Снимките на LCD (течен кристален дисплей) са показани с помощта на фотоелектрическите възможности на течни кристални материали. Основната му предпоставка е да се използва въздействието на модулацията на течните кристални молекули върху светлината. Следното е задълбочено проучване на неговия принцип на работа:
1. Основна структура
LCD дисплеите са съставени главно от следните ключови компоненти:
Модул за подсветка: осигурява равномерен източник на светлина (обикновено LED светлина).
Поляризатор: два слоя, горен и долен, обикновено под ъгъл 90 градуса (вертикална поляризация).
Течен кристален слой: Две стъклени субстрати сандвич слой от течни кристални молекули.
Цветен филтър (CF): произвежда трите основни нюанси на червено (R), зелено (G) и синьо (B).
2. Основен принцип: Оптични свойства на молекулите на течните кристали
- Характеристики на течния кристал:
Течните кристални молекули проявяват подредена организация. Ориентацията на молекулната подредба се променя в отговор на външно електрическо поле, променяйки хода на светлината.
- Когато няма електрическо поле:
Организирани в спирална форма, течните кристални молекули могат да променят посоката на поляризация на входящата светлина с 90 градуса. Течният кристален слой променя посоката на поляризация след преминаване през долния поляризатор, като по този начин му позволява да преминава през горния поляризатор и да постави пиксела в "ярко" състояние.
- Когато се прилага електрическото поле:
Електрическото поле подрежда течните кристални молекули, перпендикулярни на стъкления субстрат, така че посоката на поляризация на светлината вече не се върти. Тъй като по -високите и долните поляризери са перпендикулярни, светлината не може да тече през горния поляризатор, оставяйки пиксела „тъмен“.
3. Работен поток
Стъпка 1: Подсветка
Светодиодният модул за подсветка излъчва равномерна бяла светлина, която става лека поляризирана в една посока след преминаване през долния поляризатор.
Стъпка 2: Течният кристален слой модулира светлината
- Когато пикселът не се захранва:
Течните кристални молекули са подредени в спирала, въртящи се посоката на поляризация на светлината с 90 градуса, така че да може да премине през горния поляризатор, а пикселът е ярък.
- Когато пикселът се захранва:
Електрическото поле кара течните кристални молекули да стоят изправени, посоката на поляризацията на светлината остава непроменена и не може да премине през горния поляризатор, а пикселът става тъмен.
Ключ: Чрез контролиране на напрежението на всеки пиксел (реализиран от TFT транзистори), степента на усукване на молекулите на течните кристали се регулира, като по този начин се контролира светлинната пропускливост (сиви скала).
Стъпка 3: Цветно филтриране и пикселно изображение
Всеки пиксел е разбит на три подпиксела: R, G и B, които съответстват на червените, зелените и сините единици на цветния филтър.
Подсветката преминава през цветния филтър след преминаване през течния кристален слой; Там трите основни цвята се смесват с различна якост (например оранжево, когато съотношението на яркостта на RGB е 1 0 0%, 50%и 0%), за да се получи крайният цвят.
Пълно изображение се създава чрез комбиниране на цветовете на безброй пиксели.
4. Основни технически подробности
- TFT задвижваща верига:
Всеки подпиксел представлява TFT транзистор, който се използва за прецизно регулиране на напрежението, което води до бърза реакция и отлична разделителна способност.
- Ъгъл на гледане и течен тип кристал:
TN (Twisted Nematic): Бърза реакция, но малък ъгъл на гледане, често срещан при икономически дисплеи.
IPS (превключване в равнина): широк ъгъл на гледане, точен цвят, подходящ за професионален дизайн.
VA (вертикално подравняване): висок контраст, подходящ за аудио и видео забавление.
- Динамичен дисплей на картината:
Непрекъснатото възпроизвеждане на динамичните снимки се осъществява чрез бързо промяна на състоянието на напрежението на пикселите (скорост на опресняване, като 60Hz или 144Hz).
Резюме
Основният принцип на LCD дисплей е да се използва електрическо поле за регулиране на подреждането на течни кристални молекули, регулиране на посоката на поляризация на подсветката и комбиниране на цветни филтри, за да създаде яркост на пиксела и вариации на цветовете. Този подход, използвайки прецизно управление на веригите и оптичен дизайн, превръща електрическите импулси в снимки, които хората могат да видят. Лекото му тегло, ниската консумация на енергия, голямата разделителна способност и други предимства го правят широко използвани в телевизори, компютри, мобилни телефони и други устройства.