Basiskennis van LCM

1. De oorsprong van vloeibaar kristal:

In 1888 ontdekte de Oostenrijkse botanicus F. Reintzer vloeibaar kristal. Na langdurig onderzoek door wetenschappers ontdekte Radio Corporation of America (RCA) GH Heilmeiler in 1968 nematisch vloeibaar kristal.

Het troebelheidsverschijnsel (dwz elektro-optisch effect) van de transparante dunne laag wanneer deze wordt geactiveerd, is het begrip van mensen' van de structuur, kenmerken en toepassingen van vloeibare kristallen met grote sprongen ontwikkeld. Nu zijn vloeibare kristallen op grote schaal gebruikt in veel nieuwe technische gebieden en is het een nieuw gebied geworden voor natuurkundigen, scheikundigen, biologen en elektronicawetenschappers.

2. Wat is LCD?

Vloeibare kristallen zijn meestal vast en worden transparante vloeistoffen wanneer de temperatuur stijgt tot een klaringspunt. Het is een combinatie van vloeibare vloeibaarheid en kristaldubbele breking in een bepaald temperatuurbereik. Vloeibare kristallen verschillen van de gebruikelijke vaste, vloeibare en gasvormige toestanden. Het wordt ook vloeibare kristalfase, mesofase en tussenfase genoemd. Engels is vloeibaar

Kristallen. De dubbele breking van het kristal verwijst naar het verschil in de richting waar het licht doorheen gaat, en de brekingsindex is anders.

3. Soorten LCD

Met het geleidelijke begrip van vloeibare kristallen is ontdekt dat vloeibare kristalstoffen in wezen organische verbindingen zijn, en elke 200 soorten bestaande organische verbindingen

Een daarvan heeft een vloeibare kristalfase. Vanuit het perspectief van de samenstelling en de fysieke omstandigheden voor het verschijnen van de vloeibare kristalfase, kunnen vloeibare kristallen worden onderverdeeld in twee categorieën: thermotrope vloeibare kristallen en lyotrope vloeibare kristallen. De vloeibare kristallen gevormd door staafvormige moleculen hebben drie soorten vloeibare kristalfasen: smectische fase (Smectic

Vloeibare kristallen verwijst naar klei-achtige), nematische fase (Nematische vloeibare kristallen verwijst naar filamenteuze)

En cholesterische fase (cholesterische vloeibare kristallen verwijst naar cholesterol).

4. Wat is thermotroop vloeibaar kristal?

Het vloeibare kristal dat wordt gevormd door het verhitten en oplossen van bepaalde organische stoffen en het vernietigen van het kristalrooster door verhitting, wordt thermotroop vloeibaar kristal genoemd. Het is een vloeibare kristalfase die verschijnt als gevolg van temperatuurveranderingen. De vloeibaar-kristalmaterialen die momenteel voor beeldschermen worden gebruikt, zijn in wezen thermotrope vloeibare kristallen.

5. Wat is lyotroop vloeibaar kristal?

Doe wat organische stoffen in een bepaald oplosmiddel en het vloeibare kristal dat wordt gevormd door het oplosmiddel dat het kristalrooster vernietigt, wordt lyotroop vloeibaar kristal genoemd. Het is een vloeibare kristalfase die verschijnt als gevolg van veranderingen in de concentratie van de oplossing, de meest voorkomende is zeepwater enzovoort.

6. Kenmerken van smectische vloeibare kristallen

Smectische fase vloeibare kristallen zijn samengesteld uit staafvormige of strookvormige moleculen. De moleculen zijn gerangschikt in lagen. De lange assen van de moleculen in de laag zijn evenwijdig aan elkaar en de richting kan loodrecht op het vlak zijn of schuin op het vlak. Omdat de moleculen netjes zijn gerangschikt, ligt hun regelmaat dicht bij die van kristallen en heeft het een tweedimensionale volgorde. De positie van het moleculaire zwaartepunt is ongeordend in de laag en kan vrij worden vertaald, zodat het vloeibaar is, maar de viscositeitscoëfficiënt is erg groot. Het molecuul kan heen en weer, links en rechts schuiven, maar kan niet tussen de bovenste en onderste lagen bewegen. Vanwege de hoge ordeningsgraad verschijnt de smectische fase vaak in het lagere temperatuurbereik.

7. Kenmerken van nematisch vloeibaar kristal

De staafvormige moleculen van nematische vloeibare kristallen blijven ook evenwijdig aan de moleculaire asrichting uitgelijnd, maar ze hebben niet de gelaagde structuur van smectische vloeibare kristallen. Het zwaartepunt van de moleculen is chaotisch en ongeordend, maar de oriëntatie van de moleculen (staafjes) is ongeveer hetzelfde, zodat de optische en elektrische eigenschappen van nematische stoffen, namelijk de brekingsindex en diëlektrische constante, langs en loodrecht verschillend zijn aan deze ordelijke ordeningsrichting. Juist omdat de nematische vloeibare kristallen optisch positieve dubbele breking, uniaxialiteit en elektrische diëlektrische constante anisotropie vertonen, is het mogelijk om elektriciteit te gebruiken om optische prestaties of vloeibaar-kristalweergave te regelen. Vergeleken met de smectische fase heeft het nematische vloeibare kristal een lage viscositeit en is het rijk aan vloeibaarheid. De reden voor deze vloeibaarheid is voornamelijk te wijten aan het feit dat elk molecuul van het nematische vloeibare kristal gemakkelijk vrij kan bewegen langs de richting van de lange as. De rangschikking en beweging van moleculen zijn relatief vrij en ze zijn vrij gevoelig voor externe effecten, dus ze worden veel gebruikt. Momenteel zijn de vloeibaar-kristalmaterialen die worden gebruikt in vloeibaar-kristaldisplays, zoals TN, STN, enz., allemaal nematische vloeibaar-kristalmaterialen.

8. De kenmerken van cholesterische vloeibare kristallen:

Na te zijn veresterd of vervangen door halogeen, presenteert cholesterol een vloeibaar-kristalfase, die cholesterisch vloeibaar kristal wordt genoemd. Dit type vloeibaar-kristalmoleculen heeft een platte vorm, is in lagen gerangschikt en de moleculen in de laag zijn evenwijdig aan elkaar. De richting van de lengteas van de moleculen van verschillende lagen verandert enigszins, en ze zijn gerangschikt in een spiraalstructuur langs de normaalrichting van de laag. Wanneer de lange as van verschillende moleculen langs de spiraalrichting is gerangschikt, gaat het door 360. Na de verandering keert het terug naar de oorspronkelijke oriëntatie. Cholesterische vloeibare kristallen zijn erg temperatuurgevoelig. Wanneer de temperatuur verandert, vertonen de cholesterische vloeibare kristallen verschillende kleuren. In de praktijk is het principe van de temperatuurweergave van vloeibare kristallen het gebruik van een reeks cholesterische vloeibare kristallen.

9. Wat is een LCD-scherm?

Introduceer eerst de definitie van elektro-optisch effect. Omdat vloeibaar-kristalmoleculen een vast dipoolmoment hebben, kan het aanleggen van een elektrisch veld ervoor zorgen dat de as van de vloeibaar-kristalmoleculen beweegt, waardoor de rangschikking van de vloeibaar-kristalmoleculen verandert. In een bepaalde weergavemodus kunnen de vloeibaar-kristalmoleculen onstabiel stromen en deze onstabiele toestand verandert afhankelijk van de sterkte van het elektrische veld. Dientengevolge zal de transmissiefunctie van het gepolariseerde licht in de vloeibaar-kristalcel veranderen, de dubbele breking veranderen en het fenomeen van lichtverstrooiing, enz., dat wil zeggen, de optische eigenschappen in de vloeibaar-kristalcel zullen veranderen. Dit fenomeen wordt het elektro-optische effect van het vloeibare kristal genoemd.

Voor het gebruik van verschillende elektro-optische effecten van vloeibare kristallen kunnen de veranderingen in externe omstandigheden zoals elektrisch veld, magnetisch veld, licht en temperatuur van het vloeibare kristal onder bepaalde omstandigheden worden omgezet in zichtbare signalen om een ​​weergave te maken. Dit is een liquid crystal display.

10. LCD-monitoren hebben drie generaties doorgemaakt

De eerste generatie wordt gebruikt in rekenmachines en horloges; de tweede generatie wordt gebruikt in elektronische vertaalmachines, gameconsoles, huishoudelijke apparaten en testapparatuur; de derde generatie wordt gebruikt in verschillende kantoorautomatiseringsapparatuur en nieuwe informatietransmissieapparatuur in de geavanceerde informatiemaatschappij, namelijk personal computers, tekstverwerkers, mobiele telefoons, draagbare kleurentelevisies, enz.

11. Voordelen van LCD:

Plat display, klein formaat, lichtgewicht, gemakkelijk mee te nemen, laag stroomverbruik, lage rijspanning, bijvoorbeeld de werkspanning van de rekenmachine is 2 ~ 5V, het stroomverbruik is ongeveer 0,01 mw, een zilveroxidebatterij kan worden gebruikt voor twee tot drie jaar; lange levensduur, over het algemeen meer dan 50.000 uur; het bevat geen schadelijke stralen, dus het is onschadelijk voor het menselijk lichaam en veroorzaakt niet gemakkelijk oogvermoeidheid; passieve weergave, niet gemakkelijk te wassen door sterk licht en kan in een heldere omgeving worden weergegeven; eenvoudige structuur, geen ingewikkelde machines. Deel enzovoort.

12. Basisstructuur van liquid crystal display:

Verschillende vloeibaar-kristaldisplays hebben verschillende structuren, maar hun basisstructuur is om vloeibaar kristal tussen twee glazen substraten te injecteren en ze af te dichten met afdichtingsmaterialen om een ​​vloeibaar-kristalcel te vormen. De celdikte van de vloeibaar-kristalcel is over het algemeen enkele microns (de diameter van een mensenhaar). Tientallen micrometers), het bovenste en onderste glas zijn geplakt met polarisatoren en een dunne laag van organische polyimide-oriëntatie is bedekt aan de binnenkant van het glassubstraat in de vloeibaar-kristalcel en gewreven in een bepaalde richting. Monteer vervolgens de connectoren, geïntegreerde circuits, besturings- en aandrijfcircuits, printplaten, achtergrondverlichtingsbronnen en structurele onderdelen.

13. Het principe van LCD-scherm:

Neem TN

Het LCD-scherm wordt als voorbeeld genomen om het weergaveprincipe van het LCD-scherm te illustreren. Wanneer de polarisator wordt geplakt op de bovenste en onderste glassubstraten van de vloeibaar-kristalcel waarin het vloeibaar kristal wordt geïnjecteerd, en de optische assen van de bovenste en onderste polarisatoren zijn orthogonaal (het kenmerk van de polarisator is dat alleen licht dat is toegestaan om door een bepaald aspect te gaan), wanneer er geen spanning wordt toegepast, wordt het geïnjecteerd in de vloeibaar-kristalmoleculen van de vloeibaar-kristalcel zijn gerangschikt langs de wrijvingsgroeven van respectievelijk de bovenste en onderste glazen PI (polyimidefilm) op het grensvlak, dus dat de vloeibaar-kristalmoleculen op het oppervlak van de bovenste en onderste glassubstraten van de vloeibaar-kristalcel zijn gerangschikt in een staat van 90 graden gedraaid, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Wanneer het door de achtergrondverlichting uitgestraalde licht door de bovenste polarisator gaat, kan alleen licht dat in één richting trilt, passeren. Vervolgens worden de vloeibaar-kristalmoleculen 90 graden gedraaid om de onderste polarisator te bereiken en gaan ze parallel aan de as van de onderste polarisator, wat een"wit" is; staat. Wanneer een spanning wordt aangelegd, worden de vloeibaar-kristalmoleculen niet beïnvloed door de kleine PI-groeven op de bovenste en onderste glassubstraten, en ze staan ​​in dezelfde richting langs het elektrische veld en zijn 90 graden gedraaid met de richting van de polarisator eronder en het licht kan er niet doorheen, en het licht wordt geblokkeerd. Voor de"zwarte" staat. Met of zonder externe spanning zal de rangschikking van de vloeibaar-kristalmoleculen in de vloeibaar-kristalcel veranderen. Als de asrichting van de bovenste en onderste polarisatoren 90 is. Of het licht dat slechts in één richting trilt, door de vloeibaar-kristalcel kan gaan, hangt af van of er een externe spanning is. Of het slaagt bepaalt het"wit" en"zwart", en het beeld wordt weergegeven op het LCD-scherm. Natuurlijk, de tussenkleuren van"wit" en"zwart" worden bepaald door de tussenpotentiaal van de aangelegde spanning.

14. Wat is normaal gesproken een wit LCD-scherm en normaal gesproken een zwart LCD?

Wanneer de asrichting van de bovenste en onderste polarisatoren 90 is. Als er geen aangelegde spanning is, kan het uitgestraalde licht er doorheen gaan en is het"wit". Wanneer er een aangelegde spanning is, wordt het uitgestraalde licht geblokkeerd en is het"zwart". Dit type liquid crystal display wordt een normaal wit LCD-scherm genoemd. Wanneer de bovenste en onderste polarisatoras

Als het in dezelfde richting is en er geen spanning is, wordt het verlichtende licht geblokkeerd en is het"zwart" op dit moment, en wanneer er een aangelegde spanning is, kan het verlichtende licht er doorheen gaan, en het is"wit" momenteel. Dit type LCD wordt normaal gesproken een zwart LCD-scherm genoemd.

De structuur waarin actieve elementen zoals dunne-filmtransistoren of diodes worden geïnjecteerd met vloeibaar kristalmateriaal wordt actieve matrix-LCD genoemd. Daarom, wat betreft het feit of het actieve componenten bevat, kunnen LCD-schermen met vloeibare kristallen worden onderverdeeld in twee categorieën, passieve matrix-LCD en actieve matrix-LCD. Passieve matrix-LCD en actieve matrix-LCD hebben verschillende rijmethoden en verschillende toepassingen.

Dan volgens het weergavemechanisme:

Passieve matrix LCD en actieve matrix LCD kunnen worden onderverdeeld in vele typen.

Veelgebruikte LCD-schermen met elektro-optisch effect zijn ongeveer als volgt: TN-LCD, STN-LCD, HTN-LCD, FSTN-LCD, TFT-LCD, enz.

16. Kenmerken en toepassingen van TN-LCD

TN-LCD is Twist Nematic Liquid Crystal

De afkorting van Display, dat wil zeggen, twisted nematic liquid crystal display. Het kenmerk van deze weergavemodus is dat de vloeibaar-kristalmoleculen in hoofdzaak evenwijdig aan het substraat zijn gerangschikt, maar de bovenste en onderste vloeibaar-kristalmoleculen zijn uitgelijnd in een gedraaide opstelling en de totale draaihoek is 90°. TN-LCD is het liquid crystal display dat mensen eerder hebben ontdekt, en is ook het meest gebruikte, meest talrijke en goedkoopste liquid crystal display. De beeldschermen van elektronische horloges, rekenmachines, gameconsoles, etc. die we dagelijks zien zijn meestal TN-LCD.

17. Kenmerken en toepassingen van STN-LCD

STN-LCD is Super Twist Nematic

Vloeibaar kristal

De afkorting van Display, dat wil zeggen, super twisted nematic liquid crystal display. Het is qua structuur vergelijkbaar met TN-LCD, behalve dat de draaihoek niet 90° is, maar tussen 180° en 270°. Hoewel alleen de draaihoek anders is, is het werkingsprincipe compleet anders dan dat van TN-LCD. STN-LCD is momenteel een mid-range product geproduceerd door LCD. Het heeft de kenmerken dat het meer informatie weergeeft dan TN-LCD. Het wordt voornamelijk gebruikt in verschillende instrumenten, Chinese displays, notebooks, notebookcomputers, enz.

18. Kenmerken en toepassingen van HTN-LCD

HTN-LCD is High Twist Nematic Liquid Crystal

Display kort voor high-twist nematisch liquid crystal display. Het is qua structuur vergelijkbaar met TN-LCD en STN-LCD, behalve dat de draaihoek tussen 100° en 120° ligt, wat tussen TN-LCD en STN-LCD ligt. Er zijn momenteel niet veel HTN-LCD's en hun prestaties liggen tussen TN-LCD en STN-LCD.

19. Functies en toepassingen van FSTN-LCD

STN-LCD is Film Super Twist Nematic Liquid Crystal

De afkorting van Display, dat wil zeggen, de super twisted nematic liquid crystal display van de compensatiefilm. Film verwijst naar compensatiefilm of vertragingsfilm. Door een laag speciaal verwerkte compensatiefilm kan het de tekortkomingen van STN-LCD overwinnen, en het kan de achtergrondkleur van STN-LCD overwinnen om zwart-wit te worden, dus sommige mensen noemen FSTN-LCD als STN-LCD in zwart en witte modus.

20. Kenmerken en toepassingen van TFT-LCD

TFT-LCD is Thin Film Transistor Liquid Crystal

Display is een afkorting voor Thin Film Transistor Active Matrix Liquid Crystal Display. Elke pixel ervan wordt bestuurd door een (of meer) dunne-filmtransistorschakelaars. In feite is elke pixel een klein vloeibaar-kristalscherm van het TN-type. Het beeld dat door dit type display wordt weergegeven, is helder, flikkervrij, brede kijkhoek (0,5), snelle reactiesnelheid en kan bijna elke grijsschaal weergeven en kan een volledige kleurenweergave bereiken na toevoeging van een kleurenfilter. Vergeleken met andere schermen zoals STN en ferro-elektrische vloeibare kristallen, is TFT-LCD nog steeds de beste in termen van groot gebied, meerdere weergave-inhoud, kleur en grijsschaal. Het heeft de voordelen van het gebruik van transparante substraten zoals glas, geschikt voor transmissieve weergave, goede signaaloverdrachtprestaties, uniforme weergave van halftonen en weergave met grote capaciteit. De hoogste beeldkwaliteit kan worden verkregen met de actieve matrixmethode. Het is momenteel het meest high-end product op de LCD-markt. Het wordt voornamelijk gebruikt in notebooks, lcd-kleuren-tv's, enz. Het fabricageproces van TFT-LCD is relatief ingewikkeld en de prijs is relatief hoog.

21. Kenmerken en toepassingen van ECB-LCD

ECB-LCD is elektrisch gecontroleerd dubbelbrekend vloeibaar kristal

Display is een afkorting voor elektronisch gestuurd dubbelbrekend vloeibaar-kristaldisplay. Dit type display oefent spanning uit op de vloeibaar-kristalcel. Door de diëlektrische anisotropie van het vloeibare kristal verandert de rangschikking van de vloeibaar-kristalmoleculen, wat resulteert in een verandering in de dubbele breking in de vloeibaar-kristalcel. Als de vloeibaar-kristalcel in twee polarisatoren wordt geplaatst, manifesteert de verandering in brekingsindex zich als een verandering in lichttransmissie. Dit elektro-optische effect is om de dubbele breking van de vloeibaar-kristalcel te regelen (ECB:

Elektrisch bestuurd

Dubbele breking), dus het wordt het ECB-effect genoemd. Het ECB-effect is erg belangrijk als het werkingsprincipe van een meerkleurig liquid crystal display-element. Het is geschikt voor meerkleurenweergave op groot scherm met vergrote projectie.

22. Kenmerken en toepassingen van ferro-elektrische LCD-schermen

Het ferro-elektrische vloeibaar-kristaldisplay dat momenteel in ontwikkeling is, maakt gebruik van ferro-elektrisch smectisch vloeibaar kristal, dat wordt gekenmerkt door een extreem hoge responssnelheid (microsecondenniveau) en beeldopslagfunctie. Nadat het aangelegde spanningssignaal is verwijderd, blijft het oorspronkelijke weergegeven beeld behouden.

23. Basiskenmerken van apparaten voor weergave met vloeibare kristallen:

De weergaveprestaties van het liquid crystal display bepalen verschillende items. De basiskenmerken zijn de kleurenweergave van het LCD-scherm, het aantal pixels (dwz de resolutie) en de schermgrootte, pixelpitch, weergavegrootte (weergavebereik), aspectverhouding, helderheid, diafragmaverhouding, grijsgraad en kleurnummer, contrast, reactiesnelheid, normaal wit, normaal zwart, LCD-transmissie, LCD-substraatgrootte. Stel ze apart voor.

24. LCD-kleurendisplay

TFT LCD realiseert kleurenweergave door kleurenfilm te gebruiken om te bestralen en te kleuren door een fluorescentielamp. Wanneer het licht dat door het matrixsubstraat gaat, door de kleurenfilm (CF) gaat, wordt het gekleurd. TFT LCD

Een pixel is verdeeld in RGB3-primaire kleuren (rood, groen, blauw) en elk wordt gekleurd door de bijbehorende RGB-kleurenfilm. Het is een additieve mengmethode die kleurenfilm gebruikt om RGB-licht te mengen om verschillende kleuren te verkrijgen. Het licht van de achtergrondverlichting wordt door de RGB-kleurenfilm in 3 kleuren verdeeld. Het LCD-scherm, dat fungeert als een lichtklep, balanceert en past de hoeveelheid licht van de 3 kleuren aan om de gewenste kleur te verkrijgen.

25. Pixels en schermgrootte

Het LCD-scherm geeft afbeeldingen weer door veel punten (de kleinste eenheid voor het weergeven van tekst en afbeeldingen) te rangschikken om een ​​scherm te vormen. De kleinste punteenheid wordt pixel genoemd. In het kleurendisplay zijn de pixels verdeeld in rood (R), groen (G) en blauw (B), en de drie kleuren samen worden pixels genoemd, en het verdelen van deze pixel in 1/3 van de RBG-punten wordt sub genoemd. -pixels. Afhankelijk van het aantal pixels dat op een scherm is gerangschikt, is de naam van het LCD-scherm ook anders.