הבית > תערוכה > תוכן

LCD עקרון התצוגה

Jul 02, 2018

LCD עקרון התצוגה

  1. ידע פיזי ואופטי של תצוגת גביש נוזלי

2. העיקרון הבסיסי של תצוגת גביש נוזלי

3. תצוגת LCD משותפת

4, טכנולוגיית LCD הנהג

5, הבחירה והתחזוקה של תצוגת גביש נוזלי

   1. ידע פיזי ואופטי של תצוגת גביש נוזלי

הקונספט והסיווג של גביש נוזלי

תכונות פיסיקליות של גבישים נוזליים

ניתוח מאפיינים אופטיים של גבישים נוזליים (* * * * * *)

סידור מולקולות גביש נוזלי

תגובת אלקטרו-אופטיקה של התקני גביש נוזלי (*)

  §1 הקונספט והסיווג של הגביש הנוזלי

1) את הרעיון של גביש נוזלי:

                                              

1.png

זה יחסית גבישים ונוזלים. במילים פשוטות, גבישים נוזליים הם עניין בין גבישים ונוזלים. מצד אחד, יש לו את הנוזל והמשכיות כמו גם את הנוזל. מצד שני, יש לה את האניזוטרופיה של הגביש.

                                                                           

2.png

      2) סיווג גבישים נוזליים:

מהתנאים הפיזיים של ההרכב והמופע, ניתן לסווג את הגבישים הנוזליים לשתי קטגוריות: גבישים נוזליים תרמוטרופיים וגבישים נוזליים ליוטרופיים.
גביש נוזלי Thermotropic: גביש נוזלי thermotropic נעשה שימוש נרחב בתחום התצוגה. גביש נוזלי תרמוטרופי הוא להמיס אנאיזוטרופי בטווח טמפרטורות מסוים כאשר הגביש הנוזלי מחומם. ניתן לחלק את הגביש הנוזרוטרופי לשלוש קטגוריות: גביש נוזלי נימי, סמוך לקריסטל נוזלי בשלב קריסטל וגביש נוזלי cholesteric, בגלל מצב ההזמנות השונות של המולקולות.

גביש נוזלי:
המולקולות שלו מסודרות לשכבות ויכולות להחליק למעלה, למטה, שמאלה וימינה. יש לה איזוטרופיה חשמלית ואופטית, והצמיגות שלה קטנה, כך שהגביש הנוזלי הנמטי הוא הגביש הנוזלי הנפוץ ביותר כיום.

קריסטל גביש נוזלי בשלב:
הוא מורכב ממול או ממולקולות רצועה, והמולקולות מסודרות לשכבות. הציר הארוך של המולקולות בשכבה מקביל זה לזה. הכיוון יכול להיות מאונך לשכבה והוא יכול להיות מוטה עם השכבה. המיקום של centroid המולקולרי הוא disordered בשכבה. זה יכול להיות חופשי לזוז ויש לו את הנוזל, אבל צמיגות גדולה המולקולה לא קל לסובב, כלומר, מהירות התגובה איטית, והוא בדרך כלל לא מתאים. כיחידת תצוגה.

גביש נוזלי Cholesteric:
בגלל שמו נגזר נגזרות של כולסטרול, מולקולות גביש נוזלי הם שטוחים, מסודרים לתוך שכבות, מולקולות intramolecular מקבילים זה לזה, הציר הארוך של המולקולה מקביל למישור השכבה, ואת ציר ציר ארוך של השכבות השונות משתנות במקצת, ומבנה ספירלי מסודר לאורך הכיוון הרגיל של השכבה.
גביש נוזלי Cholesteric הוא מאוד שימושי בטכנולוגיה התצוגה. הוא משמש הרבה תוספים גביש נוזלי נמטית. זה יכול להוביל את הגביש הנוזלי כדי ליצור את הסדר המעוות של 180o ו 270o על פני השטח של תיבת גביש נוזלי, ולעשות את התצוגה STN.

גביש נוזלי ליוטרופי:
זהו חומר גבישי נוזלי שנוצר על ידי המסת המומס לתוך ממס. מי סבון הוא גביש נוזלי ליוטרופי.
גבישים נוזליים ליוטרופיים מופצים באופן נרחב בטבע ובאורגניזמים, הקשורים באופן הדוק לחילוף החומרים, לעיכול, לספיגה, לתפיסה ולהעברת מידע בתהליך החיים, ושולמו להם תשומת לב רבה בתחומי ההנדסה הביולוגית, החיים, הרפואיים והבריאותיים והלא מלאכותיים החיים.
גביש נוזלי ליוטרופי לא הוחל בטכנולוגיית התצוגה כיום.

תכונות פיסיקליות של גבישים נוזליים

1, סדר פרמטר של גביש נוזלי
גבישים נוזליים נמטיים הם סימטריה גלילית. כלומר, יש ציר במערכת. אנו קוראים לציר המקביל לציר (הציר הארוך של המולקולה) כציר הראשי של המולקולה, בעוד שהסידור של המוט העגול כמו מולקולות גביש נוזלי נוטה להיות מקביל לכיוון הכיוון.
על מנת לתאר את מידת האוריינטציה של כל המולקולות במערכת הגביש הנומי הנקבי כמכלול ביחס לציר, אנו מציגים פרמטר מסודר S, הקשור לחומר הגבישי הנוזלי, לטמפרטורה, ויש לו את המאפיין של טמפרטורה שלילית מקדם, כלומר, כאשר הטמפרטורה עולה, פרמטר הסדר יורד, ואת איכות התצוגה של המכשיר גביש נוזלי טיפות.

      

3.png

S = 0 של נוזל איזוטרופי, S = 1 של גביש אידיאלי
הפרמטר המסודר S של הגביש הנוזלי הוא בדרך כלל בין 0.3 ל -0.8.

2, את האניזוטרופיה של גביש נוזלי
המולקולות של גבישים נוזליים הם בדרך כלל מוט קשיח כמו מולקולות. בגלל הקבוצות המולקולריות השונות המחוברות בין הראש והזנב, למולקולות הגביש הנוזלי תכונות שונות בשני הכיוונים של הציר הארוך והציר הקצר. מולקולות הגביש הנוזלי הן מולקולות קוטביות. בגלל כוחות intermolecular, מולקולות הגביש הנוזלי יחדיו, ואת הציר הארוך של המולקולות הוא תמיד אחד את השני. במקביל או בכיוון מועדף, וקטור היחידה של המגמה הממוצעת של הציר הארוך של מולקולת גביש נוזלי נקרא מנהל הגביש הנוזלי.
המאפיינים הפיזיים המאקרוסקופיים לאורך ציר ארוך וכיווני ציר קצר של מולקולות גביש נוזלי הם שונים, המהווה את תמצית האניזוטרופיה של גבישים נוזליים.

   

4.png

(1) אנאיזוטרופיה דיאלקטארית
הקבוע הדיאלקטרי משקף את מידת הקיטוב הדיאלקטרי תחת פעולת השדה החשמלי, וערכו של הדיאלקטרי יכול להיות שלילי. על פי הניסוי, נמצא כי הציר הארוך של מולקולות הגביש הנוזלי מקביל או ניצב לרגע הקוטב של השדה החשמלי (כיוון השדה החשמלי).
אנו קוראים סוג של גבישים נוזליים עם רגע דיפול מקבילה לציר המולקולרי כמו גביש נוזלי חיובי (NP); הגביש הנוזלי לציר הארוך של המולקולה נקרא גביש נוזלי שלילי (Nn). ההשפעות האלקטרוופטיות של שני סוגים אלה של גבישים נוזליים שונים. ברוב הצגים LCD, אנו מוסיפים גבישים נוזליים חיוביים.

(2) התנגדות ומוליכות חשמלית
גודל ההתנגדות של גבישים נוזליים הוא בדרך כלל 108 ~ 1012 אוהם ס"מ, אשר קרוב לגבול של מוליכים למחצה ומבודד. ההופכי של ההתנגדות הוא מוליכות, ואת ההתנגדות משמש לעתים קרובות כערך זיהוי של טוהר של גביש נוזלי. כמות קטנה של טומאה באה לידי ביטוי יון טומאה, כלומר, טוהר הגביש הנוזלי הוא עני. בדרך כלל, כאשר p <1010 ס"מ="" אומגה,="" המבנה="" המולקולרי="" של="" הגביש="" הנוזלי="" ייהרס="" על="" ידי="" הפירוק="" האלקטרוכימי="" מתחת="" לשדה="" חשמלי="" חיצוני,="" עד="" שהנכסים="" גביש="" נוזלי="">
ההתנגדות של גבישים נוזליים היא גם אנאיזוטרופית, ופיזור דינמי מבוסס על תכונה פיזית זו.

(3) אנאיזוטרופיה של מקדם השבירה אופטי
האניזוטרופיה של מקדם השבירה האופטי משפיעה ישירות על המאפיינים האופטיים של התקני הגביש הנוזלי, כגון שינוי מצב הקיטוב או כיוון הקיטוב של אור האירוע, אשר יכול לשקף או להעביר את אור האירוע המתאים לסיבוב שמאלה או ימינה וכן הלאה . זה משחק תפקיד חשוב אפקט אלקטרו אופטי של התקני גביש נוזלי.

(4) מקדם צמיגות
מקדם צמיגות הוא גם anisotropic, אשר משפיע ישירות על מהירות התגובה של התקני גביש נוזלי, והוא אחד הפרמטרים החשובים ביותר הביצועים של התקני גביש נוזלי.

3, תורת הרצף של גביש נוזלי
בניתוח התכונות הפיזיות של גבישים נוזליים, ההתנהגות של מולקולה אחת של גביש נוזלי מתעלמת, והגביש הנוזלי המסודר נחשב למדיום מתמשך. וקטור ההכוונה ישתנה מתחת לשדה החיצוני, וקטור היעד ישוחזר למצבו המקורי לאחר הסרת השדה החיצוני. תהליך זה יכול לשקול את הגביש הנוזלי להיות שווה לגמישות. העיוות האלסטי של הרצף והשפעתו של כוח חיצוני דומה לזו של האביב. יצוין כי דפורמציה לוקח זמן מסוים כדי להשלים, מה שמביא את הרעיון של זמן התגובה.

המחקר התיאורטי של סידור מחדש של מולקולות גביש נוזלי תחת שדה חשמלי הוא מסובך למדי.

                                                     

5.png

אנו יודעים שככל שאנרגיה חופשית של מולקולות חופשיות, כך היציבות של התכונות הפיסיקליות של המולקולות גבוהה יותר.
מן המונח האחרון, ידוע כי כאשר השדה החשמלי של גביש נוזלי חיובי של 0 מוחל על שדה חשמלי מעל כוח, על מנת למזער את האנרגיה החופשית, את הגביש הנוזלי ציר מולקולרי ארוך (הצבעה וקטור) יהיה מסודרים במקביל לשדה החשמלי ה.
כדי למזער את האנרגיה החופשית, יופעל מחדש הציר הארוך של מולקולות גביש נוזלי (וקטור מכוון) בניצב לשדה החשמלי E כאשר השדה החשמלי של גביש נוזלי שלילי של 0 <מוטל על="" שדה="" חשמלי="" של="" יותר="" מאחד="">

העיקרון של רוב תצוגות גביש נוזלי מבוסס על התיאוריה שהוזכרו לעיל: כיוון ההסדר של מולקולות גביש נוזלי משתנה מתחת לשדה החיצוני, ולאחר מכן משפיע על התכונות האופטיות של הגביש הנוזלי, ובכך מראה מאפיינים חזותיים מסוימים.

   

6.png


לאחר שהשדה החשמלי מוחל על הגביש הנוזלי החיובי, הציר הארוך של המולקולה התארגן במקביל לשדה החשמלי.

                                                                              

7.png

לאחר גביש נוזלי שלילי מפעיל שדה חשמלי, הציר הארוך של המולקולות לארגן מחדש בניצב לשדה החשמלי.

§3 ניתוח תכונות אופטיות של גבישים נוזליים (* * * * * *)

    1, קיטוב האור
וקטור אופטי
בתורת הגלים האלקטרומגנטיים, מקסוול מציין שהגל האלקטרומגנטי הוא גל רוחבי ומאופיין בשני וקטורים רטטיים אנכיים, כוחו של השדה החשמלי E ועוצמת השדה המגנטי H. מכיוון שאנשים מבינים שהאור הוא רוחבי גל מן הקיטוב של האור, ואת הערך הנמדד של מהירות האור תואמת את החישוב התיאורטי של מהירות הגל האלקטרומגנטי, ולכן האור החיובי הוא סוג של גל אלקטרומגנטי. מספר רב של ניסויים מראים כי עוצמת רגישות ופעולה פיזיולוגית בגל האור היא עוצמת השדה החשמלי E, ולכן E הוא וקטור אור, ואנו מכנים את הרטט של E כמו רטט קל, ואת כיוון וקטור האור E הוא כיוון הרטט הקל.

אור טבעי:
האור הנפלט על ידי אטום או מולקולה ברגע מסוים הוא במקור גל אור בעל כיוון רטט מובהק, אך האור הרגיל הוא שיעור אקראי של פליטה אטומית, המהווה תהליך אצווה המשתנה במהירות. אז וקטור אור של כל עמודה גל יכול להיות מופץ בכל הריבועים האפשריים. בממוצע, וקטור האור הוא אל האור. כיוון ההפצה מחולק באופן שווה, ואין כיוון דומיננטי יותר מכיוונים אחרים. אור זה נקרא אור טבעי.
האור הטבעי משתנה כאשר הוא משקף, מפזר או עובר דרך גבישים מסוימים. לדוגמה, אור השמש הוא אור טבעי, אך הוא מקוטב חלקית לאחר הפיזור דרך השמים. כמה תיבות פלסטיק שקופות בחדר, כגון קלטת, מופיעות בזוויות מסוימות, שהן תוצאה של הפרעות אור מקוטבות.

8.png

פירוק של אור טבעי:
באור טבעי, וקטור אופטי של כל כיוון יכול להיות מפורקת לשני מרכיבים בכיוון אנכי, וברור כי האור הטבעי יכול לבוא לידי ביטוי על ידי רטט של שני כיוונים אנכיים של משרעת שווה.
יש לציין, כי בשל הפרעת הרטט באור טבעי, אין הבדל פאזה קבוע בין שתי תנודות אור אנכי, אבל חשוב לציין כי שני וקטורים אופטיים שאינם קשורים לא ניתן מסונתז לתוך יציב מקוטב אור, וברור כי עוצמת שתי הרטט האנכי הוא חצי מזה של עוצמת האור הטבעי.
אם שיטה אחת יכולה להסיר אחת משתי התנודות האנכיות, מתקבל קו מקוטב. אם רק חלק אחד של אחד הרטט ניתן להסיר, זה נקרא אור מקוטב חלקית.

9.png


    אור מקוטב
אור מקוטב לינארי: אם הווקטור האופטי רוטט רק במטוס קבוע במישור קבוע, אור זה נקרא אור מקוטב לינארית, המכונה גם אור מקוטב על פני השטח או אור מקוטב לחלוטין. המטוס של כיוון וקטור אופטי לכיוון התפשטות של האור מקוטב לינארי נקרא משטח הרטט, ואת משטח הרטט של האור מקוטב לינארי הוא קבוע.

10.png

  אור מקוטב חלקי:
זהו אור מקוטב בין האור המקוטב לבין האור הטבעי. במישור הניצב לכיוון האור, התנודות לכל הכיוונים הן כולן, אך המשרעת שלהן אינה שוות.
ראוי לציין כי אין קשר פאזה קבוע בין וקטורים אופטי vibrational של אור מקוטב זה, אשר מתאים אור מקוטב חלקית, ולפעמים קו מקוטב קו מקוטב לחלוטין אור.

אור מקוטב עגול ואור מקוטב אליפטית:
המאפיינים של שני סוגים אלה של אור הם במישור מאונך לכיוון של התפשטות האור. וקטור האור מסובב בתדר מסוים (שמאלה או ימינה). אם הנתיב של סוף וקטור האור הוא מעגל, האור נקרא אור מקוטב עגול; אם הנתיב של נקודת הסיום של וקטור האור הוא אליפסה, האור נקרא אור מקוטב אליפטית.

11.png

מקטב ו deflector
תהליך ההמרה של אור טבעי לתוך אור מקוטב לינארית נקרא קיטוב. המכשיר האופטי המשמש לשינוי זה נקרא מקטב.
כאשר האור הטבעי עובר דרך גבישים מסוימים, מידת הקליטה של הגביש לרטט של שני כיווני אנכיות שונה זה מזה. אם הרטט של כיוון אחד יכול להיספג לחלוטין (או כמעט את כל), וקליטת הרטט של הכיוון השני היא קטנה (או לא נספגת), אז קליטת הרטט נוצרת דרך הגביש. אור מקוטב לינארית, קריסטל עם המאפיין הזה נקרא גביש צבעוני.
ציר ההולכה דרך מקטב נקרא ציר שקופים. יצוין כי ציר האור הוא כיוון, והוא אינו קו ישר מובהק.

מקטב לא יכול להיות רק מוטה, אלא גם ניתן להשתמש כדי לשפוט אם הקרן היא מקוטבת ליניארית. אז מקטב יכול לשמש מקטב כדי לזהות את הקורה.
כי זה כמעט סופג את הרטט אור בכיוון אחד, אובדן האנרגיה של האור הוא גם גדול מאוד, וזה יותר מ 50%, וזה גם הסיבה העיקרית יעילות נמוכה של תצוגת גביש נוזלי.

2, החוק של מריוס

קרן אור טבעי (עוצמת האור) מעבירה את המקטב והופכת לקו מקוטב, ולאחר מכן דרך גלאי, עוצמת האור מאחורי הגלאי משתנה בזווית ציר הציר של הגלאי, כלומר:

12.png

13.png זוהי הזווית בין מקטב לבין האור המשדר פיר של מקטב.

14.png

ניתוח: מתוך החוק של מריוס, ידוע כי כאשר שני מקטב מקביל לציר transmittance, עוצמת השידור היא מקסימלית; כאשר הציר העברה של שני מקטב הוא ניצב זה לזה, עוצמת האור השידור הוא אפס, ולא נפל האור מן הגלאי. בשלב זה הגלאי נמצא במצב ההכחדה, ולכן השליטה שחור ולבן הוא הבין.
אם השדה החשמלי החיצוני משמש, האניזוטרופיה האופטית של הגביש הנוזלי משנה את האור המקוטב בקופסת הגביש הנוזלית, אזי אור הגלאי יהווה את התמונה עם המאפיינים של הרמה האפורה, שהיא העקרון הבסיסי של את התצוגה האופטית של מסך LCD.

למה צריך מסך LCD להוסיף מקטב?
הסיבה לכך היא כי תיבת גביש נוזלי יגרום סידור מחדש של מולקולות גביש נוזלי לאחר המתח מוחל. כדי להפוך את הסידור מחדש לגילוי, להיות גלוי לעין האנושית, או כדי להשיג את הניגוד המרבי, יש להשתמש במקטב, וכמובן, המקטב יגרום לאנרגיית האור לרדת והבהירות תופחת.

3, את birefringence של הגביש

לגבישים מסוימים, כגון גבישים נוזליים, יש אופי מיוחד. כאשר קרן אור היא אירוע גבישים אלה, שתי קורות של שבירה מיוצרים. תופעה זו נקראת birefringence.
הניסוי מראה כי אחד משני קורות של שבירה בעקבות החוק השבירה הרגיל. זה האור שבירה נקרא אור רגיל, שנקרא אור o, אבל קרן אחרת של שבירה אינו מציית לחוק השבירה. זה האור שבירה נקרא אור מאוד, או e האור בקיצור.

15.png

כדי להבין את המושג של אור רגיל ואור יוצא דופן, אנו יכולים לעשות את הניסויים הבאים:
התמונה לעיל משחזרת בבירור את הנתיב האופטי של האור הרגיל ואת האור מאוד בגביש. אם נשמור על עוצמת האור ועל הכיוון של קרן הקורה, מה קורה לנו לסובב את הגביש?
נמצא כי כיוון שבירה של האור הרגיל הוא קבוע כאשר הגביש הוא מסתובב, ואת כיוון שבירה של האור מאוד משתנה עם כיוון של סיבוב, אשר מראה כי הגביש יש מדדי השבירה שונים עבור האור הרגיל ואת מאוד קל, ואת מקדם השבירה של האור הרגיל שווה לכל הכיוונים בגביש ואת מהירות האור שווה, ולכן כיוון השבירה של האור לא. שינוי, קל מאוד בכל הכיוונים של מקדם השבירה אינו שווה, את מהירות האור אינו שווה, ולכן בכיוון של שבירה של האור משתנה.

בניסוי לעיל, כאשר אנו לסובב את הגביש לכיוון מסוים, אנו מוצאים כי כיוון שבירה של האור הרגיל בקנה אחד עם כיוון השבירה של האור מאוד. אנו קוראים לזה כיוון הציר האופטי של הגביש.
יש לציין כי הציר האופטי מייצג רק כיוון אחד בגביש, לא קו נחוש. בגביש, כל קו ישר מקביל לציר לעיל הוא הציר האופטי, ואת הגביש עם ציר אופטי אחד בלבד נקרא גביש uniaxial.

הבא, נלמד בקצרה את התכונות האופטיות של גביש נוזלי, בעיקר ניתוח עיקרון התפשטות של אור מקוטב לינארית במדיום גביש נוזלי.
1. כאשר אור התקרה מקוטב באופן ליניארי (רוטט בניצב למשטח הנייר), המדיום הוא גביש נוזלי. כיצד מתפשט האור בגביש?

16.png

אנו יודעים כי אור ואור אלקטרוני שנוצר על ידי birefringence של אור טבעי דרך שבבי גל הם מקוטבים אור בניצב זה לזה בכיוון ניצב לכיוון עוצמת האור האירוע.
כאשר אור מקוטב (o או E) הוא גם birefringent ב רקיק גל (לא חושב רק אור טבעי יכול להיות birefringence, O ו - e האור ניתן להפריד), O אור אור e מיוצרים, וחישוב עוצמת האור הוא גם בעקבות החוק של מריוס.

17.png

אני הוא עוצמת האור מקוטב האירוע, הזווית בין הכיוון של האירוע מקוטב אור לכיוון של הציר האופטי של רקיק.

במקרה זה, בגלל = 90o,
לכן, רק אור אחד o אין אור בגביש נוזלי, ואת הכיוון של שבירה של האור הוא האור של האירוע אור מקוטב, כלומר, כיוון ההתפשטות של האור מקוטב במדיום הגביש הנוזל הוא קבוע, ואת עוצמת האור o שווה בעוצמה של האירוע מקוטב אור.

2. כאשר אור האירוע הוא אור מקוטב ליניארי (הרטט מקביל לנייר), הן E ו- O light נמצאים במדיום הגביש הנוזלי, וכיוון ההתפשטות של האור הוא כיוון הסינתזה של E ו- o.

18.png

בפרט, כאשר בכיוון vibrational של אור מקוטב האירוע הוא 90o עם ציר ארוך של מולקולת הגביש הנוזלי, זה יכול להיות מושגת על ידי החוק של מריוס.

19.png

האמור לעיל מעיד על כך שעוצמת האור של האור הרגיל (o light) היא מקסימלית, וכיוון ההתפשטות בגביש הנוזלי הוא קבוע, והכיוון של רטט האור הוא קבוע, ועוצמת האור של האור עצמו (E ) הוא אפס, כפי שמוצג בצד ימין.

20.png .

21.png

סידור מולקולרי של תיבת גביש נוזלי כאשר החשמל נוסף:

בגלל המהירות של האור הרגיל (o אור), הכיוון שלו מקביל לציר האופטי של הגביש הנוזלי, ואת כיוון הקיטוב של האור o הוא ניצב לציר אופטי, ולכן כאשר האירוע אור מקוטב לנוזל תיבת קריסטל, הכיוון של התפשטות האור הוא זהה, ואת הקיטוב של האור הוא גם קבוע.

4, את התופעה של סיבוב אופטי של גביש.

בשנת 1811, אראגו מצא כי כאשר אור מקוטב ליניארי מופצות לאורך הציר האופטי של גבישים מסוימים כגון קוורץ, למרות אור השידור היה אור מקוטב לינארית, משטח הרטט סובב בזווית יחסית משטח הרטט של האור האירוע. תופעה זו נקראת תופעת סיבוב אופטי, והחומר שיכול לייצר את התופעה של סיבוב אופטי נקרא החומר האופטי, הנקרא המאפיין של תופעה זו. סיבוב אופטי.
הניסויים מראים גם כי סיבוב משטח הרטט הוא כיווני ונצפתה באור של אור, כגון החומר הימנית אשר מסתובבת בכיוון השעון בכיוון השעון, ולהיפך נקרא החומר שמאלי.

בתנאים מסוימים, הגביש הנוזלי יש גם סיבוב אופטי, ואת מולקולות גביש נוזלי נמטיות הם בצורת מוט ארוך מסודרים במקביל בתנאים רגילים. אבל אם תהליך מיוחד מאומץ, ההסדר הראשוני של מולקולות הגביש הנוזלי מסודר בצורה מעוותת, ובכך לייצר את הסיבוב האופטי, כלומר, כאשר הגביש הנוזלי אינו נוסף, נקודות גביש נוזלי להראות סיבוב אופטי מסוים ו הכוח נוסף. בשדה החיצוני, מולקולות הגביש הנוזלי מסודרות מחדש והסיבוב האופטי נעלם. התכונות האופטיות השונות של תוספת זו וחשמל הן מתאימות מאוד לשימוש בתצוגה.

5, קו מקוטב אור מתפשט בתוך גביש נוזלי מעוות

22.png

כמות קטנה של חומר אופטי מתווספת לגביש הנוזל הנמטית, או ששני המשטחים הפנימיים של קופסת הגביש הנוזלי מסודרים כמולקולות מעוותות, ורמת הרטט של אור הקו המקוטב נמצאת באותו המטוס ובמקביל לווקטור המכוון של מולקולות גביש נוזלי על פני השטח העליון, ולכן את המצב של (המגרש) ניתן להשיג, כפי שמוצג בתרשים השמאלי.

כאשר הכיוון של רטט וקטור של אור האירוע נוצר עם ציר ארוך של הגביש הנוזלי המוליך לביטוי n של המטוס האירוע, משטח הפליטה הוא ירה בצורה של אור מקוטב כלשהו, כגון אליפסה, קו עגול או ישר , לפי הערך של הפרש הנתיב האופטי בין הרכיב המקביל Ex של האור מקוטב לבין הרכיב האנכי.
כפי שתואר לעיל, בשל האניזוטרופיה של מדד השבירה הגבישי הנוזלי, גל התקרית מוטה לכיוון הציר הארוך של מולקולת הגביש הנוזלי, או מצב האור המקוטב ושינוי כיוון האור המקוטב. זהו בסיס פיזי ואופטי של העבודה של תצוגת גביש נוזלי.

כאשר הכיוון של הקוטב האופטי וקוטב הליניארי נמצא באותו המטוס ובמקביל לווקטור של המולקולה, כאשר הגביש הנוזלי מעוות את המגרש, אור האירוע יסתובב לאורך כיוון הטוויסט של מולקולת הגביש הנוזלי N מקביל לאירוע יציאה, ואת הכיוון של האור הסופי פליטה מקביל לכיוון של וקטור n על שקע של הגביש הנוזלי. ;
כאשר הכיוון של וקטור האופטילקטור הליניארי ליניארי הוא ניצב אל n של מולקולת המטוס האירוע, כיוון הרטט של וקטור חשמלי של האור הנפלט נשאר בניצב לכיוון של מולקולת הגביש הנוזלי לכוון וקטור n.

32.png

תיבת הגביש הנוזלי מסודרת בצורה מעוותת ללא חשמל

24.png

  §4 הסדר של מולקולות גביש נוזלי

    איזה סוג של תצוגת גביש נוזלי מבוסס על העיקרון של המטרופולין, כלומר, בתחום של שדה חשמלי וחום, מולקולות הגביש הנוזלי לשנות מהסדר הראשוני ספציפי למדינה הסדר מולקולרית אחרים. עם הסדר של מולקולות גביש נוזלי, את התכונות האופטיות של אלמנטים גביש נוזלי לשנות את השינוי החזותי. אחיד ויציב סידור ראשוני של מולקולות גביש נוזלי הוא הבסיס של התקנים להציג גביש נוזלי.
ישנם 7 סוגים אופייניים של מולקולות גביש נוזלי. כפי שמוצג בטבלה הבאה, אנו מציגים תיאור קצר של מולקולות גביש נוזלי שונות.

25.png

(1) יישור מולקולרי אנכי: כל מולקולות הגביש הנוזלי מיושר אנכית על שני הצדדים של המצע.
(2) לאורך היישור מולקולרית פני השטח: כל מולקולות הגביש נוזלי מקבילים לצד אחד של המצע מסודרים באותו כיוון.
(3) סידור מולקולרי מוטה: כל מולקולות הגביש הנוזלות מוטות בזווית מסוימת ביחס לצידי שני הצדדים ומסודרות באותו כיוון.
(4) סידור המולקולות המעורבות: מולקולות הגביש הנוזלי מסודרות אנכית בצד אחד של הגביש הנוזלי ומקבילות באותו כיוון בצד השני, ולכן הסדר של מולקולות הגביש הנוזלי מתכופף באופן רציף בין השתיים חתיכות של המצע.

(5) הסדר של המולקולות המעוותות: כל מולקולות הגביש הנוזלי מיושרות במקביל לצדדים של שני הצדדים, אבל כיוון ההסדר על שני החלקים של המצע הוא 90 o הדדית, כך יישור של מולקולות הגביש הנוזלי הוא מעוות ברציפות על ידי 90 o בין שתי חתיכות של המצע.
(6) סידור ספירלי לאורך פני השטח: ציר הספירלה של מולקולות הגביש הנוזלי מסודר בצורה ניכרת על פני השטח של המצע משני הצדדים.
(7) הסידור המולקולרי של הקונוסים: ציר הספירלה של הגביש הנוזלי מסודר במקביל ללוחות הבסיס משני הצדדים, אך כיוון ציר הספירלה אינו ברור.

  § 5 תגובה אלקטרו-אופטית של התקני גביש נוזלי

1) עקומת אופיינית אלקטרוופטית של מכשיר גביש נוזלי

26.png

ביישום מעשי, כי רוב מסך LCD הוא בהיר, כלומר, עדיף לא להוסיף מסך חשמל. מן החיסכון באנרגיה ואת החיים של מסך LCD, אנחנו בדרך כלל להשתמש עקומת אלקטרו אופטי אופטי.

2) ביצועים פרמטרים של התקני גביש נוזלי

מתח סף Vth:
זהו ערך המתח החיצוני של 10% (שלילי) או 90% (סוג חיובי) של transmittance מקסימלית (הממוצע פאנג Genzhi של מתח חיצוני לתקשורת). הוא מסמן את ערך המתח ההתחלתי של התגובה הנצפית של אפקט הגביש הנוזל. ככל שהערך קטן יותר, כך המתח הנמוך יותר של המכשיר, ההבדל בשלב ה- V של כל סוגי התקני גביש נוזליים הוא שונה מאוד. סוג TN הוא 1 עד 3V, וסוג DS הוא 5 עד 10V ..

רוויה מתח Vs:
זה תואם את המתח החיצוני של transmittance מקסימלית 90% (סוג שלילי) או 10% (סוג חיובי). הגודל של Vs מסמן את הניגוד המרבי של המתח החיצוני של יחידת התצוגה, ואת VS קטן קל להשיג אפקט תצוגה טובה.

בניגוד:
תצוגת גביש נוזלי הוא סוג זוהר פסיבי, ולכן זה לא יכול להיות מכויל על ידי בהירות. זה יכול להיות מכויל רק על ידי לעומת זאת. בגלל הפרמטרים הורה של מולקולות גביש נוזלי הם לא עד 1, transmittance מקביל ואת שיעור הצללה אנכי של מקטב לא ניתן להגיע 100%, ולכן אי אפשר לממש את תצוגת גביש נוזלי במובן החזותי. השפעת הנייר השחור יכולה רק להבין את אפקט התצוגה של תו שחור אפור. תצוגת הגביש הכללית מוקרנת באור לבן או באור השמש, והניגודיות היא רק 5: 1 עד 20: 1.

הגדרת תלילות:
עבור היחס בין מתח הרוויה למתח הסף, בגלל ה - Vs> Vs, ה - 1, מן העקומה האלקטרו - אופטית, מראה שככל שהקרן ה - VS קרובה יותר ל - Vth, כך העקום האלקטרו - קרוב יותר 1, יותר טוב הערך, קרוב יותר 1 בתיאוריה.
בגלל הערך של המכשיר גביש נוזלי הוא לא 1 בכונן פסיבי, האפקט לחצות הוא בלתי נמנע ולא ניתן לבטל לחלוטין, ולכן זה משפיע ברצינות על איכות התצוגה של התמונה של הכונן פסיבי.
הגנרל TN אפקט נוזלי = 1.4 ~ 1.6.

זמן תגובה:
זמן התגובה של התקני גביש נוזלי מאופיין בדרך כלל על ידי שלושה פרמטרים: זמן עיכוב, זמן עלייה וסתיו.
באופן כללי, אנו חושבים כי זמן התגובה הוא סכום של זמן עלייה זמן הנפילה.
בגלל צמיגות של גביש נוזלי יש את המאפיין של טמפרטורה שלילית, זמן התגובה עולה עם ירידה של טמפרטורת הסביבה, ולכן המכשיר גביש נוזלי אינו מתאים לעבוד בטמפרטורה נמוכה.

חזון
כאשר זכוכית מקטב, גביש נוזלי, ואת הסרט אוריינטציה הם backlit, האור הסופי פלט יש כיוון מסוים, ולרובם יש כיווניות אנכית, כך שכאשר אנו צופים LCD מתוך כיוון אנכי, הוא נוטה לירות אנכי כיוון האור, לא כל אור יכול. דרך העיניים שלנו, הפעם LCD מציג עיוות שחור או צבע, המהווה את זווית הראייה כי המכות את תצוגת גביש נוזלי.
עם זאת, יש טכנולוגיות משופרות רבות עבור נקודת המבט של LCD, כגון אימוץ של הטכנולוגיה MVA.

3) מאפייני טמפרטורה של התקני גביש נוזלי
השימוש טווח הטמפרטורה הוא צר ואת השפעת הטמפרטורה הוא רציני יותר. זהו אחד החסרונות העיקריים של התקני גביש נוזלי. כאשר הטמפרטורה גבוהה, מצב גביש נוזלי נעלם ולא ניתן להציג. כאשר הטמפרטורה נמוכה מדי, מהירות התגובה תהיה האטה ללא ספק עד התגבשות עושה את המכשיר פגום.
לטמפרטורת העבודה יש השפעה רבה על מתח הסף, זמן התגובה, הניגודיות ופולט אמפר תכונות, כגון גביש נוזלי TN, מתח הסף של 3V ב 10oC, ואת ירידה במתח הסף ל 2V כאשר הטמפרטורה עולה ל 40 oC.

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