מהו המבנה של צג LCD?

עקרון העבודה המרכזי שלו הוא לשלוט בזווית הפיתול של מולקולות גביש נוזלי על ידי הפעלת מתח, ובכך לשנות את מצב הקיטוב של האור. הפולארוידים פועלים אז כמו "שער" כדי לקבוע אם אור יכול לעבור דרכו, ובסופו של דבר משיגים שינויים בהירות בכל פיקסל. בשילוב עם מסנני צבע, ניתן להציג צבעים מבריקים.

הנה פירוט של טיפוסיLCDמבנה השכבה מאחור לחזית (מהתאורה האחורית למשטח המסך):

התמוטטות מבנה ליבת LCD

חלק 1: מודול תאורה אחורית

זהו "מקור האור" של ה-LCD, שכן גבישים נוזליים עצמם אינם פולטים אור.
1. תאורה אחורית:
· מוקדם: CCFLs (מנורות פלורסנט קתודיות קרה), בדומה לשפופרות פלורסנט קטנות, מסודרות משני הצדדים או מאחורי המסך.
· מודרני: נוריות (דיודות פולטות אור-). זהו כרגע המיינסטרים המוחלט והוא מחולק בדרך כלל לשתי פריסות:
קצה-מואר: פסי אור LED מותקנים סביב מסגרת המסך, ומפזרים את האור באופן שווה על פני כל המסך באמצעות מנחה אור. גישה זו מציעה את היתרון בהיותה רזה מאוד.
מואר- ישיר: נורות LED מפוזרות באופן שווה ישירות מאחורי הפאנל, מה שמאפשר עמעום אזורי, הבהרת אזורים רצויים והכהות אזורים רצויים, ובכך משפרות את הניגודיות ואת איכות התמונה. (בשימוש נפוץ בטלוויזיות-מתקדמים)

2. לוחית מנחה אור: (משמשת בעיקר לתאורת כניסה אחורית של קצה-) לוחית אקרילית שקופה עם עיצוב נקודות מדויק על פני השטח, אשר ממירה את מקור האור הנקודתי של LED מהקצה למקור אור משטח אחיד ופולט-.

3. סרט לשיפור בהירות/קבוצת סרטים אופטיים: ערימת סרטים הממוקמת מעל לוחית מנחה האור, משמשת לשיפור וריכוז האור.

מפזר: מספק תאורה אחידה יותר, מבטל צללים מנקודות או נוריות LED. סרט לשיפור פריזמה/בהירות: ממקד אור מפוזר ישירות מול המסך, ומגדיל משמעותית את הבהירות החזיתית.

החלק השני: גוף פאנל LCD
זוהי הליבה של הטכנולוגיה והיא מורכבת לרוב משני מצעי זכוכית מקבילים.

1. מצע זכוכית תחתון - מצע מערך TFT · זוהי השכבה המורכבת והמתוחכמת ביותר של ה-LCD. הוא לא שטוח, אלא כולל מיליוני טרנזיסטורי סרט דק- זעירים המיוצרים באמצעות פוטוליתוגרפיה. כל טרנזיסטור מתאים לתת-פיקסל (תת-פיקסל אדום, ירוק וכחול מהווים פיקסל). · לכל תת-פיקסל יש אלקטרודת פיקסל שקופה (בדרך כלל ITO, אינדיום פח אוקסיד).

2. מצע זכוכית עליון - מצע מסנן צבע · בצד הפנימי, המתאים לכל תת--פיקסל, מודפסים מסנני צבע אדום, ירוק וכחול. מסננים אלו צובעים את האור העובר דרך הגביש הנוזלי.

בין המסננים, יש מטריצה ​​שחורה, שהיא רשת שחורה עמידה באור- המשמשת לבידוד האור של תת--פיקסלים סמוכים, למנוע צלב-צבע ולשפר את הניגודיות והבהירות.

הצד הפנימי של המצע מכוסה באלקטרודה משותפת (גם סרט ITO), אשר יחד עם אלקטרודת הפיקסלים של המצע התחתון יוצרת שדה חשמלי להנעת הגביש הנוזלי.

3. חומר קריסטל נוזלי · דיוק שנוצק בין שני מצעים, החומר בעובי של כמה מיקרונים בלבד. כדי לשלוט ביישור הראשוני של מולקולות הגביש הנוזלי, מורחים שכבת יישור על הצדדים הפנימיים של המצע העליון והתחתון. חריצים מיקרוסקופיים נוצרים באמצעות חיכוך ושיטות אחרות, המאפשרים למולקולות הגביש הנוזלי להתיישר בכיוון מסוים.

4. מסגרת איטום ומרווחים · השתמש באיטום כדי לחבר את שני מצעי הזכוכית יחד תוך שמירה על מרווח תאים מדויק. · כדורי פלסטיק זעירים או עמודים בעלי צורה פוטוליטוגרפית מפוזרים בתוך התא כמרווחים כדי למנוע משתי יריעות הזכוכית להיצמד זה לזה בגלל כוחות חיצוניים.

חלק 3: אור "שערים" ובקרה
1. מקטבים
· למסכי LCD יש שני מקטבים, כמו שני "שערים".
· מקטב תחתון: מחובר בין יחידת התאורה האחורית למצע ה-TFT. זה מאפשר רק לאור עם כיוון רטט ספציפי לעבור דרכו.
מקטב עליון: מחובר למצע מסנן הצבע. כיוון הקיטוב שלו הוא 90 מעלות (או 0 מעלות, תלוי במצב הגביש הנוזלי) בניצב למקטב התחתון.
עיקרון בסיסי: כאשר לא מופעל מתח, מולקולות גביש נוזלי מסובבות את כיוון הקיטוב של האור ב-90 מעלות, ומאפשרות לו לעבור דרך המקטב השני, וכתוצאה מכך הפיקסל נראה "בהיר". כאשר מתח מופעל, מולקולות הגביש הנוזלי כבר לא מסובבות את האור, וחוסמות אותו מהמקטב השני, וכתוצאה מכך הפיקסל נראה "כהה". על ידי שליטה במתח, ניתן לשלוט במדויק על גווני האפור.

לכן, המבנה של LCD הוא מערכת מתוחכמת המקושרת יחד. אור לבן נפלט מהתאורה האחורית, מסונן על ידי המקטב, מווסת על ידי הגביש הנוזלי, ונצבע על ידי מסנן הצבע, ובסופו של דבר יוצר כל פיקסל צבעוני שאנו רואים על המסך.