ما هو هيكل شاشة LCD؟

مبدأ عمله الأساسي هو التحكم في زاوية إلتواء جزيئات الكريستال السائل عن طريق تطبيق الجهد الكهربي، وبالتالي تغيير حالة استقطاب الضوء. تعمل بولارويد بعد ذلك مثل "بوابة" لتحديد ما إذا كان الضوء يمكن أن يمر عبرها، وتحقق في النهاية تغيرات السطوع عند كل بكسل. بالاشتراك مع مرشحات الألوان، يمكن عرض الألوان الرائعة.

وهنا انهيار نموذجيشاشات الكريستال السائلهيكل الطبقة من الخلف إلى الأمام (من الإضاءة الخلفية إلى سطح الشاشة):

انهيار الهيكل الأساسي لشاشات الكريستال السائل

الجزء 1: وحدة الإضاءة الخلفية

هذا هو "مصدر الضوء" لشاشات الكريستال السائل، حيث أن البلورات السائلة نفسها لا تنبعث منها الضوء.
1. الإضاءة الخلفية:
· مبكرًا: مصابيح الفلورسنت ذات الكاثود البارد (CCFLs)، تشبه أنابيب الفلورسنت الصغيرة، مرتبة على كلا الجانبين أو خلف الشاشة.
· الحديثة: مصابيح LED (ثنائيات باعثة للضوء). هذا هو الاتجاه السائد حاليًا وينقسم بشكل عام إلى تخطيطين:
إضاءة الحافة-: يتم تثبيت شرائط إضاءة LED حول إطار الشاشة، لتوزيع الضوء بالتساوي عبر الشاشة بأكملها عبر دليل ضوئي. يوفر هذا النهج ميزة كونه نحيفًا جدًا.
الإضاءة المباشرة-: يتم توزيع مصابيح LED بالتساوي خلف اللوحة مباشرةً، مما يتيح التعتيم المقسم إلى مناطق معينة وزيادة سطوع المناطق المطلوبة وتعتيم المناطق المرغوبة، وبالتالي تحسين التباين وجودة الصورة. (يشيع استخدامه في أجهزة التلفاز-الراقية)

2. لوحة توجيه الضوء: (تستخدم بشكل أساسي للإضاءة الخلفية للحافة-) وهي عبارة عن لوحة أكريليك شفافة ذات تصميم نقطي دقيق على السطح، والتي تحول مصدر ضوء نقطة LED من الحافة إلى مصدر ضوء سطحي موحد - ينبعث منه السطح.

3. فيلم تعزيز السطوع/مجموعة الأفلام البصرية: مجموعة من الأفلام الموجودة فوق لوحة توجيه الضوء، تستخدم لتعزيز الضوء وتركيزه.

الناشر: يوفر إضاءة موحدة أكثر، مما يزيل الظلال من النقاط أو مصابيح LED. فيلم تحسين المنشور/السطوع: يركز الضوء المنتشر مباشرة أمام الشاشة، مما يزيد السطوع الأمامي بشكل ملحوظ.

الجزء الثاني: هيكل لوحة LCD
هذا هو جوهر التكنولوجيا ويتكون عادة من ركيزتين زجاجيتين متوازيتين.

1. الركيزة الزجاجية السفلية - ركيزة صفيف TFT · هذه هي الطبقة الأكثر تعقيدًا وتطورًا في شاشة LCD. إنها ليست مسطحة، ولكنها تحتوي بدلاً من ذلك على ملايين من -ترانزستورات الأغشية الرقيقة الصغيرة المصنعة باستخدام الطباعة الحجرية الضوئية. يتوافق كل ترانزستور مع بكسل فرعي (تشكل البكسلات الفرعية الحمراء والخضراء والزرقاء بكسلًا). · يحتوي كل بكسل فرعي على قطب بكسل شفاف (عادةً ITO، أكسيد القصدير الإنديوم).

2. الطبقة العلوية من الزجاج - طبقة مرشح الألوان · على الجانب الداخلي، الموافق لكل - بكسل فرعي، تتم طباعة مرشحات الألوان باللون الأحمر والأخضر والأزرق. تقوم هذه المرشحات بتلوين الضوء الذي يمر عبر البلورة السائلة.

توجد بين المرشحات مصفوفة سوداء، وهي عبارة عن شبكة سوداء مقاومة للضوء -يتم استخدامها لعزل ضوء وحدات البكسل الفرعية -المجاورة، ومنع الألوان المتقاطعة-، وتحسين التباين والوضوح.

يتم تغطية الجانب الداخلي من الركيزة بقطب مشترك (أيضًا فيلم ITO)، والذي يشكل مع قطب البكسل للركيزة السفلية مجالًا كهربائيًا لدفع البلورة السائلة.

3. مادة الكريستال السائل · يتم سكبها بدقة بين ركيزتين، ويبلغ سمك المادة بضعة ميكرونات فقط. للتحكم في المحاذاة الأولية لجزيئات الكريستال السائل، يتم تطبيق طبقة محاذاة على الجوانب الداخلية للركائز العلوية والسفلية. يتم تشكيل الأخاديد المجهرية من خلال الاحتكاك وطرق أخرى، مما يسمح لجزيئات البلورات السائلة بالمحاذاة في اتجاه معين.

4. إطار مانع التسرب والفواصل · استخدم مادة مانعة للتسرب لربط الركائز الزجاجية معًا مع الحفاظ على فجوة دقيقة بين الخلايا. · يتم توزيع كرات بلاستيكية صغيرة أو أعمدة مشكلة بالطباعة الحجرية الضوئية داخل الخلية كفواصل لمنع اللوحتين الزجاجيتين من الالتصاق ببعضهما بسبب القوى الخارجية.

الجزء 3: "البوابات" الخفيفة والتحكم
1. المستقطبات
· تحتوي شاشات LCD على مستقطبين، مثل "بوابتين".
· المستقطب السفلي: متصل بين وحدة الإضاءة الخلفية والركيزة TFT. إنه يسمح فقط للضوء ذو اتجاه اهتزاز محدد بالمرور.
.المستقطب العلوي: متصل بركيزة مرشح اللون. اتجاه استقطابه هو 90 درجة (أو 0 درجة، اعتمادًا على وضع البلورة السائلة) عموديًا على المستقطب السفلي.
المبدأ الأساسي: عندما لا يتم تطبيق أي جهد، تقوم جزيئات الكريستال السائل بتحريف اتجاه استقطاب الضوء بمقدار 90 درجة، مما يسمح له بالمرور عبر المستقطب الثاني، مما يؤدي إلى ظهور البكسل "ساطعًا". عند تطبيق الجهد الكهربي، لا تقوم جزيئات الكريستال السائل بتحريف الضوء، مما يحجبه عن المستقطب الثاني، مما يؤدي إلى ظهور البكسل "مظلمًا". من خلال التحكم في الجهد، يمكن التحكم في ظلال اللون الرمادي بدقة.

ولذلك فإن هيكل شاشات الكريستال السائل هو نظام متطور مرتبط ببعضه البعض. ينبعث الضوء الأبيض من الإضاءة الخلفية، ويتم ترشيحه بواسطة المستقطب، ويتم تنظيمه بواسطة البلورة السائلة، ويتم تلوينه بواسطة مرشح الألوان، ليشكل في النهاية كل بكسل ملون نراه على الشاشة.