LCD的结构、工作原理及主要技术指标(以德信TN-LCD为例)。
①偏光片;②基板玻璃;③SIO2隔阻层;④电极;⑤定向膜;⑥封接框;⑦过渡电极;⑧液晶;⑨反射片;⑩封口胶
要了解LCD的工作原理,我们首先须了解光。这是一种电磁波。即电磁场以波动的形式传播的。人眼可见的光的波长范围大致在380纳米至780纳米之间。通常光是沿直线方式传播的,光波的振动方向垂直于光的传播方向。对自然光(如太阳光)来说在垂直光传播方向的各平面内,光波的振动方向随机均匀分布的。如果光波振动的方向是沿一个方向,这样的光线称为偏振光,这个振动方向称为偏振方向。偏振方向与光波的传播方向形成的平面称为振动面。
偏光片有一个固定的偏光轴。偏光片的作用是只允许振动方向与其偏光轴方向一致的光通过。而振动方向与偏光轴垂直的光将被其吸收。这样当自然光通过液晶盒的入射偏光片(称其偏器)后,只剩下振动方向与起偏器偏光轴相同的光。即成为线性偏振光。偏振光经过液晶盒后再经过偏光片(称为检偏器)射出。这样光是否通过检偏器多少,取决于线性偏振光经过液晶盒后的偏振状态。从而控制最后透过检偏器的光状态来实现显示的。
具体的说,TN型液晶盒内液液晶分子形成一种扭曲结构。在一定条件下入射光的偏振将顺着液晶分子的扭曲方向旋转。液晶分子长轴扭曲900导致900的旋光如图4-2-1,当对两块玻璃片上的电极施加一定大小的电压后,液晶分子就转变为垂直于上下玻璃片排列,扭曲结构消失,导致旋光作用消失,这种电光效应就称为扭曲电场效应。
对于白底黑字型的液晶显示器,上下偏振片是正交放置的。即偏光轴相互垂直,入射的自然光经起偏器后变成平面偏振光。在液晶盒未加电场时,偏振光将顺着分子的扭曲结构扭曲900,振动方向变成和检偏器的偏光轴一致,因此可以顺利通过检偏器,这时显示器呈透明状态,处于非显示状态,同时驱动电路将驱动信号电压加到需要显示的有关电极上时,该部分液晶分子扭曲结构消失。丧失了旋光能力。从起偏器出的偏振光未经改变就直达检偏器。由于其偏振方向与检偏器轴方向垂直。偏振光将无法透过检偏器,这样该通信号电压的部分电极将呈黑色,呈显示状态。
TFT-LCD屏可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶,上层的玻璃基板是与彩色滤光片(ColorFilter)、而下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。当电流通过晶体管产生电场变化,造成液晶分子偏转,藉以改变光线的偏极性,再利用偏光片决定像素(Pixel)的明暗状态。此外,上层玻璃因与彩色滤光片贴合,形成每个像素(Pixel)各包含红蓝绿三颜色,这些发出红蓝绿色彩的像素便构成了皮肤上的图像画面。
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