Klasyfikacja LCD - LCD classification
Istnieją różne klasyfikacje trybów elektrooptycznych wyświetlaczy ciekłokrystalicznych (LCD).
Obsługa LCD w pigułce
Działanie wyświetlaczy TN, VA i IPS- LCD można podsumować w następujący sposób:
- dobrze ustawiona konfiguracja LC jest zdeformowana przez przyłożone pole elektryczne,
- to odkształcenie zmienia orientację lokalnej osi optycznej LC względem kierunku propagacji światła przez warstwę LC,
- ta zmiana orientacji zmienia stan polaryzacji światła przechodzącego przez warstwę LC,
- ta zmiana stanu polaryzacji jest przekształcana w zmianę intensywności przez absorpcję dichroiczną , zwykle przez zewnętrzne polaryzatory dichroiczne .
Aktywacja
Ciekłe kryształy można wyrównać zarówno za pomocą pola magnetycznego, jak i elektrycznego. Siła wymaganego pola magnetycznego jest zbyt wysoka, aby była możliwa do zastosowania w zastosowaniach wyświetlaczy.
Jeden efekt elektrooptyczny z LC wymaga przepływu prądu przez ogniwo LC; wszystkie inne praktykowane efekty elektrooptyczne wymagają jedynie pola elektrycznego (bez prądu) do zestrojenia LC.
|
Efekty elektrooptyczne w ciekłych kryształach LC można wyrównać za pomocą pól elektrycznych i magnetycznych |
|
| efekty pola elektrycznego | efekty elektrohydrodynamiczne |
|---|---|
| pole elektryczne wyrównuje ciekły kryształ, prąd nie jest potrzebny (do działania wymagana jest bardzo mała moc). |
tworzenie i rozpraszanie domen indukowane prądem wymaga prądu do aktywacji. |
| efekt skręconego pola nematycznego | tryb dynamicznego rozpraszania, DMS |
Informacje wizualne mogą być generowane przez procesy
|
|
Efekty absorpcji
Stan polaryzacji światła przechodzącego przez warstwę LC nie jest dostrzegalny przez ludzkich obserwatorów, musi zostać zamieniony na natężenie (np. Luminancję), aby było dostrzegalne. Osiąga się to dzięki absorpcji przez barwniki dichroiczne i polaryzatory dichroiczne.
| Efekty absorpcji | |
|
absorpcja wewnętrzna (barwniki dichroiczne rozpuszczone w LC) , wyświetlacze LCD typu gość-host |
zewnętrzne polaryzatory dichroiczne |
|---|---|
| nieskręcone konfiguracje z barwnikami dichroicznymi | dwójłomność sterowana elektrycznie, EBC |
| skręcone konfiguracje z barwnikami dichroicznymi | skręcony nematyczny efekt pola , TN |
|
supertwisted efekty nematyczne, STN , całkowite skręcenie wynosi> 90 ° SBE (efekt dwójłomności |
|
|
efekty przełączania w płaszczyźnie, efekt przełączania pola prążkowego IPS , FFS |
|
|
efekty wyrównane pionowo, wyrównanie pionowe wielodomenowe VA , wyrównanie pionowe wzorzyste MVA , PVA |
|
| Komórka PI (inaczej komórka OCB ) OCB: tryb zgięcia z kompensacją optyczną |
|
| cholesteryczno-nematyczna przemiana fazowa z barwnikami dichroicznymi | |
Ciekłe kryształy zdyspergowane polimerami
Ciekłe kryształy o niskiej masie cząsteczkowej można mieszać z polimerami o dużej masie cząsteczkowej, a następnie rozdzielać fazy, aby utworzyć rodzaj gąbczastej matrycy wypełnionej kroplami LC. Zewnętrzne pole elektryczne może wyrównać LC tak, aby dopasować jego indeks do wskaźnika matrycy polimerowej, przełączając tę komórkę ze stanu mlecznego (rozpraszania) do stanu przezroczystego. Kiedy barwniki dichroiczne rozpuszczają się w LC, pole elektryczne może przełączyć PDLC ze stanu absorpcyjnego na dość przezroczysty stat
Gdy ilość polimeru jest mała w porównaniu z ilością w LC, nie będzie rozdzielania obu składników, ale polimer tworzy anizotropową sieć podobną do włókien w LC, która stabilizuje stan, w którym został utworzony. W ten sposób można kontrolować określone właściwości fizyczne (np. Elastyczność, lepkość, a tym samym odpowiednio napięcia progowe i czasy odpowiedzi).
|
Polimerowe rozproszone ciekłe kryształy PDLC |
|
|---|---|
|
|
|
|
Bistabilne wyświetlacze LCD
W niektórych zastosowaniach bistabilność efektów elektrooptycznych jest bardzo korzystna, ponieważ odpowiedź optyczna (informacja wizualna) jest utrzymywana nawet po usunięciu aktywacji elektrycznej, oszczędzając w ten sposób ładowanie baterii. Efekty te są korzystne, gdy wyświetlane informacje wizualne są zmieniane tylko w dłuższych odstępach czasu (np. Papier elektroniczny, elektroniczne metki itp.).
| Bistabilne wyświetlacze LCD | ||
|---|---|---|
| ferroelektryczne LC | cholesteryczne LC | nematic LCs |
| bistabilne ferroelektryczne wyświetlacze LCD | bistabilne cholesteryczne wyświetlacze LCD z przemianą fazową | bistabilne wyświetlacze nematyczne |
|
||
|
||
Redukcja odchyleń z kierunkiem wyświetlania na wyświetlaczach LCD
Wraz z kierunkiem propagacji światła w warstwie LC zmienia się również stan polaryzacji światła, aw konsekwencji intensywność i rozkład widmowy przepuszczanego światła. Aby ograniczyć do minimum takie niepożądane odchylenia, w rzeczywistych wyświetlaczach LC stosuje się dwa podejścia: podejście wielodomenowe i zastosowanie zewnętrznych warstw dwójłomnych (arkusze opóźniające).
| Redukcja odchyleń z kierunkiem wyświetlania na wyświetlaczach LCD | |
|---|---|
| podejścia wielodomenowe | (dwójłomny) kompensacja arkusza opóźniacza |
| wizualne uśrednianie mikroskopijnych obszarów o różnych właściwościach kierunku patrzenia |
korekta niepożądanych efektów w LC przez zewnętrzne warstwy dwójłomne (polimerowe). |
Bibliografia
Literatura
- Pochi Yeh, Claire Gu, Optics of Liquid Crystal Displays, John Wiley & Sons, 1999
- DK Yang, ST Wu, Fundamentals of Liquid Crystal Devices, Wiley SID Series in Display Technology, 2006