V súčasnosti vyzeráme ako tekutý kryštál displeje (LCD) sa všade nevyvinuli okamžite. Vývoj od vývoja tekutých kryštálov k veľkému množstvu aplikácií LCD trval toľko času. V roku 1888 vynašiel prvé tekuté kryštály Friedrich Reinitzer (rakúsky botanik). Keď rozpustil materiál ako cholesterylbenzoát, potom spozoroval, že sa pôvodne zmenil na zakalenú tekutinu a pri zvýšení teploty sa vyčistil. Akonáhle je ochladený, potom tekutina zmodrela a nakoniec kryštalizovala. Prvý experimentálny displej z tekutých kryštálov bol vyvinutý spoločnosťou RCA Corporation v roku 1968. Potom výrobcovia LCD postupne navrhli dômyselné rozdiely a vývoj v oblasti technológií tak, že toto zobrazovacie zariadenie posunuli do neuveriteľného rozsahu. Takže konečne sa vývoj v oblasti LCD zvýšil.

Čo je to LCD (displej z tekutých kryštálov)?

Displej z tekutých kryštálov alebo LCD čerpá svoju definíciu zo svojho názvu. Je to kombinácia dvoch stavov hmoty, tuhej a kvapalnej. LCD používa na vytvorenie viditeľného obrazu tekuté kryštály. Displeje z tekutých kryštálov sú displeje s veľmi tenkou technológiou, ktoré sa zvyčajne používajú na obrazovkách prenosných počítačov, televízoroch, mobilných telefónoch a prenosných videohrách. Technológie LCD umožňujú, aby boli displeje oveľa tenšie v porovnaní s a katódová trubica (CRT) technológia.

Displej z tekutých kryštálov sa skladá z niekoľkých vrstiev, ktoré zahŕňajú dva polarizované panely filtre a elektródy. Technológia LCD sa používa na zobrazovanie obrazu v prenosnom počítači alebo v iných elektronických zariadeniach, napríklad v mini počítačoch. Svetlo sa premieta z šošovky na vrstvu tekutého kryštálu. Táto kombinácia farebného svetla s obrazom kryštálu v šedej farbe (vytvorená tak, že cez kryštál preteká elektrický prúd) vytvára farebný obraz. Tento obrázok sa potom zobrazí na obrazovke.

LCD

Displej LCD je buď tvorený mriežkou s aktívnym maticovým displejom, alebo pasívnou mriežkou. Väčšina inteligentných telefónov s technológiou LCD používa aktívne maticové zobrazenie, ale niektoré zo starších displejov stále využívajú vzory pasívnej mriežky. Väčšina elektronických zariadení závisí predovšetkým od technológie displeja z tekutých kryštálov. Kvapalina má jedinečnú výhodu v tom, že má nízku spotrebu energie ako kvapalina LED alebo katódová trubica.

Obrazovka z tekutých kryštálov funguje skôr na princípe blokovania svetla ako jeho emitovania. Displeje LCD vyžadujú podsvietenie, pretože ich nevyžarujú. Vždy používame zariadenia zložené z displejov LCD, ktoré nahrádzajú použitie katódovej trubice. Katódová trubica odoberá v porovnaní s LCD viac energie a je tiež ťažšia a väčšia.

Ako sa vyrábajú LCD?

Jednoduché fakty, ktoré by ste mali brať do úvahy pri výrobe LCD:

Základná štruktúra LCD by sa mala riadiť zmenou aplikovaného prúdu.
Musíme použiť polarizované svetlo.
Tekutý kryštál by mal byť schopný riadiť obidve prenosové operácie alebo byť schopný meniť aj polarizované svetlo.

Konštrukcia LCD

Ako už bolo spomenuté vyššie, pri výrobe tekutých kryštálov musíme brať dva filtre z polarizovaného skla. Sklo, ktoré nemá na povrchu polarizovaný film, sa musí trieť špeciálnym polymérom, ktorý vytvorí na povrchu polarizovaného skleneného filtra mikroskopické drážky. Drážky musia byť v rovnakom smere ako polarizovaný film.

Teraz musíme na jeden z polarizačných filtrov polarizovaného skla pridať povlak z pneumatického kryštálu kvapalnej fázy. Mikroskopický kanál spôsobí zosúladenie molekuly prvej vrstvy s orientáciou filtra. Keď sa objaví prvý uhol v pravom uhle, mali by sme pridať druhý kúsok skla s polarizovaným filmom. Prvý filter bude prirodzene polarizovaný, pretože naň dopadá svetlo v počiatočnej fáze.

Svetlo tak putuje každou vrstvou a pomocou molekuly sa vedie do ďalšej. Molekula má tendenciu meniť svoju vibračnú rovinu tak, aby zodpovedala jej uhlu. Keď svetlo dosiahne vzdialený koniec látky z tekutých kryštálov, vibruje v rovnakom uhle, v akom vibruje posledná vrstva molekuly. Svetlo môže do zariadenia vstupovať, iba ak sa druhá vrstva polarizovaného skla zhoduje s konečnou vrstvou molekuly.

Ako fungujú LCD?

Princíp LCD spočíva v tom, že keď je na molekulu tekutých kryštálov privádzaný elektrický prúd, má molekula tendenciu sa krútiť. To spôsobuje uhol svetla, ktorý prechádza molekulou polarizovaného skla, a tiež spôsobuje zmenu uhla horného polarizačného filtra. Vo výsledku nechá trochu svetla prejsť polarizované sklo cez určitú oblasť LCD.

Preto bude konkrétna oblasť v porovnaní s ostatnými tmavá. LCD pracuje na princípe blokovania svetla. Pri konštrukcii LCD je vzadu usporiadané odrazené zrkadlo. Rovina elektród je vyrobená z oxidu india-cínu, ktorý je držaný na vrchu a na spodok zariadenia je tiež pridané polarizované sklo s polarizačným filmom. Celá oblasť LCD musí byť obklopená spoločnou elektródou a nad ňou by mala byť hmota z tekutých kryštálov.

Ďalej prichádza na rad druhý kúsok skla s elektródou vo forme obdĺžnika na spodnej časti a na vrchu ďalší polarizačný film. Je potrebné vziať do úvahy, že obidve časti sú držané v pravých uhloch. Ak nie je prúd, svetlo prechádza cez prednú časť LCD, odráža sa zrkadlom a odráža sa späť. Keď je elektróda pripojená k batérii, prúd z nej spôsobí, že sa tekuté kryštály medzi elektródou bežnej roviny a elektródou v tvare obdĺžnika rozpletú. Svetlo je tak blokované v priechode. Táto konkrétna obdĺžniková oblasť sa javí ako prázdna.

Ako LCD využíva tekuté kryštály a polarizované svetlo?

Televízny LCD monitor využíva koncept slnečných okuliarov na ovládanie farebných pixelov. Na odvrátenej strane obrazovky LCD je obrovské jasné svetlo, ktoré svieti v smere pozorovateľa. Na prednej strane displeja obsahuje milióny pixelov, pričom každý pixel môže byť tvorený menšími oblasťami známymi ako subpixely. Sú zafarbené rôznymi farbami, ako je zelená, modrá a červená. Každý pixel na displeji obsahuje polarizačný sklenený filter na zadnej strane a predná strana má 90 stupňov, takže pixel vyzerá normálne tmavo.

Medzi dvoma filtrami, ktoré riadia elektronicky, je malý skrútený nematický tekutý kryštál. Akonáhle je vypnutý, potom otočí svetlo o 90 stupňov, čím účinne nechá svetlo dodávať cez dva polarizačné filtre tak, aby sa pixel javil ako jasný. Akonáhle je aktivovaný, neroztáča svetlo, pretože je blokovaný polarizátorom a pixel sa javí tmavý. Každý pixel je možné ovládať prostredníctvom samostatného tranzistora zapnutím a vypnutím niekoľkokrát za sekundu.

Ako si vybrať LCD?

Všeobecne každý spotrebiteľ nemá veľa informácií o rôznych druhoch LCD dostupných na trhu. Pred výberom LCD teda zhromaždia všetky údaje, ako sú vlastnosti, cena, spoločnosť, kvalita, špecifikácie, služby, recenzie zákazníkov atď. Pravdou je, že propagátori majú tendenciu využívať výhody z pravdy, ktorú väčšina zákazníkov robí extrémne minimálne. pred zakúpením ľubovoľného produktu preskúmajte.

Na LCD displeji môže byť pohybové rozmazanie efektom toho, ako dlho trvá prepnutie a zobrazenie obrázka na obrazovke. Obidve tieto udalosti sa však medzi jednotlivými LCD panelmi napriek primárnej technológii LCD veľmi menia. Výber displeja LCD založeného na základnej technológii musí byť viac zameraný na cenu v porovnaní s preferovaným rozdielom, pozorovacími uhlami a reprodukciou farieb ako na odhadované rozmazanie, inak na iné herné kvality. Najvyššia obnovovacia frekvencia, ako aj čas odozvy, musia byť naplánované vo všetkých špecifikáciách panelu. Ďalšia herná technológia, ako je stroboskop, rýchlo zapne / vypne podsvietenie, aby znížilo rozlíšenie.

Rôzne typy LCD

Rôzne typy LCD sú uvedené nižšie.

Skrútený displej Nematic

Výrobu LCD TN (Twisted Nematic) je možné vykonávať najčastejšie a používať rôzne druhy displejov v celom priemysle. Tieto displeje sú najčastejšie používanými hráčmi, pretože sú lacné a majú rýchlu odozvu v porovnaní s inými displejmi. Hlavnou nevýhodou týchto displejov je, že majú nízku kvalitu a čiastočné kontrastné pomery, pozorovacie uhly a reprodukciu farieb. Ale tieto zariadenia sú dostatočné na každodennú prevádzku.

Tieto displeje umožňujú rýchle odozvy aj rýchle obnovovacie frekvencie. Toto sú jediné herné displeje, ktoré sú k dispozícii s frekvenciou 240 Hz. Tieto displeje majú zlý kontrast a farbu kvôli nepresnému, inak precíznemu skrúteniu.

Prepínací displej v lietadle

IPS displeje sa považujú za najlepšie LCD, pretože poskytujú dobrú kvalitu obrazu, vyššie pozorovacie uhly, presnosť a rozdielnosť živých farieb. Tieto displeje používajú väčšinou grafickí dizajnéri a v niektorých ďalších aplikáciách potrebujú LCD displeje maximálne štandardy pre reprodukciu obrazu a farieb.

Panel vertikálneho zarovnania

Panely vertikálneho vyrovnania (VA) spadajú kdekoľvek do stredu medzi technológiou Twisted Nematic a technológiou spínacích panelov v lietadle. Tieto panely majú najlepšie pozorovacie uhly a farebnú reprodukciu s vyššími kvalitami v porovnaní s displejmi typu TN. Tieto panely majú nízku dobu odozvy. Ale sú oveľa rozumnejšie a vhodnejšie na každodenné použitie.

“ako fungujú piezoelektrické kryštály ”

Štruktúra tohto panelu generuje hlbšiu čiernu a rovnako lepšie farby v porovnaní so skrúteným nematickým displejom. Niekoľko usporiadaní kryštálov umožňuje lepšie pozorovacie uhly v porovnaní s displejmi typu TN. Tieto displeje majú kompromis, pretože sú v porovnaní s inými displejmi drahé. A tiež majú pomalé časy odozvy a nízke obnovovacie frekvencie.

Advanced Fringe Field Switching (AFFS)

Displeje AFFS LCD ponúkajú najlepší výkon a širokú škálu farebnej reprodukcie v porovnaní s displejmi IPS. Aplikácie AFFS sú veľmi pokročilé, pretože môžu znížiť skreslenie farieb bez kompromisov v širokom pozorovacom uhle. Zvyčajne sa tento displej používa vo vysoko modernom aj profesionálnom prostredí, ako napríklad v životaschopných kokpitoch lietadla.

Pasívne a aktívne maticové displeje

Pasívne maticové LCD displeje pracujú s jednoduchou mriežkou, takže je možné dodávať náboj do konkrétneho pixelu na LCD displeji. Mriežku je možné navrhnúť tichým procesom a začína dvoma substrátmi, ktoré sú známe ako sklenené vrstvy. Jedna sklenená vrstva poskytuje stĺpy, zatiaľ čo druhá dáva rady, ktoré sú navrhnuté pomocou číreho vodivého materiálu, ako je oxid india a cínu.

Na tomto displeji sú riadky, inak stĺpce, prepojené s integrovanými obvodmi, aby bolo možné riadiť vždy, keď sa poplatok prenáša v smere konkrétneho riadku alebo stĺpca. Materiál tekutého kryštálu je umiestnený medzi dve sklenené vrstvy, kde na vonkajšiu stranu substrátu možno pridať polarizačný film. IC prenáša náboj dolu po presnom stĺpci jedného substrátu a zem sa dá zapnúť na presný rad druhého, aby bolo možné aktivovať pixel.

Systém pasívnej matice má hlavné nevýhody, najmä doba odozvy je pomalá a nepresná regulácia napätia. Doba odozvy displeja sa týka hlavne schopnosti displeja obnovovať zobrazený obraz. V tomto type displeja je najjednoduchší spôsob kontroly pomalej doby odozvy rýchly posun kurzora myši z jednej strany displeja na druhú.

Aktívne maticové LCD displeje závisia hlavne od TFT (tenkovrstvové tranzistory). Tieto tranzistory sú malé spínacie tranzistory, ako aj kondenzátory, ktoré sú umiestnené v matici nad skleneným substrátom. Keď je aktivovaný správny riadok, potom môže byť náboj prenesený nadol po presnom stĺpci, aby bolo možné adresovať konkrétny pixel, pretože všetky ďalšie riadky, ktoré stĺpec pretína, sú vypnuté, jednoducho kondenzátor vedľa určeného pixelu dostane náboj .

Kondenzátor drží prívod až do následného obnovovacieho cyklu & ak opatrne zvládneme súčet napätia daného kryštálu, potom sa môžeme jednoducho rozkrútiť, aby sme umožnili priechod svetla. V súčasnosti väčšina panelov ponúka jas s 256 úrovňami pre každý pixel.

Ako fungujú farebné pixely na LCD?

Na zadnej strane televízora je pripojené jasné svetlo, zatiaľ čo na prednej strane je veľa farebných štvorcov, ktoré sa zapnú / vypnú. Tu budeme diskutovať o tom, ako sa zapína / vypína každý farebný pixel:

Ako sa vypínajú pixely LCD

Na LCD displeji prechádza svetlo zo zadnej strany na prednú stranu
Horizontálny polarizačný filter pred svetlom zablokuje všetky svetelné signály okrem tých, ktoré horizontálne vibrujú. Pixel displeja môže byť vypnutý tranzistorom tým, že umožní tok prúdu cez jeho tekuté kryštály, vďaka čomu sa kryštály utriedia a svetelné zdroje cez ne sa nezmenia.
Svetelné signály vychádzajú z tekutých kryštálov, aby vibrovali vodorovne.
Vertikálny polarizačný filter pred tekutými kryštálmi zablokuje všetky svetelné signály okrem tých, ktoré vertikálne vibrujú. Svetlo, ktoré vibruje horizontálne, bude cestovať cez tekuté kryštály, takže sa nemôžu dostať počas vertikálneho filtra.
V tejto polohe nemôže svetlo dosiahnuť obrazovku LCD, pretože pixel je stlmený.

Ako sa zapínajú pixely LCD

Jasné svetlo v zadnej časti displeja svieti ako predtým.
Horizontálny polarizačný filter pred svetlom bude blokovať všetky svetelné signály okrem tých, ktoré vibrujú horizontálne.
Tranzistor aktivuje pixel vypnutím toku elektriny v tekutých kryštáloch, aby sa kryštály mohli otáčať. Tieto kryštály pri prechode otáčajú svetelné signály o 90 °.
Svetelné signály, ktoré prúdia do horizontálne vibrujúcich kvapalných kryštálov, budú z nich vychádzať a budú vibrovať vertikálne.
Vertikálny polarizačný filter pred tekutými kryštálmi zablokuje všetky svetelné signály okrem tých, ktoré vertikálne vibrujú. Svetlo, ktoré vertikálne vibruje, bude vychádzať z tekutých kryštálov, ktoré teraz môže získavať cez vertikálny filter.
Akonáhle je pixel aktivovaný, potom pixelu dodáva farbu.

Rozdiel medzi plazmou a LCD

Oba displeje, ako je plazma, aj LCD sú si podobné, funguje to však úplne iným spôsobom. Každý pixel je mikroskopická žiarivka, ktorá žiari cez plazmu, zatiaľ čo plazma je extrémne horúci typ plynu, v ktorom sú atómy fúkané osobitne, aby vytvorili elektróny (negatívne nabité) a ióny (pozitívne nabité). Tieto atómy prúdia veľmi voľne a po dopade vytvárajú svetelnú žiaru. Návrh plazmovej obrazovky je možné vykonať oveľa väčšie v porovnaní s bežnými televízormi typu CRO (katódové trubice), sú však veľmi drahé.

Výhody

The výhody displeja z tekutých kryštálov zahrňte nasledujúce.

Displeje LCD spotrebujú menej energie ako CRT a LED
Displeje LCD pozostávajú z niekoľkých mikrowattov na zobrazenie v porovnaní s niekoľkými millwattmi pre LED
LCD sú lacné
Poskytuje vynikajúci kontrast
LCD sú tenšie a ľahšie v porovnaní s katódovými trubicami a LED

Nevýhody

The nevýhody displeja z tekutých kryštálov zahrňte nasledujúce.

Vyžadujú sa ďalšie zdroje svetla
Rozsah teplôt je pre prevádzku obmedzený
Nízka spoľahlivosť
Rýchlosť je veľmi nízka
Displeje LCD potrebujú striedavý pohon

Aplikácie

Aplikácie displeja z tekutých kryštálov zahŕňajú nasledujúce.

Technológia tekutých kryštálov má hlavné aplikácie aj v oblasti vedy a techniky elektronické zariadenia .

Teplomer z tekutých kryštálov
Optické zobrazovanie
Technológia displeja z tekutých kryštálov je tiež použiteľná na vizualizáciu vysokofrekvenčných vĺn vo vlnovode
Používa sa v lekárskych aplikáciách

Málo displejov založených na LCD

Málo displejov založených na LCD

Jedná sa teda o prehľad LCD a štruktúru tohto prístroja zo zadnej strany na prednú stranu je možné vykonať pomocou podsvietenia, fólie 1, tekutých kryštálov, fólie 2 s farebnými filtrami a obrazovkou. Štandardné displeje z tekutých kryštálov používajú podsvietenie ako CRFL (žiarivky so studenou katódou). Tieto svetlá sú konzistentne usporiadané na zadnej strane displeja, aby poskytovali spoľahlivé osvetlenie po celom paneli. Takže úroveň jasu všetkých pixelov na obrázku bude mať rovnaký jas.

Dúfam, že ste dobre vedeli displej z tekutých kryštálov . Tu nechám na vás úlohu. Ako je LCD prepojený s mikrokontrolérom? ďalej akékoľvek dotazy týkajúce sa tohto konceptu alebo elektrického a elektronického projektuOdpoveď nechajte v sekcii komentárov nižšie.

Fotoúvery