如今,屏幕已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的部分,無論計(jì)算機(jī)、電視還是智能手機(jī),一天不看屏幕幾乎是不可能的事情,而在身邊的眾多顯示技術(shù)中,有一種顯示技術(shù)從80年代誕生至今一直在“發(fā)光發(fā)熱”,它就是液晶顯示屏(LCD)。
一、什么是液晶顯示屏?
1、液晶顯示屏,英文簡稱為LCD全稱是Liquid Crystal Display,是屬于平面顯示器的一種。用于電視機(jī)及計(jì)算機(jī)的屏幕顯示。該顯示屏的優(yōu)點(diǎn)是耗電量低、體積小、輻射低。液晶顯示屏使用了兩片極化材料中的液體水晶溶液,使電流通過該液體時(shí)會使水晶重新排列達(dá)到成像的目的。
LCD顯示使用了兩片極化材料,在它們之間是液體水晶溶液。電流通過該液體時(shí)會使水晶重新排列,以使光線無法透過它們。因此,每個(gè)水晶就像百葉窗,既能允許光線穿過又能擋住光線。
2、液晶是一種介于固體與液體之間(當(dāng)加熱時(shí)液態(tài),冷卻時(shí)就結(jié)晶為固態(tài))、具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物,本身不發(fā)光。
3、液體分子的排列雖然不具有任何規(guī)律性,但是如果這些分子是長形的(或扇形的),它們的分子指向就可能有規(guī)律性。于是,就可以將液態(tài)又細(xì)分為許多形態(tài)。分子方向沒有規(guī)律性的液體可直接稱為液體,而分子具有方向性的液體則稱之為液態(tài)晶體(Liquid Crystal),又稱液晶。
二、液晶的光學(xué)效果
液晶包含在兩個(gè)槽狀表面中間,且槽的方向互相垂直,如下圖所示,上下表面偏振片偏振方向相互垂直,液晶分子的排列為:上表面為縱向,下表面為橫向,介于上下表面中間的分子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的效應(yīng),因此,液晶分子在兩槽狀表面間產(chǎn)生90o的旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)線性偏振光射入上層槽狀表面時(shí),此光線隨著液晶分子的旋轉(zhuǎn)也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn);當(dāng)線性偏振光射出下層槽狀表面時(shí),此光線已經(jīng)產(chǎn)生了90o的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在上下表面之間加電壓時(shí),液晶分子會順著電場方向排列,形成直立排列的現(xiàn)象。此時(shí)入射光線不受液晶分子影響,直線無法射出下表面。不同電壓值,決定液晶偏轉(zhuǎn)的角度。
三、液晶顯示屏的工作原理
液晶顯示屏的工作原理就是利用液晶的物理特性(即液晶分子的排列在電場作用下發(fā)生變化,通電時(shí)排列變得有秩序,使光線容易通過;不通電時(shí)排列混亂,阻止光線通過),將液晶置于兩片導(dǎo)電玻璃基板之間,靠兩個(gè)透明電極間電場的驅(qū)動引起液晶分子扭曲向列的電場效應(yīng),在電源接通斷開控制下影響其液晶單元的透光率或反射率,從而控制光源透射或遮蔽功能,依此原理控制每個(gè)像素,產(chǎn)生具有不同灰度層次及顏色的圖像。
液晶分為兩大類:溶致液晶和熱致液晶;作為顯示技術(shù)應(yīng)用的液晶都是熱致液晶。
四、TFT—LCD液晶顯示屏的結(jié)構(gòu)
TFT—LCD液晶屏在結(jié)構(gòu)上由里到外主要由LCD主要由7層組成,其中最下面的背光層負(fù)責(zé)發(fā)光,最前面的彩色濾光片會形成我們?nèi)搜圩罱K看到的顏色,而中間黑科技的部分,就是液晶。依次是背光源、偏光片、透明電極(控制電路)、液晶、彩色濾光片、偏光片所構(gòu)成。
LCD液晶顯示屏結(jié)構(gòu)
液晶本身并不發(fā)光,但可以改變光線的方向,在電場的作用下,液晶會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度不同,透過前方偏振片的光線亮度也不同,最終就混合出了千變?nèi)f化的顏色。
四、液晶顯示屏匯合出豐富的色彩原理
屏幕一般是內(nèi)部LED作為光源,發(fā)射出白色的光線,那么我們知道白光是由多種不同頻率光波組合而成光波。那么我們可以通過濾光膜得到我們想要的顏色。雖然每一種顏色的可見光的波長有一定的范圍,但我們在處理顏色時(shí)并不需要將每一種波長的顏色都單獨(dú)表示。因?yàn)樽匀唤缰兴械念伾伎梢杂眉t、綠、藍(lán)(RGB)這三種顏色波長的不同強(qiáng)度組合而得,這就是人們常說的三基色原理。因此,這三種光常被人們稱為三基色或三原色。通過濾光膜過濾出這三種顏色,再通過驅(qū)動電壓的改變調(diào)整液晶翻轉(zhuǎn)的角度,進(jìn)而改變通過RGB子象素的光量,由加法混色的原理得到豐富的色彩表現(xiàn)。
RGB三基色
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