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Das Funktionsprinzip einer LCD-Anzeige

11.08.2023

Gegenwärtig basieren die meisten Flüssigkristallanzeigetechnologien auf drei Technologien: TN, STN und TFT. Daher werden wir die Funktionsprinzipien dieser drei Technologien diskutieren. Die TN-Typ Flüssigkristallanzeige-Technologie kann als die grundlegendste in der Flüssigkristallanzeige bezeichnet werden, und andere Arten von Flüssigkristallanzeigen können auch als verbessert mit dem TN-Typ als Ursprung bezeichnet werden. Auch das Funktionsprinzip ist einfacher als bei anderen Technologien, wie die folgende Abbildung zeigt. Abbildung 1 zeigt ein einfaches Strukturdiagramm einer Flüssigkristallanzeige des TN-Typs mit Polarisatoren in vertikaler und horizontaler Richtung, einer Ausrichtungsfolie mit feinkörnigen Rillen, einem Flüssigkristallmaterial und einem leitfähigen Glassubstrat. Das Abbildungsprinzip besteht darin, dass das Flüssigkristallmaterial zwischen zwei transparenten, leitfähigen Gläsern platziert wird, die an einem Polarisator mit vertikaler optischer Achse befestigt sind, und dass die Flüssigkristallmoleküle entsprechend der Richtung der feinen Rillen des Ausrichtungsfilms gedreht und in einer Reihenfolge angeordnet werden. Wenn sich kein elektrisches Feld bildet, ist das Licht glatt. Beim Eintritt in den Polarisator drehen sich die Flüssigkristallmoleküle in ihrer Bewegungsrichtung und treten dann auf der anderen Seite wieder aus. Wenn die beiden leitenden Glasstücke unter Strom gesetzt werden, entsteht zwischen den beiden Glasstücken ein elektrisches Feld, das die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle zwischen ihnen beeinflusst, wodurch sich die Molekularstäbe verdrehen, so dass das Licht nicht eindringen kann und die Lichtquelle blockiert wird. Das Phänomen des auf diese Weise erzielten Hell-Dunkel-Kontrasts wird als Twisted-Nematic-Field-Effekt oder kurz TNFE (Twisted-Nematic-Field-Effekt) bezeichnet. Fast alle in elektronischen Produkten verwendeten Flüssigkristallanzeigen werden nach dem Prinzip des verdrillten nematischen Feldeffekts hergestellt. Das Anzeigeprinzip des STN-Typs ist ähnlich. Der Unterschied besteht darin, dass die Flüssigkristallmoleküle des TN-Twisted-Nematic-Field-Effekts das einfallende Licht um 90 Grad drehen, während der STN-Super-Twisted-Nematic-Field-Effekt das einfallende Licht um 180 bis 270 Grad dreht. An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine einfache TN-Flüssigkristallanzeige selbst nur zwei Fälle von hell und dunkel (oder schwarz und weiß) hat und es keine Möglichkeit gibt, die Farbe zu ändern. Die STN-Flüssigkristallanzeige beruht auf der Beziehung zwischen Flüssigkristallmaterialien und dem Interferenzphänomen des Lichts, so dass die angezeigten Farbtöne hauptsächlich hellgrün und orange sind. Wenn jedoch ein Farbfilter zur herkömmlichen monochromen STN-Flüssigkristallanzeige hinzugefügt wird und jedes Pixel (Bildpunkt) der monochromen Anzeigematrix in drei Sub-Pixel (Sub-Pixel) unterteilt wird, die jeweils den Farbfilter passieren, zeigt der Film die drei Grundfarben Rot, Grün und Blau an, und durch die Abstimmung der Proportionen der drei Grundfarben kann er auch die Farben des Vollfarbmodus anzeigen. Wenn der Bildschirm eines TN-Flüssigkristallbildschirms größer ist, erscheint das Kontrastverhältnis des Bildschirms schlecht, aber mit der verbesserten Technologie von STN kann der Mangel an Kontrastverhältnis ausgeglichen werden.

TFT-Flüssigkristallanzeigen sind komplexer, und zu den Hauptbestandteilen gehören Leuchtstoffröhren, Lichtleiterplatten, Polarisatoren, Filterplatten, Glassubstrate, Ausrichtungsfilme, Flüssigkristallmaterialien, Thin-Mode-Transistoren und so weiter. Die Flüssigkristallanzeige benötigt zunächst eine Hintergrundbeleuchtung, d. h. eine Leuchtstoffröhre zur Projektion der Lichtquelle. Diese Lichtquellen werden zunächst durch einen Polarisator und dann durch den Flüssigkristall geleitet. Dabei verändert die Anordnung der Flüssigkristallmoleküle den Winkel, in dem das Licht durch den Flüssigkristall fällt. Danach muss das Licht durch den Farbfilter vor dem Flüssigkristall und einen weiteren Polarisator gehen. Solange wir also den Spannungswert ändern, der den Flüssigkristall anregt, können wir die endgültige Lichtintensität und Farbe steuern, und dann können wir die Farbkombination der verschiedenen Schattierungen auf der Flüssigkristalltafel ändern.