Kostruzzjoni LCD
Kull pixel ta 'LCD jikkonsisti mill-partijiet li ġejjin: saff ta' molekuli tal-kristall likwidu sospiżi bejn żewġ elettrodi trasparenti (indju tal-landa ossidu), u żewġ filtri polarizzanti b'direzzjonijiet ta 'polarizzazzjoni perpendikulari ma' xulxin fuq barra. Jekk ma jkun hemm l-ebda kristall likwidu bejn l-elettrodi, id-direzzjoni tal-polarizzazzjoni tad-dawl li tgħaddi minn wieħed mill-filtri polarizzanti se tkun kompletament perpendikulari għat-tieni filtru polarizzanti, u għalhekk hija kompletament imblukkata. Madankollu, jekk id-direzzjoni tal-polarizzazzjoni tad-dawl li tgħaddi minn filtru polarizzanti wieħed hija mdawra mill-kristall likwidu, tista 'tgħaddi mill-filtru polarizzanti l-ieħor. Ir-rotazzjoni tad-direzzjoni tal-polarizzazzjoni tad-dawl permezz ta 'kristall likwidu tista' tiġi kkontrollata minn kamp elettrostatiku, u b'hekk tinkiseb kontroll tad-dawl.
Molekuli tal-kristall likwidi huma suxxettibbli ħafna għall-influwenza ta 'kampi elettriċi esterni u jiġġeneraw piżijiet indotti. Meta ammont żgħir ta 'ħlas jiżdied ma' l-elettrodu trasparenti ta 'kull pixel jew sub-pixel biex jiġġenera kamp elettrostatiku, il-molekuli tal-kristall likwidu jiġu indotti minn dan il-kamp elettrostatiku biex jikkaġunaw piżijiet indotti u jiġġeneraw torque elettrostatiku, li jbiddel Arranġament ta 'rotazzjoni oriġinali tal-molekuli tal-kristall likwidu, u b'hekk jinbidel l-amplitudni tar-rotazzjoni tad-dawl li jgħaddi minnu. Ibdel ċertu angolu sabiex tkun tista 'tgħaddi mill-filtru tal-polarizzazzjoni.
Qabel ma l-ħlas jiżdied ma 'l-elettrodu trasparenti, l-arranġament tal-molekuli tal-kristall likwidu huwa determinat bl-arranġament tal-wiċċ tal-elettrodu, u l-wiċċ kimiku ta' l-elettrodu jista 'jintuża bħala żerriegħa tal-kristall. Fl-iktar kristall likwidu TN komuni, l-elettrodi ta 'fuq u t'isfel tal-kristall likwidu huma rranġati vertikalment. Il-molekuli tal-kristall likwidu huma rranġati fi spirali, u d-direzzjoni tal-polarizzazzjoni tad-dawl li tgħaddi minn filtru ta 'polarizzazzjoni ddur wara li tgħaddi miċ-ċippa likwida, sabiex tkun tista' tgħaddi minn polarizzatur ieħor. F'dan il-proċess, parti żgħira tad-dawl hija mblukkata mill-polarizzatur u tidher griża minn barra. Wara li t-tariffa tiġi miżjuda mal-elettrodu trasparenti, il-molekuli tal-kristall likwidu jiġu rranġati kważi kompletament b'mod parallel tul id-direzzjoni tal-kamp elettriku, u għalhekk id-direzzjoni tal-polarizzazzjoni tad-dawl li tgħaddi minn filtru tal-polarizzazzjoni ma ddurx, u għalhekk id-dawl ikun kompletament imblukkat. F'dan iż-żmien, il-pixel jidher iswed. Billi tikkontrolla l-vultaġġ, il-grad ta 'tgħawwiġ ta' l-arranġament ta 'molekuli tal-kristall likwidu jista' jiġi kkontrollat biex jinkisbu skali ta 'griż differenti.
Xi LCDs isiru suwed meta jkunu esposti għal kurrent alternattiv, li jeqred l-effett spirali tal-kristall likwidu. Meta l-kurrent ikun mitfi, l-LCD isir isbaħ jew trasparenti. Dan it-tip ta 'LCD jinstab komunement fuq laptops u LCDs irħas. Tip ieħor ta 'LCD użat komunement fuq LCDs b'definizzjoni għolja jew televiżjonijiet LCD kbar huwa li meta l-qawwa tkun mitfija, l-LCD huwa opak.
Sabiex tiffranka l-enerġija, l-LCDs jużaw metodu ta 'multiplexing. Fil-mod multiplexing, l-elettrodi f'tarf wieħed huma konnessi fi gruppi, kull grupp ta 'elettrodi huwa konness ma' provvista ta 'enerġija, u l-elettrodi fit-tarf l-ieħor huma wkoll konnessi fi gruppi, kull grupp huwa konness mat-tarf l-ieħor tal-qawwa provvista. Id-disinn tal-grupp jiżgura li kull pixel huwa kkontrollat minn provvista ta 'enerġija indipendenti. L-apparat elettroniku jew is-softwer li jsuq l-apparat elettroniku jikkontrolla l-wiri tal-pixel billi jikkontrolla s-sekwenza mixgħula / mitfi tal-provvista tal-enerġija.
L-indikaturi għall-ittestjar tal-LCDs jinkludu l-aspetti importanti li ġejjin: daqs tal-wiri, ħin ta 'rispons (rata ta' sinkronizzazzjoni), tip ta 'firxa (attiv u passiv), angolu tal-vista, kuluri sostnuti, luminożità u kuntrast, riżoluzzjoni u proporzjon tal-aspett tal-iskrin, u interface tal-input (bħal bħala interface viżwali u firxa tal-wiri tal-vidjow).
Storja qasira
Fl-1888, l-ispiżjar Awstrijak Friedrich Reinizer skopra kristalli likwidi u l-proprjetajiet fiżiċi speċjali tagħhom.
L-ewwel LCD operazzjonali kien ibbażat fuq il-modalità ta 'tifrix dinamiku (DSM), żviluppat minn tim immexxi minn George Hellmann f'RCA. Hellmann waqqaf Optech, li żviluppa firxa ta 'LCDs ibbażati fuq din it-teknoloġija.
F'Diċembru 1970, l-effett tal-qasam nematiku mibrum tal-kristalli likwidi ġie brevettat fl-Isvizzera minn SINT u Helfrich fil-Laboratorji Ċentrali Hoffmann-Le Roque. Madankollu, is-sena ta ’qabel, fl-1969, James Ferguson kien skopra l-effett nematiku mibrum tal-kristalli likwidi fl-Università ta’ Kent fl-Ohio, l-Istati Uniti, u rreġistra l-istess privattiva fl-Istati Uniti fi Frar 1971. Fl-1971, il-kumpanija tiegħu (Ilixco ) ipproduċa l-ewwel LCD ibbażat fuq din il-propjetà, li dalwaqt issostitwixxa l-LCD tat-tip DSM inferjuri. Ma kienx sal-1985 li din l-iskoperta saret kummerċjalment vijabbli. Fl-1973, il-Korporazzjoni Sharp tal-Ġappun l-ewwel użatha biex tagħmel wirjiet diġitali għal kalkulaturi elettroniċi. Fl-2010, l-LCDs saru l-apparat ewlieni tal-wiri għall-kompjuters kollha.
Prinċipju tal-wiri
Mingħajr vultaġġ, id-dawl jiċċaqlaq tul id-distakk bejn molekuli tal-kristall likwidu u dawwar 90 grad, sabiex id-dawl ikun jista 'jgħaddi. Iżda wara li tiġi miżjuda l-vultaġġ, id-dawl jiċċaqlaq dritt tul id-distakk bejn molekuli tal-kristall likwidu, u għalhekk id-dawl huwa mblukkat mill-filtru.
Kristall likwidu huwa materjal b'karatteristiċi tal-fluss, u għalhekk hija meħtieġa forza esterna żgħira ħafna biex il-molekuli tal-kristall likwidu jiċċaqalqu. Meta tieħu l-iktar kristall likwidu nematiku komuni bħala eżempju, molekuli tal-kristall likwidu jistgħu faċilment iduru bl-azzjoni tal-kamp elettriku. Peress li l-assi ottiku tal-kristall likwidu huwa pjuttost konsistenti mal-assi molekulari tiegħu, jista 'jipproduċi effetti ottiċi. Meta l-kamp elettriku applikat għall-kristall likwidu jitneħħa u jisparixxi, il-kristall likwidu juża l-elastiċità u l-viskożità tiegħu stess, u l-molekuli tal-kristall likwidu jirritornaw malajr għall-istat oriġinali qabel ma jiġi applikat il-kamp elettriku.
Wirjiet trasmissivi u li jirriflettu
L-LCDs jistgħu jkunu jew trasmissivi jew jirriflettu, skont fejn jitqiegħed is-sors tad-dawl.
LCDs trasmissivi huma mdawlin minn sors tad-dawl wara l-iskrin, u jidhru min-naħa l-oħra (quddiem) tal-iskrin. Dan it-tip ta 'LCD jintuża f'applikazzjonijiet li jeħtieġu luminożità għolja, bħal monitors tal-kompjuter, PDAs, u telefowns ċellulari. Id-dawl użat biex idawwal l-LCD spiss jikkonsma aktar saħħa mill-LCD innifsu.
LCDs li jirriflettu, komunement misjuba fl-arloġġi u kalkulaturi elettroniċi, (xi kultant) iddawwal l-iskrin billi jirriflettu dawl estern lura minn wiċċ li jirrifletti diffuż wara l-LCD. Dan it-tip ta 'LCD għandu proporzjon ta' kuntrast ogħla minħabba li d-dawl jgħaddi mill-kristall likwidu darbtejn, u għalhekk jinqata 'darbtejn. Mhux l-użu ta 'apparat tad-dawl inaqqas b'mod sinifikanti l-konsum tal-enerġija, u għalhekk apparat li jaħdem bil-batterija jdum aktar. Minħabba li l-LCDs li jirriflettu żgħar jikkunsmaw daqshekk saħħa li fotokell huwa biżżejjed biex iħaddemhom, ħafna drabi jintużaw fil-kalkulaturi tal-but.
LCDs transflettivi jistgħu jintużaw bħala trasmissivi jew riflessivi. Meta jkun hemm ħafna dawl estern, l-LCD jaħdem bħala tip riflessiv, u meta jkun hemm inqas dawl estern, jista 'jaħdem bħala tip trasmissiv.
Wiri tal-kulur
It-teknoloġija LCD tbiddel ukoll il-luminożità bbażata fuq id-daqs tal-vultaġġ. Il-kulur muri minn kull sotto-element LCD jiddependi fuq il-programm ta 'skrining tal-kulur. Peress li l-kristall likwidu innifsu m'għandux kulur, filtri tal-kulur jintużaw biex jipproduċu kuluri varji minflok sub-elementi. Is-sotto-element jista 'jaġġusta biss il-griż billi jikkontrolla l-intensità tad-dawl li jgħaddi minnha. Ftit wirjiet tal-matriċi attivi jużaw il-kontroll tas-sinjal analogu, u l-biċċa l-kbira jużaw it-teknoloġija tal-kontroll tas-sinjal diġitali. Il-biċċa l-kbira tal-LCDs ikkontrollati diġitalment jużaw kontrolluri ta 'tmien bit, li jistgħu jipproduċu 256 livelli ta' skala griża. Kull sub-element jista 'juri 256 livelli, sabiex tkun tista' tikseb 2563 kuluri, u kull element jista 'juri 16,777,216 kuluri. Minħabba li l-għajn tal-bniedem ma tħossx il-luminożità lineari, u l-għajn tal-bniedem hija aktar sensittiva għal bidliet ta 'luminożità baxxa, din il-kromatiċità 24- bit ma tistax tissodisfa kompletament ir-rekwiżiti ideali. L-inġiniera jużaw ir-regolazzjoni tal-vultaġġ tal-polz biex jagħmlu l-bidliet fil-kulur jidhru aktar uniformi.
B'LCD bil-kulur, kull pixel huwa maqsum fi tliet unitajiet, jew sub-pixel, u filtri addizzjonali huma mmarkati ħomor, ħodor u blu rispettivament. It-tliet sotto-pixel jistgħu jiġu kkontrollati b'mod indipendenti, li jirriżultaw f'eluf jew saħansitra miljuni ta 'kuluri għall-pixel korrispondenti. CRTs qodma jużaw l-istess metodu biex juru l-kuluri. Jiddependi fuq il-ħtieġa, il-komponenti tal-kulur huma rranġati skont ġeometriji differenti tal-pixel.
Matriċi attivi u passivi
Wiri tal-kristall likwidu misjub komunement fl-arloġġi elettroniċi u kompjuters tal-but li jikkonsisti f'numru żgħir ta 'segmenti, kull wieħed b'kuntatt elettrodu wieħed. Ċirkwit iddedikat estern jipprovdi ħlas lil kull unità ta 'kontroll, li tista' tkun diffiċli b'diversi unitajiet (bħal wirjiet tal-kristall likwidu). Wirjiet tal-kristall likwidu tal-firxa passiva għal wirjiet żgħar monokromi, bħal dawk fuq PDAs jew skrins tal-laptop anzjani, jużaw in-nematiku super mibrum (STN) jew it-teknoloġija ta 'saff doppju super-mibrum (DSTN) (DSTN (DSTN tikkoreġi l-problema tad-devjazzjoni tal-kulur ta' STN).
Kull ringiela jew kolonna fuq il-wiri għandha ċirkwit indipendenti, u l-pożizzjoni ta 'kull pixel hija speċifikata wkoll b'ringiela u kolonna. Dan it-tip ta 'wiri jissejjaħ "firxa passiva" għaliex kull pixel għandu wkoll jiftakar l-istat tiegħu stess qabel l-aġġornament. F'dan iż-żmien, kull pixel m'għandux provvista ta 'ħlas stabbli. Hekk kif jiżdied in-numru ta 'pixel, in-numru relattiv ta' ringieli u kolonni jiżdied ukoll, u dan il-metodu tal-wiri jsir aktar diffiċli biex jintuża. LCDs magħmula b'arrays passivi huma kkaratterizzati minn ħinijiet ta 'rispons bil-mod ħafna u kuntrast baxx.
Wirjiet attwali ta 'kulur b'riżoluzzjoni għolja, bħal monitors tal-kompjuter jew televiżjonijiet, huma matriċi attivi. Wirjiet tal-kristall likwidu ta 'transistor b'film irqiq huma miżjuda ma' polarizzaturi u filtri tal-kulur. Kull pixel għandu t-transistor tiegħu stess, li jippermetti kontroll tal-pixel wieħed. Meta linja tal-kolonna tkun mixgħula, il-linji kollha tar-ringiela huma konnessi ma 'ringiela sħiħa ta' pixel, u kull linja ta 'ringiela hija misjuqa bil-vultaġġ korrett, il-linja tal-kolonna hija mitfija u r-ringiela l-oħra hija mixgħula. F'operazzjoni kompluta ta 'aġġornament tal-istampa, il-linji tal-kolonna kollha huma mixgħula f'sekwenza ta' ħin. Wirjiet ta 'firxa attiva ta' l-istess daqs se jidhru isbaħ u aktar qawwi minn wirjiet ta 'firxa passiva, u għandhom ħin ta' rispons qasir.
Kontroll tal-kwalità
Xi pannelli LCD fihom transistors difettużi li jikkawżaw tikek permanenti brillanti u skuri. B'differenza mill-ICS, il-pannelli LCD xorta jistgħu juru normalment anke jekk hemm pixels ħżiena. Dan jista 'wkoll jevita li twarrab pannelli LCD li huma ħafna ikbar miż-żona IC minħabba ftit pixels ħżiena. Il-manifatturi tal-pannelli għandhom standards differenti għad-determinazzjoni tal-pixel ħżiena.
Il-pannelli LCD huma aktar probabbli li jkollhom difetti minn bordijiet IC minħabba d-daqs ikbar tagħhom. Pereżempju, a {{0}} pulzier svga lcd għandu 8 pixels ħżiena, filwaqt li wejfer 6- pulzier għandu biss 3 difetti. Madankollu, 3 difetti fuq wejfer li jistgħu jinqasmu fi 137 ICs mhumiex ħżiena ħafna, iżda li twarrab il-pannell LCD tfisser 0% output. Minħabba kompetizzjoni ħarxa fost il-manifatturi, tqajmu standards ta 'kontroll tal-kwalità. Jekk LCD għandu erba 'pixels ħżiena jew aktar, huwa iktar faċli li tiskopri, sabiex il-klijent ikun jista' jitlob sostituzzjoni. Il-post tal-pixel ħażin fil-pannell LCD mhuwiex negliġibbli wkoll. Il-manifatturi ħafna drabi jbaxxu l-istandards minħabba li l-pixel bil-ħsara huma fiċ-ċentru tal-wiri. Xi manifatturi jipprovdu garanzija ta 'pixel ħażin żero.
Konsum tal-enerġija
LCDs tal-Matriċi Attivi jużaw inqas enerġija minn CRTs. Fil-fatt, dawn saru l-wiri standard għal apparati portabbli, minn PDAs għal laptops. Iżda t-teknoloġija LCD għadha ineffiċjenti wisq: anke jekk iddawwar l-iskrin abjad, inqas minn 10% tad-dawl li joħroġ mis-sors tad-dawl tal-isfond jgħaddi mill-iskrin; il-bqija huwa assorbit. Allura l-wirjiet ġodda tal-plażma issa jużaw inqas enerġija minn LCDs tal-istess żona.
Il-PDAs, bħal Palm u Compaqipaq, ħafna drabi jużaw wirjiet li jirriflettu. Dan ifisser li d-dawl ambjentali jidħol fil-wiri, jgħaddi mis-saff tal-kristall likwidu polarizzat, jolqot is-saff li jirrifletti, u mbagħad jirrifletti lura biex juri l-immaġni. Huwa stmat li 84% tad-dawl huwa assorbit f'dan il-proċess, u għalhekk jintuża biss sitta tad-dawl, li, għalkemm għad hemm lok għal titjib, huwa biżżejjed biex jipprovdi l-kuntrast meħtieġ għal vidjow viżibbli. Riflessjoni f'direzzjoni waħda u wirjiet li jirriflettu jagħmluha possibbli li jintużaw wirjiet LCD b'konsum minimu ta 'enerġija taħt kondizzjonijiet ta' dawl differenti.
Wirja b'qawwa żero
Fl-2000, ġiet żviluppata wirja b'qawwa żero li ma tużax l-elettriku meta tkun fil-modalità standby, iżda din it-teknoloġija mhix disponibbli bħalissa għall-produzzjoni tal-massa. Nemoptic, kumpanija Franċiża, żviluppat teknoloġija oħra tal-LCD b'film irqiq b'qawwa żero, li kienet prodotta bil-massa fit-Tajwan f'Lulju 2003. Din it-teknoloġija hija mmirata għal apparat mobbli b'qawwa baxxa bħal kotba elettroniċi u kompjuters portabbli. LCDs b'qawwa żero jikkompetu wkoll ma 'karta elettronika.