Što je LCD zaslon: konstrukcija i njegov rad

Što je LCD zaslon: konstrukcija i njegov rad

Trenutno izgledamo kao tekući kristal prikazuje (LCD-ovi) posvuda, međutim, nisu se razvili odmah. Trebalo je toliko vremena da se razvije od razvoja tekućeg kristala do velikog broja LCD aplikacija. Godine 1888. Friedrich Reinitzer (austrijski botaničar) izumio je prve tekuće kristale. Kada je otopio materijal poput holesteril benzoata, primijetio je da se on u početku pretvara u mutnu tekućinu i pročišćava kako joj temperatura raste. Jednom kad se ohladi, tekućina je postala plava prije posljednjeg kristaliziranja. Dakle, prvi eksperimentalni zaslon s tekućim kristalima razvila je RCA Corporation 1968. godine. Nakon toga, proizvođači LCD-a postupno su dizajnirali genijalne razlike i razvoj tehnologije, vodeći ovaj uređaj za prikaz u nevjerojatan raspon. Konačno, razvoj na LCD-u je povećan.



Što je LCD (zaslon s tekućim kristalima)?

Zaslon s tekućim kristalima ili LCD crpi definiciju iz samog imena. To je kombinacija dvaju stanja materije, krutog i tekućeg. LCD koristi tekući kristal za stvaranje vidljive slike. Zasloni s tekućim kristalima super su tanki zasloni s tehnologijom koji se obično koriste na zaslonima prijenosnih računala, televizorima, mobitelima i prijenosnim video igrama. LCD-ove tehnologije omogućuju da zasloni budu puno tanji u usporedbi s a katodna cijev (CRT) tehnologija.


Zaslon s tekućim kristalima sastoji se od nekoliko slojeva koji uključuju dvije polarizirane ploče filtri i elektrode. LCD tehnologija koristi se za prikaz slike u prijenosnom računalu ili nekim drugim elektroničkim uređajima poput mini računala. Svjetlost se projicira iz leće na sloj tekućeg kristala. Ova kombinacija obojene svjetlosti i sive slike kristala (nastala dok električna struja prolazi kroz kristal) stvara obojenu sliku. Ta se slika zatim prikazuje na zaslonu.





LCD

LCD

LCD se sastoji ili od mreže aktivne matrice zaslona ili pasivne rešetke zaslona. Većina pametnih telefona s LCD tehnologijom koristi zaslon s aktivnom matricom, ali neki od starijih zaslona još uvijek koriste pasivne dizajne mreže. Većina elektroničkih uređaja uglavnom ovisi o tehnologiji zaslona s tekućim kristalima za njihov prikaz. Tekućina ima jedinstvenu prednost što ima malu potrošnju energije od LED ili katodna cijev.



Zaslon s tekućim kristalima radi na principu blokiranja svjetlosti, a ne emitiranja svjetlosti. LCD-ovi trebaju pozadinsko osvjetljenje jer ih ne emitiraju. Uvijek koristimo uređaje koji se sastoje od LCD zaslona koji zamjenjuju upotrebu katodne cijevi. Katodna cijev crpi više energije u usporedbi s LCD-ima, a također je teža i veća.

Kako se grade LCD-ovi?

Jednostavne činjenice koje treba uzeti u obzir prilikom izrade LCD-a:


  1. Osnovnu strukturu LCD-a treba kontrolirati promjenom primijenjene struje.
  2. Moramo koristiti polariziranu svjetlost.
  3. Tekući kristal bi trebao moći kontrolirati obje radnje prijenosa ili može mijenjati polariziranu svjetlost.
LCD konstrukcija

LCD konstrukcija

Kao što je gore spomenuto, za izradu tekućeg kristala moramo uzeti dva polarizirana staklena dijela. Staklo koje na svojoj površini nema polariziranog filma mora se utrljati posebnim polimerom koji će stvoriti mikroskopske utore na površini filtra za polarizirano staklo. Utori moraju biti u istom smjeru kao i polarizirani film.

Sada moramo dodati oblogu pneumatskog kristala tekuće faze na jedan od polarizacijskih filtera polariziranog stakla. Mikroskopski kanal dovodi do poravnanja molekule prvog sloja s orijentacijom filtra. Kada se na prvom sloju pojavi pravi kut, trebali bismo dodati drugi komad stakla s polariziranim filmom. Prvi će filtar biti prirodno polariziran dok ga svjetlost udara u početnoj fazi.

Tako svjetlost putuje kroz svaki sloj i vodi se do sljedećeg uz pomoć molekule. Molekula nastoji promijeniti svoju ravninu vibracija svjetlosti kako bi odgovarala njezinu kutu. Kad svjetlost dosegne daleki kraj supstance tekućeg kristala, ona titra pod istim kutom kao i posljednji sloj molekule. Svjetlost smije ulaziti u uređaj samo ako se drugi sloj polariziranog stakla podudara sa završnim slojem molekule.

Kako LCD-ovi rade?

Princip koji stoji iza LCD-a je da se molekula tekućeg kristala, kada se primijeni električna struja, teži odviti. To uzrokuje kut svjetlosti koji prolazi kroz molekulu polariziranog stakla i također uzrokuje promjenu kuta gornjeg polarizacijskog filtra. Kao rezultat, malo svjetla smije proći polarizirano staklo kroz određeno područje LCD-a.

Tako će to određeno područje postati mračno u usporedbi s drugima. LCD radi na principu blokiranja svjetlosti. Tijekom izrade LCD-a, straga je postavljeno reflektirano zrcalo. Ravnina elektrode izrađena je od indij-kositr-oksida koji se drži na vrhu, a polarizirano staklo s polarizacijskim filmom također je dodano na dno uređaja. Kompletno područje LCD-a mora biti zatvoreno zajedničkom elektrodom, a iznad njega treba biti materija s tekućim kristalima.

Sljedeći dolazi drugi komad stakla s elektrodom u obliku pravokutnika na dnu i, na vrhu, još jedan polarizacijski film. Mora se uzeti u obzir da se oba komada drže pod pravim kutom. Kad nema struje, svjetlost prolazi kroz prednji dio LCD-a, odrazit će se u zrcalu i odbiti. Kako je elektroda spojena na bateriju, struja iz nje prouzročit će odvijanje tekućih kristala između elektrode zajedničke ravni i elektrode u obliku pravokutnika. Tako je svjetlosti zabranjen prolazak. Čini se da je to pravokutno područje prazno.

Kako LCD koristi tekuće kristale i polariziranu svjetlost?

LCD TV monitor koristi koncept sunčanih naočala za upravljanje svojim obojenim pikselima. Na drugoj strani LCD zaslona nalazi se ogromno jako svjetlo koje svijetli u smjeru promatrača. Na prednjoj strani zaslona uključuje milijune piksela, pri čemu se svaki piksel može sastojati od manjih područja poznatih kao podpikseli. Oni su obojeni različitim bojama poput zelene, plave i crvene. Svaki piksel na zaslonu uključuje polarizacijski stakleni filter na stražnjoj strani, a prednja strana na 90 stupnjeva, tako da piksel normalno izgleda tamno.

Mali uvijeni nematski tekući kristal nalazi se među dva filtra koja upravljaju elektronički. Jednom kad je ISKLJUČENO, svjetlost prolazi kroz 90 stupnjeva, učinkovito puštajući svjetlost da se opskrbljuje kroz dva polarizirajuća filtra tako da piksel djeluje sjajno. Jednom kad se aktivira, ne uključuje svjetlo jer je blokirano kroz polarizator i čini se da je piksel mračan. Svakim se pikselom može upravljati kroz zasebni tranzistor uključivanjem i isključivanjem nekoliko puta svake sekunde.

Kako odabrati LCD?

Općenito, svaki potrošač nema puno informacija o različitim vrstama LCD-a dostupnih na tržištu. Dakle, prije nego što odaberu LCD, oni prikupljaju sve podatke poput značajki, cijene, tvrtke, kvalitete, specifikacija, usluge, recenzija kupaca itd. Istina je da promotori imaju koristi od istine da se većina kupaca ponaša krajnje minimalno istražite prije kupnje bilo kojeg proizvoda.

Na LCD zaslonu zamućivanje pokreta može utjecati na trajanje promjene slike i prikazivanja slike na zaslonu. Međutim, oba ova incidenta jako se mijenjaju među pojedinim LCD zaslonima usprkos primarnoj LCD tehnologiji. Odabir LCD zaslona na osnovnoj tehnologiji mora biti više u odnosu na cijenu u odnosu na željenu razliku, kutove gledanja i reprodukciju boja nego procijenjeno zamućenje, inače ostale igračke kvalitete. Najveća brzina osvježavanja, kao i vrijeme odziva, moraju se planirati u bilo kojoj specifikaciji ploče. Još jedna tehnologija za igre poput stroba brzo će uključiti / isključiti pozadinsko osvjetljenje kako bi smanjila razlučivost.

Različite vrste LCD-a

U nastavku se razmatraju različite vrste LCD-a.

Uvijeni nematski zaslon

Proizvodnja TN (Twisted Nematic) LCD zaslona može se obavljati najčešće i koristiti različite vrste zaslona u cijeloj industriji. Ovi zasloni igrači najčešće koriste jer su jeftini i imaju brzo vrijeme odziva u usporedbi s drugim zaslonima. Glavni nedostatak ovih zaslona je što imaju nisku kvalitetu, kao i omjere djelomičnog kontrasta, kutove gledanja i reprodukciju boja. Ali, ovi su uređaji dovoljni za svakodnevne operacije.

Ovi zasloni omogućuju brzo vrijeme odziva, kao i brzu brzinu osvježavanja. Dakle, ovo su jedini gaming zasloni koji su dostupni s 240 herca (Hz). Ovi zasloni imaju loš kontrast i boju zbog netočnog inače preciznog uređaja za uvijanje.

Zaslon za prebacivanje u ravnini

IPS zasloni smatraju se najboljim LCD-ima jer pružaju dobru kvalitetu slike, veće kutove gledanja, živopisnu preciznost boja i razliku. Ove zaslone uglavnom koriste grafički dizajneri, a u nekim drugim aplikacijama LCD-ovi trebaju maksimalne potencijalne standarde za reprodukciju slike i boja.

Ploča za okomito poravnanje

Ploče okomitog poravnanja (VA) padaju bilo gdje u sredini, među tehnologijom Twisted Nematic i u ravnini preklopnih ploča. Ovi paneli imaju najbolje kutove gledanja, kao i reprodukciju boja s kvalitetnijim značajkama u odnosu na zaslone tipa TN. Ovi paneli imaju malo vremena odziva. Ali, ove su puno razumnije i prikladnije za svakodnevnu upotrebu.

Struktura ove ploče stvara dublje crne boje kao i bolje boje u usporedbi s uvijenim nematičnim zaslonom. I nekoliko poravnanja kristala mogu omogućiti bolje kutove gledanja u odnosu na zaslone tipa TN. Ovi zasloni dolaze s kompromisom jer su skupi u usporedbi s drugim zaslonima. Također imaju sporo vrijeme odziva i niske brzine osvježavanja.

Napredno prebacivanje polja s rubom (AFFS)

AFFS LCD-ovi nude najbolje performanse i širok raspon reprodukcije boja u usporedbi s IPS zaslonima. Primjene AFFS-a vrlo su napredne jer mogu smanjiti izobličenje boje bez ugrožavanja širokog kuta gledanja. Obično se ovaj zaslon koristi u visoko naprednom, ali i profesionalnom okruženju, kao u održivim avionskim kokpitima.

Pasivni i aktivni matrični prikazi

LCD-ovi pasivne matrice rade s jednostavnom rešetkom, tako da se punjenje može dovoditi do određenog piksela na LCD-u. Mreža se može dizajnirati tihim postupkom i započinje kroz dvije podloge koje su poznate kao stakleni slojevi. Jedan stakleni sloj daje stupce, dok drugi daje redove koji su oblikovani pomoću prozirnog provodljivog materijala poput indij-kositr-oksida.

Na ovom su zaslonu retci stupaca inače povezani s IC-ima radi kontrole kad god se punjenje prenosi u smjeru određenog retka ili stupca. Materijal tekućeg kristala smješten je između dva staklena sloja, gdje se na vanjsku stranu podloge može dodati polarizacijski film. IC prenosi naboj prema točnom stupcu pojedine podloge, a tlo se može uključiti u točan red drugog, tako da se može aktivirati piksel.

Pasivno-matrični sustav ima velike nedostatke, posebno vrijeme odziva je spora i netočna kontrola napona. Vrijeme odziva zaslona uglavnom se odnosi na sposobnost zaslona da osvježi prikazanu sliku. U ovoj vrsti zaslona, ​​najjednostavniji način provjere sporog vremena odziva je brzo pomicanje pokazivača miša s jednog lica zaslona na drugo.

LCD s aktivnom matricom uglavnom ovisi o TFT (tankoslojni tranzistori). Ovi tranzistori su mali komutacijski tranzistori, kao i kondenzatori koji su smješteni unutar matrice preko staklene podloge. Kada se aktivira odgovarajući redak, naboj se može prenijeti točno prema stupcu tako da se može adresirati određeni piksel, jer su svi dodatni retci koje stupac presijeca ISKLJUČENI, jednostavno kondenzator pored naznačenog piksela dobije naboj .

Kondenzator zadržava napajanje do slijedećeg ciklusa osvježavanja i ako oprezno upravljamo zbrojem napona koji je dan kristalu, tada se možemo odviti, samo da propustimo malo svjetlosti. Trenutno većina ploča nudi svjetlinu s 256 razina za svaki piksel.

Kako obojeni pikseli rade na LCD zaslonima?

Na stražnjoj strani televizora povezano je jako svjetlo, dok se na prednjoj strani nalazi mnoštvo kvadrata u boji koji će se UKLJUČITI / ISKLJUČITI. Ovdje ćemo razgovarati o načinu uključivanja / isključivanja svakog obojenog piksela:

Kako su se pikseli LCD-a ISKLJUČILI

  • Na LCD-u svjetlost putuje sa stražnje strane na prednju stranu
  • Vodoravni polarizacijski filter ispred svjetlosti blokirat će sve svjetlosne signale, osim onih koji vodoravno vibriraju. Piksel zaslona tranzistor može isključiti dopuštajući protok struje kroz tekuće kristale zbog čega se kristali sortiraju i opskrba svjetlošću kroz njih neće se mijenjati.
  • Svjetlosni signali izlaze iz tekućih kristala da bi horizontalno titrali.
  • Polarizacijski filter vertikalnog tipa ispred tekućih kristala blokirat će sve svjetlosne signale, osim onih koji vertikalno titraju. Svjetlost koja vibrira vodoravno putovat će kroz tekuće kristale tako da ne mogu doći tijekom vertikalnog filtra.
  • U ovom položaju svjetlost ne može doći do LCD zaslona jer je piksel prigušen.

Kako su se uključili pikseli LCD-a

  • Jaka svjetlost na stražnjoj strani zaslona svijetli kao i prije.
  • Horizontalni polarizacijski filter ispred svjetlosti blokirat će sve svjetlosne signale, osim onih koji horizontalno titraju.
  • Tranzistor aktivira piksel isključivanjem protoka električne energije u tekućim kristalima, tako da se kristali mogu okretati. Ovi kristali okreću svjetlosne signale za 90 ° dok se kreću.
  • Svjetlosni signali koji se ulijevaju u vodoravno vibrirajuće tekuće kristale izlazit će iz njih da bi titrali okomito.
  • Vertikalni polarizacijski filter ispred tekućih kristala blokirat će sve svjetlosne signale, osim onih koji vertikalno vibriraju. Svjetlost koja vertikalno vibrira izlazit će iz tekućih kristala koji sada mogu stjecati kroz vertikalni filtar.
  • Jednom kada se piksel aktivira, piksel daje boju.

Razlika između plazme i LCD-a

Zasloni poput plazme i LCD-a slični su, međutim, potpuno djeluje na drugačiji način. Svaki je piksel mikroskopska fluorescentna žarulja koja svijetli kroz plazmu, dok je plazma izuzetno vruća vrsta plina u kojoj se atomi pušu odvojeno kako bi stvorili elektrone (negativno nabijene) i ione (pozitivno nabijene). Ti atomi vrlo slobodno teku i stvaraju sjaj svjetlosti kad se padnu. Dizajn plazmatskog zaslona može se izvesti mnogo veći u usporedbi s običnim CRO (katodnim cijevima) televizorima, ali oni su vrlo skupi.

Prednosti

The prednosti zaslona s tekućim kristalima uključuju sljedeće.

  • LCD-ovi troše manje energije u odnosu na CRT i LED
  • LCD-ovi se sastoje od nekih mikrovata za prikaz u usporedbi s nekim mlinskim vatovima za LED-e
  • LCD su jeftini
  • Pruža izvrstan kontrast
  • LCD-ovi su tanji i lakši u usporedbi s katodnom cijevi i LED-om

Mane

The nedostaci zaslona s tekućim kristalima uključuju sljedeće.

  • Zahtijevajte dodatne izvore svjetlosti
  • Raspon temperature ograničen je za rad
  • Niska pouzdanost
  • Brzina je vrlo mala
  • LCD-u je potreban izmjenični pogon

Prijave

Primjene zaslona s tekućim kristalima uključuju sljedeće.

Tehnologija tekućih kristala ima velike primjene i na polju znanosti i inženjerstva elektronički uređaji .

  • Termometar s tekućim kristalima
  • Optička slika
  • Tehnologija prikaza s tekućim kristalima također je primjenjiva u vizualizaciji radiofrekvencijskih valova u valovodu
  • Koristi se u medicinskim primjenama

Nekoliko LCD zaslona

Nekoliko LCD zaslona

Dakle, ovdje se radi o pregledu LCD-a, a njegova se struktura sa stražnje strane na prednju stranu može izvesti pomoću pozadinskih osvjetljenja, lima1, tekućih kristala, lima2 s filtrima u boji i zaslonom. Standardni zasloni s tekućim kristalima koriste pozadinsko osvjetljenje poput CRFL-a (fluorescentne svjetiljke s hladnom katodom). Ta su svjetla dosljedno raspoređena na stražnjoj strani zaslona kako bi pružila pouzdanu rasvjetu preko panela. Tako će razina svjetline svih piksela na slici imati jednaku svjetlinu.

Nadam se da ste dobro znali o tome zaslon s tekućim kristalima . Ovdje ostavljam zadatak za vas. Kako je LCD povezan s mikrokontrolerom? nadalje, bilo kakva pitanja o ovom konceptu ili električnom i elektroničkom projektuOstavite svoj odgovor u odjeljku za komentare u nastavku.

Foto bodovi