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子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

液晶显示模块（LCM）的基础知识

一、LCD的工作原理

1、液晶显示器基本常识

LCD基本常识

液晶显示是一种被动的显示，它不能发光，只能使用周围环境的光。它显示图案或字符只需很小能量。正因为低功耗和小型化

使LCD成为较佳的显示方式。

液晶显示所用的液晶材料是一种兼有液态和固体双重性质的有机物，它的棒状结构在液晶盒内一般平行排列，但在电场作用下能

改变其排列方向。

对于正性TN-LCD，当未加电压到电极时，LCD处于OFF态，光能透过LCD呈白态；当在电极上加上电压LCD处于ON态，

液晶分子长轴方向沿电场方向排列，光不能透过LCD，呈黑态。有选择地在电极上施加电压，就可以显示出不同的图案。

对于STN-LCD，液晶的扭曲角更大，所以对比度更好，视角更宽。STN-LCD是基于双折射原理进行显示，它的基色一般为黄绿

色，字体蓝色，成为黄绿模。当使用紫色偏光片时，基色会变成灰色成为灰模。当使用带补偿膜的偏光片，基色会变成接近白色，

此时STN成为黑白模即为FSTN,以上三种模式的偏光片转90°，即变成了蓝模，效果会更佳。

2、液晶0下图是一个反射式TN型液晶显示器的结构图.

从图中可以看出,液晶显示器是一个由上下两片导电玻璃制成的液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料-胶框（一般为环氧树

脂）密封，盒的两个外侧贴有偏光片。

液晶盒中上下玻璃片之间的间隔，即通常所说的盒厚，一般为几个微米（人的准确性直径为几十微米）。上下玻璃片内侧，对

应显示图形部分，镀有透明的氧化铟-氧化锡（简称ITO）导电薄膜，即显示电极。电极的作用主要是使外部电信号通过其加到液晶

上去（这个电信号一般来自IC）。

液晶盒中玻璃片内侧的整个显示区覆盖着一层定向层。定向层的作用是使液晶分子按特定的方向排列，这个定向层通常是一薄

层高分子有机物，并经摩擦处理。

在TN型液晶显示器中充有正性向列型液晶。液晶分子的定向就是使长棒型的液晶分子平行于玻璃表面沿一个固定方向排列，分

子长轴的方向沿着定向处理的方向。上下玻璃表面的定向方向是相互垂直的，这样，在垂直于玻璃片表面的方向，盒内液晶分子的

取向逐渐扭曲，从上玻璃片到下玻璃片扭曲了90°（参见下图），这就是扭曲向列型液晶显示器名称的由来。

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子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

实际上，靠近玻璃表面的液晶分子并不完全平等于玻璃表面，而是与其成一定的角度，这个角度称为预倾角，一般为1°~2°。

液晶盒中玻璃片的两个外侧分别贴有偏光片，这两片偏光片的偏光轴相互平行（黑底白字的常黑型）或相互正交（白底黑字的常白

型），且与液晶盒表面定向方向相互平行或垂直。偏光片一般是将高分子塑料薄膜在一定的工艺条件下进行加工而成的。

我们通常所见的多是反向型的液晶显示器，这种显示器在下边的偏振片后还贴有一片反光片。这样，光的入射和观察都是在液晶盒

的同一侧。

TN、HTN、STN的结构：

FSTN、ECB-Multi-colorSTN的结构：

ColorSTN的结构：

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3、液晶显示器件的基本性能

§电光性能：LCD光学透过率随电压变化的曲线，如图1。

§响应速度：LCD加电压后，透过率变化的快慢程度，如图2。

§对比度：LCD在选态透过率与非选态透过率的比值。如图3。

§视角图：LCD在不同视角下观察所获得的等对比度曲线图。如图4。

§温度性能：由于液晶材料本身的物理性质随温度变化而变化，因而引起LCD的阈值、透过光谱等会随温度漂移。

§频率响应：LCD只能工作在一个适当的频率范围，太低会引起显示闪动太高则液晶分子跟不上电场变化。

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