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Wie LCD-Monitore die Bildanzeige erreichen

09.25.2023

Bei der Anzeige von Bildern muss zunächst die Lichtquelle des LCD-Monitors erwähnt werden. Wenn man einen LCD-Monitor auseinander nimmt, sieht man unten (am Rand) eine Reihe von LEDs, die die "Hintergrundbeleuchtung" des Monitors darstellen und die einzige Lichtquelle im Monitor sind.

Die Lichtquelle von der Unterseite des Monitors bis zur Vorderseite des Bildschirms muss durch das "optische System" des LCD-Monitors erreicht werden.

Das "optische System" besteht aus:

Eine mit Punkten bedeckte Lichtleiterplatte, so dass das von der Unterkante einfallende Licht durch Totalreflexion nach unten wandert, wobei das Licht einen der Punkte berührt, bevor es sichtbar wird.

Eine Diffusionsfolie, die dazu beiträgt, das Punktmuster auf dem Lichtleiter zu eliminieren.

Prismenfolie, die zur Aufhellung des Lichts beiträgt.

Diffusionsfolie, die zu einer sehr gleichmäßig beleuchteten Oberfläche führt.

Die Lichtquelle, die die Vorderseite des Bildschirms erreicht, ist nur eine Voraussetzung für das darzustellende Bild, während das Polarisatorglas (LCD) für die Darstellung des Bildes erforderlich ist. Das Polarisatorglas ist eigentlich eine Glaszwischenschicht. Es umfasst den oberen und unteren Polarisator, das Glassubstrat, den Farbfilter, den Flüssigkristall, das TFT usw. Der obere und untere Polarisator und das Flüssigkristallglas steuern das Licht, um die Farbanzeige zu erreichen.

Wenn der Achsenwinkel des oberen und unteren Polarisators 0 Grad oder 180 Grad beträgt, kann das Licht passieren; wenn der Achsenwinkel der beiden vorderen und hinteren Polarisatoren 90 Grad beträgt, kann das Licht nicht passieren. Bei allgemeinen Displays dreht sich der vordere Polarisator nicht von selbst. Daher sind die beiden Polarisatoren im Polarisatorglas eines Bildschirms in einem Winkel von 90 Grad zueinander angeordnet (eine Konfiguration, die kein Licht durchlässt).

Das Licht gelangt dann hindurch, indem das Licht im Polarisatorglas so "verdreht" wird, dass es mit dem vorderen Polarisator übereinstimmt! Diese "Verdrehung" wird durch Flüssigkristalle erreicht.

Flüssigkristalle haben Eigenschaften, die es dem Licht nicht erlauben, sich gleichmäßig entlang beider Achsen auszubreiten. Die beiden Polarisatoren auf der Glasoberfläche bilden eine Rille in einem 90-Grad-Winkel zueinander, und die Moleküle dazwischen sind in einer anmutigen Spirale angeordnet.

Wenn das Licht der Hintergrundbeleuchtung durch den ersten Polarisator in die Zwischenschicht eintritt, wird es vom Flüssigkristall gedreht, so dass es den zweiten Polarisator passieren und vor dem Bildschirm erscheinen kann, was oft als normaler Weißmodus bezeichnet wird. Wenn wir ein elektrisches Feld an die Sandwich-Struktur anlegen, so dass die Kristalle in Längsrichtung ausgerichtet sind, wird das Licht, das den ersten Polarisator durchläuft, nicht durch die Kristalle gedreht und tritt nicht vor dem Bildschirm auf, was oft als normaler schwarzer Modus bezeichnet wird. Wenn wir ein elektrisches Feld an die Sandwich-Struktur anlegen, so dass sich die Kristalle zwischen Rotation und Längsausrichtung befinden, werden andere Farbmodi dargestellt.