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簡析單色液晶顯示屏的成像原理

文章出處:微而盛科技 | 作者:微而盛科技 | 日期:2021-01-15

  

如今,LCD已經滲透到各種需要顯示圖像和數據的電子終端中,在眾多平板顯示技術中,TFT-LCD占據了很大的主流。單色液晶顯示屏的基本結構。

 

 

 

  1.背光板:LCD成像的原理是通過液晶阻擋光成分來控制明暗,所以要有光源才能看到屏幕上的圖像,所以背光板負責為LCD屏幕成像提供基本的光源。

 

 

 

  2.下偏光板:下偏光板負責將光線送到液晶層之前,使光線方向標準化。

 

 

 

  3.薄膜基板:液晶分子的扭轉角由TFT控制。

 

 

 

  4.液晶:這一層液晶分子在TFT的控制下發生扭曲,從而控制同方向光的亮度,從而改變通向后像素單元的光的亮度。

 

 

 

  5.濾色片:這個東西的發明者估計靈感來源于LCD。

 

 

 

  液晶顯示器由兩塊厚度約為1毫米的玻璃板組成,兩塊玻璃板以5m的均勻間隔隔開,中間含有液晶(LC)材料。由于液晶材料本身不發光,所以顯示屏兩側都有燈作為光源,液晶顯示屏背面有背光板(甚至是光板)和反光膜。背光板由熒光物質組成,可以發光,其作用主要是提供均勻的背景光源。背光發出的光在穿過偏振濾光層后進入包含數千個晶體滴的液晶層。液晶層中的晶體液滴都包含在一個小單元結構中,一個或多個單元構成屏幕上的一個像素。玻璃板和液晶材料之間是透明電極,分為行和列。在行和列的交叉處,通過改變電壓來改變液晶的旋光狀態。液晶材料的作用便像一個小光閥。圍繞液晶材料的是控制電路部分和驅動電路部分。當液晶顯示器中的電極產生電場時,液晶分子會發生扭曲,從而使穿過它們的光線發生有規律的折射,然后被第二過濾層過濾,顯示在屏幕上。

 

 

 

  技術是在兩個有細槽的平面之間灌注液晶。這兩個平面上的凹槽相互垂直(相交成90度)。便是說,如果一個平面上的分子沿南北方向排列,那么另一個平面上的分子沿東西方向排列,兩個平面之間的分子便被迫進入90度扭曲狀態。因為光是沿著分子的排列方向傳播的,所以光在通過液晶的時候也會被扭曲90度。然而,當電壓施加到液晶上時,分子會垂直重排,使得光可以直接發射,而沒有任何扭曲。LCD取決于偏光濾鏡(片)和光線本身。自然光在各個方向隨機分布。偏振濾光片其實是一系列越來越細的平行線。這些線形成一個網,阻擋所有不平行于這些線的光線。偏振濾光器的線正好垂直于線,所以可以完全阻擋偏振光。只有當兩個濾光器的線完全平行,或者光本身被扭曲以匹配第二個偏振濾光器時,光才能穿透。

 

 

 

  LCD是由兩個互相垂直的偏振濾光器組成的,所以正常情況下應該阻擋所有試圖透過的光線。但是扭曲的液晶填充在兩個濾光片之間,所以光線通過濾光片后,會被液晶分子扭曲90度,通過第二個濾光片。另一方面,如果對液晶施加電壓,分子會重新排列并完全平行,使光不再扭曲,所以只是被第二個濾光片阻擋。總之,光是被通電擋住的,不通電也是發出來的。

 

 

 

  但是LCD中的液晶排列是可以改變的,這樣通電的時候發光,不通電的時候被遮擋。但是因為電腦屏幕幾乎都是開著的,所以只有“開機擋光”的方案才能達到節能的目的。



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