Ano ang isang LCD Display: Konstruksiyon at Paggana nito

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Sa kasalukuyan, tumingin kami ng likidong kristal ipinapakita (LCDs) saanman man, hindi sila nakabuo kaagad. Ito ay tumagal ng maraming oras upang bumuo mula sa pag-unlad ng likidong kristal sa isang malaking bilang ng mga LCD application. Noong taong 1888, ang unang mga kristal na Liquid ay naimbento ni Friedrich Reinitzer (botanist ng Austrian). Nang matunaw niya ang isang materyal tulad ng isang cholesteryl benzoate, pagkatapos ay naobserbahan niya na sa una ito ay nagiging isang maulap na likido at nalinis habang tumataas ang temperatura nito. Sa sandaling ito ay cooled, pagkatapos ang likido ay naging asul bago ang huli ay crystallizing. Kaya, ang unang pang-eksperimentong likidong kristal na display ay binuo ng RCA Corporation noong taong1968. Pagkatapos nito, ang mga tagagawa ng LCD ay unti-unting nagdisenyo ng mga mapanlikha na pagkakaiba at pagpapaunlad sa teknolohiya sa pamamagitan ng pagkuha ng aparatong ito sa isang hindi kapani-paniwalang saklaw. Kaya't sa wakas, ang mga pagpapaunlad sa LCD ay nadagdagan.

Ano ang isang LCD (Liquid Crystal Display)?

Ang isang likidong kristal na display o LCD ay kumukuha ng kahulugan nito mula sa mismong pangalan nito. Ito ay isang kumbinasyon ng dalawang estado ng bagay, ang solid at ang likido. Gumagamit ang LCD ng isang likidong kristal upang makagawa ng isang nakikitang imahe. Ang mga likidong kristal na display ay sobrang manipis na mga display ng teknolohiya na karaniwang ginagamit sa mga laptop computer screen, TV, cell phone, at portable video game. Pinapayagan ng mga teknolohiya ng LCD ang mga display na maging mas payat kung ihahambing sa a tubo ng cathode ray Teknolohiya (CRT).




Ang likidong kristal na display ay binubuo ng maraming mga layer na may kasamang dalawang polarized panel mga filter at mga electrode. Ang teknolohiyang LCD ay ginagamit para sa pagpapakita ng imahe sa isang notebook o ilang iba pang mga elektronikong aparato tulad ng mga mini computer. Ang ilaw ay inaasahang mula sa isang lens sa isang layer ng likidong kristal. Ang kombinasyon ng kulay na ilaw na ito na may kulay-abo na imahe ng kristal (nabuo bilang kasalukuyang kuryente na dumadaloy sa pamamagitan ng kristal) ay bumubuo ng may kulay na imahe. Pagkatapos ay ipinapakita ang imaheng ito sa screen.

Isang LCD

Isang LCD



Ang isang LCD ay maaaring binubuo ng isang aktibong matrix display grid o isang passive display grid. Karamihan sa mga teknolohiya ng Smartphone na may LCD ay gumagamit ng aktibong display ng matrix, ngunit ang ilan sa mga mas matandang pagpapakita ay gumagamit pa rin ng mga disenyo ng passive display grid. Karamihan sa mga elektronikong aparato pangunahin ay nakasalalay sa likidong teknolohiya ng kristal na pagpapakita para sa kanilang display. Ang likido ay may natatanging bentahe ng pagkakaroon ng mababang paggamit ng kuryente kaysa sa LED o tubo ng cathode ray.

Gumagana ang likidong kristal na display screen sa prinsipyo ng pag-block ng ilaw kaysa sa paglabas ng ilaw. Ang mga LCD ay nangangailangan ng isang backlight dahil hindi nila inilalabas ang ilaw ng mga ito. Palagi kaming gumagamit ng mga aparato na binubuo ng mga pagpapakita ng LCD na pumapalit sa paggamit ng cathode ray tube. Ang Cathode ray tube ay kumukuha ng higit na lakas kumpara sa mga LCD at mas mabibigat din at mas malaki din.

Paano Ginagawa ang mga LCD?

Mga simpleng katotohanan na dapat isaalang-alang habang gumagawa ng isang LCD:


  1. Ang pangunahing istraktura ng LCD ay dapat na kontrolin ng pagbabago ng inilapat na kasalukuyang.
  2. Dapat kaming gumamit ng polarized light.
  3. Ang likidong kristal ay dapat na makontrol ang pareho ng mga operasyon upang maipadala o maaari ring baguhin ang polarised na ilaw.
LCD Konstruksiyon

LCD Konstruksiyon

Tulad ng nabanggit sa itaas na kailangan naming kumuha ng dalawang polarized na mga piraso ng salamin na piraso sa paggawa ng likidong kristal. Ang baso na walang polarized film sa ibabaw nito ay dapat na hadhad ng isang espesyal na polimer na lilikha ng microscopic groove sa ibabaw ng polarized glass filter. Ang mga uka ay dapat na nasa parehong direksyon tulad ng naka-polarised na pelikula.

Ngayon ay kailangan naming magdagdag ng isang patong ng niyumatik na likido phase kristal sa isa sa mga polarizing filter ng polarized na baso. Ang microscopic channel ay sanhi ng unang layer na molekula na nakahanay sa orientation ng filter. Kapag ang tamang anggulo ay lilitaw sa unang piraso ng layer, dapat kaming magdagdag ng isang pangalawang piraso ng baso sa polarised film. Ang unang filter ay natural na nai-polarised habang inaakma ito ng ilaw sa panimulang yugto.

Sa gayon ang ilaw ay naglalakbay sa bawat layer at ginagabayan sa susunod sa tulong ng isang Molekyul. Ang molekula ay may kaugaliang baguhin ang eroplano ng panginginig ng ilaw upang tumugma sa anggulo nito. Kapag naabot ng ilaw ang dulong dulo ng likidong kristal na sangkap, nag-i-vibrate ito sa parehong anggulo ng sa pangwakas na layer ng molekula na nanginginig. Pinapayagan ang ilaw na pumasok sa aparato lamang kung ang pangalawang layer ng polarized na baso ay tumutugma sa huling layer ng Molekyul.

Paano gumagana ang LCDs?

Ang prinsipyo sa likod ng mga LCD ay kapag ang isang de-koryenteng kasalukuyang inilalapat sa likidong likidong kristal, ang molekula ay madalas na mag-untwist. Ito ay sanhi ng anggulo ng ilaw na dumaan sa Molekyul ng polarized na baso at nagdudulot din ng pagbabago sa anggulo ng tuktok na polarizing filter. Bilang isang resulta, isang maliit na ilaw ang pinapayagan na ipasa ang polarized na baso sa isang partikular na lugar ng LCD.

Sa gayon ang partikular na lugar ay magiging madilim kumpara sa iba. Gumagana ang LCD sa prinsipyo ng pag-block ng ilaw. Habang itinatayo ang mga LCD, ang isang nakalalamang salamin ay nakaayos sa likuran. Ang isang eroplanong electrode ay gawa sa indium-tin-oxide na itinatago sa itaas at ang isang polarized na baso na may isang polarizing film ay idinagdag din sa ilalim ng aparato. Ang kumpletong rehiyon ng LCD ay dapat na nakapaloob sa pamamagitan ng isang karaniwang elektrod at sa itaas nito ay dapat na likidong kristal na bagay.

Susunod na darating ang pangalawang piraso ng baso na may isang elektrod sa anyo ng rektanggulo sa ibaba at, sa itaas, isa pang pelikulang nakaka-polarisa. Dapat isaalang-alang na ang parehong mga piraso ay itinatago sa tamang mga anggulo. Kapag walang kasalukuyang, ang ilaw ay dumaan sa harap ng LCD na ito ay makikita sa pamamagitan ng salamin at bounce pabalik. Habang ang electrode ay konektado sa isang baterya ang kasalukuyang mula dito ay magiging sanhi ng mga likidong kristal sa pagitan ng karaniwang-eroplano na elektrod at ang elektrod na hugis tulad ng isang rektanggulo upang matanggal. Sa gayon ang ilaw ay naharang mula sa pagdaan. Ang partikular na parihabang lugar na iyon ay lilitaw na blangko.

Paano ginagamit ng LCD ang Mga Liquid Crystal at Polarized Light?

Gumagamit ang isang LCD TV monitor ng konsepto ng salaming pang-araw upang mapatakbo ang mga may kulay na mga pixel. Sa flip side ng LCD screen, mayroong isang malaking maliwanag na ilaw na sumisikat sa direksyon ng nagmamasid. Sa harap na bahagi ng display, nagsasama ito ng milyun-milyong mga pixel, kung saan ang bawat pixel ay maaaring mabubuo ng mas maliit na mga rehiyon na kilala bilang mga sub-pixel. Ang mga ito ay may kulay na may iba't ibang kulay tulad ng berde, asul, at pula. Ang bawat pixel sa display ay may kasamang isang polarizing glass filter sa likuran at ang harap na bahagi ay may kasamang 90 degree, kaya't normal ang hitsura ng madilim na pixel.

Ang isang maliit na baluktot na nematic na likidong kristal ay naroroon kasama ng dalawang mga filter na kumokontrol sa elektronikong paraan. Kapag ito ay naka-OFF, pagkatapos ay i-on nito ang ilaw upang dumaan sa 90 degree, mahusay na pinapayagan ang ilaw na ibigay sa buong dalawang mga polarizing filter upang ang pixel ay tila maliwanag. Kapag naaktibo ito pagkatapos ay hindi ito magpapasindi ng ilaw dahil naharang ito sa pamamagitan ng polarizer at ang pixel ay tila madilim. Ang bawat pixel ay maaaring makontrol sa pamamagitan ng isang hiwalay na transistor sa pamamagitan ng pag-ON at OFF ng maraming beses bawat segundo.

Paano Pumili ng isang LCD?

Pangkalahatan, ang bawat mamimili ay walang maraming impormasyon tungkol sa iba't ibang mga uri ng LCD na magagamit sa merkado. Kaya bago pumili ng isang LCD, kinokolekta nila ang lahat ng data tulad ng mga tampok, presyo, kumpanya, kalidad, pagtutukoy, serbisyo, pagsusuri sa customer, atbp. Ang totoo ay may posibilidad na makuha ng mga tagapagtaguyod ang benepisyo mula sa katotohanan na ang karamihan sa mga customer ay nagsasagawa ng sobrang minimum magsaliksik bago bumili ng anumang produkto.

Sa isang LCD, ang paggalaw ng paggalaw ay maaaring maging isang epekto ng kung gaano katagal ang isang larawan upang lumipat at ipakita sa screen. Gayunpaman, pareho sa mga pangyayaring ito ay nagbabago nang malaki sa isang indibidwal na LCD panel sa kabila ng pangunahing LCD tech. Ang pagpili ng isang LCD batay sa napapailalim na teknolohiya ay dapat na higit na patungkol sa presyo kumpara sa ginustong pagkakaiba, pagtingin sa mga anggulo at pagpaparami ng kulay kaysa sa tinatayang lumabo kung hindi man iba pang mga kalidad sa paglalaro. Ang pinakamataas na rate ng pag-refresh, pati na rin ang oras ng pagtugon, ay dapat planuhin sa anumang mga pagtutukoy ng panel. Ang isa pang tech sa paglalaro tulad ng strobo ay i-ON / OFF ang backlight nang mabilis upang bawasan ang resolusyon.

Iba't ibang Mga Uri ng LCD

Ang iba't ibang mga uri ng LCD ay tinalakay sa ibaba.

Baluktot na Nematic Display

Ang paggawa ng TN (Twisted Nematic) LCDs ay maaaring gawin nang madalas at ginamit ng iba't ibang mga uri ng pagpapakita sa buong industriya. Ang mga ipinapakitang ito na pinaka-madalas na ginagamit ng mga manlalaro dahil sila ay mura at mayroong mabilis na oras ng pagtugon kumpara sa iba pang mga ipinapakita. Ang pangunahing kawalan ng mga ipinapakitang ito ay ang mga ito ay may mababang kalidad pati na rin ang bahagyang mga ratio ng kaibahan, pagtingin sa mga anggulo at pagpaparami ng kulay. Ngunit, ang mga aparatong ito ay sapat para sa pang-araw-araw na pagpapatakbo.

Pinapayagan ng mga ipinakitang ito ang mabilis na oras ng pagtugon pati na rin ang mga mabilis na rate ng pag-refresh. Kaya, ito lamang ang mga ipinapakitang paglalaro na magagamit sa 240 hertz (Hz). Ang mga ipinakitang ito ay may mahinang kaibahan at kulay dahil sa hindi tumpak kung hindi man tumpak na aparato ng pag-ikot.

Display sa Paglipat ng In-Plane

Ang mga ipinapakita na IPS ay itinuturing na pinakamahusay na LCD sapagkat nagbibigay sila ng mahusay na kalidad ng imahe, mas mataas na mga anggulo sa pagtingin, buhay na buhay na katumpakan at pagkakaiba. Ang mga ipinakitang ito ay kadalasang ginagamit ng mga graphic designer at sa ilang iba pang mga application, kailangan ng mga LCD ng maximum na potensyal na pamantayan para sa paggawa ng imahen at kulay.

Vertical Alignment Panel

Ang mga patlang na pagkakahanay (VA) na mga panel ay bumaba kahit saan sa gitna sa gitna ng teknolohiyang panel ng Twisted Nematic at in-plane switching. Ang mga panel na ito ay may pinakamahusay na mga anggulo sa pagtingin pati na rin ang pagpaparami ng kulay na may mas mataas na kalidad na mga tampok kumpara sa mga ipinapakita na uri ng TN. Ang mga panel na ito ay may mababang oras ng pagtugon. Ngunit, ang mga ito ay mas makatwiran at naaangkop para sa pang-araw-araw na paggamit.

Ang istraktura ng panel na ito ay bumubuo ng mas malalim na mga itim pati na rin ang mas mahusay na mga kulay kumpara sa twisted nematic display. At maraming mga pagkakahanay ng kristal ang maaaring pahintulutan para sa mas mahusay na mga anggulo ng pagtingin kumpara sa mga pagpapakita ng uri ng TN. Dumating ang mga display na may tradeoff dahil ang mga ito ay mahal kumpara sa iba pang mga display. At mayroon din silang mabagal na oras ng pagtugon at mababang mga rate ng pag-refresh.

Advanced Fringe Field Switching (AFFS)

Nag-aalok ang mga AFFS LCD ng pinakamahusay na pagganap at isang malawak na hanay ng pagpaparami ng kulay kumpara sa mga ipinapakita na IPS. Ang mga aplikasyon ng AFFS ay napaka-advanced dahil maaari nilang mabawasan ang pagbaluktot ng kulay nang hindi nakompromiso sa malawak na anggulo ng pagtingin. Kadalasan, ang display na ito ay ginagamit sa mataas na pag-unlad pati na rin sa mga propesyonal na paligid tulad ng sa mabubuhay na mga airplane na sabungan.

Ipinapakita ang Passive at Active Matrix

Gumagana ang mga LCD na uri ng Passive-matrix na may isang simpleng grid upang ang singilin ay maaaring ibigay sa isang tukoy na pixel sa LCD. Ang grid ay maaaring idisenyo gamit ang isang tahimik na proseso at nagsisimula ito sa pamamagitan ng dalawang substrates na kilala bilang mga layer ng salamin. Ang isang layer ng baso ay nagbibigay ng mga haligi samantalang ang isa pa ay nagbibigay ng mga hilera na dinisenyo sa pamamagitan ng paggamit ng isang malinaw na kondaktibong materyal tulad ng indium-tin-oxide.

Sa display na ito, ang mga hilera kung hindi man ang mga haligi ay naka-link sa mga IC upang makontrol tuwing ang pagsingil ay naililipat sa direksyon ng isang partikular na hilera o haligi. Ang materyal ng likidong kristal ay inilalagay sa pagitan ng dalawang mga layer ng salamin kung saan sa panlabas na bahagi ng substrate, maaaring idagdag ang isang polarizing film. Ang IC ay nagpapadala ng isang singil pababa sa eksaktong haligi ng isang solong substrate at ang lupa ay maaaring ilipat ON sa eksaktong hilera ng iba pa upang ang isang pixel ay maaaring buhayin.

Ang passive-matrix system ay may pangunahing mga drawbacks partikular ang oras ng pagtugon ay mabagal at hindi tumpak na kontrol sa boltahe. Ang oras ng pagtugon ng display higit sa lahat ay tumutukoy sa kakayahan ng display upang i-refresh ang ipinakitang imahe. Sa ganitong uri ng pagpapakita, ang pinakasimpleng paraan upang suriin ang mabagal na oras ng pagtugon ay upang ilipat ang mouse pointer nang mabilis mula sa isang mukha ng display sa isa pa.

Ang mga LCDs na aktibo-matrix na pangunahing nakasalalay sa TFT (mga manipis na film transistors). Ang mga transistors na ito ay maliit na paglipat ng mga transistor pati na rin ang mga capacitor na inilalagay sa loob ng isang matrix sa ibabaw ng isang baso na substrate. Kapag ang wastong hilera ay naaktibo pagkatapos ang isang pagsingil ay maaaring mailipat sa eksaktong haligi upang ang isang tukoy na pixel ay maaaring matugunan, dahil ang lahat ng mga karagdagang hilera na ang intersect ng haligi ay naka-OFF, simpleng ang capacitor sa tabi ng itinalagang pixel ay nakakakuha ng isang singil .

Hawak ng capacitor ang suplay hanggang sa kasunod na pag-ikot ng pag-refresh at kung maingat naming pinamamahalaan ang kabuuan ng boltahe na ibinigay sa isang kristal, pagkatapos ay maaari tayong mag-untwist upang payagan ang ilang ilaw. Sa kasalukuyan, ang karamihan sa mga panel ay nag-aalok ng ningning na may 256 mga antas para sa bawat pixel.

Paano Gumagana ang Mga Kulay na Pixel sa mga LCD?

Sa likuran ng TV, isang maliwanag na ilaw ay konektado samantalang sa harap na bahagi, maraming mga may kulay na mga parisukat na bubuksan / I-OFF. Dito, tatalakayin namin kung paano ON / OFF ang bawat may kulay na pixel:

Paano NAKA-OFF ang Mga Pixel ng LCD

  • Sa LCD, ang ilaw ay naglalakbay mula sa likuran hanggang sa harap na bahagi
  • Ang isang pahalang na polarizing filter na nauna sa ilaw ay hahadlangan ang lahat ng mga signal ng ilaw bukod sa mga pahalang na mag-vibrate. Ang pixel ng display ay maaaring mapapatay ng isang transistor sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa daloy ng kasalukuyang sa buong likidong mga kristal na ginagawang pag-uri-uriin ang mga kristal at ang mga light supply sa pamamagitan ng mga ito ay hindi magbabago.
  • Ang mga ilaw na signal ay lumabas mula sa mga likidong kristal upang mag-vibrate nang pahalang.
  • Ang isang patayong uri ng polarizing filter na nauna sa mga likidong kristal ay hahadlangan ang lahat ng mga ilaw na signal bukod sa mga signal na patayo na nanginginig. Ang ilaw na kung saan ay nanginginig nang pahalang ay maglakbay sa buong likidong mga kristal kaya't hindi sila makukuha sa panahon ng patayong filter.
  • Sa posisyon na ito, hindi maaabot ng ilaw ang LCD screen dahil malabo ang pixel.

Paano NAKA-ON ANG Mga Pixel ng LCD

  • Ang maliwanag na ilaw sa likuran ng display ay nagniningning tulad ng dati.
  • Ang pahalang na polarizing filter nang maaga sa ilaw ay hahadlangan ang lahat ng mga signal ng ilaw na hiwalay sa mga nanginginig na pahalang.
  • Pinapagana ng isang transistor ang pixel sa pamamagitan ng pag-off ng daloy ng kuryente sa mga likidong kristal upang ang mga kristal ay maaaring paikutin. Ang mga kristal na ito ay nagiging ilaw signal ng 90 ° habang dumadaan sila.
  • Ang mga ilaw na signal na dumadaloy sa pahalang na nanginginig na mga likidong kristal ay lalabas mula sa kanila upang mag-vibrate nang patayo.
  • Ang patayong polarizing filter nang maaga sa mga likidong kristal ay hahadlangan ang lahat ng mga ilaw na signal bukod sa mga patayo na nanginginig. Ang ilaw na patayo na nanginginig ay lalabas mula sa mga likidong kristal na maaari na ngayong makakuha sa buong patayong filter.
  • Kapag na-aktibo ang pixel pagkatapos ay nagbibigay ito ng kulay sa pixel.

Pagkakaiba sa pagitan ng Plasma & LCD

Ang parehong mga ipinapakita tulad ng plasma at isang LCD ay magkatulad, gayunpaman, gumagana ito sa isang iba't ibang paraan sa kabuuan. Ang bawat pixel ay isang microscopic fluorescent lamp na kumikinang sa pamamagitan ng plasma, samantalang ang plasma ay isang napakainit na uri ng gas kung saan hiwalay na hinihipan ang mga atomo upang makagawa ng mga electron (negatibong sisingilin) ​​at mga ions (positibong sisingilin). Ang mga atomo na ito ay malayang dumadaloy at bumubuo ng isang ilaw ng ilaw sa sandaling mag-crash. Ang pagdidisenyo ng screen ng plasma ay maaaring gawin nang mas malaki kumpara sa ordinaryong CRO (cathode-ray tube) na mga TV, ngunit napakamahal nito.

Mga kalamangan

Ang mga kalamangan ng likidong kristal na display isama ang sumusunod.

  • Ang LCD ay nakakonsumo ng mas kaunting dami ng kuryente kumpara sa CRT at LED
  • Ang LCD's ay binubuo ng ilang mga microwatts para sa pagpapakita bilang paghahambing sa ilang mill watts para sa mga LED
  • Ang mga LCD ay may mababang gastos
  • Nagbibigay ng mahusay na kaibahan
  • Ang LCD's ay mas payat at mas magaan kung ihinahambing sa cathode-ray tube at LED

Mga Dehado

Ang mga kawalan ng display ng likidong kristal isama ang sumusunod.

  • Mangangailangan ng karagdagang mga mapagkukunan ng ilaw
  • Ang saklaw ng temperatura ay limitado para sa operasyon
  • Mababang pagiging maaasahan
  • Napakababa ng bilis
  • Kailangan ng LCD ng isang AC drive

Mga Aplikasyon

Ang mga aplikasyon ng likidong kristal na display ay kasama ang sumusunod.

Ang likidong teknolohiya ng likidong kristal ay may pangunahing mga aplikasyon sa larangan ng agham at inhenyeriya din mga elektronikong aparato .

  • Liquid na kristal na termometro
  • Optical imaging
  • Nalalapat din ang teknolohiyang likidong likidong kristal sa pagpapakita ng mga alon ng dalas ng radyo sa waveguide
  • Ginamit sa mga medikal na aplikasyon

Ilang Ipinapakita na Batay sa LCD

Ilang display batay sa LCD

Kaya, ito ay tungkol sa isang pangkalahatang-ideya ng LCD at ang istraktura nito mula sa likuran hanggang sa harap na bahagi ay maaaring gawin gamit ang mga backlight, sheet1, likidong kristal, sheet2 na may mga filter ng kulay at screen. Ang karaniwang mga likidong kristal na ipinapakita ay gumagamit ng mga backlight tulad ng CRFL (cold cathode fluorescent lamp). Ang mga ilaw na ito ay patuloy na nakaayos sa likuran ng display upang maihatid ang maaasahang pag-iilaw sa buong panel. Kaya ang antas ng ningning ng lahat ng mga pixel sa larawan ay magkakaroon ng pantay na ningning.

Inaasahan kong nakakuha ka ng magandang kaalaman sa display ng likidong kristal . Narito nag-iiwan ako ng isang gawain para sa iyo. Paano nakakonekta ang isang LCD sa isang microcontroller? saka, ang anumang mga query sa konseptong ito o elektrikal at elektronikong proyektoIwanan ang iyong sagot sa seksyon ng komento sa ibaba.

Mga Kredito sa Larawan