LCD ディスプレイ画面の動作原理は何ですか?

1、液晶材料の謎
LCD ディスプレイ画面の核心は、その独自の液晶素材にあります。液晶は液体と固体の中間の物質状態であり、液体の流動性と固体分子の規則的な配列を併せ持つ。この特性により、外部電場の作用下で液晶分子の配向方向が変化し、光の伝播経路に影響を与えることができます。
LCD ディスプレイで使用される液晶材料は通常、複屈折と電気光学効果を持っています。複屈折とは、液晶分子が異なる方向の光波に対して異なる屈折率を持ち、液晶層を通過するときに光が偏向または散乱することを意味します。電気光学効果とは、液晶分子の光学特性 (屈折率など) が外部電場によって変化するという事実を指し、これが LCD 表示実現の鍵となります。
２、偏光とフィルターの役割
液晶材料の特性を利用して表示機能を実現するために、偏光とフィルターという 2 つの重要なコンポーネントが LCD ディスプレイに導入されています。
まず、光源から発せられた光は、第１の偏光子を通過し、単一方向の直線偏光となる。この直線偏光は液晶層を通過します。液晶層では、液晶分子の配列が回路制御信号の影響を受けます。液晶分子の配列状態が異なると、偏光に対する屈折率も変化し、光の偏向角が変化したり散乱したりする。
次に、液晶層で処理された光は 2 番目の偏光子 (検光子) に到達します。検光子の偏光方向は偏光子の偏光方向に対して垂直です。これは、検光子と同じ偏光方向の光のみが通過できることを意味します。したがって、液晶分子による光の偏向や散乱により光が検光子の偏光方向と一致しなくなると、光は吸収または反射され、可視画像を形成できなくなります。
3、回路制御と画素配列
LCD ディスプレイで画像表示を実現するには、各画素点での液晶分子の配置を正確に制御するための複雑な回路制御システムも必要です。このシステムには通常、ピクセル アレイ、制御回路、データ駆動回路が含まれます。
ピクセル アレイは多数の小さなピクセルで構成され、各ピクセルには液晶セルと 1 つ以上のトランジスタ スイッチが含まれています。これらのトランジスタスイッチは、制御回路を介してデータ駆動回路から信号を受け取り、その信号内容に応じて液晶セルにかかる電圧の大きさと方向を変化させ、液晶分子の配列状態を制御する。
制御回路は、データ駆動型回路とピクセル アレイ間の作業を調整する責任を負います。入力された画像信号に基づいて、対応する制御信号とデータ信号を生成し、データ駆動回路に送信します。データ駆動型回路は、受け取った信号に基づいてピクセルアレイ内のトランジスタスイッチを駆動し、液晶分子の配置を正確に制御します。
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