V současné době vypadáme jako tekutý krystal displeje (LCD) se však nevyvíjely okamžitě. Od vývoje tekutých krystalů k velkému počtu aplikací LCD trvalo tolik času. V roce 1888 vynalezl první tekuté krystaly Friedrich Reinitzer (rakouský botanik). Když rozpustil materiál jako cholesterylbenzoát, pak si všiml, že se zpočátku proměnil v kalnou tekutinu a vyčistil se, když jeho teplota vzrostla. Jakmile se ochladí, tekutina zmodrala a nakonec vykrystalizovala. První experimentální displej z tekutých krystalů byl vyvinut společností RCA Corporation v roce 1968. Poté výrobci LCD postupně navrhli důmyslné rozdíly a vývoj v technologii tím, že toto zobrazovací zařízení posunuli do neuvěřitelného rozsahu. Takže konečně byl vývoj LCD zvýšen.

Co je to LCD (displej z tekutých krystalů)?

Displej z tekutých krystalů nebo LCD čerpá svoji definici ze svého názvu. Je to kombinace dvou stavů hmoty, pevné a kapalné. LCD používá k vytvoření viditelného obrazu tekutý krystal. Displeje z tekutých krystalů jsou displeje s velmi tenkou technologií, které se obvykle používají na obrazovkách přenosných počítačů, televizorech, mobilních telefonech a přenosných videohrách. Technologie LCD umožňují, aby displeje byly mnohem tenčí ve srovnání s katodová trubice (CRT) technologie.

Displej z tekutých krystalů se skládá z několika vrstev, které zahrnují dva polarizované panely filtry a elektrody. Technologie LCD se používá k zobrazení obrazu v notebooku nebo v jiných elektronických zařízeních, jako jsou minipočítače. Světlo se promítá z čočky na vrstvu tekutých krystalů. Tato kombinace barevného světla s obrazem krystalu ve stupních šedi (vytvořená jako elektrický proud protékající krystalem) tvoří barevný obraz. Tento obrázek se poté zobrazí na obrazovce.

LCD

Displej LCD je tvořen aktivní maticí displeje nebo pasivní mřížkou displeje. Většina smartphonů s technologií LCD používá aktivní maticový displej, ale některé starší displeje stále využívají vzory mřížky pasivního displeje. Většina elektronických zařízení závisí především na technologii displeje z tekutých krystalů. Kapalina má jedinečnou výhodu nízké spotřeby energie než kapalina VEDENÝ nebo katodovou trubicí.

Displej z tekutých krystalů funguje spíše na principu blokování světla než jeho vyzařování. Displeje LCD vyžadují podsvícení, protože je nevyzařují. Vždy používáme zařízení, která se skládají z LCD displejů, které nahrazují použití katodové trubice. Katodová trubice odebírá více energie ve srovnání s LCD a je také těžší a větší.

Jak jsou konstruovány LCD?

Jednoduchá fakta, která byste měli vzít v úvahu při výrobě LCD:

Základní struktura LCD by měla být řízena změnou aplikovaného proudu.
Musíme použít polarizované světlo.
Tekutý krystal by měl být schopen ovládat obě operace přenosu nebo být schopen měnit polarizované světlo.

Konstrukce LCD

Jak již bylo zmíněno výše, při výrobě tekutých krystalů musíme vzít dva filtry z polarizovaného skla. Sklo, které nemá na povrchu polarizovaný film, je třeba otřít speciálním polymerem, který vytvoří mikroskopické drážky na povrchu filtru z polarizovaného skla. Drážky musí být ve stejném směru jako polarizovaný film.

Nyní musíme na jeden z polarizačních filtrů polarizovaného skla přidat povlak z pneumatického krystalu kapalné fáze. Mikroskopický kanál způsobí, že se první vrstva molekuly vyrovná s orientací filtru. Když se na první vrstvě objeví pravý úhel, měli bychom přidat druhý kousek skla s polarizovaným filmem. První filtr bude přirozeně polarizovaný, jak na něj dopadne světlo v počáteční fázi.

Světlo tak prochází každou vrstvou a pomocí molekuly je vedeno do další. Molekula má sklon měnit svoji vibrační rovinu světla tak, aby odpovídala jejímu úhlu. Když světlo dosáhne na vzdálený konec látky z tekutých krystalů, vibruje ve stejném úhlu, jaký vibruje finální vrstva molekuly. Světlo může do zařízení vstupovat, pouze pokud se druhá vrstva polarizovaného skla shoduje s konečnou vrstvou molekuly.

Jak fungují LCD?

Princip LCD displeje spočívá v tom, že když je na molekulu tekutých krystalů aplikován elektrický proud, má molekula tendenci se odvíjet. To způsobí úhel světla, který prochází molekulou polarizovaného skla, a také způsobí změnu úhlu horního polarizačního filtru. Výsledkem je, že trochu světla může projít polarizovaným sklem přes určitou oblast LCD.

Tato konkrétní oblast tedy ve srovnání s ostatními ztmavne. LCD pracuje na principu blokování světla. Při konstrukci LCD je vzadu uspořádáno odražené zrcadlo. Rovina elektrod je vyrobena z oxidu india a cínu, který je udržován nahoře a na spodní část zařízení je také přidáno polarizované sklo s polarizačním filmem. Celá oblast LCD musí být uzavřena společnou elektrodou a nad ní by měla být hmota z tekutých krystalů.

Dále přichází druhý kus skla s elektrodou ve tvaru obdélníku na spodní straně a nahoře další polarizační fólie. Je třeba vzít v úvahu, že oba kusy jsou drženy v pravých úhlech. Pokud není přítomen žádný proud, světlo prochází přední částí LCD, bude odráženo zrcadlem a odrazeno zpět. Když je elektroda připojena k baterii, proud z ní způsobí, že se kapalné krystaly mezi elektrodou běžné roviny a elektrodou ve tvaru obdélníku rozpletou. Světlo je tak blokováno v průchodu. Tato konkrétní obdélníková oblast se jeví prázdná.

Jak LCD využívá tekuté krystaly a polarizované světlo?

Monitor LCD TV využívá koncept slunečních brýlí k ovládání barevných pixelů. Na druhé straně obrazovky LCD je obrovské jasné světlo, které svítí ve směru pozorovatele. Na přední straně displeje obsahuje miliony pixelů, přičemž každý pixel může být tvořen menšími oblastmi známými jako subpixely. Ty jsou obarveny různými barvami, jako je zelená, modrá a červená. Každý pixel na displeji obsahuje polarizační skleněný filtr na zadní straně a přední strana má úhel 90 stupňů, takže pixel vypadá normálně tmavě.

Mezi dvěma filtry, které řídí elektronicky, je malý zkroucený nematický tekutý krystal. Jakmile je VYPNUTO, otočí světlo o 90 stupňů, což účinně umožní dodávat světlo skrz dva polarizační filtry, takže se pixel bude zdát jasný. Jakmile je aktivován, nerozpíná světlo, protože je blokováno polarizátorem a pixel vypadá tmavý. Každý pixel lze ovládat prostřednictvím samostatného tranzistoru zapnutím a vypnutím několikrát každou sekundu.

Jak si vybrat LCD?

Obecně každý spotřebitel nemá mnoho informací o různých druzích LCD dostupných na trhu. Před výběrem LCD tedy shromažďují všechna data, jako jsou funkce, cena, společnost, kvalita, specifikace, služby, recenze zákazníků atd. Pravdou je, že propagátoři mají tendenci těžit z pravdy, kterou většina zákazníků provádí extrémně minimálně průzkum před zakoupením jakéhokoli produktu.

Na LCD může být pohybové rozostření efektem toho, jak dlouho trvá přepnutí a zobrazení obrazu na obrazovce. Obě tyto události se však mezi jednotlivými LCD panely velmi mění, navzdory primární technologii LCD. Výběr LCD na základě základní technologie musí být více zaměřen na cenu vs. preferovaný rozdíl, pozorovací úhly a reprodukci barev než odhadované rozmazání, jinak jiné herní kvality. Nejvyšší obnovovací frekvence i doba odezvy musí být naplánovány ve všech specifikacích panelu. Jiná herní technologie, jako je stroboskop, rychle zapne / vypne podsvícení, aby snížilo rozlišení.

Různé typy LCD

Níže jsou popsány různé typy LCD.

Twisted Nematic Display

Produkci LCD TN (Twisted Nematic) lze provádět nejčastěji a používají různé druhy displejů po celém průmyslovém odvětví. Tyto displeje jsou nejčastěji používány hráči, protože jsou levné a mají rychlou dobu odezvy ve srovnání s jinými displeji. Hlavní nevýhodou těchto displejů je, že mají nízkou kvalitu i částečné kontrastní poměry, pozorovací úhly a reprodukci barev. Ale tato zařízení jsou dostatečná pro každodenní provoz.

Tyto displeje umožňují rychlé časy odezvy i rychlé obnovovací frekvence. Jedná se tedy o jediné herní displeje, které jsou k dispozici s 240 Hz (Hz). Tyto displeje mají špatný kontrast a barvu kvůli nepřesnému, jinak přesnému otočnému zařízení.

Přepínání displeje v letadle

IPS displeje jsou považovány za nejlepší LCD, protože poskytují dobrou kvalitu obrazu, vyšší pozorovací úhly, živou barevnou přesnost a rozdíl. Tyto displeje většinou používají grafičtí designéři a v některých dalších aplikacích vyžadují LCD maximální potenciální standardy pro reprodukci obrazu a barev.

Panel vertikálního zarovnání

Panely vertikálního zarovnání (VA) klesají kdekoli ve středu mezi technologií Twisted Nematic a technologií přepínání panelů v rovině. Tyto panely mají nejlepší pozorovací úhly i barevnou reprodukci s vyššími kvalitami ve srovnání s displeji typu TN. Tyto panely mají nízkou dobu odezvy. Jsou však mnohem rozumnější a vhodnější pro každodenní použití.

“infračervené světlo pro noční vidění ”

Struktura tohoto panelu generuje hlubší černé a lepší barvy ve srovnání se zkrouceným nematickým displejem. A několik zarovnání krystalů může umožnit lepší pozorovací úhly ve srovnání s displeji typu TN. Tyto displeje přicházejí s kompromisem, protože jsou ve srovnání s jinými displeji drahé. A také mají pomalou dobu odezvy a nízkou obnovovací frekvenci.

Advanced Fringe Field Switching (AFFS)

Displeje AFFS LCD nabízejí nejlepší výkon a širokou škálu barevné reprodukce ve srovnání s displeji IPS. Aplikace AFFS jsou velmi pokročilé, protože mohou snížit zkreslení barev bez kompromisů v širokém pozorovacím úhlu. Obvykle se tento displej používá ve vysoce pokročilém i profesionálním prostředí, jako v životaschopných kokpitech letadel.

Pasivní a aktivní maticové displeje

Displeje LCD s pasivní maticí fungují s jednoduchou mřížkou, takže je možné dodávat náboj do konkrétního pixelu na displeji LCD. Mřížku lze navrhnout tichým procesem a začíná dvěma substráty, které jsou známé jako skleněné vrstvy. Jedna skleněná vrstva dává sloupce, zatímco druhá dává řady, které jsou navrženy za použití čirého vodivého materiálu, jako je oxid indium-cín.

Na tomto displeji jsou řádky, jinak sloupce propojeny s integrovanými obvody, aby bylo možné řídit, kdykoli je poplatek přenášen ve směru konkrétního řádku nebo sloupce. Materiál tekutého krystalu je umístěn mezi dvě skleněné vrstvy, kde na vnější straně substrátu může být přidán polarizační film. IC přenáší náboj dolů přesný sloupec jednoho substrátu a zem může být zapnuta do přesné řady druhého, takže lze aktivovat pixel.

Systém pasivní matice má hlavní nevýhody, zejména doba odezvy je pomalá a nepřesná regulace napětí. Doba odezvy displeje se týká hlavně schopnosti displeje obnovit zobrazený obraz. V tomto typu zobrazení je nejjednodušší způsob kontroly pomalé doby odezvy rychlý posun kurzoru myši z jedné strany displeje na druhou.

LCD s aktivní matricí závisí hlavně na TFT (tenkovrstvé tranzistory). Tyto tranzistory jsou malé spínací tranzistory i kondenzátory, které jsou umístěny v matici nad skleněným substrátem. Když je aktivován správný řádek, pak může být náboj přenesen dolů přesným sloupcem, takže lze adresovat konkrétní pixel, protože všechny další řádky, které se protínají ve sloupci, jsou vypnuty, jednoduše kondenzátor vedle určeného pixelu dostane náboj .

Kondenzátor udržuje napájení až do následujícího obnovovacího cyklu & pokud budeme opatrně spravovat součet napětí daného krystalu, pak se můžeme jednoduše rozmotat, abychom propustili světlo. V současné době většina panelů nabízí jas s 256 úrovněmi pro každý pixel.

Jak fungují barevné pixely na LCD?

Na zadní straně televizoru je připojeno jasné světlo, zatímco na přední straně je mnoho barevných čtverců, které se zapnou / vypnou. Zde budeme diskutovat o tom, jak se každý barevný pixel zapíná / vypíná:

Jak se vypínají pixely LCD

Na LCD se světlo šíří ze zadní strany na přední stranu
Horizontální polarizační filtr před světlem zablokuje všechny světelné signály kromě těch, které vodorovně vibrují. Pixel displeje lze pomocí tranzistoru vypnout tím, že umožní tok proudu skrz jeho tekuté krystaly, díky čemuž se krystaly roztřídí a světelné zdroje skrze ně se nezmění.
Světelné signály vycházejí z kapalných krystalů a vibrují vodorovně.
Vertikální polarizační filtr před tekutými krystaly zablokuje všechny světelné signály kromě těchto vertikálně vibrujících. Světlo, které vibruje vodorovně, bude cestovat skrz tekuté krystaly, aby se nemohly dostat během vertikálního filtru.
V této poloze nemůže světlo dosáhnout na obrazovku LCD, protože pixel je slabý.

Jak se zapínají pixely LCD

Jasné světlo na zadní straně displeje svítí jako předtím.
Horizontální polarizační filtr před světlem zablokuje všechny světelné signály kromě těch, které vibrují vodorovně.
Tranzistor aktivuje pixel vypnutím toku elektřiny v kapalných krystalech, aby se krystaly mohly otáčet. Tyto krystaly při pohybu otáčejí světelné signály o 90 °.
Světelné signály, které proudí do vodorovně vibrujících kapalných krystalů, budou z nich vycházet, aby vibrovaly svisle.
Vertikální polarizační filtr před tekutými krystaly zablokuje všechny světelné signály kromě těch, které vertikálně vibrují. Světlo, které vertikálně vibruje, bude vycházet z tekutých krystalů, které nyní může získávat skrz vertikální filtr.
Jakmile je pixel aktivován, dává pixelu barvu.

Rozdíl mezi plazmou a LCD

Oba displeje, jako je plazma, a LCD jsou podobné, funguje však úplně jiným způsobem. Každý pixel je mikroskopická zářivka, která září plazmou, zatímco plazma je extrémně horký typ plynu, kde jsou atomy vyfukovány samostatně a vytvářejí elektrony (záporně nabité) a ionty (kladně nabité). Tyto atomy tečou velmi volně a vytvářejí záři světla, jakmile spadnou. Návrh plazmové obrazovky lze provést mnohem větší ve srovnání s běžnými televizory CRO (katodové trubice), ale jsou velmi drahé.

Výhody

The výhody displeje z tekutých krystalů zahrnout následující.

Displeje LCD spotřebovávají méně energie než CRT a LED
Displeje LCD se skládají z několika mikropattů pro zobrazení ve srovnání s některými mlýnskými watty pro LED
LCD displeje jsou levné
Poskytuje vynikající kontrast
LCD displeje jsou ve srovnání s katodovou trubicí a LED tenčí a lehčí

Nevýhody

The nevýhody displeje z tekutých krystalů zahrnout následující.

Vyžadovat další zdroje světla
Rozsah teploty je pro provoz omezen
Nízká spolehlivost
Rychlost je velmi nízká
Displeje LCD vyžadují střídavý pohon

Aplikace

Aplikace displeje z tekutých krystalů zahrnují následující.

Technologie tekutých krystalů má hlavní aplikace také v oblasti vědy a techniky elektronická zařízení .

Teploměr z tekutých krystalů
Optické zobrazování
Technologie displeje z tekutých krystalů je také použitelná při vizualizaci vysokofrekvenčních vln ve vlnovodu
Používá se v lékařských aplikacích

Několik displejů založených na LCD

Několik displejů založených na LCD

Jedná se tedy o přehled LCD a jeho strukturu ze zadní strany na přední stranu lze provést pomocí podsvícení, listu 1, tekutých krystalů, listu 2 s barevnými filtry a obrazovkou. Standardní displeje z tekutých krystalů používají podsvícení jako CRFL (zářivky se studenou katodou). Tato světla jsou konzistentně uspořádána na zadní straně displeje, aby poskytovala spolehlivé osvětlení napříč panelem. Takže úroveň jasu všech pixelů na obrázku bude mít stejný jas.

Doufám, že máte dobrou znalost displej z tekutých krystalů . Zde nechávám úkol pro vás. Jak je LCD propojen s mikrokontrolérem? dále jakékoli dotazy týkající se tohoto konceptu nebo elektrického a elektronického projektuNechte svou odpověď v sekci komentáře níže.

Fotografické kredity