Id-dar > Wirja > Il-kontenut

LCD display prinċipju

Jul 02, 2018

LCD display prinċipju

  1. Għarfien fiżiku u ottiku tad-displej tal-kristalli likwidi

2. Il-prinċipju bażiku tad-displej tal-kristalli likwidi

3. Komuni LCD display

4, LCD teknoloġija sewwieq

5, l-għażla u l-manutenzjoni tal-wiri tal-kristalli likwidi

   1. Għarfien fiżiku u ottiku tad-displej tal-kristalli likwidi

Il-kunċett u l-klassifikazzjoni tal-kristall likwidu

Proprjetajiet fiżiċi ta 'kristalli likwidi

Analiżi tal-karatteristiċi ottiċi tal-kristalli likwidi (* * * * * *)

L-arranġament ta 'molekuli kristalli likwidi

Rispons elettro-ottiku ta 'apparat kristall likwidu (* *)

  §1 Il-kunċett u l-klassifikazzjoni tal-kristall likwidu

1) il-kunċett ta 'kristall likwidu:

                                              

1.png

Huwa relattiv għall-kristalli u l-likwidi. Fi kliem sempliċi, il-kristalli likwidi huma fi kwistjoni bejn kristalli u likwidi. Minn naħa waħda, għandha l-fluwidu u l-kontinwità kif ukoll il-likwidu. Min-naħa l-oħra, għandha l-anisotropija tal-kristall.

                                                                           

2.png

      2) il-klassifikazzjoni ta 'kristalli likwidi:

Mill-kundizzjonijiet fiżiċi tal-kompożizzjoni u l-okkorrenza, il-kristalli likwidi jistgħu jiġu kklassifikati ġeneralment f'żewġ kategoriji: kristalli likwidi termotropiċi u kristalli likwidi lijotropiċi.
Kristall likwidu termotropiku: kristall likwidu termotropiku jintuża ħafna fil-kamp tal-wiri. Il-kristall likwidu termotropiku huwa tidwib anisotropiku f'ċerta medda ta 'temperaturi meta l-kristall likwidu jissaħħan. Il-kristall likwidu termotropiku jista 'jinqasam fi tliet kategoriji: kristall likwidu nematiku, kristall likwidu ta' fażi kristalla u kristall likwidu kolesteriku, minħabba l-istat differenti tal-ordni tal-molekuli.

Kristall likwidu nematiku:
Il-molekuli tiegħu huma rranġati f'saffi u jistgħu jiżolqu 'l fuq,' l isfel, ix-xellug u l-lemin. Għandha anisotropija elettrika u ottika ovvja, u l-viskożità tagħha hija żgħira, għalhekk il-kristall likwidu nematiku huwa l-kristall likwidu l-aktar użat fil-preżent.

Kristall likwidu ta 'fażi kristalla:
Huwa magħmul minn molekuli bħal virga jew strixxa, u l-molekuli huma rranġati f'saffi. L-assi twil tal-molekuli fis-saff huwa parallel ma 'xulxin. Id-direzzjoni tista 'tkun perpendikolari għas-saff u tista' tkun inklinata bis-saff. Il-pożizzjoni taċ-ċentroid molekulari hija diżordnata fis-saff. Jista 'jkun liberu li jiċċaqlaq u għandu l-fluwidità, iżda l-viskożità hija kbira u l-molekula mhix faċli biex iddur, jiġifieri, il-veloċità tar-rispons hija bil-mod u ġeneralment mhix tajba. Bħala unità tal-wiri.

Kristall likwidu kolesteriku:
Minħabba l-isem tiegħu derivat mid-derivattivi tal-kolesterol, il-molekuli tal-kristalli likwidi huma ċatti, irranġati f'saffi, il-molekuli intramolekolari huma paralleli ma 'xulxin, l-assi twil tal-molekula huwa parallel mal-pjan tas-saff, u d-direzzjoni tal-assi twil is-saffi differenti jinbidlu ftit, u struttura spirali tiġi rranġata matul id-direzzjoni normali tas-saff.
Kristall likwidu kolesteriku huwa utli ħafna fit-teknoloġija tal-wiri. Jintuża f'ħafna addittivi għall-kristall likwidu nematiku. Dan jista 'jwassal lill-kristall likwidu biex jifforma l-arranġament mibrum ta' 180o u 270o tul il-wiċċ tal-kaxxa tal-kristall likwidu, u jagħmel l-ispettaklu STN.

Kristall likwidu lijotropiku:
Hija sustanza kristallina likwida ffurmata billi tħoll solute f'solvent. Ilma tas-sapun huwa kristall likwidu lijotropiku.
Kristalli likwidi lijotropiċi huma distribwiti ħafna fin-natura u l-organiżmi, relatati mill-qrib mal-metaboliżmu, id-diġestjoni, l-assorbiment, il-perċezzjoni u t-trasmissjoni ta 'informazzjoni fil-proċess tal-ħajja, u ngħataw ħafna attenzjoni fl-oqsma ta' inġinerija bijoloġika, ħajja, medika u saħħa u artifiċjali ħajja.
Il-kristall likwototropiku bħalissa għadu ma ġiex applikat fit-teknoloġija tal-wiri.

§2 Proprjetajiet fiżiċi tal-kristalli likwidi

1, il-parametru tal-ordni tal-kristall likwidu
Kristalli likwidi nematiċi huma simetrija ċilindrika. Jiġifieri, hemm assi fis-sistema. Aħna nsejħu l-assi parallel mal-assi (l-assi twil tal-molekula) bħala l-assi prinċipali tal-molekula, filwaqt li l-arranġament tal-virga tonda bħall-molekuli tal-kristalli likwidi tendenza li jkun parallel mad-direzzjoni tal-magħżel.
Sabiex tiddeskrivi l-grad ta 'orjentazzjoni tal-molekuli kollha fis-sistema nematika ta' kristalli likwidi kollha kemm hi relattiva għall-magħżel, aħna nintroduċu parametru ordnat S, li huwa relatat mal-materjal kristall likwidu, temperatura, u għandu l-karatteristika ta 'temperatura negattiva koeffiċjent, jiġifieri, meta t-temperatura tiżdied, il-parametru ta ’l-ordni jonqos, u l-kwalità tad-displej ta’ l-apparat kristall likwidu tonqos.

      

3.png

S = 0 ta 'likwidu isotropiku, S = 1 ta' kristall ideali
Il-parametru ordnat S tal-kristall likwidu huwa ġeneralment bejn 0.3 u 0.8.

2, l-anisotropija tal-kristall likwidu
Il-molekuli tal-kristalli likwidi huma normalment virga riġida bħal molekuli. Minħabba l-gruppi molekulari differenti konnessi mir-ras u d-denb, il-molekuli tal-kristalli likwidi għandhom karatteristiċi differenti fiż-żewġ direzzjonijiet ta ’l-assi twil u l-fus qasir. Il-molekuli kristalli likwidi huma molekuli polari. Minħabba l-forzi intermolekulari, il-molekuli tal-kristalli likwidi huma flimkien, u l-assi twil tal-molekuli huwa dejjem xulxin. B'mod parallel jew b'direzzjoni ppreferuta, il-vettur ta 'unità tat-tendenza medja tal-assi twil ta' molekula ta 'kristall likwidu jissejjaħ id-direttur tal-kristall likwidu.
Il-proprjetajiet fiżiċi makroskopiċi tul l-assi twil u d-direzzjonijiet tal-assi qasir tal-molekuli tal-kristalli likwidi huma differenti, li hija l-essenza tal-anisotropija tal-kristalli likwidi.

   

4.png

(1) anisotropija dielettrika
Il-kostant dielettriku jirrifletti l-grad ta 'polarizzazzjoni dielettrika taħt l-azzjoni tal-kamp elettriku, u l-valur tad-dielettriku jista' jkun negattiv. Skond l-esperiment, instab li l-assi twil tal-molekuli tal-kristalli likwidi huwa parallel jew perpendikulari għall-mument polari tal-kamp elettriku (id-direzzjoni tal-kamp elettriku).
Aħna nsejħu klassi ta 'kristalli likwidi bil-mument tad-dipole parallel mal-assi molekulari bħala kristall likwidu pożittiv (NP); il-kristall likwidu perpendikolari għall-assi twil tal-molekula jissejjaħ kristall likwidu negattiv (Nn). L-effetti elettrooptiċi ta 'dawn iż-żewġ tipi ta' kristalli likwidi huma differenti. Fil-biċċa l-kbira tad-displejs LCD, aħna nżidu kristalli likwidi pożittivi.

(2) reżistività u konduttività elettrika
Il-kobor tar-reżistività tal-kristalli likwidi hija ġeneralment 108 ~ 1012 ohm cm, li hija viċin il-konfini tas-semikonduttur u l-iżolatur. Il-maqlub tar-reżistività hija l-konduttività, u r-reżistività ħafna drabi tintuża bħala valur ta 'skoperta tal-purità tal-kristall likwidu. L-ammont żgħir ta 'l-impurità huwa espress bħala l-joni ta' impurità, jiġifieri, il-purità tal-kristall likwidu hija fqira. Ġeneralment, meta p <1010 omega="" cm,="" l-istruttura="" molekulari="" tal-kristall="" likwidu="" tinqered="" bid-dekompożizzjoni="" elettrokimika="" taħt="" il-kamp="" elettriku="" estern,="" sakemm="" il-karatteristiċi="" tal-kristall="" likwidu="">
Ir-reżistività tal-kristalli likwidi hija wkoll anisotropika, u t-tifrix dinamiku huwa bbażat fuq din il-proprjetà fiżika.

(3) anisotropy ta 'indiċi ottiku ta' rifrazzjoni
L-anisotropija ta 'l-indiċi ottiku ta' rifrazzjoni tolqot direttament il-proprjetajiet ottiċi ta 'l-apparati tal-kristalli likwidi, bħal tibdel l-istat tal-polarizzazzjoni jew id-direzzjoni tal-polarizzazzjoni tad-dawl inċident, li jistgħu jirriflettu jew jittrasmettu d-dawl inċidentali li jikkorrispondi għall-ispin tax-xellug jew tal-lemin u l-bqija . Huwa għandu rwol importanti fl-effett elettro-ottiku tal-istrumenti tal-kristalli likwidi.

(4) koeffiċjent tal-viskożità
Il-koeffiċjent tal-viskożità huwa wkoll anisotropiku, li jaffettwa direttament il-veloċità tar-rispons tal-istrumenti tal-kristalli likwidi, u huwa wieħed mill-parametri tal-prestazzjoni l-aktar importanti tal-apparati tal-kristalli likwidi.

3, it-teorija kontinwa tal-kristall likwidu
Fl-analiżi tal-karatteristiċi fiżiċi tal-kristalli likwidi, l-imġiba ta 'molekula waħda ta' kristall likwidu hija injorata, u l-kristall likwidu rranġat huwa meqjus bħala mezz kontinwu. Il-vettur tad-direzzjoni jinbidel taħt il-kamp estern, u l-vettur fil-mira jiġi rrestawrat għall-istat oriġinali tiegħu wara li jitneħħa l-kamp estern. Dan il-proċess jista 'jqis li l-kristall likwidu huwa ekwivalenti għal elastiċità. Id-deformazzjoni elastika tal-kontinum u l-effett tal-forza esterna hija simili għal dik tar-rebbiegħa. Ta 'min jinnota li d-deformazzjoni tieħu ċertu żmien biex titlesta, u dan jirriżulta fil-kunċett ta' ħin ta 'reazzjoni.

L-istudju teoretiku ta 'arranġament mill-ġdid ta' molekuli ta 'kristalli likwidi taħt kamp elettriku huwa pjuttost ikkumplikat.

                                                     

5.png

Aħna nafu li iktar ma tkun żgħira l-enerġija ħielsa tal-molekuli, iktar ikunu stabbli l-proprjetajiet fiżiċi tal-molekuli.
Mill-aħħar terminu, huwa magħruf li meta l-kamp elettriku ta 'kristall likwidu pożittiv ta'> 0 jiġi applikat għal kamp elettriku 'l fuq minn qawwa, sabiex tiġi mminimizzata l-enerġija ħielsa, l-assi twil molekulari tal-kristall likwidu (vettur li jindika) jiġi rranġat mill-ġdid b'mod parallel mal-kamp elettriku E.
Sabiex tiġi mminimizzata l-enerġija ħielsa, l-assi twil tal-molekuli tal-kristalli likwidi (vettur li jmexxi) ser jiġi rranġat mill-ġdid perpendikolari għall-kamp elettriku E meta l-kamp elettriku ta 'kristall likwidu negattiv ta' <0 jiġi="" impost="" fuq="" kamp="" elettriku="" ta="" 'aktar="" minn="" wieħed="">

Il-prinċipju tal-biċċa l-kbira tad-displejs tal-kristalli likwidi huwa bbażat fuq it-teorija msemmija hawn fuq: id-direzzjoni tal-arranġament tal-molekuli tal-kristalli likwidi tinbidel taħt il-kamp estern, u mbagħad taffettwa l-proprjetajiet ottiċi tal-kristall likwidu, u b'hekk turi ċerti karatteristiċi viżwali.

   

6.png


Wara li l-kamp elettriku jiġi applikat għall-kristall likwidu pożittiv, l-assi twil tal-molekula rranġat mill-ġdid b'mod parallel mal-kamp elettriku.

                                                                              

7.png

Wara li l-kristall likwidu negattiv jeżerċita kamp elettriku, l-assi twil tal-molekuli rranġati mill-ġdid perpendikolari għall-kamp elettriku.

§3 Analiżi tal-karatteristiċi ottiċi tal-kristalli likwidi (* * * * * *)

    1, polarizzazzjoni tad-dawl
Vettur ottiku
Fit-teorija tal-mewġ elettromanjetiku, Maxwell jirrimarka li l-mewġa elettromanjetika hija mewġa trasversali u hija kkaratterizzata minn żewġ vettori tal-vibrazzjoni vertikali, is-saħħa tal-kamp elettriku E u l-intensità tal-kamp manjetiku H. Minħabba li n-nies jirrealizzaw li d-dawl huwa trasversali mewġa mill-polarizzazzjoni tad-dawl, u l-valur imkejjel tal-veloċità tad-dawl jikkorrispondi għall-kalkolu teoretiku tal-veloċità elettromanjetika tal-mewġ, għalhekk id-dawl affermattiv huwa tip ta 'mewġa elettromanjetika. Numru kbir ta 'esperimenti juru li l-intensità ta' fotosensittività u azzjoni fiżjoloġika fil-mewġa tad-dawl hija l-intensità tal-kamp elettriku E, għalhekk E hija vettur tad-dawl, u aħna nsejħu l-vibrazzjoni ta 'E bħala vibrazzjoni tad-dawl, u d-direzzjoni tal-vettur tad-dawl E hija d-direzzjoni tal-vibrazzjoni tad-dawl.

Dawl naturali:
Id-dawl mitfugħ minn atomu jew molekula f'ċertu mument huwa oriġinarjament mewġa tad-dawl li għandha direzzjoni ta 'vibrazzjoni definita, iżda d-dawl tas-soltu huwa rata każwali ta' emissjoni atomika, li huwa proċess ta 'lott li jinbidel malajr u mingħajr ordni. Allura l-vettur tad-dawl ta 'kull kolonna tal-mewġ jista' jitqassam fil-kwadri kollha possibbli. Fuq medja, il-vettur tad-dawl huwa għad-dawl. Id-direzzjoni tal-propagazzjoni hija mqassma b'mod ugwali, u l-ebda direzzjoni ma hija aktar dominanti minn direzzjonijiet oħra. Dan id-dawl jissejjaħ dawl naturali.
Id-dawl naturali jinbidel meta jirrifletti, iferred jew jgħaddi minn ċerti kristalli. Pereżempju, id-dawl tax-xemx huwa dawl naturali, imma huwa parzjalment polarizzat wara li jinxtered fis-sema. Xi kaxxi tal-plastik trasparenti fil-kamra, bħal cassette, jidhru f'xi angoli, li huma r-riżultat ta 'interferenza tad-dawl polarizzata.

8.png

Dekompożizzjoni tad-dawl naturali:
Fid-dawl naturali, il-vettur ottiku ta 'kwalunkwe orjentazzjoni jista' jiġi dekompost f'żewġ komponenti fid-direzzjoni vertikali, u huwa ovvju li d-dawl naturali jista 'jiġi espress bil-vibrazzjoni ta' żewġ direzzjonijiet vertikali ta 'amplitudni ugwali.
Ta 'min jinnota li, minħabba d-disturb tal-vibrazzjoni fid-dawl naturali, m'hemm l-ebda differenza kostanti fil-fażi bejn iż-żewġ vibrazzjonijiet tad-dawl vertikali, iżda huwa importanti li wieħed jinnota li ż-żewġ vettori ottiċi mhux relatati ma jistgħux jiġu sintetizzati f' polarizzat stabbli dawl, u huwa ovvju li l-intensità taż-żewġ vibrazzjonijiet vertikali hija nofs dik ta ’l-intensità tad-dawl naturali.
Jekk metodu wieħed jista 'jneħħi waħda miż-żewġ vibrazzjonijiet vertikali, jinkiseb dawl polarizzat tal-linja. Jekk parti waħda biss minn waħda miż-żewġ vibrazzjonijiet tista 'titneħħa, din tissejjaħ dawl polarizzat parzjali.

9.png


    Dawl polarizzat
Dawl lineari polarizzat: jekk il-vettur ottiku jivvibra biss fi pjan fiss fi pjan fiss, dan id-dawl jissejjaħ dawl lineari polarizzat, imsejjaħ ukoll dawl polarizzat tal-wiċċ jew dawl kompletament polarizzat. Il-pjan tad-direzzjoni tal-vettur ottiku u d-direzzjoni tal-propagazzjoni tad-dawl polarizzat lineari jissejjaħ il-wiċċ tal-vibrazzjoni, u l-wiċċ tal-vibrazzjoni tad-dawl polarizzat lineari huwa fiss.

10.png

  Dawl parzjali polarizzat:
Din hija dawl polarizzat bejn id-dawl polarizzat u d-dawl naturali. Fil-pjan perpendikolari għad-direzzjoni tad-dawl, il-vibrazzjonijiet fid-direzzjonijiet kollha huma kollha, iżda l-amplitudni tagħhom mhix ugwali.
Ta 'min jinnota li m'hemm l-ebda relazzjoni ta' fażi fissa bejn il-vettori ottiċi vibrazzjonali ta 'dan id-dawl polarizzat, li jikkorrispondi għal dawl polarizzat parzjali, u xi kultant dawl polarizzat lineari huwa dawl kompletament polarizzat.

Dawl polarizzat ċirkulari u dawl polarizzat ellitikament:
Il-karatteristiċi ta 'dawn iż-żewġ tipi ta' dawl huma fi pjan perpendikolari għad-direzzjoni tal-propagazzjoni tad-dawl. Il-vettur tad-dawl jiddawwar b'ċerta frekwenza (xellug jew lemin). Jekk il-passaġġ tat-tarf tal-vettur tad-dawl huwa ċirku, id-dawl jissejjaħ dawl polarizzat ċirkulari; jekk il-passaġġ tal-punt tat-tmiem tal-vettur tad-dawl huwa ellissi, id-dawl jissejjaħ dawl polarizzat ellitikament.

11.png

Polarizer u diflettur
Il-proċess tal-konverżjoni tad-dawl naturali f’linja polarizzata lineari jissejjaħ polarizzazzjoni. L-apparat ottiku użat għal din it-trasformazzjoni jissejjaħ polarizer.
Meta d-dawl naturali jgħaddi minn ċerti kristalli, il-grad ta 'assorbiment tal-kristall għall-vibrazzjoni ta' żewġ direzzjonijiet perpendikulari reċiprokament huwa differenti. Jekk il-vibrazzjoni ta 'direzzjoni waħda tista' tiġi assorbita kompletament (jew kważi kollha), u l-assorbiment tal-vibrazzjoni tad-direzzjoni l-oħra huwa ftit (jew mhux assorbit), allura l-assorbiment tal-vibrazzjoni jiġi ffurmat mill-kristall. Dawl polarizzat lineari, kristall b'din il-proprjetà jissejjaħ kristall b'żewġ kuluri.
L-assi tat-trasmissjoni mill-polarizzatur jissejjaħ assi trasluċidi. Ta 'min jinnota li l-assi tad-dawl huwa orjentazzjoni, u mhux linja dritta definita.

Il-polarizzatur mhux biss jista ’jkun preġudikat, imma wkoll jista’ jintuża biex jiġġudika jekk ir-raġġ huwiex polarizzat lineari. Allura polarizzatur jista 'jintuża bħala polarizzatur biex jikxef ir-raġġ.
Minħabba li kważi jassorbi l-vibrazzjoni tad-dawl f'direzzjoni waħda, it-telf ta 'enerġija fid-dawl huwa wkoll kbir ħafna, li huwa iktar minn 50%, li huwa wkoll ir-raġuni prinċipali għall-effiċjenza baxxa tal-wiri tal-kristalli likwidi.

2, liġi Marius

Raġġ ta 'dawl naturali (intensità tad-dawl) jgħaddi mill-polarizzatur u jinbidel f'linja ta' dawl polarizzat, u mbagħad minn ditekter, l-intensità tad-dawl wara d-ditekter tvarja skond l-angolu ta 'l-assi ta' trasmissjoni tad-ditekter, jiġifieri: \ t

12.png

13.png Huwa l-angolu bejn il-polarizzatur u x-xaft li jittrasmetti d-dawl tal-polarizzatur.

14.png

Analiżi: mil-liġi ta 'Marius, huwa magħruf li meta ż-żewġ polarizzaturi jkunu paralleli ma' l-assi tat-trasmissjoni, l-intensità tat-trasmissjoni hija massima; meta l-assi tat-trasmissjoni taż-żewġ polarizzaturi jkun perpendikolari għal xulxin, l-intensità tad-dawl tat-trasmissjoni hija żero, u l-ebda dawl ma joħroġ mid-ditekter. F'dan iż-żmien id-ditekter huwa fil-pożizzjoni tat-tifi, u b'hekk il-kontroll iswed u abjad jiġi realizzat.
Jekk jintuża l-kamp elettriku estern, l-anisotropija ottika tal-kristall likwidu tagħmel il-bidla tad-dawl polarizzata fil-kaxxa tal-kristalli likwidi, allura d-dawl tad-ditekter jifforma l-immaġini bil-karatteristiċi tal-livell griż, li huwa l-prinċipju bażiku ta ' id-displej ottiku tal-iskrin LCD.

Għaliex l-iskrin LCD għandu jżid polarizzatur?
Dan għaliex il-kaxxa tal-kristalli likwidi tikkawża l-arranġament mill-ġdid tal-molekuli tal-kristalli likwidi wara li jiġi applikat il-vultaġġ. Sabiex dan l-arranġament mill-ġdid jinstab, ikun viżibbli, għall-għajn tal-bniedem, jew biex jinkiseb il-kuntrast massimu, il-polarizzatur għandu jintuża, u ovvjament, il-polarizzatur jikkawża l-enerġija tad-dawl tonqos u l-luminożità se titnaqqas.

3, il-birefringence tal-kristall

Xi kristalli, bħal kristalli likwidi, għandhom natura speċjali. Meta raġġ ta 'dawl ikun inċident għal dawn il-kristalli, jiġu prodotti żewġ raġġi ta' rifrazzjoni. Dan il-fenomenu jissejjaħ birefringence.
L-esperiment juri li wieħed miż-żewġ raġġi ta 'rifrazzjoni jsegwi l-liġi tas-soltu ta' rifrazzjoni. Dan id-dawl ta 'rifrazzjoni jissejjaħ dawl ordinarju, imsejjaħ o dawl, iżda raġġ ieħor ta' rifrazzjoni ma jobdix il-liġi tar-rifrazzjoni. Dan id-dawl ta 'rifrazzjoni jissejjaħ dawl ħafif, jew e dawl għal żmien qasir.

15.png

Biex nifhmu aktar il-kunċett ta 'dawl ordinarju u dawl straordinarju, nistgħu nagħmlu l-esperimenti li ġejjin:
L-istampa ta ’hawn fuq tirriproduċi b’mod ċar il-passaġġ ottiku tad-dawl ordinarju u d-dawl stess fil-kristall. Jekk inżommu l-intensità tad-dawl u d-direzzjoni tar-raġġ inċidentali invarjabbli, x'jiġri minna biex inbiddlu l-kristall?
Jinstab li d-direzzjoni tar-rifrazzjoni tad-dawl ordinarju hija kostanti meta l-kristall ikun qed idur, u d-direzzjoni tar-rifrazzjoni tad-dawl stess tinbidel bid-direzzjoni tar-rotazzjoni, li turi li l-kristall għandu indiċi refrattiv differenti għad-dawl ordinarju u ħafif ħafna, u l-indiċi ta 'rifrazzjoni tad-dawl ordinarju huwa ugwali fid-direzzjonijiet kollha fil-kristall u l-veloċità tad-dawl hija ugwali, għalhekk id-direzzjoni tar-rifrazzjoni tad-dawl mhix. Bidla, u ħfief ħafna fid-direzzjonijiet kollha ta ’indiċi ta’ rifrazzjoni mhijiex ugwali, il-veloċità tad-dawl mhix ugwali, u għalhekk id-direzzjoni tar-rifrazzjoni tad-dawl tinbidel.

Fl-esperiment ta 'hawn fuq, meta nduru l-kristall għal ċerta direzzjoni, insibu li d-direzzjoni tar-rifrazzjoni tad-dawl ordinarju tikkoinċidi mad-direzzjoni tar-rifrazzjoni tad-dawl stess. Aħna nsejħu din id-direzzjoni l-assi ottiku tal-kristall.
Ta 'min jinnota li l-assi ottiku jirrappreżenta direzzjoni waħda biss fil-kristall, u mhux linja determinata. Fil-kristall, kwalunkwe linja dritta parallela ma ’l-assi ta’ hawn fuq hija l-fus ottiku, u l-kristall b’assi ottiku wieħed biss jissejjaħ il-kristall unassjali.

Sussegwentement, aħna ser nistudjaw fil-qosor il-proprjetajiet ottiċi tal-kristall likwidu, prinċipalment nanalizzaw il-prinċipju tal-propagazzjoni tad-dawl polarizzat b'mod lineari f'mezz tal-kristall likwidu.
1. Meta d-dawl inċident ikun lineari polarizzat (jivvibra perpendikolari mal-wiċċ tal-karta), il-mezz huwa kristall likwidu. Kif jinfirex id-dawl fil-kristall?

16.png

Aħna nafu li o dawl u dawl e ġġenerati minn birefringence ta 'dawl naturali minn ċippijiet tal-mewġ huma dawl polarizzat perpendikolari għal xulxin f'direzzjoni perpendikolari għad-direzzjoni ta' l-intensità tad-dawl inċident.
Meta dawl polarizzat (o jew E) huwa wkoll birefringent f’wafer wafer (ma naħsibx li d-dawl naturali biss jista ’jkollu birefringence, dawl O u e jista’ jiġi sseparat), jiġu prodotti O Dawl u dawl e, u l-kalkolu ta ’l-intensità tad-dawl huwa segwit ukoll mil-liġi ta ’Marius.

17.png

I huwa l-intensità tad-dawl polarizzat inċident, l-angolu bejn id-direzzjoni tad-dawl polarizzat inċident u d-direzzjoni ta 'l-assi ottiku tal-wejfer.

Għal dan il-każ, minħabba = 90o,
Għalhekk, dawl wieħed biss m'għandu l-ebda dawl fil-kristall likwidu, u d-direzzjoni tar-rifrazzjoni tad-dawl o hija d-direzzjoni tad-dawl polarizzat inċident, jiġifieri, id-direzzjoni tal-propagazzjoni tad-dawl polarizzat fil-medium kristall likwidu hija kostanti, u l-intensità tad-dawl o hija ugwali għall-intensità tad-dawl polarizzat inċident.

2. Meta d-dawl inċident ikun dawl lineari polarizzat (il-vibrazzjoni hija parallela mal-karta), kemm E kif ukoll dawl jinstabu fil-medium kristall likwidu, u d-direzzjoni tal-propagazzjoni tad-dawl hija d-direzzjoni tas-sinteżi ta 'E u o.

18.png

B'mod partikolari, meta d-direzzjoni tal-vibrazzjoni tad-dawl polarizzat inċident huwa 90o bl-assi twil tal-molekula tal-kristall likwidu, tista 'tinkiseb mil-liġi ta' Marius.

19.png

Dan ta 'hawn fuq jindika li l-intensità tad-dawl tad-dawl ordinarju (o tad-dawl) hija massima, u d-direzzjoni tal-propagazzjoni fil-kristall likwidu hija kostanti, u d-direzzjoni tal-vibrazzjoni tad-dawl hija kostanti, u l-intensità tad-dawl tad-dawl ħafna (E ) huwa żero, kif muri fuq il-lemin.

20.png .

21.png

L-arranġament molekulari tal-kaxxa tal-kristall likwidu meta jiżdied l-elettriku:

Minħabba l-veloċità tad-dawl ordinarju (o tad-dawl), id-direzzjoni tiegħu hija parallela ma ’l-assi ottiku tal-kristall likwidu, u d-direzzjoni tal-polarizzazzjoni tad-dawl o hija perpendikolari għall-fus ottiku, hekk meta d-dawl polarizzat jaqa’ mal-likwidu kaxxa tal-kristall, id-direzzjoni tal-propagazzjoni tad-dawl hija l-istess, u l-polarizzazzjoni tad-dawl hija wkoll kostanti.

4, il-fenomenu tar-rotazzjoni ottika tal-kristall.

Fl-1811, Arago sab li meta dawl lineari polarizzat ippropagda matul l-assi ottiku ta 'ċerti kristalli bħal kwarz, għalkemm id-dawl tat-trasmissjoni kien dawl polarizzat lineari, il-wiċċ tal-vibrazzjoni ġie mdawwar b'angolu relattiv mal-wiċċ tal-vibrazzjoni tad-dawl inċident. Dan il-fenomenu jissejjaħ il-fenomenu ta 'rotazzjoni ottika, u s-sustanza li tista' tipproduċi l-fenomenu ta 'rotazzjoni ottika tissejjaħ is-sustanza ottika, li tissejjaħ il-karatteristika ta' dan il-fenomenu. Rotazzjoni ottika.
L-esperimenti juru wkoll li r-rotazzjoni tal-wiċċ tal-vibrazzjoni hija direzzjonali u tidher fid-dawl tad-dawl, bħas-sustanza tal-lemin li ddur lejn il-lemin fid-direzzjoni ta 'l-arloġġ, u bil-maqlub tissejjaħ is-sustanza tax-xellug.

F'ċerti kundizzjonijiet, il-kristall likwidu għandu wkoll rotazzjoni ottika, u l-molekuli nematiċi tal-kristalli likwidi huma f'forma ta 'virga twila u huma rranġati b'mod parallel f'kundizzjonijiet normali. Iżda jekk jiġi adottat proċess speċjali, l-arranġament inizjali tal-molekuli tal-kristalli likwidi huwa rranġat b'mod mgħawweġ, u b'hekk jipproduċi r-rotazzjoni ottika, jiġifieri, meta l-kristall likwidu ma jiġix miżjud, il-punti tal-kristalli likwidi juru ċerta rotazzjoni ottika u il-qawwa hija miżjuda. Fil-kamp estern, il-molekuli tal-kristalli likwidi huma rranġati mill-ġdid u r-rotazzjoni ottika tisparixxi. Il-karatteristiċi ottiċi differenti ta 'din iż-żieda u n-nuqqas ta' elettriku huma tajbin ħafna biex jintużaw biex jagħmlu l-wiri.

5, dawl polarizzat b'linja li jxerred fi kristall likwidu nematiku mibrum

22.png

Ammont żgħir ta 'sustanza ottika huwa miżjud mal-kristall likwidu nematiku, jew iż-żewġ uċuħ ta' ġewwa tal-kaxxa tal-kristall likwidu huma rranġati bħala molekuli mibrumin, u d-direzzjoni tal-vibrazzjoni tad-dawl polarizzat tal-linja hija fl-istess pjan u parallela mal-vector li jidderieġi tal-molekuli kristalli likwidi fuq il-wiċċ ta ’fuq, għalhekk is-sitwazzjoni ta’ (żift) tista ’tinkiseb, kif muri fil-grafika tax-xellug.

Meta d-direzzjoni tal-vibrazzjoni tal-vettur tad-dawl inċidentali hija ffurmata bl-assi twil tal-kristall likwidu li jidderieġi n tal-pjan inċident, il-wiċċ ta 'l-ejezzjoni jitħaddem fil-forma ta' xi dawl polarizzat, bħal elissi, linja ċirkolari jew dritta. , skond il-valur tad-differenza fil-passaġġ ottiku bejn il-komponent parallel Ex tad-dawl polarizzat u l-komponent vertikali Ey.
Kif deskritt hawn fuq, minħabba l-anisotropija tal-indiċi refrattiv tal-kristall likwidu, il-mewġa tad-dawl inċidentali hija preġudikata lejn l-assi twil tal-molekula tal-kristall likwidu, jew l-istat tad-dawl polarizzat u l-bidla fid-direzzjoni tad-dawl polarizzata. Din hija l-bażi fiżika u ottika tax-xogħol tal-wiri tal-kristalli likwidi.

Meta d-direzzjoni tal-polarizzazzjoni lineari optoelectronic vector tkun fl-istess pjan u parallela mal-vettur tal-molekula, meta l-kristall likwidu ddawwar il-grawnd, id-dawl inċident jiddawwar tul id-direzzjoni twist tal-molekula kristall likwidu N parallel mal-inċident port, u d-direzzjoni tad-dawl finali ta ’l-ejezzjoni hija parallela mad-direzzjoni tal-vector n fl-iżbokk tal-kristall likwidu. ;
Meta d-direzzjoni tal-polarizzazzjoni lineari optoelectronic vector tkun perpendikolari għan-n tal-molekula tal-pjan inċident, id-direzzjoni tal-vibrazzjoni tal-vettur elettriku tad-dawl mitfugħ tibqa 'perpendikolari għad-direzzjoni tal-vector kristall likwidu li jmexxi l-vector n.

32.png

Il-kaxxa tal-kristalli likwidi hija rranġata b'mod mgħawweġ mingħajr elettriku

24.png

  §4 L-arranġament tal-molekuli tal-kristalli likwidi

    Liema tip ta 'wiri ta' kristalli likwidi huwa bbażat fuq il-prinċipju tal-metropoli, jiġifieri, fil-qasam tal-kamp elettriku u s-sħana, il-molekuli tal-kristalli likwidi jinbidlu mill-arranġament inizjali speċifiku għal stat ieħor ta 'arranġament molekulari. Bl-arranġament tal-molekuli tal-kristalli likwidi, il-proprjetajiet ottiċi tal-elementi tal-kristalli likwidi jinbidlu għall-bidla viżiva. L-arranġament inizjali uniformi u stabbli tal-molekuli tal-kristalli likwidi huwa l-bażi ta 'apparat għall-wiri tal-kristalli likwidi.
Hemm 7 tipi tipiċi ta 'molekuli kristalli likwidi. Kif muri fit-tabella li ġejja, qed nippreżentaw deskrizzjoni qasira tad-diversi molekuli kristalli likwidi.

25.png

(1) allinjament molekulari vertikali: il-molekuli kollha tal-kristalli likwidi huma allinjati vertikalment fuq iż-żewġ naħat tas-sottostrat.
(2) tul l-allinjament molekulari tal-wiċċ: il-molekuli kollha tal-kristalli likwidi huma paralleli ma 'naħa waħda tas-sottostrat u rranġati fl-istess direzzjoni.
(3) arranġament molekulari inklinat: il-molekuli kollha tal-kristalli likwidi huma inklinati f'ċertu angolu relattiv mal-ġnub taż-żewġ naħat u rranġati fl-istess direzzjoni.
(4) l-arranġament tal-molekuli mħallta: il-molekuli tal-kristalli likwidi huma rranġati vertikalment fuq naħa waħda tal-kristall likwidu u paralleli fl-istess direzzjoni fuq in-naħa l-oħra, u b'hekk l-arranġament tal-molekuli tal-kristalli likwidi huwa liwi kontinwament 90o bejn iż-żewġ biċċiet ta 'sottostrat.

(5) l-arranġament tal-molekuli mgħawweġ: il-molekuli kollha tal-kristalli likwidi huma allinjati b'mod parallel mal-ġnub taż-żewġ naħat, iżda d-direzzjoni tal-arranġament fuq iż-żewġ biċċiet tas-sottostrat hija ta '90 o reċiprokament, għalhekk l-allinjament tal-molekuli kristalli likwidi huwa mdawwar kontinwament b’90 o bejn iż-żewġ biċċiet ta ’sottostrat.
(6) Arranġament spirali tul il-wiċċ: l-assi spirali tal-molekuli kristalli likwidi huwa rranġat perpendikolarment mal-wiċċ tas-sottostrat fuq iż-żewġ naħat.
(7) l-arranġament molekulari tal-koni: l-assi spirali tal-kristall likwidu huwa rranġat b'mod parallel mal-pjanċi bażi fuq iż-żewġ naħat, iżda d-direzzjoni tal-assi spirali mhix ċerta.

  § 5 Rispons elettro-ottiku tal-istrumenti tal-kristalli likwidi

1) kurva karatteristika elettrooptika ta 'apparat kristall likwidu

26.png

Fl-applikazzjoni prattika, għax il-biċċa l-kbira tal-iskrin LCD huwa qawwi, jiġifieri, huwa aħjar li ma żżidx l-iskrin tal-enerġija. Mill-iffrankar tal-enerġija u l-ħajja tal-iskrin LCD, ġeneralment nużaw il-kurva elettro-ottika pożittiva.

2) parametri tal-prestazzjoni tal-istrumenti tal-kristalli likwidi

Vultaġġ tal-limitu Vth:
Huwa l-valur tal-vultaġġ estern ta '10% (negattiv) jew 90% (tip pożittiv) tat-trasmissjoni massima (il-medja Fang Genzhi tal-vultaġġ estern għall-komunikazzjoni). Dan jimmarka l-valur inizjali tal-vultaġġ tar-reazzjoni osservabbli tal-effett tal-elettroni tal-kristall likwidu. Iktar ma jkun żgħir il-valur, iktar ma jkun baxx il-vultaġġ operattiv tal-apparat, id-differenza fil-Vth fażi tat-tipi kollha ta 'apparat tal-kristalli likwidi hija differenti ħafna. It-tip TN huwa 1 sa 3V, u t-tip DS huwa 5 sa 10V.

Vultaġġ ta 'saturazzjoni Vs:
Jikkorrispondi għall-vultaġġ estern tat-trasmissjoni massima 90% (tip negattiv) jew 10% (tip pożittiv). Id-daqs tal-Vs jimmarka l-kuntrast massimu tal-vultaġġ estern tal-unità tal-wiri, u l-Vs żgħar huwa faċli li jinkiseb effett ta 'wiri tajjeb.

Kuntrast:
Id-displej tal-kristall likwidu huwa tip luminixxenti passiv, u għalhekk ma jistax jiġi kkalibrat bid-dawl. Jista 'jiġi kkalibrat biss b'kuntrast. Minħabba li l-parametri ordnati tal-molekuli tal-kristalli likwidi mhumiex sa 1, it-trasmissjoni parallela u r-rata ta 'dell vertikali tal-polarizzatur mhumiex possibbli li jilħqu 100%, u għalhekk huwa impossibbli li tirrealizza d-displej tal-kristall likwidu fis-sens viżiv. L-effett tal-karta sewda jista 'jirrealizza biss l-effett ta' wiri ta 'karattru iswed ta' karta griża. Il-wiri tal-kristalli likwidi ġenerali huwa irradjat b'dawl abjad jew dawl tax-xemx, u l-kuntrast huwa biss 5: 1 sa 20: 1.

Definizzjoni ta 'wieqaf:
Għall-proporzjon tal-vultaġġ tas-saturazzjoni mal-vultaġġ tal-limitu, minħabba l-Vs> Vth, il-> 1, mill-kurva elettro-ottika, juri li l-eqreb il-Vs mill-Vth, iktar ma tkun mgħaġġla l-kurva elettro-ottika, \ t Iktar ma tkun l-eqreb lejn 1, iktar ma jkun aħjar il-valur, l-iktar viċin ta '1 fit-teorija.
Minħabba li l-valur tal-istrument tal-kristall likwidu mhuwiex 1 fis-sewqan passiv, l-effett trasversali ma jistax jiġi evitat u ma jistax jiġi kompletament eliminat, u għalhekk jaffettwa serjament il-kwalità tal-wiri tal-immaġni tas-sewqan passiv.
Il-kristall likwidu b'effett TN ġenerali = 1.4 ~ 1.6.

Ħin tar-rispons:
Il-ħin tar-rispons tal-istrumenti tal-kristalli likwidi huwa ġeneralment ikkaratterizzat minn tliet parametri: ħin ta 'dewmien, ħin ta' żieda u ħin ta 'waqgħa.
B'mod ġenerali, aħna naħsbu li l-ħin tar-rispons huwa s-somma tal-ħin tat-tlugħ u l-ħin tal-waqgħa.
Minħabba li l-viskożità tal-kristall likwidu għandha l-karatteristika ta 'temperatura negattiva, il-ħin tar-rispons jiżdied mat-tnaqqis tat-temperatura ta' l-ambjent, għalhekk l-apparat tal-kristall likwidu mhux adattat biex jaħdem f'temperatura baxxa.

viżjoni
Meta l-ħġieġ polarizzanti, il-kristall likwidu, u l-film tal-orjentazzjoni huma backlit, id-dawl finali tal-ħruġ għandu direzzjoni speċifika, u ħafna minnhom għandhom direzzjonalità vertikali, sabiex meta naraw l-LCD minn direzzjoni mhux vertikali, hemm tendenza li jisparaw il-vertikali direzzjoni tad-dawl, mhux il-bott tad-dawl kollu. Permezz tal-għajnejn tagħna, din id-darba l-LCD juri distorsjoni sewda jew tal-kulur, li hija l-angolu tal-vista li tippesta l-wiri tal-kristall likwidu.
Madankollu, hemm ħafna teknoloġiji mtejba għall-perspettiva tal-LCD, bħall-adozzjoni tat-teknoloġija MVA.

3) il-karatteristiċi tat-temperatura tal-istrumenti tal-kristalli likwidi
L-użu tal-medda tat-temperatura huwa dejjaq u l-effett tat-temperatura huwa iktar serju. Huwa wieħed mill-iżvantaġġi ewlenin tal-istrumenti tal-kristalli likwidi. Meta t-temperatura tkun għolja, l-istat tal-kristall likwidu jisparixxi u ma jistax jintwera. Meta t-temperatura tkun baxxa wisq, il-veloċità tar-rispons tonqos ovvjament sakemm il-kristallizzazzjoni tagħmel l-apparat bil-ħsara.
It-temperatura tat-tħaddim għandha influwenza kbira fuq il-karatteristiċi tal-vultaġġ tal-limitu, il-ħin tar-rispons, il-kuntrast u l-volt ampere, bħall-kristall likwidu TN, il-vultaġġ tal-limitu ta '3V f'10oC, u l-vultaġġ tal-limitu jaqa' għal 2V meta t-temperatura titla 'għal 40oC.

4) il-karatteristiċi tal-volt ampere tal-istrumenti tal-kristalli likwidi
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