LCD-Klassifizierung - LCD classification
Es gibt verschiedene Klassifikationen der elektrooptischen Modi von Flüssigkristallanzeigen (LCDs).
LCD-Betrieb auf den Punkt gebracht
Der Betrieb von TN-, VA- und IPS- LCDs kann wie folgt zusammengefasst werden:
- Eine gut ausgerichtete LC-Konfiguration wird durch ein angelegtes elektrisches Feld deformiert.
- Diese Verformung ändert die Ausrichtung der lokalen optischen LC-Achse in Bezug auf die Richtung der Lichtausbreitung durch die LC-Schicht.
- Diese Änderung der Orientierung ändert den Polarisationszustand des Lichts, das sich durch die LC-Schicht ausbreitet.
- Diese Änderung des Polarisationszustands wird durch dichroitische Absorption, üblicherweise durch externe dichroitische Polarisatoren, in eine Änderung der Intensität umgewandelt .
Aktivierung
Flüssigkristalle können sowohl durch magnetische als auch durch elektrische Felder ausgerichtet werden. Die Stärke des erforderlichen Magnetfelds ist zu hoch, um für Anzeigeanwendungen realisierbar zu sein.
Ein elektrooptischer Effekt mit LCs erfordert einen Strom durch die LC-Zelle; Alle anderen praktizierten elektrooptischen Effekte erfordern nur ein elektrisches Feld (ohne Strom) zur Ausrichtung des LC.
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Elektrooptische Effekte in Flüssigkristallen LCs können durch elektrische und magnetische Felder ausgerichtet werden |
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| elektrische Feldeffekte | elektrohydrodynamische Effekte |
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| Das elektrische Feld richtet den Flüssigkristall aus. Es ist kein Strom erforderlich (sehr geringe Leistung für den Betrieb erforderlich). |
Die strominduzierte Domänenbildung und -streuung erfordert Strom zur Aktivierung. |
| verdrehter nematischer Feldeffekt | dynamischer Streumodus, DMS |
Visuelle Informationen können durch die Prozesse von erzeugt werden
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Absorptionseffekte
Der Polarisationszustand des durch die LC-Schicht wandernden Lichts kann von menschlichen Beobachtern nicht wahrgenommen werden, er muss in Intensität (z. B. Luminanz) umgewandelt werden, um wahrnehmbar zu werden. Dies wird durch Absorption durch dichroitische Farbstoffe und dichroitische Polarisatoren erreicht.
| Absorptionseffekte | |
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interne Absorption (in LC gelöste dichroitische Farbstoffe) , Gast-Wirt-LCDs |
externe dichroitische Polarisatoren |
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| nicht verdrillte Konfigurationen mit dichroitischen Farbstoffen | elektrisch gesteuerte Doppelbrechung, EZB |
| verdrillte Konfigurationen mit dichroitischen Farbstoffen | verdrehter nematischer Feldeffekt , TN |
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supertwisted nematische Effekte, STN , die Gesamtverdrehung beträgt> 90 ° SBE (supertwisted Doppelbrechungseffekt) |
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In-Plane-Switching-Effekte, IPS -Randfeld-Switching-Effekt, FFS |
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vertikal ausgerichtete Effekte, vertikale Ausrichtung mit mehreren VA -Domänen, vertikale Ausrichtung mit MVA- Muster, PVA |
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| PI-Zelle (auch bekannt als OCB-Zelle) OCB: Optisch kompensierter Biegemodus |
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| cholesterisch-nematischer Phasenwechsel mit dichroitischen Farbstoffen | |
Polymerdispergierte Flüssigkristalle
Flüssigkristalle mit niedrigem Molekulargewicht können mit Polymeren mit hohem Molekulargewicht gemischt werden, gefolgt von einer Phasentrennung, um eine Art schwammige Matrix zu bilden, die mit LC-Tröpfchen gefüllt ist. Ein externes elektrisches Feld kann den LC so ausrichten, dass er seinem Index mit dem der Polymermatrix entspricht, und diese Zelle von einem milchigen (Streu-) Zustand in einen klaren transparenten Zustand umschalten. Wenn dichroitische Farbstoffe in der LC gelöst werden, kann ein elektrisches Feld die PDLC von einem absorbierenden Zustand in einen ziemlich transparenten Zustand umschalten
Wenn die Menge an Polymer im Vergleich zu der des LC klein ist, gibt es keine Trennung beider Komponenten, aber das Polymer bildet ein anisotropes faserartiges Netzwerk innerhalb des LC, das den Zustand stabilisiert, in dem es gebildet wurde. Auf diese Weise können bestimmte physikalische Eigenschaften (z. B. Elastizitäten, Viskositäten und damit Schwellenspannungen bzw. Reaktionszeiten) gesteuert werden.
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Polymer dispergierte Flüssigkristalle PDLCs |
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Bistabile LCDs
Für einige Anwendungen ist die Bistabilität elektrooptischer Effekte sehr vorteilhaft, da die optische Reaktion (visuelle Information) auch nach dem Entfernen der elektrischen Aktivierung erhalten bleibt, wodurch Batterieladung gespart wird. Diese Effekte sind vorteilhaft, wenn die angezeigten visuellen Informationen nur in längeren Intervallen geändert werden (z. B. elektronisches Papier, elektronische Preisschilder usw.).
| Bistabile LCDs | ||
|---|---|---|
| ferroelektrische LCs | cholesterische LCs | nematische LCs |
| bistabile ferroelektrische LCDs | bistabile cholesterische Phasenwechsel-LCDs | bistabile nematische Displays |
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Reduzierung von Variationen mit Blickrichtung in LCDs
Mit der Richtung der Lichtausbreitung in der LC-Schicht ändert sich auch der Polarisationszustand des Lichts, und infolgedessen ändert sich auch die Intensität und die spektrale Verteilung des durchgelassenen Lichts. Um solche unerwünschten Variationen auf ein Minimum zu reduzieren, werden in tatsächlichen LC-Anzeigen zwei Ansätze verwendet: Mehrdomänenansätze und Aufbringen externer doppelbrechender Schichten (Verzögerungsblätter).
| Reduzierung von Variationen mit Blickrichtung in LCDs | |
|---|---|
| Multidomänenansätze | (doppelbrechende) Vergütungsblattvergütung |
| visuelle Mittelung von mikroskopischen Bereichen mit unterschiedlichen Blickrichtungseigenschaften |
Korrektur unerwünschter Effekte in LC durch externe doppelbrechende (polymere) Schichten. |
Verweise
Literatur
- Pochi Yeh, Claire Gu, Optik von Flüssigkristallanzeigen, John Wiley & Sons, 1999
- DK Yang, ST Wu, Grundlagen von Flüssigkristallgeräten, Wiley SID-Reihe in Display-Technologie, 2006