Flüssigkristallanzeigen-Strukturdiagramm

Jedes Pixel einer Flüssigkristallanzeige besteht aus den folgenden Teilen: eine Schicht Flüssigkristallmoleküle verschoben zwischen zwei transparenten Elektroden (Indiumzinnoxid) und zwei Polarisationsfilter, deren Polarisierungsrichtungen miteinander auf den äußeren Seiten der zwei Seiten senkrecht sind. Ohne den Flüssigkristall zwischen den Elektroden, würde das helle Überschreiten durch einen der Polarisationsfilter zum zweiten Polarisator polarisiertes genau Senkrecht sein und folglich blockiert vollständig. Aber, wenn die Polarisationsrichtung des Lichtes überschreiten durch einen Polarisationsfilter durch den Flüssigkristall gedreht wird, dann es kann durch den anderen Polarisationsfilter überschreiten. Die Rotation des Flüssigkristalls auf der Polarisationsrichtung des Lichtes kann durch ein elektrostatisches Feld gesteuert werden, dadurch sie verwirklicht sie die Steuerung des Lichtes.

Flüssigkristallmoleküle werden leicht durch ein externes elektrisches Feld beeinflußt, um verursachte Gebühren zu erzeugen. Eine kleine Menge der Gebühr wird der transparenten Elektrode jedes Pixels oder Unterpixels hinzugefügt, um ein elektrostatisches Feld zu erzeugen, und die Moleküle des Flüssigkristalls werden durch das elektrostatische Feld verursacht, um eine elektrische Ladung zu verursachen und elektrostatische Drehung zu erzeugen, die die ursprüngliche Rotationsanordnung für die Flüssigkristallmoleküle ändert. Die Größe der Rotation durch das Licht. Ändern Sie den Winkel, damit er durch den Polarisationsfilter überschreiten kann.

Bevor die Gebühr auf die transparente Elektrode zugetroffen wird, wird die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle durch die Ausrichtung der Elektrodenoberfläche bestimmt, und die chemische Oberfläche der Elektrode tritt als ein Samen für den Kristall auf. Im allgemeinsten TN-Flüssigkristall werden die oberen und untereren Elektroden des Flüssigkristalls vertikal vereinbart. Die Flüssigkristallmoleküle werden in einer Spirale vereinbart, und das Licht, das durch einen Polarisationsfilter überschreitet, dreht sich in die Polarisationsrichtung, nachdem es durch den Flüssigkristallchip überschritten hat, damit es durch die andere Polarisierungsplatte überschreiten kann. Ein kleiner Teil des Lichtes wird durch den Polarisator während dieses Prozesses blockiert und aussieht von der Außenseite grau. Nachdem die Gebühr auf die transparente Elektrode zugetroffen ist, sind die Flüssigkristallmoleküle fast vollständig parallel zu der Richtung des elektrischen Feldes ausgerichtet, also wird die Polarisationsrichtung des Lichtes, das durch einen Polarisationsfilter überschreitet, nicht gedreht, also wird das Licht vollständig blockiert. An diesem Punkt schaut das Pixel schwarz. Indem man die Spannung steuert, kann der Verzerrungsgrad der Anordnung für die Flüssigkristallmoleküle gesteuert werden, um verschiedene Grayscales zu erzielen.

Etwas Flüssigkristallanzeigen drehen sich schwarz unter der Aktion des Wechselstroms. Der Wechselstrom zerstört den schraubenartigen Effekt des Flüssigkristalls. Wenn der Strom abgestellt wird, wird die Flüssigkristallanzeige heller oder transparent. Diese Art der Flüssigkristallanzeige ist in den Notebooks und in den billigen Flüssigkristallanzeigen allgemein verwendet. Eine andere Art Flüssigkristallanzeige, die in den hochauflösenden Flüssigkristallanzeigen häufig benutzt ist, oder umfangreiche Flüssigkristallfernsehen dass ist, wenn der Strom abgestellt wird, die Flüssigkristallanzeige ist in einem undurchsichtigen Zustand.

Um Energie zu sparen, nimmt die Flüssigkristallanzeige die Methode der Mehrkanalausrüstung an. Im Mehrkanalausrüstungsmodus werden die Elektroden bei einem Ende zusammen in den Gruppen angeschlossen, und jede Gruppe Elektroden wird an eine Stromversorgung angeschlossen, und die Elektroden am anderen Ende werden auch in den Gruppen angeschlossen, und jede Gruppe wird an die Stromversorgung angeschlossen. An einem Ende garantiert der Gruppierungsentwurf, dass jedes Pixel durch eine unabhängige Stromversorgung gesteuert wird, und das elektronische Gerät oder die Software, die das elektronische Gerät fährt, steuert die Anzeige des Pixels, indem sie die AN/AUS-Reihenfolge der Stromversorgung steuern.

Metriken für das Überprüfen von LCD-Monitoren umfassen die folgenden wichtigen Aspekte: Anzeigengröße, Antwortzeit (Synchronisierungsrate), Feldtyp (aktiv und passiv), Betrachtenwinkel, gestützte Farben, Helligkeit und Kontrast, Entschließung und Längenverhältnis und eingegebene Schnittstellen (wie Visionsschnittstellen und Videodarstellungsreihen).

Kurze Geschichte

Im Jahre 1888 entdeckte österreichischer Chemiker Friedrich Leinitzer Flüssigkristalle und ihre speziellen physikalischen Eigenschaften.

Die erste funktionelle Flüssigkristallanzeige basierte auf dynamischem Zerstreuenmodus (DSM), der von einer Gruppe entwickelt wurde, die von George Hellman von Radio Corporation von Amerika geführt wurde. Hellmann gründete Optech, eine Firma, die eine Reihe Flüssigkristallanzeigen entwickelte, die auf dieser Technologie basierten.

Im Dezember 1970 wurde der Drehbeschleunigung-nematische Feldeffekt von Flüssigkristallen als Patent in der Schweiz durch Zander und Helfrich am zentralen Labor Hoffmann-Leroc registriert. Aber im Jahre 1969 entdeckte das Jahr zuvor, James Ferguson den Drehbeschleunigung-nematischen Feldeffekt von Flüssigkristallen bei Kent State University in Ohio, USA und registrierte das gleiche Patent in den Vereinigten Staaten im Februar 1971. Im Jahre 1971 produzierte ILIXCO die erste Flüssigkristallanzeige, die auf dieser Eigenschaft basierte, die die schlechtere DSM-Art Flüssigkristallanzeige ersetzte. Es war nur, nach 1985 dass die Entdeckung Marktwert hatte. Im Jahre 1973 Japans verwendeten Sharp Corporation es zum ersten Mal, um Digitalanzeigen von den Rechnern zu machen. Im 2010s sind LCD-Monitoren das Primärsichtanzeigegerät für alle Computer geworden.

Anzeigenprinzip

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In Ermangelung der Spannung reist das Licht entlang den Abstand der Flüssigkristallmoleküle und dreht 90 Grad um, also kann das Licht überschreiten. Aber, nachdem es die Spannung addiert hat, geht das Licht gerade entlang den Abstand der Flüssigkristallmoleküle, also wird das Licht durch die Filterplatte blockiert.

Flüssigkristall ist eine Substanz mit Flusseigenschaften, so nur eine sehr kleine Kraft kann angewendet werden, um die Flüssigkristallmolekülmaßnahme zu treffen. Den allgemeinsten nematischen Flüssigkristall als Beispiel nehmend, können die Flüssigkristallmoleküle die Flüssigkristallmoleküle durch die Aktion des elektrischen Feldes leicht drehen. Die optische Achse des Flüssigkristalls ist mit seiner molekularen Achse ziemlich in Einklang, also kann sie optische Effekte produzieren. Wenn das elektrische Feld, das am Flüssigkristall angewendet wird, entfernt wird und verschwindet, verwendet der Flüssigkristall seine eigene Elastizität und Viskosität, um die Flüssigkristallmoleküle sehr schnell wieder herzustellen. Der Zustand, bevor das elektrische Feld angewendet wird.

Transmissive und reflektierende Anzeigen

Flüssigkristallanzeigen können sein transmissive oder reflektierend, abhängig von, wo die Lichtquelle gesetzt wird.

Transmissive LCDs werden durch eine Lichtquelle hinter einem Schirm belichtet, während Betrachtung auf der anderen Seite (Front) des Schirmes ist. Diese Art von LCD wird größtenteils in den Anwendungen, die Hochhelligkeitsanzeigen, wie Computermonitoren, PDAs erfordern, und in den Handys benutzt. Die Leistungsaufnahme der beleuchtenden Geräte, die benutzt werden, um die Flüssigkristallanzeige zu belichten, neigt, als die der Flüssigkristallanzeige selbst höher zu sein.

Die reflektierenden Flüssigkristallanzeigen, allgemein gefunden in den elektronischen Uhren und in den Taschenrechnern, (manchmal) reflektieren externes Licht zurück zu belichten den Schirm durch eine verbreitete reflektierende Oberfläche an der Rückseite. Diese Art von LCD hat ein hochauflösenderes Verhältnis, weil die hellen Durchläufe durch den Flüssigkristall zweimal, also sie zweimal geschnitten werden. Nicht unter Verwendung der Beleuchtungsgeräte verringert erheblich Leistungsaufnahme, so Geräte, die Batterien dauern länger auf Batterien benutzen. Weil kleine reflektierende Flüssigkristallanzeigen so wenig Energie verbrauchen, dass eine Solarzelle genug ist, zum sie anzutreiben, sind sie in den Taschenrechnern häufig benutzt.

Transflective-Flüssigkristallanzeigen können als transmissive und reflektierende Arten benutzt werden. Wenn das externe Licht genügend ist, arbeitet die Flüssigkristallanzeige als reflektierende Art, und wenn das externe Licht unzulänglich ist, kann sie als transmissive Art auch benutzt werden.

Farbbildschirm

Eine Subpixel-Struktur der Farbe flüssiger Crystal Display

Pixellautes summen auf LCD

Die LCD-Technologie ändert auch die Helligkeit entsprechend der Größe der Spannung, und die Farbe, die durch jedes Unterbildelement des LCD angezeigt wird, hängt vom Farbprüfverfahren ab. Seit dem Flüssigkristall hat selbst keine Farbe, Farbfilter werden verwendet, um verschiedene Farben anstelle der Unterbildelemente zu erzeugen. Die Unterbildelemente können die Graustufen nur justieren, indem sie die Intensität des Lichtes durch überschreiten steuern. Nur einige aktive Matrixanzeigen verwenden Analogsignalsteuerung, und die meiste Digital-Signalsteuerungstechnik wird eingesetzt. Die meisten digitalgesteuerten LCDs benutzen einen Achtstückchenprüfer, der 256 Grayscales erzeugen kann. Jedes Unterelement kann 256 Niveaus darstellen, also können Sie 2563 Farben erhalten, und jedes Element kann 16.777.216 Farben darstellen. Weil die Vorstellung des menschlichen Auges der Helligkeit nicht linear ändert und das menschliche Auge für Änderungen in der niedrigen Helligkeit empfindlicher ist, kann diese 24 gebissene Farbart die idealen Bedingungen nicht völlig erfüllen. Ingenieure wenden die Methode der Impulsspannungsanpassung an, um die Farbeänderungen vorzunehmen, einheitlicher zu schauen.

In einer Farbe LCD, wird jedes Pixel in drei Zellen oder Unterpixel unterteilt, mit zusätzlichen Filtern, um grün, und blau zu beschriften rot. Die drei Unterpixel können unabhängig gesteuert werden, und die entsprechenden Pixel können Tausenden oder sogar Millionen Farben erzeugen. Ältere CRTs zeigen Farben ebenso an. Die Farbkomponenten werden entsprechend verschiedenen Pixelgeometrie vereinbart, wie gebraucht.

Aktive und passive Reihen

Flüssigkristallanzeigen, die in den elektronischen Uhren und in den Palmtopen allgemein verwendet sind, werden aus eine geringe Anzahl Segmenten und jedem Segment hat einen einzelnen Elektrodenkontakt verfasst. Eine externe Mietleitung stellt elektrische Ladung zu jedem Steuergerät zur Verfügung, und diese Anzeigenstruktur kann lästig sein, wenn es viele Display-Units gibt (z.B. flüssige Anzeigen). Kleine Mono-Bildschirme, wie passive Reihenflüssigkristallanzeigen auf PDAs oder ältere Notebookanzeigen, die super verdrehte super verdrehte nematische (DSTN) Technologie der nematischen (STN) oder Doppelschicht anwenden (DSTN korrigiert die Farbabweichung von STN).

Jede Reihe oder Spalte auf der Anzeige hat einen unabhängigen Stromkreis, und die Position jedes Pixels wird auch durch eine Reihe und eine Spalte gleichzeitig spezifiziert. Vor der Aktualisierung, diese Art der Anzeige wird eine „passive Reihe“ genannt, weil an jedes Pixel auch erinnert werden muss. In ihren jeweiligen Zuständen gibt es keine stabile Gebührenversorgung pro Pixel diesmal. Wie die Anzahl von Pixelzunahmen, so die relative Anzahl von Reihen und Spalten tut. Diese Anzeigenmethode wird schwieriger zu verwenden. Die Flüssigkristallanzeigen, die mit passiven Reihen gemacht werden, werden durch sehr langsame Antwortzeiten und Verhältnisse des schwachen Kontrastes gekennzeichnet.

Gegenwärtige hochauflösende Farbbildschirme, wie Computermonitoren oder Fernsehen, sind aktive Reihen. Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeigen werden Polarisatoren und Farbfiltern hinzugefügt. Jedes Pixel hat seinen eigenen Transistor und erlaubt Manipulation eines einzelnen Pixels. Wenn eine Spaltenlinie eingeschaltet wird, werden alle Reihenlinien an eine ganze Spalte (Reihe) von Pixeln angeschlossen, und jede Reihenlinie wird mit der korrekten Spannung gefahren, wird diese Spaltenlinie abgestellt und die andere Spalte (Reihe) wird eingeschaltet. In einer kompletten Schirmaktualisierungsoperation sind alle Spaltenlinien in den Zeitreihen geöffnet. Eine aktive Reihenanzeige der selben Größe sieht heller und schärfer als eine passive Reihenanzeige aus und hat eine kürzere Antwortzeit.

Qualitätskontrolle

Einige LCD-Platten enthalten defekte Transistoren, die dauerhaftes helles und dunkle Flecke verursachen. Anders als IC kann die LCD-Platte noch normalerweise anzeigen, selbst wenn es tote Pixel gibt, die den Abfall der Verschrottung der LCD-Platte, die viel größer, als ist der IC-Bereich vermeiden können wegen nur einiger toter Pixel. Plattenhersteller haben verschiedene Kriterien für die Bestimmung von toten Pixeln.

Wegen ihres großeren sind LCD-Gremien für Defekte als IC-Leiterplatten anfälliger. Zum Beispiel hat ein 12 Zoll SVGA LCD 8 tote Pixel, während ein 6-Zoll- Wafer nur 3 Defekte hat. Jedoch ist 3 Schrotte auf einem Wafer, der in 137 IC verteilt werden kann, nicht sehr schlecht, und wegwerfend dieses LCD-Gremium, bedeutet 0% Ertrag. Wegen des heftigen Wettbewerbs unter Herstellern, ist die gegenwärtige Norm der Qualitätskontrolle gehoben worden. Wenn der LCD-Bildschirm vier hat oder totere Pixel, zu ermitteln ist einfacher, also können Kunden um ein Neues bitten. Der Standort der toten Pixel des LCD-Bildschirms ist auch nicht geringfügig. Hersteller senken häufig Standards, indem sie Pixel im Mittelbereich der Anzeige zerstören. Einige Hersteller bieten eine null tote Pixelgarantie an.

Leistungsaufnahme

Aktive Matrixflüssigkristallanzeigen haben weniger elektrische Leistung als CRTs. Tatsächlich ist es die Standardanzeige für tragbare Geräte, von PDAs zu den Notebooks geworden. Aber die Leistungsfähigkeit von LCD-Technologie ist noch zu niedrig: selbst wenn Sie die weiße Anzeige anzeigen, wird weniger als 10% vom hellen ausgestrahlt von den HintergrundLichtquelledurchläufen durch die Anzeige und der Rest absorbiert. Deshalb ist die gegenwärtige Leistungsaufnahme des neuen Plasmabildschirms niedriger als die der Flüssigkristallanzeige des gleichen Bereichs.

PDAs wie Palme und CompaqiPAQ benutzen häufig reflektierende Anzeigen. Dies heißt, dass Umgebungslicht die Anzeige, Durchläufe durch die polarisierte Flüssigkristallschicht, schlägt die reflektierende Schicht und wird reflektiert zurück zu Anzeige ein Bild einträgt. Es wird, dass 84% des Lichtes im Prozess absorbiert wird, so nur Sechstel des Lichtes ist aktiv geschätzt, das, während noch mangels der Verbesserung, genug, den Kontrast zur Verfügung zu stellen ist, der für Sichtvideo benötigt wird. Reflektierende und reflektierende Einweganzeigen machen es möglich, Flüssigkristallanzeigen mit minimalem Energieverbrauch unter verschiedenen beleuchtenden Bedingungen zu benutzen.

Anzeige der nullenergie

1. Der Polarisator polarisiert das Vorfalllicht in der vertikalen Richtung;

2. Transparente Elektroden mit Indiumzinnoxid (ITO) auf Glassubstraten. Die Form der transparenten Elektrode bestimmt die Adresse der dunklen Farbe ohne das Licht, das durch überschreitet, nachdem sie die Energie der Flüssigkristallanzeige eingeschaltet hat. Vertikale Streifen werden auf dem Substrat geätzt, damit die Ausrichtungsrichtung der Unterflüssigkeitskristalle in der gleichen Richtung wie das polarisierte Vorfalllicht ist;

3. Verdrehter nematischer Flüssigkristall (TN);

4. Das Glassubstrat mit einem allgemeinen transparenten Elektrodenfilm (ITO), die horizontalen Streifen werden auf dem Substrat geätzt, damit die Ausrichtungsrichtung des Flüssigkristalls horizontal wird;

5. Horizontal abgelenkter Polarisator, der blockieren oder Licht durch überschreiten lassen kann;

6. Reflektierende Oberflächen reflektieren Licht zurück zu dem Beobachter.

Im Jahre 2000 wurde eine Nullenergieanzeige entwickelt, die Strom wenn nicht in der Bereitschaft erfordert, aber diese Technologie z.Z. nicht in der Massenproduktion ist. Eine andere Nullenergie dünne LCD-Technologie wurde durch Frankreichs Nemoptic entwickelt, das in Taiwan im Juli 2003 in Serienfertigung hergestellt wurde. Diese Technologie visiert Niederleistungstragbare geräte wie Ebücher und Laptops an. Null-Energie LCDs konkurrieren auch mit Epapier.

TFT LCD

Hauptartikel: Dünnfilmtransistorflüssigkristall Anzeigen und TFTs

TFT LCD ist die Abkürzung der Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige (Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige).