Pagrindinės LCM žinios

1. Skystųjų kristalų kilmė:

1888 metais austrų botanikas F. Reintzeris atrado skystųjų kristalų. Po ilgamečių mokslininkų tyrimų 1968 m. Amerikos radijo korporacija (RCA) GH Heilmeiler atrado nematinius skystus kristalus.

Skaidraus plono sluoksnio drumstumo reiškinys (ty elektrooptinis efektas), kai įkraunama energija, žmonių supratimas apie skystųjų kristalų struktūrą, charakteristikas ir pritaikymą buvo lavinamas. Dabar skystieji kristalai buvo plačiai naudojami daugelyje naujų techninių sričių, tapdami nauja fizikų, chemikų, biologų ir elektronikos mokslininkų sritimi.

2. Kas yra LCD

Skystieji kristalai paprastai yra kieti ir, kai temperatūra pakyla iki skaidrumo taško, tampa skaidriais skysčiais. Tai skysčio sklandumo ir kristalų dvigubo lūžio derinys tam tikrame temperatūros diapazone. Skystieji kristalai skiriasi nuo įprastų kietų, skystų ir dujinių būsenų. Jis taip pat vadinamas skystųjų kristalų faze, mezofaze ir tarpine faze. Anglų kalba yra skysta

kristalai. Dvigubas krištolo lūžis reiškia skirtumą kryptimi, per kurią praeina šviesa, o lūžio rodiklis yra kitoks.

3. LCD tipai

Palaipsniui suprantant skystus kristalus, buvo nustatyta, kad skystųjų kristalų medžiagos iš esmės yra organiniai junginiai ir kas 200 rūšių esamų organinių junginių

Viename iš jų yra skystųjų kristalų fazė. Žvelgiant iš sudėties ir fizinių skystųjų kristalų fazės atsiradimo sąlygų, skystieji kristalai gali būti suskirstyti į dvi kategorijas: termotropinius skystus kristalus ir liotropinius skystus kristalus. Skystieji kristalai, kuriuos sudaro lazdelės formos molekulės, turi trijų tipų skystųjų kristalų fazes: smektinę fazę (Smectic

Skystieji kristalai reiškia molio pavidalo), nematinė fazė (nematiniai skysti kristalai-gijiniai

Ir cholesterolio fazė (cholesterolio skysti kristalai reiškia cholesterolį).

4. Kas yra termotropinis skystasis kristalas

Skystieji kristalai, susidarę kaitinant ir ištirpinant tam tikras organines medžiagas ir kaitinant sunaikinant kristalinę gardelę, vadinami termotropiniais skystaisiais kristalais. Tai skystųjų kristalų fazė, atsirandanti dėl temperatūros pokyčių. Šiuo metu ekranuose naudojamos skystųjų kristalų medžiagos iš esmės yra termotropiniai skystieji kristalai.

5. Kas yra liotropinis skystasis kristalas

Įdėkite kai kurias organines medžiagas į tam tikrą tirpiklį, o skystieji kristalai, susidarantys tirpikliui griaunant kristalinę gardelę, vadinami liotropiniais skystaisiais kristalais. Tai skystųjų kristalų fazė, kuri atsiranda dėl tirpalo koncentracijos pokyčių, dažniausiai tai muiluotas vanduo ir pan.

6. Smectinių skystųjų kristalų charakteristikos

Smectinės fazės skystieji kristalai susideda iš lazdelės arba juostelės formos molekulių. Molekulės yra išdėstytos sluoksniais. Ilgos sluoksnio molekulių ašys yra lygiagrečios viena kitai, o kryptis gali būti statmena plokštumai arba išdėstyta įstrižai plokštumai. Kadangi molekulės yra tvarkingai išdėstytos, jų reguliarumas yra artimas kristalų reguliavumui ir turi dvimatę tvarką. Molekulinio masės centro padėtis sluoksnyje yra netvarkinga ir gali būti laisvai verčiama, kad jis būtų sklandus, tačiau klampumo koeficientas yra labai didelis. Molekulė gali slysti pirmyn ir atgal, kairėn ir dešinėn, bet negali judėti tarp viršutinio ir apatinio sluoksnių. Dėl didelio tvarkingumo smektinė fazė dažnai būna žemesnėje temperatūrų diapazone.

7. Nematinių skystųjų kristalų ypatybės

Nematinių skystųjų kristalų lazdelės formos molekulės taip pat išlieka lygiagrečios molekulinės ašies krypčiai, tačiau jos neturi smulkaus skystųjų kristalų sluoksniuotos struktūros. Molekulių masės centras yra chaotiškas ir netvarkingas, tačiau molekulių (strypų) orientacija yra maždaug vienoda, todėl nematinių medžiagų optinės ir elektrinės savybės, būtent lūžio rodiklis ir dielektrinė konstanta, yra skirtingos ir statmenos į šią tvarkingą išdėstymo kryptį. Būtent dėl ​​to, kad nematiniai skystieji kristalai optiškai rodo teigiamą dvigubą lūžimą, vienaašiškumą ir elektrinę dielektrinę pastovią anizotropiją, galima naudoti elektrą optiniam veikimui arba skystųjų kristalų ekranui valdyti. Palyginti su smektine faze, nematinis skystasis kristalas turi mažą klampumą ir yra daug sklandus. Šio sklandumo priežastis daugiausia yra tai, kad kiekvieną nematinio skystųjų kristalų molekulę lengva laisvai judėti išilgai ilgosios ašies. Molekulių išdėstymas ir judėjimas yra gana laisvas, jos yra gana jautrios išoriniam poveikiui, todėl jos plačiai naudojamos. Šiuo metu skystųjų kristalų medžiagos, naudojamos skystųjų kristalų ekranuose, pvz., TN, STN ir kt., Yra nematinės skystųjų kristalų medžiagos.

8. Cholesterolio skystųjų kristalų charakteristikos

Esterintas arba pakeistas halogenu, cholesterolis turi skystųjų kristalų fazę, vadinamą cholesterolio skystaisiais kristalais. Šio tipo skystųjų kristalų molekulės yra plokščios formos, išdėstytos sluoksniais, o sluoksnio molekulės yra lygiagrečios viena kitai. Skirtingų sluoksnių molekulių ilgosios ašies kryptis šiek tiek keičiasi, ir jos yra išdėstytos spiraline struktūra išilgai įprastos sluoksnio krypties. Kai ilga molekulių ašis išsidėsčiusi išilgai spiralės krypties, ji eina per 360. Po pakeitimo ji grįžta į pradinę orientaciją. Skystieji cholesterolio kristalai yra labai jautrūs temperatūrai. Keičiantis temperatūrai, cholesterolio skysti kristalai yra skirtingų spalvų. Praktiškai skystųjų kristalų temperatūros rodymo principas yra naudoti seriją cholesterolio skystųjų kristalų.

9. Kas yra skystųjų kristalų ekranas

Pirmiausia įveskite elektrooptinio efekto apibrėžimą. Kadangi skystųjų kristalų molekulės turi fiksuotą dipolio momentą, elektrinis laukas gali sukelti skystųjų kristalų molekulių ašies judėjimą, todėl keičiasi skystųjų kristalų molekulių išdėstymas. Esant tam tikram ekrano režimui, skystųjų kristalų molekulės gali tekėti nestabiliai, ir ši nestabili būsena kinta priklausomai nuo elektrinio lauko stiprumo. Dėl to pasikeis poliarizuotos šviesos perdavimo funkcija skystųjų kristalų ląstelės viduje, pasikeis dvislūžis ir pasikeis šviesos sklaidos reiškinys ir kt., Tai yra, pasikeis skystųjų kristalų ląstelės optinės savybės. Šis reiškinys vadinamas skystųjų kristalų elektrooptiniu efektu.

Naudojant įvairius skystųjų kristalų elektrooptinius efektus, išorinių sąlygų, tokių kaip elektrinis laukas, magnetinis laukas, skystųjų kristalų šviesa ir temperatūra, pokyčiai tam tikromis sąlygomis gali būti paversti matomais signalais, kad būtų rodomas ekranas. Tai yra skystųjų kristalų ekranas.

10. LCD monitoriai išgyveno tris kartas

Pirmoji karta naudojama skaičiuotuvuose ir laikrodžiuose; antroji karta naudojama elektroninėse vertimo mašinose, žaidimų konsolėse, buitinėje technikoje ir testavimo įrangoje; trečioji karta naudojama įvairioje biuro automatikos įrangoje ir naujoje informacijos perdavimo įrangoje pažangioje informacinėje visuomenėje, būtent asmeniniuose kompiuteriuose, teksto procesoriuose, mobiliuosiuose telefonuose, nešiojamuose spalvotuose televizoriuose ir kt.

11. LCD pranašumai

Plokščias ekranas, mažas dydis, lengvas, lengvai nešiojamas, mažas energijos suvartojimas, maža važiavimo įtampa, pavyzdžiui, skaičiuotuvo darbinė įtampa yra 2 ~ 5V, energijos suvartojimas yra apie 0,01 mw, galima naudoti sidabro oksido bateriją dvejus trejus metus; ilgas tarnavimo laikas, paprastai daugiau nei 50 000 valandų; jame nėra kenksmingų spindulių, todėl jis yra nekenksmingas žmogaus organizmui ir lengvai nesukelia akių nuovargio; pasyvus ekranas, kurį nėra lengva plauti stipria šviesa ir gali būti rodomas ryškioje aplinkoje; paprasta struktūra, be sudėtingų mašinų dalių ir pan.

12. Pagrindinė skystųjų kristalų ekrano struktūra

Skirtingi skystųjų kristalų ekranai turi skirtingas struktūras, tačiau jų pagrindinė struktūra yra įpurkšti skystųjų kristalų tarp dviejų stiklo pagrindų ir užsandarinti sandarinimo medžiagomis, kad susidarytų skystųjų kristalų elementas. Skystųjų kristalų ląstelės storis paprastai yra keli mikronai (žmogaus plauko skersmuo). Dešimtys mikrometrų), viršutinis ir apatinis stiklas yra įklijuoti poliarizatoriais, o plonas organinio poliimido sluoksnio sluoksnis yra padengtas stiklo pagrindo viduje skystųjų kristalų ląstelėje ir trinamas tam tikra kryptimi. Tada surinkite jungtis, integrinius grandynus, valdymo ir pavaros grandines, PCB plokštes, apšvietimo šaltinius ir konstrukcines dalis.

13. LCD ekrano principas

Paimkite TN

LCD yra pavyzdys, iliustruojantis skystųjų kristalų ekrano rodymo principą. Kai poliarizatorius įklijuojamas ant skystųjų kristalų ląstelės, į kurią įpurškiamas skystasis kristalas, viršutinio ir apatinio stiklo pagrindo, o viršutinio ir apatinio poliarizatoriaus optinės ašys yra stačiakampės (poliarizatoriaus charakteristika yra ta, kad leidžiama tik šviesa praeiti per tam tikrą aspektą), kai nenaudojama įtampa, ji įpurškiama į skystųjų kristalų ląstelės skystųjų kristalų molekules, esančias atitinkamai ant viršutinio ir apatinio stiklo PI (poliimido plėvelės) trinties griovelių, todėl kad skystųjų kristalų molekulės skystųjų kristalų ląstelės viršutinio ir apatinio stiklo substratų paviršiuje yra išsidėsčiusios 90 laipsnių kampu, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Kai foninio apšvietimo skleidžiama šviesa praeina per viršutinį poliarizatorių, gali praeiti tik viena kryptimi vibruojanti šviesa. Tada skystųjų kristalų molekulės pasukamos 90 laipsnių kampu, kad pasiektų apatinį poliarizatorių, ir eina lygiagrečiai apatinio poliarizatoriaus ašiai, kuri yra&"balta &"; būsena. Kai naudojama įtampa, skystųjų kristalų molekulės neturi įtakos mažiems PI grioveliams ant viršutinio ir apatinio stiklo pagrindo, ir jie atsistoja ta pačia kryptimi išilgai elektrinio lauko ir yra pasukti 90 laipsnių kampu žemiau esančio poliarizatoriaus kryptimi , ir šviesa negali praeiti, ir šviesa yra užblokuota.&"; juodas &"; būsena. Su išorine įtampa arba be jos, skystųjų kristalų molekulių išdėstymas skystųjų kristalų ląstelėje pasikeis. Jei viršutinio ir apatinio poliarizatorių ašies kryptis yra 90. Ar skystųjų kristalų elementą gali praeiti tik viena kryptimi vibruojanti šviesa, priklauso nuo to, ar yra išorinė įtampa. Ar tai praeina, lemia&"baltą [GG" "; ir&"; juoda &", o vaizdas rodomas LCD ekrane. Žinoma, tarpinės spalvos &, balta&"; ir&", juodas [GG" "; yra nustatomi pagal įtampos tarpinį potencialą.

14. Kas paprastai yra baltas ir paprastai juodas LCD

Kai viršutinio ir apatinio poliarizatorių ašių kryptis yra 90. Kai nėra įtampos, apšvitinta šviesa gali praeiti ir ji yra&"balta &". Kai yra įtampa, apšvitinta šviesa užblokuojama ir ji yra&"juoda [GG" ". Šio tipo skystųjų kristalų ekranas vadinamas paprastai baltu skystųjų kristalų ekranu. Kai viršutinė ir apatinė poliarizatoriaus ašis

Kai jis yra tos pačios krypties ir nėra įtampos, šviečianti lemputė užblokuojama ir yra &, juoda&". šiuo metu ir kai yra įtampa, šviečianti šviesa gali praeiti pro ją ir yra&"balta &"; šiuo metu. Šio tipo LCD paprastai vadinamas juodu LCD.

Struktūra, kurioje aktyvūs elementai, tokie kaip plonos plėvelės tranzistoriai ar diodai, įpurškiami skystųjų kristalų medžiagos, vadinama aktyviosios matricos LCD. Todėl, atsižvelgiant į tai, ar jame yra aktyvių komponentų, skystųjų kristalų ekranus galima suskirstyti į dvi kategorijas - pasyviosios ir aktyviosios matricos. Pasyviosios matricos ir aktyviosios matricos skystųjų kristalų vairavimo būdai ir paskirtis yra skirtingi.

Tada pagal rodymo mechanizmą:

Pasyviosios ir aktyviosios matricos skystųjų kristalų ekranus galima suskirstyti į daugybę tipų.

Dažniausiai naudojami skystųjų kristalų ekranai, pagaminti naudojant elektrooptinį efektą, yra maždaug tokie: TN-LCD, STN-LCD, HTN-LCD, FSTN-LCD, TFT-LCD ir kt.

16. TN-LCD funkcijos ir taikymas

TN-LCD yra „Twist Nematic“ skystieji kristalai

Ekrano santrumpa, ty susuktas nematinis skystųjų kristalų ekranas. Šio rodymo režimo ypatybė yra ta, kad skystųjų kristalų molekulės yra išdėstytos iš esmės lygiagrečiai substratui, tačiau viršutinės ir apatinės skystųjų kristalų molekulės yra sulygiuotos susuktos, o bendras pasukimo kampas yra 90 °. TN-LCD yra skystųjų kristalų ekranas, kurį žmonės atrado anksčiau, taip pat yra plačiausiai naudojamas, gausiausias ir pigiausias skystųjų kristalų ekranas. Elektroninių laikrodžių, skaičiuotuvų, žaidimų konsolių ir pan. Ekranai, kuriuos matome kasdien, dažniausiai yra TN-LCD.

17. STN-LCD funkcijos ir taikymas

STN-LCD yra „Super Twist Nematic“

Skystieji kristalai

Ekrano santrumpa, ty super susuktas nematinis skystųjų kristalų ekranas. Jis savo struktūra yra panašus į TN-LCD, išskyrus tai, kad pasukimo kampas yra ne 90 °, o nuo 180 ° iki 270 °. Nors skiriasi tik pasukimo kampas, jo veikimo principas visiškai skiriasi nuo TN-LCD. STN-LCD šiuo metu yra vidutinės klasės gaminys, kurį gamina LCD. Jis turi daugiau informacijos nei TN-LCD charakteristikas. Jis daugiausia naudojamas įvairiems instrumentams, kinų ekranams, nešiojamiesiems kompiuteriams, nešiojamiesiems kompiuteriams ir kt.

18. HTN-LCD funkcijos ir taikymas

HTN-LCD yra „High Twist Nematic“ skystieji kristalai

Ekranas trumpas, skirtas didelio pasukimo nematiniam skystųjų kristalų ekranui. Pagal savo struktūrą jis panašus į TN-LCD ir STN-LCD, išskyrus tai, kad pasukimo kampas yra tarp 100 ° ir 120 °, kuris yra tarp TN-LCD ir STN-LCD. Šiuo metu nėra daug HTN-LCD, o jų veikimas yra tarp TN-LCD ir STN-LCD.

19. FSTN-LCD funkcijos ir taikymas

STN-LCD yra „Super Twist Nematic“ skystasis kristalas

Ekrano santrumpa, tai yra kompensacinės plėvelės super susuktas nematinis skystųjų kristalų ekranas. Filmas reiškia kompensacinę plėvelę arba sulėtėjusią plėvelę. Per specialiai apdorotos kompensacinės plėvelės sluoksnį jis gali įveikti STN-LCD trūkumus ir įveikti STN-LCD fono spalvą, kad taptų nespalvota, todėl kai kurie žmonės FSTN-LCD vadina juodos spalvos ir STN-LCD baltas režimas.

20. TFT-LCD savybės ir taikymas

TFT-LCD yra plonasluoksnis skystasis kristalinis tranzistorius

Ekranas yra trumpas plonos plėvelės tranzistoriaus aktyviosios matricos skystųjų kristalų ekranas. Kiekvieną jo pikselį valdo vienas (ar daugiau) plonos plėvelės tranzistorių jungikliai. Tiesą sakant, kiekvienas pikselis yra mažas TN tipo skystųjų kristalų ekranas. Šio tipo ekranuose rodomas vaizdas yra aiškus, nemirksi, platus žiūrėjimo kampas (0,5), greitas reagavimo greitis ir gali rodyti beveik bet kokią pilką skalę, o pridėjus spalvų filtrą gali būti rodomas spalvotas vaizdas. Palyginti su kitais ekranais, tokiais kaip STN ir feroelektriniai skystieji kristalai, TFT-LCD vis dar yra geriausias pagal didelį plotą, kelių ekranų turinį, spalvas ir pilką skalę. Jis turi pranašumų, kai naudojamas skaidrus substratas, pvz., Stiklas, galintis perduoti ekraną, geras signalo perdavimo našumas, vienodas pustonių rodymas ir didelės talpos ekranas. Aukščiausios kokybės vaizdą galima gauti naudojant aktyviosios matricos metodą. Šiuo metu tai yra aukščiausios klasės produktas LCD rinkoje. Jis daugiausia naudojamas nešiojamuosiuose kompiuteriuose, LCD spalvotuose televizoriuose ir kt. TFT-LCD gamybos procesas yra gana sudėtingas ir kaina yra gana didelė.

21. ECB-LCD funkcijos ir taikymas

ECB-LCD yra elektra valdomas dvislūžio skystasis kristalas

Ekranas yra trumpas elektroniniu būdu valdomo dvejopo skystųjų kristalų ekrano rodinys. Šio tipo ekranas skystųjų kristalų elementui suteikia įtampą. Dėl skystųjų kristalų dielektrinės anizotropijos keičiasi skystųjų kristalų molekulių išsidėstymas, dėl to pasikeičia dvislūžis skystųjų kristalų ląstelėje. Jei skystųjų kristalų elementas dedamas į du poliarizatorius, lūžio rodiklio pokytis pasireiškia kaip šviesos pralaidumo pokytis. Šis elektrooptinis efektas skirtas kontroliuoti skystųjų kristalų elemento dvigubą lūžimą (ECB:

Elektra valdomas

Dvejopas pažeidimas), todėl jis vadinamas ECB efektu. ECB efektas yra labai svarbus kaip kelių spalvų skystųjų kristalų ekrano elemento veikimo principas. Jis tinka didelio ekrano daugiaspalviam ekranui su padidinta projekcija.

22. Ferroelektrinių skystųjų kristalų ekranų ypatybės ir taikymas

Šiuo metu kuriamas feroelektrinis skystųjų kristalų ekranas priima feroelektrinį smektinį skystąjį kristalą, kuriam būdingas itin greitas reagavimo greitis (mikrosekundės lygis) ir vaizdo saugojimo funkcija. Pašalinus įtampos signalą, lieka rodomas originalus vaizdas Galima išsaugoti.

23. Pagrindinės skystųjų kristalų ekrano įtaisų charakteristikos

Skystųjų kristalų ekrano rodymo charakteristikos numato įvairius elementus. Pagrindinės charakteristikos yra spalvotas LCD ekranas, pikselių skaičius (ty skiriamoji geba) ir ekrano dydis, pikselių žingsnis, ekrano dydis (ekrano diapazonas), kraštinių santykis, ryškumas, diafragmos santykis, pilkas laipsnis ir spalvų skaičius, kontrastas, atsako greitis, paprastai baltas, paprastai juodas, LCD pralaidumas, LCD stiklo pagrindo dydis. Pristatykite juos atskirai.

24. LCD spalvotas ekranas

TFT skystųjų kristalų ekranas realizuoja spalvotą ekraną, naudojant spalvotą plėvelę apšvitinti ir spalvoti fluorescencine lempa. Kai šviesa, praeinanti per masyvo pagrindą, praeina per spalvotą plėvelę (CF), ji bus spalvota. TFT LCD

Pikselis yra padalintas į pagrindines RGB3 spalvas (raudona, žalia, mėlyna), ir kiekvienas yra nuspalvintas atitinkama RGB spalvų plėvele. Tai yra priedų maišymo metodas, naudojant spalvotą plėvelę RGB šviesai maišyti, kad gautų įvairias spalvas. Foninio apšvietimo šviesa yra padalinta į 3 spalvas RGB spalvos plėvele. Skystųjų kristalų ekranas, kuris veikia kaip šviesos vožtuvas, subalansuoja ir reguliuoja 3 spalvų šviesos kiekį, kad gautų norimą spalvą.

25. Pikseliai ir ekrano dydis

Skystųjų kristalų ekrane rodomi vaizdai, sudedami daug taškų (mažiausias vienetas tekstui ir vaizdams rodyti), kad būtų suformuotas ekranas. Mažiausias taško vienetas vadinamas pikseliu. Spalvotame ekrane taškai yra suskirstyti į raudoną (R), žalią (G) ir mėlyną (B), o trys spalvos kartu vadinamos pikseliais, o šio pikselio padalijimas į 1/3 RBG taškų vadinamas sub -pikselių. Pagal tai, kiek pikselių yra išdėstyta ekrane, skiriasi ir LCD pavadinimas.