LCD液晶屏的分類和顯示原理是什么?
常見的液晶顯示器按物理結(jié)構(gòu)分為四種：
（1）扭曲向列型（TN－Twisted Nematic）；
（2）超扭曲向列型（STN－Super TN）；
（3）雙層超扭曲向列型（DSTN－Dual Scan Tortuosity Nomograph）；
（4）薄膜晶體管型（TFT－Thin Film Transistor）。
其中TN－LCD、STN－LCD和DSYN－LCD的基本顯示原理都相同，只是液晶分子的扭曲角度不同而已。STN－LCD的液晶分子扭曲角度為180度甚至270度。而TFT－LCD則采用與TN系列LCD截然不同的顯示方式。 其具體工作原理見下：
1、TN型采用的是液晶顯示器中最基本的顯示技術(shù)，而之后其它種類的液晶顯示器也是以TN型為基礎(chǔ)來進行改良。而且，它的運作原理也較其它技術(shù)來的簡單。請讀者參照下方的圖片。圖中所表示的是TN型液晶顯示器的簡易構(gòu)造圖，包括了垂直方向與水平方向的偏光板，具有細紋溝槽的配向膜，液晶材料以及導(dǎo)電的玻璃基板。
---當加入電場的情況時，每個液晶分子的光軸轉(zhuǎn)向與電場方向一致。液晶層也因此失去了旋光的能力，結(jié)果來自入射偏光片的偏光，其方向與另一偏光片的偏光方向成垂直的關(guān)系，并無法通過，這樣電極面就呈現(xiàn)黑暗的狀態(tài)。
TN型LCD液晶屏的顯像原理是將液晶材料置于兩片貼附光軸垂直偏光板的透明導(dǎo)電玻璃間，液晶分子會依附向膜的細溝槽方向，按序旋轉(zhuǎn)排列。如果電場未形成，光線就會順利的從偏光板射入，液晶分子將其行進方向旋轉(zhuǎn)，然后從另一邊射出。如果在兩片導(dǎo)電玻璃通電之后，玻璃間就會造成電場，進而影響其間液晶分子的排列，使分子棒進行扭轉(zhuǎn)，光線便無法穿透，進而遮住光源。這樣得到光暗對比的現(xiàn)象，就叫做扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)，簡稱TNFE（twisted nematic field effect）。電子領(lǐng)域中所用的液晶顯示器，幾乎都是用扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)原理制成的。
2、STN型LCD液晶屏的顯示原理與TN相類似。不同的是，TN扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)的液晶分子是將入射光旋轉(zhuǎn)90度，而STN超扭轉(zhuǎn)式向列場效應(yīng)是將入射光旋轉(zhuǎn)180~270度。
必須在這里指出的是，單純的TN液晶顯示器本身只有明暗兩種情形（或稱黑白），并沒有辦法做到色彩的變化。而STN液晶顯示器由于液晶材料的關(guān)系，以及光線的干涉現(xiàn)象，因此顯示的色調(diào)都以淡綠色與橘色為主。但如果在傳統(tǒng)單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片（color filter），并將單色顯示矩陣之任一像素（pixel）分成三個子像素（sub-pixel），分別通過彩色濾光片顯示紅、黃、藍三原色，再經(jīng)由三原色比例之調(diào)和，也可以顯示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶顯示器顯示屏幕做的越大，其屏幕對比度就會顯得較差，不過藉由STN的改良技術(shù)，亦可以在一定程度上彌補對比度不足的情況。
3、DSTN是通過雙掃描方式來掃描扭曲向列型液晶顯示屏，從而達到完成顯示目的。DSTN是由超扭曲向列型顯示器（STN）發(fā)展而來的。由于DSTN采用雙掃描技術(shù)，因此顯示效果相對STN來說，有大幅度提高。筆記本電腦剛出現(xiàn)時主要是使用STN，其后是DSTN。STN和DSTN的反應(yīng)時間都較慢，一般約為300ms左右。從液晶顯示原理來看，STN的原理是通過電場改變原為180度以上扭曲的液晶分子的排列，達到改變旋光狀態(tài)的目的。外加電場則通過逐行掃描的方式改變電場，因此在電場反復(fù)改變電壓的過程中，每一點的恢復(fù)過程都較慢，這樣就會產(chǎn)生余輝現(xiàn)象。用戶能感覺到拖尾（余輝）現(xiàn)象，也就是一般俗稱的“偽彩”。由于DSTN-LCD液晶屏上每個像素點的亮度和對比度都不能獨立控制，造成其顯示效果欠佳。由這種液晶體所構(gòu)成的液晶顯示器對比度和亮度都比較差、屏幕觀察范圍也較小、色彩不夠豐富，特別是反應(yīng)速度慢，不適于高速全動圖像、視頻播放等應(yīng)用。一般只用于文字、表格和靜態(tài)圖像處理，但是它結(jié)構(gòu)簡單并且價格相對低廉，耗能也比TFT-LCD少，而視角小也可以通過防止窺視屏幕內(nèi)容達到保密作用，結(jié)構(gòu)簡單也減小整機體積和重量。因此，在少數(shù)筆記本電腦中仍采用它作為顯示設(shè)備。目前，DSTN液晶顯示屏仍然占有一定的市場份額。
DSTN-LCD也不是真正的彩色顯示器，它只能顯示一定的顏色深度。與CRT的顏色顯示特性相距較遠，因而又稱為“偽彩顯”。DSTN的工作特點是這樣的：掃描屏幕被分為上下兩部分，CPU同時并行對這兩部分進行刷新（雙掃描），這樣的刷新頻率雖然要比單掃描（STN）重繪整個屏幕快一倍，提高了占空率，改善了顯示效果。而且當DSTN分上下兩屏同時掃描時，上下兩部分就會出現(xiàn)刷新不同步的問題。所以當內(nèi)部電子元件的性能不佳時，顯示屏中央可能會出現(xiàn)一條模糊的水平亮線。不過，現(xiàn)在采用DSTN-LCD的電腦因CPU和RAM速率高且性能穩(wěn)定，這種不同步現(xiàn)象已經(jīng)很少碰見到了。
另外，由于DSTN顯示屏上的像素信息是由屏幕左右兩側(cè)的一整行晶體管控制下的像素來顯示，而且每個像素點不能自身發(fā)光，是無源像點。所以反應(yīng)速度不快，屏幕刷新后更可能留下幻影，其對比度和亮度也比較低，看到的圖像要比CRT顯示器里的暗得多。
而HPA則被稱為高性能定址或快速DSTN 。它是DSTN的改良型，能提供比DSTN更快的反應(yīng)時間、更高的對比度和更大的視角。再加上它具有與DSTN相近的成本，因此在低端筆記本電腦市場具有一定的優(yōu)勢。
- 上一篇：LCD段碼液晶屏是如何驅(qū)動的了？ [2017/12/17]
- 下一篇：LCD液晶屏的可視角度是怎么定義的？ [2017/11/2]
