Pašlaik mēs izskatāmies šķidrie kristāli displejiem (LCD) visur, taču tie neattīstījās uzreiz. Lai attīstītos no šķidro kristālu izstrādes līdz lielam skaitam LCD lietojumprogrammu, bija nepieciešams tik daudz laika. 1888. gadā pirmos šķidros kristālus izgudroja Frīdrihs Reinicers (Austrijas botāniķis). Kad viņš izšķīdināja tādu materiālu kā holesterilbenzoāts, viņš novēroja, ka sākotnēji tas pārvēršas duļķainā šķidrumā un noskaidrojas, kad temperatūra paaugstinās. Kad tas ir atdzisis, šķidrums kļuva zils, pirms pēdējais kristalizējās. Tātad pirmo eksperimentālo šķidro kristālu displeju RCA korporācija izstrādāja 1968. gadā. Pēc tam LCD ražotāji ir pakāpeniski izstrādājuši ģeniālas atšķirības un tehnoloģiju attīstību, ņemot šo displeja ierīci neticamā diapazonā. Tātad visbeidzot, LCD attīstība ir palielinājusies.

Kas ir LCD (šķidro kristālu displejs)?

Šķidro kristālu displejs vai LCD nosaka definīciju no paša nosaukuma. Tas ir divu matērijas stāvokļu, cietā un šķidruma, apvienojums. LCD izmanto šķidros kristālus, lai izveidotu redzamu attēlu. Šķidro kristālu displeji ir īpaši plāni tehnoloģiju displeji, kurus parasti izmanto klēpjdatoru ekrānos, televizoros, mobilajos tālruņos un pārnēsājamās videospēlēs. LCD tehnoloģijas ļauj displejiem būt daudz plānākiem, salīdzinot ar a katodstaru caurule (CRT) tehnoloģija.

Šķidro kristālu displejs sastāv no vairākiem slāņiem, kas ietver divus polarizētus paneļus filtri un elektrodi. LCD tehnoloģija tiek izmantota attēla parādīšanai piezīmjdatorā vai citās elektroniskās ierīcēs, piemēram, mini datoros. Gaisma tiek projicēta no objektīva uz šķidro kristālu slāņa. Šī krāsainās gaismas kombinācija ar kristāla pelēktoņu attēlu (veidojas, elektriskai strāvai plūstot cauri kristālam) veido krāsainu attēlu. Pēc tam šis attēls tiek parādīts ekrānā.

LCD

LCD sastāv vai nu no aktīvās matricas displeja režģa, vai no pasīvā displeja režģa. Lielākā daļa viedtālruņu ar LCD tehnoloģiju izmanto aktīvās matricas displeju, taču daži no vecākiem displejiem joprojām izmanto pasīvo displeja režģa dizainu. Lielākā daļa elektronisko ierīču to rādīšanai galvenokārt ir atkarīgas no šķidro kristālu displeja tehnoloģijas. Šķidrumam ir unikāla priekšrocība, ka tam ir mazs enerģijas patēriņš nekā LED vai katodstaru lampas.

Šķidro kristālu displejs darbojas pēc gaismas bloķēšanas principa, nevis izstaro gaismu. LCD ir nepieciešams apgaismojums, jo tie tos neizstaro. Mēs vienmēr izmantojam ierīces, kas sastāv no LCD displejiem un aizstāj katodstaru lampas izmantošanu. Katodstaru caurule piesaista vairāk enerģijas, salīdzinot ar LCD, un tā ir arī smagāka un lielāka.

Kā LCD tiek veidoti?

Vienkārši fakti, kas jāņem vērā, veidojot LCD:

LCD pamatstruktūra jākontrolē, mainot pielietoto strāvu.
Mums jāizmanto polarizētā gaisma.
Šķidrajam kristālam jāspēj kontrolēt abas pārraides darbības vai arī mainīt polarizēto gaismu.

LCD konstrukcija

Kā minēts iepriekš, šķidro kristālu veidošanā mums jāņem divi polarizēti stikla gabali. Stikls, uz kura virsmas nav polarizētas plēves, jāberž ar īpašu polimēru, kas uz polarizētā stikla filtra virsmas izveidos mikroskopiskas rievas. Rievām jābūt vienā virzienā ar polarizēto plēvi.

Vienam no polarizētā stikla polarizācijas filtriem mums jāpievieno pneimatisko šķidro fāžu kristālu pārklājums. Mikroskopiskais kanāls liek pirmā slāņa molekulai izlīdzināties ar filtra orientāciju. Kad pirmā slāņa gabalā parādās pareizais leņķis, mums vajadzētu pievienot otru stikla gabalu ar polarizēto plēvi. Pirmais filtrs būs dabiski polarizēts, kad gaisma to skar sākuma posmā.

Tādējādi gaisma pārvietojas pa katru slāni un ar molekulas palīdzību virzās uz nākamo. Molekulai ir tendence mainīt gaismas vibrācijas plakni, lai tā atbilstu leņķim. Kad gaisma nonāk šķidro kristālu vielas tālākajā galā, tā vibrē tajā pašā leņķī, kādā vibrē molekulas pēdējais slānis. Gaismai ir atļauts iekļūt ierīcē tikai tad, ja otrais polarizētā stikla slānis sakrīt ar molekulas pēdējo slāni.

Kā darbojas LCD?

LCD pamatā ir tāds princips, ka, kad šķidro kristālu molekulai tiek uzlikta elektriskā strāva, molekula mēdz atvienoties. Tas izraisa gaismas leņķi, kas iet caur polarizētā stikla molekulu, kā arī izmaina augšējā polarizācijas filtra leņķi. Tā rezultātā polarizētajam stiklam caur noteiktu LCD laukumu ir atļauts iziet nedaudz gaismas.

Tādējādi šī konkrētā zona kļūs tumša, salīdzinot ar citām. LCD darbojas pēc gaismas bloķēšanas principa. Konstruējot LCD, aizmugurē ir izvietots atstarots spogulis. Elektroda plakne ir izgatavota no indija-alvas oksīda, kas tiek turēts augšpusē, un ierīces apakšā ir pievienots arī polarizēts stikls ar polarizējošu plēvi. Visam LCD apgabalam jābūt norobežotam ar kopēju elektrodu, un virs tā jābūt šķidro kristālu vielai.

Tālāk nāk otrais stikla gabals ar elektrodu taisnstūra formā apakšā un uz augšu vēl vienu polarizējošu plēvi. Jāņem vērā, ka abi gabali tiek turēti taisnā leņķī. Ja strāvas nav, gaisma iet caur LCD priekšpusi, to atspoguļos spogulis un tā atsitīsies. Tā kā elektrods ir savienots ar akumulatoru, strāva no tā izraisīs šķidro kristālu atvienošanu starp kopējās plaknes elektrodu un elektrodu, kas ir taisnstūra formas. Tādējādi gaisma netiek bloķēta. Šis konkrētais taisnstūra laukums šķiet tukšs.

Kā LCD izmanto šķidros kristālus un polarizēto gaismu?

LCD televizors izmanto saulesbrilles, lai darbotos ar krāsainiem pikseļiem. LCD ekrāna otrā pusē ir milzīga spilgta gaisma, kas izstaro novērotāja virzienā. Displeja priekšpusē tas ietver miljoniem pikseļu, kur katru pikseļu var veidot mazāki reģioni, kas pazīstami kā apakšpikseļi. Tie ir iekrāsoti dažādās krāsās, piemēram, zaļā, zilā un sarkanā krāsā. Katrā displeja pikseļa aizmugurē ir polarizējošs stikla filtrs, un priekšējā puse - 90 grādu leņķī, tāpēc pikselis izskatās normāli tumšs.

Starp diviem elektroniski vadāmiem filtriem ir neliels, savīts nemātisks šķidrais kristāls. Kad tas ir izslēgts, gaisma pagriežas cauri 90 grādiem, ļaujot gaismai piegādāt visu divu polarizācijas filtru palīdzību, lai pikseļi šķistu spilgti. Kad tas ir aktivizēts, tas nepagriež gaismu, jo tas tiek bloķēts caur polarizatoru, un pikselis šķiet tumšs. Katru pikseļu var kontrolēt, izmantojot atsevišķu tranzistoru, vairākas reizes sekundē ieslēdzot un izslēdzot.

Kā izvēlēties LCD?

Parasti katram patērētājam nav daudz informācijas par tirgū pieejamo dažādu veidu LCD. Tāpēc pirms LCD izvēles viņi apkopo visus datus, piemēram, funkcijas, cenu, uzņēmumu, kvalitāti, specifikācijas, servisu, klientu atsauksmes utt. Patiesība ir tāda, ka virzītāji mēdz gūt labumu no patiesības, ka lielākā daļa klientu rīkojas ļoti minimāli izpētiet pirms jebkura produkta iegādes.

LCD ekrānā kustības izplūšana var būt ietekme uz to, cik ilgi attēls tiek pārslēgts un parādīts ekrānā. Tomēr abi šie gadījumi ļoti mainās atsevišķā LCD panelī, neskatoties uz primāro LCD tehnoloģiju. Izvēloties LCD, pamatojoties uz pamattehnoloģiju, vairāk jāņem vērā cena salīdzinājumā ar vēlamo atšķirību, skata leņķi un krāsu atveidi, nekā aprēķināts, kā citādi izplūdušas citas spēles īpašības. Visās paneļa specifikācijās jāieplāno visaugstākais atsvaidzināšanas ātrums, kā arī reakcijas laiks. Cita spēļu tehnoloģija, piemēram, strobe, ātri ieslēgs / izslēgs apgaismojumu, lai samazinātu izšķirtspēju.

Dažādi LCD veidi

Dažādie LCD veidi ir aplūkoti turpmāk.

Pagriezts Nematic displejs

TN (Twisted Nematic) LCD ražošanu var veikt visbiežāk un izmantot dažādu veidu displejus visās nozarēs. Šos displejus visbiežāk izmanto spēlētāji, jo tie ir lēti un ar ātru reakcijas laiku, salīdzinot ar citiem displejiem. Galvenais šo displeju trūkums ir tas, ka tiem ir zema kvalitāte, kā arī daļēja kontrasta attiecība, skata leņķi un krāsu atveidojums. Šīs ierīces ir pietiekamas ikdienas darbībām.

Šie displeji ļauj ātri reaģēt, kā arī ātri atsvaidzināt. Tātad, šie ir vienīgie spēļu displeji, kas pieejami ar 240 herciem (Hz). Šiem displejiem ir vājš kontrasts un krāsas, jo nav precīzi citādi precīzas vērpšanas ierīces.

Lidmašīnas komutācijas displejs

IPS displeji tiek uzskatīti par labākajiem LCD, jo tie nodrošina labu attēla kvalitāti, augstākus skata leņķus, dinamiskas krāsu precizitātes un atšķirības. Šos displejus lielākoties izmanto grafiskie dizaineri, un dažās citās lietojumprogrammās LCD ir nepieciešami maksimāli iespējamie standarti attēlu un krāsu reproducēšanai.

Vertikālās izlīdzināšanas panelis

Vertikālās izlīdzināšanas (VA) paneļi samazinās jebkurā vietā starp Twisted Nematic un plakanā komutācijas paneļa tehnoloģiju. Šiem paneļiem ir vislabākie skata leņķi, kā arī krāsu atveidojums ar augstākas kvalitātes īpašībām, salīdzinot ar TN tipa displejiem. Šiem paneļiem ir zems reakcijas laiks. Bet tie ir daudz saprātīgāki un piemērotāki ikdienas lietošanai.

“3 fāžu motori, kā tie darbojas ”

Šī paneļa struktūra rada dziļākas melnās krāsas, kā arī labākas krāsas, salīdzinot ar savīti nematisko displeju. Vairāki kristālu izlīdzinājumi var nodrošināt labāku skata leņķi, salīdzinot ar TN tipa displejiem. Šie displeji tiek piegādāti ar kompromisu, jo tie ir dārgi, salīdzinot ar citiem displejiem. Turklāt viņiem ir lēns atbildes laiks un zems atsvaidzināšanas ātrums.

Uzlabota bārkstiņu maiņa (AFFS)

AFFS LCD piedāvā vislabāko veiktspēju un plašu krāsu atveidošanas diapazonu, salīdzinot ar IPS displejiem. AFFS pielietojums ir ļoti progresīvs, jo tas var samazināt krāsu deformāciju, neapdraudot plašo skata leņķi. Parasti šo displeju izmanto ļoti modernā, kā arī profesionālā vidē, piemēram, dzīvotspējīgās lidmašīnu kabīnēs.

Pasīvās un aktīvās matricas displeji

Pasīvās matricas tipa LCD darbojas ar vienkāršu režģi, lai lādiņu varētu piegādāt uz noteiktu LCD pikseļu. Režģi var veidot ar klusu procesu, un tas sākas caur diviem pamatnēm, kas ir pazīstami kā stikla slāņi. Viens stikla slānis dod kolonnas, bet otrs - rindas, kas izveidotas, izmantojot caurspīdīgu vadošu materiālu, piemēram, indija-alvas oksīdu.

Šajā displejā rindas pretējā gadījumā kolonnas ir saistītas ar IC, lai kontrolētu ikreiz, kad maksa tiek pārsūtīta konkrētas rindas vai kolonnas virzienā. Šķidro kristālu materiāls tiek ievietots starp diviem stikla slāņiem, kur substrāta ārējā pusē var pievienot polarizējošu plēvi. IC pārraida lādiņu tieši vienā substrāta kolonnā, un zemi var ieslēgt precīzā otra rindā, lai varētu aktivizēt pikseļu.

Pasīvās matricas sistēmai ir galvenie trūkumi, jo īpaši reakcijas laiks ir lēns un neprecīzs sprieguma kontrole. Displeja reakcijas laiks galvenokārt attiecas uz displeja spēju atsvaidzināt parādīto attēlu. Šāda veida displejā vienkāršākais veids, kā pārbaudīt lēnu reakcijas laiku, ir ātri pārvietot peles rādītāju no vienas displeja puses uz otru.

Aktīvās matricas tipa LCD galvenokārt ir atkarīgi no TFT (plānās plēves tranzistoriem). Šie tranzistori ir mazi komutācijas tranzistori, kā arī kondensatori, kas ievietoti matricā virs stikla pamatnes. Kad ir aktivizēta pareizā rinda, lādiņu var nosūtīt pa precīzu kolonnu, lai varētu adresēt konkrētu pikseļu, jo visas papildu kolonnas, kuras krustojas kolonnas, ir izslēgtas, vienkārši kondensators blakus norādītajam pikselim saņem maksu .

Kondensators nodrošina barošanu līdz nākamajam atsvaidzināšanas ciklam, un, ja mēs piesardzīgi pārvaldām kristālam piešķirtā sprieguma summu, tad mēs varam atvienoties, lai ļautu cauri nedaudz gaismas. Pašlaik lielākā daļa paneļu piedāvā spilgtumu ar 256 līmeņiem katram pikseļam.

Kā krāsaini pikseļi darbojas LCD ekrānos?

Televizora aizmugurē ir pievienota spilgta gaisma, savukārt priekšpusē ir daudz krāsainu kvadrātu, kas tiks ieslēgti / izslēgti. Šeit mēs apspriedīsim, kā tiek ieslēgts / izslēgts katrs krāsains pikselis:

Kā LCD pikseļi tika izslēgti

LCD ekrānā gaisma virzās no aizmugures uz priekšējo pusi
Horizontāls polarizācijas filtrs pirms gaismas bloķēs visus gaismas signālus, izņemot tos, kas horizontāli vibrē. Displeja pikseļu var izslēgt ar tranzistoru, ļaujot strāvas plūsmai visā tā šķidros kristālos, kas liek kristāliem sakārtoties, un gaismas caur tiem caur to nemainīsies.
Gaismas signāli nāk no šķidrajiem kristāliem, lai vibrētu horizontāli.
Vertikāla tipa polarizācijas filtrs pirms šķidrajiem kristāliem bloķēs visus gaismas signālus, izņemot tos, kas vertikāli vibrē. Gaisma, kas vibrē horizontāli, pārvietosies pa šķidrajiem kristāliem, tāpēc vertikālā filtra laikā tie nevar nokļūt.
Šajā pozīcijā gaisma nevar sasniegt LCD ekrānu, jo pikseļi ir blāvi.

Kā ieslēdzās LCD pikseļi

Spilgtā gaisma displeja aizmugurē spīd tāpat kā iepriekš.
Horizontālais polarizācijas filtrs pirms gaismas bloķēs visus gaismas signālus, izņemot tos, kas vibrē horizontāli.
Transistors aktivizē pikseļu, izslēdzot elektrības plūsmu šķidros kristālos, lai kristāli varētu rotēt. Šie kristāli, pārvietojoties, pagriež gaismas signālus par 90 °.
Gaismas signāli, kas ieplūst horizontāli vibrējošos šķidros kristālos, no tiem iznāks, lai vibrētu vertikāli.
Vertikālais polarizācijas filtrs pirms šķidrajiem kristāliem bloķēs visus gaismas signālus, izņemot tos, kas vertikāli vibrē. Gaisma, kas ir vertikāli vibrējoša, izdalīsies no šķidriem kristāliem, ko tagad var iegūt visā vertikālajā filtrā.
Kad pikselis ir aktivizēts, tas piešķir pikselim krāsu.

Atšķirība starp plazmu un LCD

Gan displeji, piemēram, plazma, gan LCD, ir līdzīgi, tomēr tas darbojas pilnīgi citādi. Katrs pikselis ir mikroskopiska fluorescējoša spuldze, kas spīd caur plazmu, turpretī plazma ir ārkārtīgi karsts gāzes veids, kur atomi tiek izpūstas atsevišķi, lai iegūtu elektronus (negatīvi lādēti) un jonus (pozitīvi lādēti). Šie atomi plūst ļoti brīvi un, avarējot, rada gaismas mirdzumu. Plasmas ekrāna dizainu var veikt ļoti daudz, salīdzinot ar parastajiem CRO (katodstaru lampu) televizoriem, taču tie ir ļoti dārgi.

Priekšrocības

The šķidro kristālu displeja priekšrocības iekļaujiet sekojošo.

LCD patērē mazāk enerģijas nekā CRT un LED
LCD displejus veido daži mikrovati displejam, salīdzinot ar dažiem dzirnavatu vati LED
LCD ir zemas izmaksas
Nodrošina izcilu kontrastu
LCD ir plānāki un vieglāki, salīdzinot ar katodstaru lampu un LED

Trūkumi

The šķidro kristālu displeja trūkumi iekļaujiet sekojošo.

Nepieciešami papildu gaismas avoti
Darbībai temperatūras diapazons ir ierobežots
Zema uzticamība
Ātrums ir ļoti mazs
LCD ir nepieciešams maiņstrāvas disks

Pieteikumi

Šķidro kristālu displeja pielietojums ietver sekojošo.

Šķidro kristālu tehnoloģijai ir liela nozīme arī zinātnes un inženierzinātņu jomā elektroniskās ierīces .

Šķidro kristālu termometrs
Optiskā attēlveidošana
Šķidro kristālu displeja tehnoloģija ir piemērojama arī radioviļņu viļņu vizualizācijā viļņvadā
Izmanto medicīnas lietojumos

Maz LCD displeju

Maz LCD displeju

Tādējādi tas viss ir par LCD pārskatu, un tā struktūru no aizmugures līdz priekšējai pusei var veikt, izmantojot aizmugures apgaismojumu, loksni1, šķidros kristālus, loksni2 ar krāsu filtriem un ekrānu. Standarta šķidro kristālu displejos tiek izmantoti fona apgaismojums, piemēram, CRFL (aukstā katoda dienasgaismas spuldzes). Šie lukturi ir konsekventi izvietoti displeja aizmugurē, lai visā panelī nodrošinātu uzticamu apgaismojumu. Tātad visu attēla pikseļu spilgtuma līmenim būs vienāds spilgtums.

Es ceru, ka jums ir labas zināšanas par šķidro kristālu displejs . Šeit es atstāju jums uzdevumu. Kā LCD ir savienots ar mikrokontrolleru? turklāt visi jautājumi par šo koncepciju vai elektrisko un elektronisko projektuAtstājiet savu atbildi zemāk esošajā komentāru sadaļā.

Fotoattēlu kredīti