[הצג ידע פופולרי מדע 4] העיקרון והמבנה של תצוגת גביש נוזלי

תצוגת הגביש הנוזלי מורכבת בעיקר מתאורה אחורית, לוח גביש נוזלי ומעגל הנעה.

אתה יכול לחשוב על לוח ה-LCD כמבנה סנדוויץ',

כלומר, שכבה של שכבת גביש נוזלי משולבת בין שתי מערכות מקטבים שכיווני הקיטוב שלהן מאונכים זה לזה.

דיאגרמת מבנה LCD

קח את הפאנל TN (Twist Nematic) כדוגמה,

ניתן לשלוט בסיבוב הגביש הנוזלי תחת פעולת שדה חשמלי חיצוני.

לאחר שמקור האור הטבעי עובר דרך המקטב (אחד מהמקטבים), הוא הופך לאור מקוטב בכיוון האנכי

לאחר שהאור המקוטב עובר דרך הגביש הנוזלי TN שאינו מופעל ושומר על מצב היישור המקורי,

בשל התכונות האופטיות של גבישים נוזליים וסידור מולקולות גביש נוזלי,

כתוצאה מכך, כיוון הקיטוב של האור משתנה מישר לאופקי.

האור המקוטב בכיוון האופקי עולה בקנה אחד עם ציר השידור של המנתח ומועבר מתוך תא הגביש הנוזלי.

סוג זה של מצב תצוגת גביש נוזלי בו ניתן לשדר אור בולט כאשר לא מופעל שדה חשמלי על שני קצוות הגביש הנוזלי נקרא"NormalWhite" (NW)

באופן דומה, אם מופעל מתח על הגביש הנוזלי,

גביש נוזלי מסוג TN מחולק ממצב הסידור המעוות למצב הסידור האנכי,

בשלב זה, כיוון הקיטוב של האור המקוטב ליניארי לא ישתנה,

כתוצאה מכך, כיוון הקיטוב שלו מאונך לציר השידור של הנתח והוא חסום,

בסופו של דבר, לא מועבר אור מתא הגביש הנוזלי.

סוג זה של מצב תצוגת גביש נוזלי בו לא ניתן להעביר את האור הנובע כאשר לא מופעל שדה חשמלי על שני קצוות הגביש הנוזלי נקרא"NormalBlack" (NB)

לכן, באופן עקרוני, תצוגת הגביש הנוזלי היא רק מתג אופטי השולט על ON-OFF של האור המועבר דרך ON-OFF של המתח.

העיקרון הבסיסי של תצוגת הגביש הנוזלי לעיל רק מראה שהאור הנובע מועבר או מנותק לחלוטין, כלומר לאור הנפלט יש רק שני מצבים (המצב הבהיר ביותר והמצב הכהה).

היישום בפועל של לוח הגביש הנוזלי הוא באמצעות פונקציית המתג של TFT, וכל פיקסל מוזן בגדלים שונים של מתח אות הנתונים:

מצב הסיבוב של מולקולות גביש נוזלי שונה תחת מתחים שונים, ולכן גם מידת הסיבוב של אור מקוטב ליניארי שונה.

הרכיבים על ציר השידור של המנתח שונים, כלומר בהירות האור הנפלט שונה,

בדרך זו, ניתן לממש תצוגת תמונות בקנה מידה אפור.

אם לכל פיקסל מותאם מסנן צבע (ColorFilter, CF), ניתן ליצור תמונה צבעונית.