Qual è la struttura di un display LCD?

Il suo principio di funzionamento fondamentale è controllare l'angolo di torsione delle molecole di cristalli liquidi applicando tensione, modificando così lo stato di polarizzazione della luce. Le polaroid agiscono quindi come un "cancello" per determinare se la luce può passare, ottenendo infine cambiamenti di luminosità in ciascun pixel. In combinazione con i filtri colorati è possibile visualizzare colori brillanti.

Ecco una ripartizione di un tipicoschermo LCDstruttura a strati da dietro a davanti (dalla retroilluminazione alla superficie dello schermo):

Ripartizione della struttura centrale dell'LCD

Parte 1: modulo di retroilluminazione

Questa è la "sorgente luminosa" del display LCD, poiché i cristalli liquidi stessi non emettono luce.
1. Retroilluminazione:
· Primi: CCFL (lampade fluorescenti a catodo freddo), simili a piccoli tubi fluorescenti, disposti su entrambi i lati o dietro lo schermo.
· Moderno: LED (diodi-emettitori di luce). Questo è attualmente il mainstream assoluto ed è generalmente diviso in due layout:
Edge-illuminato: le strisce luminose a LED sono installate attorno alla cornice dello schermo, distribuendo uniformemente la luce sull'intero schermo tramite una guida luminosa. Questo approccio offre il vantaggio di essere molto sottile.
Illuminazione diretta-: le luci LED sono distribuite uniformemente direttamente dietro il pannello, consentendo l'oscuramento a zone, illuminando le aree desiderate e oscurandole, migliorando così il contrasto e la qualità dell'immagine. (Comunemente utilizzato nei televisori-di fascia alta)

2. Piastra guida luce: (utilizzata principalmente per la retroilluminazione con ingresso dal bordo-) Una piastra acrilica trasparente con un disegno puntinato preciso sulla superficie, che converte la sorgente luminosa puntiforme LED dal bordo in una sorgente luminosa superficiale uniforme,-emettente.

3. Gruppo pellicola di miglioramento della luminosità/pellicola ottica: una pila di pellicole posizionata sopra la piastra di guida della luce, utilizzata per migliorare e concentrare la luce.

Diffusore: Fornisce un'illuminazione più uniforme, eliminando le ombre da punti o LED. Pellicola di miglioramento del prisma/luminosità: focalizza la luce diffusa direttamente davanti allo schermo, aumentando significativamente la luminosità frontale.

La seconda parte: corpo del pannello LCD
Questo è il cuore della tecnologia e solitamente consiste in due substrati di vetro paralleli.

1. Substrato di vetro inferiore - Substrato array TFT · Questo è lo strato più complesso e sofisticato del display LCD. Non è piatto, ma presenta milioni di minuscoli transistor a pellicola-sottile fabbricati utilizzando la fotolitografia. Ogni transistor corrisponde a un subpixel (i subpixel rosso, verde e blu costituiscono un pixel). · Ogni subpixel ha un elettrodo pixel trasparente (solitamente ITO, ossido di indio-stagno).

2. Substrato di vetro superiore - Substrato del filtro colorato · Sul lato interno, in corrispondenza di ciascun sub-pixel, sono stampati i filtri colorati rosso, verde e blu. Questi filtri colorano la luce che passa attraverso i cristalli liquidi.

Tra i filtri è presente una matrice nera, ovvero una griglia nera-a prova di luce utilizzata per isolare la luce dei sub-pixel adiacenti, evitare incroci-colori e migliorare il contrasto e la chiarezza.

Il lato interno del substrato è coperto da un elettrodo comune (anche un film ITO), che insieme all'elettrodo pixel del substrato inferiore forma un campo elettrico per guidare i cristalli liquidi.

3. Materiale a cristalli liquidi · Versato con precisione tra due substrati, il materiale ha uno spessore di soli pochi micron. Per controllare l'allineamento iniziale delle molecole di cristalli liquidi, uno strato di allineamento viene applicato ai lati interni dei substrati superiore e inferiore. Scanalature microscopiche si formano attraverso l'attrito e altri metodi, consentendo alle molecole di cristalli liquidi di allinearsi in una direzione specifica.

4. Telaio sigillante e distanziatori · Utilizzare il sigillante per unire insieme i due substrati di vetro mantenendo uno spazio preciso tra le celle. · Piccole sfere di plastica o pilastri formati fotolitograficamente sono sparsi all'interno della cella come distanziatori per evitare che le due lastre di vetro si attacchino tra loro a causa di forze esterne.

Parte 3: "Porte" di luce e controllo
1. Polarizzatori
· Gli LCD hanno due polarizzatori, come due "porte".
· Polarizzatore inferiore: fissato tra l'unità di retroilluminazione e il substrato TFT. Permette il passaggio solo della luce con una direzione di vibrazione specifica.
.Polarizzatore superiore: collegato al substrato del filtro colorato. La sua direzione di polarizzazione è di 90 gradi (o 0 gradi, a seconda della modalità a cristalli liquidi) perpendicolare al polarizzatore inferiore.
Principio di base: quando non viene applicata alcuna tensione, le molecole di cristalli liquidi distorcono la direzione di polarizzazione della luce di 90 gradi, consentendole di passare attraverso il secondo polarizzatore, facendo apparire il pixel "luminoso". Quando viene applicata la tensione, le molecole di cristalli liquidi non distorcono più la luce, bloccandola dal secondo polarizzatore, facendo apparire il pixel "scuro". Controllando la tensione, le sfumature di grigio possono essere controllate con precisione.

Pertanto, la struttura dell'LCD è un sistema sofisticato collegato insieme. La luce bianca viene emessa dalla retroilluminazione, filtrata dal polarizzatore, regolata dai cristalli liquidi e colorata dal filtro colorato, formando infine ogni pixel colorato che vediamo sullo schermo.