LCD smíði
Hver pixla af LCD samanstendur af eftirfarandi hlutum: lag af fljótandi kristalsameindum sem eru sviflausnar á milli tveggja gegnsæjar rafskauta (indíum tinoxíð) og tvær skautandi síur með skautunarleiðbeiningum hornrétt á hvort annað að utan. Ef það er enginn fljótandi kristall milli rafskautanna, verður skautunarstefna ljóssins sem liggur í gegnum eina af skautunarsíunum alveg hornrétt á aðra skautunar síuna, svo hún er alveg lokuð. Hins vegar, ef skautunarstefna ljóssins sem liggur í gegnum eina skautandi síu er snúið með fljótandi kristalnum, getur það farið í gegnum hina skautandi síuna. Hægt er að stjórna snúningi skautunarstefnu ljóssins með fljótandi kristal með rafstöðueiginleikum og ná þannig stjórn á ljósi.
Fljótandi kristalsameindir eru mjög næmar fyrir áhrifum ytri rafsviðs og framleiða framkallaða hleðslu. Þegar litlu hleðslu er bætt við gegnsæja rafskaut hvers pixils eða undir-pixla til að mynda rafstöðueiginleik, verða sameindir fljótandi kristalsins framkallaðar af þessu rafstöðueiginleik Upprunalegt snúningsfyrirkomulag fljótandi kristalsameinda og breytir þar með snúningsstyrk ljóssins sem liggur í gegn. Breyttu ákveðnum sjónarhorni þannig að það geti farið í gegnum skautunarsíuna.
Áður en hleðslunni er bætt við gegnsæja rafskautið er fyrirkomulag fljótandi kristalsameinda ákvarðað með fyrirkomulagi rafskautsyfirborðsins og hægt er að nota efnafræðilegt yfirborð rafskautsins sem kristalfræ. Í algengasta TN fljótandi kristal er efri og neðri rafskautum fljótandi kristalsins raðað lóðrétt. Fljótandi kristalsameindirnar eru raðað í spíral og skautunarstefna ljóssins sem liggur í gegnum skautunar síu snýst eftir að hafa farið í gegnum fljótandi flísina, svo að það geti farið í gegnum annan skautara. Í þessu ferli er lítill hluti ljóssins lokaður af polarizer og lítur grár út að utan. Eftir að hleðslunni er bætt við gegnsæja rafskautið verður fljótandi kristalsameindum raðað næstum alveg samhliða meðfram stjórn rafsviðsins, þannig að skautunarstefna ljóssins fer í gegnum skautunar síu snýst ekki, þannig að ljósið er alveg alveg að öllu Lokað. Á þessum tíma lítur pixillinn svartur út. Með því að stjórna spennunni er hægt að stjórna gráðu röskunar á fyrirkomulagi fljótandi kristalsameinda til að ná mismunandi gráum.
Sumir LCD verða svartir þegar þeir verða fyrir skiptisstraumi, sem eyðileggur spíraláhrif fljótandi kristalsins. Þegar slökkt er á straumnum verður LCD bjartari eða gegnsær. Þessi tegund af LCD er oft að finna á fartölvum og ódýrum LCD. Önnur tegund af LCD sem almennt er notuð á háskerpu LCD eða stórum LCD sjónvörpum er að þegar slökkt er á aflinu er LCD ógagnsæ.
Til að spara afl nota LCD -lyf margfeldisaðferð. Í margfeldisstillingunni eru rafskautin í öðrum endanum tengd í hópum, hver hópur rafskauta er tengdur við aflgjafa og rafskautin í hinum endanum eru einnig tengd í hópum, hver hópur er tengdur við hinn endann á aflinu framboð. Flokkunarhönnunin tryggir að hverjum pixla sé stjórnað af sjálfstæðri aflgjafa. Rafeindatækið eða hugbúnaðurinn sem keyrir rafeindabúnaðinn stjórnar skjá pixilsins með því að stjórna ON/OFF röð aflgjafans.
Vísarnar til að prófa LCD innihalda eftirfarandi mikilvæga þætti: skjástærð, viðbragðstími (samstillingarhraði), gerð fylkis (virk og óvirk), útsýnishorn, studdir litir, birtustig og andstæða, upplausn og skjáhlutfall og inntakviðmót (slíkt slík sem sjónræn viðmót og myndbandsmynd).
Stutt saga
Árið 1888 uppgötvaði austurríski efnafræðingurinn Friedrich Reinizer fljótandi kristalla og sérstaka eðlisfræðilega eiginleika þeirra.
Fyrsta rekstraraðilinn LCD var byggður á Dynamic Scattering Mode (DSM), þróað af teymi undir forystu George Hellmann á RCA. Hellmann stofnaði Optech, sem þróaði úrval af LCD byggð á þessari tækni.
Í desember 1970 voru brenglaðir nematískir vettvangsáhrif fljótandi kristalla einkaleyfi í Sviss af Sint og Helfrich á Central Laboratories Hoffmann-Le Roque. Árið áður, árið 1969, hafði James Ferguson hins vegar uppgötvað brengluð nemandi vettvangsáhrif fljótandi kristalla við Kent State University í Ohio í Bandaríkjunum og skráði sama einkaleyfi í Bandaríkjunum í febrúar 1971. Árið 1971, fyrirtæki hans (Ilixco ) framleiddi fyrsta LCD út frá þessari eign, sem kom fljótlega í staðinn fyrir óæðri DSM gerð LCD. Það var ekki fyrr en 1985 sem þessi uppgötvun varð atvinnuskyni. Árið 1973 notaði Sharp Corporation Japan það fyrst til að gera stafræna skjái fyrir rafrænar reiknivélar. Á árunum 2010 hafa LCDs orðið aðal skjábúnaður fyrir allar tölvur.
Sýna meginreglu
Án spennu mun ljós fara meðfram bilinu milli fljótandi kristalsameinda og verða 90 gráður, svo ljós getur farið í gegnum. En eftir að spennu er bætt við, hreyfist ljós beint meðfram bilinu milli fljótandi kristalsameinda, svo ljós er lokað af síunni.
Fljótandi kristal er efni með flæðiseinkenni, þannig að aðeins mjög lítill ytri kraftur er nauðsynlegur til að láta fljótandi kristal sameindir hreyfa sig. Með því að taka algengasta nematic fljótandi kristalinn sem dæmi getur fljótandi kristal sameindir auðveldlega snúið með verkun rafsviðsins. Þar sem sjónás fljótandi kristals er nokkuð í samræmi við sameindaásinn getur hann valdið sjónáhrifum. Þegar rafsviðið, sem beitt er á fljótandi kristalinn, er fjarlægður og hverfur, mun fljótandi kristallinn nota sína eigin mýkt og seigju og fljótandi kristalsameindirnar munu fljótt snúa aftur í upprunalega ástandið áður en rafsviðinu er beitt.
Transmissive og hugsandi skjáir
LCD geta verið annað hvort sendandi eða endurspeglun, allt eftir því hvar ljósgjafinn er settur.
Transmissive LCD eru upplýstir með ljósgjafa á bak við skjáinn og skoðaðir frá hinni hliðinni (fyrir framan) skjásins. Þessi tegund af LCD er notuð í forritum sem krefjast mikillar birtustigs, svo sem tölvuskjáa, PDA og farsíma. Lýsingin sem notuð er til að lýsa upp LCD eyðir oft meiri krafti en LCD sjálft.
Hugsandi LCD, sem oft er að finna í rafrænum klukkum og reiknivélum, (stundum) lýsa upp skjáinn með því að endurspegla ytra ljós aftur frá dreifðu endurskinsflötum á bak við LCD. Þessi tegund af LCD er með hærra andstæðahlutfall vegna þess að ljósið fer í gegnum fljótandi kristalinn tvisvar, svo það er skorið tvisvar. Notkun ekki lýsingarbúnaðar dregur verulega úr orkunotkun, svo rafknúin tæki endast lengur. Vegna þess að litlir hugsandi LCD neyta svo lítinn kraft að ljósrit er nóg til að knýja þá, eru þeir oft notaðir í vasa reiknivélum.
Hægt er að nota transflictive LCD sem annað hvort sendandi eða endurskinsað. Þegar nóg er af ytra ljósi starfar LCD sem endurskinsgerð og þegar það er minna ytra ljós getur það starfað sem sendandi gerð.
Litaskjár
LCD tækni breytir einnig birtustigi miðað við stærð spennunnar. Liturinn sem sýndur er af hverjum LCD undirþætti fer eftir litaskimunarforritinu. Þar sem fljótandi kristalinn sjálfur hefur engan lit eru litasíur notaðar til að framleiða ýmsa liti í stað undirþátta. Undirþáttur getur aðeins aðlagað gráskalann með því að stjórna styrkleika ljóssins sem liggur í gegn. Aðeins fáir virkur fylki skjáir nota hliðstæða merkisstýringu og flestir nota stafræna merkisstýringartækni. Flestir stafrænt stjórnað LCD nota átta bita stýringar, sem geta framleitt 256 stig gráskala. Hver undirþáttur getur sýnt 256 stig, svo þú getur fengið 2563 liti og hver þáttur getur sýnt 16.777.216 liti. Vegna þess að auga mannsins finnur ekki fyrir birtustiginu línulega og auga mannsins er viðkvæmara fyrir litlum birtustigum breytist þetta 24- litning getur ekki uppfyllt fullkomlega kjörkröfur. Verkfræðingar nota púlsspennu reglugerð til að láta litabreytingarnar líta meira út.
Í lit LCD er hverri pixla skipt í þrjár einingar, eða undir pixlar, og viðbótarsíur eru merktar rauðar, grænar og bláar í sömu röð. Hægt er að stjórna þremur undir pixlum sjálfstætt, sem leiðir til þúsunda eða jafnvel milljóna lita fyrir samsvarandi pixla. Gömul CRT nota sömu aðferð til að birta liti. Það fer eftir þörfinni, litamiðlunum er raðað samkvæmt mismunandi pixla rúmfræði.
Virkir og óvirkar fylki
Fljótandi kristalskjár sem oft er að finna í rafrænum úrum og vasatölvum sem samanstendur af litlum fjölda hluta, hver með einni rafskauta snertingu. Ytri hollur hringrás veitir hleðslu fyrir hverja stjórnunareiningu, sem getur verið fyrirferðarmikil með fleiri skjáeiningum (svo sem fljótandi kristalskjáir). Hlutlausir fylkingar fljótandi kristalskjáir fyrir litla einlita skjái, svo sem á PDA eða eldri fartölvuskjám, notaðu Super Twisted Nematic (STN) eða tvöfalt lag Super Twisted Nematic (DSTN) Technology (DSTN leiðréttir litaviksvandamál STN).
Hver röð eða dálkur á skjánum hefur sjálfstæða hringrás og staða hvers pixla er einnig tilgreind með röð og dálki. Þessi tegund af skjá er kölluð „óvirkur fylki“ vegna þess að hver pixla þarf einnig að muna sitt eigið ástand áður en hún er uppfærð. Á þessum tíma hefur hver pixla ekkert stöðugt hleðsluframboð. Þegar fjöldi pixla eykst mun hlutfallslegir raðir og dálkar einnig aukast og þessi skjáaðferð verður erfiðari í notkun. LCD sem gerðir eru með óbeinum fylki einkennast af mjög hægum viðbragðstímum og litlum andstæða.
Núverandi litaskjár í háupplausn, svo sem tölvuskjái eða sjónvörp, eru virkir fylki. Þunnfilm smári fljótandi kristalskjáir er bætt við polarizers og litasíur. Hver pixla er með sinn smári, sem gerir kleift að stjórna stakri pixla. Þegar kveikt er á dálkalínu eru allar röð línur tengdar við heila röð af pixlum og hver röð lína er ekin með réttri spennu, slökkt er á dálkalínunni og kveikt er á hinni röðinni. Í fullkominni mynduppfærsluaðgerð er kveikt á öllum dálkalínum í tímamörk. Virkar fylkingar af sömu stærð munu birtast bjartari og skarpari en óbeinar fylkingar og hafa stuttan viðbragðstíma.
Gæðaeftirlit
Sum LCD spjöld innihalda gallaða smára sem valda varanlegum björtum og dökkum blettum. Ólíkt ICS geta LCD spjöld samt birt venjulega jafnvel þó að það séu slæmir pixlar. Þetta getur einnig forðast að henda LCD spjöldum sem eru miklu stærri en IC svæðið vegna nokkurra slæmra pixla. Framleiðendur pallborðs hafa mismunandi staðla til að ákvarða slæma pixla.
LCD spjöld eru líklegri til að hafa galla en IC borð vegna stærri stærðar. Til dæmis hefur {{0}} tommur SVGA LCD 8 slæmar pixlar, en 6- tommu wifer hefur aðeins 3 galla. Hins vegar eru 3 gallar á skífu sem hægt er að skipta í 137 ICS ekki mjög slæmir, en að henda LCD spjaldinu þýðir 0% framleiðsla. Vegna harðrar samkeppni meðal framleiðenda hafa gæðaeftirlitsstaðlar verið hækkaðir. Ef LCD er með fjóra eða fleiri slæma pixla er auðveldara að greina það, svo viðskiptavinurinn geti beðið um skipti. Staðsetning slæms pixils í LCD spjaldinu er heldur ekki hverfandi. Framleiðendur lækka oft staðla vegna þess að skemmdir pixlar eru í miðju skjásins. Sumir framleiðendur veita núll slæma pixlaábyrgð.
Orkunotkun
Virkir fylki LCD nota minna afl en CRT. Reyndar eru þeir orðnir venjulegir skjár fyrir flytjanleg tæki, frá PDA til fartölvur. En LCD tækni er samt of óhagkvæm: jafnvel þó að þú snúir skjánum hvítum, þá fara innan við 10% af ljósinu frá bakgrunni ljósgjafans í gegnum skjáinn; restin frásogast. Svo nýir plasma skjáir nota nú minna afl en LCD á sama svæði.
PDA, svo sem lófa og compaqipaq, nota oft hugsandi skjái. Þetta þýðir að umhverfisljós kemur inn á skjáinn, fer í gegnum skautaða fljótandi kristallagið, lendir í endurskinslaginu og endurspeglar síðan aftur út til að sýna myndina. Áætlað er að 84% ljóssins frásogast í þessu ferli, þannig að aðeins einn sjötti af ljósinu er notað, sem, þó að enn sé pláss til úrbóta, sé nóg til að veita andstæða sem þarf fyrir sýnilegt myndband. Einhliða speglun og hugsandi skjáir gera það mögulegt að nota LCD skjái með lágmarks orkunotkun við mismunandi lýsingaraðstæður.
Núll-kraftskjár
Árið 2000 var þróuð núllkraftur sem notar ekki rafmagn þegar hann er í biðstöðu, en þessi tækni er ekki tiltæk fyrir fjöldaframleiðslu eins og er. Nemoptic, franskt fyrirtæki, þróaði aðra núll-kraftinn þunnfilmu LCD tækni, sem var fjöldaframleidd í Taívan í júlí 2003. Þessi tækni er miðuð við lágmark farsíma eins og rafbækur og flytjanlegar tölvur. Núll-máttur LCDs keppir einnig við rafrænan pappír.
