Vinnureglan um LCD skjá er byggð á samspili milli sjónfræðilegra eiginleika fljótandi kristal sameinda og stjórnun rafsviðs. Kjarni þess er að breyta fyrirkomulagi fljótandi kristalsameinda í gegnum rafsvið og stjórna þannig sendingu eða lokun ljóss til að ná fram skjávirkninni. Eftirfarandi er ítarleg skýring á tilteknu meginreglunni:
Optískir eiginleikar fljótandi kristalla: Fljótandi kristallar eru sérstök efni á milli fasts og fljótandi ástands og sameindaskipan þeirra er stefnubundin. Þegar ljós fer í gegnum fljótandi kristalla er leiðin snúin eða læst vegna sameindaskipanarinnar. Til dæmis, án notaðs rafsviðs, er fljótandi kristal sameindunum raðað reglulega, sem gerir ljósinu kleift að fara í gegnum; eftir að rafsvið hefur verið beitt er sameindafyrirkomulaginu breytt og ljósið getur verið snúið eða lokað alveg.
Electric Field Control of Molecular Arrangement: Kjarnabygging LCD samanstendur af tveimur lögum af gagnsæjum rafskautum (eins og indíum tinoxíði, ITO) og fljótandi kristallagi sem er samloka á milli. Þegar spenna er sett á rafskautin breytir rafsviðið stefnumótun fljótandi kristalsameindanna. Til dæmis:
TN Tegund (Twisted Nematic): Án rafsviðs er fljótandi kristal sameindunum raðað í þyrillaga mynstur. Ljós er snúið 90 gráður eftir að hafa farið í gegnum skautara og síðan í gegnum annan skautara, sem sýnir bjart ástand; eftir að rafsviði er beitt verður sameindaskipanin hornrétt og ljósið stíflað og sýnir dökkt ástand.
IPS (In-Plane Switching): Stjórnar snúningi sameinda í gegnum lárétt rafsvið, býður upp á breiðara sjónarhorn en krefst hærri akstursspennu.
Baklýsing og skjár: LCD-skjáir sjálfir gefa ekki frá sér ljós og treysta á baklýsingareiningu (eins og LED) fyrir lýsingu. Ljós fer í gegnum fljótandi kristallagið og er síað með litasíum til að mynda rauða, græna og bláa (RGB) undirpixla, sem sameinast og búa til litamynd. Til dæmis samanstendur hver pixel af þremur undir-pixlum og litablöndun er náð með því að stjórna sendingu hvers undir-pixla.
Akstursaðferðir:
Dedicated Driver IC: Algengar drifflísar (eins og 1621) stjórna fljótandi kristalsameindum með jákvæðum og neikvæðum bylgjuformum til skiptis, sem kemur í veg fyrir að jafnstraumur valdi sameindastöðvun (rafefnafræðilegt niðurbrot). Til dæmis þurfa TN LCD-skjáir jákvæða og neikvæða spennu til skiptis til að lengja líftíma þeirra.
Analog driver fyrir örstýringu: Einfaldir LCD skjáir (eins og punkta-fylkisskjáir sem sýna aðeins tölur) geta beint notað I/O tengi fyrir örstýringu til að líkja eftir bylgjuformum, draga úr kostnaði, en nauðsynlegt er að tryggja að tíðni og amplitude bylgjuformsins uppfylli kröfur LCD.
Hagræðing umhverfisaðlögunarhæfni skiptir sköpum. Lágt hitastig getur dregið úr svörunarhraða fljótandi kristalla, sem krefst lausna eins og upphitunareininga eða notkunar á efnum sem þola lágt-hitastig. Kröfur um há-skerpuskjá krefjast aukinnar birtu í baklýsingu eða notkun LED skjáa. Til dæmis þurfa tæki utandyra að virka eðlilega í umhverfi undir -20 gráðum, sem krefst þess að velja víðfeðma-hitasviðs fljótandi kristalefna.
Í stuttu máli ná LCD-skjáir myndbirtingu með því að stjórna röðun fljótandi kristalsameinda í gegnum rafsvið, ásamt baklýsingu og litasíur. Akstursaðferðin verður að passa við fljótandi kristalgerðina og huga þarf að umhverfisaðlögunarhæfni til að hámarka frammistöðu.
