超扭曲液晶显示器件/TN-LCD工作原理是什么?

超扭曲液晶显示器件/TN-LCD工作原理是什么?

应用市场分析
目前中小尺寸面板主要的FPD产品有TN/STN LCD,TFT LCD,LTPSTFT LCD及OLED，就产品特性而言，TN/STN LCD在色彩呈现及反应速度上趋于劣势，不过由于在省电及低价的优势下，仍能在中低阶市场掌握一定的市占率，单色STN LCD以满足文字呈现为主的低阶市场、ColorSTN LCD则专攻以彩色化文件及一般图型显示的中阶市场，而LTPSTFT LCD/TFT LCD以其优势的色彩显示功能，将以高分辨率图型及动画需求的高阶市场为标的。由于近期不断推出新的平面显示器技术，对属于成熟产品的TN/STN-LCD产生很大的竞争压力，亦使TN/STN-LCD的前景产生疑虑，然而TN/STN-LCD不可能完全被取代，以TN而言，虽TN不能彩色化，可是在手表、仪表显示屏市场，仍以TN技术为主流。

而STN虽然在反应速度不如TFT，可是在中小尺寸应用市场差异就显得不太大，而且目前反蚀中小尺寸的TFT是以旧生产线为主，所以STN在反应速度(300ms提升至60ms)及高画素(6.5万色)作好改善，在其它新FPD显示器量产技术还没成熟前，仍具有相当的竞争力，应可在中小尺寸面板继续维持其主流地位。

但面临许多新兴FPD技术挑战其主导地位，TN/STN的市占率逐渐下降，是以时逢2002年FPD产值大幅成长之际，TN/STN-LCD仅能维持小幅成长。

STN液晶显示原理
STN型的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180~270度。 要在这里说明的是，单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形（或称黑白），并没有办法做到色彩的变化。而STN液晶显示器牵涉液晶材料的关系，以及光线的干涉现象，因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色STN液晶显示器加上-彩色滤光片（color filter），并将单色显示矩阵之任-像素（pixel）分成三个子像素（sub-pixel），分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大，其屏幕对比度就会显得较差，不过藉由STN的改良技术，则可以弥补对比度不足的情况。 液晶屏幕的驱动方式 ---单纯矩阵驱动方式是由垂直与水平方向的电极所构成，选择要驱动的部份由水平方 向电压来控制，垂直方向的电极则负责驱动液晶分子。 在TN与STN型的液晶显示器中，所使用单纯驱动电极的方式，都是采用X、Y轴的交叉方式来驱动，如下图所示，因此如果显示部份越做越大的话，那么中心部份的电极反应时间可能就会比较久。而为了让屏幕显示一致，整体速度上就会变慢。讲的简单一点，就好像是CRT显示器的屏幕更新频率不够快，那是使用者就会感到屏幕闪烁、跳动；或者是当需要快速3D动画显示时，但显示器的显示速度却无法跟上，显示出来的要果可能就会有延迟的现象。所以，早期的液晶显示器在尺寸上有一定的限制，而且并不适合拿来看电影、或是玩3D游戏。 ---主动式矩阵的驱动方式是让每个画素都对应一个组电极，它个构造有点像DRAM的回路方式，电压以扫描的（或称作一定时间充电）方式，来表示每个画素的状态。 为了改善此一情形，后来液晶显示技术采用了主动式矩阵（active-matrix addressing）的方式来驱动，这是目前达到高资料密度液晶显示效果的理想装置，且分辨率极高。方法是利用薄膜技术所做成的硅晶体管电极，利用扫描法来选择任意一个显示点（pixel）的开与关。这其实是利用薄膜式晶体管的非线性功能来取代不易控制的液晶非线性功能。 如上图，在TFT型液晶显器中，导电玻璃上画上网状的细小线路，电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关，在每个线路相交的地方则有着一弄控制匣，虽然驱动讯号快速地在各显示点扫瞄而过，但只有电极上晶体管矩阵中被选择的显示点得到足以驱动液晶分子的电压，使液晶分子轴转向而成「亮」的对比，不被选择的显示点自然就是「暗」的对比，也因此避免了显示功能对液晶电场效应能力的依靠。