Hvad er en LCD-skærm: Konstruktion og dens arbejde

Hvad er en LCD-skærm: Konstruktion og dens arbejde

På nuværende tidspunkt ser vi flydende krystal ud vises (LCD) overalt, men de udviklede sig ikke med det samme. Det tog så lang tid at udvikle sig fra udvikling af flydende krystal til et stort antal LCD-applikationer. I året 1888 blev de første flydende krystaller opfundet af Friedrich Reinitzer (østrigsk botaniker). Da han opløste et materiale som et cholesterylbenzoat, observerede han, at det oprindeligt bliver til en uklar væske og ryddet op, da temperaturen steg. Når den er afkølet, blev væsken blå, inden den sidst krystalliserede. Så den første eksperimentelle skærm med flydende krystaller blev udviklet af RCA Corporation i år 1968. Derefter har producenterne af LCD gradvist designet geniale forskelle og udviklinger på teknologien ved at tage denne displayenhed i et utroligt interval. Så endelig er udviklingen i LCD'et blevet øget.



Hvad er et LCD-display (Liquid Crystal Display)?

Et flydende krystalskærm eller LCD trækker sin definition fra selve navnet. Det er en kombination af to stoftilstande, det faste stof og væsken. LCD bruger en flydende krystal til at producere et synligt billede. Flydende krystalskærme er supertynde teknologiskærme, der generelt bruges i bærbare computerskærme, tv'er, mobiltelefoner og bærbare videospil. LCD's teknologier gør det muligt for skærme at være meget tyndere sammenlignet med a katodestrålerør (CRT) teknologi.


Flydende krystaldisplay består af flere lag, der inkluderer to polariserede paneler filtre og elektroder. LCD-teknologi bruges til at vise billedet i en notesbog eller andre elektroniske enheder som mini-computere. Lys projiceres fra en linse på et lag af flydende krystal. Denne kombination af farvet lys med krystalens gråtonebillede (dannet som elektrisk strøm strømmer gennem krystallen) danner det farvede billede. Dette billede vises derefter på skærmen.





En LCD

En LCD

En LCD består enten af ​​et aktivt matrix-displaygitter eller et passivt displaygitter. De fleste af smartphones med LCD-teknologi bruger aktiv matrixvisning, men nogle af de ældre skærme bruger stadig de passive skærmgitterdesign. De fleste af de elektroniske enheder afhænger hovedsageligt af LCD-displayteknologi til visning. Væsken har en unik fordel ved at have lavt strømforbrug end LED eller katodestrålerør.



Skærmen med flydende krystaller fungerer på princippet om at blokere lys snarere end at udsende lys. LCD-skærme kræver baggrundsbelysning, da de ikke udsender dem. Vi bruger altid enheder, der består af LCD-skærme, der erstatter brugen af ​​katodestrålerør. Katodestrålerør trækker mere strøm i forhold til LCD-skærme og er også tungere og større.

Hvordan LCD-skærme er konstrueret?

Enkle fakta, der skal overvejes, når man laver en LCD:


  1. LCD-skærmens grundlæggende struktur skal styres ved at ændre den anvendte strøm.
  2. Vi skal bruge polariseret lys.
  3. Den flydende krystal skal være i stand til at styre begge operationer til transmission eller kan også være i stand til at ændre det polariserede lys.
LCD-konstruktion

LCD-konstruktion

Som nævnt ovenfor skal vi tage to polariserede glasstykker filter til fremstilling af den flydende krystal. Glasset, der ikke har en polariseret film på overfladen af ​​det, skal gnides med en speciel polymer, der skaber mikroskopiske riller på overfladen af ​​det polariserede glasfilter. Rillerne skal være i samme retning som den polariserede film.

Nu skal vi tilføje en belægning af pneumatisk flydende fasekrystal på et af polariseringsfiltrene i det polariserede glas. Den mikroskopiske kanal får det første lagmolekyle til at tilpasse sig filterorienteringen. Når den rette vinkel vises ved det første lag, skal vi tilføje et andet stykke glas med den polariserede film. Det første filter vil være naturligt polariseret, når lyset rammer det i startfasen.

Således bevæger lyset sig gennem hvert lag og ledes til det næste ved hjælp af et molekyle. Molekylet har tendens til at ændre sit vibrationsplan for lyset for at matche dets vinkel. Når lyset når den fjerne ende af det flydende krystalstof, vibrerer det i samme vinkel som det sidste lag af molekylet vibrerer. Lyset må kun trænge ind i enheden, hvis det andet lag af det polariserede glas matcher det sidste lag af molekylet.

Hvordan fungerer LCD-skærme?

Princippet bag LCD'erne er, at når en elektrisk strøm påføres flydende krystalmolekylet, har molekylet en tendens til at dreje rundt. Dette forårsager lysvinklen, der passerer gennem molekylet i det polariserede glas, og forårsager også en ændring i vinklen på det øverste polariserende filter. Som et resultat får lidt lys lov til at passere det polariserede glas gennem et bestemt område på LCD-skærmen.

Dette bestemte område bliver således mørkt sammenlignet med andre. LCD fungerer på princippet om at blokere lys. Under konstruktionen af ​​LCD'erne er der arrangeret et reflekteret spejl bagpå. Et elektrodeplan er lavet af indium-tinoxid, der holdes ovenpå, og et polariseret glas med en polariserende film tilsættes også i bunden af ​​enheden. LCD-skærmens komplette område skal omsluttes af en fælles elektrode, og over det skal det flydende krystalstof være.

Dernæst kommer det andet stykke glas med en elektrode i form af rektanglet i bunden og ovenpå en anden polariserende film. Det skal overvejes, at begge stykker holdes i de rigtige vinkler. Når der ikke er strøm, passerer lyset gennem LCD-fronten, det reflekteres af spejlet og sprang tilbage. Da elektroden er tilsluttet et batteri, vil strømmen fra den medføre, at væskekrystallerne mellem fællesplanelektroden og elektroden formet som et rektangel vrides. Således er lyset blokeret fra at passere igennem. Det bestemte rektangulære område ser ud som tomt.

Hvordan LCD bruger flydende krystaller og polariseret lys?

En LCD TV-skærm bruger solbrillekonceptet til at betjene de farvede pixels. På bagsiden af ​​LCD-skærmen er der et enormt stærkt lys, der skinner ud i retning af observatøren. På forsiden af ​​skærmen inkluderer den millioner af pixels, hvor hver pixel kan bestå af mindre regioner kendt som sub-pixels. Disse er farvet med forskellige farver som grøn, blå og rød. Hver pixel i displayet inkluderer et polariserende glasfilter på bagsiden, og forsiden inkluderer 90 grader, så pixlen ser normalt mørk ud.

En lille snoet nematisk flydende krystal er der blandt de to filtre, der styrer elektronisk. Når det er slukket, tænder det lyset for at passere 90 grader, hvilket effektivt giver lyset mulighed for at levere gennem de to polariserende filtre, så pixel virker lys. Når det er aktiveret, tænder det ikke lyset, fordi det er blokeret gennem polarisatoren, og pixlen virker mørk. Hver pixel kan styres gennem en separat transistor ved at tænde og slukke flere gange hvert sekund.

Hvordan vælger jeg et LCD-display?

Generelt har hver forbruger ikke meget information om de forskellige typer LCD-skærme, der er tilgængelige på markedet. Så inden de vælger en LCD, samler de alle data som funktioner, pris, firma, kvalitet, specifikationer, service, kundeanmeldelser osv. Sandheden er, at initiativtagere har tendens til at få fordel af den sandhed, at de fleste af kunderne udfører ekstremt minimale undersøgelse inden du køber et produkt.

I en LCD kan bevægelsessløring være en effekt af, hvor lang tid et billede tager at skifte og vise på skærmen. Begge disse hændelser ændrer sig imidlertid meget blandt et enkelt LCD-panel på trods af primær LCD-teknologi. Valg af LCD-skærm baseret på underliggende teknologi skal være mere med hensyn til pris i forhold til foretrukken forskel, synsvinkler og gengivelse af farve end estimeret sløring ellers andre spilkvaliteter. Den højeste opdateringshastighed samt responstid skal planlægges i alle specifikationer på panelet. En anden spilteknologi som strobe tænder / slukker baggrundsbelysningen hurtigt for at mindske opløsning.

Forskellige typer LCD

De forskellige typer LCD-skærme diskuteres nedenfor.

Twisted Nematic Display

TN (Twisted Nematic) LCD-produktion kan udføres hyppigst og bruges forskellige slags skærme over hele branchen. Disse skærme bruges oftest af spillere, da de er billige og har hurtig responstid sammenlignet med andre skærme. Den største ulempe ved disse skærme er, at de har lav kvalitet samt delvise kontrastforhold, synsvinkler og farvegengivelse. Men disse enheder er tilstrækkelige til daglig drift.

Disse skærme giver hurtige svartider såvel som hurtige opdateringshastigheder. Så dette er de eneste spilskærme, der er tilgængelige med 240 hertz (Hz). Disse skærme har dårlig kontrast og farve på grund af den ikke nøjagtige ellers præcise twist-enhed.

Skærmvisning i flyet

IPS-skærme betragtes som de bedste LCD-skærme, fordi de giver god billedkvalitet, højere synsvinkler, levende farvepræcision og forskel. Disse skærme bruges mest af grafiske designere, og i nogle andre applikationer har LCD-skærme brug for de maksimale mulige standarder for gengivelse af billede og farve.

Lodret justeringspanel

De lodrette justeringspaneler (VA) falder overalt i midten blandt Twisted Nematic og in-plane switchpanel-teknologi. Disse paneler har de bedste synsvinkler såvel som farvegengivelse med højere kvalitetsfunktioner sammenlignet med TN-type skærme. Disse paneler har en lav responstid. Men disse er meget mere rimelige og passende til daglig brug.

Strukturen på dette panel genererer dybere sorte såvel som bedre farver sammenlignet med det snoede nematiske display. Og flere krystaljusteringer kan give mulighed for bedre synsvinkler sammenlignet med TN-type skærme. Disse skærme ankommer med en afvejning, fordi de er dyre sammenlignet med andre skærme. Og de har også langsomme responstider og lave opdateringshastigheder.

Advanced Fringe Field Switching (AFFS)

AFFS LCD-skærme tilbyder den bedste ydeevne og en bred vifte af farvegengivelse sammenlignet med IPS-skærme. AFFS anvendelser er meget avancerede, fordi de kan reducere forvrængning af farve uden at gå på kompromis med den brede synsvinkel. Normalt bruges dette display i meget avancerede såvel som professionelle omgivelser som i de levedygtige cockpit til fly.

Passive og aktive matrixskærme

LCD-skærme af passiv matrix-type fungerer med et simpelt gitter, så der kan tilføres opladning til en bestemt pixel på LCD'et. Gitteret kan designes med en stille proces, og det starter gennem to underlag, der er kendt som glaslag. Det ene glaslag giver søjler, mens det andet giver rækker, der er designet ved hjælp af et klart ledende materiale som indium-tinoxid.

I dette display er rækkerne ellers knyttet til IC'er for at kontrollere, hver gang afgiften transmitteres i retning af en bestemt række eller kolonne. Materialet i den flydende krystal placeres mellem de to glaslag, hvor der på den ydre side af substratet kan tilsættes en polariserende film. IC'en sender en ladning ned ad den nøjagtige søjle i et enkelt substrat, og jorden kan tændes til den nøjagtige række i den anden, så en pixel kan aktiveres.

Det passive matrix-system har store ulemper, især responstiden er langsom og unøjagtig spændingskontrol. Displayets responstid refererer hovedsageligt til skærmens evne til at opdatere det viste billede. I denne type skærm er den enkleste måde at kontrollere den langsomme responstid på at flytte musemarkøren hurtigt fra den ene side til skærmen til den anden.

LCD-skærme af aktiv matrix afhænger hovedsageligt af TFT (tyndfilmstransistorer). Disse transistorer er små skiftetransistorer såvel som kondensatorer, der er placeret i en matrix over et glassubstrat. Når den rigtige række er aktiveret, kan en ladning transmitteres ned i den nøjagtige kolonne, så en bestemt pixel kan adresseres, fordi alle de ekstra rækker, som kolonnen krydser, er slukket, simpelthen kondensatoren ved siden af ​​den angivne pixel får en ladning .

Kondensatoren holder forsyningen indtil den efterfølgende opdateringscyklus, og hvis vi forsigtigt administrerer summen af ​​spænding, der gives til en krystal, kan vi dreje blot for at tillade noget lys. På nuværende tidspunkt tilbyder de fleste af panelerne lysstyrke med 256 niveauer for hver pixel.

Hvordan farvede pixels fungerer i LCD-skærme?

På bagsiden af ​​fjernsynet er der tilsluttet et stærkt lys, mens der på forsiden er mange farvede firkanter, der vil blive tændt / slukket. Her skal vi diskutere, hvordan hver farvet pixel tændes / slukkes:

Sådan slukkedes LCD-pixels for

  • I LCD'et bevæger lyset sig fra bagsiden til forsiden
  • Et vandret polariserende filter foran lyset blokerer alle lyssignaler bortset fra dem, der vandrer vibreret. Skærmens pixel kan slukkes af en transistor ved at tillade strømmen af ​​strøm gennem dets flydende krystaller, hvilket får krystallerne til at sortere ud, og lysforsyningen gennem dem ændres ikke.
  • Lyssignaler kommer ud fra de flydende krystaller for at vibrere vandret.
  • Et lodret type polariserende filter foran de flydende krystaller blokerer alle lyssignaler bortset fra disse signaler, der er lodret vibrerende. Lyset, der vibrerer vandret, vil bevæge sig gennem de flydende krystaller, så de ikke kan komme under det lodrette filter.
  • På denne position kan lys ikke nå LCD-skærmen, fordi pixlen er svag.

Sådan tændtes LCD-pixels

  • Det skarpe lys bag på skærmen skinner som før.
  • Det vandrette polariserende filter foran lyset blokerer alle lyssignaler bortset fra dem, der vibrerer vandret.
  • En transistor aktiverer pixlen ved at slukke for strømmen af ​​elektricitet i de flydende krystaller, så krystaller kan rotere. Disse krystaller drejer lyssignaler 90 °, når de bevæger sig igennem.
  • Lyssignaler, der strømmer ind i de vandret vibrerende flydende krystaller, kommer ud fra dem for at vibrere lodret.
  • Det lodrette polariserende filter foran de flydende krystaller blokerer alle lyssignaler bortset fra dem, der er lodret vibrerende. Lyset, der vibrerer lodret, kommer ud fra de flydende krystaller kan nu erhverve sig gennem det lodrette filter.
  • Når pixlen er aktiveret, giver den pixel farve.

Forskel mellem plasma og LCD

Begge skærme som plasma og en LCD er ens, men det fungerer på en anden måde helt. Hver pixel er en mikroskopisk fluorescerende lampe, der lyser gennem plasmaet, hvorimod plasma er en ekstremt varm type gas, hvor atomerne blæses separat for at fremstille elektroner (negativt ladede) og ioner (positivt ladede). Disse atomer flyder meget frit og genererer en lysglød, når de går ned. Designet af plasmaskærmen kan gøres meget større sammenlignet med almindelige CRO-tv (katodestrålerør), men de er meget dyre.

Fordele

Det fordelene ved display med flydende krystaller inkluderer følgende.

  • LCD'er bruger mindre mængde strøm sammenlignet med CRT og LED
  • LCD'er består af nogle mikroovne til visning sammenlignet med nogle mill watt til LED'er
  • LCD-skærme har lave omkostninger
  • Giver fremragende kontrast
  • LCD'er er tyndere og lettere sammenlignet med katodestrålerør og LED

Ulemper

Det ulemper ved flydende krystaldisplay inkluderer følgende.

  • Kræv yderligere lyskilder
  • Temperaturområdet er begrænset til drift
  • Lav pålidelighed
  • Hastigheden er meget lav
  • LCD'er har brug for et vekselstrømsdrev

Ansøgninger

Anvendelserne af flydende krystaldisplay inkluderer følgende.

Flydende krystalteknologi har også store anvendelser inden for videnskab og teknik elektroniske anordninger .

  • Flydende krystaltermometer
  • Optisk billeddannelse
  • Flydende krystal displayteknologi er også anvendelig til visualisering af radiofrekvensbølgerne i bølgelederen
  • Anvendes i medicinske applikationer

Få LCD-baserede skærme

Få LCD-baserede skærme

Således handler alt om en oversigt over LCD, og ​​strukturen af ​​denne fra bagsiden til forsiden kan gøres ved hjælp af baggrundsbelysning, ark1, flydende krystaller, ark2 med farvefiltre og skærm. Standardskærme med flydende krystaller bruger baggrundsbelysning som CRFL (fluorescerende lamper med kold katode). Disse lys er konsekvent arrangeret på bagsiden af ​​skærmen for at levere pålidelig belysning over panelet. Så lysstyrkeniveauet for alle pixels i billedet har samme lysstyrke.

Jeg håber, du har et godt kendskab til flydende krystal display . Her efterlader jeg en opgave for dig. Hvordan er et LCD interface til en mikrocontroller? yderligere spørgsmål til dette koncept eller elektriske og elektroniske projektEfterlad dit svar i kommentarfeltet nedenfor.

Fotokreditter