1, Tajemnica materiałów ciekłokrystalicznych
Sercem ekranu LCD jest unikalny materiał ciekłokrystaliczny. Ciekły kryształ to stan substancji pomiędzy cieczą a ciałem stałym, który charakteryzuje się zarówno płynnością cieczy, jak i uporządkowanym układem cząsteczek stałych. Ta cecha umożliwia cząsteczkom ciekłego kryształu zmianę kierunku ułożenia pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, wpływając w ten sposób na ścieżkę propagacji światła.
Materiały ciekłokrystaliczne stosowane w wyświetlaczach LCD zazwyczaj charakteryzują się dwójłomnością i efektami elektrooptycznymi. Dwójłomność oznacza, że cząsteczki ciekłego kryształu mają różne współczynniki załamania dla fal świetlnych w różnych kierunkach, co powoduje ugięcie lub rozproszenie światła podczas przechodzenia przez warstwę ciekłokrystaliczną. Efekt elektrooptyczny odnosi się do faktu, że właściwości optyczne (takie jak współczynnik załamania światła) cząsteczek ciekłokrystalicznych zmieniają się wraz z zewnętrznym polem elektrycznym, co jest kluczem do uzyskania wyświetlacza LCD.
2. Rola światła spolaryzowanego i filtra
Aby wykorzystać właściwości materiałów ciekłokrystalicznych do realizacji funkcji wyświetlania, w wyświetlaczach LCD wprowadza się dwa ważne elementy: światło spolaryzowane i filtr.
Po pierwsze, światło emitowane przez źródło światła przechodzi przez pierwszy polaryzator i staje się światłem spolaryzowanym liniowo w jednym kierunku. To liniowo spolaryzowane światło przechodzi następnie przez warstwę ciekłokrystaliczną. W warstwie ciekłokrystalicznej na układ cząsteczek ciekłokrystalicznych wpływają sygnały sterujące obwodami. Kiedy cząsteczki ciekłego kryształu znajdują się w różnych stanach ułożenia, zmienia się także ich współczynnik załamania światła spolaryzowanego, zmieniając w ten sposób kąt odchylenia światła lub jego rozpraszanie.
Następnie światło przetworzone przez warstwę ciekłokrystaliczną trafi do drugiego polaryzatora (analizatora). Kierunek polaryzacji analizatora jest prostopadły do kierunku polaryzacji, co oznacza, że może przechodzić tylko światło o tym samym kierunku polaryzacji co analizator. Dlatego też, gdy odchylenie lub rozproszenie światła przez cząsteczki ciekłego kryształu uniemożliwia dopasowanie światła do kierunku polaryzacji analizatora, światło zostanie pochłonięte lub odbite i nie będzie można utworzyć widzialnego obrazu.
3, Sterowanie obwodami i macierz pikseli
Aby zapewnić wyświetlanie obrazu, wyświetlacze LCD wymagają również złożonego układu sterowania obwodami, aby dokładnie kontrolować rozmieszczenie cząsteczek ciekłokrystalicznych w każdym punkcie piksela. System ten zazwyczaj obejmuje matrycę pikseli, obwód sterujący i obwód sterowany danymi.
Tablica pikseli składa się z dużej liczby maleńkich pikseli, z których każdy zawiera komórkę ciekłokrystaliczną i jeden lub więcej przełączników tranzystorowych. Te przełączniki tranzystorowe odbierają sygnały z obwodu sterowanego danymi przez obwód sterujący i zmieniają wielkość i kierunek napięcia na komórce ciekłokrystalicznej w zależności od zawartości sygnału, kontrolując w ten sposób stan ułożenia cząsteczek ciekłokrystalicznych.
Obwód sterujący odpowiada za koordynację pracy pomiędzy obwodem sterowanym danymi a układem pikseli. Generuje odpowiednie sygnały sterujące i sygnały danych w oparciu o wejściowy sygnał obrazu i wysyła je do obwodu sterowanego danymi. Obwód sterowany danymi steruje przełącznikami tranzystorowymi w układzie pikseli na podstawie odebranych sygnałów, uzyskując precyzyjną kontrolę nad rozmieszczeniem cząsteczek ciekłych kryształów.
https://www.tftlcdfactory.com/lcd/industrial-control-lcd-display/digiten-water-flow-control-meter-lcd.html
