LCD的工作原理

LCD的工作原理

一、LCD的工作原理
LCD即液晶显示器,顾名思义就是以液晶为主要显示元件的显示器。
 
何谓液晶?
液晶,是1888年由奥地利的植物学家Reinitzer发现的一种物质形态,处于这种形态的物质具有液体的流动性,但同时有具有晶体所特有的分子规则排列特性,能够像单晶体一样对射入的光线产生不同方向上的改变(扭曲、折射、散射)。而且其分子排列形状会跟据外界的影响而产生变化。所以定名为“液晶”,即“液态晶体”的含义。
液晶显示器就是根据液晶在外界施加电压时,液晶分子的排列形式会产生变化,并同时对穿过液晶的光线产生扭曲的的原理设计的。一块液晶显示板,其基本结构就是两块呈90度放置的偏振片,中间夹有液晶夹层。
 
偏振光与偏振片
光学研究表明,任何光源发出的光波,都是十字型的横波,在呈90度角的两个横轴同时拥有两束xx相同的光波在振动,而通过一种特殊的光学滤片,可以xx阻碍其中的一束光波,这样产生的只在一个方向上振动的光波就叫做“偏振光”,而这种光学滤片就叫做“偏振片”,将两片偏振片呈90度角放置,就可以xx阻碍所有的光波,使之xx不透明。
当液晶不通电时,透过下面一片偏振片后的偏振光会在液晶内部受到液晶的折射,随着液晶分子的排列被扭曲,其振动方向变为与原来的入射方向呈90度,这样就可以通过上面一篇偏振片而射出。此时,我们就可以通过液晶看到液晶后面的东西。
但当液晶被通电后,液晶的分子重新排列,此时液晶分子不再对入射的光线具有折射作用,这样偏振光的振动方向正好与上面的另一片偏振片偏振方向呈90度。此时光线就不能射出,在我们看来,液晶就变成了不透明的。
液晶的工作原理示意
液晶的结构形式有很多,但基本工作原理都是一致的,从它的工作原理可以看出来,液晶显示器与CRT显示器不同,显示图像的液晶板本身不能发光,这样,它就必须依赖其它的发光部件来发光,这就使得它还需要一系列其它辅助部件。
 
二、LCD的结构
LCD的核心部件,就是上面所说的液晶层与上下的两片偏振片。在下层偏振片下是称为背光模块的组件。这部分组件的作用,就是在液晶层下面发出均匀的白色光,使液晶显示的内容能够被用户看到。背光组件的主要部件就是背光管和导光板两个部分。
背光管实际上就是一种小型荧光灯(与家用节能日光灯类似),它是一台LCD显示器的背光来源,而导光板的作用则是将呈线性的背光管光线均匀柔和地从整个LCD背部发射出来。结构参照图示。
 
液晶屏的结构
除了这些光学部件,LCD还需要控制电路,由于在液晶板上每个像素点都需要专门的加压电路,所以在液晶板上需要贴附很薄的电路层,这种电路在LCD中被称为驱动电路。
电脑LCD显示器,一般都是使用TFT技术制造的产品,这种LCD显示器,在每个液晶像素点背后都有一个薄膜晶体管作为控制加电压的装置,由于它的反映速度快、色彩好,所以在主流液晶显示器上被普遍使用。
彩色液晶显示器,其彩色生成原理其实与彩色CRT是颇为类似的,彩色CRT的每一个像素点都由红、蓝、绿三个更小的彩色像素组成,由三束不同的电子束控制。同样,彩色LCD显示器的每一个像素点都有三个小像素点,而每一个小像素点背后都有一个薄膜晶体管。在三个小像素点之前分别有红、蓝、绿的三色滤光片,这样分别控制三个薄膜晶体管的开闭,就能使这个像素产生不同的颜色。
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