Ecranul LCD TFT este un nume abreviat pentru un afișaj cu cristale lichide pe tranzistori subțiri. Secțiunea transversală a panoului TFT este prezentată în Fig.
Fig.1 Secțiunea panoului TFT
Introducere în structura LCD. Polarizatoare.
Polarizatorul superior poate polariza lumina împrăștiată din polarizare aleatorie într-o direcție dată de polarizare. Înainte de a aplica câmpul electric la electrozi, cristalele lichide sunt aliniate într-o structură răsucite. Lumina în acest caz se schimbă în conformitate cu structura răsucită a cristalelor lichide. Polarizatorul inferior este orientat perpendicular pe polarizatorul superior. Când lumina ajunge la polarizatorul inferior, ambele polarizatoare sunt aliniate unul cu celălalt. Lumina poate trece prin ele fără obstacole, așa cum se arată în Fig.
Fig.2 Structura twisted a cristalelor lichide
Substrat de sticlă, substrat TFT și substrat de filtru de culoare
Cu ajutorul tehnologiilor fotolitografice de înaltă precizie, se aplică un model pe substratul de sticlă pentru transferul secvențial pas cu pas a imaginilor unei multitudini de electrozi de pe ecranul LCD (figura 3). Sticla TFT are la fel de multe tranzistoare ca și pixelii pe afișaj, iar sticla color oferă o sticlă de filtrare color care are un filtru de culoare. Mișcarea cristalelor lichide este cauzată de diferența de potențial dintre electrozii localizați pe sticla TFT și sticla filtrului de culoare și această mișcare a cristalelor lichide conduce la generarea de culori și determină de asemenea luminozitatea ecranului LCD.
Fig.3 Substraturi din sticlă ale filtrului TFT și color
Cristalele lichide sunt substanțe aproape transparente care prezintă simultan proprietățile unui cristal și a unui lichid. Două plăci de sticlă, etanșate cu rășină epoxidică și având o fantă în colțul din stânga, permit introducerea cristalelor lichide (în vid) până la sigilarea finală a plăcilor de sticlă. Diferența de potențial determină orientarea cristalelor lichide. Diferențele în orientarea cristalelor lichide conduc la diferențe în transmisie (sau reflexie) și culorile rezultate în cazul în care se utilizează polarizatoare și un filtru de culoare. Cristalele lichide sunt substanțe care demonstrează diferite faze (solid, cristal lichid sau lichid) la temperaturi diferite (figura 4).
Fig.4 Faze diferite ale unei substanțe cu cristale lichide
Filmul este aplicat pe două plăci de sticlă (superioare și inferioare), și are o serie de caneluri paralele care asigură alinierea moleculelor cu cristale lichide în direcția corespunzătoare (ric.5 are un număr de caneluri paralele care asigură alinierea moleculelor cu cristale lichide în direcția corespunzătoare).
Fig.5 Alinierea moleculelor de cristale lichide
Introducere în gestionarea cristalelor lichide
Dezvoltarea cristalelor lichide
Figura 6. Reacția substanței lichide la aplicarea unui câmp extern
Cum funcționează cristalele lichide
Atunci când tensiunea este aplicată celor doi electrozi ai LCD-ului, moleculele de cristale lichide sunt "netwisted", cu atât mai puternic cu atât este mai mare potențialul aplicat (Figura 6). Sensibilitatea la stresul electric este una din principalele caracteristici ale cristalelor lichide. Figura 7 prezintă modul normal de funcționare alb al ecranului LCD. Lumina poate trece prin straturile de cristale lichide, până când nu li se aplică nici o diferență de potențial, iar moleculele cristalelor lichide vor schimba orientarea planului luminos în funcție de propriile unghiuri. Cu toate acestea, atunci când se aplică tensiunea, moleculele de cristale lichide vor "dezlipi" și "îndrepta" lumina îndreptată spre filtrul superior de polarizare. Prin urmare, lumina nu poate trece prin zona activă LCD, iar această zonă va fi mai închisă decât zonele înconjurătoare.
Figura 7 Trecerea luminii pe ecranul LCD
Metoda de control al cristalelor lichide
Figura 8 prezintă schema de control pentru cristale lichide. Într-o perioadă de timp selectată, comutatorul este închis și se aplică o tensiune de intrare la cristalele lichide, ceea ce duce la o schimbare în orientarea moleculelor de cristale lichide. Când întrerupătorul este oprit, o anumită încărcare este stocată în Clc, în timp ce valoarea de tensiune a lui Clc va scădea în timp. Pentru a extinde capacitatea de stocare a încărcării, se poate considera că se adaugă paralel cu condensatorul de stocare Clc Cst.
Fig.8 Schema de control al cristalelor lichide
De fapt, cristalul lichid trebuie să fie controlat de o tensiune alternativă. Pentru a activa LCD, tensiunea este aplicată numai atunci când comutatorul este pornit, după care întrerupătorul este imediat deconectat. În unele cazuri, tensiunea pe cristalele lichide va scădea din cauza scurgerilor. Pentru a preveni această situație, putem folosi un condensator paralel pentru a compensa tensiunea de scurgere. Pe măsură ce capacitatea Cst crește, forma de tensiune pe ea se apropie de meander (figura 9).
Fig.9 Acțiunea de compensare a condensatorului de stocare
Cum funcționează ecranul TFT LCD?
TFT acționează ca un comutator. Ieșirea declanșatorului TFT este conectată la linia de scanare, ieșirea sursă este conectată la linia de date, iar ieșirea de scurgere este conectată la Clc și Cst. Când declanșatorul este activat (selectat pe linia de scanare), canalul TFT este deschis și datele de imagine vor fi înregistrate în Clc și Cst. Atunci când declanșatorul nu este selectat, canalul TFT este închis (figura 10).
Fig.10 Schema de funcționare a celulei TFT-LCD
Baza structurii TFT-LCD
Baza structurii TFT-LCD conține cristale lichide, două polarizatoare și plăci de sticlă: substratul superior al filtrului de culoare și substratul inferior al matricei TFT. Substanța cu cristale lichide este injectată între aceste două plăci de sticlă (figura 11).
Fig.11 Structura TFT-LCD
Controlul fluxului de lumină
Prin controlul amplitudinea tensiunii de intrare aplicată cristale lichide, puteți modifica aranjarea moleculelor, orientarea și direcția lor, ceea ce va duce la o modificare corespunzătoare a volumului fluxului luminos care trece prin cristale lichide (Figura 12).
Fig.12 Reglarea fluxului luminos
Când un flux de lumină trece printr-un filtru de culoare integrat în geamul colorat superior, fiecare pixel imagine individual este format prin amestecarea elementelor de bază RGB (R-roșu, G-verde și B-albastru). Dacă elementele pixelului roșu, verde și albastru sunt selectate în proporție egală, va fi generată lumină albă. Prin ajustarea raportului dintre aceste trei elemente, se obține numărul necesar de culori diferite.
Fig.13 Formarea culorilor
Trimiteți-le prietenilor: