Як працуе ВК-дысплей?

У сучаснай прамысловасці бытавой электронікі,ВК-дысплейтэхналогія застаецца адным з самых спелых, эканамічна эфектыўных і шырока прымяняемых рашэнняў для плоскіх дысплеяў пасля дзесяцігоддзяў ітэрацыйнай мадэрнізацыі. Ад прамысловага абсталявання кіравання, аўтамабільных кантрольна-вымяральных прыбораў і бытавой тэхнікі да камерцыйных тэрміналаў і партатыўных электронных прылад, ВК-прадукцыя ахоплівае прамысловыя сцэнарыі з нізкім энергаспажываннем і камерцыйныя палі высокай выразнасці.

ВК-дысплей - гэта пасіўная тэхналогія мадуляцыі святла, заснаваная на фотаэлектрычным эфекце вадкіх крышталяў. Найбольш важнай асаблівасцю ВК-дысплея з'яўляецца тое, што вадкакрысталічныя матэрыялы самі па сабе не могуць выпраменьваць бачнае святло. Усе змены выявы, тэксту і колеру на экране ажыццяўляюцца шляхам рэгулявання прапускання знешняй падсветкі праз упарадкаваныя змены размяшчэння малекул вадкіх крышталяў пад дзеяннем электрычнага поля. Гэты пасіўны рэжым кіравання святлом вызначае нізкае энергаспажыванне, высокую стабільнасць і працяглы тэрмін службы ВК-дысплеяў, а таксама ўтварае фундаментальную розніцу паміж тэхналогіямі ВК-дысплеяў і самасвятлення.

Структура асноўных кампанентаў стандартнай сістэмы ВК-дысплея

Поўная рабочая сістэма ВК-дысплея складаецца з некалькіх слаёў аптычных структурных частак і электронных кампанентаў кіравання. Знізу ўверх ён у асноўным уключае блок падсвятлення, ніжні палярызатар, шкляную падкладку з электродам ITO, вадкакрысталічны пласт, каляровы фільтр (толькі каляровы ВК), верхні палярызатар і ахоўную пласціну.

Блок падсвятлення

Як пасіўная прылада адлюстравання,ВК-дысплейцалкам залежыць ад блока падсвятлення для забеспячэння стабільнай і аднастайнай крыніцы бачнага святла. Блок падсвятлення размешчаны ў ніжняй частцы ўсёй канструкцыі дысплея, у асноўным уключаючы крыніцу святла, святловодную пласціну, пласціну рассейвальніка, святлоадбівальную плёнку і плёнку для павышэння яркасці. Раннія ВК-прадукты выкарыстоўвалі люмінесцэнтныя лямпы CCFL з халодным катодам у якасці крыніц святла, у той час як сучасныя масавыя ВК-прадукты выкарыстоўваюць святлодыёдную падсветку, перавагамі якой з'яўляюцца меншае энергаспажыванне, меншы аб'ём, больш працяглы тэрмін службы і больш высокая аднастайнасць святла.

Зборка палярызатара

Палярызатары - гэта ключавыя аптычныя кампаненты, якія кантралююць прапусканне святла і падзяляюцца на ніжні палярызатар і верхні палярызатар, якія адпаведна прымацоўваюцца да знешніх паверхняў ніжняй і верхняй шкляных падкладак. Натуральнае святло - гэта непалярызаванае святло з вібрацыяй у розных напрамках. Ніжні палярызатар можа адфільтраваць усё нерэгулярнае вібрацыйнае святло і ўтрымліваць толькі лінейна палярызаванае святло ў адным кірунку, забяспечваючы стандартызаванае падальнае святло для вадкакрысталічнага пласта.

Аптычныя восі верхняга і ніжняга палярызатараў устаноўлены ў скрыжаваным вертыкальным стане ў стане па змаўчанні, што з'яўляецца асноўнай аптычнай структурай для рэалізацыі кіравання выключальнікам святла.

Слой вадкакрысталічных клетак

Вадкакрысталічны пласт ячэек з'яўляецца асноўным функцыянальным пластом ВК-дысплея, які ўтвараецца шляхам ушчыльнення вадкакрысталічных матэрыялаў паміж двума пластамі звыштонкіх празрыстых шкляных падкладак. Унутраныя бакі дзвюх шкляных падкладак пакрытыя празрыстымі ITO-праводзячымі электродамі і плёнкамі для выраўноўвання. Плёнкі для выраўноўвання могуць абмяжоўваць пачатковы кірунак размяшчэння вадкакрысталічных малекул, робячы вадкакрысталічныя малекулы ў стане, у якім адсутнічае напружанне, мець правільнае закручанае размяшчэнне. АгульныВадкакрышталічная структура TN (Twisted Nematic).прынятыя ў асноўных ВК-прадуктах, могуць утвараць закручаную на 90 градусаў структуру вадкакрысталічных малекул паміж верхняй і ніжняй падкладкамі, што з'яўляецца класічнай структурай аптычнага пераключэння традыцыйных ВК-дысплеяў.

Кампаненты кіравання і кіравання

Дакладнае рэгуляванне размяшчэння вадкакрысталічных малекул немагчыма аддзяліць ад дакладнага прывада прафесійных схем, які таксама з'яўляецца асноўнай электроннай часткайМодуль LCM. Сістэма кіравання ўключае мікрасхему кіравання, схему кіравання сінхранізацыяй, схему сканавання радкоў і слупкоў і схему апрацоўкі сігналаў. Кожны піксель ВК-панэлі адпавядае незалежнай схеме кіравання. З дапамогай сканавання радкоў і слупкоў сістэма ўводзіць розныя сігналы напружання ў кожны піксель у рэжыме рэальнага часу, рэалізуючы незалежнае кіраванне яркасцю кожнага пікселя.

Поўны працоўны механізм ВК-дысплея

Працэс працы ВК-дысплеягэта бесперапынны цыкл генерацыі святла, палярызацыі, мадуляцыі электрычнага поля, экраніравання прапускання святла і аднаўлення выявы. Увесь працэс цалкам заснаваны на фізічных фотаэлектрычных зменах без хімічнай рэакцыі, таму працэс адлюстравання мае высокую стабільнасць і паўтаральнасць. Далей прыводзіцца пакрокавы глыбокі аналіз прынцыпу працы ВК-дысплея ў спалучэнні з аптычнымі і электрычнымі характарыстыкамі.

Выхад крыніцы святла і апрацоўка палярызацыі

Па-першае, святлодыёдная крыніца святла блока падсвятлення выпраменьвае раўнамернае рассеянае бачнае святло. Пасля гамагенізацыі і адлюстравання пласцінай святлавода і пласцінай рассейвальніка ўтвараецца стабільная павярхоўная крыніца святла, якая дзейнічае на ніжні палярызатар. Ніжні палярызатар фільтруе непалярызаванае натуральнае святло і пераўтворыць яго ў аднанакіраванае лінейна палярызаванае святло. У гэты час святло мае адзіны кірунак вібрацыі, закладваючы аснову для наступнай вадкакрысталічнай мадуляцыі.

Стан без напружання: прапусканне святла і фарміраванне яркіх пікселяў

Калі на электрод ITO пэўнага піксельнага блока не падаецца кіруючае напружанне, малекулы вадкага крышталя ў вадкакрысталічнай ячэйцы захоўваюць першапачатковае размяшчэнне, закручанае на 90 градусаў, пад абмежаваннем плёнкі для выраўноўвання. Калі лінейна палярызаванае святло праходзіць праз скручаны вадкакрысталічны пласт, кірунак палярызацыі святла будзе паварочвацца на 90 градусаў сінхронна з размяшчэннем малекул. Пасля кручэння кірунак палярызацыі святла цалкам адпавядае аптычнай восі верхняга палярызатара, таму святло можа плаўна пранікаць праз верхні палярызатар і ахоўную пласціну і, нарэшце, адлюстроўваць яркі стан на экране.

Стан прыведзенага напружання: блакаванне святла і адукацыя цёмных пікселяў

Калі сістэма падае пэўнае кіруючае напружанне на піксельны электрод, паміж верхняй і ніжняй шклянымі падкладкамі ўтвараецца электрычнае поле. Пад дзеяннем сілы электрычнага поля скручаныя малекулы вадкага крышталя будуць паступова адхіляцца і размяшчацца вертыкальна ўздоўж напрамку электрычнага поля. У гэты час скручаная структура вадкакрысталічнага пласта знікае, і малекулы вадкага крышталя губляюць здольнасць паварочваць кірунак палярызацыі святла. Лінейна палярызаванае святло, якое праходзіць праз вадкакрысталічны пласт, захоўвае першапачатковы кірунак вібрацыі, які цалкам перпендыкулярны аптычнай восі верхняга палярызатара. Святло цалкам заблакіравана і не можа пранікаць, і піксель уяўляе сабой чысты чорны стан.