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1、液晶彩电原理第一节液晶显示屏结构液晶彩电是以液晶屏为显示器件的电视机，大家从生活当中看到的各类液晶显示屏 有：电子手表显示屏 计算器显示屏 掌上游戏机显示屏手机上的显示屏MP3的显示屏MP4的显示屏笔记电脑上的显示器台式电脑上的显示器液晶电视的显示屏电脑、液晶电视上用的都是薄膜晶体管液晶显示器其英文名称：Thin-film transistor liquid crystal display简称：TFT LCDTFT LCD从它的英文名称中我们可以知道,这一种显示器它的构成主要有两个特征,一个是薄膜晶体管,另一个就
2、是液晶本身。我们先谈谈与液晶显示有关的偏振光的概念。一.自然光与偏振光电磁波是横波，由两个相互垂直的振动矢量即电场强度E和磁场强度H来表征。光也是一种电磁波，大量试验表明：在光波中产生感光作用和生理作用的是电场强度E，所以规定E为光矢量，我们把E的振动称为光振动，光矢量E的方向就是光振动的方向。光是一种横波。太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光（如图）。◆起偏器和检偏器把自然光转化为线偏振光的过程叫做起偏，用于这种转化的
3、光学器件称为起偏器。自然光通过偏振片P（叫做起偏器）之后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通过．也就是说，通过偏振片P的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动．这种光叫做偏振光。起偏器检偏器图甲所示，让太阳光或灯光通过偏振片P，在P的另一侧进行观察，可以看到偏振片是透明的．以光的传播方向为轴旋转偏振片P，透射光的强度不变。偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，观察通过两块偏振片的透射光．当Q与P的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱（图乙）。当Q与P的透振方向
4、垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零（图丙）。二、液晶屏的结构把两片偏光板迭在一起,当旋转两片偏光板的相对角度,会发现随着相对角度的不同,光线的亮度会越来越暗；当两片偏光板的栅栏角度互相垂直时,光线就完全无法通过了(请见图8)。1、偏光板(polarizer)液晶显示器就是利用偏光板这个特性来完成的。 利用上下两片栅栏互相垂直的偏光板之间,充满液晶,再利用电场控制液晶分子转动,来改变光的行进方向,如此一来,不同的电场大小,就会形成不同灰阶亮度了(请见图9、10)。图10中,当上下两块玻璃之间没有施加电压时,液晶的排
5、列会依照上下两块玻璃的配向膜而定。对于TN型的液晶来说,上下的配向膜的角度差恰为90度(见图9)，所以液晶分子的排列由上而下会自动旋转90度。当入射的光线经过上面的偏光板（起偏器）时,会剩下单方向极化的光波，通过液晶分子时,由于液晶分子总共旋转了90度,所以当光波到达下层偏光板时,光波的极化方向恰好转了90度。下层的偏光板与上层偏光板,角度也是恰好差异90度。所以光线便可以顺利的通过。当上下偏光片相互垂直时，若未施加电压，光线可通过。如果我们在上下两块玻璃之间施加电压,由于TN型液晶的介电系数异方性多为正型(ε/
6、/>ε⊥），因此当液晶分子受电场影响时,其排列方向会倾向平行于电场方向；所以我们从图10中便可以看到,液晶分子的排列都变成站立着的，此时通过上层偏光板的单方向的极化光波,经过液晶分子时便不会改变极化方向,因此就无法通过下层偏光板。当施加电压时，光线被完全阻挡。2、Normally white及normally black结构所谓的NW(Normally white),是指当我们对液晶面板不施加电压时,我们所看到的面板是亮的画面,所以才叫做normally white。另外一种,当对液晶面板不施加电压时,面板无法透
7、光,看起来是黑色的,就称之为NB(Normally black)。刚才的图9及图10都是属于NW的配置。从图11可以知道，TN型LCD上下玻璃的配向膜都是互相垂直的，而NB与NW的差别就在于偏光板的相对位置不同而已。对NB来说,其上下偏光板的极性是互相平行的，所以当NB不施加电压时,光线会因为液晶将之旋转90度的极性而无法透光。为什么会有NW与NB这两种不同的偏光板配置呢?主要是为了不同的应用环境。 一般桌上型计算机或是笔记型计算机，大多为NW的配置，那是因为一般计算机软件的使用环境，你会发现整个屏幕大多是亮点,
8、也就是说计算机软件多为白底黑字的应用。 既然亮着的点占大多数,使用NW当然比较方便，也因为NW的亮点不需要加电压,平均起来也会比较省电。反过来，NB的应用环境大多是属于显示屏为黑底的应用了。V＝3VV＝5V3、上下两层玻璃与配向膜(alignment film)上下两层玻璃主要是来夹住液晶用的。下面的那层玻璃上有薄膜晶体管（Thinfilmtransistor,TFT)；
