TFT-LCD液晶显示器的工作原理(下)VIP免费

第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共12页TFT-LCD液晶显示器的工作原理(下)Operatingprinciple三偏光板(polarizer)我记得在高中时的物理课，当教到跟光有关的物理特性时，做了好多的物理实验，目的是为了要证明光也是一种波动。而光波的行进方向，是与电场及磁场互相垂直的。同时光波本身的电场与磁场分量，彼此也是互相垂直的。也就是说行进方向与电场及磁场分量，彼此是两两互相平行的.(请见图7)而偏光板的作用就像是栅栏一般，会阻隔掉与栅栏垂直的分量，只准许与栅栏平行的分量通过。所以如果我们拿起一片偏光板对着光源看，会感觉像是戴了太阳眼镜一般，光线变得较暗。但是如果把两片偏光板迭在一起，那就不一样了。当您旋转两片的偏光板的相对角度，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)而液晶显示器就是利用这个特性来完成的。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)第2页共12页第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共12页第3页共12页第2页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共12页四上下两层玻璃与配向膜(alignmentfilm)这上下两层玻璃主要是来夹住液晶用的。在下面的那层玻璃长有薄膜晶体管(Thinfilmtransistor，TFT)，而上面的那层玻璃则贴有彩色滤光片(Colorfilter)。如果您注意到的话(请见图3)，这两片玻璃在接触液晶的那一面，并不是光滑的，而是有锯齿状的沟槽。这个沟槽的主要目的是希望长棒状的液晶分子，会沿着沟槽排列。如此一来，液晶分子的排列才会整齐。因为如果是光滑的平面，液晶分子的排列便会不整齐，造成光线的散射，形成漏光的现象。其实这只是理论的说明，告诉我们需要把玻璃与液晶的接触面，做好处理，以便让液晶的排列有一定的顺序。但在实际的制造过程中，并无法将玻璃作成有如此的槽状的分布，一般会在玻璃的表面上涂布一层PI(polyimide)，然后再用布去做磨擦(rubbing)的动作，好让PI的表面分子不再是杂散分布，会依照固定而均一的方向排列。而这一层PI就叫做配向膜，它的功用就像图3中玻璃的凹槽一样，提供液晶分子呈均匀排列的接口条件，让液晶依照预定的顺序排列。五TN(TwistedNematic)LCD从图10中我们可以知道，当上下两块玻璃之间没有施加电压时，液晶的排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.(请见图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时，会只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。而下层的偏光板与上层偏光板，角度也是恰好差异90度.(请见图9)所以光线便可以顺利的通过，但是如果我们对上下两块玻璃之间施加电压时，由于TN型液晶多为介电系数异方性为正型的液晶(ε//>ε⊥，代表着平行方向的介电系数比垂直方向的介电系数大，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。Normallywhite及normallyblack第4页共12页第3页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共12页所谓的NW(Normallywhite)，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透光的画面，也就是亮的画面，所以才叫做normallywhite。而反过来，当我们对液晶面板不施加电压时，如果面板无法透光，看起来是黑色的话，就称之为NB(Normallyblack)。我们刚才所提到的图9及图10都是属于NW的配置，另外从图11我们可以知道，对TN型的LCD而言，位于上下玻璃的配向膜都是互相垂直的，而NB与NW的差别就只在于偏光板的相对位置不同...