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LCD原理大剖析

ZDNETChina

03/01/2002

LCD（LiquidCrystalDisplay）對於許多的用戶而言可能是一個比較新鮮的名詞，不過這種技術

存在的歷史可能遠遠超過了我們的想象--在1888年，一名奧地利的植物學家F.Renitzer便發

現了液晶特殊的物理特性。

在85年之後，這一發現才產生了商業價值，1973年日本的夏普公司第一次將它運用於製作電

子計算器的數位顯示。現在，LCD是筆記型電腦和掌上電腦的要紧顯示設備，在投影機中，它也

扮演著超级重要的角色，而且它開始逐漸滲入到桌面顯示器市場中。

液晶得名於其物理特性：它的分子晶體，不過以液態存在而非固態。大多數液晶都屬於有機複合物。

高資訊密度顯示技術中第一商品化的是「被動矩陣顯示技術」。它得名於操纵液晶單元的開和關的

簡單設計。

主動矩陣LCD的上下表層也縱橫有序排列著用銦錫氧化物做成的透明電極。所不同的是在每個單

元中都加入了很小的電晶體，由電晶體來操纵電流的開和關。

LCD的面板最先利用超级薄的玻璃製造。大約只有毫米厚，由於玻璃生產中，設備不同會造成玻

璃厚度不同。因此，顯示器只能在一套模具中製造。

你不能不知道的LCD

為什麼叫液晶？

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2002/01/03

液晶得名於其物理特性：它的分子晶體，不過以液態存在而非固態。大多數液晶都屬於有機複合物。這些晶體分子的

液體特性使得它具有兩種超级有效的特點：假设是你讓電流通過液晶層，這些分子將會以電流的流向方向進行排列，

假设是沒有電流，它們將會彼此平行排列。假设是你提供了帶有細小溝槽的外層，將液晶倒入後，液晶分子會順著槽

排列，並且內層與外層以同樣的方式進行排列。

液晶的第三個特性是很神奇的：液晶層能夠使光線發生扭轉。液晶層表現的有些類似偏光器，這就意味著它能夠過濾

掉除那些從特殊方向射入之外的所有光線。另外，假设是液晶層發生了扭轉，光線將會隨之扭轉，以不同的方向從另

外一個面中射出。

液晶的這些特點使得它能够被用來當作一種開關-即能够阻礙光線，也能够允許光線通過。液晶單元的底層是由細小

的脊構成的，這些脊的作用是讓分子呈平行排列。上表面也是如此，在這兩側之間的分子平行排列，不過當上下兩個

表面之間呈必然的角度時，液晶成了隨著兩個不同方向的表面進行排列，就會發生扭曲。結果即是這個扭曲了的螺旋

層使通過的光線也發生扭曲。假设是電流通過液晶，所有的分子將會依照電流的方向進行排列，這樣就會排除光線的

扭轉。假设是將一個偏振濾光器放置在液晶層的上表面，扭轉的光線通過了，而沒有發生扭轉的光線將被阻礙。因此

能够通過電流的通斷改變LCD中的液晶排列，使光線在加電時射出，而不加電時被阻斷。也有某些設計了省電的需

要，有電流時，光線不能通過，沒有電流時，光線通過。

顯示技術由於不同的應用目的而分成不同的類型。有的是成了靜態

顯示，比如道路標誌和顯示牌，它們的顯示資訊是不變的。平面顯

示技術則被用於傳遞發生變化的顯示資訊，因此顯示資訊量的大小

就決定了所採用的顯示技術類型。對於攜帶型的計算器等設備而

言，由於所傳遞的資訊量相對較低，被稱為「低資訊密度」顯示技

術；對於電腦顯示器而言，由於傳遞的資訊量大，則相應被稱為「高

資訊密度」顯示技術。

液晶可以阻礙（左）也可以允許（右）光線通過

被動矩陣液晶顯示技術

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2002/01/03

高資訊密度顯示技術中第一商品化的是「被動矩陣顯示技術」。它得名於操纵液晶單元的開和關的簡單設計。

被動矩陣液晶顯示的驅動方式是由垂直與水平方向的電極所構成，單獨的液晶單元夾在彼此垂直的電極中間。因此，

任何一組電極的驅動就會在特定的單元中引发電流通過。

被動矩陣顯示畫面的原理确实是輸入的信號依次去驅動每一排的電極，於是當某一排被選定的時候，列向上的電極將

被觸發打開位於排和列交叉上的那些像素。這種方式比較簡單，而且對液晶螢幕的本钱增加也不多。不過它也有缺點，

假设是