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LCD如何工作?

日期:2021-12-06 / 人气:17

在最基本的层面上,大多数(不是全部)LCD 会改变通过液晶层的光的偏振态材料。该层的几何形状由边界条件和外加电场之间的竞争控制。通常,对于这种类型的 LCD,使用向列液晶,并在背面和正面基板上涂上特殊涂层。涂层用于创建边界条件并施加所需的电场。LCD液晶盒的外侧贴有光学膜(包括偏光膜)。它们将光的偏振变化转化为明暗对比。显示结构以这样一种方式组装,即零外加场给出一个极端亮度状态,而完全外加场导致另一个极端。中间场产生中间亮度级。

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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)沉积在基材上并固化。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将呈现的角度。如果材料“相似”,则液晶分子平放。如果它们不同(如油和水),则 LC 分子直立。“分子工程”用于实现应用的理想角度,这对于不同类型的显示器来说是不同的。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 分子与摩擦方向平行排列。如果两个对准面上的角度和摩擦方向不匹配,液晶取向发生弹性变形。向列 LC 分子希望彼此平行,但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,直到整个层的方向转了 90°。在向列液晶中存在三种可能的主要变形模式。每个都有自己的弹性常数(弹簧常数)。根据液晶的分子结构,某些变形可能需要或多或少的力。三个主要变形称为“展开”、“弯曲”和“扭曲”。LC 分子被迫从一个分子到另一个分子非常轻微地扭曲,直到整个层的方向转了 90°。在向列液晶中存在三种可能的主要变形模式。每个都有自己的弹性常数(弹簧常数)。根据液晶的分子结构,某些变形可能需要或多或少的力。三个主要变形称为“展开”、“弯曲”和“扭曲”。LC 分子被迫从一个分子到另一个分子非常轻微地扭曲,直到整个层的方向转了 90°。在向列液晶中存在三种可能的主要变形模式。每个都有自己的弹性常数(弹簧常数)。根据液晶的分子结构,某些变形可能需要或多或少的力。三个主要变形称为“展开”、“弯曲”和“扭曲”。

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(磁场也可以起作用)。为了应用该领域,必须有一个透明的导体,这样才能观察到液晶对光的影响。氧化铟锡就是这样一种导体。

LCD 制造商要么购买 ITO 涂层玻璃,要么将 ITO 涂层作为制造过程的一部分。ITO 层根据光刻的需要被定义为形状和图案。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。

在外加场中,液晶分子希望以能量最小的方式相对于场排列。如果场足够强,边界条件强加的分子顺序就会被克服,场决定了分子的排列。如果磁场较弱,则结构会因磁场而变形。在任何一种情况下,当场被移除时,边界条件的影响接管并且液晶取向返回到场施加之前的状态。它的行为就像一个弹簧,在施加力时会变形,然后在力去除时恢复到原来的形状。

总而言之,这种组合结构就像一个电可调快门,可以让或多或少的光线通过。

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