Liquid Crystal Liquid Crystal 中文即：液晶中文即：液晶 乳白色乳白色 渾濁液體渾濁液體 二、液晶分子

4、的結(jié)構(gòu)二、液晶分子的結(jié)構(gòu) CN 化學(xué)家的觀點(diǎn)化學(xué)家的觀點(diǎn)物理學(xué)家的觀點(diǎn)物理學(xué)家的觀點(diǎn) 形狀各向異性形狀各向異性, , 長(zhǎng)度長(zhǎng)度 4 4倍寬度倍寬度 上述分子上述分子(5CB) 是是 2 nm 0.5 nm 分子長(zhǎng)軸有一定剛性分子長(zhǎng)軸有一定剛性 分子末端分子末端含有含有極性或可極化的基團(tuán)極性或可極化的基團(tuán) CH3 - (CH2)4C N 三、液晶的定義三、液晶的定義 n通常物質(zhì)有三態(tài)：固體通常物質(zhì)有三態(tài)：固體 液體液體 氣體氣體 n液晶是物質(zhì)的第四態(tài)液晶是物質(zhì)的第四態(tài)介乎于各向同性液體介乎于各向同性液體 和晶體之間的中間相（和晶體之間的中間相（mesophase） n晶體晶體 液晶液晶 （各向同

5、性）液體（各向同性）液體 氣體氣體 n具有液晶相的物質(zhì)都是有機(jī)化合物具有液晶相的物質(zhì)都是有機(jī)化合物 四、液晶的特點(diǎn)四、液晶的特點(diǎn) ( (各向同性各向同性) )液體液體液晶液晶晶體晶體 宏觀宏觀流動(dòng)性、各向同性流動(dòng)性、各向同性流動(dòng)性流動(dòng)性、各向異性、各向異性有一定形狀、各向異性有一定形狀、各向異性 微觀微觀位置短程序位置短程序位置短程序、位置短程序、方向序方向序位置長(zhǎng)程序位置長(zhǎng)程序 表表1 溫溫 度度 晶體晶體 向列相液晶向列相液晶 各向同性各向同性相相 液液 晶晶 相相 圖圖1 五、液晶的分類五、液晶的分類 19221922年法國(guó)年法國(guó)G.FriedelG.Friedel將液晶分成三大類將液晶

6、分成三大類 向列相向列相 分子沿某一擇優(yōu)方向取向，分子重心無(wú)序分布分子沿某一擇優(yōu)方向取向，分子重心無(wú)序分布 膽甾相膽甾相 分子在空間形成連續(xù)的螺旋結(jié)構(gòu)，在垂直于螺旋分子在空間形成連續(xù)的螺旋結(jié)構(gòu)，在垂直于螺旋 軸的平面內(nèi)分子排列類似向列相軸的平面內(nèi)分子排列類似向列相 近晶相近晶相 層狀結(jié)構(gòu)，分子垂直或斜交于層平面，層內(nèi)分子層狀結(jié)構(gòu)，分子垂直或斜交于層平面，層內(nèi)分子 重心無(wú)序分布（重心無(wú)序分布（A A、C C、C C* *）或有序分布（）或有序分布（B B、G G、F F、 G G） 近晶近晶C C相相 近晶近晶A A相相 向列相向列相 圖圖2 向列相向列相當(dāng)當(dāng)VgsVth時(shí)為導(dǎo)通區(qū)時(shí)為導(dǎo)通區(qū).

7、2、TFT的特性及功能 信號(hào)線信號(hào)線 掃描線掃描線 Glass Gate SiONx a-Si:H SiNx S/ D ITO PVX n+a-Si 存儲(chǔ)電容存儲(chǔ)電容 象素電極象素電極 a-Si TFT 3、TFT象素的基本結(jié)構(gòu)象素的基本結(jié)構(gòu) a-Si TFT在在TFT-LCD中的作用中的作用 功功能能： 1) 確確認(rèn)認(rèn)柵柵引線引線上上是否有電壓是否有電壓 2) TFT打打開(kāi)開(kāi) 3) 確確認(rèn)數(shù)據(jù)引線認(rèn)數(shù)據(jù)引線上上是否有數(shù)據(jù)是否有數(shù)據(jù) 信號(hào)電壓信號(hào)電壓 4) 液液晶晶分子偏轉(zhuǎn)分子偏轉(zhuǎn) 5) 屏屏幕顯示內(nèi)容改變幕顯示內(nèi)容改變 5、模塊驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖 灰度驅(qū)動(dòng)方法 電壓振幅調(diào)制灰度法（電壓灰度法） 白白灰灰黑黑 （a）屏上外加電壓與屏透過(guò)率的特性）屏上外加電壓與屏透過(guò)率的特性 （b）信號(hào)源電壓波形）信號(hào)源電壓波形 像素電極像素電極 液晶分子液晶分子 公共電極公共電極 DC/DC converter Timing Controller Source driver IC Gate driver IC Interfa