Diagrama de la estructura de la pantalla de cristal líquido

Cada pixel de una pantalla de cristal líquido consiste en las piezas siguientes: una capa de moléculas cristalinas líquidas suspendidas entre dos electrodos transparentes (óxido de la lata del indio), y dos filtros de polarización cuyas direcciones polarizantes son perpendiculares el uno al otro en los lados externos de los dos lados. Sin el cristal líquido entre los electrodos, el paso ligero con uno de los filtros de polarización sería exactamente polarizado perpendicular al segundo polarizador y sería bloqueado así totalmente. Pero si la dirección de la polarización de la luz que pasa a través de un filtro de polarización es girada por el cristal líquido, después él puede pasar a través del otro filtro de polarización. La rotación del cristal líquido en la dirección de la polarización de la luz se puede controlar por un campo electrostático, de tal modo realizando el control de la luz.

Las moléculas cristalinas líquidas son afectadas fácilmente por un campo eléctrico externo para generar cargas inducidas. Una pequeña cantidad de carga se añade al electrodo transparente de cada pixel o del sub-pixel para generar un campo electrostático, y se inducirá a las moléculas del cristal líquido por el campo electrostático que induzcan una carga eléctrica y generen la torsión electrostática, que cambiará el arreglo rotatorio original de las moléculas cristalinas líquidas. La magnitud de la rotación a través de la luz. Cambie el ángulo de modo que pueda pasar a través del filtro de polarización.

Antes de que la carga se aplique al electrodo transparente, la alineación de las moléculas cristalinas líquidas es determinada por la alineación de la superficie del electrodo, y la superficie química del electrodo actúa como semilla para el cristal. En el cristal de líquido más común del TN, los electrodos superiores y más bajos del cristal líquido se arreglan verticalmente. Las moléculas cristalinas líquidas se arreglan en un espiral, y la luz que pasa a través de un filtro de polarización gira en la dirección de la polarización después de pasar a través del microprocesador cristalino líquido, de modo que pueda pasar a través de la otra placa polarizante. Una pequeña porción de la luz es bloqueada por el polarizador durante este proceso y aparece gris del exterior. Después de que la carga se aplique al electrodo transparente, las moléculas cristalinas líquidas serán alineadas casi totalmente paralelamente a la dirección del campo eléctrico, así que la dirección de la polarización del paso ligero a través de un filtro de polarización no se gira, así que la luz se bloquea totalmente. A este punto el pixel parece negro. Controlando el voltaje, el grado de distorsión del arreglo de las moléculas cristalinas líquidas se puede controlar para alcanzar diversos grayscales.

Algunas pantallas de cristal líquido dan vuelta negro bajo acción de la corriente alternada. La corriente alternada destruye el efecto helicoidal del cristal líquido. Cuando se apaga la corriente, la pantalla de cristal líquido hará más brillante o transparente. Este tipo de pantalla de cristal líquido es de uso general en ordenadores portátiles y pantallas de cristal líquido baratas. Otro tipo de pantalla de cristal líquido que sea de uso frecuente en pantallas de cristal líquido de alta definición o las televisiones cristalinas líquidas en grande son que cuando se corta la corriente, la pantalla de cristal líquido está en un estado opaco.

Para ahorrar poder, la pantalla de cristal líquido adopta el método de multiplexación. En el modo de multiplexación, los electrodos en un extremo están conectados juntos en grupos, y cada grupo de electrodos está conectado con una fuente de alimentación, y los electrodos en el otro extremo también están conectados en grupos, y cada grupo está conectado con la fuente de alimentación. En un extremo, el diseño que agrupa se asegura de que cada pixel es controlado por una fuente de alimentación independiente, y el dispositivo electrónico o el software que conduce los controles de dispositivo electrónico la exhibición del pixel controlando la secuencia con./desc. de la fuente de alimentación.

Las métricas para verificar los monitores LCD incluyen los aspectos importantes siguientes: tamaño de la exhibición, tiempo de respuesta (tarifa de la sincronización), tipo de matriz (activo y pasivo), ángulo de visión, colores apoyados, brillo y contraste, resolución y relación de aspecto, e interfaces entrados (tales como interfaces de visión y órdenes de la reproducción de vídeo).

Breve historia

En 1888, el químico austríaco Friedrich Leinitzer descubrió cristales líquidos y sus propiedades físicas especiales.

Basaron a la primera pantalla de cristal líquido operable en el modo dinámico de la dispersión (DSM), que fue desarrollado por un grupo llevado por George Hellman de Radio Corporation de América. Hellmann fundó Optech, compañía que desarrolló a una serie de pantallas de cristal líquido basadas en esta tecnología.

En diciembre de 1970, el efecto de campo vuelta-nemático de cristales líquidos fue registrado como patente en Suiza por Zander y Helfrich en el laboratorio central de Hoffmann-Leroc. Pero en 1969 el año pasado, James Ferguson descubrió el efecto de campo vuelta-nemático de cristales líquidos en Kent State University en Ohio, los E.E.U.U., y registró la misma patente en los Estados Unidos en febrero de 1971. En 1971, ILIXCO produjo la primera pantalla de cristal líquido basada en esta característica, que substituyó el tipo más pobre pantalla de cristal líquido de DSM. Era solamente después de 1985 que el descubrimiento tenía valor comercial. En 1973, Sharp Corporation de Japón lo utilizaron por primera vez para hacer los indicadores digitales de calculadoras electrónicas. En el 2010s, los monitores LCD se han convertido en el dispositivo de exhibición primario para todos los ordenadores.

Principio de la exhibición

sistema de información del En-vehículo para los automóviles

JR línea del este pantalla de Yamanote de la información de la operación

En ausencia de voltaje, la luz viajará a lo largo del hueco de las moléculas cristalinas líquidas y cumplirá 90 grados, así que la luz puede pasar. Pero después de añadir el voltaje, la luz va derecho a lo largo del hueco de las moléculas cristalinas líquidas, así que la luz es bloqueada por la placa de filtro.

El cristal líquido es una sustancia con características de flujo, tan solamente una fuerza muy pequeña se puede aplicar para hacer el movimiento cristalino líquido de las moléculas. Tomando el cristal líquido nemático más común como un ejemplo, las moléculas cristalinas líquidas pueden dar vuelta fácilmente a las moléculas cristalinas líquidas por la acción del campo eléctrico. El eje óptico del cristal líquido es muy constante con su eje molecular, así que puede producir efectos ópticos. Cuando el campo eléctrico aplicado al cristal líquido se quita y desaparece, el cristal líquido utilizará su propia elasticidad y viscosidad para restaurar las moléculas cristalinas líquidas muy rápidamente. El estado antes de que se aplique el campo eléctrico.

Exhibiciones transmisivas y reflexivas

Las pantallas de cristal líquido pueden ser transmisivas o reflexivas, dependiendo de donde se pone la fuente de luz.

Los LCDs transmisivos son iluminados por una fuente de luz detrás de una pantalla, mientras que la visión está en el otro lado (frente) de la pantalla. Este tipo de LCD se utiliza sobre todo en los usos que requieren exhibiciones del alto-brillo, tales como monitores de computadora, los PDA, y los teléfonos celulares. El consumo de energía de los dispositivos de iluminación usados para iluminar la pantalla de cristal líquido tiende a ser más alto que el de la pantalla de cristal líquido sí mismo.

Las pantallas de cristal líquido reflexivas, encontradas comúnmente en relojes y calculadoras electrónicos, (a veces) reflejan la luz externa de nuevo a iluminan la pantalla por una superficie reflexiva difusa en la parte posterior. Este tipo de LCD tiene un coeficiente de contraste más alto, porque los pasos ligeros a través del cristal líquido dos veces, así que él se corta dos veces. No usando los dispositivos de iluminación reduce perceptiblemente el consumo de energía, tan los dispositivos que utilizan las baterías durarán más de largo en las baterías. Porque las pequeñas pantallas de cristal líquido reflexivas consumen tan poco poder que una célula fotovoltaica es bastante para accionarlas, son de uso frecuente en calculadoras de bolsillo.

Las pantallas de cristal líquido de Transflective pueden ser utilizadas como tipos transmisivos y reflexivos. Cuando la luz externa es suficiente, la pantalla de cristal líquido trabaja como tipo reflexivo, y cuando la luz externa es escasa, puede también ser utilizada como tipo transmisivo.

pantalla a color

Una estructura del Subpixel del color Crystal Display líquido

Enfoque del pixel en el LCD

La tecnología del LCD también cambia el brillo según la magnitud del voltaje, y el color exhibido por cada elemento de la sub-imagen del LCD depende del cribado del color. Desde el cristal líquido sí mismo no tiene ningún color, filtros de color se utiliza para generar diversos colores en vez de elementos de la sub-imagen. Los elementos de la sub-imagen pueden ajustar solamente la escala gris controlando la intensidad de la luz que pasa a través. Solamente algunas exhibiciones de matriz activas utilizan control de la señal analógica, y se utiliza la mayoría de la tecnología del control de la señal numérica. La mayoría de los LCDs des control digital utilizan un regulador de ocho bites que pueda generar 256 grayscales. Cada subelemento puede representar 256 niveles, así que usted puede conseguir 2563 colores, y cada elemento puede representar 16.777.216 colores. Porque la opinión del ojo humano del brillo no cambia linear, y el ojo humano es más sensible a los cambios en brillo bajo, esta 24 cromaticidades mordidas no pueden cumplir completamente los requisitos ideales. Los ingenieros utilizan el método de ajuste del voltaje del pulso para realizar los cambios del color mirar más uniforme.

En un LCD color, cada pixel se divide en tres células, o sub-pixeles, con los filtros adicionales para etiquetar rojo, verde, y azul. Los tres sub-pixeles pueden ser controlados independientemente, y los pixeles correspondientes pueden generar millares o aún millones de colores. CRT más viejas exhiben colores de la misma manera. Los componentes del color se arreglan según diversas geometrías del pixel según las necesidades.

Órdenes activos y pasivos

Componen a las pantallas de cristal líquido, que son de uso general en relojes y ordenadores electrónicos del bolsillo, de una pequeña cantidad de segmentos, y de cada segmento tienen un solo contacto del electrodo. Un circuito dedicado externo proporciona la carga eléctrica a cada unidad de control, y esta estructura de la exhibición puede ser incómoda cuando hay muchas unidades de visualización (eg. exhibiciones líquidas). Las pequeñas exhibiciones monocromáticas, tales como pantallas de cristal líquido pasivas del arsenal en los PDA o más viejas exhibiciones de ordenador portátil, que aplican tecnología nemática torcida estupenda nemática (STN) o del doble capa torcida estupenda (DSTN) (DSTN corrigen la desviación del color de STN).

Cada fila o columna en la exhibición tiene un circuito independiente, y la posición de cada pixel también es especificada por una fila y una columna al mismo tiempo. Este tipo de exhibición se llama un “arsenal pasivo”, porque cada pixel debe también ser recordado antes de ponerse al día. En sus estados respectivos, no hay fuente estable de la carga por el pixel en este tiempo. Como el número de aumentos de los pixeles, hace tan el número relativo de filas y de columnas. Este método de la exhibición llega a ser más difícil de utilizar. Coeficientes de contraste bajos caracterizan a las pantallas de cristal líquido hechas con órdenes pasivos tiempos de respuesta muy lentos y.

Las pantallas a color de alta resolución actuales, tales como monitores de computadora o televisiones, son órdenes activos. Añaden a las pantallas de cristal líquido del transistor de película fina a los polarizadores y a los filtros de color. Cada pixel tiene su propio transistor, permitiendo la manipulación de un solo pixel. Cuando se gira una línea de columna, todas las líneas de la fila serán conectadas con una columna entera (fila) de pixeles, y cada línea de la fila será conducida con el voltaje correcto, esta línea de columna será apagada y la otra columna (fila) será girada. En una operación de actualización completa de la pantalla, todas las líneas de columna serán a tiempo series abiertas. Una exhibición activa del arsenal del mismo tamaño aparecerá más brillante y más aguda que una exhibición pasiva del arsenal, y tiene un tiempo de respuesta más corto.

control de calidad

Algunos paneles LCD contienen los transistores defectuosos que causan puntos brillantes y oscuros permanentes. A diferencia de IC, el panel LCD puede todavía exhibir normalmente incluso si hay los pixeles muertos, que pueden evitar la pérdida de desechar el panel LCD que es mucho más grande que el área de IC debido solamente a algunos pixeles muertos. Los fabricantes del panel tienen diversos criterios para determinar los pixeles muertos.

Debido a su más de gran tamaño, los paneles LCD son defectos más propensos que las placas de circuito de IC. Por ejemplo, las 12 pulgadas SVGA LCD tienen 8 pixeles muertos, mientras que una oblea de 6 pulgadas tiene solamente 3 defectos. Sin embargo, 3 pedazos en una oblea que se pueda dividir en 137 ICs no son muy malos, y de desechos de este panel LCD significan la salida del 0%. Debido a la competencia feroz entre fabricantes, el estándar actual del control de calidad se ha aumentado. Si la pantalla LCD tiene pixeles cuatro o más muertos, es más fácil detectar, así que los clientes pueden pedir un nuevo. La ubicación de los pixeles muertos de la pantalla LCD no es también insignificante. Los fabricantes bajan a menudo estándares por el área de destrucción de los pixeles en el centro de la exhibición. Algunos fabricantes ofrecen una garantía muerta cero del pixel.

consumo de energía

Las pantallas de cristal líquido activas de la matriz tienen corriente menos eléctrica que las CRT. De hecho, se ha convertido en la exhibición estándar para los dispositivos portátiles, de los PDA a los ordenadores portátiles. Pero la eficacia de la tecnología del LCD es todavía demasiado baja: incluso si usted exhibe la exhibición blanca, menos el de 10% del ligero emitido de los pasos de la fuente de luz del fondo a través de la exhibición, y el resto se absorbe. Por lo tanto, el consumo de energía actual de la nueva pantalla de plasma es más bajo que el de la pantalla de cristal líquido de la misma área.

Los PDA tales como palma y CompaqiPAQ utilizan a menudo exhibiciones reflexivas. Esto significa que la luz ambiente incorpora la exhibición, los pasos con la capa cristalina líquida polarizada, golpea la capa reflexiva, y se refleja de nuevo a la exhibición una imagen. Se estima que el 84% de la luz está absorbido en el proceso, tan solamente una sexta parte de la luz es activo, que, mientras que aún necesitando la mejora, es bastante proporcionar el contraste necesario para el vídeo visual. Las exhibiciones reflexivas y reflexivas unidireccionales permiten utilizar pantallas de cristal líquido con el consumo de energía mínimo bajo diversas condiciones de iluminación.

Exhibición del poder cero

1. El polarizador polariza la luz de incidente en la dirección vertical;

2. Electrodos transparentes con el óxido de la lata del indio (ITO) en los substratos de cristal. La forma del electrodo transparente determinará la dirección del color oscuro sin la luz que pasa a través después de poner la corriente de la pantalla de cristal líquido. Las rayas verticales se graban al agua fuerte en el substrato, de modo que la dirección de la alineación de los cristales del sub-líquido esté en la misma dirección que la luz de incidente polarizada;

3. (TN) cristal líquido nemático torcido;

4. El substrato de cristal con una película transparente común del electrodo (ITO), las rayas horizontales se graba al agua fuerte en el substrato, de modo que la dirección de la alineación del cristal líquido llegue a ser horizontal;

5. Polarizador horizontalmente desviado, que puede bloquear o permitir que la luz pase a través;

6. Las superficies reflexivas reflejan la luz de nuevo al observador.

En 2000, una exhibición del cero-poder fue desarrollada que no requiere electricidad cuando en recurso seguro, pero esta tecnología no está actualmente en la producción en masa. Otra tecnología fina del LCD del cero-poder fue desarrollada por Nemoptic de Francia, que fue producido en masa en Taiwán en julio de 2003. Esta tecnología apunta los dispositivos móviles de baja potencia tales como e-libros y ordenadores portátiles. el Cero-poder LCDs también está compitiendo con el e-papel.

TFT LCD

Artículos principales: pantallas de cristal líquido y TFTs del transistor de la Fino-película

TFT LCD es la abreviatura de la pantalla de cristal líquido del transistor de película fina (pantalla de cristal líquido del transistor de película fina).