莊恩澤 沙雙慶

1引言

簡要介紹了液晶的性質(zhì)，從單色顯示原理，彩色顯示原理、動態(tài)影像顯示原理和TFT驅(qū)動原理四方面簡述了液晶顯示屏（LCD）的工作原理。

LCD是一種主要用于數(shù)字型機(jī)械電子鐘表和許多便攜式小型電子計算機(jī)的液晶晶體顯示器，是由2片薄的極化可溶液晶體材料以及之間的極化可溶液體的連接器組成。

2LCD的工作原理

液晶，是一種以碳為中心構(gòu)成的有機(jī)化合物，主要由長棒狀的分子結(jié)構(gòu)組成，分子間的排列非常規(guī)則。加熱之后會逐漸變成透明態(tài)或液態(tài)，冷卻數(shù)年后會逐漸變成沒有結(jié)晶的混濁態(tài)或固態(tài)。液晶體的分子排列順序在光與電場相互作用下會發(fā)生變化，因此入射光束透過液晶的光強(qiáng)度也隨之改變，所以通過改變液晶電場的大小來改變光線的明暗變化，從而實現(xiàn)信息的顯現(xiàn)。因為使用電源電流控制電路和使用電源電流驅(qū)動器控制電路普遍存在小型液晶體或電子晶體材料的周圍，所以液晶材料分子在受到LCD的液晶電極管所產(chǎn)生的靜電場的運(yùn)動時會自動發(fā)生靜電扭曲，從中間分子通過的液晶光線也會發(fā)生靜電折射，然后經(jīng)過液晶偏光片顯示在液晶屏幕上。

2.1單色顯示原理

LCD就是把液晶灌入到具有不同細(xì)槽的2個平面之間。由2個白色偏光片連接組成的兩個不同的光平面的槽互相連接相交形成90°角直角。光線一般都是順著發(fā)光分子的整體排列順序方向進(jìn)行傳播，所以這些光線在經(jīng)過發(fā)光液晶時也被自動扭轉(zhuǎn)90°。又因為2個偏光片可以按照技術(shù)要求完全阻隔反射光波中的分量，所以在正常情況下，它幾乎可以阻斷任何試圖對其進(jìn)行激光穿透的反射光線。但是，由于2個扭曲偏光片之間同時充滿了一個扭曲狀的液晶，所以在一條光線再次穿出第一個扭曲偏光片后，會被扭曲液晶中的分子扭轉(zhuǎn)90°，最后從第二個扭曲偏光片中穿出。如果給一個液晶加上高的電壓，液晶上的分子就可以通過快速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子來迅速改變其中的透光率，從而可以實現(xiàn)多階或灰階的色彩顯示。

2.2彩色顯示原理

在帶有顏色的液態(tài)晶體顯示屏中，每個顯示點(diǎn)通常由代表著紅、綠、藍(lán)的三元色的3個單元組成，任何一個單元都可以對光起到過濾作用，因此當(dāng)可見光通過這些微小的單元時，在整個屏幕上可以呈現(xiàn)出三維的原色圖像，然后完成整個時域和三維空間域的彩色圖像重顯。每個液態(tài)晶體顯示器都有預(yù)先設(shè)計好的微小單元，當(dāng)畫面全部顯示時，微小單元會被全部打開。這些微小的單元彼此是相對獨(dú)立的、可單獨(dú)控制，避免了明暗不均的現(xiàn)象。

2.3動態(tài)影像顯示原理

對于一系列高速動態(tài)圖像在人眼前快速連續(xù)運(yùn)動顯示時所形成的影像視覺，通常被稱作“視覺殘留”，即高速連續(xù)運(yùn)動的動態(tài)畫面在一個正常人的大腦中可能會快速運(yùn)動形成短暫的連續(xù)動態(tài)印象。當(dāng)多幅數(shù)字視頻中的影像產(chǎn)生的換幀響應(yīng)速度超過24幀/s時，人腦和眼睛細(xì)胞才能真正感覺到連續(xù)的整個視頻畫面。反之，如果電腦顯示器的速度低于這一標(biāo)準(zhǔn)，人就會感到電腦畫面的一些停頓和不適。LCD的顯示響應(yīng)時間通常是指，顯示液晶明暗信號交替時的反應(yīng)時間，這個響應(yīng)值當(dāng)然越小越好，響應(yīng)時間越短畫面越流暢。相反就會讓人感覺到視頻畫面有些模糊。

2.4TFT驅(qū)動原理

TFT泛指嵌在液晶面板基片上的晶體管的運(yùn)動陣列，給每一個陣列像素自身都安裝一個有源半導(dǎo)體運(yùn)動開關(guān)，使每個陣列像素可以通過運(yùn)動開關(guān)來實現(xiàn)對各個陣列像素“點(diǎn)對點(diǎn)”的精確控制。像素的每一個控制節(jié)點(diǎn)之間既相對獨(dú)立，又可以同時運(yùn)行實現(xiàn)連續(xù)性。TFT彩色發(fā)光電子陣列一般與各種高像素彩色發(fā)光陣列電極、存儲電容、柵線、信號線和發(fā)射線等共同組成，并在一個距離大型液晶顯示屏較遠(yuǎn)的白色玻璃晶體基板上。這樣的配制，有助于提高全彩液晶電視顯示屏的反應(yīng)速度，可以對液晶顯示屏的灰度大小進(jìn)行很好的自動控制，從而使LCD的全彩影像顯示色彩更加炫彩逼真，還可以讓畫面品質(zhì)更加流暢。

3結(jié)束語

液晶顯示屏在信息視覺上給我們帶來了美好的享受，隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，相信它的明天一定會更加多姿多彩。