LCD係幾時發明?

液晶显示器



圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/41/LCD_structure.JPG/500px-LCD_structure.JPG


液晶顯示器構造圖
液晶显示器，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畫素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。
每个畫素由以下几个部分构成：悬浮于两个透明电极(氧化銦錫)间的一列液晶分子，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。
液晶分子本身带有电荷，将少量的电荷加到每个畫素或者子畫素的透明电极，则液晶的分子将被静电力旋转，通过的光线同时也被旋转，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晶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，此时畫素不发光，通过控制每个畫素中液晶的旋转方向，我们可以控制照亮畫素的光线，可多可少。
许多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。
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，分组设计保证每个畫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，从而控制畫素的显示。
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
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（Ohio University）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，很快取代了性能较差的DSM型LCD。

顯示原理
在不加電壓下，光線會沿著液晶分子的間隙前進而轉折90度，所以光可通過。但加入電壓後，光順著液晶分子的間隙直線前進，因此光被濾光板所阻隔。
液晶是具有流動特性的物質，所以只需外加很微小的力量即可使液晶分子運動，以最常見普遍的向列型液晶為例，液晶分子可輕易的藉著電場作用使得液晶分子轉 向，由於液晶的光軸與其分子軸相當一致，故可藉此產生光學效果，而當加於液晶的電場移除消失時，液晶將藉著其本身的彈性及黏性，液晶分子將十分迅速的回復 原來未加電場前的狀態。

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。

彩色显示


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/74/Liquid_Crystal_Display_Macro_Example_zoom.jpg/200px-Liquid_Crystal_Display_Macro_Example_zoom.jpg



彩色LCD中，每个畫素分成三个单元，或稱子畫素，附加的滤光片分别标记红色，绿色和蓝色。三个子畫素可独立进行控制，对应的畫素便产生了成千上万甚至上百万种颜色。老式的CRT采用同样的方法显示颜色。根据需要，颜色组件按照不同的畫素几何原理进行排列。

主动阵列和被动阵列
常見於電子錶及口袋型計算機的以少量片段構成之LCD, 其各片段均具有單一電極接點。ㄧ個外部專用電路提供電荷到每一個控制單元。這種顯示結構 is unwieldy for more than a few display elements.
小型單色顯示器例如PDA上的或舊型筆記型電腦螢幕的被動陣列LCD即應用超扭轉向列 (STN) 或雙層超扭轉向列(DSTN)技術 (DSTN修正STN的色彩偏差問題). Each row or column of the display has a single electrical circuit. The pixels are addressed one at a time by row and column addresses. This type of display is called a passive matrix because the pixel must retain its state between refreshes without the benefit of a steady electrical charge. As the number of pixels (and, correspondingly, columns and rows) increases, this type of display becomes increasingly less feasible. 被動陣列LCD的特性為非常慢的反應時間及低對比。
現行高解析度彩色顯示器，例如計算機螢幕或電視，皆為主動陣列。薄膜電晶體(TFT)陣列(見薄膜電晶體液晶顯示器)會被添加到偏光板與色彩濾鏡上。每個畫素都有自己的電晶體，允許操控單一畫素。當一條列線路被開啟時，所有行線路會連接到一整列的畫素，而每條行線會有正確的電壓驅動，這條列線路會關掉而另一列被開啟。在一次完整的畫面更新運作中，所有列線路會依照時間序列被開啟。同等大小的主動陣列顯示器比起被動陣列顯示器會顯得更亮，更銳利，而且有短的反應時間。