Як працює РК-дисплей?

У сучасній промисловості побутової електроніки,LCD дисплейтехнологія залишається одним із найдосконаліших, економічно ефективних і широко застосовуваних рішень для плоских дисплеїв після десятиліть ітераційного оновлення. Від промислового контрольного обладнання, автомобільних приладів і побутової техніки до комерційних терміналів і портативних електронних пристроїв, РК-продукція охоплює промислові сценарії з низьким енергоспоживанням і комерційні поля високої чіткості.

РК-дисплей — це пасивна світломодулююча технологія дисплея, заснована на рідкокристалічному фотоелектричному ефекті. Найбільш важливою особливістю РК-дисплея є те, що рідкокристалічні матеріали самі по собі не можуть випромінювати видиме світло. Усі зображення на екрані, текст і зміни кольору реалізуються шляхом регулювання пропускання зовнішнього підсвічування через упорядковані зміни розташування молекул рідкого кристала під дією електричного поля. Цей пасивний режим керування світлом визначає низьке енергоспоживання, високу стабільність і тривалий термін служби РК-дисплеїв, а також формує фундаментальну різницю між технологіями РК-дисплеїв і самосвітяться.

Структура основного компонента стандартної системи РК-дисплея

Повна робоча система РК-дисплея складається з кількох шарів оптичних структурних частин і електронних компонентів керування. Знизу вгору він в основному включає блок підсвічування, нижній поляризатор, скляну підкладку з електродом ITO, рідкокристалічний шар, шар кольорового фільтра (лише кольоровий РК-дисплей), верхній поляризатор і захисну кришку.

Блок підсвічування

Як пасивний пристрій відображення,LCD дисплейповністю залежить від блоку підсвічування для забезпечення стабільного та рівномірного видимого джерела світла. Блок підсвічування розташований у нижній частині всієї конструкції дисплея, в основному включає джерело світла, пластину світловода, пластину дифузора, світловідбивну плівку та плівку для підвищення яскравості. Ранні РК-вироби використовували люмінесцентні лампи CCFL з холодним катодом як джерела світла, тоді як сучасні масові РК-вироби використовують світлодіодне підсвічування, перевагами якого є менше енергоспоживання, менший об’єм, довший термін служби та більша однорідність світла.

Збірка поляризатора

Поляризатори — це ключові оптичні компоненти, які контролюють пропускання світла, і поділяються на нижній поляризатор і верхній поляризатор, які відповідно прикріплені до зовнішніх поверхонь нижньої та верхньої скляних підкладок. Природне світло — це неполяризоване світло з вібрацією в кількох напрямках. Нижній поляризатор може відфільтрувати все нерегулярне вібраційне світло та утримувати лише лінійно поляризоване світло в одному напрямку, забезпечуючи стандартизоване падаюче світло для рідкокристалічного шару.

Оптичні осі верхнього і нижнього поляризаторів встановлені в схрещеному вертикальному стані в стані за замовчуванням, що є основною оптичною структурою для реалізації керування вимикачем світла.

Рідкокристалічний клітинний шар

Рідкокристалічний шар комірки є основним функціональним шаром РК-дисплея, який утворюється шляхом ущільнення рідкокристалічних матеріалів між двома шарами ультратонких прозорих скляних підкладок. Внутрішні сторони двох скляних підкладок покриті прозорими провідними електродами ITO та плівками для вирівнювання. Плівки вирівнювання можуть обмежувати початковий напрямок розташування молекул рідкого кристала, завдяки чому молекули рідкого кристала мають регулярне закручене розташування в стані без напруги. ЗагальнийРідкокристалічна структура TN (Twisted Nematic).Прийнятий основними РК-продуктами, може утворювати закручену на 90 градусів структуру рідкокристалічних молекул між верхньою та нижньою підкладками, що є класичною структурою оптичного перемикання традиційних РК-дисплеїв.

Компоненти руху та керування

Точне налаштування розташування молекул рідких кристалів неможливо відокремити від точного приводу професійних схем, які також є основною електронною частиноюМодуль LCM. Система керування включає керуючу IC, схему керування синхронізацією, схему сканування рядків і стовпців і схему обробки сигналу. Кожен піксель РК-панелі відповідає окремій схемі керування. Завдяки скануванню рядків і стовпців система вводить різні сигнали напруги на кожен піксель у реальному часі, реалізуючи незалежне керування яскравістю кожного пікселя.

Повний робочий механізм РК-дисплея

Процес роботи рідкокристалічного дисплеяце безперервний цикл генерації світла, поляризації, модуляції електричного поля, екранування пропускання світла та відновлення зображення. Весь процес повністю заснований на фізичних фотоелектричних змінах без хімічної реакції, тому процес відображення має високу стабільність і повторюваність. Нижче наведено крок за кроком глибокий аналіз принципу роботи РК-дисплея в поєднанні з оптичними та електричними характеристиками.

Вихід джерела світла та обробка поляризації

По-перше, світлодіодне джерело світла блоку підсвічування випромінює рівномірне розсіяне видиме світло. Після гомогенізації та відбиття світловодною пластиною та пластиною розсіювача утворюється стабільне поверхневе джерело світла, яке діє на нижній поляризатор. Нижній поляризатор фільтрує неполяризоване природне світло і перетворює його в односпрямоване лінійно поляризоване світло. У цей час світло має єдиний напрямок вібрації, закладаючи основу для наступної рідкокристалічної модуляції.

Стан без напруги: пропускання світла та формування яскравих пікселів

Коли до електрода ITO певного піксельного елемента не прикладається рушійна напруга, молекули рідкого кристала в рідкокристалічній комірці зберігають початкове розташування, закручене на 90 градусів під обмеженням плівки вирівнювання. Коли лінійно поляризоване світло проходить через скручений рідкокристалічний шар, напрямок поляризації світла буде повернуто на 90 градусів синхронно з розташуванням молекул. Після обертання напрямок поляризації світла повністю узгоджується з оптичною віссю верхнього поляризатора, тому світло може плавно проникати через верхній поляризатор і захисну кришку та, нарешті, представляти яскравий стан на екрані.

Стан напруги: блокування світла та утворення темних пікселів

Коли система вводить певну керівну напругу на піксельний електрод, між верхньою та нижньою скляними підкладками утворюється електричне поле. Керовані силою електричного поля, скручені молекули рідкого кристала поступово відхиляються і розташовуються вертикально вздовж напрямку електричного поля. У цей час скручена структура шару рідкого кристала зникає, і молекули рідкого кристала втрачають здатність обертати напрямок поляризації світла. Лінійно поляризоване світло, що проходить через рідкокристалічний шар, зберігає вихідний напрямок вібрації, який повністю перпендикулярний оптичній осі верхнього поляризатора. Світло повністю блокується і не може проникнути, а піксель представляє собою чисто чорний стан.