液晶顯示屏(LCD)廣泛用于各種應(yīng)用之中,實(shí)現(xiàn)了良好的圖形顯示功能,低能耗,而且方便易用。LCD面板由許多層構(gòu)成。
第一層稱作前偏振光片。偏振光是指光束在不同方向上顯示不同的特性,特別是光束照在一個(gè)平面上產(chǎn)生的不同特性。簡而言之,偏振光板只允許光束通過一個(gè)平面。
第二層是玻璃,為LCD面板提供結(jié)構(gòu)支持。透明的導(dǎo)體涂層(通常是銦錫氧化物)涂在玻璃底層上,形成背板電極(也稱一般電極)。再將聚酰亞胺涂層涂在導(dǎo)體涂層上,以與前偏振光板相同的偏振光方向擦摩聚酰亞胺。擦摩聚酰亞胺可使最外層的液晶分子以相同方向排列。
第三層是液晶層。第四層與第二層類似,也是為LCD提供結(jié)構(gòu)支持的一塊玻璃。第四層頂端平面上涂上導(dǎo)體涂層,然后在導(dǎo)體涂層上涂以聚酰亞胺涂層。這里,聚酰亞胺的方向垂直于頂層玻璃上聚酰亞胺的方向。這種排列方向有利于促進(jìn)液晶液的旋轉(zhuǎn)。這種導(dǎo)體涂層形式能生成不同的數(shù)字、字母、符號(hào)、圖標(biāo)或像素列。
LCD工作的基本原理就是液晶液的轉(zhuǎn)動(dòng)。光通過后偏振光板進(jìn)入,穿過液晶面板各層時(shí)發(fā)生縱向偏振光。于是光通過列電極到達(dá)液晶液時(shí)不受任何阻礙。液晶液按偏振光方向旋轉(zhuǎn),從而引起光在液晶液水平偏振光。因此光通過透明的背板電極和前(水平)偏振光板時(shí)也不受任何阻礙。
在列電極和背板電極間加入光源,那么液晶液被加電。液晶分子對(duì)齊,平行于潛在電壓差生成的電場(chǎng)。這就消除了偏振光旋轉(zhuǎn)方向的影響。
這時(shí),光通過后偏振光板進(jìn)入LCD,如像素OFF一樣發(fā)生縱向偏振光。偏振光暢通無阻地通過列電極、液晶液和背板電極。由于光仍在縱向?qū)由袭a(chǎn)生偏振光,因此會(huì)在水平偏振光的前偏振光板上被阻擋。由于光被阻擋,因此會(huì)在顯示屏上生成暗區(qū),觀察者就會(huì)發(fā)現(xiàn)像素為ON。
LCD基本有三種顯示模式:透射式、反射式、透反射式。
透射式LCD利用位于LCD面板背后的光源。反射式LCD不利用位于面板背后的光源,而是采用光反射器。
第三種顯示模式稱為透反射式,是透射式和反射式的結(jié)合。我們?cè)陲@示屏后面加上一個(gè)白色或銀色的半透明材料層,它將一些環(huán)境光反射給觀察者,同時(shí)還啟動(dòng)背光功能。但是,由于一些反射光能穿過反射器,一些背光被反射器阻擋,因此,透反射式LCD的對(duì)比度低于其他類型的LCD。
(1)溫度的影響
溫度對(duì)LCD面板的性能有很大影響。所有液晶液都有明確規(guī)定的工作溫度限制。如果LCD的工作溫度高于液晶液的極限,那么液晶分子就會(huì)發(fā)生隨機(jī)變向,而不會(huì)定向運(yùn)動(dòng)。此時(shí),LCD所有部分都會(huì)成為ON狀態(tài)。此外,溫度超過110℃時(shí),還會(huì)破壞銦錫氧化物和聚酰亞胺涂層。如果溫度較低,會(huì)加大液晶液的粘性,從而延長LCD的響應(yīng)時(shí)間。如果溫度極低,如達(dá)到-60℃,那么液晶液將變成結(jié)晶態(tài)。
(2)驅(qū)動(dòng)電壓
LCD只能使用AC電壓。DC電壓會(huì)對(duì)液晶液造成破壞,使其不能加電。因此,如果LCD電極采用DC電壓,就會(huì)毀損LCD。LCD驅(qū)動(dòng)器波形的設(shè)計(jì)能確保所有LCD列之間都不存在電壓差異。
(3)靜態(tài)LCD
靜態(tài)LCD的每個(gè)列和背板都有一個(gè)引腳。靜態(tài)LCD的對(duì)比度高,不過要求有多個(gè)引腳(如分為80個(gè)列的LCD需要81個(gè)引腳)。典型的靜態(tài)LCD見于時(shí)鐘、電話顯示屏,以及用于顯示數(shù)字或狀態(tài)圖標(biāo)的類似LCD,其列數(shù)量都很少。