超扭曲液晶顯示器件/STN-LCD工作原理是什么?

目 前中小尺寸面板主要的FPD產(chǎn)品有TN/STN LCD,TFT LCD,LTPSTFT LCD及OLED，就產(chǎn)品特性而言，TN/STN LCD在色彩呈現(xiàn)及反應(yīng)速度上趨于劣勢(shì)，不過由于在省電及低價(jià)的優(yōu)勢(shì)下，仍能在中低階市場(chǎng)掌握一定的市占率，單色STN LCD以滿足文字呈現(xiàn)為主的低階市場(chǎng)、ColorSTN LCD則專攻以彩色化文件及一般圖型顯示的中階市場(chǎng)，而LTPSTFT LCD/TFT LCD以其優(yōu)勢(shì)的色彩顯示功能，將以高分辨率圖型及動(dòng)畫需求的高階市場(chǎng)為標(biāo)的。由于近期不斷推出新的平面顯示器技術(shù)，對(duì)屬于成熟產(chǎn)品的TN/STN- LCD產(chǎn)生很大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，亦使TN/STN-LCD的前景產(chǎn)生疑慮，然而TN/STN-LCD不可能完全被取代，以TN而言，雖TN不能彩色化，可是在 手表、儀表顯示屏市場(chǎng)，仍以TN技術(shù)為主流。

而 STN雖然在反應(yīng)速度不如TFT，可是在中小尺寸應(yīng)用市場(chǎng)差異就顯得不太大，而且目前反蝕中小尺寸的TFT是以舊生產(chǎn)線為主，所以STN在反應(yīng)速度 (300ms提升至60ms)及高畫素(6.5萬色)作好改善，在其它新FPD顯示器量產(chǎn)技術(shù)還沒成熟前，仍具有相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)可在中小尺寸面板繼續(xù)維 持其主流地位。

但面臨許多新興FPD技術(shù)挑戰(zhàn)其主導(dǎo)地位，TN/STN的市占率逐漸下降，是以時(shí)逢2002年FPD產(chǎn)值大幅成長(zhǎng)之際，TN/STN-LCD僅能維持小幅成長(zhǎng)。

STN-LCD結(jié)構(gòu) 
STN-LCD彩屏模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它的上部是一塊由偏光片、玻璃、液晶組成的LCD屏，其下是白光LED和背光板，還包括LCD的驅(qū)動(dòng)IC，和給LCD驅(qū)動(dòng)IC提供一個(gè)穩(wěn)定電源的低壓差穩(wěn)壓器（LDO），二到八顆白光LED，LED驅(qū)動(dòng)的升壓穩(wěn)壓IC。

STN液晶顯示原理 
STN 型的顯示原理與TN相類似，不同的是TN扭轉(zhuǎn)式向列場(chǎng)效應(yīng)的液晶分子是將入射光旋轉(zhuǎn)90度，而STN超扭轉(zhuǎn)式向列場(chǎng)效應(yīng)是將入射光旋轉(zhuǎn)180~270度。 要在這里說明的是，單純的TN液晶顯示器本身只有明暗兩種情形（或稱黑白），并沒有辦法做到色彩的變化。而STN液晶顯示器牽涉液晶材料的關(guān)系，以及光線 的干涉現(xiàn)象，因此顯示的色調(diào)都以淡綠色與橘色為主。但如果在傳統(tǒng)單色STN液晶顯示器加上-彩色濾光片（color filter），并將單色顯示矩陣之任-像素（pixel）分成三個(gè)子像素（sub-pixel），分別通過彩色濾光片顯示紅、綠、藍(lán)三原色，再經(jīng)由三原 色比例之調(diào)和，也可以顯示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶顯示器如果顯示屏幕做的越大，其屏幕對(duì)比度就會(huì)顯得較差，不過藉由STN的改良技術(shù)，則可 以彌補(bǔ)對(duì)比度不足的情況。 液晶屏幕的驅(qū)動(dòng)方式 -單純矩陣驅(qū)動(dòng)方式是由垂直與水平方向的電極所構(gòu)成，選擇要驅(qū)動(dòng)的部份由水平方 向電壓來控制，垂直方向的電極則負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)液晶分子。 在TN與STN型的液晶顯示器中，所使用單純驅(qū)動(dòng)電極的方式，都是采用X、Y軸的交叉方式來驅(qū)動(dòng)，如下圖所示，因此如果顯示部份越做越大的話，那么中心部 份的電極反應(yīng)時(shí)間可能就會(huì)比較久。而為了讓屏幕顯示一致，整體速度上就會(huì)變慢。講的簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就好像是CRT顯示器的屏幕更新頻率不夠快，那是使用者就會(huì) 感到屏幕閃爍、跳動(dòng)；或者是當(dāng)需要快速3D動(dòng)畫顯示時(shí)，但顯示器的顯示速度卻無法跟上，顯示出來的要果可能就會(huì)有延遲的現(xiàn)象。所以，早期的液晶顯示器在尺 寸上有一定的限制，而且并不適合拿來看電影、或是玩3D游戲。 -主動(dòng)式矩陣的驅(qū)動(dòng)方式是讓每個(gè)畫素都對(duì)應(yīng)一個(gè)組電極，它個(gè)構(gòu)造有點(diǎn)像DRAM的回路方式，電壓以掃描的（或稱作一定時(shí)間充電）方式，來表示每個(gè)畫素 的狀態(tài)。 為了改善此一情形，后來液晶顯示技術(shù)采用了主動(dòng)式矩陣（active-matrix addressing）的方式來驅(qū)動(dòng)，這是目前達(dá)到高資料密度液晶顯示效果的理想裝置，且分辨率極高。方法是利用薄膜技術(shù)所做成的硅晶體管電極，利用掃描 法來選擇任意一個(gè)顯示點(diǎn)（pixel）的開與關(guān)。這其實(shí)是利用薄膜式晶體管的非線性功能來取代不易控制的液晶非線性功能。 如上圖，在TFT型液晶顯器中，導(dǎo)電玻璃上畫上網(wǎng)狀的細(xì)小線路，電極則由是薄膜式晶體管所排列而成的矩陣開關(guān)，在每個(gè)線路相交的地方則有著一弄控制匣，雖 然驅(qū)動(dòng)訊號(hào)快速地在各顯示點(diǎn)掃瞄而過，但只有電極上晶體管矩陣中被選擇的顯示點(diǎn)得到足以驅(qū)動(dòng)液晶分子的電壓，使液晶分子軸轉(zhuǎn)向而成「亮」的對(duì)比，不被選擇 的顯示點(diǎn)自然就是「暗」的對(duì)比，也因此避免了顯示功能對(duì)液晶電場(chǎng)效應(yīng)能力的依靠。