Liquid crystal display: wat is LCD en hoe werkt het?

Inhoudsopgave:

Liquid crystal display: wat is LCD en hoe werkt het?
Liquid crystal display: wat is LCD en hoe werkt het?
Anonim

Leer wat een LCD is, waar het uit bestaat, hoe het werkt en hoe het werkt Liquid Crystal Display (LCD) is een plat scherm dat een afbeelding reproduceert met behulp van vloeibare kristallen. Het kan monochroom zijn of enkele miljoenen kleuren weergeven. Een kleurenafbeelding wordt gevormd met behulp van RGB-triaden (RGB is een model voor de vorming van kleuren uit respectievelijk rood, groen en blauw, Engels rood, groen, blauw).

Hoe worden liquid crystal displays gebouwd?

LCD-scherm bestaat uit:

van verticale en horizontale onderling loodrechte polarisatiefilters, waartussen zich vloeibare kristallen bevinden, die op hun beurt worden bestuurd door transparante elektroden die zijn aangesloten op de besturingsprocessor, en van een kleurenfilter; aan de achterkant zit een lichtbron (meestal twee horizontale lampen met helder wit "daglicht"). Vloeibare kristallen zijn in een specifieke volgorde gerangschikt, waardoor een mozaïek ontstaat om een afbeelding te vormen. Het elementaire deeltje van dit mozaïek wordt een subpixel genoemd. Elke subpixel is opgebouwd uit een laag vloeibare kristalmoleculen.

Het werkingsprincipe van het liquid crystal display
Het werkingsprincipe van het liquid crystal display

Polarisatiefilters

- dit zijn stoffen die via zichzelf die component van de lichtgolf doorgeven, waarvan de elektromagnetische inductievector in een vlak evenwijdig aan het optische vlak van het filter ligt. Het andere deel van de lichtstroom zal niet door het filter gaan. Bij afwezigheid van vloeibare kristallen tussen onderling loodrechte polarisatiefilters, zijn het de filters die de doorgang van licht zouden blokkeren. Het oppervlak van transparante elektroden, dat in contact staat met vloeibare kristallen, wordt behandeld voor de initiële geometrische oriëntatie van moleculen in één richting. Wanneer er stroom op de elektroden wordt gezet, proberen de kristallen zich in de richting van het elektrische veld te oriënteren. En wanneer de stroom verdwijnt, brengen de elastische krachten de vloeibare kristallen terug naar hun oorspronkelijke positie. Bij afwezigheid van stroom zijn de subpixels transparant, aangezien de eerste polarisator alleen licht doorlaat met de vereiste polarisatievector. Dankzij vloeibare kristallen roteert de polarisatievector van licht en wanneer deze door de tweede polarisator gaat, wordt deze geroteerd zodat de vector er zonder interferentie doorheen gaat. Als het potentiaalverschil zodanig is dat de rotatie van het polarisatievlak in vloeibare kristallen niet optreedt, dan zal het licht niet door de tweede polarisator gaan en zal zo'n subpixel zwart zijn. Er is echter een ander type werking van LCD-schermen. In dit geval zijn de vloeibare kristallen in de begintoestand zo georiënteerd dat, in afwezigheid van stroom, de polarisatievector van licht niet verandert en wordt geblokkeerd door de tweede polarisator. Een pixel die niet van stroom wordt voorzien, is dan dus donker. En door de stroom aan te zetten, keren de kristallen daarentegen terug naar een positie die de polarisatievector verandert, en het licht zal passeren. Dus, door het elektrische veld te veranderen, kun je de geometrische positie van de kristallen veranderen, waardoor je de hoeveelheid licht die van de bron naar ons gaat regelen. Het resulterende beeld zal monochroom zijn. Om het gekleurd te krijgen, moet je een gekleurde na het tweede polarisatiefilter plaatsen.

Kleurfilter

Is een raster dat bestaat uit een mozaïek van rode, groene en blauwe kleuren, elk tegenover een eigen subpixel. Als resultaat krijgen we een matrix van rode, groene en blauwe subpixels die in een strikt gedefinieerde volgorde zijn gerangschikt. Drie van dergelijke subpixels vormen een pixel. Hoe meer pixels, hoe scherper het beeld. Terwijl de artiest de kleuren mengt, bestuurt de processor de subpixels om de gewenste kleurschakering te verkrijgen. De verhouding van de helderheid van elk van de drie subpixels creëert een bepaalde pixeltint die ze vormen. En de verhouding van de helderheid van alle pixels vormt de kleur en helderheid van het beeld als geheel.

De basis van beeldvorming op een scherm met vloeibare kristallen is dus het principe van lichtpolarisatie. De vloeibare kristallen zelf spelen de rol van regulator en beïnvloeden de helderheid en tint van het gecreëerde beeld.

Aanbevolen: