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液晶面板中液晶分子排列方向如何进行改变的?

类别:常见问题 文章出处:/发布时间:2018-03-07 浏览人次:

  我们都知道液晶面板的组成部分是由液晶分子层和背光源以及滤光片等几大部分组成。而最主要的液晶分子层的作用是通过液晶分子的偏转,让光线通过或是遮蔽,今天我们就来聊聊液晶分子是通过怎样的原理来实现这个功能呢?


  液晶面板中的液晶分子层两边有电极结构,通过接通电源后向其增加电压使液晶分子产生偏转和位移。而根据液晶分子移动排列的方向使光线通过或遮挡,因此液晶分子能够受到电场作用。


  先前我们也提到过液晶材料是一种有机化合物,液晶分子的主要元素为碳(C),其结构细长的棒状。如果对这种棒状的液晶分子施加电压,会产生“电偶极矩”现象,即正负电压之间隔着一定距离形成一对对的特殊形态,这种效应会对液晶分子的电场大小以及方向产生影响与改变。

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液晶面板液晶分子层的结构示意图


  正是由于电偶极矩现象,当人们在液晶分子层加入电压时,液晶分子内部产生正负两种电极,然后对外界的电场大小与方向开始产生影响,于是改变了液晶分子的行进方向。当电源停止加压后,液晶分子的正电荷向负电荷的方向前进,负电荷朝向正电荷端前进,这样也就改变了液晶分子的排列方向。


  我们这里以目前液晶显示器中使用率最高、最为常见的TN面板为例,在未施加电压时液晶分子为配向膜的排列状态,即液晶分子与玻璃基板平行并且呈90°扭转。当外界施加电压后,液晶分子就不再收到配向膜的约束,与玻璃基板呈垂直状态,这样液晶分子层就能够起到遮蔽光线的作用,控制光通量。

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液晶分子加电压之后形态的变化


  而液晶分子从接受到IC芯片的指令到改变状态这一过程所需要的时间,我们称之为“响应时间”,通常TN面板的响应时间相对较短,一般在5ms左右。而PVA、IPS、MVA等广视角面板由于结构的不同(考虑到为增加视角加入的设计等),它们的响应时间会更长,也就是说画面中的拖尾现象相对会更明显。


  当然顺便提到的是,理论上而言液晶分子与玻璃基板呈垂直状态时是完全遮盖住光线,不允许光线通过,从而让显示屏幕显示出黑色,但实际上由于遮挡不是非常完美,因此还是会有少量的光线成为“漏网之鱼”,这样就会出现我们经常提到的“漏光”现象,漏光与液晶面板的制造工艺、材质等诸多因素有关,所以不同等级液晶面板的漏光严重程度也会不同,而厂商通常会采用IC芯片来调节背光源亮度的方式来减少漏光的发生,如当IC检测到画面为全黑色时,会自动降低背光源亮度,这样漏光情况就能够得到有效的控制。


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