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一、什么是液晶
初中物理就學習過物質有三態(tài):固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。其實所謂的三態(tài)只是大致的區(qū)分,有些物質的固態(tài)可以再被細分出不同性質的狀態(tài)。同樣,液體也同樣可具有不同的“態(tài)”,其中分子排列具有方向性的液體我們就稱之為“液態(tài)晶體”,簡稱“液晶”。
一般的固態(tài)晶體具有方向性,所以它們的許多物理特性也具有方向性。液態(tài)晶體在具有一般晶體的方向性的同時又具有液體的流動性。如果要改變固態(tài)晶體方向必須旋轉整個晶體,而液態(tài)晶體就不同了,它的方向可由電場或磁場來控制。
STN和TFT都是使用一種被稱為“向列型”液晶(Nematic)的物質,它呈絲狀,利用電場來控制“絲狀”液晶的方向是應用上常用的方法。用液態(tài)晶體制作的組件,通常都將液態(tài)晶體包在兩片玻璃中。在玻璃的表面鍍一層叫做配向劑的物質,由它的種類及處理方法可控制在沒有外電場時液晶的排列情況。
二、STN液晶原理
世界上第一臺液晶顯示器出現(xiàn)在七十年代初,被稱之為TN型液晶顯示器(Twisted Nematic,扭曲向列)。八十年代,STN型液晶顯示器(Super Twisted Nematic,超扭曲向列)出現(xiàn),同時TFT液晶顯示器(Thin Film Transistor,薄膜晶體管)技術被提出。
我們就先來講講TN型液晶的原理,STN LCD和TN LCD的顯示原理相同,只是液晶分子的扭曲角度不同。
向列型液晶夾在兩片玻璃中間,這種玻璃的表面上先鍍有一層透明而導電的薄膜以作電極之用,然后在有薄膜電極的玻璃上鍍表面配向劑,以使液晶順著一個特定且平行于玻璃表面的方向排列。液晶的自然狀態(tài)具有90度的扭曲,利用電場可使液晶旋轉,液晶的折射系數(shù)隨液晶的方向而改變,影響的結果是光經(jīng)過TN型液晶后偏極性發(fā)生變化。只要選擇適當?shù)暮穸仁构獾钠珮O性剛好改變90°,就可利用兩個平行偏光片使得光完全不能通過。而足夠大的電壓又可以使得液晶方向與電場方向平行,這樣光的偏極性就不會改變,光就可通過第二個偏光片。于是,就可控制光的明暗了。前面說了,STN型液晶與TN型液晶的顯示原理相同,只是它將入射光旋轉180~270度,而不是90度。而且,單純的TN型液晶顯示器本身只有明暗兩種變化。而STN液晶則以淡綠色和橘色為主。但如果在傳統(tǒng)單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片,并將單色顯示矩陣中的每一像素分成三個子像素,分別通過彩色濾光片顯示紅、綠、藍三原色,就可以顯示出色彩了。
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