[Display Knowledge Populiarus mokslas 4] Skystųjų kristalų ekrano principas ir struktūra

Skystųjų kristalų ekraną daugiausia sudaro foninis apšvietimas, skystųjų kristalų skydelis ir vairavimo grandinė.

Galite galvoti apie LCD skydelį kaip sumuštinį,

Tai yra, skystųjų kristalų sluoksnio sluoksnis yra tarp dviejų poliarizatorių sistemų, kurių poliarizacijos kryptys yra statmenos viena kitai.

LCD struktūros diagrama

Paimkite TN (Twist Nematic) skydelį kaip pavyzdį,

Skystųjų kristalų sukimąsi galima valdyti veikiant išoriniam elektriniam laukui.

Kai natūralus šviesos šaltinis praeina per poliarizatorių (vieną iš poliarizatorių), jis tampa poliarizuota šviesa vertikalia kryptimi

Po to, kai poliarizuota šviesa praeina per TN skystąjį kristalą, kuris nėra įjungtas ir išlaiko pradinę išlyginimo būseną,

Dėl skystųjų kristalų optinių savybių ir skystųjų kristalų molekulių išsidėstymo,

Dėl to šviesos poliarizacijos kryptis keičiama iš tiesios į horizontalią.

Poliarizuota šviesa horizontalia kryptimi atitinka analizatoriaus perdavimo ašį ir perduodama iš skystųjų kristalų elemento.

Šio tipo skystųjų kristalų ekrano režimas, kai krintanti šviesa gali būti perduodama, kai abiejuose skystųjų kristalų galuose neveikia elektrinis laukas, vadinamas"NormalWhite" (ŠV)

Panašiai, jei skystajam kristalui taikoma įtampa,

TN tipo skystieji kristalai yra padalinti iš susukto išdėstymo būsenos į vertikalią išdėstymo būseną,

Šiuo metu krintančios tiesiškai poliarizuotos šviesos poliarizacijos kryptis nepasikeis,

Dėl to jo poliarizacijos kryptis yra statmena analizatoriaus perdavimo ašiai ir yra užblokuota,

Galų gale iš skystųjų kristalų elemento šviesa neperduodama.

Toks skystųjų kristalų ekrano režimas, kai krintančios šviesos negalima perduoti, kai abiejuose skystųjų kristalų galuose neveikia elektrinis laukas, vadinamas"NormalBlack" (NB)

Todėl iš esmės skystųjų kristalų ekranas yra tik optinis jungiklis, kuris valdo skleidžiamos šviesos ĮJUNGTI-IŠJUNGTI per įtampos ĮJUNGTI-IŠJUNGTI.

Pagrindinis aukščiau pateikto skystųjų kristalų ekrano principas rodo tik tai, kad krintanti šviesa yra perduodama arba visiškai išjungiama, tai yra, skleidžiama šviesa turi tik dvi būsenas (ryškiausią ir tamsiąją).

Faktinis skystųjų kristalų skydelis naudojamas per TFT perjungimo funkciją, o kiekvienas pikselis įvedamas skirtingo dydžio duomenų signalo įtampa:

Skystųjų kristalų molekulių sukimosi būsena esant skirtingoms įtampoms yra skirtinga, todėl skiriasi ir tiesiškai poliarizuotos šviesos sukimosi laipsnis.

Analizatoriaus perdavimo ašies komponentai yra skirtingi, tai yra, skiriasi skleidžiamos šviesos ryškumas,

Tokiu būdu galima realizuoti kelių pilkų skalių vaizdo ekraną.

Jei kiekvienas pikselis suderinamas su spalvų filtru (ColorFilter, CF), galima sukurti spalvotą vaizdą.