2024年2月9日发(作者：苹果mp3怎么充电)

液晶显示技术

21世纪是信息时代。发展全新的信息功能材料及器件，突破现有技术的局限，是本世纪初世界范围内所面临的最重大的科学问题之一。信息显示技术作为其中重要一环，更是在人类知识的获得和生活质量的改善方面扮演着重要的角色。信息的显示是依靠显示器来实现的，因此现代社会对优质显示器的需求越来越大。

电致发光(electroluminescence, EL)是指发光材料在电场的作用下，受到电流的激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的发光过程。能够产生电致发光的固体材料有很多种，但研究较多的而且能达到实用水平的，主要是无机化合物的半导体材料。在过去的20多年里，p-n结无机半导体发光二极管(light-emitting diode, LED)得到了很大的发展，实现了对可见光谱的覆盖，发光效率超过了白炽灯。由于无机LED器件具有结构牢固、驱动电压低、使用寿命长、效率高、稳定性强等许多优点，得到了非常广泛的实用。但是无机LED器件的制作成本较高，加工困难，效率低下，发光颜色不易调节，也比较难以实现全色，其进一步的发展受到了很大的限制。

液晶显示器（liquid-crystal display， LCD）为平面薄型的显示设备，由一定数量的彩色或黑白画素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗低，因此备受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。液晶显示器的每个画素由以下几个部分构成：悬浮于两个透明电极间的一列液晶分子层，两边外侧有两个偏振方向互相垂直的偏振过滤片。如果没有电极间的液晶，光通过其中一个偏振过滤片其偏振方向将和第二个偏振片完全垂直，因此被完全阻挡了。但是如果通过一个偏振过滤片的光线偏振方向被液晶旋转，那么它就可以通过另一个偏振过滤片。物质有固态、液态、气态三种型态，液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性，但是如果这些分子是长形的(或扁形的)，它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体，而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”，又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生，我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。

液晶是在1888年，由奥地利植物学家莱尼茨尔发现的，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。一般最常用的液晶型态为向列型

液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm～10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。液晶对光线偏振方向的旋转可以通过静电场控制，从而实现对光的控制。检验液晶显示器的指标包括以下几个重要方面：显示大小、反应时间（同步速率）、阵列类型（主动和被动）、视角、所支持的颜色、亮度和对比度、分辨率和屏幕高宽比、以及输入接口（例如视觉接口和视频显示阵列）。其显示原理是，在不加电压下，光线会沿著液晶分子的间隙前进而转折90度，所以光可通过。但加入电压后，光顺着液晶分子的间隙直线前进，因此光被滤光板所阻隔。

液晶是具有流动特性的物质，所以只需外加很微小的力量即可使液晶分子运动，以最常见普遍的向列型液晶为例，液晶分子可轻易的接著电场作用使得液晶分子转向，由于液晶的光轴与其分子轴相当一致，故可借此产生光学效果，而当加于液晶的电场移除消失时，液晶将借着其本身的弹性及黏性，液晶分子将十分迅速的回复原来未加电场前的状态。

液晶显示器可透射显示，也可反射显示，决定于它的光源放哪里。透射型液晶显示器由一个屏幕背后的光源照亮，而观看则在屏幕另一边（前面）。这种类型的LCD多用在需高亮度显示的应用中，例如电脑显示器和手机中。用于照亮液晶显示器的照明设备的功耗往往高于液晶显示器本身。反射型液晶显示器，常见于电子钟表和计算器中，由后面的散射的反射面将外部的光反射回来照亮屏幕。这种类型的液晶显示器具有较高的对比度，因为光线要经过液晶两次，所以被削减了两次。不使用照明设备明显降低了功耗，因此使用电池的设备电池使用更久。因为小型的反射型液晶显示器功耗非常低，以至于光电池就足以给它供电，因此常用于袖珍型计算器。半穿透反射式液晶显示器既可以当作透射型使用，也可当作反射型使用。当外部光线很足的时候，该液晶显示器按照反射型工作，而当外部光线不足的时候，它又能当作透射型使用。

液晶显示技术具有如下的特点：

1、由于CRT显示器是靠偏转线圈产生的电磁场来控制电子束的，而由于电子束在屏幕上又不可能绝对定位，所以CRT显示器往往会存在不同程度的几何失真，线性失真情况。而LCD由于其原理问题不会出现任何的几何失真，线性失真，

这也是一大优点。

2、与传统CRT相比液晶在环保方面也表现的不错，这是因为LCD内部不存在象CRT那样的高压元器件，所以其不至于出现由于高压导致的x射线超标的情况，所以其辐射指标普遍比CRT要低一些。

3、LCD与传统CRT相比最大的优点还是在于耗电量和体积，对于传统17寸CRT来讲，其功耗几乎都在80W以上，而17寸液晶的功耗大多数都在40W上下，这样算下来，液晶在节能方面可谓优势明显。

OLED，OrganicLight-EmittingDiode，有机发光二极管或有机发光显示器。事实上这种发光原理早在1936年就被人们所发现，但直到1987年柯达公司推出了OLED双层器件，OLED才作为一种可商业化和性能优异的平板显示技术而引得人们的重视。目前，全球已经有100多家的研究单位和企业投入到OLED的研发和生产中，包括目前市场上的显示巨头，如三星，LG,飞利浦，索尼等公司。整体上讲，OLED的产业化目前已经开始，其中单色，多色和彩色器件已经达到批量生产水平，大尺寸全彩色器件目前尚处在研究开发阶段，但产能仍较低。

OLED发光材料的选择要满足下列要求：

(1) 高量子效率的荧光特性，且荧光光谱主要分布在400-700nm可见光区域内；

(2) 良好的半导体特性，即具有高的导电率，能传导电子或空穴；

(3) 良好的成膜性；

(4) 良好的热稳定性。

依据分子结构分类，则可把有机发光材料分为两类：小分子有机化合物和高分子共轭聚合物。

OLED显示屏是利用有机电致发光二极管制成的显示屏。由于同时具备自发光有机电激发光二极管，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。其发光原理是：有机发光显示技术由非常薄的有机材料涂层和玻璃基板构成。当有电荷通过时这些有机材料就会发光。OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料，故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。有源阵列有机发光显示屏具有内置的电子电路系统因此每个像素

都由一个对应的电路独立驱动。OLED具备有构造简单、自发光不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广等优点，技术提供了浏览照片和视频的最佳方式而且对相机的设计造成的限制较少。

液晶取向技术则是液晶显示的关键技术之一。液晶分子相对于基板的平行或垂直的排列都源于液晶分子与基板之间的各向异性的锚定作用。液晶指向矢的排列稳定性决定于表面锚定势场的分布形状，从微观上讲取决于空间、立体、极性和色散作用力。这其中除了空间作用之外的3种力都是由基板和液晶分子间相互作用决定的。实现液晶取向的方法很多，目前应用最为广泛的取向方法是聚酰亚胺（PI）摩擦法。其优点在于工艺简单/成本低廉，可以大面积化和批量生产。但是（PI）摩擦法也存在着较为显著地缺点便是摩擦过程易于产生静电，并且摩擦对器件可以造成污染。近年来，科研人员一直在寻找一种液晶取向的非摩擦替代方法。经过研究提出一种新的取向技术，即线性偏振光聚合（LPP）取向法，这种技术不但避免传统的PI膜的摩擦而且工艺简单，容易控制，是一种很有前途的方法。

LED全彩电子显示屏的视觉原理与彩色电视机一样，是通过红、绿、蓝三种颜色的不同光强实现图像色彩的还原再现。红、绿、蓝的纯正度直接影响图像色彩再现的视觉效果。然而白光的三色配比不是简单的三种颜色的叠加。第一，在保证光频纯正的前提下，要求红、绿、蓝光强之比必须接近3：6：1;第二，由于人们视觉对红色的敏感性，要求红色发光源在空间上要分散分布;第三，由于人们视觉对红、绿、蓝三种颜色光强的不同的非线性曲线响应，要求不同光强的白光对红、绿、蓝要进行类似电视机里的γ校正;第四，人的视觉对色差的分辨能力有限。因此必须找出图像色彩再现真实性的客观指标。OLED显示器的彩色化技术，按面板的类型通常有下面三种:RGB像素独立发光，光色转换(Color

CONversion)和彩色滤光膜(Color Filter)。目前日本TDK公司和美国Kodak公司采用这种方法制作OLED显示器。

LCD拥有众多优点，但视角有个向异性和范围较小的弱点。离开垂直显示板法向，对比度下降。因此宽视角技术一直是液晶显示的重要研究课题。液晶的视角问题是由液晶本身的工作原理决定的。目前已经有了以下几种解决方法：1、相差膜补偿法：在液晶面上加贴一片一定数值的相位差膜以改善视角特性的方法。

2、多畴TN：针对TN模式液晶显示器对某一特定视角的依存性特性，采用多组长轴方向不同的液晶分子来合成一个像素，这样用不同朝向的液晶分子来补偿不同方向的视角，精确地设计好它们之间的排列，其合成的视角也可以达到比较理想的效果。3、光学补偿弯曲排列/光学补偿：利用其设计巧妙的液晶分子排列来实现自我补偿视角，所以它又叫自补偿模式。4、平面控制模式（IPS－mode)

LED显示屏的基本构成：LED显示屏就是由若干个可组合拼接的显示单元(单元显示板或单元显示箱体)构成屏体，再加上一套适当的控制器(主控板或控制系统)。所以多种规格的显示板(或单元箱体)配合不同控制技术的控制器就可以组成许多种LED显示屏，以满足不同环境，不同显示要求的需要。

分解一个LED显示屏，它由以下一些要素构成(以较为复杂的同步视频屏为例): 1、金属结构框架2、显示单元3、扫描控制板4、开关电源5、双绞线传输电缆和光纤6、主控制仪7、专用显示卡及多媒体卡8、电脑及其外设9、其他信息源。

由于LED正向伏安特性非常陡（正向动态电阻非常小），要给LED供电就比较困难。不能像普通白炽 灯一样，直接用电压源供电，否则电压波动稍增，电流就会增大到将LED烧毁的程度。为了稳住LED的工作电流，保证LED能正常可靠地工作，各种各样的LED驱动电路就应运而生。最简单的是串联一只镇流电阻，而复杂的是用许多电子元件构成的“恒流驱动器”。

镇流电阻方案

为便于供电（高电压、小电流）或最好直接由市电～220V供电，通常将许多LED串联后，再串一只镇流电阻组成一条支路，最后将若干条支路并联起来构成整个灯具电路（见图2右 ），这种接法简称为“串并”接法。此接法有一个明显的缺点是支路中的任一只LED断路时，该支路所有LED都不亮，故障影响面大。

镇流电容方案

线性恒流驱动电路

液晶光源一般可分为以下两种：

1、冷阴极荧光灯管

传统的液晶显示器都是采用CCFL(冷阴极荧光灯管)背光。CCFL的背光设计主要有两种：“侧入式”与“直落式”，不过侧入式因光导设计使得光折损率较高，进而让背光亮度受限，面板尺寸越大时亮度就越低，仅适液晶拼接屏做为个人观赏之用，但在居家观赏的LCD TV大尺寸上面时，侧入式的亮度将难以满足，取而代之的是直落式。

2、发光二极管

LED背光有多项好处，首先是固体式电子照明，对冲撞的抗受性高于CCFL，且没有汞气体的环保法规顾虑，没有UV紫外线外洩顾虑，同时在色彩饱和度及寿命上都超越CCFL，另外LED只要正向电压即可驱动，不似CCFL需要交流的正负向电压，即便是只论正向驱动电压，LED的需求水准也低于CCFL。另外，LED

的亮度只需用脉波宽度调变式就可调节，并可用相同方式来抑制TFT LCD显示上的残影问题，然而CCFL的亮度调节就较为复杂，且无法抑制残影，必须以另行方式才能抑制。

液晶的上游材料还有：ITO玻璃、偏光片、滤光膜等。

用于液晶显示器制造的导电玻璃，必须符合一定的要求，才能生产出合格的产品。具体地说有下面的指标要求。透光率好：导电玻璃必须是透明的，通常要求在可见光范围内的透光率在80%以上。ITO玻璃的透光率主要取决于玻璃材料，ITO厚度和折射率。透光率是透明材料十分重要的光学性能指标。透光率以透过材料的光通量与入射的光通量之比的百分数表示，通常是指标准“C”光源一平行光垂直照射透明或半透明材料，秀过材料的光通量T2与入射光通量T1之比的百分率。Tt=T2/T1*100透光率的测试原理是测试T1，T2的相对值，无入射光时，接收光通量为0，当无试样时，入射光全部透过，接收的光通量为100，即为T1;若放置试样，仪器接收的透过光通量为T2.透光率的测试仪器为光度计。

ITO导电玻璃的分类：ITO导电玻璃按电阻分，分为高电阻玻璃（电阻在150~500欧姆）、普通玻璃（电阻在60~150欧姆）、低电阻玻璃（电阻小于60欧姆）。高电阻玻璃一般用于静电防护、触控屏幕制作用；普通玻璃一般用于TN类液晶显示器和电子抗干扰；低电阻玻璃一般用于STN液晶显示器和透明线路板。ITO导电玻璃按平整度分，分为抛光玻璃和普通玻璃。

偏光片（Polarizer）全称为偏振光片，可控制特定光束的偏振方向。自然光在通过偏光片时，振动方向与偏光片透过轴垂直的光将被吸收，透过光只剩下振动方向与偏光片透过轴平行的偏振光。

液晶显示模组中有两张偏光片分别贴在玻璃基板两侧，下偏光片用于将背光源产生的光束转换为偏振光，上偏光片用于解析经液晶电调制后的偏振光，产生明暗对比，从而产生显示画面。

液晶显示模组的成像必须依靠偏振光，少了任何一张偏光片，液晶显示模组都不能显示图像。

液晶显示模组的基本结构如下图所示：

偏光片基本结构：偏光片主要由PVA膜、TAC膜、保护膜、离型膜和压敏胶等复合制成。偏光片的基本结构如下图所示：

偏光片中起偏振作用的核心膜材是PVA膜。PVA膜经染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子，通过拉伸使碘分子在PVA膜上有序排列，形成具有均匀二向吸收性能的偏光膜，其透过轴与拉伸的方向垂直。

现在液晶面板的生产厂商主要有夏普、三星、LG-飞利浦、友达光电、奇美电子、京东方等。

国内LED发展经历了三个阶段：

第一阶段：1980-1989 年,TN-LCD 阶段。电子部774 厂、科学院713厂和上海电子管厂先后引进4 英寸基片玻璃的LCD 生产线，主要生产用于手表、计算器和一些仪表的液晶产品。

第二阶段：1989-2002 年，STN-LCD(CSTN-LCD)阶段。引进12×14、14×14(16)英寸TN－LCD 生产线，如天马二期、康惠、信利一期，河源精电、深辉二期、晶蕾等

第三阶段：2003 –至今，TFT-LCD 阶段。已有3 条5 代TFT－LCD 生产线、2 条4.5 代线，高世代的液晶面板生产线有：江苏，昆山龙腾光电8.5 代线（龙腾光电第三期计划）投资额33 亿美元；南京夏普向中电熊猫转让6 代线（夏普协助推进后者6 代线建设）总投资138 亿元，CEC与夏普合资八代线总投资300

亿元；三星苏州投建的7.5 代线。在北京，京东方八代线总投资280 亿元。在广东，广州市有LGD 的8 代线，总投资40 亿美元；深圳市、深超光电5 代线TFT-LCD 面板生产线和TCL 集团与深超科技投资有限公司投资245 亿元启动8.5 代TFT－LCD生产线项目。在合肥，京东方投资建设6 代线。

OLED显示器件作为超越LCD显示技术的一项发明成果，具有很多优点，同时它也有一些尚未克服的缺点，为人们指示了努力研发的方向。例如，有机材料

寿命较低、暂时不能实现大尺寸屏幕的量产，目前只能应用于小型数码产品。

近年，OLED显示屏行业发展迅速，市场规模不断扩大，这主要得益于当下游智能手机、平板电脑、车载音响等行业的迅猛发展。2012年全球手机用OLED屏的出货量超过2亿片。

中国OLED产业前景非常广阔，业内企业也正在努力积累发展经验，但国内产业链上游环节薄弱，行业的配套能力欠缺等因素为广大厂商制造了比较大的发展障碍。