浅析液晶显示屏的工作原理

庄恩泽 沙双庆

1引言

简要介绍了液晶的性质，从单色显示原理，彩色显示原理、动态影像显示原理和TFT驱动原理四方面简述了液晶显示屏（LCD）的工作原理。

LCD是一种主要用于数字型机械电子钟表和许多便携式小型电子计算机的液晶晶体显示器，是由2片薄的极化可溶液晶体材料以及之间的极化可溶液体的连接器组成。

2LCD的工作原理

液晶，是一种以碳为中心构成的有机化合物，主要由长棒状的分子结构组成，分子间的排列非常规则。加热之后会逐渐变成透明态或液态，冷却数年后会逐渐变成没有结晶的混浊态或固态。液晶体的分子排列顺序在光与电场相互作用下会发生变化，因此入射光束透过液晶的光强度也随之改变，所以通过改变液晶电场的大小来改变光线的明暗变化，从而实现信息的显现。因为使用电源电流控制电路和使用电源电流驱动器控制电路普遍存在小型液晶体或电子晶体材料的周围，所以液晶材料分子在受到LCD的液晶电极管所产生的静電场的运动时会自动发生静电扭曲，从中间分子通过的液晶光线也会发生静电折射，然后经过液晶偏光片显示在液晶屏幕上。

2.1单色显示原理

LCD就是把液晶灌入到具有不同细槽的2个平面之间。由2个白色偏光片连接组成的两个不同的光平面的槽互相连接相交形成90°角直角。光线一般都是顺着发光分子的整体排列顺序方向进行传播，所以这些光线在经过发光液晶时也被自动扭转90°。又因为2个偏光片可以按照技术要求完全阻隔反射光波中的分量，所以在正常情况下，它几乎可以阻断任何试图对其进行激光穿透的反射光线。但是，由于2个扭曲偏光片之间同时充满了一个扭曲状的液晶，所以在一条光线再次穿出第一个扭曲偏光片后，会被扭曲液晶中的分子扭转90°，最后从第二个扭曲偏光片中穿出。如果给一个液晶加上高的电压，液晶上的分子就可以通过快速转动转子来迅速改变其中的透光率，从而可以实现多阶或灰阶的色彩显示。

2.2彩色显示原理

在带有颜色的液态晶体显示屏中，每个显示点通常由代表着红、绿、蓝的三元色的3个单元组成，任何一个单元都可以对光起到过滤作用，因此当可见光通过这些微小的单元时，在整个屏幕上可以呈现出三维的原色图像，然后完成整个时域和三维空间域的彩色图像重显。每个液态晶体显示器都有预先设计好的微小单元，当画面全部显示时，微小单元会被全部打开。这些微小的单元彼此是相对独立的、可单独控制，避免了明暗不均的现象。

2.3动态影像显示原理

对于一系列高速动态图像在人眼前快速连续运动显示时所形成的影像视觉，通常被称作“视觉残留”，即高速连续运动的动态画面在一个正常人的大脑中可能会快速运动形成短暂的连续动态印象。当多幅数字视频中的影像产生的换帧响应速度超过24帧/s时，人脑和眼睛细胞才能真正感觉到连续的整个视频画面。反之，如果电脑显示器的速度低于这一标准，人就会感到电脑画面的一些停顿和不适。LCD的显示响应时间通常是指，显示液晶明暗信号交替时的反应时间，这个响应值当然越小越好，响应时间越短画面越流畅。相反就会让人感觉到视频画面有些模糊。

2.4TFT驱动原理

TFT泛指嵌在液晶面板基片上的晶体管的运动阵列，给每一个阵列像素自身都安装一个有源半导体运动开关，使每个阵列像素可以通过运动开关来实现对各个阵列像素“点对点”的精确控制。像素的每一个控制节点之间既相对独立，又可以同时运行实现连续性。TFT彩色发光电子阵列一般与各种高像素彩色发光阵列电极、存储电容、栅线、信号线和发射线等共同组成，并在一个距离大型液晶显示屏较远的白色玻璃晶体基板上。这样的配制，有助于提高全彩液晶电视显示屏的反应速度，可以对液晶显示屏的灰度大小进行很好的自动控制，从而使LCD的全彩影像显示色彩更加炫彩逼真，还可以让画面品质更加流畅。

3结束语

液晶显示屏在信息视觉上给我们带来了美好的享受，随着现代科技的不断发展进步，相信它的明天一定会更加多姿多彩。