液晶世界

作者: 奥秘精灵;小好问;小粗心;小灵通

本期关主:奥秘精灵

闯关小先锋:小好问、小粗心、小灵通

下课后,小先锋们约好在奥秘精灵家里做家庭作业。作业完成后,三个小伙伴又聊开了。

小好问有些沮丧地说:“昨天,我爸爸那台笔记本电脑的屏幕坏掉了。现在,他又要和我抢电脑用了。”

“你家那台笔记本电脑不是买了没多久吗?”小灵通说。

小好问回答:“是啊,家里那台台式电脑买了好几年了屏幕也没出问题,不知道为什么笔记本电脑的屏幕这么容易坏。”

小粗心在一旁插话说:“是质量问题吧?”

这是由笔记本电脑液晶显示屏本身的特性决定的。你们了解液晶显示屏的原理后就知道原因了。今天我们就去了解一下其中的原理怎么样?

“太好了!”小先锋们异口同声地回答。

第一关 介于固态和液态之间

这是液晶显示屏制造工厂,在这里你们可以清楚地知道液晶的特性和液晶显示屏的生产制作过程。

走到了队伍最前头的小粗心,回过头对大家说:“那咱们还等什么,赶紧进去吧。”

在去生产车间的路上,奥秘精灵决定先考考小先锋们。

小先锋们,你们知道什么是液晶吗?

小粗心说:“是一种特殊的玻璃,笔记本电脑的屏幕不都是玻璃做的嘛。”

小好问:“既然叫液晶,应该是种液体的物质,而且是透明的。”

小灵通:“我知道,液晶是一种介于固态和液态之间的物质。”

[关主释答]

小好问说对了一半,液晶具有液体的流动性,而小粗心所说的只是液晶显示屏表面的玻璃板。小灵通说得没错,其实早在1888年人们就发现了液晶这种物质。它是一种规则性分子排列的有机化合物,介于固态和液态之间,具有液体的流动性质和固体的光学性质。如果把它加热会呈现透明状的液体状态,把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。正是由于它的这种特性,所以被称之为液晶。当液晶受到电压的影响时,就会改变它的物理性质而发生形变,此时通过的光的折射角度就会发生变化,从而产生色彩。具体来说,当通电时,液晶分子的排列变得有秩序,使得光线能够穿越;不通电时,液晶分子则排列混乱,阻止了光线的通过。因此,当液晶显示屏中的电极产生电场时,液晶分子就会产生扭曲,从而穿越其中的光线进行有规则的折射。

第二关 显像原理大揭秘

走进生产车间,大家被眼前的景象惊呆了。在偌大的厂房内,排列十几条生产线,只见众多的机械手臂在生产线上来回舞动,虽然让人眼花缭乱但却井井有条。

小粗心说:“这里起码有两个足球场那么大。”

“你们看,那些机械臂,动作好快啊!”小好问喊到。

这里的生产线采用电脑操作,是全自动的。了解液晶的特性、看过液晶显示屏的生产过程后,你们能说出它是怎么显示图像的吗?

“就像关主你在上一关说的,电压使得液晶分子改变排列顺序,产生光的折射,然后在屏幕上显示出图像。”小粗心回答。

小灵通想了想说:“应该还要有光源,液晶本身好像并不能发光。”

小好问:“要显示图像,光源、液晶分子、玻璃屏幕一个都不能少。光源发出的光线通过液晶层产生折射,最后在屏幕上呈现出不同的颜色,组成图像。”

[关主释答]

小粗心你只是把液晶的特性说了一遍,并没清楚说出液晶现象的原理。小好问回答得最具体。

液晶显示屏主要是由两块无钠玻璃夹着一个由背光层、液晶层和过滤层构成的夹层所组成的。位于最后面的一层是背光层,因为液晶材料本身并不发光,所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管,而在液晶显示屏背面有一块背光板和反光膜,背光板是由荧光物质组成的,可以发射光线,其作用主要是提供均匀的背景光源。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后,进入包含了成千上万液晶颗粒的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在不同电流电场作用下,液晶分子会做规则旋转90度排列,产生透光度的差别,然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。依此原

光源的好坏将直接影响到显示屏画面的亮度和质量。背板光源越亮,整个液晶显示器的亮度也会随之提高。这也是笔记本电脑的液晶显示屏使用寿命比较短的原因,因为受灯管的影响非常大。

第三关 液晶PK等离子

小好问指着完成的显示屏问:“奥秘精灵,为什么有的生产线上生产的液晶显示屏尺寸比较小,而有的尺寸则比较大呢?”

尺寸较小的那些是为了笔记本电脑和台式电脑生产的,大的则是用来做液晶电视屏幕的。液晶电视可是彩电家族中的热销产品。不过现在还有另一种电视机——等离子电视也很受欢迎,等离子电视又称“壁挂式电视”。你们知道它们之间的区别吗?

“两种电视都比较受欢迎,但等离子电视耗电量比较大。”小粗心把早两天从报纸上看到的消息当作自己的答案。

小灵通说:“我爸说,液晶电视要买小的,等离子电视要买大的,清晰度好。”

小好问说:“两种电视使用的材料和工作原理都应该不相同,等离子是除液态、气态、固态外的第四种物质状态。”

[关主释答]

小粗心和小灵通是从两者的优劣势来做比较的,而小好问则是从材质和原理的角度比较,你们的回答都没错。等离子是理控制每个像素,便可构成所需图像。迄今为止发现的第四种物质状态,等离子的发光原理和日光灯一样,是在真空的玻璃容器中注入惰性气体或水银气体,然后再利用施加电压的方式,使管内的气体产生等离子效应,释放出的紫外线光照射在玻璃管管壁的荧光粉上就会被激发出可见光;只要涂上不同的荧光粉,就会激发出不同颜色的光。

等离子电视采用等离子管作为发光元件,大量的等离子管排列在一起构成屏幕。在等离子管电极间加上高压后,封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光,并激励平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。每个等离子管作为一个像素,由这些像素的明暗和颜色变化组合使之产生各种灰度和色彩的图像。

等离子电视不受磁力和磁场影响,具有机身纤薄、重量轻、屏幕大、色彩鲜艳、画面清晰、亮度高、失真度小、节省空间等优点。但与液晶电视相比,等离子电视耗电量大,使用寿命较短,且价格昂贵。