LCD如何工作?
基本上,大多數(shù)(不是全部)LCD都會(huì)改變穿過(guò)液晶材料層的光的偏振狀態(tài)。該層的幾何形狀由邊界條件和施加的電場(chǎng)之間的競(jìng)爭(zhēng)控制。對(duì)于這種類(lèi)型的LCD,通常采用向列型液晶及帶有特殊涂層的前后基板。涂層用于產(chǎn)生邊界條件并施加所需的電場(chǎng)。在LCD單元的外部,貼附有光學(xué)膜(包括偏光片)。它們將光的偏振變化轉(zhuǎn)化為明暗對(duì)比。液晶顯示器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為在未施加電場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)極端亮態(tài),而施加最高的驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)產(chǎn)生極端的暗態(tài)。如果施加一個(gè)中間電場(chǎng)則產(chǎn)生一個(gè)中間亮度水平。
簡(jiǎn)單LCD的示意圖和剖視圖
用于施加邊界條件的最常見(jiàn)材料稱為聚酰亞胺。聚酰亞胺的溶液(或前體)沉積在基板上并固化。聚酰亞胺的類(lèi)型和液晶的類(lèi)型定義了液晶分子在聚酰亞胺和液晶之間的接觸點(diǎn)處所處的角度。如果材料“相似”,則LC分子會(huì)平放。如果它們不同(如油和水),則LC分子會(huì)直立?!胺肿庸こ獭庇糜讷@得理想的應(yīng)用角度,這對(duì)于不同類(lèi)型的顯示器而言是不同的。為了確定排列方向,對(duì)聚酰亞胺表面進(jìn)行單向摩擦或刷涂。LC分子與該摩擦方向平行排列。如果兩個(gè)對(duì)齊表面上的角度和摩擦方向不匹配,液晶取向彈性變形。向列LC分子希望彼此平行,但是如果任一表面上的摩擦方向是正交的,則LC分子將被迫從一個(gè)分子到另一個(gè)分子非常輕微地扭曲,直到整個(gè)層的方向都旋轉(zhuǎn)了90°。向列型液晶可能存在三種主要的變形模式。每個(gè)都有自己的彈性常數(shù)(彈簧常數(shù))。某些變形可能需要更多或更少的力,具體取決于液晶的分子結(jié)構(gòu)。三個(gè)主要變形稱為“張開(kāi)”,“彎曲”和“扭曲”。LC分子被迫在各個(gè)分子之間輕微扭曲,直到整個(gè)層的方向都旋轉(zhuǎn)了90°。向列型液晶可能存在三種主要的變形模式。每個(gè)都有自己的彈性常數(shù)(彈簧常數(shù))。某些變形可能需要更多或更少的力,具體取決于液晶的分子結(jié)構(gòu)。三個(gè)主要變形稱為“張開(kāi)”,“彎曲”和“扭曲”。LC分子被迫在各個(gè)分子之間輕微扭曲,直到整個(gè)層的方向都旋轉(zhuǎn)了90°。向列型液晶可能存在三種主要的變形模式。每個(gè)都有自己的彈性常數(shù)(彈簧常數(shù))。某些變形可能需要更多或更少的力,具體取決于液晶的分子結(jié)構(gòu)。三個(gè)主要變形稱為“張開(kāi)”,“彎曲”和“扭曲”。
液晶變形
施加力使液晶結(jié)構(gòu)變形的最常見(jiàn)方法是在液晶層上或平行于液晶層施加電場(chǎng)(磁場(chǎng)也會(huì)起作用)。為了施加電場(chǎng),必須具有透明導(dǎo)體,以便可以觀察液晶對(duì)光的影響。銦錫氧化物就是這樣的導(dǎo)體。
LCD制造商要么購(gòu)買(mǎi)ITO涂層玻璃,要么在制造過(guò)程中進(jìn)行ITO涂層。應(yīng)用曝光顯影蝕刻等工藝來(lái)制作ITO圖案。兩個(gè)ITO層(正面和背面)的形狀和圖案定義了顯示器上的像素和圖標(biāo)。
ITO在與驅(qū)動(dòng)器芯片的玻璃連接上走線。由于(透明)ITO與未鍍膜玻璃相比具有不同的藍(lán)色反射率,因此可見(jiàn)。
在所施加的電場(chǎng)中,液晶分子想要以使能量最小化的方式相對(duì)于電場(chǎng)取向。如果電場(chǎng)足夠強(qiáng),則將克服邊界條件所施加的分子順序,并且該電場(chǎng)將確定分子的排列。如果電場(chǎng)較弱,則結(jié)構(gòu)會(huì)因電場(chǎng)而變形。在任一種情況下,當(dāng)去除場(chǎng)時(shí),邊界條件的影響都接管,并且液晶取向返回到施加場(chǎng)之前的狀態(tài)。它的行為就像是彈簧,當(dāng)施加力時(shí)會(huì)變形,然后在去除力時(shí)恢復(fù)為原始形狀。
綜上所述,這一套組合結(jié)構(gòu)充當(dāng)了可電控調(diào)節(jié)的快門(mén),以控制通過(guò)液晶面板的光線來(lái)達(dá)到顯示目的。