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Das Prinzip der Flüssigkristallanzeige (Ye Jingping)
Oct 12, 2017

Flüssigkristall ist eine Substanz zwischen fest und flüssig. Es ist eine organische Verbindung mit regelmäßiger molekularer Anordnung. Wenn es erhitzt wird, wird es einen transparenten flüssigen Zustand bilden. Wenn es abgekühlt ist, wird der trübe Festkörper der kristallinen Teilchen erscheinen. Es hat die Eigenschaften von Flüssigkeit und Kristall, so wird es Flüssigkristall genannt. "Das Prinzip der Flüssigkristallanzeige einfach ist der Flüssigkristall, der zwischen zwei Elektroden der Elektrizität gelegt wird, wird die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle in der Reihenfolge der ändern Elektrode aktiviert ist, der Lichtweg, um die Übertragung von Licht zu ändern, um die Kontrolle über das Bild zu erreichen.

Flüssigkristall-Panel nach verschiedenen Steuerungsmethoden kann in passive Matrix (passive Matrix), LCD und aktive Matrix (aktive Matrix) LCD zwei unterteilt werden.

Passive Matrix-LCD kann in TN-LCD (Twisted Nematic-LCD, LCD STN-LCD verdrillt nematisch (Super), TN-LCD, Super Twisted Nematic (Doppel-LCD) und DSTN-LCD-Schicht STN-LCD, die Doppel-Super-Twisted unterteilt werden nematische LCD) drei. Das Prinzip von TN, STN, DSTN LCD-Panel ist grundsätzlich das gleiche, der Unterschied ist der Twist-Winkel der Flüssigkristallmoleküle sind leicht unterschiedlich. Die DSTN (allgemein bekannt als "Pseudofarbe") im Notebook-Computer zeigen frühe und Handspielmaschine weit verbreitet. Passive Matrix LCD, weil es die äußere Lichtquelle Bildgebung ausleihen muss, ist der Sichtwinkel kleiner, langsamer, die Bildqualität ist nicht hoch, das Display-Gerät ist nicht förderlich für die Entwicklung der Desktop-Display, sondern aufgrund der niedrigen Kosten, der Markt ist immer noch ein Display mit einem Passiv-Matrix-LCD. Da es dünner, leichter und energieeffizienter sein kann, kann es bei passiven Matrix-LCDs für Handheld-Computer und Konsolenspiele sehr nützlich sein, wenn es technisch reformiert werden kann.

Gegenwärtig verwendet die Flüssigkristallanzeige im Allgemeinen die Aktivmatrix-LCD, die auch als TFT-LCD (Thin, FilmTransistor-LCD, Dünnfilmtransistor-LCD) bekannt ist. TFT-Flüssigkristallanzeige ist jeder Pixel im Bild des eingebauten Transistors, Sichtbereich kann die Helligkeit heller und bunter und breiter Bildschirm machen, mit schneller Antwort, gutem Kontrast, hoher Helligkeit, großem Betrachtungswinkel, reichen Farben usw. Die chinesische Übersetzung von TFT-LCD heißt Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige. Vom Funktionsprinzip des LCD-Panels können wir sehen, dass die Flüssigkristallanzeige eine Spannungssteuerung benötigt, um Graustufen zu erzeugen, und die Verwendung von Dünnschichttransistoren zur Erzeugung einer Spannung zur Steuerung der LCD-Steuerung wird als TFT-LCD bezeichnet. TFT LCD-Panel, von außen nach innen jeweils durch die Polarisationsplatte, Glassubstrat, Farbfilter, auf dem Glassubstrat der FET-Transistor (TFT) -Elektrode abgeschieden, eine gemeinsame Elektrode, Flüssigkristall, die gleiche Abscheidung auf Glassubstrat auf die Unterseite der polarisierenden Platte, Hintergrundbeleuchtung (Licht) zu bilden und Rücklicht. Das Licht wird durch die untere Schicht übertragen und wird durch den Flüssigkristall und die Polarisationsplatte gesteuert, und das bunte Bild wird durch die Filterplatte erzeugt.

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Aus der Sicht des oberen Abschnitts sind die oberen und unteren zwei Glasschichten sandwichartig mit Flüssigkristallen umgeben, wodurch ein Parallelplattenkondensator gebildet wird, den wir CLC (Kondensator, Flüssigkeit, Kristall) nennen. Seine Größe beträgt ungefähr 0,1 pF, aber in der Praxis hält der Kondensator die Spannung nicht bis zum nächsten Mal, wenn er die Bilddaten aktualisiert. Das heißt, wenn der TFT den Kondensator auflädt, kann er die Spannung nicht halten, bis der TFT ihn das nächste Mal wieder auflädt. (Um die Frequenz in einem allgemeinen 60Hz Bildschirm zu aktualisieren, dauert es ungefähr 16ms Zeit zu warten. Auf diese Weise wird die Spannung geändert und die Grauskala wird falsch angezeigt. So in der Schalttafel-Design, wird ein Speicherkondensator CS (Speicher Kondensator ~ 0,5pF), so dass die Spannung geladen werden kann, bis das nächste Mal, um das Bild zu aktualisieren, aber die richtige, lange im Glas auf dem TFT selbst, nur eine Kristallröhre durch den Schalter produziert Bestimmen, ob die Spannung an dem LCD-Quellentreiber auf diesen Punkt geladen ist, wie hoch die Spannung ist, die der Punkt anzeigt, so dass die Graustufe angezeigt wird, wird durch das äußere LCD, die Quelle und den Treiber bestimmt.

Polarisator

Aus der Highschool-Physik haben wir die Lichtwelle verstanden, die Richtung der Lichtwelle ist senkrecht zum elektrischen Feld und dem Magnetfeld, und die elektrischen und magnetischen Komponenten des Lichts selbst stehen senkrecht aufeinander. Das heißt, die Fahrtrichtung, das elektrische Feld und die Magnetfeldkomponenten sind parallel zueinander. Der Polarisator wirkt wie ein Zaun und blockiert die vertikale Komponente des Zauns, so dass nur parallele Komponenten den Zaun passieren können. Wenn wir also einen Polarisator aufheben und auf das Licht schauen, fühlen wir uns, als würden wir eine Sonnenbrille tragen und das Licht wird dunkler. Aber wenn Sie zwei Polarisatoren zusammensetzen, ist das anders. Wenn Sie den relativen Winkel der beiden Polarisationsplatten drehen, werden Sie feststellen, dass die Helligkeit des Lichts mit dem relativen Winkel dunkler wird. Wenn die Winkel der zwei Polarisationsplatten senkrecht zueinander sind, ist das Licht vollständig aus dem Weg. Die Flüssigkristallanzeige soll dieses Merkmal verwenden, um den Flüssigkristall zwischen den oberen und unteren zwei Zaun, die senkrechte Polarisationsplatte und die Flüssigkristallsteuerung unter Verwendung der elektrischen Felddrehung zu füllen, um die Richtung des Lichtes zu ändern, damit das elektrische In verschiedenen Größen bilden sie unterschiedliche Grauwerte.

Farbfilter

Wenn Sie das LCD-Panel mit einer Lupe betrachten, sehen Sie es wie in der Abbildung unten dargestellt. Wir wissen, dass Rot, Blau und Grün Grundfarben genannt werden. Das heißt, Sie können verschiedene Farben mit diesen drei Farben mischen. Viele Flachbildschirme verwenden dieses Prinzip zur Anzeige von Farben. Wir unterteilen die drei Farben von RGB in drei separate Punkte mit jeweils unterschiedlichen Graustufenänderungen und nehmen dann die benachbarten drei RGB-Anzeigepunkte als eine Grundeinheit der Anzeige, d. H. Pixel, auf. Dann kann dieses Pixel unterschiedliche Farbänderungen aufweisen. Für einen Bildschirm, der eine Auflösung von 1024 * 768 erfordert, können wir dieses Bild korrekt anzeigen, solange wir 1024 * 768 Pixel in der Zusammensetzung dieses Flachbildschirms haben. Im Diagramm wird der schwarze Teil zwischen den Punkten jedes RGB als schwarze Matrix bezeichnet. Es wird hauptsächlich zur Abdeckung von Teilen verwendet, die nicht durch das Licht gehen sollen. Zum Beispiel einige ITO-Linien oder Cr / Al-Linien oder Teile von TFT. Wie wir im Diagramm sehen, ist die Hervorhebung jedes RGB kein Rechteck, und in der oberen linken Ecke befindet sich auch ein Teil, der durch die schwarze Matrix verdeckt wird. Dieses schwarze fehlende Teil ist wo TFT ist.

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Dies ist eine übliche Farbfilteranordnung. Die Streifenausrichtung (Streifen) wird am häufigsten in OA-Produkten verwendet, es ist unser gewöhnlicher Laptop oder Desktop-Computer und so weiter. Warum ist diese Anwendung mit Streifen angeordnet? Der Grund ist die Software jetzt meistens in der Fensteroberfläche. Das heißt, der Bildschirminhalt dessen, was wir sehen, ist sehr groß und reicht von der Größe des Kartons. Die Streifenform, kann gerade den Kastenrand bilden, geradeaus schauen, und es gibt keine gerade Linie, wird haarige Kante oder gezacktes Gefühl schauen. Aber wenn es in AV das Produkt verwendet wird, ist nicht das Gleiche. Da das TV-Signal hauptsächlich Zeichen ist, sind die Zeichen der Zeile nicht gerade, die Kontur ist am meisten unregelmäßig. Also der Anfang, in AV-Produkten verwendet wird, ist die Verwendung einer Mosaik-Anordnung (Mosaik, oder Diagonale Anordnung genannt). Neuere AV-Produkte wurden jedoch verbessert, um eine dreieckige Anordnung (Dreieck oder Delta-Anordnung) zu verwenden. Zusätzlich zu der obigen Anordnung gibt es eine Anordnung, die quadratische Anordnung genannt wird. Es ist nicht dasselbe wie vorher ist, dass es nicht mit drei Punkten als ein Pixel, sondern mit vier Punkten als ein Pixel ist. und Vierpunktkombination bilden ein Quadrat.

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Rücklicht

Im Allgemeinen ist die CRT-Bildschirm die Verwendung von High-Speed-Elektronenkanone emittiert Elektronen, fluoreszierendes Pulver blasen in der Leinwand, um Licht zu erzeugen, um ein Bild anzuzeigen. Allerdings kann das LCD selbst nur die Helligkeit des Lichts steuern, da das Licht selbst keine Funktion hat. Daher muss die Flüssigkristallanzeige eine Hintergrundbeleuchtungskarte hinzufügen, um ein Licht mit hoher Helligkeit und eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung bereitzustellen. Wir Karte Abschnitt Struktur auf dem TFT-LCD kann in den Hauptteilen der Hintergrundbeleuchtung und eine Lampe (Kaltkathodenröhre), Reflexionsplatte, Lichtleitplatte, Prismenplatte, Streuscheibe und so weiter gesehen werden. Die Lampe ist hauptsächlich leuchtende Teile. Die Lichtleitplatte, die Lichtverteilung überall. Und die reflektierende Platte wird nur auf die TFT-LCD-Richtung beschränkt sein. Schließlich helfen die Prismenfolie und die Lichtstreuplatte. Gleichförmig auf jeden Bereich verteilt, wird eine helle Lichtquelle für das TFT-LCD bereitgestellt, während das TFT-LCD die Drehung des Flüssigkristalls steuert, indem die Helligkeit des Lichts gesteuert wird, um eine andere Grauskala zu bilden.

Dichtmittel und Abstandshalter

Im Schnitt LCD der TFT-Struktur und Rahmenstruktur von zwei Arten von Leim und Spacer. Verwenden Sie den Rahmen Kleber, ist es, das LCD-Panel in der oberen und unteren zwei Schichten von Glas, kann eng haften, und bietet eine Tafel von Flüssigkristall-Moleküle und außerhalb der Barriere, so dass der Rahmen Kleber wie der Name ist um den Umfang von die Platte, die Flüssigkristallmoleküle werden auf innerhalb des Kastenfeldes beschränkt sein. Spacer dient hauptsächlich zur Unterstützung der beiden Glasschichten, es muss gleichmäßig auf dem Glassubstrat verteilt sein, aber sonst verursacht durch die ungleichmäßige Verteilung des Spacers zusammen, behindert es den Durchgang von Licht und kann nicht die geeignete Lücke zwischen zwei beibehalten Glasstücke auf dem, dass das Phänomen der ungleichmäßigen Verteilung des elektrischen Feldes sein wird, wodurch die Leistung von Graustufen LCD beeinflussen.

Blendenzahl

Eine der wichtigsten Spezifikationen in LCD ist die Helligkeit, und der wichtigste Faktor, der die Helligkeit bestimmt, ist das Öffnungsverhältnis. Was ist die Eröffnungsrate? In einfachen Worten, das Verhältnis der effektiven Bereiche, die Licht passieren kann. Auf der linken Seite der Abbildung befindet sich eine Flüssigkristallanzeige, von oben oder von rechts betrachtet. Wenn das von der Hintergrundbeleuchtungskarte emittierte Licht nicht das gesamte Licht durch die Platte passieren kann, beispielsweise zu dem LCD-Treibersignal des Quellchips und des Gate-Treiberchips für die Leitung und den TFT selbst, und gespeichert für einen Spannungsspeicherkondensator und so weiter. Zusätzlich zu diesen Orten ist nicht vollständig transparent, sondern auch, weil die Kontrolle durch diese Teile des Lichts nicht durch Spannung beeinflusst wird, und kann nicht die richtige Graustufe anzeigen, so sind erforderlich, schwarze Matrix zu verwenden, um zu vermeiden, zu stören die korrekte Helligkeit anderer durchscheinender Region. Die effektiven Lichtbereiche bleiben also so weit wie die rechte Seite des Bildes zeigt. Dieser Bereich der effektiven Durchlässigkeit, der als Öffnungsverhältnis bezeichnet wird, ist proportional zur Gesamtfläche.

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Wenn das Licht von der Backlight-Board emittiert wird, kann sequentiell durch die Polarisationsplatte, Glas, Kristall, Farbfilter und so weiter. Wenn die verschiedenen Teile der Penetrationsrate wie folgt ist: 50% Polarisationsplatte (weil die Lichtpolarisation nur eine einzige Richtung um 95% erlaubt), Glas (müssen die oberen und unteren zwei berechnen), Flüssigkristall, 95% der Öffnungsrate von 50% (nur die Hälfte der effektiven Übertragungsfläche), 27% (unter der Annahme, das Licht Farbfiltermaterial selbst Penetrationsrate betrug 80%, aber weil der Filter selbst mit Farbe beschichtet ist, kann nur die Farbe durch. Für die RGB-Trikolore Es sind nur drei erlaubt, von denen eine übergeben wird, so dass nur 1/3 der Helligkeit übrig bleibt.So ist es nur 80% * 33% = 27% .Zu der oben genannten Penetrationsrate wird nur das Licht von der Hintergrundbeleuchtungskarte 6% zu lassen, ist wirklich schlecht. Deshalb sollten Sie versuchen, die Aperturrate im Design von TFT-LCD zu erhöhen. Solange die Öffnungsrate erhöht wird, kann die Helligkeit erhöht werden, und die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtungsplatte ist nicht So hoch können gleichzeitig der Stromverbrauch und die Kosten eingespart werden.

Schematische Darstellung der LCD-Panel-Schaltung

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Aus der obigen Abbildung können wir grundsätzlich die Schaltungsstruktur des LCD-Panels verstehen. Aufgrund der großen Anzahl von On-Board-Schaltungen mit hoher Integration Mikro-Gerät und Patch-Multilayer-Platine, und wegen der Wartung von LCD-Panel zu den hohen Anforderungen an die Ausrüstung, macht es die Wartung der LCD-Panel-Chip. Daher ist es bei den eigentlichen Wartungsarbeiten, neben einigen üblichen Fehlern und üblichen Problemen, normalerweise nicht darauf ausgerichtet, das LCD-Panel zu warten. Hier gehen wir nur durch das Blockschaltbild des Schaltplans, so dass unser Verständnis für das Panel weiter vertieft wird.