液晶顯示器培訓(xùn)教程一：入門(mén)及LCD概述

一、液晶的入門(mén)知識(shí)

1、液晶的組成：

LCD使用的液晶，一般是指混和液晶，由多種液晶單體及手性劑混和而成。

2、液晶的特性：

TN液晶一般分子鏈較短，特性參數(shù)調(diào)整較困難，所以特性差別比較明顯。STN液晶是通過(guò)STN顯示數(shù)據(jù)模型，計(jì)算出所需的液晶分子長(zhǎng)度，及其光學(xué)電學(xué)性能參數(shù)，然后化工合成多種分子鏈接構(gòu)類(lèi)似的具有不同極性分子基團(tuán)的單體，互相調(diào)配成一個(gè)特性相似的系列液晶。不同系列的STN液晶往往具有完全不同的分子鏈，因此，不同系列的STN液晶除非制造商說(shuō)明可以互相調(diào)配外，不能互相調(diào)配。

液晶分子中有帶極性基團(tuán)的和不帶極性基團(tuán)的，帶極性基團(tuán)分子的液晶單體主要決定混和液晶的閥值電壓參數(shù)，不帶極性基團(tuán)分子的液晶單體主要決定混和液晶的折射率和清亮點(diǎn)。液晶中帶極性基團(tuán)的單體與不帶極性基團(tuán)的單體在靜置條件下會(huì)出現(xiàn)同性異構(gòu)體層析現(xiàn)象。

為了增加機(jī)器本身的待機(jī)時(shí)間和增強(qiáng)液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)能力，液晶廠商開(kāi)發(fā)了能滿(mǎn)足低電壓和低頻率條件下使用的低閥值電壓液晶。它具有以下特性：

低閥值電壓液晶中帶極性基團(tuán)的單體與不帶極性基團(tuán)的單體在靜置條件下出現(xiàn)同性異構(gòu)體層析現(xiàn)象的時(shí)間更短。

更多的帶極性基團(tuán)的單體組份，也意味著液晶更容易結(jié)合水分子以及其它帶極性的游離離子，從而降低了液晶的容抗電阻，從而引起漏電流和功耗的增大。

當(dāng)極性液晶單體的分子鏈在紫外線(xiàn)激化后，極性分子基團(tuán)容易互相纏繞形成中性分子團(tuán)，變成非層列錯(cuò)向狀態(tài)，因而造成閥值電壓升高，對(duì)導(dǎo)向?qū)拥腻^定作用不敏感，失去低電壓驅(qū)動(dòng)能力。

3、液晶的分類(lèi)：

按顯示類(lèi)型分：TN型液晶、STN型液晶、HTN型液晶；

按清亮點(diǎn)分：普通型液晶、寬溫型液晶；

按閥值電壓分：低閥值電壓液晶、普通液晶、高閥值電壓液晶。

4、影響液晶性能的主要參數(shù)：

清亮點(diǎn)；折射率Δn；閥值電壓；純凈度；粘滯常數(shù)K；介電常數(shù)ε；螺距ρ

　　5、液晶的工廠自適應(yīng)測(cè)試方法及判定標(biāo)準(zhǔn)：

電阻率：

A、測(cè)試方法：用高阻計(jì)測(cè)試待測(cè)液晶的電阻值。

B、判定標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)試結(jié)果在產(chǎn)品要求范圍之內(nèi)

光電性能：

A、測(cè)試方法：試灌產(chǎn)品，并測(cè)試其光電性能。

B、判定標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)試樣品Von、Voff值與供貨商參數(shù)相符，視角、對(duì)比度、底色符合生產(chǎn)產(chǎn)品要求。

清亮點(diǎn)：

A、測(cè)試方法：把待測(cè)液晶加熱，測(cè)量其達(dá)到清亮點(diǎn)時(shí)的溫度。

B、判定標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量結(jié)果溫度與供貨商提供的清亮點(diǎn)溫度一致。

耐紫外線(xiàn)性能：

A、測(cè)試方法：把待測(cè)液晶試作產(chǎn)品，平放在封口UV機(jī)下，按封口工藝規(guī)定的UV強(qiáng)度和時(shí)間照射兩次，測(cè)試其照射前后的光電性能變化。

B、判定標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)UV照射后，Voff值上升在0.1V以?xún)?nèi)（低電壓液晶在0.15V以?xún)?nèi)），電流值變化在2倍以?xún)?nèi)，對(duì)比度下降不明顯為合格。

可靠性：

A、測(cè)試方法：把待測(cè)液晶試作產(chǎn)品并測(cè)試其可靠性性能。

B、判定標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)可靠性試驗(yàn)后光電性能變化在產(chǎn)品要求范圍之內(nèi)。

6、液晶的選用規(guī)則：

根據(jù)客戶(hù)要求的底色，選擇合適的Δn值范圍的液晶類(lèi)別，再根據(jù)客戶(hù)IC電路的數(shù)據(jù)，選擇合適的電壓范圍的液晶類(lèi)別，滿(mǎn)足上述條件下的液晶，按合理比例調(diào)配后使用，就可以達(dá)到客戶(hù)要求。

　　7、液晶的使用方法：

液晶在使用前要充分?jǐn)嚢韬蟛拍芄嘧⑹褂?，添加固體手性劑的液晶，要加熱到攝氏六十度，再快速冷卻到室溫并充分?jǐn)嚢琛６以谑褂眠^(guò)程中不能靜置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。特別是低閥值電壓液晶，由于低閾值電壓液晶具有這些不同的特性，因此在使用這些液晶時(shí)應(yīng)該注意以下方面：

液晶在使用前應(yīng)充分?jǐn)嚢瑁{(diào)配好的液晶應(yīng)立即投入生產(chǎn)使用，盡量縮短靜置存放時(shí)間，避免層析現(xiàn)象產(chǎn)生。

調(diào)配好的液晶要加蓋遮光存入，并且盡量在一個(gè)班次（八小時(shí)）內(nèi)使用完，用不完的液晶需要回收攪拌后重測(cè)電壓再用。一般隨著時(shí)間延長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)增加。

液晶從原廠瓶取用后，原廠瓶要及時(shí)封蓋遮光保存，減少敞開(kāi)暴露在空氣中的時(shí)間一般暴露在空氣中的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)增大液晶的漏電流。

灌低閾值電壓的液晶顯示片空盒最好是從PI固烤到灌液晶工序間，流存生產(chǎn)時(shí)間在二十四小時(shí)之內(nèi)的空盒，灌液作業(yè)時(shí)一般使用比較低的灌注速度。

低閾值電壓液晶在封口時(shí)一定要加蓋合適的遮光罩，并且在整個(gè)灌液晶期間除了封口膠固化期間外，要盡量遠(yuǎn)離紫外線(xiàn)源。否則會(huì)在靠近紫外線(xiàn)的地方出現(xiàn)錯(cuò)向和閥值電壓增大的現(xiàn)象。

液晶是有機(jī)高分子物質(zhì)，很容易在各種溶劑中溶解或與其它化學(xué)品產(chǎn)生反應(yīng)，液晶本身也是一種很好的溶劑，所以在使用和存放過(guò)程中要盡量遠(yuǎn)離其它化學(xué)品。

　　8、液晶的貯存及搬運(yùn)方法：

液晶貯存時(shí)要密閉、防潮、遮光，在室溫中貯存，不能在低溫環(huán)境中貯存和使用，以免出現(xiàn)性能不可逆轉(zhuǎn)的晶析現(xiàn)象。不能與其它化學(xué)品混放。

搬運(yùn)時(shí)按化學(xué)品規(guī)定管制。

二、LCD顯示器概述

液晶顯示器(LCD)英文全稱(chēng)為L(zhǎng)iquid Crystal Display，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。和CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于通過(guò)控制是否透光來(lái)控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無(wú)須考慮刷新率的問(wèn)題。對(duì)于畫(huà)面穩(wěn)定、無(wú)閃爍感的液晶顯示器，刷新率不高但圖像也很穩(wěn)定。LCD顯示器還通過(guò)液晶控制透光度的技術(shù)原理讓底板整體發(fā)光，所以它做到了真正的完全平面。一些高檔的數(shù)字LCD顯示器采用了數(shù)字元方式傳輸數(shù)據(jù)、顯示圖像，這樣就不會(huì)產(chǎn)生由于顯卡造成的色彩偏差或損失。完全沒(méi)有輻射的優(yōu)點(diǎn)，即使長(zhǎng)時(shí)間觀看LCD顯示器屏幕也不會(huì)對(duì)眼睛造成很大傷害。體積小、能耗低也是CRT顯示器無(wú)法比擬的，一般一臺(tái)15寸LCD顯示器的耗電量也就相當(dāng)于17寸純平CRT顯示器的三分之一。

目前相比CRT顯示器，LCD顯示器圖像質(zhì)量仍不夠完善。色彩表現(xiàn)和飽和度LCD顯示器都在不同程度上輸給了CRT顯示器，而且液晶顯示器的響應(yīng)時(shí)間也比CRT顯示器長(zhǎng)，當(dāng)畫(huà)面靜止的時(shí)候還可以，一旦用于玩游戲、看影碟這些畫(huà)面更新速度塊而劇烈的顯示時(shí)，液晶顯示器的弱點(diǎn)就暴露出來(lái)了，畫(huà)面延遲會(huì)產(chǎn)生重影、脫尾等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響顯示質(zhì)量。[!--empirenews.page--]

LCD顯示器的工作原理：從液晶顯示器的結(jié)構(gòu)來(lái)看，無(wú)論是筆記本計(jì)算機(jī)還是桌面系統(tǒng)，采用的LCD顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有液晶材料的5μm均勻間隔隔開(kāi)。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱(chēng)勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線(xiàn)，其作用主要是提供均勻的背景光源。

背光板發(fā)出的光線(xiàn)在穿過(guò)第一層偏振過(guò)濾層之后進(jìn)入包含成千上萬(wàn)液晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點(diǎn)上，通過(guò)改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類(lèi)似于一個(gè)個(gè)小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動(dòng)電路部分。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線(xiàn)進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過(guò)第二層過(guò)濾層的過(guò)濾在屏幕上顯示出來(lái)。

液晶顯示技術(shù)也存在弱點(diǎn)和技術(shù)瓶頸，與CRT顯示器相比亮度、畫(huà)面均勻度、可視角度和反應(yīng)時(shí)間上都存在明顯的差距。其中反應(yīng)時(shí)間和可視角度均取決于液晶面板的質(zhì)量，畫(huà)面均勻度和輔助光學(xué)模塊有很大關(guān)系。

對(duì)于液晶顯示器來(lái)說(shuō)，亮度往往和他的背板光源有關(guān)。背板光源越亮，整個(gè)液晶顯示器的亮度也會(huì)隨之提高。而在早期的液晶顯示器中，因?yàn)橹皇褂?個(gè)冷光源燈管，往往會(huì)造成亮度不均勻等現(xiàn)象，同時(shí)明亮度也不盡人意。一直到后來(lái)使用4個(gè)冷光源燈管產(chǎn)品的推出，才有很大的改善。

信號(hào)反應(yīng)時(shí)間也就是液晶顯示器的液晶單元響應(yīng)延遲。實(shí)際上就是指的液晶單元從一種分子排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另外一種分子排列狀態(tài)所需要的時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間愈小愈好，它反應(yīng)了液晶顯示器各像素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)反應(yīng)的速度，即屏幕由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的速度。響應(yīng)時(shí)間越小則使用者在看運(yùn)動(dòng)畫(huà)面時(shí)不會(huì)出現(xiàn)尾影拖拽的感覺(jué)。有些廠商會(huì)通過(guò)將液晶體內(nèi)的導(dǎo)電離子濃度降低來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速響應(yīng)，但其色彩飽和度、亮度、對(duì)比度就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的降低，甚至產(chǎn)生偏色的現(xiàn)象。這樣信號(hào)反應(yīng)時(shí)間上去了，但卻犧牲了液晶顯示器的顯示效果。有些廠商采用的是在顯示電路中加入了一片IC圖像輸出控制芯片，專(zhuān)門(mén)對(duì)顯示信號(hào)進(jìn)行處理的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。IC芯片可以根據(jù)VGA輸出顯卡信號(hào)頻率，調(diào)整信號(hào)響應(yīng)時(shí)間。由于沒(méi)有改變液晶體的物理性質(zhì)，因此對(duì)其亮度、對(duì)比度、 色彩飽和度都沒(méi)有影響，這種方法的制造成本也相對(duì)較高。

由上便可看出，液晶面板的質(zhì)量并不能完全代表液晶顯示器的質(zhì)量，沒(méi)有出色的顯示電路配合，再好的面板也不能做出性能優(yōu)異的液晶顯示器。隨著LCD產(chǎn)品產(chǎn)量的增加、成本的下降，液晶顯示器會(huì)大量普及。