LCD -afbeeldingen (vloeibare kristalweergave) worden weergegeven met behulp van de foto -elektrische mogelijkheden van vloeibare kristalmaterialen. Het onderliggende uitgangspunt is om de modulatie -impact van vloeibare kristalmoleculen op licht te benutten. Het volgende is een grondig onderzoek van het operationele principe:
1. Basisstructuur
LCD -displays zijn voornamelijk samengesteld uit de volgende belangrijke componenten:
Backlight -module: biedt een uniforme lichtbron (meestal LED -licht).
Polarisator: twee lagen, boven en onder, meestal onder een hoek van 90 graden (verticale polarisatie).
Vloeibare kristallaag: twee glazen substraten sandwich een laag vloeibare kristalmoleculen.
Kleurfilter (CF): produceert de drie hoofdtinten van rood (R), groen (G) en blauw (B).
2. Kernprincipe: optische eigenschappen van vloeibare kristalmoleculen
- Kenmerken van vloeibaar kristal:
Vloeibare kristalmoleculen vertonen een ordelijke organisatie. De oriëntatie van de molecuulopstelling verandert in reactie op een extern elektrisch veld, waardoor het lichtverloop wordt gewijzigd.
- Als er geen elektrisch veld is:
Georganiseerd in een spiraalvormige vorm, kunnen vloeibare kristalmoleculen de polarisatierichting van binnenkomend licht met 90 graden veranderen. De vloeibare kristallaag verandert de polarisatierichting na het passeren door de onderste polarisator, waardoor deze door de bovenste polarisator kan gaan en de pixel in een "heldere" toestand plaatst.
- Wanneer het elektrische veld wordt toegepast:
Het elektrische veld rangschikt de vloeibare kristalmoleculen loodrecht op het glazen substraat, dus de polarisatierichting van het licht spins niet langer. Omdat de hogere en lagere polarisatoren loodrecht zijn, kan licht niet door de bovenste polarisator stromen, waardoor de pixel "donker" blijft.
3. Werkstroom
Stap 1: achtergrondverlichting
De LED -achtergrondverlichtingsmodule stoot het uniform wit licht uit, dat licht wordt gepolariseerd in een enkele richting na het passeren door de onderste polarisator.
Stap 2: vloeibare kristallaag moduleert licht
- Wanneer de pixel niet wordt aangedreven:
De vloeibare kristalmoleculen zijn gerangschikt in een spiraal, die de polarisatierichting van het licht met 90 graden roteert, zodat deze door de bovenste polarisator kan passeren en de pixel helder is.
- Wanneer de pixel wordt aangedreven:
Het elektrische veld laat de vloeibare kristalmoleculen rechtop staan, de polarisatierichting van het licht blijft ongewijzigd en kan niet door de bovenste polarisator gaan en de pixel wordt donker.
SLEUTEL: Door de spanning van elke pixel (geïmplementeerd door TFT -transistoren) te regelen, wordt de mate van draaien van de vloeibare kristalmoleculen aangepast, waardoor de lichttransmissie (grijswaarden) wordt geregeld.
Stap 3: kleurfiltering en pixelbeeldvorming
Elke pixel is onderverdeeld in drie subpixels: R, G en B, die overeenkomen met de rode, groene en blauwe eenheden van het kleurenfilter.
De achtergrondverlichting gaat door het kleurenfilter na het passeren door de vloeibare kristallaag; Daar worden de drie primaire kleuren gemengd op verschillende sterke punten (bijvoorbeeld oranje wanneer de RGB -helderheidsverhouding 1 0 0%, 50%en 0%) is om de uiteindelijke kleur te produceren.
Een volledige afbeelding wordt gemaakt door de kleuren van ontelbare pixels te combineren.
4. Belangrijke technische details
- TFT -aandrijfcircuit:
Elke subpixel vertegenwoordigt een TFT-transistor, die wordt gebruikt om de spanning precies te reguleren, wat resulteert in een snelle respons en een uitstekende resolutie.
- Bekijk hoek- en vloeistofkristaltype:
TN (Twisted Nematic): snelle reactie maar kleine kijkhoek, gebruikelijk in economische displays.
IPS (schakel in het vlak): brede kijkhoek, nauwkeurige kleur, geschikt voor professioneel ontwerp.
VA (verticale uitlijning): hoog contrast, geschikt voor audio- en video -entertainment.
- Dynamisch beelddisplay:
Continu afspelen van dynamische afbeeldingen wordt bereikt door de spanningsstatus van pixels snel te veranderen (verversingssnelheid, zoals 60Hz of 144Hz).
Samenvatting
Het basisprincipe van een LCD -display is om een elektrisch veld te gebruiken om de opstelling van vloeibare kristalmoleculen te reguleren, de polarisatierichting van de achtergrondverlichting aan te passen en kleurfilters te combineren om pixelhelderheid en kleurvariaties te creëren. Deze benadering, met behulp van precieze circuitbeheer en optisch ontwerp, verandert elektrische impulsen in afbeeldingen die mensen kunnen zien. Het lichte gewicht, het lage stroomverbruik, de grote resolutie en andere voordelen maken het op grote schaal gebruikt in tv's, computers, mobiele telefoons en andere apparaten.
