基于液晶電-光控制特性的液晶顯示器

★★★★★【文章導(dǎo)讀】：基于液晶電-光控制特性的液晶顯示器具體內(nèi)容是：(2)液晶由細(xì)長(zhǎng)的棒狀分子組成，各棒狀分子長(zhǎng)軸平行，指向某一方向，或分子長(zhǎng)軸不完全相同，但宏觀上有某一平均方向。正是由于液晶分子有指向性的排列這一特點(diǎn)，使其物理參數(shù)在分子長(zhǎng)軸方向及其垂直方向取不同值。由于…

來源：日期：2013-11-29 9:18:43 人氣：標(biāo)簽：

　　(2)液晶由細(xì)長(zhǎng)的棒狀分子組成，各棒狀分子長(zhǎng)軸平行，指向某一方向，或分子長(zhǎng)軸不完全相同，但宏觀上有某一平均方向。正是由于液晶分子有指向性的排列這一特點(diǎn)，使其物理參數(shù)在分子長(zhǎng)軸方向及其垂直方向取不同值。由于液晶分子的排列結(jié)構(gòu)，不像晶體結(jié)構(gòu)那樣堅(jiān)固，能在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、應(yīng)力等外部條件的影響下，其分子容易發(fā)生再排列，使液晶的各種光學(xué)性質(zhì)隨之發(fā)生變化，液晶這種各向異性及其分子排列易受外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)的控制，正是液晶能用于顯示器件的物理基礎(chǔ)（見下圖所示）。

　　(3)液晶分子長(zhǎng)軸方向的介電常數(shù)與短軸方向的介電常數(shù)是不一樣的，在外加電場(chǎng)作用下，液晶分子的排列狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化。這種由于外加電場(chǎng)的作用使液晶分子排列變化而引起液晶光學(xué)性質(zhì)改變的現(xiàn)象，稱為液晶的“電-光效應(yīng)”。利用液晶的“電-光效應(yīng)”，可實(shí)現(xiàn)光被電信號(hào)調(diào)制，從而制成液晶顯示器件。

　　(4)在一對(duì)平行放置的偏光板間填充液晶，這一對(duì)偏光板的偏振光方向相互垂直。液晶分子在扁光板間排列成多層，通過取向膜使靠近偏光板的液晶分子平行于偏光板偏振方向排列。在不同層間，液晶分子的長(zhǎng)軸將沿偏光板平行平面連續(xù)扭轉(zhuǎn)90°，與偏光板的偏振方向一致的偏振光，垂直射向無外加電場(chǎng)的液晶分子時(shí)，入射光將隨液晶分子軸的90°扭曲而旋轉(zhuǎn)射出（稱為液晶的旋光性），如下圖(a)所示。這種結(jié)構(gòu)稱為扭曲向列型液晶顯示器。

　　(5)若對(duì)液晶施加適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)，改變液晶分子的排列，如下圖(b)所示。液晶分子長(zhǎng)軸將改變?yōu)榕c電場(chǎng)方向平行，此時(shí)液晶分子不再能旋光，而是把光遮斷，入射光不能通過液晶射出。顯然，若兩偏光片的偏振光方向相互平行，則透光、遮光的情況會(huì)相反。前者稱為常亮模式，后者稱為常暗模式。

　　(6)液晶顯示器本身不發(fā)光，需設(shè)外光源。外光源可以是陽光，也可以是裝在顯示器背面的熒光燈。

　　(7)液晶的電一光控制特性給液晶體施加一定的電壓時(shí)，液晶分子在電場(chǎng)的作用下將重新排列，我們用液晶分子的扭曲角度及光透過率隨外加電壓的變化來表示液晶的光電響應(yīng)特性，如下圖所示。

　　注：圖中uth-閾值電壓（臨界電壓）；usar-飽和電壓。

　　從下圖可見，液晶的光電特性表明，液晶在外加電壓控制下可視為一個(gè)光閥。

　　因液晶在直流電壓作用下易發(fā)生化學(xué)變化，故常用交流電壓驅(qū)動(dòng)液晶。由于液晶對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的響應(yīng)具有時(shí)間積分特性，所以其電-光特性受驅(qū)動(dòng)電壓有效值(vrms)的控制。

　　常暗模式液晶透過光的強(qiáng)度與vrms的關(guān)系如下圖(a)所示。vrms達(dá)到閾值vth（一般低于3v）后，液晶開始透過光線，達(dá)飽和電壓vsat時(shí)，透過光的強(qiáng)度不再明顯增加。在vth與vsat之間時(shí)，透過光的強(qiáng)度與外加電壓有效值幾乎成線性關(guān)系。令液晶工作于這一線性段，可顯示不同灰度。為此，驅(qū)動(dòng)液晶的圖像信號(hào)電壓須轉(zhuǎn)換為與其成線性關(guān)系的有效值（體現(xiàn)為驅(qū)動(dòng)脈沖幅度）。