LCD如何工作

通过:杰夫泰森

一个清晰的三向液晶显示屏。根据你看它的方向,你可以看到三种不同的图像之一。查看更多HDTV图片
图片由夏普公司

您可能使用包含液晶显示器液晶显示器) 每天。他们都在我们身边 - 进来笔记本电脑数字时钟手表微波炉CD播放机还有很多其他的电子设备。液晶显示器之所以普遍,是因为它们比其他显示技术提供了一些真正的优势。欧宝app靠谱吗它们更薄,更轻,耗能也比阴极射线管例如(CRT)。

但是,这些东西称为液晶是什么?名称“液晶”听起来像一个矛盾。我们认为一个晶体作为石英,通常像岩石一样坚硬,液体明显不同。欧宝平台代理任何材料如何结合两者?

广告

我们在学校学习,有三种常见的物质状态:固体,液体或气态。固体按照它们的方式行动,因为它们的分子总是保持它们的方向,并且相对于其他分子保持在相同的位置。中的分子液体恰恰相反:他们可以改变他们的方向并在液体的任何地方移动。但是有一些物质可以以奇怪的状态存在,类似于液体和类似的液体。当它们处于这种状态时,它们的分子倾向于保持其取向,如固体中的分子,但也像液体中的分子一样移动到不同的位置。这意味着液晶既不是固体也不是液体。这就是他们如何与他们看似矛盾的名字结束。

所以,液晶是否像固体或液体一样?事实证明,液晶更接近液态而不是固体。它采用相当多的热量来将合适的物质从固体改变为液晶,其热量仅需要多大的热量将其液晶与真实液体转向。欧宝平台代理这解释了为什么液晶对液晶非常敏感温度以及为什么它们被用来制造温度计情绪戒指.它也解释了为什么笔记本电脑展示可能在寒冷的天气或海滩的炎热日落起来。

广告

向列相液晶

大多数液晶分子是棒状的,并被广泛地分类为热致性或溶致性。“width=
大多数液晶分子是棒状的,并被广泛地分类为热致性或溶致性。
Oleg Lavrentovich博士,液晶研究所

正如有许多品种的固体和液体一样,还有各种液晶物质。根据物质的温度和特殊性,液晶可以是几个不同的阶段中的一种(见下文)。在本文中,我们将讨论液晶向列相,使LCD成为可能的液晶。

液晶的一种特征是它们受到影响电流.一种特定的向列液晶,称为扭曲的网络(TN)是自然扭曲的。对这些液晶施加电流,根据电流的电压,液晶将会得到不同程度的解扭。液晶显示器之所以使用这些液晶,是因为它们对电流的反应是可预见的,可以通过这种方式进行控制通道。

广告

大多数液晶分子是棒状的,大致分类为向温的易溶的

热致液晶将在温度变化或在某些情况下,压力反应。用于制造皂和洗涤剂的旋转液液晶的反应取决于它们与它们混合的溶剂的类型。热致液晶要点是各向同性迎接.关键差异是各向同性液晶物质中的分子在其安排中是随机的,而Nematics具有明确的顺序或模式。

向列阶段中分子的取向基于导演.导演可以是任何东西,从磁场到表面有微观凹槽。在向列相中,液晶可以根据分子相互间的方向进一步分类。净化的,最常见的安排,产生分子层。椎相有许多变化,例如苦透明,其中每个层中的分子以与前一层的角度倾斜。另一个常见阶段是胆纤维欧宝平台代理,也被称为手性向列.在这个阶段,分子从一层到另一层稍微扭曲,形成螺旋形。

铁电液晶(FLCS)使用液晶物质在椎体晶体中具有手性分子的布置,因为这些分子的螺旋性质允许使FLC特别适合高级显示器的微秒切换响应时间。表面稳定铁电液晶(SSFLCs)通过使用一个玻璃板来控制压力,抑制分子的螺旋,从而使转换更加快速。

广告

创建液晶

(c)H欧宝在线直播owStuffWorks

建立液晶显示器比制造一张液晶的液晶更多。四个事实的组合使LCD成为可能:

  • 可以是极化的。(看太阳镜如何工作有关两极化的一些迷人信息!)
  • 液晶可以传递和改变偏振光。
  • 液晶的结构可以通过电流改变。
  • 有可以进行的透明物质

LCD是一种以令人惊讶的方式使用这四个事实的设备。

广告

要创建液晶液晶,请拍摄两块偏光玻璃.在玻璃侧面擦拭地表面上产生微观凹槽的特殊聚合物在其上没有偏振膜。凹槽必须与偏振膜相同的方向。然后你添加一个向列液晶涂层到其中一个过滤器。凹槽将使第一层分子对准过滤器的方向。然后加入第二块玻璃偏光膜在一个直角到第一块。每一层TN分子将逐渐扭曲,直到最上层与底部成90度角,与偏振玻璃滤光片相匹配。

当光撞击第一个过滤器时,它是极化的。然后,每个层中的分子引导它们接收到下一层的光。当光通过液晶层时,分子也改变光的振动平面以匹配它们自己的角度。当光到达液晶物质的远侧时,它以与分子的最终层相同的角度振动。如果最终层与第二偏振玻璃滤光器匹配,则光线将通过。

此内容在此设备上不兼容。

如果我们申请电荷对于液晶分子,它们会展开。当它们变直时,它们会改变通过它们的光线的角度,使其不再与顶部偏振滤光片的角度匹配。因此,没有光可以通过液晶显示屏的这个区域,这使得这个区域比周围的区域更暗。

构建一个简单的液晶显示器比你想象的要容易。你可以从上面描述的玻璃和液晶三明治开始,然后在上面添加两个透明电极。例如,假设您想要创建一个最简单的LCD,上面只有一个矩形电极。图层看起来是这样的:

液晶显示这项工作是非常基本的。它有镜子(一种)在后面,这使它成为反思。然后,我们加一块玻璃(B.),其底部有偏光膜和一个普通电极平面(欧宝平台代理C)由氧化铟锡制成。一个普通的电极平面覆盖LCD的整个区域。上面是液晶物质层(D.).接下来是另一块玻璃(E.)电极,底部的矩形形状,在顶部,另一件偏振膜(欧宝平台代理F)欧宝平台代理,与第一个成直角。

电极挂在电源上,如a电池.当没有电流时,通过液晶显示器的前部进入光线将简单地击中镜子并重新回滚。但是当电池供应到电极的电流时,共同平面电极和电极之间的液晶类似于矩形的矩形,并阻挡该区域中的光。这使得LCD将矩形显示为黑色区域。

广告

背光和反射

注意,我们的简单LCD需要一个外部光源.液晶材料发射不他们自己。通常是小而廉价的液晶反光的,这意味着显示任何它们必须反射来自外部光源的光。看看LCD手表:数字出现在小电极充电的位置,使得层不受偏光,使得光不通过偏振膜。

广告

此内容在此设备上不兼容。

大多数计算机显示器都亮起内置荧光灯管液晶显示器的上方,旁边,有时后面。LCD后面的白色扩散面板将光线重定向并均匀散射,以确保显示均匀。在通过过滤器、液晶层和电极层的过程中,大量的光会丢失——通常超过一半!欧宝平台代理

在我们的示例中,我们具有一个公共电极平面和一个电极杆,其控制哪个液晶响应电荷。如果您拍摄包含单个电极并添加更多的图层并开始构建更复杂的显示器。

Common-plane-basedLCD适用于需要一遍又一遍地显示相同信息的简单显示。手表和微波定时器属于此类别。尽管先前所示的六角形条形是这种装置中最常见的电极布置形式,但几乎可以任何形状。欧宝平台代理看看一些廉价的手持游戏:扑克牌,外星人、鱼和老虎机就是你们会看到的一些电极形状。

广告

无源和有源矩阵

被动矩阵液晶显示器使用一个简单的栅格来为显示器上的特定像素提供电荷。创建网格是一个相当复杂的过程!它从两层玻璃层开始基板.给出一个基板的柱,另一个基板是由透明导电材料制成的排。这通常是铟锡氧化物.行或列是相连的集成电路当一个收费被发送到特定的列或行时的控制。液晶材料夹在两个玻璃基板之间,并在每个基板的外侧添加偏光膜。欧宝平台代理为了打开一个像素,集成电路向一个衬底的正确列发送电荷,并在另一个衬底的正确列上激活地。行和列相交在指定的像素处,它提供电压来解开那个像素处的液欧宝平台代理晶。

此内容在此设备上不兼容。

无源矩阵系统的简单性很美,但它具有显着的缺点,值得注意的是缓慢的响应时间不精确的电压控制.响应时间指的是LCD刷新显示图像的能力。在无源矩阵液晶中观察慢响应时间的最简单的方法是移动鼠标指针快速从屏幕的一边到另一边。您将注意到指针后面有一系列“幽灵”。不精确的电压控制阻碍了被动矩阵只影响一个像素一次。当将电压施加到一个像素时,它周围的像素也部分地解开,这使得图像显得模糊和缺乏相反。

广告

主动矩阵液晶显示器取决于薄膜晶体管(TFT)。基本上,tft就是微型开关晶体管电容器.它们布置在玻璃基板上的基质中。为了解决特定像素,打开正确的行,然后将充电发送到正确的列。欧宝平台代理由于列交叉的所有其他行被关闭,因此仅当指定像素处的电容器接收充电。电容器能够保持电荷,直到下一个刷新周期。如果我们仔细控制所提供给晶体的电压量,我们只能使其足够不足以允许一些光线。

通过以非常精确的,非常小的增量执行这一点,LCD可以创建一个灰度.如今,大多数显示器每像素提供256级亮度。

广告

彩色液晶显示器

可以显示颜色的LCD必须具有三个亚像素用红色,绿色和蓝色滤色器来创建每个颜色像素。

通过仔细控制和施加电压的变化,每个子像素的强度都可以范围内256年阴影.组合子像素产生可能的调色板1680万种颜色(256深浅的红色x 256深浅的绿色x 256深浅的蓝色),如下所示。欧宝平台代理这些彩色显示器需要大量的晶体管。例如,一个典型的笔记本欧宝平台代理电脑支持决议1024 x768。如果我们用1024列乘以768行乘以3个子像素,我们得到2359296个晶体管蚀刻在玻璃上!如果这些晶体管中有任何一个出现问题,就会在显示器上产生一个“坏像素”。大多数活跃的矩阵显示器都有一些糟糕的像素分散在屏幕上。

广告

LCD技欧宝app靠谱吗术不断发展。目前液晶显示器采用液晶技术的几种变化,包括超扭曲的线虫(STN),双扫描扭曲线虫(DSTN),铁电液晶(FLC欧宝app靠谱吗)和表面稳定的铁电液晶(SSFLC)。

显示屏尺寸被制造商所面临的质量控制问题所限制。简单地说,为了增加显示屏的尺寸,制造商必须增加更多的像素和晶体管。当它们增加像素和晶体管的数量时,它们也增加了在显示器中包含坏晶体管的机会。现有的大型液晶显示器制造商通常会丢弃40%的装配线下的面板。拒收的程度直接影响LCD的价格,因为销售好的LCD必须包括制造好的和坏的LCD的成本。只有制造业的进步才能生产出价格合理的更大尺寸显示器。

有关液晶显示器和相关主题的更多信息,请查看下一页的链接。

广告