如今,屏幕已经成为人们生活中不可或缺的部分,无论计算机、电视还是智能手机,一天不看屏幕几乎是不可能的事情,而在身边的众多显示技术中,有一种显示技术从80年代诞生至今一直在“发光发热”,它就是液晶显示屏(LCD)。
一、什么是液晶显示屏?
1、液晶显示屏,英文简称为LCD全称是Liquid Crystal Display,是属于平面显示器的一种。用于电视机及计算机的屏幕显示。该显示屏的优点是耗电量低、体积小、辐射低。液晶显示屏使用了两片极化材料中的液体水晶溶液,使电流通过该液体时会使水晶重新排列达到成像的目的。
LCD显示使用了两片极化材料,在它们之间是液体水晶溶液。电流通过该液体时会使水晶重新排列,以使光线无法透过它们。因此,每个水晶就像百叶窗,既能允许光线穿过又能挡住光线。
2、液晶是一种介于固体与液体之间(当加热时液态,冷却时就结晶为固态)、具有规则性分子排列的有机化合物,本身不发光。
3、液体分子的排列虽然不具有任何规律性,但是如果这些分子是长形的(或扇形的),它们的分子指向就可能有规律性。于是,就可以将液态又细分为许多形态。分子方向没有规律性的液体可直接称为液体,而分子具有方向性的液体则称之为液态晶体(Liquid Crystal),又称液晶。
二、液晶的光学效果
液晶包含在两个槽状表面中间,且槽的方向互相垂直,如下图所示,上下表面偏振片偏振方向相互垂直,液晶分子的排列为:上表面为纵向,下表面为横向,介于上下表面中间的分子产生旋转的效应,因此,液晶分子在两槽状表面间产生90º的旋转。
当线性偏振光射入上层槽状表面时,此光线随着液晶分子的旋转也产生旋转;当线性偏振光射出下层槽状表面时,此光线已经产生了90º的旋转。当在上下表面之间加电压时,液晶分子会顺着电场方向排列,形成直立排列的现象。此时入射光线不受液晶分子影响,直线无法射出下表面。不同电压值,决定液晶偏转的角度。
三、液晶显示屏的工作原理
液晶显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电场作用下发生变化,通电时排列变得有秩序,使光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过),将液晶置于两片导电玻璃基板之间,靠两个透明电极间电场的驱动引起液晶分子扭曲向列的电场效应,在电源接通断开控制下影响其液晶单元的透光率或反射率,从而控制光源透射或遮蔽功能,依此原理控制每个像素,产生具有不同灰度层次及颜色的图像。
液晶分为两大类:溶致液晶和热致液晶;作为显示技术应用的液晶都是热致液晶。
四、TFT—LCD液晶显示屏的结构
TFT—LCD液晶屏在结构上由里到外主要由LCD主要由7层组成,其中最下面的背光层负责发光,最前面的彩色滤光片会形成我们人眼最终看到的颜色,而中间黑科技的部分,就是液晶。依次是背光源、偏光片、透明电极(控制电路)、液晶、彩色滤光片、偏光片所构成。
LCD液晶显示屏结构
液晶本身并不发光,但可以改变光线的方向,在电场的作用下,液晶会产生旋转,根据旋转角度不同,透过前方偏振片的光线亮度也不同,最终就混合出了千变万化的颜色。
四、液晶显示屏汇合出丰富的色彩原理
屏幕一般是内部LED作为光源,发射出白色的光线,那么我们知道白光是由多种不同频率光波组合而成光波。那么我们可以通过滤光膜得到我们想要的颜色。虽然每一种颜色的可见光的波长有一定的范围,但我们在处理颜色时并不需要将每一种波长的颜色都单独表示。因为自然界中所有的颜色都可以用红、绿、蓝(RGB)这三种颜色波长的不同强度组合而得,这就是人们常说的三基色原理。因此,这三种光常被人们称为三基色或三原色。通过滤光膜过滤出这三种颜色,再通过驱动电压的改变调整液晶翻转的角度,进而改变通过RGB子象素的光量,由加法混色的原理得到丰富的色彩表现。
RGB三基色
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