LCD-Struktur, Funktionsprinzip und wichtigste technische Indikatoren (TN LCD als Beispiel).
Aufbau einer Flüssigkristallanzeige
Polarisator; ② Basisglas; ③ SiO2-Barriereschicht; ④ Elektrode; ⑤ Orientierungsfolie; ⑥ Dichtungsrahmen; ⑦ Übergangselektrode; ⑧ Flüssigkristall; ⑨ Reflektor; ⑩ Dichtungskleber
Wie das LCD funktioniert:
Um zu verstehen, wie LCDs funktionieren, müssen wir zunächst Licht verstehen. Es ist eine elektromagnetische Welle. Das heißt, dass sich elektromagnetische Felder in Form von Wellen ausbreiten. Die Wellenlänge des für das menschliche Auge sichtbaren Lichts liegt zwischen 380nm und 780nm. Im Allgemeinen breitet sich Licht in einer geraden Linie aus, und die Schwingungsrichtung der Lichtwellen steht senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichts. Bei natürlichem Licht (z.B. Sonnenlicht) ist die Schwingungsrichtung der Lichtwellen zufällig und gleichmäßig in allen Ebenen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichts verteilt. Wenn die Schwingungsrichtung der Lichtwelle entlang einer Richtung verläuft, wird dieses Licht als polarisiertes Licht bezeichnet, und diese Schwingungsrichtung wird als Polarisationsrichtung bezeichnet. Die Ebene, die durch die Polarisationsrichtung und die Ausbreitungsrichtung der Lichtwelle gebildet wird, wird als Schwingungsebene bezeichnet.
Ein Polarisator hat eine feste Polarisationsachse. Die Funktion des Polarisators besteht darin, nur Licht durchzulassen, das in der Richtung seiner Polarisationsachse schwingt. Licht, dessen Schwingungsrichtung senkrecht zur Polarisationsachse ist, wird von ihm absorbiert. Wenn also natürliches Licht durch den einfallenden Polarisator der Flüssigkristallzelle (genannt Polarisator) fällt, bleibt nur das Licht übrig, dessen Schwingungsrichtung mit der Polarisationsachse des Polarisators übereinstimmt. Es wird zu linear polarisiertem Licht. Das polarisierte Licht durchläuft die Flüssigkristallzelle und passiert dann den Polarisator (genannt Polarisator). Ob das Licht den Polarisator durchläuft oder nicht, hängt also vom Polarisationszustand des linear polarisierten Lichts ab, nachdem es die Flüssigkristallzelle passiert hat. Daher kann eine Anzeige durch die Steuerung des Lichtzustands des Polarisators erreicht werden.
Konkret bilden die Flüssigkristallmoleküle in einer Flüssigkristallzelle vom Typ TN eine verdrehte Struktur. Unter bestimmten Bedingungen dreht sich die Polarisation des einfallenden Lichts in die Richtung der Verzerrung der Flüssigkristallmoleküle. Wie in Abbildung 4-2-1 dargestellt, ist die Längsachse der Flüssigkristallmoleküle um 900 verdreht, was zu einer optischen Drehung von 900 führt. Wenn eine bestimmte Spannung an die Elektroden auf den beiden Glasplatten angelegt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle senkrecht zu den oberen und unteren Glasplatten ausgerichtet, und die verdrehte Struktur verschwindet, was zum Verschwinden der optischen Drehung führt. Dieser elektro-optische Effekt ist als Effekt des verdrehten elektrischen Feldes bekannt.
Bei Weiß-auf-Schwarz-LCDs sind der obere und der untere Polarisator orthogonal angeordnet. Das heißt, die Polarisationsachsen stehen senkrecht zueinander, und das einfallende natürliche Licht wird nach dem Durchgang durch den Polarisator planpolarisiert. Wenn die Flüssigkristallzelle keinem elektrischen Feld ausgesetzt ist, dreht sich das polarisierte Licht 900 Mal entlang der verdrehten Struktur der Moleküle, und die Richtung der Vibration liegt in einer Linie mit der Polarisationsachse des Polarisators. Daher kann es den Polarisator problemlos durchdringen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Display transparent und befindet sich in einem Nicht-Anzeigezustand. Wenn die Treiberschaltung die Steuerspannung an die entsprechende Elektrode anlegt, die angezeigt werden soll, verschwindet die verdrehte Struktur des Flüssigkristallmoleküls. Verlust der optischen Drehung. Polarisiertes Licht aus dem Polarisator geht ohne Veränderung direkt in den Polarisator. Das liegt daran, dass es in einer Richtung senkrecht zur Achse des Polarisators polarisiert ist. Das polarisierte Licht geht nicht durch den Polarisator, daher sind einige Elektroden mit der leitfähigen Signalspannung geschwärzt dargestellt.