Наука, стоящая за жидкокристаллическими дисплеями

1. Жидкие кристаллы: материал с двойной природой ​

Обнаружено в 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Рейницером, жидкие кристаллы текут как жидкости, но поддерживают молекулярный порядок, как твердые вещества  1  3

. Эта гибридная структура позволяет им манипулировать светом Когда подвергается электрическим полям. На ЖК-панелях стержнеобразные жидкокристаллические молекулы естественным образом превращаются в спиральное (спиральное) расположение. Когда наносится напряжение, они распределяют и выравнивают параллельно электрическому полю, действуя как микроскопические выключатели света  1    5

​ 2. Слоистая архитектура: как ЖК -дисплей создают изображения ​

ЖК -экран включает в себя семь критических слоев  1  13

• ​ Подсветка : Светодиоды или люминесцентные лампы испускают белый свет.
• ​ Поляризаторы : Два перпендикулярных фильтра блокируют весь свет, если только «управляется».
• ​ Жидкий кристаллический слой : Кристаллы, контролируемые напряжением, вращают свет, проходящий через.
• ​ Цветные фильтры : Красные, зеленые и синие (RGB) субпиксели объединяются с образованием полноцветных пикселей
  5

  12
  .

​ Ключевой процесс :

① Свет от подсветки входит в первый поляризатор, становясь линейно поляризованным.

② Скрученные жидкие кристаллы вращают этот свет на 90 °, позволяя ему проходить через второй поляризатор (первоначально пересекаемый при 90 °).

③ Применение напряжения пересекает кристаллы вертикально,  блокировка свет, предотвращая вращение 1    14

④ Яркость каждого пикселя контролируется кристаллическим вращением с поправкой на напряжение.

⑤ Цветовые фильтры RGB смешивают интенсивности субпикселей субпикселей, чтобы генерировать миллионы цветов 5    13

​ 3. Эволюция: от TN до продвинутых панелей ​

Рано Извращенный нематик (TN) ЖК -дисплеев имели быстрый ответ, но плохие углы просмотра  1

. Последовали инновации:

• ​ IPS (переключение в плоскости) : Горизонтальное выравнивание кристаллов для более широких углах и точных цветов.
• ​ VA (вертикальное выравнивание) : Глубокие черные и высокий контраст, идеально подходят для мультимедиа
  12

  13
  .

​ 4. LCD против OLEDS: основные различия ​

В то время как ЖКД полагаются на подсветка , OLED используют самоуправляющий Органические пиксели. Преимущества включают:

​ 5. Почему LCD терпят ​

Несмотря на новые технологии, ЖКБ доминируют из -за:

• ​ Энергоэффективность (Против CRTS)
  3
  .
• ​ Масштабируемость массового производства Для больших экранов (телевизоры, мониторы)
  5
  .
• ​ Непрерывные инновации , как Улучшения квантовой точки Для более богатых цветов
  12
  .

Источники: Китайская академия наук 1 , Энциклопедия Байду 3  5 , Обзоры технологий отображения 12  13 , ScienceDirect 14