نمایشگر کریستال مایع یا LCD (نمایشگر کریستال مایع) یک دستگاه نمایشگر مسطح و فوق نازک است که از تعداد معینی پیکسل رنگی یا سیاه و سفید در مقابل منبع نور یا سطح بازتابنده قرار می گیرد. مانیتورهای LCD مصرف انرژی پایینی دارند و بنابراین مهندسان برای استفاده در دستگاه های الکترونیکی با باتری مورد علاقه هستند. اصل اصلی آن تحریک مولکولهای کریستال مایع برای ایجاد نقاط، خطوط و چهرهها برای مطابقت با لامپ پشتی است.
اگرچه اصل خرید و نمایش محصول متفاوت است، اما هدف مشترک نمایشگر کریستال مایع (LCD) و نمایشگر سنتی (CRT) دستیابی به جلوه نمایش عالی است. اکنون صفحه نمایش کریستال مایع CRT و TFT را با هم مقایسه می کنیم.
ساختار و حجم محصول: نمایشگر سنتی نوع CRT باید پرتو الکترونی را از طریق تفنگ الکترونی به صفحه بتاباند، بنابراین لوله لوله تصویر نباید خیلی کوتاه باشد، هنگام بزرگ شدن صفحه باید صدا را افزایش داد و TFT توسط برد الکترونیکی روی صفحه نمایش تغییر می کند. حالت مولکولی، برای رسیدن به هدف نمایش، حتی اگر صفحه نمایش بزرگ شده باشد، فقط باید سطح افقی را افزایش دهد، اما حجم آن زیاد افزایش نمی یابد و از نمایشگر CRT و TFT بسیار سبک تر است. فقط برای مصرف برق استفاده می شود. روی برد و آی سی درایور مصرف برق کم است.
تشعشع و تداخل الکترومغناطیسی: نمایشگرهای معمولی با استفاده از تفنگ الکترونی برای انتشار یک پرتو الکترونی روی صفحه، منابع تابشی تولید می کنند. اگرچه برخی از فناوری های پیشرفته وجود دارند که می توانند تشعشعات را به حداقل برسانند، اما هنوز به طور کامل ریشه کن نشده اند. ال سی دی های TFT نیازی به نگرانی در این مورد ندارند. در مورد تداخل امواج الکترومغناطیسی، صفحه نمایش کریستال مایع TFT تنها دارای مقدار کمی امواج الکترومغناطیسی از مدار محرکه است. تا زمانی که پوشش بیرونی محکم بسته شده باشد، امواج الکترومغناطیسی نشتی ندارند و صفحه نمایش CRT باید یک سوراخ اتلاف حرارت روی بدنه برای اتلاف گرما داشته باشد، بنابراین تداخل الکترومغناطیسی مطمئنا ایجاد می شود.
صافی و وضوح صفحه نمایش: LCDهای TFT از ابتدا از صفحات شیشه ای کاملاً مسطح استفاده می کنند، بنابراین صافی بسیار بهتر از اکثر مانیتورهای CRT است. البته اکنون یک صفحه نمایش رنگی CRT صاف و خالص وجود دارد. از نظر وضوح، TFT به مراتب کمتر از یک نمایشگر CRT است، اگرچه در تئوری می تواند وضوح بالاتری ارائه دهد، اما اینطور نیست.
جلوه نمایش: صفحه نمایش سنتی CRT برای ضربه زدن به فسفر از طریق تفنگ الکترونی استفاده می شود، بنابراین روشنایی بسیار بهتر از نمایشگر کریستال مایع است. CRT در زاویه دید بهتر از TFT است. در سرعت بازتاب نمایشگر، CRT با TFT متفاوت است. تعداد کمی.
اصل نمایش کریستال مایع (1) ویژگی های فیزیکی کریستال مایع ویژگی های فیزیکی کریستال مایع عبارتند از: هنگام رسانش الکتریسیته، رسانش تغییر می کند، آرایش منظم می شود و نور به راحتی عبور می کند. وقتی انرژی نداشته باشد، آرایش به هم می خورد و نور مسدود می شود. اجازه دهید LCD مانند یک دروازه مسدود شود یا اجازه دهید نور به آن نفوذ کند. از نظر فنی، پنل LCD شامل دو ماده شیشه ای نسبتاً خوب بدون سدیم به نام Substrates با لایه ای از کریستال مایع در بین آن است. هنگامی که پرتو نور از لایه کریستال مایع عبور می کند، خود کریستال مایع به شکل نامنظمی می ایستد یا می پیچد و در نتیجه پرتو نور را مسدود می کند یا اجازه می دهد تا به آرامی عبور کند. بیشتر کریستال های مایع مجتمع های آلی هستند که از مولکول های میله ای شکل دراز تشکیل شده اند. در حالت طبیعی، محورهای بلند این مولکول های میله ای شکل به طور قابل ملاحظه ای موازی هستند. کریستال مایع در یک صفحه شکاف دار خوب ماشینکاری شده ریخته می شود و مولکول های کریستال مایع در امتداد شیار قرار می گیرند، بنابراین اگر شیارها بسیار موازی باشند، مولکول ها نیز کاملاً موازی هستند. (ب) اصل فناوری LCD نمایشگر کریستال مایع تک رنگ پر کردن کریستال مایع به دو صفحه با شیارهای ظریف است. شیارها در دو صفحه عمود بر یکدیگر هستند (در 90 درجه متقاطع می شوند). به این معنا که اگر مولکول های یک صفحه در جهت شمال-جنوب قرار گیرند، مولکول های صفحه دیگر در جهت شرقی-غربی قرار می گیرند و مولکول های واقع بین دو صفحه مجبور به حالت { می شوند. {8}}پیچش درجه. از آنجایی که نور در جهتی که مولکولها در آن قرار گرفتهاند منتشر میشود، نور نیز هنگام عبور از کریستال مایع 90 درجه میپیچد. اما هنگامی که ولتاژی به کریستال مایع اعمال می شود، مولکول ها به صورت عمودی در یک راستا قرار می گیرند تا نور بدون هیچ گونه پیچشی به بیرون هدایت شود.
LCD به فیلتر پلاریزه (برش) و خود نور بستگی دارد. نور طبیعی به طور تصادفی در همه جهات پراکنده می شود. فیلتر پلاریزه در واقع مجموعه ای از خطوط موازی نازک فزاینده است. این خطوط شبکه ای را تشکیل می دهند که تمام نورهایی را که با این خطوط موازی نیستند مسدود می کند. خط فیلتر پلاریزه دقیقاً عمود بر اولی است، بنابراین می تواند نوری که پلاریزه شده است را کاملاً مسدود کند. تنها زمانی که خطوط دو فیلتر کاملاً موازی باشند یا خود نور برای مطابقت با فیلتر قطبی دوم پیچ خورده باشد، نور نفوذ می کند.
LCD از دو فیلتر پلاریزه عمود بر یکدیگر تشکیل شده است، بنابراین در شرایط عادی، تمام نوری که سعی در نفوذ دارد باید مسدود شود. اما از آنجایی که دو فیلتر با کریستال های مایع پیچ خورده پر شده اند، پس از عبور نور از فیلتر اول، توسط مولکول های کریستال مایع 90 درجه پیچ خورده و در نهایت از فیلتر دوم عبور می کند. از طرف دیگر، اگر ولتاژی به کریستال مایع اعمال شود، مولکولها دوباره مرتب شده و کاملاً موازی هستند، به طوری که نور دیگر پیچ خورده نیست، بنابراین فقط توسط فیلتر دوم مسدود میشود. به طور خلاصه، برق برای مسدود کردن نور اعمال می شود و نور بدون برق ساطع می شود.
با این حال، می توان ترتیب کریستال های مایع را در ال سی دی تغییر داد تا در هنگام روشن شدن آن نور ساطع شود و در صورت عدم برق رسانی مسدود شود. با این حال، از آنجایی که صفحه نمایش رایانه تقریباً همیشه روشن است، فقط طرح «بلو کردن نور روشن» میتواند بیشترین صرفهجویی در مصرف انرژی را به دست آورد.
از ساختار نمایشگر کریستال مایع، چه یک کامپیوتر نوت بوک یا یک سیستم رومیزی، صفحه نمایش LCD یک ساختار لایه ای است که از قسمت های مختلف تشکیل شده است. ال سی دی از دو صفحه شیشه ای به ضخامت تقریبی 1 میلی متر تشکیل شده است که با فاصله یکنواخت 5 میکرومتری حاوی مواد کریستال مایع (LC) از هم جدا شده اند. از آنجایی که خود ماده کریستال مایع نور ساطع نمی کند، یک لوله نور به عنوان منبع نور در دو طرف صفحه نمایش ارائه می شود و یک صفحه نور پس زمینه (یا یک صفحه همگن کننده نور) و یک فیلم بازتابنده در پشت صفحه تشکیل می شود. صفحه نمایش کریستال مایع، و صفحه نور پس زمینه از یک ماده فلورسنت تشکیل شده است. نور را می توان ساطع کرد که وظیفه اصلی آن ارائه یک منبع نور پس زمینه یکنواخت است. نور ساطع شده از نور پس زمینه پس از عبور از اولین لایه فیلتر پلاریزه وارد لایه کریستال مایع حاوی هزاران قطره کریستال می شود. قطرات کریستال در لایه کریستال مایع همگی در یک ساختار سلولی کوچک قرار دارند و یک یا چند سلول یک پیکسل روی صفحه را تشکیل می دهند. بین صفحه شیشه ای و مواد کریستال مایع یک الکترود شفاف است، الکترود به ردیف ها و ستون ها تقسیم می شود، در محل تقاطع ردیف ها و ستون ها، با تغییر ولتاژ برای تغییر حالت چرخش نوری کریستال مایع، کریستال مایع. ماده مانند یک دریچه نور کوچک عمل می کند. در اطراف مواد کریستال مایع یک بخش مدار کنترل و یک بخش مدار محرک وجود دارد. هنگامی که الکترودهای موجود در LCD یک میدان الکتریکی ایجاد میکنند، مولکولهای کریستال مایع دچار اعوجاج میشوند و نوری که از آنها عبور میکند به طور منظم شکسته میشود و سپس از لایه دوم لایه فیلتر فیلتر میشود تا روی صفحه نمایش داده شود. (III) اصل کار صفحه نمایش LCD رنگی برای صفحه نمایش رنگی پیچیده تری که لپ تاپ یا صفحه نمایش LCD رومیزی باید از آن استفاده کند، همچنین نیاز به یک لایه فیلتر رنگی دارد که مخصوص نمایش رنگی طراحی شده است. به طور کلی، در یک پنل LCD رنگی، هر پیکسل از سه سلول کریستال مایع تشکیل شده است که هر کدام یک فیلتر قرمز، سبز یا آبی در جلوی هر سلول دارند. به این ترتیب می توان رنگ های مختلف را با نور سلول های مختلف روی صفحه نمایش داد.
LCD بر کاستی های اندازه بزرگ CRT، مصرف انرژی و سوسو زدن غلبه می کند، اما مشکلاتی مانند هزینه بالا، زاویه دید گسترده و نمایش رنگی نامطلوب را نیز به همراه دارد. صفحه نمایش CRT می تواند طیف وسیعی از رزولوشن ها را انتخاب کند و می تواند بر اساس نیازهای صفحه تنظیم شود، اما صفحه نمایش LCD فقط دارای تعداد ثابت سلول های کریستال مایع است و تنها می تواند با یک وضوح در یک صفحه کامل (یک پیکسل در هر سلول) نمایش داده شود.
نمودار مدار نمایش کریستال مایع CRT معمولا دارای سه تفنگ الکترونی است و جریان الکترون ساطع شده باید به دقت جمع آوری شود، در غیر این صورت نمایش تصویر واضحی به دست نمی آید. با این حال، LCD مشکل فوکوس ندارد زیرا هر سلول کریستال مایع به صورت جداگانه سوئیچ می شود. به همین دلیل است که همان تصویر روی صفحه LCD بسیار واضح است. ال سی دی مجبور نیست به نرخ تازه سازی و سوسو زدن اهمیت دهد. سلول کریستال مایع یا روشن یا خاموش است، بنابراین تصویری که با نرخ تازه سازی پایین 40 تا 60 هرتز نمایش داده می شود، بیشتر از تصویر نمایش داده شده در 75 هرتز سوسو نمی زند. با این حال، سلول کریستال مایع پنل LCD به راحتی می تواند ناقص به نظر برسد. برای یک صفحه نمایش 1024 x 768، هر پیکسل از سه سلول تشکیل شده است که به ترتیب وظیفه نمایش رنگ های قرمز، سبز و آبی را بر عهده دارند، به طوری که در مجموع حدود 2.4 میلیون سلول (1024 x 768 x 3=2359296) ) مورد نیاز است. تضمین اینکه همه این واحدها سالم هستند دشوار است. به احتمال زیاد، برخی از آنها اتصال کوتاه شده اند ("نقاط روشن" ظاهر می شوند) یا مدارهای باز ("نقاط سیاه" ظاهر می شوند). بنابراین، محصولی با نمایشگر بالا نیست که ناقص به نظر نرسد.
صفحه نمایش LCD شامل مواردی است که در فناوری CRT استفاده نشده است. منبع نوری که صفحه نمایش را تامین می کند، لوله فلورسنت است که در اطراف آن حلقه شده است. گاهی اوقات، خطوط غیرعادی روشن را در قسمت خاصی از صفحه نمایش خواهید دید. همچنین ممکن است برخی نوارهای نامناسب وجود داشته باشد و یک تصویر روشن یا تاریک خاص بر ناحیه نمایش مجاور تأثیر بگذارد. علاوه بر این، برخی از الگوهای نسبتاً ظریف (مانند تصاویر پراکنده) ممکن است موجهای ناخوشایند یا الگوهای تداخلی روی صفحه LCD به نظر برسند.
امروزه تقریباً تمام ال سی دی های مورد استفاده در سیستم های نوت بوک یا دسکتاپ از ترانزیستورهای لایه نازک (TFT) برای فعال کردن سلول ها در لایه کریستال مایع استفاده می کنند. فناوری TFT LCD می تواند تصاویر واضح تر و روشن تری را نمایش دهد. LCDهای اولیه دارای سرعت کم، ناکارآمد و کنتراست پایین بودند. اگرچه آنها قادر به نمایش متن واضح بودند، اما اغلب هنگام نمایش سریع تصاویر، سایه ایجاد می کردند که بر نمایش ویدیو تأثیر می گذارد. بنابراین، فقط امروزه استفاده می شود. نمایش سیاه و سفید یک کامپیوتر دستی، پیجر یا تلفن همراه.
با پیشرفت سریع فناوری، فناوری LCD به طور مداوم در حال پیشرفت است. در سالهای اخیر، تولیدکنندگان بزرگ نمایشگرهای LCD هزینههای تحقیق و توسعه خود را برای LCDها افزایش دادهاند و تلاش میکنند تا از گلوگاه فنی LCDها عبور کنند، صنعتی شدن نمایشگرهای LCD را تسریع کنند و هزینههای تولید را کاهش دهند. امروزه مانیتورهای LCD اساساً رایج شده اند و قیمت آن برای مصرف کنندگان عادی قابل قبول است. حتی قیمت مانیتورهای LCD با تکنولوژی بالا با محتوای فناوری بالا مانند سامسونگ، ایسوس و ال جی "دست نیافتنی" نیست. توسعه سریع فناوری LCD در بسیاری از اشکالات پیشرفت زیادی داشته است. مانیتورهای LCD به تدریج جایگزین CRT به عنوان مهمترین وسیله نمایشگر در زندگی روزمره مردم شده اند.
نمایشگر LED نیز نوعی نمایشگر کریستال مایع است. فناوری کریستال مایع LED یک راه حل پیشرفته کریستال مایع است که جایگزین ماژول نور پس زمینه کریستال مایع سنتی با LED می شود. روشنایی بالا و عملکرد روشن و رنگ ثابت در طول عمر محصول. طیف رنگی گسترده تر (بیش از طیف رنگی NTSC و EBU) برای رنگ های زنده تر. بر خلاف حداقل روشنایی CCFL، دستیابی به کنترل برق LED آسان است. بنابراین، برای کاربر آسان است که روشنایی دستگاه نمایشگر را به دلپذیرترین حالت، چه در فضای باز روشن و چه در یک اتاق سیاه، تنظیم کند. در LCD های دارای لامپ فلورسنت کاتد سرد CCLF به عنوان نور پس زمینه یکی از عناصر اصلی که نمی توان از آن غافل شد جیوه است که به جیوه معروف است و بدون شک این عنصر برای انسان مضر است. بنابراین، بسیاری از تولیدکنندگان پنل های LCD انرژی زیادی را در تولید پنل های بدون جیوه سرمایه گذاری کرده اند. به عنوان مثال، فناوری نور پسزمینه LED بدون جیوه که توسط سازنده مشهور فناوری اطلاعات تایوان، ایسوس به کار گرفته شده است، گواهینامه ROHS را دریافت کرده است، که باعث میشود محصولات سری MS نسبت به نمایشگرهای سنتی CCFL از نظر انرژی کارآمدتر باشند. بیش از 40٪، فرآیند بدون جیوه نه تنها آن را غیر سمی و سالم تر می کند، بلکه نسبت به سایر محصولات سازگارتر با محیط زیست و انرژی کارآمدتر است.
از آنجایی که دستگاه ساطع نور حالت جامد پذیرفته شده است، نور پس زمینه LED فاقد اجزای ظریف است و سازگاری با محیط بسیار قوی است، بنابراین LED دارای محدوده دمایی گسترده، ولتاژ پایین و مقاومت در برابر ضربه است. علاوه بر این، منبع نور LED هیچ تشعشعی ندارد و می توان گفت که تابش الکترومغناطیسی کم و بدون جیوه منبع نور سبز است.
مزایای LED LCD را خلاصه کنید: تلویزیون ال ای دی ال سی دی دارای مزایای صرفه جویی در مصرف برق، حفاظت از محیط زیست و رنگ واقعی تر است. (4) کاربرد و فناوری جدید نمایشگر کریستال مایع (1) رانندگی با عنصر فعال نوع TFT
به منظور ایجاد ساختار تصویر بهتر، فناوری جدید از یک عنصر منحصر به فرد از نوع فعال TFT برای درایو استفاده می کند. همانطور که همه می دانیم، مهم ترین جزء یک صفحه نمایش کریستال مایع بسیار پیچیده، علاوه بر کریستال مایع، یک صفحه نور پس زمینه است که مستقیماً با روشنایی صفحه نمایش کریستال مایع مرتبط است و یک فیلتر رنگی که مسئول تولید رنگ است. پیکسلهای فعال برای کنترل نقطه به نقطه به هر پیکسل کریستال مایع اضافه میشوند، که باعث میشود صفحه نمایش در مقایسه با نمایشگر CRT کلی تفاوت داشته باشد. این حالت کنترلی در دقت نمایشگر نسبت به روش کنترل قبلی دقت بیشتری دارد. این بسیار بالاتر است، بنابراین کیفیت تصویر ضعیف است، خونریزی رنگ و لرزش در صفحه نمایش CRT بسیار قوی است، اما کیفیت تصویر هنگام مشاهده بر روی صفحه نمایش LCD با فناوری جدید بسیار دلپذیر است.
(2) استفاده از فرآیند تولید فیلتر رنگی برای ایجاد تصاویر رنگارنگ
قبل از اینکه بدنه فیلتر رنگ قالب گیری نشود، ابتدا مواد تشکیل دهنده بدنه اصلی رنگ می شود و سپس فیلم تولید می شود. این فرآیند نیاز به سطح بسیار بالایی از ساخت دارد. با این حال، در مقایسه با سایر صفحه نمایش های LCD معمولی، این نوع LCD ساخته شده از نظر وضوح، ویژگی های رنگ و طول عمر عملکرد بسیار خوبی دارد. این به LCD اجازه می دهد تا تصاویر رنگارنگ را در محیطی با وضوح بالا ایجاد کند.
(3) فناوری نمایش کریستال مایع با انعکاس کم
به خوبی شناخته شده است که نور خارجی تداخل بسیار زیادی با صفحه نمایش کریستال مایع دارد. هنگامی که نور خارجی نسبتا قوی است، برخی از صفحه نمایش های LCD با نمایش عادی صفحه شیشه ای روی سطح تداخل می کنند. بنابراین، عملکرد و قابلیت مشاهده آن در هنگام استفاده در فضای باز در برخی مکانهای عمومی پرنور بسیار کاهش مییابد. در حال حاضر بسیاری از نمایشگرهای LCD حتی اگر وضوح آنها بالا باشد وضوح بالایی دارند که برای کاربردهای عملی عملی نیست. برخی از داده های خالص به تنهایی در واقع یک روش مغرضانه برای راهنمایی کاربران است. فناوری "صفحه نمایش کریستال مایع با انعکاس کم" که در صفحه نمایش LCD جدید به کار گرفته شده است برای اعمال پوشش AR به بیرونی ترین لایه نمایشگر کریستال مایع است. با استفاده از این لایه رنگ، صفحه نمایش کریستال مایع از خود ساطع میکند.
(4) حالت نمایش کریستال مایع پیشرفته "کریستالیزاسیون مرز مواد پیوسته".
در برخی از محصولات LCD، تأخیر تصویر هنگام تماشای یک فیلم پویا اتفاق میافتد که ناشی از سرعت پاسخ پیکسل ناکافی کل صفحه نمایش کریستال مایع است. به منظور بهبود سرعت عکس العمل پیکسلی، LCD با فناوری جدید پیشرفته ترین حالت نمایش کریستال مایع Si TFT را اتخاذ می کند و سرعت واکنش پیکسلی 600 برابر سریعتر از صفحه نمایش LCD قدیمی دارد و اثر واقعاً متناقض است. فناوری پیشرفته "بلورسازی مرز مواد پیوسته" از یک روش ساخت ویژه برای حرکت الکترود ایریدیم شفاف آمورف اصلی با سرعت 600 برابر سرعت معمولی استفاده می کند و در نتیجه سرعت واکنش پیکسلی صفحه کریستال مایع را تا حد زیادی تسریع می کند. ، برای کاهش تاخیر در ظاهر شدن عکس.
امروزه تحقیقات بر روی فناوری پلی سیلیکون با دمای پایین و مواد کریستال مایع بازتابنده وارد مرحله کاربرد شده است و همچنین توسعه LCD را وارد عصر جدیدی خواهد کرد. در حالی که نمایشگرهای LCD به تکامل خود ادامه می دهند، سایر نمایشگرهای صفحه تخت نیز در حال پیشرفت هستند. فناوریهای نمایشگر پلاسما (PDP)، نمایشگر آرایهای الکترولومینسانس (FED) و نمایشگر پلیمری شب تاب (LEP) سینا را برای نمایشگرهای صفحه تخت در آینده راهاندازی خواهد کرد. جزر و مد در این میان، شایسته ترین مورد توجه و خوش بینی، نمایشگر میدان محور است که عملکرد بسیار بهتری نسبت به نمایشگر کریستال مایع دارد...
