LCD 的工作原理 - 您需要知道的一切

了解 LCD 的工作原理至关重要，尤其是现在您看到的几乎每个屏幕都是 LCD。但是，如果您缺乏对它们的先验知识，则很难从表面上区分这些屏幕。在这里，我们将了解 LCD 屏幕、它们的结构、基本组件以及如何提高显示器的使用寿命。

液晶显示器 (LCD) 屏幕是一种平板显示器，它利用液晶来创建可见图像。

什么是液晶显示器？

图 1：LCD 的横截面

液晶显示器 (LCD) 屏幕是一种平板显示器，它利用液晶来创建可见图像。

液晶屏的基本结构

背光

发光二极管 (LED)

图 2：LED 灯条

LED 背光 LCD 屏幕利用 LED 提供像素的背光。它们具有更好的调光范围、更好的对比度、更广的色域，并且比 CCFL 背光屏幕更可靠。

电致发光板 (ELP)

该技术使用激发的彩色荧光粉来发光，它们需要 400 赫兹频率的 100 伏交流电压才能发光。 ELP 技术适用于单色、分段和字符 LCD。

热阴极荧光灯 (HCFL)

HCFL 使用盘绕的钨丝连接到两端的两个阴极。当阴极在 900 华氏度下被电激发时，它们会发射电子，与管中的汞发生反应。其作用是产生的紫外线辐射与荧光粉反应产生光。

冷阴极荧光灯 (CCFL)

与 HCFL 不同，CCFL 没有钨丝。相反，管内的电压会激发汞，从而产生电流。汞的紫外辐射与荧光粉反应产生光。

LCD用液晶

图 3：一个女人在看液晶电视

向列相液晶显示器

与近晶度相比，向列热致相发生在更高的温度下。液晶是其长轴指向一个方向的取向。

它们的质心位置在液体中是随机的。但是，您可以将它们与外部磁场或电场对齐，以创建透明或不透明的视图。

正是由于这种排列特性，向列分子才适用于液晶显示器。

近晶型液晶

近晶相是在低温下存在的液晶的热致相。在这里，液晶分子排列成垂直于分子平面的层。

晶体排列呈液态，沿层平面方向相互滑动。

液晶的胆甾型

在这里，液晶排列在一个分子厚的层中。此外，分子排列成彼此平行的长轴。

液晶彩色滤光片

LCD 面板中的彩色滤光片允许特定波长的光通过，同时阻挡其他波长。因此，可以增强和收缩可见的颜色以创建相同颜色的变化。

液晶偏光滤光片

偏振滤光片允许特定方向的偏振光通过 LCD 设置，同时阻挡所有曝光。

LCD 的工作原理– 薄膜晶体管 (TFT)

薄膜晶体管 LCD 使用 TFT 作为单独的像素开关来改善图像特性，例如对比度和寻址能力。

TFT 是一种特殊的场效应晶体管 (FET)，相对于器件的平面更薄。

液晶屏的工作原理是什么？

LCD 的工作主要基于偏振光的特性。偏振光是其振动受限于一个平面的光。在 LCD 中，白光通过两个偏光膜进行偏振。

LCD 屏幕有数百万个像素，每个像素在连接液晶的两侧都有偏光膜。每个像素进一步分为三个不同的红色、绿色和蓝色子像素。

当您打开 LCD 电源时，背光会向像素照射白色非偏振光。白光在各种平面中传播，包括水平面和垂直面。

第一个偏光玻璃只允许水平光波通过，而第二个玻璃滤光片只允许垂直光波通过。两块偏光玻璃是液晶，周围有电极，每个子像素都有电极和偏光玻璃对。

液晶在其自然状态下呈电子向列型。

偏光玻璃滤光片在关闭状态下将水平光旋转到垂直位置，使光到达像素。

当极化电极开启时，向列液晶取向为水平排列。来自背光的光不再经过 90 度角的扭曲并水平通过。然后垂直偏振玻璃阻挡平面光波。

通过改变通过每组电极的电流，我们可以改变水平排列的液晶数量。因此，它会导致不同数量的光到达像素以创建图像。

单个子像素的颜色范围为 0 到 255。如果所有三个都为零，您将在整个屏幕上看到黑色，如果所有三个都为 255，您将看到背光（白色）。液晶电极电位的变化会改变 LCD 上的彩色光显示。

决定液晶屏寿命的六大因素

图 4：未来的 EKG 医用 LCD

下面列出了决定 LCD 使用寿命的六个因素。

屏幕操作环境

当液晶处于向列相时，LCD 工作得最好。温度降至冰点以下或更高的温度会阻碍 LCD，从而缩短其使用寿命。

随附电子元件的质量

LCD 的故障主要是由于内部电解质干涸导致电容器鼓胀。劣质材料会降低 LCD 的使用寿命。

LCD 的工作原理– 外部组件的状态

电源的稳定性和频率等外部元件会影响液晶屏的使用寿命。灰尘还会沉积在重要的电路元件上，导致器件出现短路和发热问题。

背光故障

LCD 背光故障可能是由于短路或内部组件有缺陷造成的。更换背光灯可以快速解决这个问题。

电磁辐射

外部磁场会干扰两个玻璃偏振器之间的液晶排列。因此，高电场会降低图像质量并导致屏幕随时间劣化。

LCD 的工作原理– 使用频率

LCD 的使用时间在 30,000 到 60,000 小时之间。因此，它的寿命很大程度上取决于它在白天的使用时间。

液晶屏和等离子屏的区别

图 5：房间墙上的等离子电视

从表面上区分等离子和液晶屏幕并不容易，两者惊人地相似，但使用非常不同的技术来显示信息。

下面列出了等离子和液晶屏的显着区别。

刷新率

与同级别的液晶屏相比，等离子屏的刷新率更快。当图像以更快的速度显示时，LCD 屏幕的响应时间很慢。

您经常会看到一些重影效果，即图像倾向于沿屏幕拖动。现在的 LCD 不会出现重影效果，因为它们的帧速率更接近等离子电视。

技术

LCD 和等离子屏幕之间的另一个区别是它们的操作原理。点亮像素和子像素以产生图像的方式各不相同，LCD 需要背光来为像素提供必要的刺激，以准确描绘图像。

等离子屏幕利用惰性气体的特性来点亮像素。每个像素都可以通过其结构内水平和垂直排列的电极网格进行激发。

当您将紫外线照射到像素的荧光粉涂层中时，它会转换为您选择的颜色。红色荧光粉上显示的光会使像素明显变红，以此类推。

重量

LCD 的重量低于相同尺寸的等离子显示器。此外，它们消耗更少的电力并产生更少的热量。

但是，重量和功耗差异并没有太大的动力，因为它是相对的。与其他显示技术相比，等离子显示器仍然非常轻巧。

显示

等离子屏幕显示我们认为更真实的图像。由于没有背光，您可以获得使用等离子屏幕显示的物理对象的详细照片。

LCD 屏幕在某种程度上相对饱和，不如某些等离子显示器那么清晰。

海拔

海拔会影响等离子屏幕，它们在 6500 英尺以上的高度无法正常工作。

当你向太空走得更远时，气压自然会下降。压力下降意味着空气自然膨胀，给等离子显示器带来了巨大的问题。惰性气体分子之间距离的变化导致电极更加努力地激发像素。在安静的房间或显示白色图像时，您会听到屏幕发出一些噪音。

结论

我们已经讨论了影响 LCD 工作的最关键因素。

因此，您对它的工作、组件、弱点以及如何延长其使用寿命有足够的信息。

LCD 屏幕仍然是目前市场上最好的。如果您想购买新的液晶电视，请考虑本文提供的信息。

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