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維基少年:事物是如何運作的/LCD顯示屏

來自華夏公益教科書

誰發明了它?

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喬治·海爾邁爾發明了LCD顯示屏。他是一位美國工程師,於2014年去世,享年77歲。

它是如何獲得電力的?

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電力用於為LCD顯示屏供電。它用於為背光提供電力,並控制顯示屏本身的配置。

它是如何工作的?

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LCD代表Liquid Crystal Display(液晶顯示屏)。顧名思義,它是一種使用液晶製成的顯示屏。液晶用於控制光線透過顯示屏的路徑。允許光線透過的地方,螢幕顯示為亮;光線被阻擋的地方,螢幕顯示為暗。

液晶在自然狀態下以扭曲但可預測的形式存在。它們被放置在顯示屏中的一對偏振濾光片之間。偏振濾光片可以看作是隻允許一個方向上的光波透過的格柵。LCD顯示屏中的兩個偏振濾光片是按其格柵方向一致的方式排列的。透過第一個濾光片的光線被偏振。當偏振光線穿過液晶時,它會被液晶引導,並平行於第二組偏振濾光片出現。由於光波平行於偏振濾光片,因此它們可以穿透。

當對液晶施加電壓時,它們會稍微解開,從而改變偏振光的方向,使其不再平行於第二個偏振濾光片出現。這導致光線被濾光片阻擋,從而使螢幕在該點顯示為暗。

LCD顯示屏由單獨控制的液晶部分組成。這些部分的數量從少數(如手錶)到數千甚至數百萬(如電腦顯示屏或電視)。

它有多危險?

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除非嚴重損壞,否則LCD螢幕是安全的,除了任何電氣裝置都會存在的觸電風險外。除非你吞下螢幕或試圖拆解它,否則它們基本上是完全安全的。

它有什麼作用?

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它在螢幕上顯示資訊,包括影像和動態畫面。許多電子裝置的螢幕都是LCD螢幕。

它有哪些變化?

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一些顯示屏依賴於自然光(或環境光)來為螢幕提供照明,並且通常在顯示屏背面有一個反射面,以將進入顯示屏的任何自然光反射回顯示屏表面。

其他型別的顯示屏有背光,即在顯示屏後面有一個電光源,用於照亮允許光線透過的顯示屏部分。

最初的LCD只有兩種不同的“顏色”,一種是暗,另一種是亮,只有兩種亮度(開和關)。這些顏色通常是黑色和淺灰色(環境光穿過顯示屏產生的顏色)。最近,出現了亮度可變的LCD,其中施加到每個液晶上的電壓可以被控制,從而使解開程度發生變化,並使允許透過的光量發生變化。

彩色LCD也已研製出來(如彩色電視機中使用的那些)。它們由數百萬個點(或畫素)組成,每個點都有多個彩色部分,這些部分可以單獨開啟,並且亮度可變。由於畫素部分非常小,並且彼此非常靠近,我們的視覺將這種顏色組合解釋為單一的色調。因此,顯示屏能夠表示數百萬種可能的顏色。

它如何改變了世界?

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與主要的替代方案相比,LCD的功耗非常低。因此,它有助於節省電力,同時提供良好的影像質量。許多電腦、手機和電視機使用LCD螢幕。你很有可能正在使用LCD顯示屏觀看這個螢幕!

在它被創造之前,需要發展哪些想法和/或發明?

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如果沒有弗里德里希·萊尼澤對液晶的發現,就無法制造液晶顯示屏。

參考資料

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華夏公益教科書