โครงสร้างของจอ LCD คืออะไร?

หลักการทำงานหลักคือการควบคุมมุมบิดของโมเลกุลผลึกเหลวโดยการใช้แรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะเปลี่ยนสถานะโพลาไรเซชันของแสง จากนั้นโพลารอยด์จะทำหน้าที่เหมือน "ประตู" เพื่อตรวจสอบว่าแสงสามารถผ่านไปได้หรือไม่ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วความสว่างจะเปลี่ยนไปในแต่ละพิกเซล เมื่อใช้ร่วมกับฟิลเตอร์สี ก็สามารถแสดงสีสันที่สดใสได้

นี่คือรายละเอียดทั่วไปจอแอลซีดีโครงสร้างเลเยอร์จากด้านหลังไปด้านหน้า (จากแบ็คไลท์ไปจนถึงพื้นผิวหน้าจอ):

รายละเอียดโครงสร้างแกน LCD

ส่วนที่ 1: โมดูลแบ็คไลท์

นี่คือ "แหล่งกำเนิดแสง" ของ LCD เนื่องจากตัวผลึกเหลวเองไม่ปล่อยแสง
1. แสงไฟ:
· ระยะแรก: CCFL (หลอดฟลูออเรสเซนต์แคโทดเย็น) คล้ายกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดเล็ก จัดเรียงไว้ที่ด้านใดด้านหนึ่งหรือด้านหลังจอภาพ
· สมัยใหม่: LED (ไดโอดเปล่งแสง-) นี่เป็นกระแสหลักในปัจจุบันและโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสองรูปแบบ:
ขอบ-สว่าง: มีการติดตั้งแถบไฟ LED ไว้รอบกรอบหน้าจอ ซึ่งกระจายแสงได้ทั่วถึงทั่วทั้งหน้าจอผ่านแถบนำแสง วิธีการนี้มีข้อดีคือมีความบางมาก
ไฟตรง-: ไฟ LED กระจายสม่ำเสมอด้านหลังแผง ทำให้สามารถลดแสงแบบแบ่งโซน เพิ่มความสว่างให้กับบริเวณที่ต้องการ และทำให้บริเวณที่ต้องการมืดลง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคอนทราสต์และคุณภาพของภาพ (ใช้กันทั่วไปใน-ทีวีระดับไฮเอนด์)

2. แผ่นนำแสง: (ส่วนใหญ่ใช้สำหรับแสงพื้นหลังทางเข้าขอบ-) แผ่นอะคริลิกโปร่งใสที่มีการออกแบบจุดที่แม่นยำบนพื้นผิว ซึ่งจะแปลงแหล่งกำเนิดแสงจุด LED จากขอบเป็นแหล่งกำเนิดแสงพื้นผิวที่เปล่งแสง-สม่ำเสมอ

3. ฟิล์มเพิ่มความสว่าง/กลุ่มฟิล์มกรองแสง: กองฟิล์มที่อยู่เหนือแผ่นนำแสง ใช้เพื่อเพิ่มและรวมแสง

ตัวกระจายแสง: ให้แสงที่สม่ำเสมอมากขึ้น ขจัดเงาจากจุดหรือไฟ LED ฟิล์มเพิ่มประสิทธิภาพความสว่าง/ปริซึม: โฟกัสแสงที่กระจายไปที่ด้านหน้าของหน้าจอโดยตรง ซึ่งช่วยเพิ่มความสว่างด้านหน้าได้อย่างมาก

ส่วนที่สอง: ตัวแผง LCD
นี่คือแกนหลักของเทคโนโลยี และมักจะประกอบด้วยพื้นผิวกระจกสองแผ่นที่ขนานกัน

1. พื้นผิวกระจกด้านล่าง - พื้นผิวอาร์เรย์ TFT · นี่คือเลเยอร์ที่ซับซ้อนและซับซ้อนที่สุดของ LCD มันไม่ได้แบน แต่มีทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบาง-เล็กๆ หลายล้านตัวที่ประดิษฐ์โดยใช้การพิมพ์หินด้วยแสงแทน ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวสอดคล้องกับพิกเซลย่อย (พิกเซลย่อยสีแดง เขียว และน้ำเงินประกอบกันเป็นพิกเซล) · แต่ละพิกเซลย่อยมีอิเล็กโทรดพิกเซลโปร่งใส (โดยปกติคือ ITO, อินเดียมทินออกไซด์)

2. พื้นผิวกระจกด้านบน - พื้นผิวฟิลเตอร์สี · ที่ด้านในซึ่งสอดคล้องกับแต่ละพิกเซลย่อย- จะมีฟิลเตอร์สีแดง เขียว และน้ำเงินพิมพ์อยู่ ฟิลเตอร์เหล่านี้จะแต่งสีให้กับแสงที่ผ่านคริสตัลเหลว

ระหว่างตัวกรอง จะมีเมทริกซ์สีดำ ซึ่งเป็นเส้นตารางสีดำ-กันแสง ซึ่งใช้ในการแยกแสงจากพิกเซลย่อย-ที่อยู่ติดกัน ป้องกันสีที่ตัดกัน- และปรับปรุงคอนทราสต์และความคมชัด

ด้านในของวัสดุพิมพ์ถูกปกคลุมด้วยอิเล็กโทรดทั่วไป (เช่น ฟิล์ม ITO) ซึ่งเมื่อรวมกับอิเล็กโทรดพิกเซลของวัสดุพิมพ์ด้านล่าง จะทำให้เกิดสนามไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนคริสตัลเหลว

3. วัสดุคริสตัลเหลว · เทความแม่นยำระหว่างพื้นผิวทั้งสอง วัสดุมีความหนาเพียงไม่กี่ไมครอน เพื่อควบคุมการจัดตำแหน่งเริ่มต้นของโมเลกุลคริสตัลเหลว จะมีการปรับใช้เลเยอร์การจัดตำแหน่งที่ด้านในของซับสเตรตด้านบนและด้านล่าง ร่องด้วยกล้องจุลทรรศน์เกิดขึ้นจากการเสียดสีและวิธีการอื่นๆ ซึ่งช่วยให้โมเลกุลคริสตัลเหลวเรียงตัวไปในทิศทางที่กำหนด

4. Sealant Frame และ Spacers · ใช้น้ำยาซีลเพื่อยึดพื้นผิวกระจกทั้งสองเข้าด้วยกันโดยยังคงรักษาช่องว่างของเซลล์ไว้อย่างแม่นยำ · ลูกบอลพลาสติกขนาดเล็กหรือเสาที่ขึ้นรูปด้วยภาพหินจะกระจัดกระจายภายในเซลล์เป็นตัวเว้นระยะเพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นกระจกทั้งสองแผ่นเกาะติดกันเนื่องจากแรงภายนอก

ตอนที่ 3: แสง "ประตู" และการควบคุม
1. โพลาไรเซอร์
· LCD มีโพลาไรเซอร์สองตัว เช่น "เกต" สองตัว
· โพลาไรเซอร์ด้านล่าง: ติดอยู่ระหว่างชุดแบ็คไลท์และสารตั้งต้น TFT ยอมให้แสงที่มีทิศทางการสั่นจำเพาะทะลุผ่านได้เท่านั้น
. โพลาไรเซอร์ด้านบน: ติดอยู่กับซับสเตรตฟิลเตอร์สี ทิศทางโพลาไรเซชันคือ 90 องศา (หรือ 0 องศา ขึ้นอยู่กับโหมดผลึกเหลว) ซึ่งตั้งฉากกับโพลาไรเซอร์ด้านล่าง
หลักการพื้นฐาน: เมื่อไม่มีการใช้แรงดันไฟฟ้า โมเลกุลคริสตัลเหลวจะบิดทิศทางโพลาไรเซชันของแสง 90 องศา ปล่อยให้แสงผ่านโพลาไรเซอร์ตัวที่สองได้ ส่งผลให้พิกเซลปรากฏ "สว่าง" เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า โมเลกุลคริสตัลเหลวจะไม่บิดแสงอีกต่อไป โดยปิดกั้นแสงจากโพลาไรเซอร์ตัวที่สอง ส่งผลให้พิกเซลปรากฏเป็น "มืด" ด้วยการควบคุมแรงดันไฟฟ้า จึงสามารถควบคุมเฉดสีเทาได้อย่างแม่นยำ

ดังนั้นโครงสร้างของ LCD จึงเป็นระบบที่ซับซ้อนที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกัน แสงสีขาวถูกปล่อยออกมาจากแบ็คไลท์ กรองด้วยโพลาไรเซอร์ ควบคุมโดยคริสตัลเหลว และเติมสีด้วยฟิลเตอร์สี ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะกลายเป็นแต่ละพิกเซลสีสันสดใสที่เราเห็นบนหน้าจอ