Dom > Izložba > Sadržaj

Princip LCD displeja

Jul 02, 2018

Princip LCD displeja

  1. Fizičko i optičko znanje displeja sa tečnim kristalima

2. Osnovni princip displeja sa tečnim kristalima

3. Zajednički LCD ekran

4, LCD tehnologija vozača

5, odabir i održavanje zaslona s tekućim kristalima

   1. Fizičko i optičko znanje displeja sa tečnim kristalima

Pojam i klasifikacija tečnih kristala

Fizičke osobine tekućih kristala

Analiza optičkih svojstava tečnih kristala (* * * * * *)

Raspored molekula tečnih kristala

Elektro-optički odziv uređaja s tekućim kristalima (* *)

  §1 Pojam i klasifikacija tekućih kristala

1) koncept tekućeg kristala:

                                              

1.png

U odnosu na kristale i tečnosti. Jednostavno rečeno, tečni kristali su u materijalu između kristala i tečnosti. S jedne strane, ima fluid i kontinuitet, kao i tečnost. S druge strane, on ima anizotropiju kristala.

                                                                           

2.png

      2) klasifikacija tečnih kristala:

Iz fizičkih uvjeta sastava i pojave, tekući kristali se mogu široko podijeliti u dvije kategorije: termotropni tekući kristali i liotropni tekući kristali.
Termotropni tečni kristali: termotropni tečni kristali se široko koriste u području prikaza. Termotropni tečni kristali su anizotropna talina u određenom temperaturnom rasponu kada se zagrijava tekući kristal. Termotropni tečni kristali mogu se podijeliti u tri kategorije: nematički tekući kristal, blizu kristalne faze tečni kristal i kolesterni tekući kristal, zbog različitog stanja naručivanja molekula.

Nematski tečni kristal:
Njeni molekuli su raspoređeni u slojeve i mogu se pomicati gore, dolje, lijevo i desno. Ima očiglednu električnu i optičku anizotropiju, a njen viskozitet je mali, tako da je nematički tekući kristal trenutno najkorišteniji tekući kristal.

Tečni kristal u blizini kristala:
Sastoji se od štapastih ili trakastih molekula, a molekuli su raspoređeni u slojeve. Duga os molekula u sloju je paralelna. Smjer može biti okomit na sloj i može se nagnuti sa slojem. Položaj molekularnog centroida je poremećen u sloju. Može se slobodno kretati i ima fluidnost, ali je viskoznost velika i molekula nije lako rotirati, to jest, brzina odziva je spora i generalno je neprikladna. Kao jedinica za prikaz.

Holesterični tekući kristali:
Zbog svog naziva izvedenog iz derivata holesterola, molekule tekućih kristala su ravne, raspoređene u slojeve, intramolekularni molekuli su paralelni jedan s drugim, duga os molekula je paralelna s ravninom sloja, a dugi pravac osi različiti slojevi su neznatno promijenjeni, a spiralna struktura raspoređena duž normalnog smjera sloja.
Holesterični tečni kristali su veoma korisni u tehnologiji prikaza. Koristi se u mnogim aditivima za nematički tečni kristal. Može dovesti tečni kristal da oblikuje upredeni raspored od 180o i 270o duž površine kutije sa tečnim kristalima i napravi STN prikaz.

Liotropni tečni kristal:
To je tečna kristalna supstanca nastala otapanjem rastvorene materije u rastvaraču. Sapun je voda liotropni tečni kristal.
Liotropni tečni kristali su široko rasprostranjeni u prirodi i organizmima, blisko povezani s metabolizmom, probavom, apsorpcijom, percepcijom i prijenosom informacija u životnom procesu, te im je posvećena velika pažnja u području biološkog inženjerstva, života, medicinske i zdravstvene i umjetne. život.
Liotropni tekući kristali trenutno nisu primijenjeni u tehnologiji prikaza.

2. Fizička svojstva tekućih kristala

1, parametar reda tekućeg kristala
Nematski tečni kristali su cilindrična simetrija. To jest, u sistemu postoji jedna osa. Osovinu koja je paralelna osi (duga os molekula) nazivamo glavnom osi molekula, dok raspored molekula okruglog štapa kao tekućih kristala teži da bude paralelan sa pravcem vretena.
Da bi se opisao stepen orijentacije svih molekula u nematičnom sistemu tečnog kristala u celini u odnosu na vreteno, uvodi se uređeni parametar S, koji se odnosi na materijal tečnog kristala, temperaturu, i ima karakteristiku negativne temperature. koeficijent, tj. kada temperatura raste, parametar narudžbine se smanjuje, a kvalitet prikaza uređaja s tekućim kristalima pada.

      

3.png

S = 0 izotropne tekućine, S = 1 idealnog kristala
Naručeni parametar S tekućeg kristala je obično između 0,3 i 0,8.

2, anizotropija tekućeg kristala
Molekuli tečnih kristala su obično kruti štapićni molekuli. Zbog različitih molekularnih grupa povezanih glavom i repom, molekuli tečnih kristala imaju različita svojstva u dva smjera duge osi i kratke osi. Molekuli tečnih kristala su polarni molekuli. Zbog intermolekularnih sila, molekuli tečnih kristala su zajedno zajedno, a duga os molekula je uvek jedna za drugom. Paralelno ili sa poželjnim pravcem, jedinični vektor prosečnog trenda dugačke ose molekula tečnog kristala zove se direktor tečnog kristala.
Makroskopske fizičke osobine duž dugih osi i pravaca kratkih osi molekula tečnih kristala su različite, što je suština anizotropije tečnih kristala.

   

4.png

(1) dielektrična anizotropija
Dielektrična konstanta odražava stupanj dielektrične polarizacije pod djelovanjem električnog polja, a vrijednost dielektrika može biti negativna. Prema eksperimentu, nađeno je da je duga os molekula tečnog kristala paralelna ili okomita na polarni momenat električnog polja (smjer električnog polja).
Klasu tečnih kristala zovemo dipolni momenat paralelan osi molekula kao pozitivni tečni kristal (NP); Tečni kristal okomito na dugu os molekula naziva se negativni tečni kristal (Nn). Elektrooptički efekti ove dve vrste tečnih kristala su različiti. U većini LCD ekrana dodamo pozitivne tečne kristale.

(2) otpornost i električna provodljivost
Veličina otpora tekućih kristala je općenito 108 ~ 1012 ohm cm, što je blizu granice poluvodiča i izolatora. Inverzna otpornost je provodljivost, a otpornost se često koristi kao detekcijska vrijednost čistoće tekućeg kristala. Mala količina nečistoće se izražava kao nečistoća, tj. Čistoća tekućeg kristala je slaba. Generalno, kada je p <1010 omega="" cm,="" molekularna="" struktura="" tekućeg="" kristala="" će="" biti="" uništena="" elektrokemijskom="" razgradnjom="" pod="" vanjskim="" električnim="" poljem,="" dok="" se="" ne="" izgubi="" svojstva="" tekućih="">
Otpornost tekućih kristala je takođe anizotropna, a dinamičko raspršenje se zasniva na ovoj fizičkoj osobini.

(3) anizotropija optičkog indeksa refrakcije
Anizotropija optičkog indeksa prelamanja direktno utječe na optička svojstva uređaja s tekućim kristalima, kao što je promjena polarizacijskog stanja ili polarizacijskog smjera upadne svjetlosti, koji mogu reflektirati ili prenositi upadnu svjetlost koja odgovara lijevom ili desnom okretaju i tako dalje . On igra važnu ulogu u elektrooptičkom efektu uređaja sa tečnim kristalima.

(4) koeficijent viskoznosti
Koeficijent viskoznosti je takođe anizotropan, što direktno utiče na brzinu odziva uređaja sa tečnim kristalima i jedan je od najvažnijih parametara performansi uređaja sa tečnim kristalima.

3, teorija kontinuuma tekućih kristala
U analizi fizičkih svojstava tekućih kristala, ignorira se ponašanje jednog molekula tekućeg kristala, a raspoređeni tekući kristali smatraju se kontinuiranim medijem. Vektor za usmeravanje će se promeniti pod spoljnim poljem, a ciljni vektor će se vratiti u prvobitno stanje nakon što se spoljašnje polje ukloni. Ovaj proces može smatrati da je tekući kristal ekvivalentan elastičnosti. Elastična deformacija kontinuuma i efekat spoljašnje sile slični su onima na izvoru. Primećeno je da deformacija traje određeno vreme da se završi, što rezultira konceptom vremena odziva.

Teorijska studija reorganizacije molekula tečnih kristala pod električnim poljem je prilično komplikovana.

                                                     

5.png

Znamo da što je manja slobodna energija molekula, to su fizikalne osobine molekula stabilnije.
Iz poslednjeg termina, poznato je da kada se električno polje pozitivnog tečnog kristala od> 0 primeni na električno polje iznad jačine, da bi se minimizirala slobodna energija, molekularna duga osa tečnog kristala (vektor vektora) će paralelno s električnim poljem E.
Da bi se smanjila slobodna energija, duga osi molekula tečnog kristala (usmeravajući vektor) će se preurediti okomito na električno polje E kada je električno polje negativnog tečnog kristala od <0 nametnuto="" na="" električno="" polje="" više="" od="" jednog="">

Princip većine displeja sa tečnim kristalima zasniva se na gore navedenoj teoriji: smer rasporeda molekula tečnih kristala se menja pod vanjskim poljem, a zatim utječe na optička svojstva tekućeg kristala, pokazujući tako određene vizualne karakteristike.

   

6.png


Nakon što je električno polje primijenjeno na pozitivni tekući kristal, duga os molekule je preuređena paralelno s električnim poljem.

                                                                              

7.png

Nakon što negativni tečni kristal pokaže električno polje, duga os molekula se rasporedi okomito na električno polje.

§3 Analiza optičkih svojstava tekućih kristala (* * * * * *)

    1, polarizacija svetlosti
Optički vektor
U teoriji elektromagnetnih talasa, Maxwell ističe da je elektromagnetni talas poprečni talas i da ga karakterišu dva vertikalna vibraciona vektora, jačina električnog polja E i intenzitet magnetnog polja H. Jer ljudi shvataju da je svetlost transverzalni talas od polarizacije svetlosti, a izmerena vrednost brzine svetlosti odgovara teorijskom proračunu brzine elektromagnetskih talasa, tako da je afirmativna svetlost neka vrsta elektromagnetnog talasa. Veliki broj eksperimenata pokazuje da je intenzitet fotosenzitivnosti i fiziološkog djelovanja u svjetlosnom valu intenzitet električnog polja E, tako da je E svjetlosni vektor, a vibraciju E nazivamo svjetlosnim vibracijama, a smjer svjetlosnog vektora. E je smjer vibracija svjetlosti.

Prirodno svjetlo:
Svetlost koju emituje atom ili molekul u određenom trenutku je prvobitno svetlosni talas koji ima određen smer vibracija, ali uobičajeno svetlo je slučajna brzina atomske emisije, koja je brza promena i neuređen proces. Dakle, svetlosni vektor svakog talasnog stuba može biti raspodeljen na sve moguće kvadrate. U prosjeku, svjetlosni vektor je na svjetlu. Smjer propagacije je ravnomjerno raspoređen i nijedan smjer nije dominantniji od drugih pravaca. Ova svjetlost se naziva prirodna svjetlost.
Prirodno svetlo se menja kada se reflektuje, rasipa ili prolazi kroz određene kristale. Na primjer, sunčeva svjetlost je prirodna svjetlost, ali je djelomično polarizirana nakon difuzije kroz nebo. Neke prozirne plastične kutije u prostoriji, kao što je kaseta, pojavljuju se u nekim kutovima, koji su rezultat polarizirane interferencije svjetla.

8.png

Raspadanje prirodne svjetlosti:
U prirodnom svjetlu, optički vektor bilo koje orijentacije može se u vertikalnom smjeru razložiti na dvije komponente, i očigledno je da se prirodna svjetlost može izraziti vibracijom dva vertikalna smjera jednake amplitude.
Treba naglasiti da zbog poremećaja vibracija u prirodnom svjetlu ne postoji konstantna razlika faza između dvije vertikalne svjetlosne vibracije, ali je važno napomenuti da se dva nepovezana optička vektora ne mogu sintetizirati u stabilnu polariziranu. svjetlo, i očigledno je da je intenzitet dvije vertikalne vibracije upola niža od intenziteta prirodne svjetlosti.
Ako jedna metoda može ukloniti jednu od dvije vertikalne vibracije, dobiva se polarizirana svjetlost. Ako se može ukloniti samo jedan dio jedne od dvije vibracije, to se naziva djelomična polarizirana svjetlost.

9.png


    Polarizirano svjetlo
Linearno polarizovano svetlo: ako optički vektor vibrira samo u fiksnoj ravni u fiksnoj ravni, ovo svetlo se naziva linearna polarizovana svetlost, koja se naziva i površinska polarizovana svetlost ili potpuno polarizovana svetlost. Ravnina pravca optičkog vektora i pravca širenja linearnog polarizovanog svetla naziva se površina vibracije, a vibraciona površina linearnog polarizovanog svetla je fiksirana.

10.png

  Djelomično polarizirano svjetlo:
Ovo je polarizovano svetlo između polarizovane svetlosti i prirodne svetlosti. U ravnini okomitoj na smjer svjetla, sve su vibracije u svim smjerovima, ali njihova amplituda nije jednaka.
Važno je napomenuti da ne postoji fiksna fazna veza između vibracionih optičkih vektora ove polarizovane svjetlosti, koja odgovara djelomičnoj polariziranoj svjetlosti, a ponekad i polarizirana svjetlost je potpuno polarizirana svjetlost.

Kružno polarizirano svjetlo i eliptično polarizirano svjetlo:
Karakteristike ove dvije vrste svjetlosti su u ravnini okomitoj na smjer širenja svjetlosti. Svjetlosni vektor se rotira na određenoj frekvenciji (lijevo ili desno). Ako je put kraja svetlosnog vektora krug, svetlost se naziva kružna polarizovana svetlost; ako je putanja krajnje tačke svetlosnog vektora elipsa, svetlost se zove eliptično polarizovana svetlost.

11.png

Polarizator i deflektor
Proces pretvaranja prirodne svetlosti u linearno polarizovanu svetlost naziva se polarizacija. Optički uređaj koji se koristi za ovu transformaciju naziva se polarizator.
Kada prirodno svjetlo prođe kroz određene kristale, stupanj apsorpcije kristala na vibracije dva međusobno okomita pravca je različit. Ako se vibracija jednog pravca može potpuno apsorbirati (ili skoro sve), a apsorpcija vibracija drugog smjera je mala (ili ne apsorbira), tada se kroz kristal formira apsorpcija vibracija. Linearno polarizovana svetlost, kristal sa ovim svojstvom naziva se dvobojni kristal.
Os prijenosa kroz polarizator se naziva prozirna os. Primećeno je da je os svetlosti orijentacija i nije definisana pravac.

Polarizator ne samo da može biti pristrasan, već se može koristiti i za procjenu linearnosti polarizacije grede. Polarizator se može koristiti kao polarizator za detekciju snopa.
Budući da gotovo apsorbuje svjetlosne vibracije u jednom smjeru, gubitak energije svjetlosti je također vrlo velik, što je više od 50%, što je ujedno i glavni razlog za nisku učinkovitost displeja s tekućim kristalima.

2, Mariusov zakon

Zrak prirodnog svjetla (intenzitet svjetlosti) prolazi polarizator i pretvara se u liniju polarizirane svjetlosti, a zatim kroz detektor, intenzitet svjetla iza detektora varira s kutom osi propuštanja detektora, odnosno:

12.png

13.png To je ugao između polarizatora i osovine koja prenosi svetlost polarizatora.

14.png

Analiza: iz Mariusovog zakona, poznato je da kada su dva polarizatora paralelna sa osi transmisije, intenzitet prenosa je maksimalan; kada je osa transmisije dva polarizatora okomita jedna na drugu, jačina svjetlosti prijenosa je nula, a detektor ne emitira svjetlo. U ovom trenutku detektor je u položaju za gašenje, tako da je realizovana crno-bela kontrola.
Ako se koristi eksterno električno polje, optička anizotropija tečnog kristala čini polarizovanu promenu svetlosti u kutiji sa tečnim kristalima, onda će svetlost detektora formirati sliku sa karakteristikama nivoa sive boje, što je osnovni princip optički prikaz LCD ekrana.

Zašto bi LCD ekran trebao dodati polarizator?
To je zato što će kutija sa tečnim kristalima uzrokovati preraspodjelu molekula tekućeg kristala nakon primjene napona. Da bi se ovo preuređenje otkrilo, da bi bilo vidljivo ljudskom oku, ili da bi se postigao maksimalni kontrast, mora se koristiti polarizator, i naravno, polarizator će uzrokovati smanjenje svjetlosne energije i smanjenje svjetline.

3, dvolomnost kristala

Neki kristali, kao što su tečni kristali, imaju posebnu prirodu. Kada se svjetlosni snop upali u ove kristale, proizvode se dvije zrake loma. Ovaj fenomen naziva se dvolom.
Eksperiment pokazuje da jedan od dva greda loma prati uobičajeni zakon refrakcije. Ova refrakciona svetlost se naziva obična svetlost, nazvana o svetlost, ali drugi snop loma ne poštuje zakon prelamanja. Ova refrakcijska svjetlost se naziva vrlo lagana, ili kratka svjetlost.

15.png

Da bismo dalje razumeli pojam običnog svjetla i izvanrednog svjetla, možemo napraviti sljedeće eksperimente:
Gornja slika jasno reprodukuje optički put obične svetlosti i veoma svetlo u kristalu. Ako zadržimo intenzitet svetlosti i smer incidentnog snopa nepromenljiv, šta nam se dešava da rotiramo kristal?
Utvrđeno je da je pravac prelamanja običnog svetla konstantan kada se kristal rotira, a smer prelamanja samog svetla se menja sa pravcem rotacije, što pokazuje da kristal ima različiti indeks prelamanja za običnu svetlost i veoma lagan, a indeks prelamanja obične svetlosti je jednak u svim pravcima u kristalu i brzina svetlosti je jednaka, tako da pravac prelamanja svetlosti nije. Promjena, a vrlo lagana u svim smjerovima indeksa loma nije jednaka, brzina svjetlosti nije jednaka, pa se mijenja smjer loma svjetlosti.

U gore navedenom eksperimentu, kada rotiramo kristal u određeni pravac, nalazimo da se smer prelamanja običnog svetla poklapa sa pravcem prelamanja samog svetla. Ovaj pravac nazivamo optičkom osi kristala.
Treba napomenuti da optička osa predstavlja samo jedan pravac u kristalu, a ne određenu liniju. U kristalu, svaka pravica paralelna sa gornjom osi je optička osa, a kristal sa samo jednom optičkom osom naziva se jednoosni kristal.

Zatim ćemo ukratko proučiti optička svojstva tekućih kristala, uglavnom analizirajući princip širenja linearno polarizirane svjetlosti u tekućem kristalnom mediju.
1. Kada je upadna svjetlost linearno polarizirana (vibrirajući okomito na površinu papira), medij je tekući kristal. Kako se svetlost širi u kristalu?

16.png

Znamo da su svetlo i svetlo koje stvaraju dvolomnost prirodne svetlosti kroz talasne čipove polarizovano svetlo okomito jedna na drugu u pravcu koji je okomit na smer intenziteta upadne svetlosti.
Kada je polarizovana svetlost (o ili E) takodje birefringentna u talasnom talasu (nemojte misliti da samo prirodna svetlost može imati dvolom, O i e svetlost se mogu razdvojiti), O svetlost i e svetlost se proizvode, a izračun intenziteta svetlosti je slijedi i Mariusov zakon.

17.png

I je intenzitet upadne polarizirane svjetlosti, kut između smjera polarizirane svjetlosti i smjera optičke osi napolitanke.

Za ovaj slučaj, zbog = 90o,
Dakle, samo jedna svjetlost o nema svjetla u tekućem kristalu, a smjer prelamanja svjetlosti je smjer polariziranog svjetlosnog incidenta, odnosno pravac širenja polarizirane svjetlosti u tekućem kristalnom mediju je konstantna, a intenzitet osvetljenja je jednak intenzitetu upadne polarizovane svetlosti.

2. Kada je upadna svetlost linearna polarizovana svetlost (vibracija je paralelna sa papirom), i E i o svetlost se nalaze u tečnom kristalnom mediju, a pravac širenja svetlosti je pravac sinteze E i o.

18.png

Konkretno, kada je vibracioni pravac upadne polarizovane svetlosti 90o sa dugom osi molekule tečnog kristala, može se dobiti po Mariusovom zakonu.

19.png

Gore navedeno ukazuje da je intenzitet svjetlosti obične svjetlosti (o svjetlo) maksimalan, a smjer širenja u tekućem kristalu je konstantan, a smjer vibracija svjetlosti je konstantan, a intenzitet svjetlosti vrlo lagan (E) ) je nula, kao što je prikazano desno.

20.png .

21.png

Molekularni raspored kutije sa tečnim kristalima kada se dodaje električna energija:

Zbog brzine obične svjetlosti (o svjetlo), smjer joj je paralelan s optičkom osi tekućeg kristala, a smjer polarizacije o svjetlosti je okomit na optičku os, tako da kada polarizirana svjetlost dođe u tekućinu kristalna kutija, smjer širenja svjetla je isti, a polarizacija svjetla je također konstantna.

4, fenomen optičke rotacije kristala.

Godine 1811, Arago je otkrio da kada se linearna polarizovana svetlost širi duž optičke osi određenih kristala, kao što je kvarc, iako je prenosna svetlost linearna polarizovana svetlost, vibraciona površina je rotirana za ugao u odnosu na vibracionu površinu upadne svetlosti. Ovaj fenomen se naziva fenomen optičke rotacije, a supstanca koja može proizvesti fenomen optičke rotacije naziva se optička supstanca, koja se naziva karakteristikom ove pojave. Optička rotacija.
Eksperimenti takođe pokazuju da je rotacija površine vibracija usmerena i da se posmatra u svetlu svetlosti, kao što je desna ruka koja se rotira u smeru kazaljke na satu u smeru kazaljke na satu, i obratno naziva levu supstancu.

U određenim uslovima, tečni kristal ima i optičku rotaciju, a nematički molekuli tečnog kristala su u dugom štapu i paralelno su raspoređeni pod normalnim uslovima. Ali ako se usvoji poseban proces, početni raspored molekula tečnog kristala je postavljen na uvrnut način, čime se stvara optička rotacija, tj. Kada se ne doda tekući kristal, tačke tečnih kristala pokazuju određenu optičku rotaciju i dodaje se napajanje. U vanjskom polju, molekule tekućih kristala su preuređene i optička rotacija nestaje. Različita optička svojstva ovog dodatka i neelektrične struje vrlo su pogodna za korištenje na zaslonu.

5, linija polarizovana svetlost koja se širi u upletenom nematičnom tečnom kristalu

22.png

Mala količina optičke supstance se dodaje nematičnom tečnom kristalu, ili su dve unutrašnje površine kutije tečnih kristala raspoređene kao upleteni molekuli, a smer vibracija linije polarizovane svetlosti je u istoj ravni i paralelan sa usmeravajućim vektorom. molekula tečnih kristala na gornjoj površini, tako da se može dobiti situacija (visina), kao što je prikazano na lijevom grafikonu.

Kada se pravac vektorske vibracije upadne svetlosti formira sa dugom osom molekularnog usmeravajućeg n tečnog kristala n incidentne ravni, izbacujuća površina se ispaljuje u obliku neke polarizovane svetlosti, kao što je elipsa, kružna ili ravna linija , prema vrijednosti razlike optičkog puta između paralelne komponente Ex polarizirane svjetlosti i vertikalne komponente Ey.
Kao što je gore opisano, zbog anizotropije indeksa loma tekućeg kristala, val upadnog svjetla je usmjeren prema dugoj osi molekule tekućeg kristala, ili polariziranom svjetlosnom stanju i promjeni smjera polariziranog svjetla. To je fizička i optička osnova rada displeja sa tečnim kristalima.

Kada je pravac linearne polarizacije optoelektronski vektor u istoj ravni i paralelan sa vektorom molekula, kada je tečni kristal zakrivio smolu, upadna svetlost će se rotirati u pravcu zavoja molekula tečnog kristala N paralelno sa incidentom port, a pravac konačnog izbacivanja je paralelan sa pravcem vektora n na izlazu iz tečnog kristala. ;
Kada je pravac optoelektronskog vektora linearne polarizacije okomit na n molekula upadne ravni, pravac vibracije električnog vektora emitovanog svetla ostaje okomit na smer vektora molekula tečnog kristala.

32.png

Kutija sa tečnim kristalima je raspoređena na uvrnut način bez struje

24.png

  4. Raspored molekula tekućih kristala

    Koja god vrsta displeja sa tečnim kristalima se zasniva na principu metropole, to jest, u polju električnog polja i toplote, molekuli tečnih kristala prelaze iz specifičnog početnog aranžmana u drugo stanje molekularnog uređenja. Sa rasporedom molekula tečnih kristala, optička svojstva elemenata tečnih kristala se mijenjaju u vizualnu promjenu. Ujednačen i stabilan početni raspored molekula tečnih kristala je osnova uređaja za prikazivanje na tekućem kristalu.
Postoji 7 tipičnih tipova molekula tečnih kristala. Kao što je prikazano u narednoj tabeli, predstavićemo kratak opis različitih molekula tečnih kristala.

25.png

(1) vertikalno molekulsko poravnanje: svi molekuli tečnog kristala su vertikalno poravnati sa obe strane supstrata.
(2) duž molekulskog poravnanja površine: svi molekuli tečnog kristala su paralelni sa jednom stranom supstrata i raspoređeni u istom smjeru.
(3) nagnuti molekulski raspored: svi molekuli tekućeg kristala su nagnuti pod određenim uglom u odnosu na strane dviju strana i raspoređeni u istom smjeru.
(4) raspored mješovitih molekula: molekule tekućeg kristala su postavljene okomito na jednoj strani tekućeg kristala i paralelne u istom smjeru s druge strane, tako da se raspored molekula tekućeg kristala neprestano savija 90o između dva komadi podloge.

(5) raspored uvrnutih molekula: svi molekuli tekućih kristala su poravnati paralelno sa stranama dviju strana, ali smjer raspoređivanja na dva dijela supstrata je 90 o međusobno, tako da je poravnanje molekula tekućeg kristala kontinuirano se zakreće za 90 o između dva dijela podloge.
(6) spiralni raspored duž površine: spiralna osovina molekula tečnog kristala je postavljena okomito na površinu supstrata na obje strane.
(7) molekularni raspored konusa: spiralna osovina tekućeg kristala je postavljena paralelno s osnovnim pločama s obje strane, ali je smjer spiralne osi neizvjestan.

  5. Elektro-optički odziv uređaja s tekućim kristalima

1) elektrooptička karakteristična krivulja uređaja s tekućim kristalima

26.png

U praktičnoj primeni, jer je većina LCD ekrana svetla, to jest, najbolje je ne dodavati ekran za napajanje. Od uštede energije i trajanja LCD ekrana, obično koristimo pozitivnu elektrooptičku krivu.

2) parametri rada uređaja s tekućim kristalima

Napon praga Vth:
To je vrijednost vanjskog napona od 10% (negativno) ili 90% (pozitivan tip) maksimalnog propuštanja (prosječni Fang Genzhi vanjskog napona za komunikaciju). Označava početnu vrijednost napona vidljive reakcije elektronskog efekta tekućih kristala. Što je manja vrijednost, to je niži radni napon uređaja, V-fazna razlika svih vrsta uređaja s tekućim kristalima je vrlo različita. Tip TN je 1 do 3V, a tip DS je 5 do 10V.

Napon zasićenja Vs:
Odgovara vanjskom naponu maksimalnog propuštanja 90% (negativni tip) ili 10% (pozitivni tip). Veličina Vs označava maksimalni kontrast vanjskog napona jedinice prikaza, a mali Vs je lako dobiti dobar efekt prikaza.

Kontrast:
Ekran sa tečnim kristalima je pasivni luminiscentni tip, tako da se ne može kalibrisati osvetljenjem. Može se samo kalibrirati kontrastom. Pošto naručeni parametri molekula tečnih kristala nisu do 1, paralelna transmisija i brzina vertikalnog zasenčivanja polarizatora nije moguće dostići 100%, tako da je nemoguće ostvariti prikaz tečnog kristala u vizuelnom smislu. Efekat crnog papira može da ostvari samo efekat prikaza crnog karaktera sivog papira. Opšti displej sa tečnim kristalima je ozračen belom svetlošću ili sunčevom svetlošću, a kontrast je samo od 5: 1 do 20: 1.

Definicija strmine:
Za odnos napona zasićenja i praga napona, zbog Vs> Vth,> 1, iz elektrooptičke krivulje, pokazuje da što je Vs bliži V, brža je elektrooptička krivulja, što je bliže 1, to je vrijednost veća, to je bliža teoriji 1.
Pošto vrednost uređaja sa tečnim kristalima nije 1 u pasivnoj disk jedinici, križni efekat je neizbežan i ne može se potpuno eliminisati, tako da ozbiljno utiče na kvalitet prikaza slike pasivne disk jedinice.
Opći TN efekt tekućeg kristala = 1.4 ~ 1.6.

Vrijeme odziva:
Vrijeme odziva uređaja s tekućim kristalima obično karakteriziraju tri parametra: vrijeme odgode, vrijeme porasta i vrijeme pada.
Uopšteno govoreći, smatramo da je vreme odziva suma vremena porasta i vremena pada.
Budući da viskoznost tekućeg kristala ima karakteristiku negativne temperature, vrijeme odziva se povećava sa smanjenjem temperature okoline, tako da uređaj s tekućim kristalima nije pogodan za rad na niskim temperaturama.

vizija
Kada su polarizirajuće staklo, tekući kristali i film orijentacije osvijetljeni, konačna izlazna svjetlost ima određeni smjer, a većina od njih ima vertikalnu usmjerenost, tako da kada gledamo LCD od ne-vertikalnog smjera, ima tendenciju da snima vertikalno pravac svetlosti, ne može sva svetlost. Kroz naše oči, ovaj put LCD prikazuje crnu ili kolor distorziju, što je ugao gledanja na ekranu sa tečnim kristalima.
Međutim, postoje mnoge poboljšane tehnologije za perspektivu LCD-a, kao što je usvajanje MVA tehnologije.

3) temperaturne karakteristike uređaja sa tečnim kristalima
Upotreba temperaturnog raspona je uska i efekt temperature je ozbiljniji. To je jedan od glavnih nedostataka uređaja sa tečnim kristalima. Kada je temperatura visoka, stanje tekućeg kristala nestaje i ne može se prikazati. Kada je temperatura preniska, brzina odziva će se očigledno usporiti dok kristalizacija ne ošteti uređaj.
Radna temperatura ima veliki uticaj na napon praga, vreme odziva, kontrast i amper karakteristike volta, kao što su TN tečni kristali, napon napona od 3V na 10oC, a prag napona pada na 2V kada temperatura raste do 40oC.

4) the volt ampere characteristics of liquid crystal devices
In addition to DS type liquid crystal devices, the liquid crystal display devices used are all electric field effect devices. In the case of TN, the internal resistance is very high, the resistivity is more than 1010 OMEGA / cm2, and the reactance is only a few PF / cm2, so the working current is less than 1 microan / cm2, and it is a typical micro power device (without backlight).
The TN device is basically tolerant, so the refresh frequency of AC drive has a great influence on the driving current. If the refresh frequency is increased from 32Hz to 200Hz, the driving current will increase by 5~10 times, so the refresh frequency is generally controlled at the critical frequency of no scintillation, generally in 60Hz to 75Hz.

5) the electric energy accumulation effect of liquid crystal devices
It means that the transmittance of the liquid crystal box does not increase at the same time with the external voltage, but only after several pulse sequences will begin to increase, and a certain sequence of pulses will be added to make the maximum light transmittance. This effect is called the electrical energy storage of the liquid crystal devices, that is to say, only the external field acts on the liquid crystal pixels. The longer the time, the better the response of liquid crystal devices. The greater the transmittance, the better the brightness and contrast.

27.png