Trenutno smo videti tekoči kristali prikaže (LCD) povsod pa se niso razvili takoj. Toliko časa je trajalo, da se je razvil od razvoja tekočih kristalov do velikega števila aplikacij LCD. Leta 1888 je Friedrich Reinitzer (avstrijski botanik) izumil prve tekoče kristale. Ko je raztopil material, kot je holesteril benzoat, je opazil, da se ta sprva spremeni v motno tekočino in se očisti, ko se temperatura dvigne. Ko se ohladi, tekočina postane modra, preden nazadnje kristalizira. Torej, prvi eksperimentalni zaslon s tekočimi kristali je leta 1968 razvila korporacija RCA. Po tem so proizvajalci LCD postopoma zasnovali iznajdljive razlike in razvoj tehnologije, tako da so to prikazovalno napravo postavili v neverjeten obseg. Končno se je razvoj LCD-ja še povečal.

Kaj je LCD (zaslon s tekočimi kristali)?

Zaslon s tekočimi kristali ali LCD črpa definicijo iz samega imena. Je kombinacija dveh snovi, trdnega in tekočega. LCD uporablja tekoči kristal za ustvarjanje vidne slike. Zasloni s tekočimi kristali so izjemno tanki zasloni s tehnologijo, ki se običajno uporabljajo na zaslonih prenosnih računalnikov, televizorjih, mobilnih telefonih in prenosnih video igrah. Tehnologije LCD omogočajo, da so zasloni veliko tanjši v primerjavi z a katodna cev (CRT) tehnologija.

Zaslon s tekočimi kristali je sestavljen iz več plasti, ki vključujejo dve polarizirani plošči filtri in elektrode. Tehnologija LCD se uporablja za prikaz slike v prenosnem računalniku ali nekaterih drugih elektronskih napravah, kot so mini računalniki. Iz leče se projicira svetloba na plast tekočega kristala. Ta kombinacija barvne svetlobe s sivo sliko kristala (ki nastane, ko skozi kristal teče električni tok) tvori barvno podobo. Ta slika se nato prikaže na zaslonu.

LCD

LCD je sestavljen iz aktivne matrične mreže ali pasivne mreže. Večina pametnih telefonov s tehnologijo LCD uporablja aktivni matrični zaslon, nekateri starejši zasloni pa še vedno uporabljajo pasivne zasnove mrež. Večina elektronskih naprav je za njihov prikaz odvisna predvsem od tehnologije zaslona s tekočimi kristali. Edinstvena prednost tekočine je, da ima manjšo porabo energije kot LED ali katodne cevi.

Zaslon s tekočimi kristali deluje po principu blokiranja svetlobe in ne oddajanja svetlobe. LCD-zasloni potrebujejo osvetlitev ozadja, saj jih ne oddajajo. Vedno uporabljamo naprave, ki so sestavljene iz LCD zaslonov, ki nadomeščajo uporabo katodne cevi. Katodna cev črpa več energije v primerjavi z LCD-ji, poleg tega pa je tudi težja in večja.

Kako so zgrajeni LCD-ji?

Preprosta dejstva, ki jih je treba upoštevati pri izdelavi LCD-ja:

Osnovno strukturo LCD-ja je treba nadzorovati s spreminjanjem uporabljenega toka.
Uporabiti moramo polarizirano svetlobo.
Tekoči kristal bi moral biti sposoben nadzorovati obe operaciji prenosa ali pa lahko tudi spreminjati polarizirano svetlobo.

LCD gradnja

Kot smo že omenili, moramo za izdelavo tekočega kristala vzeti dva polarizirana steklena kosa. Steklo, ki na svoji površini nima polariziranega filma, je treba podrgniti s posebnim polimerom, ki bo ustvaril mikroskopske utore na površini filtra za polarizirano steklo. Utori morajo biti v isti smeri kot polarizirani film.

Zdaj moramo dodati premaz pnevmatskega tekočefaznega kristala na enega od polarizacijskih filtrov polariziranega stekla. Mikroskopski kanal povzroči, da se molekula prve plasti poravna z usmeritvijo filtra. Ko se na prvem sloju pojavi pravi kot, moramo dodati še drugi kozarec s polariziranim filmom. Prvi filter bo naravno polariziran, ko ga v začetni fazi udari svetloba.

Tako svetloba potuje skozi vsako plast in jo s pomočjo molekule vodi do naslednje. Molekula ponavadi spremeni svojo ravnino vibracij svetlobe, da se ujema z njenim kotom. Ko svetloba doseže skrajni konec snovi s tekočimi kristali, zavibrira pod enakim kotom kot zadnja plast molekule. Svetloba lahko vstopi v napravo le, če se druga plast polariziranega stekla ujema s končno plastjo molekule.

Kako delujejo LCD-ji?

Načelo LCD-jev je, da kadar molekula tekočega kristala deluje na električni tok, se molekula ponavadi odvije. To povzroči svetlobni kot, ki prehaja skozi molekulo polariziranega stekla, in tudi spremembo kota zgornjega polarizacijskega filtra. Posledično je dovoljeno malo svetlobe preiti polarizirano steklo skozi določeno območje LCD-ja.

Tako bo to območje postalo temno v primerjavi z drugimi. LCD deluje na principu blokiranja svetlobe. Med izdelavo LCD-jev je na zadnji strani nameščeno odsevno ogledalo. Ravnina elektrode je narejena iz indij-kositrovega oksida, ki je pritrjena na vrhu, na dnu naprave pa je dodano tudi polarizirano steklo s polarizacijskim filmom. Celotno območje LCD-ja mora biti zaprto s skupno elektrodo, nad njim pa mora biti snov iz tekočih kristalov.

Sledi drugi kos stekla z elektrodo v obliki pravokotnika na dnu in na vrhu še en polarizacijski film. Upoštevati je treba, da sta oba kosa držana pod pravim kotom. Ko ni toka, svetloba prehaja skozi sprednji del LCD-ja, ogledalo jo bo odbilo in odbilo nazaj. Ko je elektroda priključena na baterijo, bo tok iz nje povzročil, da se tekoči kristali med elektrodo s skupno ravnino in elektrodo v obliki pravokotnika odvijejo. Tako je svetlobi preprečeno prehajanje skozi. To pravokotno območje je videti prazno.

Kako LCD uporablja tekoče kristale in polarizirano svetlobo?

LCD TV monitor uporablja koncept sončnih očal za upravljanje barvnih pik. Na drugi strani LCD zaslona je ogromna močna svetloba, ki sije v smeri opazovalca. Na sprednji strani zaslona vključuje milijone slikovnih pik, pri čemer lahko vsako slikovno piko sestavljajo manjša območja, znana kot podpiksli. Ti so obarvani z različnimi barvami, kot so zelena, modra in rdeča. Vsaka slikovna pika na zaslonu ima na zadnji strani polarizacijski stekleni filter, sprednja stran pa pri 90 stopinjah, tako da je slikovna pika običajno temna.

Med obema filtroma, ki krmilita elektronsko, je majhen zvit nematski tekoči kristal. Ko je izklopljen, potem svetloba preide skozi 90 stopinj in učinkovito pusti svetlobo skozi dva polarizacijska filtra, tako da se slikovna pika zdi svetla. Ko se enkrat aktivira, lučke ne obrača, ker je blokirana skozi polarizator in pixel deluje temno. Vsak slikovni pik lahko nadzorujete z ločenim tranzistorjem tako, da večkrat vklopite in izklopite vsako sekundo.

Kako izbrati LCD?

Na splošno vsak potrošnik nima veliko informacij o različnih vrstah LCD-jev, ki so na voljo na trgu. Pred izbiro LCD-ja torej zberejo vse podatke, kot so lastnosti, cena, podjetje, kakovost, specifikacije, storitve, pregledi strank itd. Resnica je, da promotorji ponavadi izkoristijo resnico, da večina strank ravna zelo minimalno. raziskave pred nakupom katerega koli izdelka.

Na LCD-prikazovalniku je zamegljenost gibanja lahko vpliv na to, kako dolgo traja slika, da se preklopi in prikaže na zaslonu. Vendar se oba primera kljub osnovni tehnologiji LCD zelo razlikujeta med posameznimi LCD zasloni. Izbira LCD zaslona, ki temelji na osnovni tehnologiji, mora biti bolj glede na ceno v primerjavi z želeno razliko, koti gledanja in reprodukcijo barve kot ocenjena zamegljenost, sicer pa druge igralne lastnosti. Najvišja hitrost osveževanja in odzivni čas je treba načrtovati v vseh specifikacijah plošče. Druga igralna tehnologija, kot je strobo, bo vklopila / izklopila osvetlitev ozadja, da zmanjša ločljivost.

Različne vrste LCD

V nadaljevanju so obravnavane različne vrste LCD-jev.

Zaslon Nematic

Izdelavo TN (Twisted Nematic) LCD-jev je mogoče najpogosteje uporabljati z različnimi vrstami zaslonov v vseh panogah. Ti zasloni igralci najpogosteje uporabljajo, saj so poceni in imajo hiter odzivni čas v primerjavi z drugimi zasloni. Glavna pomanjkljivost teh zaslonov je, da imajo nizko kakovost, pa tudi delna kontrastna razmerja, kote gledanja in reprodukcijo barv. Toda te naprave zadostujejo za vsakodnevno delovanje.

Ti zasloni omogočajo tako hiter odzivni čas kot hitro hitrost osveževanja. To so edini igralni zasloni, ki so na voljo s 240 herci (Hz). Ti zasloni imajo slab kontrast in barvo zaradi nenatančne, sicer natančne zasučne naprave.

Preklopni zaslon v ravnini

Zasloni IPS veljajo za najboljši LCD, saj zagotavljajo dobro kakovost slike, večje kote gledanja, natančnost in razliko v živahnih barvah. Te zaslone večinoma uporabljajo grafični oblikovalci, v nekaterih drugih aplikacijah pa LCD-ji potrebujejo največje možne standarde za reprodukcijo slike in barv.

Plošča za navpično poravnavo

Plošče z navpično poravnavo (VA) se spustijo kjer koli v sredini med tehnologijo Twisted Nematic in v ravnini preklopne plošče. Te plošče imajo najboljše kote gledanja in reprodukcijo barv z visoko kakovostnimi funkcijami v primerjavi z zasloni tipa TN. Te plošče imajo majhen odzivni čas. Toda ti so veliko bolj razumni in primerni za vsakodnevno uporabo.

“kaj je integratorsko vezje ”

Struktura te plošče ustvarja globlje črne barve in boljše barve v primerjavi z zasukanim nematičnim zaslonom. Več poravnav kristalov lahko omogoči boljše kote gledanja v primerjavi z zasloni tipa TN. Ti prikazovalniki dobijo kompromis, ker so dragi v primerjavi z drugimi zasloni. Poleg tega imajo počasen odzivni čas in nizko hitrost osveževanja.

Napredno preklapljanje obrobnih polj (AFFS)

LCD-zasloni AFFS ponujajo najboljše zmogljivosti in široko paleto barvnih reprodukcij v primerjavi z zasloni IPS. Aplikacije AFFS so zelo napredne, saj lahko zmanjšajo izkrivljanje barv, ne da bi pri tem ogrozili širok kot gledanja. Običajno se ta zaslon uporablja v zelo naprednih in profesionalnih okoljih, na primer v sposobnih letalskih kokpitih.

Pasivni in aktivni matrični zasloni

LCD-prikazovalniki pasivne matrike delujejo s preprosto mrežo, tako da je mogoče napolniti določen slikovni pik na LCD-prikazovalniku. Mrežo je mogoče oblikovati s tihim postopkom in se začne skozi dva substrata, ki sta znana kot steklene plasti. Ena steklena plast daje stolpce, druga pa vrstice, oblikovane z uporabo prozornega prevodnega materiala, kot je indij-kositrov oksid.

Na tem zaslonu so vrstice v nasprotnem primeru stolpci povezani z IC-ji, da nadzorujejo, kadar se polnjenje prenese v smeri določene vrstice ali stolpca. Material tekočega kristala je nameščen med dve stekleni plasti, kjer je na zunanjo stran podlage mogoče dodati polarizacijski film. IC oddaja naboj po natančnem stolpcu posamezne podlage in tla se lahko vklopijo v natančno vrstico drugega, da se lahko aktivira piksel.

Pasivno-matrični sistem ima velike pomanjkljivosti, zlasti odzivni čas je počasen in nenatančen nadzor napetosti. Odzivni čas zaslona se v glavnem nanaša na zmožnost zaslona, da osveži prikazano sliko. Pri tej vrsti zaslona je najpreprostejši način preverjanja počasnega odzivnega časa hiter premik kazalca miške z ene strani zaslona na drugo.

LCD z aktivno matriko je v glavnem odvisen od TFT (tankoslojni tranzistorji). Ti tranzistorji so majhni preklopni tranzistorji in kondenzatorji, ki so nameščeni znotraj matrike nad stekleno podlago. Ko je aktivirana ustrezna vrstica, se lahko polnjenje prenese po natančnem stolpcu, tako da je mogoče nasloviti določeno slikovno piko, ker so vse dodatne vrstice, ki jih stolpec seka, izklopljene, preprosto kondenzator ob določeni slikovni piki dobi naboj .

Kondenzator zadržuje napajanje do naslednjega cikla osveževanja in če previdno upravljamo z vsoto napetosti, dane kristalu, se lahko preprosto razvijemo, da pustimo nekaj svetlobe. Trenutno večina plošč ponuja svetlost s 256 nivoji za vsak piksel.

Kako delujejo barvne piksle na LCD-jih?

Na zadnji strani televizorja je priključena močna luč, na sprednji strani pa je veliko barvnih kvadratov, ki se vklopijo / izklopijo. Tukaj bomo razpravljali o tem, kako se vklopi / izklopi vsaka barvna slikovna pika:

Kako so se pikseli LCD izklopili

V LCD-ju svetloba potuje od zadnje strani do sprednje strani
Vodoravni polarizacijski filter pred svetlobo bo blokiral vse svetlobne signale, razen tistih, ki vodoravno vibrirajo. Pixel zaslona je mogoče izklopiti s tranzistorjem, tako da omogoči pretok toka skozi tekoče kristale, zaradi česar se kristali razvrstijo in dovod svetlobe skozi njih se ne bo spremenil.
Iz tekočih kristalov prihajajo svetlobni signali, ki vibrirajo vodoravno.
Polarizacijski filter navpičnega tipa pred tekočimi kristali bo blokiral vse svetlobne signale, razen tistih, ki vertikalno vibrirajo. Svetloba, ki vibrira vodoravno, potuje skozi tekoče kristale, tako da med navpičnim filtrom ne morejo priti.
V tem položaju svetloba ne more doseči LCD zaslona, ker je slikovna pika zatemnjena.

Kako so se vklopili piksli LCD

Močna svetloba na zadnji strani zaslona sveti kot prej.
Vodoravni polarizacijski filter pred svetlobo bo blokiral vse svetlobne signale, razen tistih, ki vibrirajo vodoravno.
Tranzistor aktivira piksel tako, da izklopi pretok električne energije v tekočih kristalih, tako da se lahko kristali vrtijo. Ti kristali med premikanjem obračajo svetlobne signale za 90 °.
Svetlobni signali, ki se pretakajo v vodoravno vibrirajoče tekoče kristale, bodo iz njih prihajali navpično vibrirati.
Navpični polarizacijski filter pred tekočimi kristali bo blokiral vse svetlobne signale, razen tistih, ki vertikalno vibrirajo. Svetloba, ki vertikalno vibrira, bo izhajala iz tekočih kristalov, ki jih lahko zdaj pridobiva skozi navpični filter.
Ko je piksel aktiviran, daje pikslu barvo.

Razlika med plazmo in LCD

Oba zaslona, kot sta plazma in LCD, sta si podobna, vendar deluje povsem drugače. Vsak piksel je mikroskopska fluorescenčna sijalka, ki žari skozi plazmo, medtem ko je plazma izredno vroč tip plina, pri katerem atomi pihajo ločeno, da nastanejo elektroni (negativno nabiti) in ioni (pozitivno nabiti). Ti atomi tečejo zelo svobodno in po treskanju ustvarijo sij svetlobe. Oblikovanje plazemskega zaslona je mogoče narediti zelo večje v primerjavi z običajnimi televizorji CRO (katodne cevi), vendar so zelo dragi.

Prednosti

The prednosti zaslona s tekočimi kristali vključujejo naslednje.

LCD-ji porabijo manj energije v primerjavi s CRT in LED
LCD-ji so sestavljeni iz nekaj mikrovatov za prikaz v primerjavi z nekaj mlmi vatov za LED-je
LCD-zasloni so poceni
Zagotavlja odličen kontrast
LCD-zasloni so tanjši in lažji v primerjavi z katodno cevjo in LED

Slabosti

The pomanjkljivosti zaslona s tekočimi kristali vključujejo naslednje.

Zahtevajte dodatne vire svetlobe
Območje temperature je omejeno za delovanje
Nizka zanesljivost
Hitrost je zelo majhna
LCD potrebuje izmenični pogon

Aplikacije

Uporaba zaslona s tekočimi kristali vključuje naslednje.

Tehnologija tekočih kristalov ima veliko aplikacij tudi na področju znanosti in tehnike elektronske naprave .

Termometer s tekočimi kristali
Optično slikanje
Tehnologija prikazovanja tekočih kristalov se uporablja tudi pri vizualizaciji radijskih frekvenc v valovodu
Uporablja se v medicinskih aplikacijah

Nekaj zaslonov na osnovi LCD

Nekaj LCD zaslonov

Tu gre torej za pregled LCD-ja, njegovo zgradbo od zadnje strani do sprednje strani pa lahko naredimo z osvetlitvijo ozadja, ploščo1, tekočimi kristali, ploščo2 z barvnimi filtri in zaslonom. Standardni zasloni s tekočimi kristali uporabljajo osvetlitev ozadja, kot je CRFL (fluorescenčne sijalke s hladno katodo). Te luči so dosledno razporejene na zadnji strani zaslona, da zagotavljajo zanesljivo osvetlitev po celotni plošči. Torej bo raven svetlosti vseh slikovnih pik na sliki enako svetla.

Upam, da ste dobro vedeli o tem zaslon s tekočimi kristali . Tukaj vam zapuščam nalogo. Kako je LCD povezan z mikrokrmilnikom? poleg tega kakršna koli vprašanja o tem konceptu ali električnem in elektronskem projektuOdgovor pustite v spodnjem oddelku za komentarje.

Foto krediti