LCD平板显示器的技术基础

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1、15第一章LCD平板显示器的技术基础第一节液晶彩色显示器的结构液晶显示器件从结构上说，属于平板显示器件。其基本结构，呈平板形。典型液晶显示器件基本结构如图3-7所示。它主要由如图3-8所示的几大部件组成。当然，不同类型的液晶显示器件其部分部件可能会有不同，如：相变型、PDLC、多稳态型液晶显示器件没有偏振片，有源矩阵型液晶显示器件在基板上制作有有源矩阵电路等，但是所有液晶显示器件都可以认为是由两片光刻有透明导电电极的基板，夹持一个液晶层，封接成一个偏平盒，有时在外表面还可能贴装上偏振片等构成。1515下面以典型的扭曲向列型

2、液晶显示器件（TN）为例，进行介绍，见图3-7。将两片光刻好透明导电极图形的平板玻璃相对放置在一起，使其间相距为6~7um。四周用环氧胶密封，但在一侧封接边上留有一个开口，该开口称为液晶注入口。液晶材料即是通过该注入口在真空条件下注入的。注入后，用树脂将开口封堵好，再在些液晶盒前后表面呈正交地贴上前后偏振片即完成了一个完整的液晶显示器件。当然，作为扭曲向列型液晶显示器件，在液晶盒内表面还应制作上一层定向层。该定向层经定向处理后，可使液晶分子在液晶盒内，在前后玻璃基板表面都呈沿面平行排列，而在前后玻璃基板之间液晶分子又呈90

3、度扭曲排列。从而使其具有了如图3-9所示的光学和电光学特性。现将构成液晶显示器件的三大基本部件和特点介绍如下：1、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，只能通过导电橡胶条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。2、液晶液晶材料是液晶显示器的主体。不同器件所用液晶材料不同，液晶材料大都是由几种乃至十几种单体液晶材料混合而成。每种液晶材料都有

4、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。15153、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、高湿条件下会使其退偏振或起泡。第二节LCD的光学结构LCD的光学性能完全由液晶屏和背光照明系统决定，为了改善LCD的光学性能，必须了解LCD的光学结构如下

5、图。LCD由液晶盒和背光照明系统两个相对独立的组件构成。背光照明系统包括均光系统、背光源、反射板等组成。液晶盒液晶盒上前后两块玻璃基板以及板之间的液晶材料组成。基板材料可使用无碱玻璃、硼硅玻璃、石英玻璃、硅基板等，每块基板的厚度一般为1.1mm，此外，还有0.7mm、0.5mm、0.4mm尺寸的。基板之间的液晶层只有几微米厚。前后基板的内侧镀以ITO透明导电膜（白膜）电极、红绿黄三色滤光片、薄膜晶体（TFT）阵列、行列扫描线、液晶分子取向膜、垫片等。在前基板的前表面和后基板的后表面还粘有偏振片，两偏振片的透光轴相互正交或平

6、行，其作用是在透明电极的作用下，控制光的通过或不通过的强弱。均光系统均光系统由透明漫射片和光控膜（LCF）构成。漫射片是一塑料基片，基片上均匀地沉积着直径只有7um左右的聚酰来胺微粒。两张漫射片之间夹有一张光控膜，用以消除背光灯的斑点。背光源背光源通常是U形或W形冷阴极荧光灯（CCFL），目前少数LCD也采用平面发光灯。用于LCD背光源的冷阴极荧光灯具有发光效率高（80lm/W）、寿命长（2X1000000h）、薄而轻（灯管外径可小到1.8mm）、色温高（8500K）、抗震动和抗冲击等特点。逆变器分层偏振片反射器玻璃补偿器

7、3灯补偿器1补偿器2极化加热器漫射体HEA玻液晶盒玻璃热控制器璃盖液晶显示器光学结构图1515第三节液晶显示屏3.3.1液晶及其物理性质1.液晶是这样一种有机化合物，当其温度为T1时，它具有类似于晶体的光学各向异性，且为混浊粘稠的液体，当继续加热至温度T2时，则变成光学各向同性而透明的液体。在T1与T2之间，呈现出既有液体的流动性，又有晶体的光学各向异性，因而称为液晶。它既不同于不能流动的晶体，也有别于光学各向同性的液体。液晶材料在常温下即处于液晶体状态。从结构上看，液晶屏由两片线性偏光器和一层液晶所构成。其中，两片线性偏

8、光器分别位于液晶面板的内外层，每片只允许透过一个方向的光线，它们放置的方向成90度交叉（水平、垂直），也就是说，如果光线保持一个方向射入，必定只能通过某一片线性偏光器，而无法透过另一片，默认状态下，两片线性偏光器间会维持一定的电压差，滤光片上的薄膜晶体管就会变成一个个的小开关，液晶分子排列方向发生变化，