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LCD如何工作?2019-06-18

LCD如何工作?

基本上,大多数(不是全部)LCD都会改变穿过液晶材料层的光的偏振状态。该层的几何形状由边界条件和施加的电场之间的竞争控制。对于这种类型的LCD,通常采用向列型液晶及带有特殊涂层的前后基板。涂层用于产生边界条件并施加所需的电场。在LCD单元的外部,贴附有光学膜(包括偏光片)。它们将光的偏振变化转化为明暗对比。液晶显示器的结构设计为在未施加电场时产生一个极端亮态,而施加最高的驱动电场产生极端的暗态。如果施加一个中间电场则产生一个中间亮度水平。

简单LCD的示意图和剖视图

用于施加边界条件的最常见材料称为聚酰亚胺。聚酰亚胺的溶液(或前体)沉积在基板上并固化。聚酰亚胺的类型和液晶的类型定义了液晶分子在聚酰亚胺和液晶之间的接触点处所处的角度。如果材料“相似”,则LC分子会平放。如果它们不同(如油和水),则LC分子会直立。“分子工程”用于获得理想的应用角度,这对于不同类型的显示器而言是不同的。为了确定排列方向,对聚酰亚胺表面进行单向摩擦或刷涂。LC分子与该摩擦方向平行排列。如果两个对齐表面上的角度和摩擦方向不匹配,液晶取向弹性变形。向列LC分子希望彼此平行,但是如果任一表面上的摩擦方向是正交的,则LC分子将被迫从一个分子到另一个分子非常轻微地扭曲,直到整个层的方向都旋转了90°。向列型液晶可能存在三种主要的变形模式。每个都有自己的弹性常数(弹簧常数)。某些变形可能需要更多或更少的力,具体取决于液晶的分子结构。三个主要变形称为“张开”,“弯曲”和“扭曲”。LC分子被迫在各个分子之间轻微扭曲,直到整个层的方向都旋转了90°。向列型液晶可能存在三种主要的变形模式。每个都有自己的弹性常数(弹簧常数)。某些变形可能需要更多或更少的力,具体取决于液晶的分子结构。三个主要变形称为“张开”,“弯曲”和“扭曲”。LC分子被迫在各个分子之间轻微扭曲,直到整个层的方向都旋转了90°。向列型液晶可能存在三种主要的变形模式。每个都有自己的弹性常数(弹簧常数)。某些变形可能需要更多或更少的力,具体取决于液晶的分子结构。三个主要变形称为“张开”,“弯曲”和“扭曲”。

液晶变形

施加力使液晶结构变形的最常见方法是在液晶层上或平行于液晶层施加电场(磁场也会起作用)。为了施加电场,必须具有透明导体,以便可以观察液晶对光的影响。铟锡氧化物就是这样的导体。

LCD制造商要么购买ITO涂层玻璃,要么在制造过程中进行ITO涂层。应用曝光显影蚀刻等工艺来制作ITO图案。两个ITO层(正面和背面)的形状和图案定义了显示器上的像素和图标。

ITO在与驱动器芯片的玻璃连接上走线。由于(透明)ITO与未镀膜玻璃相比具有不同的蓝色反射率,因此可见。

在所施加的电场中,液晶分子想要以使能量最小化的方式相对于电场取向。如果电场足够强,则将克服边界条件所施加的分子顺序,并且该电场将确定分子的排列。如果电场较弱,则结构会因电场而变形。在任一种情况下,当去除场时,边界条件的影响都接管,并且液晶取向返回到施加场之前的状态。它的行为就像是弹簧,当施加力时会变形,然后在去除力时恢复为原始形状。

综上所述,这一套组合结构充当了可电控调节的快门,以控制通过液晶面板的光线来达到显示目的。

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