什么是扭曲向列显示技术?


为了全面了解TN LCD(扭曲向列液晶显示器)技术,我们首先要了解什么是向列液晶。

您可以在此处找到有关 LCD 技术的更多信息:

 

什么是向列液晶?

我们都知道水(化学式是H2O ) 有 3 种状态:固体(冰)、液体(水)和气体(蒸汽)。 液态是各向同性的,这意味着它的性质在各个方向上都是均匀的——H 的结果2O 分子处于不断的随机运动中。 固态是结晶,所有的H2O分子都有固定的位置,是各向异性的; 光学特性和其他特性,例如导热性和导电性,随方向而变化。

向列液晶态是上述3种状态中不包含的独特状态. 它是介于结晶(固体)和各向同性(液体)状态之间的状态。 即使在液晶状态下,也有如下几种液晶状态。

向列相

向列型液晶相的特点是分子保持着指向同一方向的大体顺序。 它具有一维顺序。 见图1

近晶相

在近晶相中,分子显示出在向列相中不存在的二维有序。 分子保持向列的一般取向,但也倾向于在层或平面中排列自己。 它是介于向列(一维有序)和固态(三维有序)之间的状态。 见图1。

胆甾相

胆甾型(或手性向列)液晶相通常是分子定向排列并以螺旋图案堆叠,每一层与其上方和下方的层以微小角度旋转。 见图1。

向列液晶

图。1。 向列相、近晶相和胆甾相

 

在液晶显示技术中, 只有向列型液晶有实际用途,胆甾型液晶掺杂少量有助于向列型液晶分子扭转. 这就是“Twisted Nematic”一词的由来,简称 TN,即 Nematic Display。  

 

什么是 TN(扭曲向列)显示?

TN 显示器的工作原理

简单的 TN LCD 面板包含两个偏光片、两个带有透明电极的玻璃基板、ITO(氧化铟锡)和薄薄的液晶材料层夹在电极之间。 见图2

扭曲向列显示

图 2 TN 面板的工作原理

 

当电压关闭时,来自光源的自然光通过顶部偏振器成为偏振线光。 当它遇到向列液晶分子时, 它与液晶扭曲层一起扭曲. 扭90后o,它穿过底部玻璃到达底部偏光片。 由于偏振光与底部偏光片平行,通过偏光片,我们可以看到光线(白色或灰色像素)。  

 

当电压接通时,液晶分子将垂直于玻璃表面,在电场作用下失去扭曲。 当偏振光遇到向列液晶层时,保持原来的透光不扭曲. 由于线性光和底部偏振器处于垂直位置,它将被底部偏振器阻挡。 我们确实看到了光(黑色像素)

综上所述,我们了解到:

  • 为什么我们将 TN 命名为扭曲显示,因为它扭曲了 90o,
  • 我们在上面得到一个正面的显示,它是白色或灰色背景上的黑色字符。

玻璃面板 有两种模式。 正模式(白/灰底黑字)或负模式(黑底白/灰字)。 TN LCD不能得到纸白色背景的原因是偏振截断了大部分光线,只有20%到40%的光线可以通过TN LCD

 

TN显示技术的优缺点

优点:

  • – 低成本:所用材料成本低,制造工艺简单。
  • – 低功耗:TN 屏幕驱动简单,刷新率可能较慢,这对电池供电和手持设备很友好。
  • – 更快的响应时间或速度:TN LCD 甚至可用于遮光器、电焊帽和游戏监视器。
  • – 宽工作温度范围:TN LCD 可用于工作温度范围的极端环境 -40 oC至+ 90 oC.
  • – 阳光下可读:TN LCD 可以通过添加反射或半透半反偏振器轻松构建用于阳光下可读的应用。

 

缺点:

  • – 低对比度:TN 显示面板的对比度很差。
  • – 视角:TN LCD 的视角很差,尤其是某个方向的视角完全无法使用。 这就是为什么我们必须在应用中将 TN LCD 的视角定义为 6 点钟或 12 点钟。
  • – 无源 TN LCD 的多路复用能力有限:这就是为什么 TN LCD 主要用于低端和简单应用的原因,例如低成本手表、计算器、公用事业仪表等。

 

TN技术结合 TFT技术 可用于高分辨率应用,并在当今市场上取得了巨大的商业成功。 TN TFT LCD,也称为 液晶显示器 在市场上,成本低,主要用于笔记本电脑、电脑显示器、医疗显示器和其他通用显示器等,因为它们成本低。 但对于高端市场,TN技术正面临来自IPS(In-Plane Switching)技术和VA(垂直对齐)显示技术的日益激烈的竞争。 与 TFT 显示器相比,IPS 显示器具有更好的视角、对比度、色彩饱和度和色彩还原。

 

TN TFT 技术也面临着来自 AMOLED(有源矩阵 OLED)越来越大的挑战。 现在,市场上也出现了微型 LED 显示屏。 TN型有源矩阵TFT LCD显示器在大尺寸显示器市场面临压力。 但我们相信TN显示器因其成本低、功耗低、易于生产和使用而在市场上长期存在。

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