液晶（Liquid Crystal）是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分子排列的有机化合物。液晶按照分子结构排列的不同分为三种：类似黏土状的Smectic液晶、类似细火柴棒的Nematic液晶、类似胆固醇状的Cholestic液晶。用于液晶显示器的是第二类的Nematic液晶，采用此类液晶制造的液晶显示器被称为LCD（Liquid Crystal Display）。

一、LCD的基本结构及工作原理

LCD器件的结构如图1所示。

图1 LCD的基本结构

由于液晶的四壁效应，在定向膜的作用下，液晶分子在正、背玻璃电极上呈水平排列，但排列方向互为正交，而玻璃间的分子呈连续扭转过渡，这样的构造能使液晶对光产生旋光作用，使光的偏振方向旋转90°。

图2显示了液晶显示器的工作过程。

图2 液晶显示工作原理

当外部光线通过上偏振片后形成偏振光，其偏振方向成垂直方向。这种偏振光通过液晶材料之后，被旋转90。，使偏振方向成水平方向，此方向与下偏振片的偏振方向正好一致，因此此光线能完全穿过下偏振片而到达反射板，经反射后能沿原路返回，从而呈现出透明状态。如果在液晶盒的上、下电极加上一定的电压，则电极部分的液晶分子转成垂直排列，从而失去旋光性。因此，从上偏振片入射的偏振光不被旋转，这种偏振光到达下偏振片时，其偏振方向与下偏振片的偏振方向垂直，从而被下偏振片吸收，而无法到达反射板形成反射，所以呈现出黑色。由此，我们可根据需要将电极做成各种文字、数字或点阵，就可获得所需的各种显示。

LCD是基于液晶电光效应的显示器件，它包括段显示方式的字符段显示器件，矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件，矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。液晶显示器的原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液晶排列变得有秩序，从而使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，而阻止光线通过。LCD就是利用此原理来制成的。

二、液晶显示器的类型及比较

（1）液晶显示器的分类。

①按使用范围分为两种。

•笔记本电脑液晶显示器（NotebookLCD），是目前我国最为常见的液晶显示器产品，它与笔记本电脑的其他部分连为一体，以其轻便和小巧给使用者带来了方便。

•桌面计算机液晶显示器（DesktopLCD），是CRT传统显示器的替代产品。

②按物理结构分为四种。

•扭曲向列型（TwistedNematic，TN）；

•超扭曲向列型（SuperTN，STN）；

•双层超扭曲向列型（DualScanTortuosityNomograph，DSTN）；

•薄膜晶体管型（ThinFilmTransistor，TFT）。

前三种类型在名称上只有细微的差别，说明它们的显示原理具有许多共性，不同之处是液晶分子的扭曲角度各异。其中，DSTN可以算是这三种的“杰出”代表，由这种液晶体所构成的液晶显示器对比度和亮度仍比较差、可视角度较小、色彩也欠丰富，而它的结构简单、价格低廉，因此还占有着一定的市场。第四种TFT是现在最为常用的类型。

（2）几种液晶显示器的比较。TN、STN、TFT三种类型液晶显示器的比较如表1所示。

TFT是指液晶显示器上的每个液晶像素点都由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。TFT液晶显示器具有屏幕反应速度快、对比度好、亮度高、可视角度大、色彩丰富等特点，比其他三种类型更具优势。同时还克服了DSTN液晶显示器固有的一些缺点，确实可以算是当前液晶显示器的主流设备。因此，目前已广泛应用于监视器、笔记本电脑、可视门铃、汽车VCD、可视电话、数码相机、安全监控等产品中。

新型的TFT液晶显示器与TN型的结构基本上相同，同样采用两夹层间填充液晶分子的设计，只不过把TN上部夹层的电极改为FET晶体管，而下层改为共同电极。但两者的工作原理还是有一定的差别的。在光源设计上，TFT的显示采用“背透式”照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样从上至下，而是从下向上，即在液晶的背部设置类似日光灯的光管。光源照射时先通过下偏光板向上透出，并借助液晶分子来传导光线，由于上下夹层的

电极改成FET电极和共同电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变，它也是通过遮光和透光来达到显示的目的的。其不同的是，因FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电时才改变其排列方式。而TN就没有这个特性，液晶分子一但没有施压，就立即返回原始状态。这就是TFT液晶和TN液晶显示的最大不同之处，也是TFT液晶的优越之处。

三、大尺寸TFT液晶显示屏