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1、 本科毕业论文题 目: 液晶显示技术论述液晶显示技术论述 院 系：物理与电子信息科学系物理与电子信息科学系 专 业：电子信息科学与技术电子信息科学与技术 姓 名：xxxx 学 号：xxxx 指导教师：xxxx 教师职称：副教授副教授 填写日期：2011 年 4 月 29 日贵阳学院本科毕业论文2摘摘 要要如今，科技进步给我们的生活带来了很大的变化。液晶显示设备越来越多，各种各样的液晶显示产品走进我们生活中。从手机到电脑显示器，从掌上电脑到平板电视。无处没有液晶显示技术的身影。本文围绕液晶显示技术，简要地介绍了扭曲向列型（TN）、超扭曲向列型（STN）和有源矩阵型（AM）液晶显示技术的相关知识，
2、以及液晶显示技术在中国的发展情况和未来显示技术的发展方向。关键字关键字: :液晶 液晶显示技术 扭曲向列型（TN) 超扭曲向列型（STN） 有源矩阵型（AM)贵阳学院本科毕业论文3AbstractAbstractNow, the progress of science and technology brings to our life very big change. Liquid crystal display equipment is more and more, all kinds of liquid crystal display products into our life. Fro
3、m cell phones to computer monitors, from PDA to flat TV. Nowhere is no LCD technology figure. This paper focus on LCD technology, this paper briefly introduces a distorted to column type (TN), super twisted type (STN) to column type and active matrix liquid crystal display technology (AM) the knowle
4、dge and liquid crystal display technologies in Chinas development and the future development direction of display technology. Key word：LCD LCD display technology Distorted to column typeSuper distorted to column type Active matrix type贵阳学院本科毕业论文4目目 录录第一章第一章 绪论绪论.51.1 研究背景.51.2 研究方向.5第二章第二章 液晶基础知识液晶基
5、础知识.62.1 液晶62.2 热致液晶的分类62.3 液晶的光电特性72.3.1 电场中液晶分子的取向72.3.2 线偏振光在向列液晶中的传播82.3.3 线偏振光在扭曲向列相液晶中的传播8第三章第三章 液晶显示技术液晶显示技术.93.1 LCD 液晶结构和显像原理.93.1.1 液晶显示屏的基本构造93.1.2 LCD 的彩色成像原理.123.1.3 LCD 的成像质量关联.133.2 扭曲向列型液晶显示（TN-LCD） .143.2.1 工作原理143.2.2 TN-LCD 的电光特性 153.2.3 TN-LCD 的驱动 163.3 超扭曲向列型液晶显示（STN-LCD）.173.4
6、有源矩阵液晶显示（AM-LCD）.173.4.1 二端有源矩阵液晶显示183.4.2 三端有源矩阵液晶显示183.4.3 LCD 的背光源.19第四章第四章 我国液晶显示的发展状况我国液晶显示的发展状况.204.1 TN-LCD 时期 204.2 STN-LCD 时期214.3 TFT-LCD 时期.214.4 LCD 模块时期.22第五章第五章 几种常见显示技术的比较几种常见显示技术的比较.231、液晶显示器件(LCD ).232、等离子显示器件(PDP) 243、有机电致发光器件(OLED).24总结总结.26致谢致谢.27参考文献参考文献.28贵阳学院本科毕业论文5第一章 绪论1.1 研
7、究背景在科技飞速发展的今天，“液晶显示”对大家来说已不陌生，由于他具有低压微功耗、平板型结构、不眩光、不刺激眼睛、无电磁辐射和 X 射线等优点，广泛地运用于计数器、电话机、手机、数码相机、天然气表、笔记本电脑等。液晶台式 PC 监视器逐步普及，液晶电视已经出现，可以说液晶显示与我们的生活息息相关，那么液晶究竟是什么物质，他的显示原理及发展情况怎样呢？由于自身兴趣爱好，在这次论文选题中，我选择了液晶显示技术作为自己的研究，希望自己能从中学到相关知识。在完成学业任务的同时更能让自己学到这个领域的基础知识及最新进展，对自己将会有很大提高。1.2 研究方向在本文中，我将对液晶基础知识作出简略的介绍，重
8、点在液晶显示技术的原理分析，着重介绍了现实生活中常用的显示技术，如扭曲列向型显示技术等显示原理的介绍。最后将对近年该技术在中国的发展作简单的讲述，以及今后该技术的发展方向作一个大概的分析。贵阳学院本科毕业论文6第二章 液晶基础知识2.1 液晶在机械上具有液体的流动性，在光学上具有晶体性质的物质形态被命名为流动晶体液晶(Liquid Crystal)液晶分为两大类:溶致液晶和热致液晶作为显示技术应用的液晶都是热致液晶固体液晶液体T1T2图 2.1低于温度 T1，就变成固体（晶体），称 T1 为液晶的熔点，高于温度 T2 就变成清澈透明各向同性的液态，称 T2 为液晶的清亮点。LCD 能工作的极限
9、温度范围基本上由 T1 和 T2 确定。2.2 热致液晶的分类近晶相(Smectic Liquid Crystals)液晶分子呈二维有序性，分子排列成层，层内分子长轴相互平行，排列整齐，重心位于同一平面内，其方向可以垂直层面，或与层面成倾斜排列，层的厚度等于分子的长度，各层之间的距离可以变动，分子只能在层内做前后、左右滑动,但不能在上下层之间移动。近晶相液晶的粘度与表面张力都比较大，对外界电、磁、温度等的变化不敏感。向列相(Nematic Liquid Crystals)液晶分子只有一维有序，分子长轴互相平行，但不排列成层，它能上下、左右、前后滑动，只在分子长轴方向上保持相互平行或近于平行，分
10、子间短程相互作用微弱，向列相液晶分子的排列和运动比较自由，对外界电、磁场、温度、贵阳学院本科毕业论文7应力都比较敏感，目前是显示器件的主要材料。胆甾相（Cholesteric Liquid Crystals）液晶是由胆甾醇衍生出来的液晶，分子排列成层，层内分子相互平行，分子长轴平行于层平面，不同层的分子的分子长轴方向稍有变化，相邻两层分子，其长轴彼此有一轻微的扭角（约为 15 分），多层扭转成螺旋形，旋转 360的层间距离称螺距，螺距大致与可见光波长相当。胆甾相实际上是向列相的一种畸变状态，因为胆甾相层内的分子长轴也是彼此平行取向，仅仅是从这一层到另一层时均一择优取向旋转一个固定角度，层层叠起
11、来，就形成螺旋排列的结构，所以在胆甾相中加消旋向列相液晶或将适当比例的左旋、右旋胆甾相混合，可将胆甾相转变为向列相。一定强度的电场、磁场也可使胆甾相液晶转变为向列相液晶。胆甾相易受外力的影响，特别对温度敏感，温度能引起螺距改变，而它的反射光波长与螺距有关，因此，胆甾相液晶随冷热而改变颜色。图 2.22.3 液晶的光电特性利用传统的晶体光学理论可以描述光在液晶中的传播。2.3.1 电场中液晶分子的取向液晶分子长轴排列平均取向的单位矢量 n 称为指向矢量，设和分别为当电场与指向/矢平行和垂直时测得的液晶介电常数。定义介电各向异性：/0 的液晶称为 P 型液晶0 的液晶称为 N 型液晶在外电场作用下
12、P 型液晶分子长轴方向平行于外电场方向N 型液晶分子长轴方向垂直于外电场方向贵阳学院本科毕业论文8目前的液晶显示器件主要使用 P 型液晶。2.3.2 线偏振光在向列液晶中的传播液晶空气入射光线 XYZ0ZOn图 2.3随着光线沿着 z 方向前进，偏振光相继成为椭圆、圆和线偏振光，同时改变了线偏振方向。最后，这束光将以位相差所决定的偏振状态，进入空气中。2.3.3 线偏振光在扭曲向列相液晶中的传播把液晶盒的两个内表面作沿面排列处理并使盒表面上的向列相液晶分子方向互相垂直，液晶分子在两片玻璃之间呈 90 扭曲，即构成扭曲向列液晶，光波波长 偏振化方向图 2.4贵阳学院本科毕业论文9第三章 液晶显示
13、技术目前，扭曲向列型液晶（TN）即将淘汰，超扭曲向列型（STN）和有源矩阵（TFT）已成熟普及。本章就以上几种液晶显示技术进行讨论。3.1 LCD 液晶结构和显像原理今天，LCD（Liquid Crystal Display）已经渗入各种需要进行图像和数据显示的电子终端，且平板电视的普及风暴已经被引爆，众多的平板显示技术中 TFT-LCD 占据了绝对主流。在此，我让大家认识一下 TFT-LCD 是如何将影像显示出来。3.1.1 液晶显示屏的基本构造图 3.11、背光板：LCD 的显像原理是靠液晶阻挡光线的分量达到控制明暗，所以必须要有光源才可能在屏幕上看到图像，所以背光板负责为液晶屏显像提供最
14、基本的光源。2、下偏光板：背光板送出来的光线方向性不一致，呈放射状，如果这样的光线通过液晶分子的扭转，我们在屏幕上还是看不到正常的图像，看到的可能是白茫茫的一片，或者是贵阳学院本科毕业论文10花花绿绿的色块，而不会是我们想看到的图像。下面的偏光板承担了将光线的方向规范成一致后再送往液晶层的工作。3、薄膜基板：液晶分子的扭转角度是由 TFT 控制。4、液晶：这层液晶分子在 TFT 控制下发生扭转，达到将方向一致的光线通亮进行控制，从而在通往后面像素单元的光线明暗度发生了改变。5、彩色滤光片：如果你有幸关于 20 世纪 80 年代记忆的话，相信你会记得当时的黑白电视屏幕前经常会有一片彩色的塑料片片
15、，安装上了这片塑料片后，黑白电视机似乎变成了彩色电视机，我们可以看到某些时候人的脸蛋变粉红了、嘴唇变红了、其他的景物都有了颜色，虽然有时候颜色并不符合实际。其实这片塑料片就是彩色滤色片（这个东西的发明者估计灵感来自液晶显示器）。液晶本身没有颜色,所以用滤色片产生各种颜色,液晶屏中每个液晶子像素显示的颜色取决于色彩过滤器，而不是子像素, 背光源发出的是白色的光线，白色光线经过各种颜色的滤色片后，我们在滤色片后面可以看到与滤色片对应颜色的光线被传出，所以在液晶显示屏中，彩色滤色片的功能是上色，与 CRT 显示器的荧光粉功能对应。液晶子像素只能通过控制光线的通过强度来调节灰阶,只有少数主动矩阵显示采用模拟信号控制,大多数则采用数字信号控制技术。大部分数字控制的 LCD 都采用了 8 位控制器（也有的数字控制采用 10 位控制器），可以产生 256 级灰阶。每个子像素能够表现 256 级,那么你就能够得到 2563 种色彩,每个像素能够表现 16,777,216 种成色，也就是我们常见的所谓 1677.7216 万色。因为人的眼睛对亮度的感觉并不是线性变化的,人眼对低亮度的变化更加敏感,所以这种 24 位的色度已经能完全达到理想要求。工程师们通过脉冲电压调节的方法以使色彩变化看起来更加统一。6、上偏光板
