LCD如何工作

就像有许多固体和液体的品种一样，也有多种液晶物质。根据物质的温度和特殊性质，液晶可以位于几个不同的阶段之一（见下文）。在本文中，我们将讨论列阶段，使LCD成为可能的液晶。

液晶的一个特征是它们受到影响电流。一种特殊的列液晶，称为扭曲的列明（TN），自然扭曲。将电流施加到这些液晶上，将根据电流的电压而在不同程度上解开它们。LCD使用这些液晶，因为它们以控制电流的反应可以预测光通道。

大多数液晶分子是杆状的，并且被广泛归类为热旋转或者裂变。

热液晶将对温度变化或在某些情况下压力的变化反应。用于制造肥皂和洗涤剂的裂解液晶的反应取决于它们与它们混合的溶剂类型。热液晶是各向同性或者nematic。关键区别在于，各向同性液晶物质中的分子在排列中是随机的，而神灵具有确定的顺序或模式。

分子在列中的方向是基于导向器。导演可以是从磁场到具有微观凹槽的表面。在列中，可以通过分子相对于彼此定向的方式进一步分类液晶。近晶，最常见的布置会产生分子层。近晶相的变化很多，例如近晶c，其中每个层中的分子与上一层的角度倾斜。另一个常见阶段是胆固醇，也称为手性nematic。在此阶段，分子从一层略微扭曲，从而导致螺旋形成。

铁电液晶（FLC）使用在晶状体C的排列类型中具有手性分子的液晶物质，因为这些分子的螺旋性允许微秒切换响应时间，使FLC特别适合高级显示器。表面稳定的铁电液晶（SSFLC）通过使用玻璃板施加受控的压力，抑制分子的螺旋，使开关更快。

构建LCD不仅仅是创建一张液晶片，还有更多。四个事实的结合使LCD成为可能：

LCD是一种以令人惊讶的方式使用这四个事实的设备。

要创建LCD，您要接受两块偏光玻璃。在表面上产生微观凹槽的一种特殊聚合物在玻璃的侧面摩擦，其上没有偏振膜。凹槽必须与偏振膜相同。然后添加一个列液晶的涂层到其中一个过滤器。凹槽将导致第一层分子与滤波器的方向对齐。然后加入第二块玻璃偏振膜以直角到第一件。每个连续的TN分子层都会逐渐扭曲，直到最上层的底层与底部的角度为90度，与偏振玻璃过滤器匹配。

当光撞击第一个滤波器时，它是极化的。然后，每一层中的分子引导他们收到的光线到下一层。当光穿过液晶层时，分子也会改变光的振动平面以匹配自己的角度。当光到达液晶物质的远端时，它以与分子的最终层相同的角度振动。如果最终层与第二个偏振玻璃滤波器匹配，则光将通过。

如果我们应用电荷对于液晶分子，它们会取消弯曲。当他们伸直时，它们会改变穿过它们的光的角度，以使其不再与顶极化滤镜的角度匹配。因此，没有光线可以穿过LCD的那个区域，这使该区域比周围的区域深。

构建简单的LCD比您想象的要容易。您从上面描述的玻璃和液晶的三明治开始，并在其中添加两个透明的电极。例如，想象一下，您想创建最简单的LCD，其中只有一个矩形电极。这些层看起来像这样：

LCD需要完成这项工作是非常基本的。它有镜子（一种）背面，这使它反射。然后，我们添加一块玻璃（b）带有偏振膜的底部和一个公共电极平面（C）由顶部的酰胺氧化物制成。公共电极平面覆盖了LCD的整个区域。上面是液晶物质层（d）。接下来是另一杯玻璃（e）带有矩形形状的电极在底部，顶部是另一个偏振膜（F），与第一个角度的角度正确。

电极连接到像电源一样电池。当没有电流时，从LCD的前部进入的光将简单地击中镜子，然后向后弹跳。但是，当电池将电流提供给电极时，普通平面电极和形状的电极之间的液晶像矩形untwist，并阻止该区域中的光线通过。这使得LCD将矩形显示为黑色区域。

请注意，我们的简单LCD需要外部光源。液晶材料发射否光自己的。小而便宜的LCD通常是反光的，这意味着要显示它们必须反射外部光源的光。看一下LCD手表：数字出现，小电极为液晶充电并使层变形，以使光不会通过偏振膜传输。

大多数计算机显示器都用内置点亮荧光管上方，有时在LCD旁边。LCD后面的白色扩散面板会重定向并均匀地散射，以确保均匀的显示。在通过过滤器，液晶层和电极层的途中，许多灯都丢失了 - 通常超过一半！

在我们的示例中，我们有一个公共电极平面和一个单电极杆，该电极杆控制了哪些液晶对电荷的反应。如果您采用包含单电极的图层并添加几个电极，则可以开始构建更复杂的显示器。

基于普通平面LCD适用于需要一遍又一遍地显示相同信息的简单显示。手表和微波计时器属于此类别。尽管前面所示的六边形条形是此类设备中最常见的电极布置形式，但几乎所有形状都是可能的。只需看看一些便宜的手持游戏：扑克牌，外星人，鱼和老虎机只是您会看到的一些电极形状。

被动matrixLCD使用简单的网格将电荷提供给显示屏上的特定像素。创建网格是一个很大的过程！它从两个称为的玻璃层开始基材。给出一个底物，另一个由透明导电材料制成的行。通常是吲哚锡氧化物。行或列连接到集成电路当收费从特定的列或行发送时，该控制权。将液晶材料夹在两个玻璃基板之间，并将偏振膜添加到每个底物的外侧。为了打开像素，集成电路向下向一个基板的正确列发送电荷，并在另一个基板的正确行上激活了一个接地。行和列相交在指定的像素上，该电压可以解开该像素处的液晶。

被动矩阵系统的简单性很美，但它具有重要的缺点，尤其是响应时间缓慢和不精确的电压控制。响应时间是指LCD刷新显示图像的能力。在被动矩阵LCD中观察缓慢响应时间的最简单方法是移动老鼠从屏幕的一侧快速到另一侧。在指针之后，您会注意到一系列的“幽灵”。不精确电压控制阻碍了被动矩阵仅影响一个的能力像素一次。当将电压应用于Untwist One Pixel时，周围的像素也会部分解开，这使图像显得模糊且缺乏对比度。

活动矩阵LCD依赖薄膜晶体管（TFT）。基本上，TFT是微小的开关晶体管和电容器。它们被排列在玻璃基板上的基质中。要解决特定的像素，请打开正确的行，然后向下向正确的列发送电荷。由于列相交的所有其他行都关闭了，因此只有指定像素处的电容器才会收到充电。电容器能够持有电荷，直到下一个刷新周期。而且，如果我们仔细控制提供给晶体的电压量，我们只能使其不足以使其足以允许一些光线。

通过非常精确，非常小的增量，LCD可以创建一个灰度。如今，大多数显示器提供256级的亮度，每个像素。

可以显示颜色的LCD必须具有三个子像素使用红色，绿色和蓝色滤镜来创建每个颜色像素。

通过仔细的控制和施加的电压变化，每个子像素的强度可以范围超过256个阴影。结合子像素会产生可能的调色板1680万颜色（如下所示，256个红色x 256绿色x 256阴影的阴影）。这些颜色显示的是大量晶体管。例如，典型的笔记本电脑支持决议最多1,024x768。如果我们将1,024列乘以768行升换3个子像素，则将蚀刻在玻璃上的2,359,296晶体管！如果这些晶体管中的任何一个都有问题，它将在显示屏上创建一个“坏像素”。大多数活动的矩阵显示器在屏幕上散布着一些不良像素。

LCD技术正在不断发展。今天，LCD采用了多种液晶技术，包括超级扭曲的夜生物（STN），双扫描扭曲列明氏（DSTN），铁电液晶（FLC）和表面稳定的铁电液晶（SSFLC）。

显示屏尺寸受制造商面临的质量控制问题的限制。简而言之，为了增加显示大小，制造商必须添加更多像素和晶体管。随着它们增加像素和晶体管的数量，它们还增加了在显示屏中加入不良晶体管的机会。现有大型LCD的制造商通常拒绝大约40％的组装线面板。拒绝水平直接影响LCD价格，因为良好的LCD的销售必须涵盖制造好和坏的成本。只有制造业的进步才能导致更大尺寸的负担得起的显示器。

有关LCD和相关主题的更多信息，请查看下一页上的链接。