大屏幕液晶显示器技术内幕全揭密!
如何改善液晶显示器随观看角度变化而失真的现象呢?首先我们得了解导致失真现象的根本原因。
为什么CRT显示器不存在可视角度的限制?这是因为CRT显示器是靠电子撞击屏幕上的磷光粉来发光的,在玻璃介质下各像素发光的时候其光线都是毫无遮拦地向所有方向发射,这样,眼睛在任意角度观看的时候都能看到完全一样的画面。当有强光通过CRT屏幕表面反射入眼睛时,眼睛所看到的画面就是屏幕上正常的画面与强光反射所造成的白色画面两者的叠加,这样会造成画面对比度和色饱和度下降。为了解决这个问题,现在的CRT显示器在屏幕表面都有特别的涂层(防反射、防眩光,简称AR、AG)来改善这种受强光干扰而导致的画面失真。
液晶显示器也有能实现上述功能的表面处理,所以正常的室内光线对液晶屏幕所显示的画面影响不大,不至于造成明显的对比度和色饱和度的下降。但致命的是,由于液晶显示器是一种被动发光的显示器件,其光源是显示器内部以面光源形式存在的背光模组,因此这种表面处理只对屏幕外的干扰光线有效,而不能有效抑制从液晶内部产生的杂乱光线对正常光线的干扰。这样,当从某一个角度斜向观看液晶屏幕的时候,这些本来不应该被看到的杂乱光线因为液晶分子的折射和其他原因而进入眼睛,造成画面失真。
那么,又是什么原因导致这些杂乱光线的产生呢?这得归咎于液晶分子的光学特性和排列方式。
如图,液晶分子的形状类似于一个被拉长了的橄榄球,所以又称棒状液晶或者线状液晶,它跟大多数晶体一样都具有双折射率的特性,就是说光线进入液晶分子内部以后会被分成两条折射线。我们把遵守Snell定律的光线叫寻常光线(o线),不遵守Snell定律的光线叫做非常光线(e线),在棒状液晶分子上的o线速度no要比e线的ne快,因为折射率跟光速成反比,所以长轴方向的折射率要大于短轴方向的折射率,即双折射率△n=ne-no>0,光学上把它称作正型液晶。
当入射光与液晶分子长轴方向成一定角度进入液晶时,液晶中光速的合成方向与液晶分子的长轴的夹角将变小,也就是说,光线进入液晶分子之后,其方向将向液晶分子长轴方向靠拢。
如图,当被偏振片“过滤”后的直线偏振光进入液晶分子时,它的状态将按直线、椭圆、圆、椭圆、直线偏振光的顺序变化,偏光方向也发生变化。
如图,通过特殊的工艺把两块玻璃基板制成方向互相垂直的沟槽,灌入液晶后,液晶分子按照扭曲的方式排列,当扭曲螺距大于入射光波长时,入射光将被液晶分子“扭转”。<