LCD显示器

液晶显示器是一种借助于薄膜晶体管驱动的有源矩阵液晶显示器，它主要是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。IPS、TFT、SLCD都属于LCD的子类。 [1]其工作原理是，在电场的作用下，利用液晶分子的排列方向发生变化，使外光源透光率改变（调制），完成电一光变换，再利用R、G、B三基色信号的不同激励，通过红、绿、蓝三基色滤光膜，完成时域和空间域的彩色重显。

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目录

起源

LCD（ Liquid Crystal Display），对于许多的用户而言可能是一个并不算新鲜的名词了，不过这种技术存在的历史可能远远超过了我们的想像。早在19世纪末，奥地利植物学家就发现了液晶，即液态的晶体，也就是说一种物质同时具备了液体的流动性和类似晶体的某种排列特性。在电场的作用下，液晶分子的排列会产生变化，从而影响到它的光学性质，这种现象叫做电光效应。利用液晶的电光效应，英国科学家在上世纪制造了第一块液晶显示器即LCD。 世界上第一台液晶显示设备出现20世纪70年代初，被称之为TN-LCD（扭曲向列）液晶显示器。尽管是单色显示，它仍被推广到了电子表、计算器等领域。

基本结构

液晶面板 液晶面板包括偏振膜 、玻璃基板 、黑色矩阵、彩色滤光片、保护膜、普通电极、校准层 、液晶层(液晶、间隔、密封剂)、电容、显示电极、棱镜层、散光层。 偏振膜又称偏光片(Polarizer)，偏光片分为上偏光片和下偏光片，上下两偏光片的偏振功能相互垂直，其作用就像是栅栏一般，按照要求阻隔光波分量，例如阻隔掉与偏光片栅栏垂直的光波分量，而只准许与栅栏平行的光波分量通过。 玻璃基板(Glass Substrate)在液晶显示器中可分为上基板和下基板，其主要作用在于两基板之间的间隔空间夹持液晶材料。玻璃基板的材料一般采用机械性能优良、耐热与耐化学腐蚀的无碱硼硅玻璃。对于TFT-LCD而言，一层玻璃基板分布有TFT，另一层玻璃基板则沉积彩色滤光片。 黑色矩阵(Black Matrix)借助于高度遮光性能的材料，用以分隔彩色滤光片中红、绿、蓝三原色(防止色混淆)、防止漏光，从而有利于提高各个色块的对比度。此外，在TFT-LCD中，黑色矩阵还能遮掩内部电极走线或者薄膜晶体管。 彩色滤光片(Color Filter)又称滤色膜，其作用是产生红、绿、蓝3种基色光，实现液晶显示器的全彩色显示。 取向膜(Alignment Layer)又称配向膜或定向层，其作用是让液晶分子能够在微观尺寸的层面上实现均匀的排列和取向。 透明电极(Transparent Electrode)分为公共电极与像素电极，输入信号电压就是加载在像素电极与公共电极两电极之间。透明电极通常是在玻璃基板上沉积氧化铟锡(ITO)材料构成透明导电层。 液晶材料(Liquid Crystal Material)在LCD中起到一种类似光阀的作用，可以控制透射光的明暗，从而取得信息显示的效果。 驱动IC其实就是一套集成电路芯片装置，用来对透明电极上电位信号的相位、峰值、频率等进行调整与控制，建立起驱动电场，最终实现液晶的信息显示。 在液晶面板中，有源矩阵液晶显示屏是在两块玻璃基板之间封入扭曲向列(TN)型液晶材料构成的。其中，接近显示屏的上玻璃基板沉积有红、绿、蓝(RGB)三色彩色滤光片(或称彩色滤色膜)、黑色矩阵和公共透明电极。下玻璃基板(距离显示屏较远的基板)，则安装有薄膜晶体管(TFT)器件、透明像素电极、存储电容、栅线、信号线等。两玻璃基板内侧制备取向膜(或称取向层)，使液晶分子定向排列。两玻璃基板之间灌注液晶材料，散布衬垫(Spacer)，以保证间隙的均匀性。四周借助于封框胶黏结，起到密封作用；借助于点银胶工艺使上下两玻璃基板公共电极连接。 上下两玻璃基板的外侧，分别贴有偏光片(或称偏光膜)。当像素透明电极与公共透明电极之间加上电压时，液晶分子的排列状态会发生改变。此时，入射光透过液晶的强度也随之发生变化。液晶显示器正是根据液晶材料的旋光性，再配合上电场的控制，便能实现信息显示。 背光模组 LCD产品是一种非主动发光电子器件，本身并不具有发光特性，必须依赖背光模组中光源的发射才能获得显示性能，因此LCD的亮度要由其背光模组来决定。由此可见，背光模组的性能好坏直接影响到液晶面板的显示品质。 背光模组包括照明光源、反射板、导光板、扩散片、增亮膜(棱镜片)及框架等。LCD采用的背光模组主要可分为侧光式背光模组和直射式背光模组两大类。手机、笔记本电脑与监视器(15英寸)主要采用侧光式背光模组，而液晶电视大多采用直射式背光模组光源。背光模组光源，主要以冷阴极荧光灯(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)和发光二极管(LED)光源为LCD的背光源。 反射板(Reflector Sheet)又称反射罩，主要作用是将光源发出的光线完全送入导光板，尽可能地减少无益的耗损。 导光板(Light Guide Plate)主要作用是将侧面光源发出的光线导向面板的正面。 棱镜片(Prism Film)又称增亮膜(Brightness Enhancement Film)，主要作用是将各散射光线通过该膜片层的折射和全反射，集中于一定的角度再从背光源发射出去，起到屏幕增亮的显示效果。 扩散片(Diffuser)主要作用是把背光模组的侧光式光线修正为均匀的面光源，以达到光学扩散的效果。扩散片有上扩散片与下扩散片之分。上扩散片，处于棱镜片与液晶组件之间，更接近于显示面板。而下扩散片处于导光板与棱镜片之间，更接近于背光源。

工作原理

LCD是一种采用液晶为材料的显示器。液晶是一类介于固态和液态间的有机化合物，在常温条件下，呈现出既有液体的流动性，又有晶体的光学各向异性，加热会变成透明液态，冷却后会变成结晶的混浊固态。