Wie ist ein LCD-Display aufgebaut?

Sein Hauptarbeitsprinzip besteht darin, den Verdrillungswinkel von Flüssigkristallmolekülen durch Anlegen einer Spannung zu steuern und dadurch den Polarisationszustand des Lichts zu ändern. Polaroids wirken dann wie ein „Tor“, um zu bestimmen, ob Licht durchdringen kann, und so letztendlich Helligkeitsänderungen bei jedem Pixel zu bewirken. In Kombination mit Farbfiltern können brillante Farben dargestellt werden.

Hier ist eine Aufschlüsselung eines typischenLCDSchichtaufbau von hinten nach vorne (von der Hintergrundbeleuchtung bis zur Bildschirmoberfläche):

Aufschlüsselung der LCD-Kernstruktur

Teil 1: Hintergrundbeleuchtungsmodul

Dies ist die „Lichtquelle“ des LCD, da Flüssigkristalle selbst kein Licht aussenden.
1. Hintergrundbeleuchtung:
· Frühzeitig: CCFLs (Kaltkathoden-Leuchtstofflampen), ähnlich kleinen Leuchtstoffröhren, angeordnet auf beiden Seiten oder hinter dem Bildschirm.
· Modern: LEDs (Licht-emittierende Dioden). Dies ist derzeit der absolute Mainstream und gliedert sich grundsätzlich in zwei Layouts:
Rand-beleuchtet: LED-Lichtstreifen sind rund um den Bildschirmrahmen angebracht und verteilen das Licht über einen Lichtleiter gleichmäßig über den gesamten Bildschirm. Dieser Ansatz bietet den Vorteil, dass er sehr dünn ist.
Direkt-beleuchtet: LED-Lichter werden gleichmäßig direkt hinter dem Panel verteilt und ermöglichen zonales Dimmen, das Aufhellen gewünschter Bereiche und das Abdunkeln gewünschter Bereiche, wodurch der Kontrast und die Bildqualität verbessert werden. (Wird häufig in High-End-Fernsehern-verwendet)

2. Lichtleiterplatte: (wird hauptsächlich für die Hintergrundbeleuchtung am Rand- verwendet) Eine transparente Acrylplatte mit einem präzisen Punktdesign auf der Oberfläche, die die LED-Punktlichtquelle vom Rand in eine gleichmäßige, flächig abstrahlende Flächenlichtquelle umwandelt.

3. Gruppe Helligkeitsverstärkungsfolie/optische Folie: Ein Folienstapel über der Lichtleiterplatte, der zur Verstärkung und Konzentration des Lichts dient.

Diffusor: Sorgt für eine gleichmäßigere Beleuchtung und eliminiert Schatten von Punkten oder LEDs. Prismen-/Helligkeitsverstärkungsfolie: Fokussiert diffuses Licht direkt vor dem Bildschirm und erhöht so die Fronthelligkeit deutlich.

Der zweite Teil: LCD-Panel-Gehäuse
Dies ist der Kern der Technologie und besteht in der Regel aus zwei parallelen Glassubstraten.

1. Unteres Glassubstrat - TFT-Array-Substrat · Dies ist die komplexeste und anspruchsvollste Schicht des LCD. Es ist nicht flach, sondern besteht aus Millionen winziger Dünnschichttransistoren, die mithilfe der Fotolithographie hergestellt wurden. Jeder Transistor entspricht einem Subpixel (rote, grüne und blaue Subpixel bilden ein Pixel). · Jedes Subpixel verfügt über eine transparente Pixelelektrode (normalerweise ITO, Indiumzinnoxid).

2. Oberes Glassubstrat - Farbfiltersubstrat · Auf der Innenseite sind entsprechend jedem Sub-Pixel rote, grüne und blaue Farbfilter aufgedruckt. Diese Filter färben das durch den Flüssigkristall hindurchtretende Licht.

Zwischen den Filtern befindet sich eine schwarze Matrix, ein lichtdichtes schwarzes Gitter, das dazu dient, das Licht benachbarter Sub{1}}pixel zu isolieren, Farbüberschneidungen zu verhindern und den Kontrast und die Klarheit zu verbessern.

Die Innenseite des Substrats ist mit einer gemeinsamen Elektrode (ebenfalls einem ITO-Film) bedeckt, die zusammen mit der Pixelelektrode des unteren Substrats ein elektrisches Feld zur Ansteuerung des Flüssigkristalls bildet.

3. Flüssigkristallmaterial · Präzisionsgegossen zwischen zwei Substraten, das Material ist nur wenige Mikrometer dick. Um die anfängliche Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle zu steuern, wird eine Ausrichtungsschicht auf die Innenseiten des oberen und unteren Substrats aufgetragen. Durch Reibung und andere Methoden entstehen mikroskopische Rillen, die es den Flüssigkristallmolekülen ermöglichen, sich in eine bestimmte Richtung auszurichten.

4. Dichtungsrahmen und Abstandshalter · Verwenden Sie Dichtungsmasse, um die beiden Glassubstrate miteinander zu verbinden und dabei einen präzisen Zellabstand aufrechtzuerhalten. · Winzige Plastikkügelchen oder fotolithografisch geformte Säulen sind als Abstandshalter in der Zelle verstreut, um zu verhindern, dass die beiden Glasscheiben durch äußere Kräfte zusammenkleben.

Teil 3: Leichte „Tore“ und Kontrolle
1. Polarisatoren
· LCDs haben zwei Polarisatoren, wie zwei „Gates“.
· Unterer Polarisator: Wird zwischen der Hintergrundbeleuchtungseinheit und dem TFT-Substrat angebracht. Es lässt nur Licht mit einer bestimmten Schwingungsrichtung durch.
.Oberer Polarisator: Am Farbfiltersubstrat befestigt. Seine Polarisationsrichtung beträgt 90 Grad (oder 0 Grad, je nach Flüssigkristallmodus) senkrecht zum unteren Polarisator.
Grundprinzip: Wenn keine Spannung angelegt wird, verdrehen Flüssigkristallmoleküle die Polarisationsrichtung des Lichts um 90 Grad, sodass es den zweiten Polarisator passieren kann, was dazu führt, dass das Pixel „hell“ erscheint. Wenn Spannung angelegt wird, verdrehen die Flüssigkristallmoleküle das Licht nicht mehr und blockieren es vom zweiten Polarisator, was dazu führt, dass das Pixel „dunkel“ erscheint. Durch die Steuerung der Spannung können die Grautöne präzise gesteuert werden.

Daher handelt es sich bei der Struktur von LCD um ein hochentwickeltes System, das miteinander verbunden ist. Weißes Licht wird von der Hintergrundbeleuchtung emittiert, vom Polarisator gefiltert, vom Flüssigkristall reguliert und vom Farbfilter gefärbt, wodurch letztendlich jedes bunte Pixel entsteht, das wir auf dem Bildschirm sehen.