LCD (šķidrā kristāla displejs) attēli tiek parādīti, izmantojot šķidro kristālu materiālu fotoelektriskās iespējas. Tā pamatā esošais priekšnoteikums ir izmantot šķidrā kristāla molekulu modulācijas ietekmi uz gaismu. Šis ir rūpīga tā darbības principa pārbaude:
1. Pamata struktūra
LCD displeji galvenokārt sastāv no šādām galvenajām sastāvdaļām:
Fona apgaismojuma modulis: nodrošina vienotu gaismas avotu (parasti LED gaisma).
Polarizators: divi slāņi, augšdaļa un apakšējā, parasti 90 grādu leņķī (vertikālā polarizācija).
Šķidrs kristāla slānis: divi stikla pamatnes sviestmaize ir šķidru kristāla molekulu slānis.
Krāsu filtrs (CF): ražo trīs galvenās sarkanās (R), zaļās (G) un zilās (B) nokrāsas.
2. Pamatprincips: šķidru kristālu molekulu optiskās īpašības
- Šķidrā kristāla raksturojums:
Šķidrām kristāla molekulām ir sakārtota organizācija. Molekulas izkārtojuma orientācija mainās, reaģējot uz ārēju elektrisko lauku, mainot gaismas kursu.
- Kad nav elektriskā lauka:
Organizētas spirāles formā šķidrā kristāla molekulas var mainīt ienākošās gaismas polarizācijas virzienu par 90 grādiem. Šķidrais kristāla slānis maina polarizācijas virzienu pēc tam, kad iziet cauri apakšējam polariseram, tādējādi ļaujot tam iziet cauri augšējam polariseram un novietot pikseli "gaišā" stāvoklī.
- Kad tiek piemērots elektriskais lauks:
Elektriskais lauks sakārto šķidrās kristāla molekulas perpendikulāras stikla pamatnei, tāpēc gaismas polarizācijas virziens vairs negriežas. Tā kā augstāki un apakšējie polariseri ir perpendikulāri, gaisma nevar plūst cauri augšējam polariseram, atstājot pikseli "tumšu".
3. Darbplūsma
1. solis: fona apgaismojums
LED fona apgaismojuma modulis izstaro vienveidīgu baltu gaismu, kas pēc iziešanas caur apakšējo polarizatoru kļūst gaiši polarizēta vienā virzienā.
2. solis: šķidrs kristāla slānis modulē gaismu
- Kad pikselis netiek darbināts:
Šķidrās kristāla molekulas ir sakārtotas spirālē, pagriežot gaismas polarizācijas virzienu par 90 grādiem, lai tā varētu iziet cauri augšējam polarizatoram, un pikselis ir spilgts.
- Kad pikselis ir darbināts:
Elektriskais lauks liek šķidruma kristāla molekulām stāvēt taisni, gaismas polarizācijas virziens paliek nemainīgs, un tas nevar iziet cauri augšējam polarizatoram, un pikselis kļūst tumšs.
Galvenais: kontrolējot katra pikseļa spriegumu (kuru ievieš TFT tranzistori), tiek pielāgota šķidruma kristāla molekulu savīšanas pakāpe, tādējādi kontrolējot gaismas caurlaidību (pelēktosts).
3. solis: krāsu filtrēšana un pikseļu attēlveidošana
Katrs pikselis ir sadalīts trīs apakšpiksēs: R, G un B, kas atbilst krāsu filtra sarkanajām, zaļajām un zilajām vienībām.
Aizliegums iziet cauri krāsu filtru pēc tam, kad iziet cauri šķidrā kristāla slānim; Tur trīs primārās krāsas ir sajauktas ar dažādām stiprībām (piemēram, oranža, kad RGB spilgtuma koeficients ir 1 0 0%, 50%un 0%), lai iegūtu galīgo krāsu.
Pilns attēls tiek izveidots, apvienojot neskaitāmo pikseļu krāsas.
4. Galvenā tehniskā informācija
- TFT piedziņas shēma:
Katrs apakšpikselis apzīmē TFT tranzistoru, kas tiek izmantots, lai precīzi regulētu spriegumu, kā rezultātā tiek veikta ātra reakcija un lieliska izšķirtspēja.
- Skatīšanās leņķis un šķidrs kristāla tips:
TN (savīti nematic): ātra reakcija, bet neliels skata leņķis, kas ir izplatīts ekonomiskos displejos.
IPS (pārslēgšana plaknē): plašs skata leņķis, precīza krāsa, piemērota profesionālam dizainam.
VA (vertikāla izlīdzināšana): augsts kontrasts, piemērots audio un video izklaidei.
- Dinamiskais attēla displejs:
Nepārtraukta dinamisko attēlu atskaņošana tiek veikta, ātri mainot pikseļu sprieguma stāvokli (atsvaidzes ātrums, piemēram, 60Hz vai 144Hz).
Kopsavilkums
LCD displeja pamatprincips ir izmantot elektrisko lauku, lai regulētu šķidro kristālu molekulu izvietojumu, pielāgotu fona apgaismojuma polarizācijas virzienu un apvienotu krāsu filtrus, lai izveidotu pikseļu spilgtumu un krāsu variācijas. Šī pieeja, izmantojot precīzu shēmas pārvaldību un optisko dizainu, pārvērš elektriskos impulsus attēlos, kurus cilvēki var redzēt. Tā vieglo svaru, zemu enerģijas patēriņu, lielisku izšķirtspēju un citas priekšrocības padara to plaši izmantotu televizoros, datoros, mobilajos tālruņos un citās ierīcēs.
