Диаграмма структуры жидкокристаллического дисплея

Каждый пиксел жидкокристаллического дисплея состоит из следующих частей: слой молекул жидкого кристалла приостанавливанных между 2 прозрачными электродами (окисью олова индия), и 2 поляризовывая фильтра направления которого поляризовывая перпендикулярны друг к другу на наружных сторонах 2 сторон. Без жидкого кристалла между электродами, светлый проходить через один из поляризовывая фильтров был бы поляризовыванные точно перпендикулярными ко второму поляризатору и таким образом совершенно было бы прегражен. Но если направление поляризации света пропуская через один поляризовывая фильтр вращано жидким кристаллом, то оно может пройти через другой поляризовывать фильтр. Вращение жидкого кристалла на направлении поляризации света может быть проконтролировано электростатическим полем, таким образом осуществляя контроль света.

Молекулы жидкого кристалла легко повлияны на внешним электрическим полем для генерации индуктированных зарядов. Добавлены, что к прозрачному электроду каждых пиксела или подводн-пиксела производит небольшое количество обязанности электростатическое поле, и молекулы жидкого кристалла будут наведены электростатическим полем для того чтобы навести электрический заряд и произвести электростатическое кручение, которое изменит первоначальное вращательное расположение молекул жидкого кристалла. Величина вращения через свет. Измените угол так, что он сможет пройти через поляризовывая фильтр.

Прежде чем обязанность приложена к прозрачному электроду, выравнивание молекул жидкого кристалла определено выравниванием поверхности электрода, и химическая поверхность электрода действует как семя для кристалла. В самом общем жидком кристалле TN, верхние и более низкие электроды жидкого кристалла аранжированы вертикально. Молекулы жидкого кристалла аранжированы в спирали, и свет пропуская через один поляризовывая фильтр вращает в направлении поляризации после проходить через обломок жидкого кристалла, так, что он сможет пройти через другую поляризовывая плиту. Небольшая часть света прегражена поляризатором во время этого процесса и кажется серой от снаружи. После того как обязанность будет приложена к прозрачному электроду, молекулы жидкого кристалла почти совершенно будут выровняны в порядке направления электрического поля, поэтому не вращано направление поляризации светлый проходить через поляризовывая фильтр, поэтому свет совершенно прегражен. В этот момент пиксел выглядит черным. Путем контролировать напряжение тока, степень искажения расположения молекул жидкого кристалла можно контролировать для того чтобы достигнуть различных серых шкал.

Некоторые жидкокристаллические дисплеи поворачивают черный под действием переменного тока. Переменный ток разрушает спиральное влияние жидкого кристалла. Когда течение будет повернуто, жидкокристаллический дисплей станет ярче или прозрачным. Этот тип жидкокристаллического дисплея обыкновенно использован в ноутбуках и дешевых жидкокристаллических дисплеях. Другой тип жидкокристаллического дисплея который часто использован в жидкокристаллических дисплеях высоко-определения или широкомасштабные телевидения жидкого кристалла что когда сила повернута, жидкокристаллический дисплей в непрозрачном государстве.

Для сохранения силы, жидкокристаллический дисплей принимает метод передавать по мультиплексу. В передавая по мультиплексу режиме, электроды на одном конце соединены совместно в группах, и каждая группа в составе электроды соединена с электропитанием, и электроды на другом конце также соединены в группах, и соединяются каждую группу с электропитанием. На одном конце, собирая дизайн обеспечивает что каждый пиксел проконтролирован независимым электропитанием, и электронное устройство или программное обеспечение управляя управлениями электронного устройства дисплей пиксела путем контролировать включено-выключено последовательность электропитания.

Метрическая система мер для проверки мониторов LCD включает следующие важные аспекты: размер дисплея, время на ответ (тариф синхронизации), тип массива (активный и пассивный), угол наблюдения, поддержанные цвета, яркость и контраст, разрешение и коэффициент сжатия, и интерфейсы входного сигнала (как интерфейсы зрения и массивы видео-дисплея).

Краткая история

В 1888, австрийский химик Friedrich Leinitzer открыл жидкие кристаллы и их особенные физические свойства.

Первый действующий жидкокристаллический дисплей был основан на динамическом режиме разбрасывать (DSM), который был начат группой приведенной Джордж Hellman Радио Корпорации Америки. Hellmann основало Optech, компанию которая начала серию жидкокристаллических дисплеев основанных на этой технологии.

В декабре 1970, закрутк-нематическое влияние поля жидких кристаллов было зарегистрировано как патент в Швейцарии Zander и Helfrich на лаборатории Hoffmann-Leroc центральной. Но в 1969 предыдущий год, Джеймс Ferguson открыл закрутк-нематическое влияние поля жидких кристаллов на государственном университете Кента в Огайо, США, и зарегистрировал такой же патент в Соединенных Штатах в феврале 1971. В 1971, ILIXCO произвело первый жидкокристаллический дисплей основанный на этой характеристике, которая заменила более плохой тип жидкокристаллический дисплей DSM. Оно был только после 1985 что открытие имело коммерчески значение. В 1973, Остр Корпорация Японии использовали их в первый раз для того чтобы сделать цифровые дисплеи электронных калькуляторов. В 2010s, мониторы LCD стали основным дисплейным устройством для всех компьютеров.

Принцип дисплея

информационная система В-корабля для автомобилей

Линия экран Yamanote МЛАДШЕГО восточная данным по деятельности

В отсутствии напряжения тока, свет путешествует вдоль зазора молекул жидкого кристалла и повернет 90 градусов, поэтому свет может пройти. Но после добавления напряжения тока, свет идет прямо вдоль зазора молекул жидкого кристалла, поэтому свет прегражен фильтровальной пластинкой.

Жидкий кристалл вещество с характеристиками подачи, настолько только очень небольшая сила можно приложить для того чтобы сделать движение молекул жидкого кристалла. Принимающ самый общий нематический жидкий кристалл в качестве примера, молекулы жидкого кристалла могут легко повернуть молекулы жидкого кристалла действием электрического поля. Оптически ось жидкого кристалла довольно последовательна со своей молекулярной осью, поэтому она может произвести оптически влияния. Когда электрическое поле приложило к жидкому кристаллу извлекает и исчезает, жидкий кристалл будет использовать свои собственные упругость и выкостность для восстановления молекул жидкого кристалла очень быстрого. Государство прежде чем электрическое поле будет приложено.

Transmissive и отражательные дисплеи

Жидкокристаллические дисплеи могут быть transmissive или отражательны, в зависимости от куда источник света помещен.

Transmissive LCDs загорены источником света за одним экраном, пока просмотр с другой стороны (фронт) экрана. Этот тип LCD главным образом использован в применениях которые требуют дисплеев высоко-яркости, как мониторы компьютера, PDAs, и сотовых телефонах. Расход энергии освещая приборов используемых для того чтобы осветить жидкокристаллический дисплей клонит быть выше чем это само из жидкокристаллического дисплея.

Отражательные жидкокристаллические дисплеи, обыкновенно находи, что в электронных часах и калькуляторах, (иногда) отразить внешний огонь назад для того чтобы осветить экран диффузной отражательной поверхностью на задней части. Этот тип LCD имеет более сверхконтрастный коэффициент, потому что светлые пропуски через жидкий кристалл дважды, поэтому он отрезаны дважды. Не используя приборы освещения значительно уменьшает расход энергии, так приборы которые используют батареи будут продолжать более длиной на батареях. Потому что небольшие отражательные жидкокристаллические дисплеи уничтожают настолько меньшую силу что фотогальванический элемент достаточно, который нужно привести их в действие, они часто использованы в калькуляторах кармана.

Жидкокристаллические дисплеи Transflective можно использовать и как transmissive и отражательные типы. Когда внешний огонь достаточен, жидкокристаллический дисплей работает как отражательный тип, и когда внешний огонь недостаточен, его можно также использовать как transmissive тип.

дисплей цвета

Структура субпикселя жидкокристаллического дисплея цвета

Сигнал пиксела на LCD

Технология LCD также изменяет яркость согласно величине напряжения тока, и цвет показанный каждым элементом подводн-изображения LCD зависит от процесса отбора цвета. Сам с жидкого кристалла не имеет никакой цвет, цветные поглотители использовано для генерации различных цветов вместо элементов подводн-изображения. Элементы подводн-изображения могут только отрегулировать серый масштаб путем контролировать интенсивность света проходя до конца. Только немного активных дисплеев матрицы используют управление аналогового сигнала, и использована большинств технология управлением цифрового сигнала. Большинств цифров контролируемые LCDs используют восьмибитовый регулятор который может произвести 256 серых шкал. Каждый подводн-элемент может представить 256 уровней, поэтому вы можете получить 2563 цвета, и каждый элемент может представить 16 777 216 цветов. Потому что восприятие человеческого глаза яркости не изменяет линейно, и человеческий глаз более чувствителен к изменениям в низкой яркости, эта 24 сдержанных хроматичности не может полно соотвествовать идеальные. Инженеры используют метод регулировки напряжения тока ИМПа ульс для того чтобы сделать изменения цвета посмотреть более равномерными.

В цвете LCD, каждый пиксел разделен в 3 клетки, или подводн-пикселы, с дополнительными фильтрами для того чтобы обозначить красный, зеленый, и голубой. 3 подводн-пиксела можно независимо контролировать, и соответствуя пикселы могут произвести тысячи или даже миллионы цветов. Более старые CRTs показывают цвета таким же образом. Компоненты цвета аранжированы согласно различной геометрии пиксела как необходимы.

Активные и пассивные массивы

Жидкокристаллические дисплеи, которые обыкновенно использованы в электронных дозорах и компьютерах кармана, составлены немного этапов, и каждого этапа имеют одиночный контакт электрода. Внешняя преданная цепь снабжает электрический заряд каждый блок управления, и эта структура дисплея может быть громоздка когда много блоков индикатора (например жидкостные дисплеи). Небольшие monochrome дисплеи, как пассивные жидкокристаллические дисплеи массива на PDAs или более старых дисплеях ноутбука, которые прикладывают супер переплетенную технологию нематического (STN) или двойного слоя супер переплетенную нематическую (DSTN) (DSTN исправляют отступление цвета STN).

Каждые строка или столбец на дисплее имеют независимую цепь, и положение каждого пиксела также определено строкой и столбцом в то же время. Этот тип дисплея вызван «пассивный массив», потому что каждый пиксел необходимо также вспомнить перед уточнением. В их соответственно государствах, никакая стабилизированная поставка обязанности в пиксел в это время. По мере того как число повышений пикселов, так делает относительное число строк и столбцов. Этот метод дисплея будет более трудным для использования. Жидкокристаллические дисплеи сделанные с пассивными массивами охарактеризованы очень медленными временами на ответ и низкими факторами контрастности.

Настоящие дисплеи цвета высоко-разрешения, как мониторы компьютера или телевидения, активные массивы. Жидкокристаллические дисплеи транзистора тонкого фильма добавлены к поляризаторам и цветным поглотителям. Каждый пиксел имеет свой собственный транзистор, позволяющ манипуляции одиночного пиксела. Когда линия столбца будет повернута дальше, все линии строки будут соединены со всем столбцом (строкой) пикселов, и каждая линия строки будет управляться с правильным напряжением тока, эта линия столбца будет повернута и другой столбец (строка) будет повернут дальше. В полной деятельности обновления экрана, все линии столбца будут раскрыты во временном ряде. Активный дисплей массива одинакового размера покажется ярче и более острым чем пассивный дисплей массива, и имеет более короткое время на ответ.

проверка качества

Некоторые панели LCD содержат неполноценные транзисторы которые причиняют постоянные яркие и темные пятна. Не похож на IC, панель LCD может все еще показывать нормально даже если мертвые пикселы, которые могут избежать отхода сбрасывать панель LCD которая гораздо больше чем зона IC должная к только немного мертвых пикселов. Изготовители панели имеют различные критерии для определять мертвые пикселы.

Из-за их крупноразмерного, панели LCD более прональны к дефектам чем монтажные платы IC. Например, 12 дюйма SVGA LCD имеет пикселы 8 мертвых, пока вафля 6 дюймов имеет только 3 дефекта. Однако, 3 утиля на вафле которую можно разделить в 137 ICs нет очень плохи, и сбрасывающ эту панель LCD значат выход 0%. Должный к яростной конкуренции среди изготовителей, был поднят настоящий стандарт проверки качества. Если экран LCD имеет четыре или больше мертвых пикселов, то легче обнаружить, поэтому клиенты могут попросить новое одно. Расположение мертвых пикселов экрана LCD также не незначительно. Изготовители часто понижают стандарты путем разрушать пикселы в разбивочной зоне дисплея. Некоторые изготовители предлагают нул мертвых гарантий пиксела.

расход энергии

Активные жидкокристаллические дисплеи матрицы имеют меньше электропитания чем CRTs. На самом деле, стало стандартным дисплеем для портативных приборов, от PDAs к ноутбукам. Но эффективность технологии LCD все еще слишком низка: даже если вы показываете дисплей белый, меньше чем 10% из светлого испущенного от источника света предпосылки проходит через дисплей, и остатки поглощены. Поэтому, настоящий расход энергии нового плазменного дисплея ниже чем это из жидкокристаллического дисплея такой же области.

PDAs как ладонь и CompaqiPAQ часто используют отражательные дисплеи. Это значит что рассеянный свет входит в дисплей, пропуски через поляризовыванный слой жидкого кристалла, ударяет отражательный слой, и отражены, что назад показывает изображение. Оценено что 84% из света поглощено в процессе, настолько только 1/6 из света активно, который, пока все еще в потребности улучшения, достаточно обеспечить необходимо контраст для визуального видео. Односторонние отражательные и отражательные дисплеи делают его возможным использовать жидкокристаллические дисплеи с минимальным энергопотреблением под различными освещая условиями.

Дисплей силы нуля

1. Поляризатор поляризовывает свет случая в вертикальном направлении;

2. Прозрачные электроды с окисью олова индия (ITO) на стеклянных субстратах. Форма прозрачного электрода определит адрес темного цвета без света проходя до конца после поворачивать дальше силу жидкокристаллического дисплея. Вертикальные нашивки вытравлены на субстрате, так как направление выравнивания кристаллов подводн-жидкости находится в таком же направлении как поляризовыванный свет случая;

3. Переплетенный нематический жидкий кристалл (TN);

4. Стеклянный субстрат с общим прозрачным фильмом электрода (ITO), горизонтальные нашивки вытравлен на субстрате, так, что направление выравнивания жидкого кристалла станет горизонтальным;

5. Горизонтально отклоненный поляризатор, который может преградить или позволить свет пройти до конца;

6. Отражательные поверхности отражают светлую заднюю часть к наблюдателю.

В 2000, дисплей нул-силы был начат который не требует электричества когда в положении боевой готовности, но эта технология нет в настоящее время в массовом производстве. Другая технология LCD нул-силы тонкая была начата Nemoptic Франции, которое былопроизведено в Тайване в июле 2003. Эта технология целится маломощные мобильные устройства как e-книги и ноутбуки. Нул-сила LCDs также состязается с e-бумагой.

TFT-LCD

Основные статьи: Тонкопленочные жидкокристаллические дисплеи и TFTs транзистора

TFT-LCD аббревиатура жидкокристаллического дисплея транзистора тонкого фильма (жидкокристаллического дисплея транзистора тонкого фильма).