什么是TN面板?TN液晶面板结构与原理解析

TN面板是一种常用的液晶面板，TN（Twisted Nematic）扭曲向列型液晶，其液晶板两端在加电压和不加电压时，液晶分子可以发生90°的扭转。利用TN液晶制造的液晶显示屏称为TN型液晶屏。实际上TN型液晶屏可以分为采用静态驱动或无源驱动，主要用于显示字符及简单图像的TN型笔段式、字符式及点阵式液晶显示屏，以及采用有源矩阵驱动方式（TFT薄膜场效应管）驱动的TN-TFT显示屏，也即我们通常所说的普通TFT液晶显示屏。一般来说，在没有特指的情况下，所说到的TN型液晶显示屏，是指采用静态驱动或无源驱动的笔段式、字符式及点阵式液晶显示屏，这类液晶屏多为黑白显示液晶屏。

TN型液晶显示屏的结构

1971 年，瑞士人发明了扭曲向列型TN LCD 显示屏，而日本厂家则使该技术进一步成熟，又因制造成本和价格低廉，其得以大量生产，成为主流产品。目前，常用的计算器、数字仪表、电子钟等所用的显示器件都是TN 型器件。

TN型液晶显示屏的基本结构

将上下两块制作有透明电极的玻璃叠放在一起，其间隔为 10mm左右，四周用环氧树脂封接在一起，封接边框上留有一个注入口，在真空环境下将液晶材料通过该注入口注入到液晶盒内，然后用树脂胶将注入口封堵，再在其上下表面各贴上一片偏振方向相互垂直的偏光片，底部加上一片反射板，液晶显示器件就算制成了。

TN显示屏内，在玻璃内表面还涂有定向膜（配向膜），并进行了定向处理，在盒内液晶分子沿玻璃表面平行排列。由于上下2片玻璃内表面定向层定向处理的方向互相垂直，因此，液晶分子在2片玻璃之间呈 90°扭曲，这就是扭曲向列液晶显示器件名称的由来。

TN型液晶显示屏的工作原理

TN型液晶显示屏的工作原理示意图

图中，两个偏光片平面上的槽互相垂直（相交成 90°），也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90°扭转的状态，由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转 90°。

在不加电场的情况下，入射光经过偏光片后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液晶层旋转 90°。在离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致，所以光线能顺利通过，在这种情况下，液晶盒相当于是透明的，我们可以看到反射板的电极。

当液晶上加一个电压时，分子便会重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何扭转，使器件不能透光。在这种情况下，由于没有光反射回来，我们也就看不到反射板的电极，于是在电极部位出现黑色。

由此可见，加电将光线阻断（有显示），不加电则使光线射出（无显示）。只要将电极制成不同的字的形状，就可以看到不同的黑色字。这种黑字，不是液晶的变色形成的，而是光被遮挡或射出的结果。

综上所述，液晶显示器件的显示原理是：液晶棒状分子在外加电场的作用下，其排列状态发生变化，使得穿过液晶显示器件的光被调制（即透过与不透过），从而呈现明与暗的显示效果。通过控制电压的大小，改变液晶转动的角度和光的行进方向，进而达到改变字符亮度的目的。

重点提示：真正的TN型液晶显示器，实际上并不一定在液晶屏的入射光处添加光源，而大多数情况下是在出射光处添加一个反射片（镜片）。这样不给液晶加电压时，液晶点的入射光（自然光）能够被反射回来，液晶片发亮；液晶加电压后，光线无法完成反射过程，液晶片发暗。

由于TN面板生产成本相对低廉，因此“TN”技术的液晶面板目前被广泛运用于中、低端液晶显示器之中。早期的TN面板，由于技术原因最高只能显示26万色。后来通过对TN面板的改良，首先通过“抖动”技术可以使其获得超过1600万种色彩的表现能力；其次，采用了补偿膜的方法，使得TN面板的可视角度大幅度提高。目前市场上的TN面板均为此类改良型面板，可视角度都可以达到160°。 

在显示的响应速度上，TN面板由于输出灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，因此很容易将响应速度提高。通常，8ms以下响应速度的液晶显示器，大多都是采用了TN面板。另外,TN属于软屏，用手指轻划屏幕的话，会有类似水纹的现象。故此采用TN面板的液晶显示器在使用时需要更为细心的保护，避免笔或其他尖锐的物体接触屏幕，以免造成损坏。