Hiện tại, chúng tôi nhìn tinh thể lỏng màn hình (LCD) ở khắp mọi nơi, tuy nhiên, chúng không phát triển ngay lập tức. Mất rất nhiều thời gian để phát triển từ sự phát triển của tinh thể lỏng đến một số lượng lớn các ứng dụng LCD. Vào năm 1888, tinh thể lỏng đầu tiên được phát minh bởi Friedrich Reinitzer (nhà thực vật học người Áo). Khi ông hòa tan một vật liệu như cholesteryl benzoate, sau đó ông quan sát thấy rằng ban đầu nó chuyển thành một chất lỏng đục và tan ra khi nhiệt độ của nó tăng lên. Khi nó được làm lạnh, sau đó chất lỏng trở nên xanh lam trước khi kết tinh cuối cùng. Vì vậy, màn hình tinh thể lỏng thử nghiệm đầu tiên được phát triển bởi RCA Corporation vào năm1968. Sau đó, các nhà sản xuất LCD đã dần dần thiết kế những khác biệt và phát triển khéo léo về công nghệ bằng cách đưa thiết bị hiển thị này vào một phạm vi đáng kinh ngạc. Vì vậy, cuối cùng, sự phát triển trong màn hình LCD đã được tăng lên.

Màn hình LCD (Màn hình tinh thể lỏng) là gì?

Màn hình tinh thể lỏng hoặc LCD rút ra định nghĩa của nó từ chính tên gọi của nó. Nó là sự kết hợp của hai trạng thái vật chất, rắn và lỏng. LCD sử dụng tinh thể lỏng để tạo ra hình ảnh hiển thị. Màn hình tinh thể lỏng là màn hình hiển thị công nghệ siêu mỏng thường được sử dụng trong màn hình máy tính xách tay, TV, điện thoại di động và trò chơi điện tử di động. Các công nghệ của LCD cho phép màn hình mỏng hơn nhiều so với ống tia âm cực (CRT) công nghệ.

Màn hình tinh thể lỏng bao gồm nhiều lớp trong đó có hai bảng phân cực bộ lọc và điện cực. Công nghệ LCD được sử dụng để hiển thị hình ảnh trong máy tính xách tay hoặc một số thiết bị điện tử khác như máy tính mini. Ánh sáng được chiếu từ thấu kính lên một lớp tinh thể lỏng. Sự kết hợp giữa ánh sáng màu này với hình ảnh thang độ xám của tinh thể (được hình thành khi dòng điện chạy qua tinh thể) tạo thành hình ảnh có màu. Hình ảnh này sau đó được hiển thị trên màn hình.

Một màn hình LCD

Màn hình LCD được tạo thành từ lưới hiển thị ma trận chủ động hoặc lưới hiển thị thụ động. Hầu hết điện thoại thông minh có công nghệ LCD sử dụng màn hình ma trận chủ động, nhưng một số màn hình cũ hơn vẫn sử dụng thiết kế lưới hiển thị thụ động. Hầu hết các thiết bị điện tử chủ yếu phụ thuộc vào công nghệ màn hình tinh thể lỏng để hiển thị. Chất lỏng có một lợi thế duy nhất là tiêu thụ điện năng thấp hơn Đèn LED hoặc ống tia âm cực.

Màn hình tinh thể lỏng hoạt động theo nguyên tắc cản sáng chứ không phát ra ánh sáng. LCD yêu cầu đèn nền vì chúng không phát ra ánh sáng. Chúng tôi luôn sử dụng các thiết bị được tạo thành từ màn hình LCD thay thế việc sử dụng ống tia âm cực. Ống tia âm cực tiêu thụ nhiều điện năng hơn so với LCD và cũng nặng hơn và lớn hơn.

LCD được cấu tạo như thế nào?

Những sự thật đơn giản cần được xem xét khi chế tạo màn hình LCD:

Cấu trúc cơ bản của LCD nên được điều khiển bằng cách thay đổi dòng điện áp dụng.
Chúng ta phải sử dụng ánh sáng phân cực.
Tinh thể lỏng phải có thể điều khiển cả hai hoạt động truyền hoặc cũng có thể thay đổi ánh sáng phân cực.

Cấu tạo LCD

Như đã đề cập ở trên, chúng ta cần phải có hai bộ lọc mảnh thủy tinh phân cực để tạo ra tinh thể lỏng. Kính không có màng phân cực trên bề mặt của nó phải được cọ xát với một loại polyme đặc biệt sẽ tạo ra các rãnh cực nhỏ trên bề mặt của bộ lọc kính phân cực. Các rãnh phải cùng hướng với màng phân cực.

Bây giờ chúng ta phải thêm một lớp phủ tinh thể pha lỏng khí nén trên một trong các bộ lọc phân cực của thủy tinh phân cực. Kênh vi mô làm cho phân tử lớp đầu tiên sắp xếp theo hướng của bộ lọc. Khi góc vuông xuất hiện ở miếng lớp đầu tiên, chúng ta nên thêm miếng kính thứ hai với phim phân cực. Bộ lọc đầu tiên sẽ được phân cực tự nhiên khi ánh sáng chiếu vào nó ở giai đoạn bắt đầu.

Do đó, ánh sáng truyền qua từng lớp và dẫn đến lớp tiếp theo với sự trợ giúp của một phân tử. Phân tử có xu hướng thay đổi mặt phẳng dao động của ánh sáng để phù hợp với góc của nó. Khi ánh sáng tới đầu xa của chất tinh thể lỏng thì nó dao động cùng góc với dao động của lớp cuối cùng của phân tử. Ánh sáng chỉ được phép đi vào thiết bị nếu lớp thứ hai của kính phân cực trùng khớp với lớp cuối cùng của phân tử.

Màn hình LCD hoạt động như thế nào?

Nguyên tắc đằng sau màn hình LCD là khi một dòng điện được áp dụng vào phân tử tinh thể lỏng, phân tử có xu hướng tháo xoắn. Điều này gây ra góc ánh sáng truyền qua phân tử của kính phân cực và cũng gây ra sự thay đổi góc của bộ lọc phân cực trên cùng. Do đó, một ít ánh sáng được phép đi qua kính phân cực qua một vùng cụ thể của màn hình LCD.

Do đó, khu vực cụ thể đó sẽ trở nên tối so với những khu vực khác. Màn hình LCD hoạt động dựa trên nguyên lý cản ánh sáng. Trong khi chế tạo màn hình LCD, một gương phản chiếu được bố trí ở phía sau. Một mặt phẳng điện cực được làm bằng indium-thiếc-oxide được giữ ở trên và một tấm kính phân cực có phim phân cực cũng được thêm vào ở phía dưới của thiết bị. Vùng hoàn chỉnh của màn hình LCD phải được bao bọc bởi một điện cực chung và phía trên nó phải là vật chất tinh thể lỏng.

Tiếp theo là mảnh thủy tinh thứ hai với một điện cực có dạng hình chữ nhật ở phía dưới và trên cùng là một tấm phim phân cực khác. Nó phải được xem xét rằng cả hai mảnh được giữ ở các góc vuông. Khi không có dòng điện, ánh sáng đi qua mặt trước của màn hình LCD sẽ bị gương phản chiếu và dội ngược trở lại. Khi điện cực được kết nối với pin, dòng điện từ nó sẽ làm cho các tinh thể lỏng giữa điện cực mặt phẳng chung và điện cực có dạng hình chữ nhật không bị xoắn. Do đó ánh sáng bị cản trở đi qua. Khu vực hình chữ nhật cụ thể đó xuất hiện trống.

LCD sử dụng tinh thể lỏng & ánh sáng phân cực như thế nào?

Màn hình TV LCD sử dụng khái niệm kính râm để vận hành các pixel màu của nó. Trên mặt trái của màn hình LCD, có một luồng sáng rất lớn chiếu ra hướng của người quan sát. Ở mặt trước của màn hình, nó bao gồm hàng triệu pixel, trong đó mỗi pixel có thể được tạo thành từ các vùng nhỏ hơn được gọi là pixel phụ. Chúng được tô màu với các màu khác nhau như xanh lá cây, xanh lam và đỏ. Mỗi pixel trong màn hình bao gồm một bộ lọc kính phân cực ở mặt sau và mặt trước bao gồm 90 độ, vì vậy pixel trông tối bình thường.

Một tinh thể lỏng nematic xoắn nhỏ nằm trong số hai bộ lọc điều khiển điện tử. Khi nó được TẮT, sau đó nó sẽ chuyển ánh sáng đi qua 90 độ, cho phép ánh sáng cung cấp hiệu quả xuyên suốt hai bộ lọc phân cực để điểm ảnh đó có vẻ sáng. Sau khi được kích hoạt, nó sẽ không chuyển sáng vì nó bị chặn qua bộ phân cực và pixel có vẻ tối. Mọi pixel có thể được điều khiển thông qua một bóng bán dẫn riêng biệt bằng cách BẬT và TẮT nhiều lần mỗi giây.

Cách chọn màn hình LCD?

Nói chung, mọi người tiêu dùng không có nhiều thông tin về các loại LCD khác nhau hiện có trên thị trường. Vì vậy, trước khi chọn một màn hình LCD, họ thu thập tất cả các dữ liệu như tính năng, giá cả, công ty, chất lượng, thông số kỹ thuật, dịch vụ, đánh giá của khách hàng, v.v. Sự thật là những người quảng bá có xu hướng nhận được lợi ích từ sự thật mà hầu hết khách hàng thực hiện rất tối thiểu nghiên cứu trước khi mua bất kỳ sản phẩm.

Trong màn hình LCD, hiện tượng nhòe chuyển động có thể là hiệu ứng của khoảng thời gian hình ảnh chuyển đổi và hiển thị trên màn hình. Tuy nhiên, cả hai sự cố này đều thay đổi rất nhiều giữa một màn hình LCD riêng lẻ mặc dù công nghệ LCD chính. Lựa chọn màn hình LCD dựa trên công nghệ cơ bản phải liên quan nhiều hơn đến giá cả so với mức chênh lệch ưu tiên, góc nhìn và tái tạo màu sắc hơn là độ mờ ước tính nếu không thì các chất lượng chơi game khác. Tốc độ làm mới cao nhất, cũng như thời gian phản hồi, phải được lên kế hoạch trong bất kỳ thông số kỹ thuật nào của bảng điều khiển. Một công nghệ chơi game khác như đèn nhấp nháy sẽ BẬT / TẮT đèn nền nhanh chóng để giảm độ phân giải.

Các loại LCD khác nhau

Các loại LCD khác nhau được thảo luận dưới đây.

Màn hình xoắn

Việc sản xuất LCD TN (Twisted Nematic) có thể được thực hiện thường xuyên nhất và sử dụng các loại màn hình khác nhau trong tất cả các ngành công nghiệp. Những màn hình này được các game thủ sử dụng thường xuyên nhất vì chúng rẻ và có thời gian phản hồi nhanh so với các màn hình khác. Nhược điểm chính của những màn hình này là chúng có chất lượng thấp cũng như tỷ lệ tương phản, góc nhìn và tái tạo màu sắc thấp. Nhưng, những thiết bị này đủ cho các hoạt động hàng ngày.

Các màn hình này cho phép thời gian phản hồi nhanh cũng như tốc độ làm mới nhanh. Vì vậy, đây là những màn hình chơi game duy nhất có sẵn 240 hertz (Hz). Những màn hình này có độ tương phản và màu sắc kém do thiết bị vặn không chính xác nếu không.

Màn hình chuyển đổi trong mặt phẳng

Màn hình IPS được coi là màn hình LCD tốt nhất vì chúng cung cấp chất lượng hình ảnh tốt, góc nhìn cao hơn, độ chính xác và khác biệt màu sắc rực rỡ. Những màn hình này hầu hết được sử dụng bởi các nhà thiết kế đồ họa và trong một số ứng dụng khác, LCD cần các tiêu chuẩn tiềm năng tối đa để tái tạo hình ảnh và màu sắc.

Bảng điều chỉnh căn chỉnh dọc

Các bảng điều chỉnh theo chiều dọc (VA) thả xuống bất kỳ vị trí nào ở trung tâm giữa công nghệ bảng điều khiển chuyển mạch trong mặt phẳng và xoắn xoắn. Các tấm nền này có góc nhìn tốt nhất cũng như khả năng tái tạo màu sắc với các tính năng chất lượng cao hơn so với màn hình loại TN. Các bảng này có thời gian phản hồi thấp. Nhưng, chúng hợp lý hơn nhiều và thích hợp để sử dụng hàng ngày.

“máy tính bộ lọc thông thấp bậc hai ”

Cấu trúc của bảng điều khiển này tạo ra màu đen sâu hơn cũng như màu sắc tốt hơn so với màn hình nematic xoắn. Và một số căn chỉnh tinh thể có thể cho phép góc nhìn tốt hơn so với màn hình loại TN. Những màn hình này đến với một sự đánh đổi vì chúng đắt hơn so với các màn hình khác. Và chúng cũng có thời gian phản hồi chậm và tốc độ làm mới thấp.

Chuyển đổi trường rìa nâng cao (AFFS)

Màn hình LCD AFFS cung cấp hiệu suất tốt nhất và khả năng tái tạo màu đa dạng so với màn hình IPS. Các ứng dụng của AFFS rất tiên tiến vì chúng có thể làm giảm sự biến dạng của màu sắc mà không ảnh hưởng đến góc nhìn rộng. Thông thường, màn hình này được sử dụng trong môi trường chuyên nghiệp cũng như cao cấp như trong buồng lái máy bay khả thi.

Màn hình ma trận bị động và chủ động

Màn hình LCD loại ma trận thụ động hoạt động với một lưới đơn giản để có thể cung cấp điện tích cho một điểm ảnh cụ thể trên màn hình LCD. Lưới có thể được thiết kế với một quá trình yên tĩnh và nó bắt đầu thông qua hai lớp nền được gọi là các lớp thủy tinh. Một lớp thủy tinh tạo ra các cột trong khi lớp kia tạo ra các hàng được thiết kế bằng cách sử dụng vật liệu dẫn điện rõ ràng như indium-tin-oxide.

Trong màn hình này, các hàng nếu không, các cột được liên kết với IC để điều khiển bất cứ khi nào điện tích được truyền theo hướng của một hàng hoặc cột cụ thể. Vật liệu của tinh thể lỏng được đặt ở giữa hai lớp thủy tinh mà ở mặt ngoài của chất nền, có thể thêm một màng phân cực. IC truyền điện tích xuống cột chính xác của một chất nền và mặt đất có thể được BẬT sang hàng chính xác của hàng kia để một pixel có thể được kích hoạt.

Hệ thống ma trận thụ động có nhược điểm lớn, đặc biệt là thời gian đáp ứng là điều khiển điện áp chậm và không chính xác. Thời gian phản hồi của màn hình chủ yếu đề cập đến khả năng làm mới hình ảnh hiển thị của màn hình. Trong loại màn hình này, cách đơn giản nhất để kiểm tra thời gian phản hồi chậm là di chuyển nhanh con trỏ chuột từ mặt này sang mặt khác của màn hình.

LCD loại ma trận chủ yếu phụ thuộc vào TFT (bóng bán dẫn màng mỏng). Các bóng bán dẫn này là các bóng bán dẫn chuyển mạch nhỏ cũng như các tụ điện được đặt trong một ma trận trên nền thủy tinh. Khi hàng thích hợp được kích hoạt thì một khoản phí có thể được truyền xuống cột chính xác để một pixel cụ thể có thể được giải quyết, bởi vì tất cả các hàng bổ sung mà cột giao nhau đều bị TẮT, chỉ cần tụ điện bên cạnh pixel được chỉ định sẽ nhận được một khoản phí .

Tụ điện giữ nguồn cung cấp cho đến chu kỳ làm mới tiếp theo & nếu chúng ta cẩn thận quản lý tổng điện áp được cung cấp cho một tinh thể, thì chúng ta có thể tháo xoắn đơn giản để cho phép một số ánh sáng đi qua. Hiện tại, hầu hết các tấm nền đều cung cấp độ sáng với 256 mức cho mỗi pixel.

Điểm ảnh màu hoạt động như thế nào trên màn hình LCD?

Ở mặt sau của TV, một đèn sáng được kết nối trong khi ở mặt trước, có nhiều ô vuông màu sẽ được BẬT / TẮT. Ở đây, chúng ta sẽ thảo luận về cách mọi pixel màu được BẬT / TẮT:

Làm thế nào các điểm ảnh của LCD bị TẮT

Trong màn hình LCD, ánh sáng truyền từ mặt sau sang mặt trước
Một bộ lọc phân cực ngang phía trước ánh sáng sẽ chặn tất cả các tín hiệu ánh sáng ngoại trừ các tín hiệu dao động theo chiều ngang. Điểm ảnh của màn hình có thể được tắt bằng bóng bán dẫn bằng cách cho phép dòng điện chạy qua các tinh thể lỏng của nó, điều này làm cho các tinh thể phân loại ra và nguồn cung cấp ánh sáng qua chúng sẽ không thay đổi.
Tín hiệu ánh sáng đi ra từ tinh thể lỏng dao động theo phương ngang.
Một bộ lọc phân cực kiểu thẳng đứng phía trước các tinh thể lỏng sẽ chặn tất cả các tín hiệu ánh sáng ngoài những tín hiệu dao động theo phương thẳng đứng. Ánh sáng dao động theo phương ngang sẽ truyền đi khắp các tinh thể lỏng nên chúng không thể nhận được trong quá trình lọc dọc.
Tại vị trí này, ánh sáng không thể chiếu tới màn hình LCD do điểm ảnh bị mờ.

Cách các điểm ảnh của LCD được BẬT

Ánh sáng rực rỡ ở mặt sau của màn hình lại tỏa sáng như trước.
Bộ lọc phân cực ngang phía trước ánh sáng sẽ chặn tất cả các tín hiệu ánh sáng ngoài những tín hiệu rung theo chiều ngang.
Một bóng bán dẫn kích hoạt pixel bằng cách tắt dòng điện trong tinh thể lỏng để tinh thể có thể quay. Các tinh thể này chuyển tín hiệu ánh sáng đi 90 ° khi chúng di chuyển qua.
Các tín hiệu ánh sáng truyền vào tinh thể lỏng dao động theo phương ngang sẽ phát ra từ chúng để dao động theo phương thẳng đứng.
Bộ lọc phân cực thẳng đứng phía trước các tinh thể lỏng sẽ chặn tất cả các tín hiệu ánh sáng ngoài những tín hiệu dao động theo phương thẳng đứng. Ánh sáng dao động theo phương thẳng đứng sẽ phát ra từ các tinh thể lỏng giờ đây có thể thu được khắp bộ lọc thẳng đứng.
Khi pixel được kích hoạt thì nó sẽ tạo màu cho pixel.

Sự khác biệt giữa Plasma và LCD

Cả hai màn hình như plasma và LCD đều tương tự nhau, tuy nhiên, nó hoạt động theo một cách hoàn toàn khác. Mỗi điểm ảnh là một bóng đèn huỳnh quang cực nhỏ phát sáng qua plasma, trong khi plasma là một loại khí cực nóng, nơi các nguyên tử được thổi riêng rẽ để tạo ra các electron (tích điện âm) & ion (tích điện dương). Các nguyên tử này chảy rất tự do và phát ra ánh sáng khi chúng va chạm. Việc thiết kế màn hình plasma có thể lớn hơn rất nhiều so với TV CRO (ống tia âm cực) thông thường, nhưng chúng rất đắt.

Ưu điểm

Các lợi thế của màn hình tinh thể lỏng bao gồm những điều sau đây.

LCD tiêu thụ ít năng lượng hơn so với CRT và LED
Màn hình LCD bao gồm một số microwat để hiển thị so với một số milatt cho LED
LCD có giá thành thấp
Cung cấp độ tương phản tuyệt vời
LCD mỏng hơn và nhẹ hơn khi so sánh với ống tia âm cực và đèn LED

Nhược điểm

Các nhược điểm của màn hình tinh thể lỏng bao gồm những điều sau đây.

Yêu cầu nguồn sáng bổ sung
Phạm vi nhiệt độ bị giới hạn cho hoạt động
Độ tin cậy thấp
Tốc độ rất thấp
LCD cần một ổ AC

Các ứng dụng

Các ứng dụng của màn hình tinh thể lỏng bao gồm những điều sau đây.

Công nghệ tinh thể lỏng có các ứng dụng chính trong lĩnh vực khoa học và kỹ thuật cũng như các thiết bị điện tử .

Nhiệt kế tinh thể lỏng
Hình ảnh quang học
Công nghệ màn hình tinh thể lỏng cũng được áp dụng trong việc hiển thị sóng tần số vô tuyến trong ống dẫn sóng
Được sử dụng trong các ứng dụng y tế

Một số màn hình dựa trên LCD

Một số màn hình dựa trên LCD

Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan của LCD và cấu trúc của nó từ mặt sau đến mặt trước có thể được thực hiện bằng cách sử dụng đèn nền, sheet1, tinh thể lỏng, sheet2 với bộ lọc màu & màn hình. Các màn hình tinh thể lỏng tiêu chuẩn sử dụng đèn nền như CRFL (đèn huỳnh quang catốt lạnh). Các đèn này được bố trí nhất quán ở mặt sau của màn hình để cung cấp ánh sáng đáng tin cậy trên toàn màn hình. Vì vậy, mức độ sáng của tất cả các điểm ảnh trong hình ảnh sẽ có độ sáng bằng nhau.

Tôi hy vọng bạn có một kiến thức tốt về màn hình tinh thể lỏng . Ở đây tôi để lại một nhiệm vụ cho bạn. Màn hình LCD được giao tiếp như thế nào với vi điều khiển? hơn nữa, bất kỳ câu hỏi nào về khái niệm này hoặc dự án điện và điện tửĐể lại câu trả lời của bạn trong phần bình luận bên dưới.

Tín ảnh