Wie flüssiger Kristall funktioniert

Liquid Crystal Displays (LCDs) sind zu einem integralen Bestandteil unseres täglichen Lebens, von Smartphones und Fernsehern bis hin zu Computermonitoren und digitalen Beschilderungen. Diese Displays bieten hochauflösende Bilder mit lebendigen Farben und hervorragenden Betrachtungswinkeln. Aber haben Sie sich jemals gefragt, wie die LCD -Moleküle so atemberaubende Bilder schaffen?

Im Herzen eines LCD befinden sich flüssige Kristallmoleküle, die in ihrer Fähigkeit einzigartig sind, sich in eine bestimmte Richtung auszurichten, wenn sie einem elektrischen Feld ausgesetzt werden. Diese Moleküle bestehen aus langen, stäbchenähnlichen Strukturen, die sowohl flüssige als auch feste Eigenschaften aufweisen. In ihrem natürlichen Zustand sind die flüssigen Kristallmoleküle zufällig ausgerichtet, was zu einem dunklen Erscheinungsbild führt, wenn Licht durch sie geht.

Um zu verstehen, wie LCD -Moleküle funktionieren, schauen wir uns die Grundstruktur eines LCD -Panels genauer an. Es besteht aus zwei Glasplatten mit einer dünnen Schicht flüssiges Kristallmaterial, die zwischen ihnen eingeklemmt ist. Die innere Oberfläche jeder Glasplatte ist mit einer transparenten Elektrode beschichtet, wodurch ein elektrisches Feld über die flüssige Kristallschicht aufgetragen wird.

Die flüssigen Kristallmoleküle in einem LCD sind typischerweise zwei Arten: verdrehter nematischer (TN) und vertikaler Ausrichtung (VA). In einem TN -LCD sind die Moleküle in einem bestimmten Winkel, normalerweise 90 Grad, zwischen den beiden Glasplatten ausgerichtet, wenn kein elektrisches Feld angewendet wird. Mit dieser verdrehten Anordnung kann Licht durch die flüssige Kristallschicht gehen und den Betrachter erreichen ( siehe Video hier )

Wenn ein elektrisches Feld auf das TN LCD aufgetragen wird, beginnen sich die flüssigen Kristallmoleküle aufzuspulen und sich parallel zum elektrischen Feld auszurichten. Diese Neuausrichtung verändert die Polarisation des Lichts, das durch die flüssige Kristallschicht verläuft und sie effektiv daran hindert, den Betrachter zu erreichen. Durch die Steuerung des elektrischen Feldes kann die Lichtmenge genau reguliert werden, was zu unterschiedlichen Helligkeitsstufen führt.

Andererseits funktionieren Va LCDs anders. In einem VA LCD sind die flüssigen Kristallmoleküle zunächst vertikal ausgerichtet und senkrecht zu den Glasplatten. Wenn ein elektrisches Feld aufgetragen wird, neigen sich die Moleküle, sodass das Licht durch die flüssige Kristallschicht verläuft. Ähnlich wie bei TN -LCDs kann der Neigungsgrad durch Einstellen des elektrischen Feldes gesteuert werden, wodurch die Helligkeit gesteuert wird.

Um die Leistung von LCDs weiter zu verbessern, werden zusätzliche Komponenten wie Farbfilter und Hintergrundbeleuchtungssysteme integriert. Farbfilter werden verwendet, um den gewünschten Farbumfang zu erzeugen, indem das Licht durch die Flüssigkeitskristallschicht selektiv gefiltert wird. Hintergrundbeleuchtungssysteme, die normalerweise aus LEDs bestehen, liefern die erforderliche Beleuchtung für das LCD -Panel.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass LCD -Moleküle die Ausrichtung von Flüssigkristallstrukturen durch die Anwendung eines elektrischen Feldes manipulieren. Diese kontrollierte Neuausrichtung ermöglicht es dem LCD, den Lichtpassage zu regulieren, was zur Anzeige von Bildern und Videos führt. Die Fähigkeit, die Orientierung von Flüssigkristallmolekülen präzise zu steuern, hat LCDs zu einer der beliebtesten Anzeigetechnologien gemacht und hochwertige Bilder in einer Vielzahl von Geräten bietet.