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简析单色液晶显示屏的成像原理

文章出处:微而盛科技 | 作者:微而盛科技 | 日期:2021-01-15

  

如今,LCD已经渗透到各种需要显示图像和数据的电子终端中,在众多平板显示技术中,TFT-LCD占据了很大的主流。单色液晶显示屏的基本结构。

 

 

 

  1.背光板:LCD成像的原理是通过液晶阻挡光成分来控制明暗,所以要有光源才能看到屏幕上的图像,所以背光板负责为LCD屏幕成像提供基本的光源。

 

 

 

  2.下偏光板:下偏光板负责将光线送到液晶层之前,使光线方向标准化。

 

 

 

  3.薄膜基板:液晶分子的扭转角由TFT控制。

 

 

 

  4.液晶:这一层液晶分子在TFT的控制下发生扭曲,从而控制同方向光的亮度,从而改变通向后像素单元的光的亮度。

 

 

 

  5.滤色片:这个东西的发明者估计灵感来源于LCD。

 

 

 

  液晶显示器由两块厚度约为1毫米的玻璃板组成,两块玻璃板以5m的均匀间隔隔开,中间含有液晶(LC)材料。由于液晶材料本身不发光,所以显示屏两侧都有灯作为光源,液晶显示屏背面有背光板(甚至是光板)和反光膜。背光板由荧光物质组成,可以发光,其作用主要是提供均匀的背景光源。背光发出的光在穿过偏振滤光层后进入包含数千个晶体滴的液晶层。液晶层中的晶体液滴都包含在一个小单元结构中,一个或多个单元构成屏幕上的一个像素。玻璃板和液晶材料之间是透明电极,分为行和列。在行和列的交叉处,通过改变电压来改变液晶的旋光状态。液晶材料的作用便像一个小光阀。围绕液晶材料的是控制电路部分和驱动电路部分。当液晶显示器中的电极产生电场时,液晶分子会发生扭曲,从而使穿过它们的光线发生有规律的折射,然后被第二过滤层过滤,显示在屏幕上。

 

 

 

  技术是在两个有细槽的平面之间灌注液晶。这两个平面上的凹槽相互垂直(相交成90度)。便是说,如果一个平面上的分子沿南北方向排列,那么另一个平面上的分子沿东西方向排列,两个平面之间的分子便被迫进入90度扭曲状态。因为光是沿着分子的排列方向传播的,所以光在通过液晶的时候也会被扭曲90度。然而,当电压施加到液晶上时,分子会垂直重排,使得光可以直接发射,而没有任何扭曲。LCD取决于偏光滤镜(片)和光线本身。自然光在各个方向随机分布。偏振滤光片其实是一系列越来越细的平行线。这些线形成一个网,阻挡所有不平行于这些线的光线。偏振滤光器的线正好垂直于线,所以可以完全阻挡偏振光。只有当两个滤光器的线完全平行,或者光本身被扭曲以匹配第二个偏振滤光器时,光才能穿透。

 

 

 

  LCD是由两个互相垂直的偏振滤光器组成的,所以正常情况下应该阻挡所有试图透过的光线。但是扭曲的液晶填充在两个滤光片之间,所以光线通过滤光片后,会被液晶分子扭曲90度,通过第二个滤光片。另一方面,如果对液晶施加电压,分子会重新排列并完全平行,使光不再扭曲,所以只是被第二个滤光片阻挡。总之,光是被通电挡住的,不通电也是发出来的。

 

 

 

  但是LCD中的液晶排列是可以改变的,这样通电的时候发光,不通电的时候被遮挡。但是因为电脑屏幕几乎都是开着的,所以只有“开机挡光”的方案才能达到节能的目的。



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