液晶显示屏

液晶显示屏,或称LCD(Liquid Crystal Display),为平面超薄的显示设备,它由一定数量的彩色或黑白像素组成,放置于光源或者反射面前方。液晶显示屏功耗很低,因此倍受工程师青睐,适用于使用电池的电子设备。 构造 液晶显示屏构造图每个像素由以下几个部分构成:悬浮于两个透明电极(氧化铟锡)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,光通过其中一个过滤片势必被另一个阻挡,通过一个过滤片的光线偏振方向被液晶旋转,从而能够通过另一个。 液晶分子极易受外加电场产生感应电荷。将少量的电荷加到每个像素或者子像素的透明电极产生静电场,则液晶的分子将被此静电场诱发感应电荷并产生静电扭力,而使液晶分子原本的旋转排列产生变化,因此也改变通过光线的旋转幅度,改变一定的角度,从而能够通过偏振过滤片。 在将电荷加到透明电极之前,液晶分子处于无约束状态,分子上的电荷使得这些分子组成了螺旋形或者环形(晶体状),在有些LCD中,电极的化学物质表面可作为晶体的晶种,因此分子按照需要的角度结晶,通过一个过滤片的光线在通过液芯片后偏振防线发生旋转,从而使光线能够通过另一个偏振片,一小部分光线被偏振片吸收,但其余的设备都是透明的。 将电荷加到透明电极上后,液晶分子将顺着电场方向排列,因此限制了透过光线偏振方向的旋转,假如液晶分子被完全打散,通过的光线其偏振方向将和第二个偏振片完全垂直,因此被光线完全阻挡了,此时像素不发光,通过控制每个像素中液晶的旋转方向,我们可以控制照亮像素的光线,可多可少。 有些LCD在交流电作用下变黑,交流电破坏了液晶的螺旋效应,而关闭电流后,LCD会变亮或者透明,这类LCD常见于笔记本电脑与平价LCD屏幕上。另一类常应用于高清LCD或大型液晶电视上的LCD则是在关闭电源时,LCD为不透光的状态。 为了省电,LCD显示采用复用的方法,在复用模式下,一端的电极分组连接在一起,每一组电极连接到一个电源,另一端的电极也分组连接,每一组连接到电源另一端,分组设计保证每个像素由一个独立的电源控制,电子设备或者驱动电子设备的软件通过控制电源的开/关序列,从而控制像素的显示。 检验LCD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)。 简史 LCD( Liquid Crystal Display),对于许多的用户而言可能是一个比较新鲜的名词,不过这种技术存在的历史可能远远超过了我们的想像 - 在1888年,一位奥地利的植物学家F. Renitzer便发现了液晶特殊的物理特性。 第一台可操作的LCD基于动态散射模式(Dynamic Scattering Mode,DSM),RCA公司乔治·海尔曼带领的小组开发了这种LCD。海尔曼创建了奥普泰公司,这个公司开发了一系列基于这种技术的的LCD。 1970年12月,液晶的旋转向列场效应在瑞士被仙特和赫尔弗里希霍夫曼-勒罗克中央实验室注册为专利。 1969年,詹姆士·福格森在美国俄亥俄州肯特州立大学发现了液晶的旋转向列场效应并于1971年2月在美国注册了相同的专利。1971年他的公司(ILIXCO)生产了第一台基于这种特性的LCD,很高速缓存代了性能较差的DSM型LCD。 在1985年之后,这一发现才产生了商业价值,1973年日本的声宝公司首次将它运用于制作电子计算器的数字显示。现在,LCD是笔记本电脑和掌上计算机的主要显示设备,在投影机中,它也扮演着非常重要的角色,而且它开始逐渐渗入到桌面显示器市场中。 显示原理 运行信息画面在不加电压下,光线会沿着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,液晶分子可轻易的藉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,液晶将藉著其本身的弹性及黏性,液晶分子将十分迅速的回撤消来未加电场前的状态。 透射和反射显示 LCD可透射显示,也可反射显示,决定于它的光源放哪里。透射型LCD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、PDA和手机中。用于照亮LCD的照明设备的功耗往往高于LCD本身。 反射型LCD,常见于电子钟表和计算机中,(有时候)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LCD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LCD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LCD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LCD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。

液晶显示模块

液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的组件.英文名称叫“LCD Module”,简称“LCM”,中文一般称为“液晶显示模块”。实际上它是一种商品化的部件.根据我国有关国家标准的规定:只有不可拆分的一体化部件才称为“模块”,可拆分的叫作“组件”。所以规范的叫法应称为“液晶显示组件”。但是由于长期以来人们都已习惯称其为“模块”。  COG 是在LCD 的玻璃上, 利用线连结(wire bonding) 及黏糊的方式,直接连接裸芯片(Bare chip),现COG接合技术是将长有金凸块的驱动IC裸芯片,使用ACF直接与LCD面板做连接 。 COB是英文Chip On Board 的缩写,即芯片被邦定(Bonding)在PCB 上。由于IC 制造商在LCD控制及相关芯片的生产上正在减小QFP(SMT的一种封装)的产量,因此在今后的产品中传统的SMT方式将被逐步取代。 TAB是英文Tape Aotomated Bonding 的缩写,即各向异性导电胶连接方式,将封装形式为TCP(Tape Carrier Package带载封装)的IC 用各向异性导电胶分别固定在LCD 和PCB 上。这种安装方式可减小LCM 的重量、体积,安装方便,可靠性较好。 TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)是多数液晶显示器的一种,它使用薄膜晶体管技术改善影象品质。虽然TFT-LCD被统称为LCD,不过它是种主动式矩阵LCD。它被应用在电视、平面显示器及投影机上。 TFT-LCD皮肤可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层的玻璃基板是与彩色滤光片(Color Filter)、而下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。当电流通过晶体管产生电场变化,造成液晶分子偏转,藉以改变光线的偏极性,再利用偏光片决定像素(Pixel)的明暗状态。此外,上层玻璃因与彩色滤光片贴合,形成每个像素(Pixel)各包含红蓝绿三颜色,这些发出红蓝绿色彩的像素便构成了皮肤上的图像画面。 架构 寻常的液晶显示器好比计算器(calculator)的显示面版,其图像元素是由电压直接驱动;当控制一个单元时不会影响到其他单元。当像素数量增加到极大如以百万计时,这种方式就变得不实际,注意到每个像素的红、绿、蓝三色都要有个别的连接线。 为了避免这种困境,将像素排成行与列则可将连接线数量减至数以千计。如果一列中的所有像素都由一个正电位驱动,而一行中的所有像素都由一个负电位驱动,则行与列的交叉点像素会有最大的电压而被切换状态。然而此法仍有些问题,即是同一行或同一列的其他像素虽然受到的电压仅为部分值,但这种部份切换仍可使像素变暗(以不切换为亮的液晶显示器而言。)解决方法是每个像素都添加一个配属于它的晶体管开关,使得每个像素都可被独立控制。晶体管所拥有的低漏电流特征所代表的意义乃是当画面更新之前,施加在像素的电压不会任意丧失掉。每个像素是个小的电容器,前方有着透明的铟锡氧化物(ITO)层,后方也有透明层,并有绝缘性的液晶处在其中。 此种电路布置方式很类似于动态访问存储器,只不过整个架构不是建在硅晶圆上,而是建构在玻璃上。许多硅晶圆制程技术所需的温度会超过玻璃的熔点。寻常半导体的硅基质是利用液态硅长出很大的单晶,具有晶体管的良好特质。而薄膜晶体管液晶显示器所用到的硅层是利用硅化物气体制造出非晶硅层或多晶硅层,这种制造方法较不适合做出高等级的晶体管。

LED背光

发光二极管 (英文:Light-Emitting Diode,简称LED)[1]是一种半导体元件。初时多用作为指示灯、显示板等;随着白光发光二极管的出现,也被用作照明。它是21世纪的新型光源,具有效率高、寿命长、不易破损等传统光源无法与之比较的优点。加正向电压时,发光二极管能发出单色、不连续的光,这是电致发光效应的一种。改变所采用的半导体材料的化学组成成分,可使发光二极管发出在近紫外线、可见光或红外线的光。 1955年,美国无线电公司(Radio Corporation of America)的鲁宾·布朗石泰(Rubin Braunstein)生首次发现了砷化镓(GaAs)及其他半导体合金的红外放射作用。1962年,通用电气公司的尼克·何伦亚克(Nick Holonyak Jr.)开发出第一种实际应用的可见光发光二极管。

OLED显示屏

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode, OLED)又称为有机电激光显示、有机发光半导体(Organic Electroluminesence Display, OLED)。与液晶显示(Liquid Crystal Display, LCD)是不同类型的发光原理。OLED显示技术具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低耗电、极高反应速度等优点。但是,在价格(较大显示面板)、寿命、分辨率暂无法与液晶显示器匹敌。 有机发光二极管依色彩可分为单色、多彩及全彩等种类,其中全彩有机发光二极管的制备最为困难;依驱动方式可分为被动式(Passive Matrix, PMOLED)与主动式(Active Matrix, AMOLED)。 OLED显示技术广泛的运用于手机、数码摄像机、DVD机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑、汽车音响和电视。OLED显示器很薄很轻,因为它不使用背光。OLED显示器还有一个最大为160度的宽屏视角,其工作电压为二到十伏特(volt,用V来表示)。 基于OLED的新技术有软性有机发光显示技术(FOLED),这项技术有可能在将来使得高度可携带、折叠的显示技术变为可能。

触控屏幕

触控屏幕(英文:Touch panel ,Touchscreens)又称为触控面板,是个可接收触头(无论是手指或胶笔尖等)等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。 它是一种可触控式的屏幕,通常是在半反射式液晶面板上覆盖一层压力板,其对压力有高敏感度,当物体施压于其上时会有电流讯号产生以定出压力源位置,并可动态追踪。 触控屏幕的用途非常广泛,从常见的PDA、提款机、到工业用的触控电脑,因为触控屏幕为亲切且生动的人机接口。