Qual é a estrutura de um display LCD?

Seu principal princípio de funcionamento é controlar o ângulo de torção das moléculas de cristal líquido aplicando tensão, alterando assim o estado de polarização da luz. As Polaroids então agem como um “portão” para determinar se a luz pode passar, conseguindo, em última análise, mudanças de brilho em cada pixel. Combinado com filtros de cores, cores brilhantes podem ser exibidas.

Aqui está um resumo de um típicoLCDestrutura de camadas de trás para frente (da luz de fundo à superfície da tela):

Análise da estrutura central do LCD

Parte 1: Módulo de Luz de Fundo

Esta é a “fonte de luz” do LCD, pois os próprios cristais líquidos não emitem luz.
1. Luz de fundo:
· Antigas: CCFLs (lâmpadas fluorescentes de cátodo frio), semelhantes a pequenos tubos fluorescentes, dispostos em ambos os lados ou atrás da tela.
· Moderno: LEDs (diodos{0}emissores de luz). Este é atualmente o mainstream absoluto e geralmente é dividido em dois layouts:
Borda-iluminada: faixas de luz LED são instaladas ao redor da moldura da tela, distribuindo uniformemente a luz por toda a tela por meio de um guia de luz. Essa abordagem oferece a vantagem de ser muito fina.
Iluminação-direta: as luzes LED são distribuídas uniformemente diretamente atrás do painel, permitindo escurecimento por zonas, iluminando áreas desejadas e escurecendo áreas desejadas, melhorando assim o contraste e a qualidade da imagem. (Comumente usado em TVs-de última geração)

2. Placa guia de luz: (usada principalmente para iluminação de entrada de borda-) Uma placa de acrílico transparente com um design de pontos preciso na superfície, que converte a fonte de luz pontual de LED da borda em uma fonte de luz de superfície-emissora de superfície uniforme.

3. Grupo de filme/filme óptico para aumentar o brilho: Uma pilha de filmes localizada acima da placa guia de luz, usada para realçar e concentrar a luz.

Difusor: Proporciona iluminação mais uniforme, eliminando sombras de pontos ou LEDs. Filme de aprimoramento de prisma/brilho: foca a luz difusa diretamente na frente da tela, aumentando significativamente o brilho frontal.

A segunda parte: corpo do painel LCD
Este é o núcleo da tecnologia e geralmente consiste em dois substratos de vidro paralelos.

1. Substrato de vidro inferior - Substrato de matriz TFT · Esta é a camada mais complexa e sofisticada do LCD. Não é plano, mas apresenta milhões de minúsculos transistores de filme fino-fabricados usando fotolitografia. Cada transistor corresponde a um subpixel (os subpixels vermelhos, verdes e azuis constituem um pixel). · Cada subpixel possui um eletrodo de pixel transparente (geralmente ITO, óxido de índio e estanho).

2. Substrato de vidro superior - Substrato de filtro colorido · No lado interno, correspondente a cada sub-pixel, estão impressos filtros de cores vermelho, verde e azul. Esses filtros colorem a luz que passa pelo cristal líquido.

Entre os filtros, há uma matriz preta, que é uma grade preta-à prova de luz usada para isolar a luz de sub{1}}pixels adjacentes, evitar cores-cruzadas e melhorar o contraste e a clareza.

O lado interno do substrato é coberto por um eletrodo comum (também um filme ITO), que junto com o eletrodo de pixel do substrato inferior forma um campo elétrico para acionar o cristal líquido.

3. Material de cristal líquido · Precisão derramada entre dois substratos, o material tem apenas alguns mícrons de espessura. Para controlar o alinhamento inicial das moléculas de cristal líquido, uma camada de alinhamento é aplicada nos lados internos dos substratos superior e inferior. Ranhuras microscópicas são formadas por fricção e outros métodos, permitindo que as moléculas de cristal líquido se alinhem em uma direção específica.

4. Moldura de selante e espaçadores · Use selante para unir os dois substratos de vidro enquanto mantém uma folga precisa entre as células. · Pequenas bolas de plástico ou pilares formados fotolitograficamente são espalhados dentro da célula como espaçadores para evitar que as duas folhas de vidro grudem devido a forças externas.

Parte 3: "Portões" de Luz e Controle
1. Polarizadores
· Os LCDs possuem dois polarizadores, como duas "portas".
· Polarizador inferior: Fixado entre a unidade de retroiluminação e o substrato TFT. Ele só permite a passagem de luz com uma direção de vibração específica.
.Polarizador superior: Conectado ao substrato do filtro de cor. Sua direção de polarização é de 90 graus (ou 0 graus, dependendo do modo de cristal líquido) perpendicular ao polarizador inferior.
Princípio Básico: Quando nenhuma tensão é aplicada, as moléculas de cristal líquido distorcem a direção de polarização da luz em 90 graus, permitindo que ela passe pelo segundo polarizador, resultando no pixel parecendo "brilhante". Quando a voltagem é aplicada, as moléculas de cristal líquido não distorcem mais a luz, bloqueando-a do segundo polarizador, fazendo com que o pixel pareça "escuro". Ao controlar a tensão, os tons de cinza podem ser controlados com precisão.

Portanto, a estrutura do LCD é um sistema sofisticado que está interligado. A luz branca é emitida pela luz de fundo, filtrada pelo polarizador, regulada pelo cristal líquido e colorida pelo filtro colorido, formando, em última análise, cada pixel colorido que vemos na tela.