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Il principio del pannello a cristalli liquidi (Ye Jingping)
Oct 12, 2017

Il cristallo liquido è una sostanza tra solido e liquido. È un composto organico con regolare disposizione molecolare. Se è riscaldato, formerà uno stato liquido trasparente. Quando si raffredda, apparirà lo stato solido torbido delle particelle cristalline. Ha le caratteristiche di liquido e cristallo, quindi è chiamato cristallo liquido. "Il principio del display a cristalli liquidi semplicemente, è il cristallo liquido posto tra due elettrodi dell'elettricità, la disposizione delle molecole di cristalli liquidi cambierà nell'ordine del l'elettrodo è eccitato, il percorso della luce per cambiare la trasmissione della luce per ottenere il controllo dell'immagine.

Il pannello a cristalli liquidi in base a diversi metodi di controllo può essere diviso in due matrici passive (matrice passiva), LCD e matrice attiva (matrice attiva).

LCD a matrice passiva può essere suddiviso in TN-LCD (LCD Nematic contorto, LCD stordito nematico (Super), LCD TNN LCD, super nemico twistato (doppio LCD) e LCD STN-LCD a strato DSTN-LCD, il doppio super twistato nematic LCD) tre. Il principio del pannello LCD TN, STN, DSTN è fondamentalmente lo stesso, la differenza è che l'angolo di torsione delle molecole di cristalli liquidi è leggermente diverso. Il DSTN (comunemente noto come "pseudo colore") nel computer portatile mostra una macchina da gioco precoce e portatile ampiamente utilizzata. LCD a matrice passiva perché deve prendere in prestito l'immagine esterna della fonte di luce, l'angolo visivo è più piccolo, più lento, la qualità dell'immagine non è elevata, il dispositivo di visualizzazione non è favorevole allo sviluppo del display desktop, ma a causa del basso costo, il mercato è ancora un display che utilizza un LCD a matrice passiva. Per gli LCD a matrice passiva, poiché può essere più sottile, leggero e più efficiente dal punto di vista energetico, può essere molto utile per i computer palmari e i giochi per console se può essere tecnicamente riformato.

Allo stato attuale, il display a cristalli liquidi generalmente adotta lo schermo LCD a matrice attiva, noto anche come TFT-LCD (Thin, FilmTransistor-LCD, LCD a transistor a film sottile). Display a cristalli liquidi TFT è ogni pixel nella foto del transistor integrato, l'area visiva può rendere la luminosità più luminosa e più colorata e più ampio schermo, con risposta veloce, buon contrasto, alta luminosità, ampio angolo di visione, colori ricchi ecc. La traduzione cinese di TFT LCD si chiama display a cristalli liquidi a transistor a film sottile. Dal principio di funzionamento del pannello LCD, possiamo vedere che il display a cristalli liquidi ha bisogno del controllo di tensione per generare la scala di grigi e l'uso di transistor a film sottile per generare tensione per controllare lo sterzo LCD è chiamato TFT LCD. Pannello LCD TFT, dall'esterno verso l'interno rispettivamente dalla piastra polarizzante, substrato di vetro, filtro colore, depositato sul substrato di vetro dell'elettrodo transistor FET (TFT), un elettrodo comune, cristallo liquido, la stessa deposizione su substrato di vetro su il fondo della piastra polarizzante, retroilluminazione (luce) per formare e retroilluminazione. La luce viene trasmessa attraverso lo strato inferiore ed è controllata dal cristallo liquido e dalla piastra polarizzante e l'immagine colorata viene generata dalla piastra del filtro.

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Dalla vista della sezione superiore, i due strati superiore e inferiore di vetro sono racchiusi da cristalli liquidi, formando così un condensatore a piastre parallele, che chiamiamo CLC (condensatore, di, liquido, cristallo). La sua dimensione è di circa 0,1 pF, ma in pratica il condensatore non mantiene la tensione fino alla prossima volta che aggiorna i dati dell'immagine. Cioè, quando il TFT sta caricando il condensatore, non può mantenere la tensione fino alla prossima volta che TFT lo carica di nuovo. (per aggiornare la frequenza in uno schermo generale a 60Hz, è necessario un tempo di mantenimento di circa 16ms. In questo modo, la tensione viene cambiata e la scala di grigi non viene visualizzata correttamente, quindi nella progettazione del pannello verrà aggiunto un condensatore di memoria CS (storage capacitor ~ 0.5pF), in modo che la carica di tensione possa essere mantenuta fino alla prossima volta per aggiornare l'immagine, ma il corretto, lungo nel vetro sulla stessa TFT, è solo un tubo di cristallo prodotto dallo switch. determinare se la tensione sul driver della sorgente LCD è stata caricata fino a questo punto. Per quanto riguarda l'altezza della tensione del punto, in modo che la scala dei grigi sia visualizzata è determinata dall'LCD esterno, dalla sorgente e dal driver.

Polarizzatore

Dalla fisica delle scuole superiori, abbiamo compreso l'onda della luce, la direzione dell'onda luminosa è perpendicolare al campo elettrico e al campo magnetico, e le componenti elettriche e magnetiche della luce stessa sono perpendicolari l'una all'altra. Vale a dire, la direzione di marcia, il campo elettrico e le componenti del campo magnetico sono 22 parallele tra loro. Il polarizzatore agisce come un recinto, bloccando la componente verticale della recinzione, consentendo il passaggio attraverso la recinzione solo dei componenti paralleli. Quindi, se prendiamo un polarizzatore e guardiamo la luce, ci sentiamo come se stessimo indossando occhiali da sole, e la luce diventa più scura. Ma se metti insieme due pezzi di polarizzatore, è diverso. Quando si ruota l'angolo relativo delle due piastre polarizzanti, si scoprirà che la luminosità della luce diventa più scura con l'angolo relativo. Quando gli angoli delle due piastre polarizzanti sono perpendicolari tra loro, la luce è completamente fuori strada. Il display a cristalli liquidi è quello di utilizzare questa funzione per completare, il cristallo liquido è riempito tra il recinto superiore e inferiore due, la piastra polarizzante perpendicolare e il controllo a cristalli liquidi utilizzando la rotazione del campo elettrico, per cambiare la direzione della luce, in modo che il campo di diverse dimensioni, formano una diversa luminosità in scala di grigi.

Filtro colorato

Se guardi il pannello LCD con una lente d'ingrandimento, lo vedrai come mostrato nella figura sotto. Sappiamo che il rosso, il blu e il verde sono chiamati colori primari. Vale a dire, puoi mescolare colori diversi con questi tre colori. Molti display a schermo piatto utilizzano questo principio per visualizzare il colore. Dividiamo i tre colori di RGB in tre punti separati, ciascuno con diverse variazioni di scala di grigi, e quindi prendiamo i tre punti di visualizzazione RGB adiacenti come unità di base di visualizzazione, ovvero pixel. Quindi questo pixel può avere cambi di colore diversi. Quindi, per uno schermo che richiede una risoluzione di 1024 * 768, possiamo visualizzare correttamente questa immagine fino a quando abbiamo 1024 * 768 pixel nella composizione di questo display a schermo piatto. Nel diagramma, la parte nera tra i punti di ogni RGB è chiamata matrice nera. Viene principalmente utilizzato per coprire parti che non sono destinate a passare attraverso la luce. Ad esempio, alcune linee ITO o linee Cr / Al o parti di TFT. Quindi, come vediamo nel diagramma, l'evidenziazione di ogni RGB non è un rettangolo, e nell'angolo in alto a sinistra c'è anche una parte che è oscurata dalla matrice nera. Questa parte nera mancante è dove si trova TFT.

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Questa è una disposizione di filtri di colore comune. L'allineamento delle strisce (striscia) è più spesso utilizzato nei prodotti OA, è il nostro computer portatile o desktop comune e così via. Perché questa applicazione è a strisce? Il motivo è ora il software, principalmente nell'interfaccia della finestra. Vale a dire, il contenuto dello schermo di ciò che vediamo è molto, che va dalle dimensioni della parte della scatola. La forma della striscia, può solo fare il bordo della scatola, guardare dritto, e non ci sarà una linea dritta, avrà un aspetto peloso o una sensazione frastagliata. Ma se è usato in AV il prodotto, non è lo stesso. Poiché il segnale TV è in gran parte caratteri, i caratteri della linea non sono diritti, il contorno è la curva più irregolare. Quindi l'inizio, utilizzato nei prodotti AV è l'uso di una disposizione di mosaico (mosaico, o chiamata disposizione diagonale). Tuttavia, i recenti prodotti AV sono stati migliorati per utilizzare la disposizione triangolare (triangolo o chiamata disposizione delta). Oltre alla suddetta disposizione, esiste una disposizione chiamata matrice quadrata. Non è la stessa cosa di prima, è che non è a tre punti come un pixel, ma con quattro punti come un pixel. e la combinazione di quattro punti forma un quadrato.

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Luce posteriore

In generale, lo schermo CRT è l'uso di un elettrone ad alta velocità che emette elettroni, polvere fluorescente soffiata sullo schermo d'argento, per produrre luce, per visualizzare un'immagine. Tuttavia, lo schermo LCD può solo controllare la luminosità della luce attraverso la luce stessa non ha alcuna funzione. Pertanto, il display a cristalli liquidi deve aggiungere una scheda di retroilluminazione, per fornire una luce ad alta luminosità e una distribuzione uniforme della luminosità. Noi mappiamo la struttura della sezione sul display LCD TFT nelle parti principali della scheda retroilluminazione e una lampada (tubo catodico freddo), piastra di riflessione, piastra guida luce, foglio prisma, piastra di diffusione e così via. La lampada è principalmente parti luminose. La piastra guida luminosa, la distribuzione della luce ovunque. E la piastra riflettente sarà limitata solo alla direzione del display LCD TFT. Infine, con il foglio del prisma e l'aiuto della piastra di diffusione della luce. Distribuito uniformemente a ciascuna regione, al TFT LCD viene fornita una fonte di luce intensa, mentre il display LCD TFT controlla la rotazione del cristallo liquido controllando la luminosità della luce per formare una scala di grigi diversa.

Sigillante e distanziatore

Nella sezione LCD della struttura TFT e struttura del telaio di due tipi di colla e distanziale. Utilizzare la colla per telaio, è per fare il pannello LCD nei due strati superiore e inferiore di vetro, può aderire strettamente, e fornisce un pannello di molecole di cristalli liquidi e al di fuori della barriera, quindi la colla per telaio come il suo nome è intorno alla circonferenza di il pannello, le molecole di cristalli liquidi saranno limitate all'interno del riquadro della scatola. Il distanziatore serve principalmente a fornire supporto sui due strati di vetro, deve essere distribuito uniformemente sul substrato di vetro, ma altrimenti causato dalla distribuzione non uniforme del distanziatore insieme, ostacolerà il passaggio della luce e non può mantenere lo spazio appropriato tra due pezzi di vetro su quello che sarà il fenomeno della distribuzione irregolare del campo elettrico, influenzando in tal modo le prestazioni del lcd a scala di grigi.

Rapporto di apertura

Una delle specifiche più importanti del display LCD è la luminosità e il fattore più importante che determina la luminosità è il rapporto di apertura. Qual è il tasso di apertura? In termini semplici, il rapporto tra le aree effettive che la luce può attraversare. A sinistra della figura c'è un display a cristalli liquidi, visto dall'alto o dal basso. Quando la luce emessa dal pannello di retroilluminazione, non tutta la luce può passare attraverso il pannello, per esempio al segnale di guida LCD del chip sorgente e del chip del gate driver per percorrere la linea, e il TFT stesso, e conservati per un condensatore di accumulo di tensione e così via. Oltre a questi luoghi non è completamente trasparente, ma anche perché il controllo attraverso queste parti della luce non è influenzato dalla tensione, e non può visualizzare il livello di grigio corretto, quindi è necessario utilizzare la matrice nera per coprire, per evitare interferenze a la luminosità corretta di un'altra regione traslucida. Quindi, le aree chiare effettive vengono lasciate fino al lato destro dell'immagine. Questa area di trasmittanza efficace, che è chiamata rapporto di apertura, è proporzionale all'area complessiva.

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Quando la luce emessa dal pannello di retroilluminazione può passare in sequenza attraverso la piastra polarizzante, il vetro, il cristallo, il filtro colorato e così via. Se le varie parti della velocità di penetrazione sono le seguenti: piastra polarizzata al 50% (poiché la polarizzazione della luce consentiva solo una direzione del 95%), vetro (necessario calcolare i due superiore e inferiore), cristallo liquido, 95% la velocità di apertura del 50% (solo metà dell'area di trasmissione effettiva), 27% (presupponendo che il materiale di filtraggio del colore chiaro stesso abbia un tasso di penetrazione dell'80%, ma poiché il filtro stesso è rivestito di colore, può solo consentire il colore di.) Per il tricolore RGB , solo tre possono essere ammessi, uno dei quali viene passato, quindi rimane solo 1/3 della luminosità, quindi è solo dell'80% * 33% = 27%. Al tasso di penetrazione sopra indicato, la luce proveniente dalla scheda di retroilluminazione essere lasciato al 6%, è davvero scadente, per questo dovresti cercare di aumentare la velocità di apertura del design del display LCD TFT. Finché la velocità di apertura aumenta, la luminosità può essere aumentata e la luminosità della piastra di retroilluminazione non è così alto allo stesso tempo, il consumo di energia e il costo possono essere salvati.

Schema schematico del circuito del pannello LCD

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Dalla figura sopra, possiamo sostanzialmente capire la struttura del circuito del pannello LCD. A causa dell'elevato numero di circuiti di bordo che utilizzano un microcontroller ad alta integrazione e una scheda multistrato patch, e grazie alla manutenzione del pannello LCD alle elevate esigenze delle apparecchiature, rende difficile la manutenzione dei chip del pannello LCD. Pertanto, nel lavoro di manutenzione effettivo, oltre ad alcuni errori comuni e problemi comuni, di solito non miriamo a mantenere il pannello LCD. Qui, stiamo semplicemente esaminando il diagramma a blocchi schematico del circuito del pannello in modo che la nostra comprensione del pannello sia ulteriormente approfondita.