Les images LCD (affichage des cristaux liquides) sont présentées en utilisant les capacités photoélectriques des matériaux de cristal liquide. Sa prémisse sous-jacente consiste à exploiter l'impact de modulation des molécules de cristal liquide sur la lumière. Ce qui suit est un examen approfondi de son principe de fonctionnement:
1. Structure de base
Les écrans LCD sont principalement composés des composants clés suivants:
Module de rétroéclairage: fournit une source de lumière uniforme (généralement la lumière LED).
Polariseur: deux couches, supérieure et inférieure, généralement à un angle de 90 degrés (polarisation verticale).
Couche de cristal liquide: Deux substrats en verre sandwich une couche de molécules de cristal liquide.
Filtre de couleur (CF): produit les trois principales teintes de rouge (R), verte (g) et bleu (b).
2. Principe central: propriétés optiques des molécules de cristal liquide
- Caractéristiques du cristal liquide:
Les molécules de cristal liquide présentent une organisation ordonnée. L'orientation de l'agencement des molécules change en réponse à un champ électrique externe, modifiant le cours de la lumière.
- Lorsqu'il n'y a pas de champ électrique:
Organisés sous une forme en spirale, les molécules cristallines liquides peuvent modifier la direction de polarisation de la lumière entrante de 90 degrés. La couche de cristal liquide modifie la direction de polarisation après avoir traversé le polariseur inférieur, lui permettant ainsi de passer à travers le polariseur supérieur et placer le pixel à l'état "brillant".
- Lorsque le champ électrique est appliqué:
Le champ électrique organise les molécules de cristal liquide perpendiculaires au substrat de verre, de sorte que la direction de polarisation de la lumière ne tourne plus. Parce que les polariseurs supérieurs et inférieurs sont perpendiculaires, la lumière ne peut pas circuler à travers le polariseur supérieur, laissant le pixel "sombre".
3. Flow de travail
Étape 1: rétro-éclairage
Le module de rétro-éclairage LED émet une lumière blanche uniforme, qui devient la lumière polarisée dans une seule direction après avoir traversé le polariseur inférieur.
Étape 2: La couche de cristal liquide module la lumière
- Lorsque le pixel n'est pas alimenté:
Les molécules de cristal liquide sont disposées en spirale, faisant tourner la direction de polarisation de la lumière de 90 degrés, de sorte qu'elle peut passer à travers le polariseur supérieur, et le pixel est brillant.
- Lorsque le pixel est alimenté:
Le champ électrique fait que les molécules de cristal liquide se tiennent debout, la direction de polarisation de la lumière reste inchangée et il ne peut pas traverser le polariseur supérieur et le pixel devient sombre.
Clé: En contrôlant la tension de chaque pixel (implémenté par les transistors TFT), le degré de torsion des molécules de cristal liquide est ajusté, contrôlant ainsi la transmittance de la lumière (niveaux de gris).
Étape 3: filtrage des couleurs et imagerie de pixels
Chaque pixel est divisé en trois sous-pixels: R, G et B, qui correspondent aux unités rouges, vertes et bleues du filtre de couleur.
Le rétro-éclairage passe par le filtre de couleur après avoir traversé la couche de cristal liquide; Là, les trois couleurs primaires sont mélangées à différentes forces (par exemple, orange lorsque le rapport de luminosité RVB est 1 0 0%, 50% et 0%) pour produire la couleur finale.
Une image complète est créée en combinant les couleurs d'innombrables pixels.
4. Détails techniques clés
- Circuit de conduite TFT:
Chaque sous-pixel représente un transistor TFT, qui est utilisé pour réguler précisément la tension, entraînant une réponse rapide et une excellente résolution.
- Angle de visualisation et type de cristal liquide:
TN (nématique torsadé): réponse rapide mais petit angle de vision, commun dans les affichages économiques.
IPS (commutation dans le plan): angle de vision large, couleur précise, adaptée à la conception professionnelle.
VA (alignement vertical): contraste élevé, adapté aux divertissements audio et vidéo.
- Affichage d'image dynamique:
La lecture continue des images dynamiques est réalisée en changeant rapidement l'état de tension des pixels (taux de rafraîchissement, tel que 60 Hz ou 144 Hz).
Résumé
Le principe de base d'un écran LCD consiste à utiliser un champ électrique pour réguler la disposition des molécules de cristal liquides, ajuster la direction de polarisation du rétro-éclairage et combiner les filtres de couleur pour créer une luminosité des pixels et des variations de couleur. Cette approche, en utilisant une gestion précise des circuits et une conception optique, transforme les impulsions électriques en images que les gens peuvent voir. Sa consommation légère, sa faible consommation d'énergie, sa grande résolution et d'autres avantages le rendent largement utilisé dans les téléviseurs, les ordinateurs, les téléphones portables et d'autres appareils.
