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液晶顯示頻

液晶顯示屏,英文通稱為LCD(Liquid Crystal Display),是屬于平面顯示器的一種。用于電視機及計算機的屏幕顯示。

液晶顯示屏(LCD)用于數字型鐘表和許多便攜式計算機的一種顯示器類型。LCD顯示使用了兩片極化材料,在它們之間是液體水晶溶液。電流通過該液體時會使水晶重新排列,以使光線無法透過它們。因此,每個水晶就像百葉窗,既能允許光線穿過又能擋住光線。液晶顯示器(LCD)目前科技信息產品都朝著輕、薄、短、小的目標發展,在計算機周邊中擁有悠久歷史的顯示器產品當然也不例外。在便于攜帶與搬運為前題之下,傳統的顯示方式如CRT映像管顯示器及LED顯示板等等,皆受制于體積過大或耗電量甚巨等因素,無法達成使用者的實際需求。而液晶顯示技術的發展正好切合目前信息產品的潮流,無論是直角顯示、低耗電量、體積小、還是零輻射等優 液晶顯示屏

點,都能讓使用者享受最佳的視覺環境。

液晶顯示屏

要追溯液晶顯示器的來源,必須先從“液晶”的誕生開始講起。在公元1888年,一位奧地利的植物學家,菲德烈.萊尼澤(Friedrich Reinitzer)發現了一種特殊的物質。他從植物中提煉出一種稱為螺旋性甲苯酸鹽的化合物,在為這種化合物做加熱實驗時,意外的發現此種化合物具有兩個不同溫度的熔點。而它的狀態介于我們一般所熟知的液態與固態物質之間,有點類似肥皂水的膠狀溶液,但它在某一溫度范圍內卻具有液體和結晶雙方性質的物質,也由于其獨特的狀態,后來便把它命名為“Liquid Crystal”,就是液態結晶物質的意思。不過,雖然液晶 液晶顯示屏

早在1888年就被發現,但是真正實用在生活周遭的用品時,卻是在80年后的事情了。

  公元1968年,在美國RCA公司(收音機與電視的發明公司)的沙諾夫研發中心,工程師們發現液晶分子會受到電壓的影響,改變其分子的排列狀態,并且可以讓射入的光線產生偏轉的現象。利用此一原理,RCA公司發明了世界第一臺使用液晶顯示的屏幕。爾后,液晶顯示技術被廣泛的用在一般的電子產品中,舉凡計算器、電子表、手機屏幕、醫院所使用的儀器(因為有輻射計量的考慮)或是數字相機上面的屏幕等等。令人玩味的是,液晶的發現比真空管或是陰極射線管還早,但世人 液晶顯示屏

了解此一現象的并不多,直到1962年才有第一本,由RCA研究小組的化學家喬.卡司特雷諾(Joe Castellano)先生所出版的書籍來描述。而與映像管相同的,這兩項技術雖然都是由美國的RCA公司所發明的,卻分別被日本的新力(Sony)與夏普(Sharp)兩家公司發揚光大。

液晶顯示屏

液晶顯示器,依驅動方式來分類可分為靜態驅動(Static)、單純矩陣驅動(Simple Matrix)以及主動矩陣驅動(Active Matrix)三種。其中,被動矩陣型又可分為扭轉式向列型(Twisted Nematic;TN)、超扭轉式向列型(Super Twisted Nematic;STN)及其它被動矩陣驅動液晶顯示器;而主動矩陣型大致可區分為薄膜式晶體管型(Thin Film Transistor;TFT)及二端子二極管型(Metal/Insulator/Metal;MIM)二種方式。

  TN、STN及TFT型液晶顯示器因其利用液晶分子扭轉原理之不同, 液晶顯示屏

在視角、彩色、對比及動畫顯示品質上有高低程次之差別,使其在產品的應用范圍分類亦有明顯區隔。以目前液晶顯示技術所應用的范圍以及層次而言,主動式矩陣驅動技術是以薄膜式晶體管型(TFT)為主流,多應用于筆記型計算機及動畫、影像處理產品。而單純矩陣驅動技術目前則以扭轉向列(TN)、以及超扭轉向列(STN)為主,目前的應用多以文書處理器以及消費性產品為主。在這之中,TFT液晶顯示器所需的資金投入以及技術需求較高,而TN及STN所需的技術及資金需求則相對較低。

  液晶顯示屏

在TN與STN型的液晶顯示器中,所使用單純驅動電極的方式,都是采用X、Y軸的交叉方式來驅動,如下圖所示,因此如果顯示部分越做越大的話,那么中心部分的電極反應時間可能就會比較久。而為了讓屏幕顯示一致,整體速度上就會變慢。講的簡單一點,就好像是CRT顯示器的屏幕更新頻率不夠快,那是使用者就會感到屏幕閃爍、跳動;或著是當需要快速3D動畫顯示時,但顯示器的顯示速度卻無法跟上,顯示出來的要果可能就會有延遲的現象。所以,早期的液晶顯示器在尺寸上有一定的限制,而且并不適合拿來看電影、或是玩3D游戲。

  為了改善此一情形,后來液晶顯示技術采用了主動式矩陣 液晶顯示屏

(active-matrix addressing)的方式來驅動,這是目前達到高數據密度液晶顯示效果的理想裝置,且分辨率極高。方法是利用薄膜技術所做成的硅晶體管電極,利用掃描法來選擇任意一個顯示點(pixel)的開與關。這其實是利用薄膜式晶體管的非線性功能來取代不易控制的液晶非線性功能。如上圖,在TFT型液晶顯器中,導電玻璃上畫上網狀的細小線路,電極則由是薄膜式晶體管所排列而成的矩陣開關,在每個線路相交的地方則有著一弄控制匣,雖然驅動訊號快速地在各顯示點掃瞄而過,但只有電極上晶體管矩陣中被選擇的顯示點得到足以驅動液晶分子的電壓,使液晶分子軸轉向而成“亮”的對比,不被選擇的顯示點自然就是“暗”的對比,也因此避免了顯示功能對液晶電場效應能力的依靠。

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