图1-3-4 图1-3-5 从图中可以看出最前面是偏振片(由上至下),偏振片的下面是配向膜、液晶层、配向膜、偏振片,最下面是提供光源的背光灯。在这其中,偏振片有两片、配向膜有两片(两片偏振片构造不同、两片偏振模构想也不同)。液晶层在配向膜的中间,光线由下部背光灯射入,穿后过偏振片、配向膜在液晶层受到电信号控制的液晶分子的控制再穿过配向膜及前偏振片,我们看到的就是图像。图1-3-5所示是前后偏振片纹理结构和上下配向膜沟槽结构的不同及液晶分子扭曲的关系。【 郝铭原创作品 请勿转载 请勿链接】 3、偏振片
能透过偏振光的透光片就叫偏振片; 偏振片是特制的透光(玻璃或薄膜)片,上面特制密集的垂线,如图1-3-6;和密集的水平线,如图1-3-7。作为液晶屏用的偏振片是聚乙烯醇高分子化合物薄膜作为片基制作。
图1-3-6 图1-3-7
偏振片具有这样的特性:只允许和偏振片上线条平行的光振动波通过,,如图1-3-8所示,其它振动方向的光波全部被阻止通过,如图1-3-9所示。偏振片上能透光的方向称为偏振片的透光轴,也就是说;和透光轴平行的偏振光可以通过偏振片。
图1-3-8 图1-3-9 当自然光要通过偏振片时,偏振片只允许自然光中振动面和偏振片透光轴平行的通过,如图1-3-10所示,偏振片实际上是一个滤波器;偏振光滤波器,也称为:极化滤波器。
图1-3-10
我们可以用眼睛透过一块偏振片(不管上面的线条是什么方向)去看室外的景物。只会看感到亮度略有下降外,其它没有任何异样的变化,就像带了一副很浅的有色眼镜。把两块透光轴相同的偏振片重叠在一起,观看景物和上面用一块观看景物是一样的现象,如图1-3-11所示。透过第一块偏振片的偏振波也可以顺利透过第二块偏振片达到人眼睛。但是如果要用两块透光轴相互垂直的偏振片重叠在一起,再观看景物,或者光源,这就什么也看不见了,如图1-3-12所示。为什么看不见了?
图1-3-11 图1-3-12 这个道理大家已经很清楚了;在图1-3-12中,用用两块透光轴相互垂直的偏振片重叠在一起,观看景物,这时景物的自然光中的和第一块偏振片透光轴平行的水平偏振光,透过第一块偏振片后;是无法透过第二块偏振轴垂直的偏振片的,就好象没有光线穿透过来,所以看到的只能是黑屏。这个道理搞清楚了,液晶屏的成像原理也就非常容易了。【 郝铭原创作品 请勿转载 请勿链接】 4、液晶屏的控制作用
根据上述的道理;两块透光轴相互垂直的偏振片重叠在一起光线是不能通过的,此时保持两块透光轴相互垂直的偏振片的位置不变,只要把通过第一块偏振片的水平偏振光扭曲90度,变成垂直的偏振光就可以穿过过第二块偏振片,如图1-3-13所示。
液晶屏的作用就是控制由A偏振片透过的偏振光;扭曲还是不扭曲;从而决定是否能穿过B偏振片。液晶的分子在周边施加电场和不加电场就可以控制分子扭转90度,同时带动通过的光振动波扭转90度,使水平的偏振波变成垂直的偏振波,或者使垂直的偏振波变成水平的偏振波。就达到了用电信号控制光线“亮”与“暗”的目的,如图1-3-14所示。
图1-3-13
图1-3-14
我们如果把这一个偏振波看成形成一个像素点的光源,那么在一个平面上,众多的偏振波由图像电信号在液晶屏中进行控制,就在B偏振片这一面看到一幅图像。 5、配向膜 【 郝铭原创作品 转载 请注明出处】
在两片偏振片是中间有两片透明的配向膜,配向膜的中间充满液晶的分子,配向膜贴近液晶分子的一面有规则的开槽,液晶的分子正好可以平卧在里面,如图1-3-15所示(以一个像素区域为例说明),两片配向膜的开槽是相互垂直的,这样靠近下面一片配向膜的的分子平卧的方向和靠近上面一片配向膜分子平卧的方向正好也是相互垂直的(分子的形状是长棒形状),两片配向膜之间有一定的距离,并且充满液晶分子,那么:最上面和最下面相互垂直的两个分子之间的分子则是逐步的由水平向垂直扭转,如图1-3-15所示。此时如果有一和下面分子平行的偏振光由下面经过液晶分子射入,就会随着液晶分子的扭转方向扭转90度,由上面射出,如图1-3-16所示,可以看出,偏振光经过液晶层发生了90度的扭转。这是液晶分子在常态下没有电场及外力的作用下,液晶分子对通过偏振光的作用——扭转90度。
图1-3-15 图1-3-16
前面说过:液晶的分子对电场及其敏感;在电场的作用下液晶的分子要产生扭曲,
现在我们看看在液晶分子周边施加电场的情况下液晶的分子会有什么变化,对通过的偏振光又有什么影响?
我们在液晶分子的两边设置两个电极,并且施加电压,这样在液晶分子周边就形成相应的电场,此时液晶分子在电场的作用下,改变了排列的方向,不受沟槽的限制;全部竖立排列,如图1-3-17所示;
图1-3-17 图1-3-18
此时如果有一偏振光由下面经过液晶分子射入,偏振光就不再受液晶分子扭转控制,直接由上面射出,如图1-3-18所示,可以看出,施加电场的液晶分子;液晶分子重新排列;偏振光经过液晶层就不发生任何扭转;保持原方向、角度由上方直接射出。这是液晶分子在有电场及外力的作用下,液晶分子对通过偏振光的作用—–角度不变。
通过上面的介绍可以得到如下结论:
偏振片的作用是:只允许和偏振轴平行的偏振波通过。
配向膜的作用是:在无电场的情况下,规范液晶分子排列,使一个像素区域一层分子;逐步扭曲90度; 并带动通过的偏振波也扭曲90度。
液晶层的作用是:在有电场的情况下改变液晶分子排列以控制偏振波的振动轴向。 6、液晶屏成像过程 对于液晶屏,只要理解了;偏振片和配向膜及液晶分子在电场下的作用,液晶屏的成像原理也就明白了。

