LCM alapismeretek

1. A folyadékkristály eredete:

1888 -ban F. Reintzer osztrák botanikus fedezte fel a folyadékkristályt. A tudósok hosszú távú kutatása után 1968-ban a Radio Corporation of America (RCA) GH Heilmeiler nematikus folyadékkristályt fedezett fel.

Az átlátszó vékony réteg zavaros jelensége (azaz elektro-optikai hatása), amikor feszültség alatt van, az emberek ugrásszerűen fejlesztették a folyadékkristályok szerkezetének, jellemzőinek és alkalmazásának megértését. Most a folyékony kristályokat széles körben alkalmazták számos új technikai területen, és új terület lett a fizikusok, vegyészek, biológusok és elektronikai tudósok számára.

2. Mi az LCD

A folyékony kristályok általában szilárdak, és átlátszó folyadékká válnak, amikor a hőmérséklet eléri a tisztítási pontot. Ez a folyadék folyékonyságának és a kristály kettős törésének kombinációja egy bizonyos hőmérsékleti tartományban. A folyékony kristályok eltérnek a szokásos szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú állapotoktól. Ezt folyadékkristályos fázisnak, mezofázisnak és köztes fázisnak is nevezik. Az angol folyékony

kristályok. A kristály kettős törése a fény áthaladásának irányának különbségére utal, és a törésmutató eltérő.

3. Az LCD típusai

A folyadékkristályok fokozatos megértésével felfedezték, hogy a folyadékkristályos anyagok alapvetően szerves vegyületek, és minden 200 féle létező szerves vegyület

Az egyik folyadékkristályos fázissal rendelkezik. Az összetétel és a folyadékkristályos fázis megjelenésének fizikai feltételei szempontjából a folyadékkristályok két kategóriába sorolhatók: termotróp folyadékkristályok és liotróp folyadékkristályok. A rúd alakú molekulák által alkotott folyadékkristályok háromféle folyadékkristályos fázissal rendelkeznek: smektikus fázis (Smectic

A folyékony kristályok agyagszerűre utalnak, a nematikus fázisra (a nematikus folyadékkristályok fonalasra utalnak

És a koleszterikus fázis (a koleszterin folyadékkristályok a koleszterinre utalnak).

4. Mi a termotróp folyadékkristály

Azokat a folyadékkristályokat, amelyek bizonyos szerves anyagok hevítésével és feloldásával, valamint a kristályrács hevítéssel történő megsemmisítésével keletkeznek, termotróp folyadékkristálynak nevezzük. Ez egy folyadékkristályos fázis, amely a hőmérsékletváltozások miatt jelenik meg. A kijelzőkben jelenleg használt folyadékkristályos anyagok alapvetően termotróp folyadékkristályok.

5. Mi a lyotrop folyadékkristály

Tegyen néhány szerves anyagot egy bizonyos oldószerbe, és a kristályrácsot elpusztító oldószer által képződött folyadékkristályt liotróp folyadékkristálynak nevezik. Ez egy folyadékkristályos fázis, amely az oldat koncentrációjának változása miatt jelenik meg, a leggyakoribb a szappanos víz és így tovább.

6. A smektikus folyadékkristályok jellemzői

A szmektikus fázisú folyadékkristályok rúd vagy csík alakú molekulákból állnak. A molekulák rétegekben vannak elrendezve. A rétegben lévő molekulák hosszú tengelyei párhuzamosak egymással, és az irány merőleges lehet a síkra, vagy ferdén helyezkedhet el a síkkal. Mivel a molekulák szépen vannak elrendezve, szabályosságuk közel áll a kristályokhoz, és kétdimenziós rendje van. A molekuláris tömegközéppont helyzete rendezetlen a rétegben, és szabadon lefordítható, így folyékony, de a viszkozitási együttható nagyon nagy. A molekula előre -hátra, balra és jobbra csúszhat, de nem mozoghat a felső és az alsó réteg között. Nagyfokú rendje miatt a smektikus fázis gyakran az alacsonyabb hőmérséklettartományban jelenik meg.

7. A nematikus folyadékkristály jellemzői

A nematikus folyadékkristályok rúd alakú molekulái szintén a molekuláris tengely irányával párhuzamosan maradnak, de nem rendelkeznek smektikus folyadékkristályok réteges szerkezetével. A molekulák tömegközéppontja kaotikus és rendezetlen, de a molekulák (rudak) tájolása nagyjából megegyezik, így a nematikus anyagok optikai és elektromos tulajdonságai, nevezetesen a törésmutató és a dielektromos állandó eltérőek és merőlegesek ehhez a rendezett elrendezési irányhoz. Pontosan azért, mert a nematikus folyadékkristályok optikailag pozitív kettős törést, egytengelyűséget és elektromos dielektromos állandó anizotrópiát mutatnak, lehetséges az elektromosság az optikai teljesítmény vagy a folyadékkristályos kijelző szabályozására. A smektikus fázishoz képest a nematikus folyadékkristály alacsony viszkozitású és folyékony. Ennek a folyékonyságnak az oka elsősorban az, hogy a nematikus folyadékkristály minden molekulája könnyen szabadon mozoghat a hosszú tengely irányában. A molekulák elrendezése és mozgása viszonylag szabad, és meglehetősen érzékenyek a külső hatásokra, ezért széles körben használják őket. Jelenleg a folyadékkristályos kijelzőkben használt folyadékkristályos anyagok, például TN, STN stb., Mind nematikus folyadékkristályos anyagok.

8. A koleszterin folyadékkristályok jellemzői

A koleszterin észterezése vagy halogénnel való helyettesítése után folyadékkristályos fázist mutat, amelyet koleszterikus folyadékkristálynak neveznek. Az ilyen típusú folyadékkristályos molekulák lapos alakúak, rétegekben helyezkednek el, és a rétegben lévő molekulák párhuzamosak egymással. A különböző rétegek molekuláinak hosszú tengelyének iránya kissé változik, és spirális szerkezetben vannak elrendezve a réteg normál iránya mentén. Amikor a különböző molekulák hosszú tengelye a spirális irány mentén van elrendezve, akkor 360 -on megy keresztül. A változás után visszatér az eredeti orientációhoz. A koleszterin folyadékkristályok nagyon érzékenyek a hőmérsékletre. Amikor a hőmérséklet változik, a koleszterin folyadékkristályok különböző színeket mutatnak. A gyakorlatban a folyadékkristályos hőmérséklet kijelzésének elve a koleszterikus folyadékkristályok sorozatának használata.

9. Mi az a folyadékkristályos kijelző

Először ismertesse az elektro-optikai hatás definícióját. Mivel a folyadékkristály molekulák rögzített dipólusmomentummal rendelkeznek, az elektromos mező alkalmazása a folyadékkristály molekulák tengelyének elmozdulását okozhatja, így a folyadékkristály molekulák elrendezése megváltozik. Bizonyos megjelenítési módban a folyadékkristály molekulák instabilá válhatnak, és ez az instabil állapot az elektromos mező erősségétől függően változik. Ennek eredményeképpen a folyadékkristálycellában lévő polarizált fény átviteli funkciója megváltozik, a kettős törés megváltozik, és a fényszórás jelensége stb., Vagyis a folyadékkristálycellában lévő optikai tulajdonságok megváltoznak. Ezt a jelenséget a folyadékkristály elektro-optikai hatásának nevezik.

A folyadékkristályok különböző elektro-optikai hatásainak használatához a külső körülmények, például az elektromos mező, a mágneses mező, a fény és a folyadékkristály hőmérséklete változásai bizonyos körülmények között látható jelekké alakíthatók, így megjeleníthetők. Ez egy folyadékkristályos kijelző.

10. Az LCD monitorok három generáción mentek keresztül

Az első generációt számológépekben és órákban használják; a második generációt elektronikus fordítógépekben, játékkonzolokban, háztartási gépekben és tesztelő berendezésekben használják; a harmadik generációt különféle irodai automatizálási berendezésekben és új információtovábbító berendezésekben használják a fejlett információs társadalomban, nevezetesen személyi számítógépekben, szövegszerkesztőkben, mobiltelefonokban, hordozható színes televíziókban stb.

11. Az LCD előnyei

Lapos kijelző, kis méret, könnyű súly, könnyen hordozható, alacsony energiafogyasztás, alacsony vezetési feszültség, például a számológép üzemi feszültsége 2 ~ 5V, az energiafogyasztás körülbelül 0,01 mw, ezüst -oxid akkumulátor használható két -három évig; hosszú élettartam, általában több mint 50 000 óra; nem tartalmaz káros sugarakat, így ártalmatlan az emberi szervezetre, és nem okoz könnyen szemfáradtságot; passzív kijelző, nem könnyű mosni erős fényben, és világos környezetben is megjeleníthető; egyszerű szerkezet, nincs bonyolult gépalkatrész és így tovább.

12. A folyadékkristályos kijelző alapvető felépítése

A különböző folyadékkristályos kijelzők szerkezete eltérő, de alapszerkezetük az, hogy folyadékkristályt fecskendeznek két üvegfelület közé, és tömítőanyagokkal lezárják, hogy folyadékkristálycellát képezzenek. A folyadékkristályos cella vastagsága általában néhány mikron (az emberi haj átmérője). Több tíz mikrométer), a felső és az alsó üveget polarizátorokkal ragasztják be, és a folyadékkristályos cellában lévő üvegszubsztrátum belső oldalán vékony réteg szerves poliimid orientációt fednek le és dörzsölnek egy bizonyos irányba. Ezután szerelje össze a csatlakozókat, integrált áramköröket, vezérlő- és meghajtóáramköröket, NYÁK -áramköri lapokat, háttérfényforrásokat és szerkezeti részeket.

13. Az LCD kijelző elve

Vegyük a TN -t

Az LCD példaként szolgál a folyadékkristályos kijelző megjelenítési elvének szemléltetésére. Ha a polarizátort a folyadékkristálycella befecskendezésének folyékony kristálycellájának felső és alsó üvegfelületére ragasztják, és a felső és alsó polarizátorok optikai tengelyei merőlegesek (a polarizátor jellemzője, hogy csak a megengedett fény hogy áthaladjon egy bizonyos aspektuson), amikor nincs feszültség, akkor befecskendezik hogy a folyadékkristálymolekulák a folyadékkristálycella felső és alsó üvegfelületének felületén 90 fokos csavarodási állapotban vannak elrendezve, ahogy az alábbi ábra mutatja. Amikor a háttérvilágítás által kibocsátott fény áthalad a felső polarizátoron, csak az egyik irányba rezgő fény haladhat át. Ezután a folyadékkristály molekulákat 90 fokkal elforgatva elérjük az alsó polarizátort, és párhuzamosan haladunk az alsó polarizátor tengelyével, amely&fehér&"; állapot. Feszültség alkalmazása esetén a folyadékkristály molekulákra nem hatnak a felső és az alsó üveglapon lévő kis PI hornyok, és ugyanabban az irányban állnak fel az elektromos mező mentén, és 90 fokkal el vannak csavarva az alábbi polarizátor irányával , és a fény nem tud áthaladni, és a fény blokkolva van. A&"esetében fekete &"; állapot. Külső feszültséggel vagy anélkül, a folyadékkristály -molekulák elrendezése a folyadékkristálycellában megváltozik. Ha a felső és az alsó polarizátor tengelyiránya 90. Az, hogy a csak egy irányba rezgő fény átmehet -e a folyadékkristálycellán, attól függ, hogy van -e külső feszültség. Az, hogy átmegy -e, meghatározza a&", fehér &"; és&"; fekete &", és a kép megjelenik az LCD -n. Természetesen a&közbenső színei: fehér&"; és&", fekete &"; az alkalmazott feszültség közbenső potenciálja határozza meg.

14. Mi általában fehér LCD és általában fekete LCD

Ha a felső és az alsó polarizátor tengelyiránya 90. Ha nincs feszültség, a besugárzott fény áthaladhat, és&"fehér &". Feszültség esetén a besugárzott fény blokkolódik, és&"fekete &" lesz. Az ilyen típusú folyadékkristályos kijelzőt normál fehér LCD -nek hívják. Amikor a felső és az alsó polarizátor tengelye

Ha ugyanabba az irányba, és nincs feszültség, a világító fény blokkolódik, és&"fekete &"; ebben az időben, és amikor feszültség van, a világító fény áthaladhat, és&"fehér &"; most. Ezt a típusú LCD -t normál esetben fekete LCD -nek hívják.

Azt a szerkezetet, amelyben az aktív elemeket, például a vékonyréteg -tranzisztorokat vagy diódákat folyadékkristályos anyaggal injektálják, aktív mátrix LCD -nek nevezzük. Ezért attól függően, hogy tartalmaz -e aktív komponenseket, a folyadékkristályos kijelzők két kategóriába sorolhatók: passzív mátrix LCD és aktív mátrix LCD. A passzív mátrix LCD és az aktív mátrix LCD különböző vezetési módszerekkel és felhasználási módokkal rendelkezik.

Ezután a megjelenítési mechanizmus szerint:

A passzív mátrix LCD és az aktív mátrix LCD sokféle típusra osztható.

Az elektrooptikai hatású, általánosan használt folyadékkristályos kijelzők nagyjából a következők: TN-LCD, STN-LCD, HTN-LCD, FSTN-LCD, TFT-LCD stb.

16. A TN-LCD jellemzői és alkalmazásai

A TN-LCD Twist Nematic folyadékkristály

A Display rövidítése, azaz csavart nematikus folyadékkristályos kijelző. Ennek a megjelenítési módnak az a jellemzője, hogy a folyadékkristály molekulák lényegében párhuzamosan vannak elhelyezve a hordozóval, de a felső és az alsó folyadékkristálymolekula csavart elrendezésben van elhelyezve, és a teljes csavarási szög 90 °. A TN-LCD a folyadékkristályos kijelző, amelyet az emberek korábban felfedeztek, és egyben a legszélesebb körben használt, a legtöbb és legolcsóbb folyadékkristályos kijelző. Az elektronikus órák, számológépek, játékkonzolok stb. Kijelzői, amelyeket naponta látunk, többnyire TN-LCD.

17. Az STN-LCD jellemzői és alkalmazásai

Az STN-LCD Super Twist Nematic

Folyékony kristály

A Display rövidítése, azaz szuper csavart nematikus folyadékkristályos kijelző. Felépítésében hasonló a TN-LCD-hez, azzal a különbséggel, hogy a csavarási szög nem 90 °, hanem 180 ° és 270 ° között van. Bár csak a csavarási szög különbözik, működési elve teljesen különbözik a TN-LCD-től. Az STN-LCD jelenleg az LCD által gyártott középkategóriás termék. Jellemzője, hogy több információt jelenít meg, mint a TN-LCD. Elsősorban különféle műszerekben, kínai kijelzőkben, notebookokban, notebook számítógépekben stb.

18. A HTN-LCD jellemzői és alkalmazásai

A HTN-LCD High Twist Nematic folyadékkristály

A kijelző rövid a nagy csavarodású nematikus folyadékkristályos kijelzőhöz. Felépítésében hasonló a TN-LCD-hez és az STN-LCD-hez, azzal a különbséggel, hogy a csavarási szög 100 ° és 120 ° között van, ami a TN-LCD és az STN-LCD között van. Jelenleg nincs sok HTN-LCD, és teljesítményük a TN-LCD és az STN-LCD között van.

19. Az FSTN-LCD jellemzői és alkalmazásai

Az STN-LCD film Super Twist Nematic folyadékkristály

A Display rövidítése, vagyis a kompenzációs film szupercsavart nematikus folyadékkristályos kijelzője. A film kompenzációs fóliára vagy retardációs filmre utal. A speciálisan feldolgozott kompenzációs fólia rétegén keresztül leküzdheti az STN-LCD hiányosságait, és legyőzheti az STN-LCD háttérszínét, hogy fekete-fehér legyen, ezért egyesek FSTN-LCD-t fekete-fehér STN-LCD-nek hívják fehér mód.

20. A TFT-LCD jellemzői és alkalmazásai

A TFT-LCD vékony film tranzisztoros folyadékkristály

A kijelző a vékonyrétegű tranzisztoros aktív mátrix folyadékkristályos kijelző rövidítése. Minden képpontját egy (vagy több) vékonyréteg tranzisztoros kapcsoló vezérli. Valójában minden pixel egy kis TN-típusú folyadékkristályos kijelző. Az ilyen típusú kijelzőn megjelenített kép tiszta, villódzásmentes, széles betekintési szög (0,5), gyors válaszsebesség, és szinte bármilyen szürkeárnyalatot képes megjeleníteni, és színszűrő hozzáadása után teljes színű megjelenítést érhet el. Összehasonlítva más kijelzőkkel, mint például az STN és a ferroelektromos folyadékkristályok, a TFT-LCD még mindig a legjobb a nagy terület, a többszörös kijelzőtartalom, a szín és a szürkeárnyalat tekintetében. Ennek az az előnye, hogy átlátszó hordozókat, például üveget használ, amelyek képesek áteresztő megjelenítésre, jó jelátviteli teljesítményre, egyenletes féltónus-megjelenítésre és nagy kapacitású kijelzőre. A legjobb minőségű kép az aktív mátrix módszerrel érhető el. Jelenleg ez a legdrágább termék az LCD piacon. Elsősorban notebook számítógépekben, LCD színes TV-kben, stb. Használják. A TFT-LCD gyártási folyamata viszonylag bonyolult és az ára viszonylag magas.

21. Az EKB-LCD jellemzői és alkalmazása

Az EKB-LCD elektromosan vezérelt kettős törésű folyadékkristály

A kijelző az elektronikus vezérlésű kettős törésű folyadékkristályos kijelző rövidítése. Ez a fajta kijelző feszültséget ad a folyadékkristálycellának. A folyadékkristály dielektromos anizotrópiája miatt a folyadékkristály molekulák elrendezése megváltozik, ami a folyadékkristálycellában a kettős törés megváltozását eredményezi. Ha a folyadékkristálycellát két polarizátorba helyezzük, a törésmutató változása a fényáteresztés változásaként nyilvánul meg. Ez az elektro-optikai hatás a folyadékkristálycellák kettős törését szabályozza (EKB:

Elektromosan vezérelt

Kettős törés), ezért EKB -effektusnak nevezik. Az EKB hatása nagyon fontos, mint a többszínű folyadékkristályos kijelzőelem működési elve. Alkalmas nagyképernyős, többszínű, nagyított vetítésű kijelzőhöz.

22. A ferroelektromos folyadékkristályos kijelzők jellemzői és alkalmazásai

A jelenleg fejlesztés alatt álló ferroelektromos folyadékkristályos kijelző ferroelektromos smektikus folyadékkristályt alkalmaz, amelyet rendkívül gyors válaszsebesség (mikroszekundumos szint) és képtárolási funkció jellemez. Az alkalmazott feszültségjel eltávolítása után az eredeti megjelenített kép megmarad.

23. A folyadékkristályos kijelző eszközök alapvető jellemzői

A folyadékkristályos kijelző megjelenítési teljesítménye különböző elemeket ír elő. Az alapvető jellemzők az LCD színes kijelzője, a képpontok száma (azaz a felbontás) és a képernyőméret, a képpontemelkedés, a kijelző mérete (megjelenítési tartomány), a képarány, a fényerő, a rekesznyílás aránya, a szürke fok és a színek száma, kontraszt, válaszsebesség, normál esetben fehér, normál esetben fekete, LCD áteresztőképesség, LCD üveg hordozó mérete. Mutassa be őket külön.

24. LCD színes kijelző

A TFT LCD színes kijelzőt valósít meg, ha színes fóliát használ a fénycső besugárzására és színezésére. Amikor a tömb szubsztrátumon áthaladó fény áthalad a színes fólián (CF), akkor színes lesz. TFT LCD

Egy pixel RGB3 elsődleges színekre (piros, zöld, kék) van felosztva, és mindegyiket a megfelelő RGB színes film színezi. Ez egy additív keverési módszer, amely színes filmet használ az RGB fény keveréséhez különböző színek eléréséhez. A háttérvilágítás fényét az RGB színes film 3 színre osztja. A fényszelepként működő LCD kiegyensúlyozza és beállítja a 3 szín fényerősségét a kívánt szín eléréséhez.

25. Pixelek és képernyőméret

Az LCD megjeleníti a képeket úgy, hogy sok pontot (a szöveg és képek megjelenítésének legkisebb egysége) elrendezve képezi ki a képernyőt. A pont legkisebb egységét pixelnek nevezzük. A színes kijelzőn a képpontokat vörösre (R), zöldre (G) és kékre (B) osztják, a három színt pedig képpontoknak nevezzük, és ezt a pixelt az RBG -pontok 1/3 -ára osztjuk -pixel. Attól függően, hogy hány képpont van elrendezve egy képernyőn, az LCD neve is eltérő.