为什么液晶能显像?
液晶是一种介于固态和液态之间的物质,是具有规则性分子排列的有机化合物,如果把它加热会呈现透明状的液体状态,把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。正是由于它的这种特性,所以被称之为液晶(Liquid Crystal)。用于液晶显示器的液晶分子结构排列类似细火柴棒,称为Nematic液晶,采用此类液晶制造的液晶显示器也就称为LCD(Liquid Crystal Display)。而液晶电视是在两张玻璃之间的液晶内,加入电压,通过分子排列变化及曲折变化 再现画面,屏幕通过电子群的冲撞,制造画面并通过外部光线的透视反射来形成画面。
液晶显示材料最常见的用途是电子表和计算器的显示板,为什么会显示数字呢?原来这种液态光电显示材料,利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号。液晶在正常情况下,其分子排列很有秩序,显得清澈透明,一旦加上直流电场后,分子的排列被打乱,一部分液晶变得不透明,颜色加深,因而能显示数字和图象。
人们利用它来指示温度、报警毒气等。例如,液晶能随着温度的变化,使颜色从红变绿、蓝。这样可以指示出某个实验中的温度。液晶遇上氯化氢、氢氰酸之类的有毒气体,也会变色。
液晶在液晶显示器的广泛使用,依赖于电场的存在或不存在一定的液晶物质的光学性质。在一个典型的装置,液晶层(通常为10μ米厚)坐在两个偏振器,穿过(面向另一个在90°)。液晶取向的选择是如此的放松阶段是一个扭曲的人(见扭曲向列场效应)。这种扭曲的相位调整光通过第一个偏振片,使其传输通过第二偏振器(和反射回观察者如果提供反射镜)。该装置的透明从而出现。当电场施加到液晶层,长分子轴往往对齐平行于电场从而逐步解开在液晶层的中心。在这种状态下,液晶分子不调整光线,使光的偏振在第一偏振器在第二偏振片吸收,和设备失去透明度随电压。这样,电场可以用来指挥使透明或不透明之间的像素开关。彩色液晶显示系统使用相同的技术,用于生成红色,绿色和蓝色像素的彩色滤光片。类似的原理可以用来做其他的液晶光学器件。
TFT.液晶显示器的原理
TFT液晶显示器与TN系列液晶显示器的原理大不相同,但在构造上和TN液晶仍有相似之处,如玻璃基板、ITO膜、配向膜、偏光板等,它也同样采用两夹层间填充液晶分子的设计,只不过把TN上部夹层的电极改为FET晶体管,而下层改为共同电极。 在光源设计上,TFT的显示采用“背透式”照射方式,即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从上至下,而是从下向上,这样的作法是在液晶的背部设置类似日光灯的光管。光源照射时先通过下偏光板向上透出,它也借助液晶分子来传导光线,由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极。在FET电极导通时,液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变,也通过遮光和透光来达到显示的目的。 但不同的是,由于FET晶体管具有电容效应,能够保持电位状态,先前透光的液晶分子会一直保持这种状态,直到FET电极下一次再加电改变其排列方式。相对而言,TN就没有这个特性,液晶分子一旦没有施压,立刻就返回原始状态,这是TFT液晶和TN液晶显示的最大不同之处。