LCD nasıl çalışır?
Dizüstü bilgisayarlardan dijital saatlere kadar tüm ekranlara aşina iseniz, büyük olasılıkla LCD, likit kristal ekranın kısaltması ile temasa geçmişsinizdir. LCD ekranlar ve LCD teknolojileri son birkaç on yılda önem kazandı, özellikle daha önce popüler olan katot ışın tüpünü (CRT) geride bırakıyor, çünkü ekranın yüzeyinin altındaki incelikler kalite ve verimlilik açısından gelişti.
LCD Teknolojisi hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:
Sıvı Kristaller nelerdir?
LCD paneller düz panel ekranlar olarak kategorize edilebilir. Onları diğer görüntüleme teknolojilerinden farklı kılan, içindeki sıvı kristal malzeme tabakasıdır. Bu ince katmanda, sıvı kristal moleküller iki cam substrat arasında hizalanır. Bu substratların her birinin iç yüzeylerinde, elektronlar gibi yük taşıyıcıları kontrol eden ve daha sonra sıvı kristallerle etkileşime giren ve bunların içinden geçen bir elektrik alanı yaratan elektrotlar bulunur; bu da kristallerin hizasını değiştirebilir ve ayrıca moleküllerin genel davranışını da değiştirebilir. Alt tabakanın karşı taraflarında, ekranın genel görüntüsünü etkileyen ışık geçiş seviyelerini kontrol etmek için polarizörler kullanılır.
Sıvı Kristal Ekranlar Nasıl Çalışır?
CRT monitörlerin aksine LCD monitörler kendilerini aydınlatamazlar. ve böylece bir ışık kaynağına ihtiyaç duyarlar: arka ışık. Bu arka ışık, çoğunlukla ışık yayan diyotları temsil eden iyi bilinen LED'lerden yapılır. Arka ışıktan kaynaklanan ışık, arka polarizör ve arka alt tabakadan sıvı kristallere taşınır. Şimdi, ışık dalgaları çeşitli şekillerde davranabilir. LCD ekranlarda kullanılan arka ışık, LED (Işık Yayan Diyot) arka ışığı veya CCFL (Soğuk Katot Floresan Lamba) arka ışığı olabilir. LED arka ışıklar, daha popüler hale gelen daha az güç kullanır, CCFL ise büyük LCD TV gibi büyük boyutlu LCD ekranlar için daha düşük maliyetlidir. Son zamanlarda, LCD kontrastını artırmak için kuantum noktaları teknolojisi kullanılmaktadır.
Elektrotlar, sıvı kristal davranışını ve dolayısıyla ışık davranışını kontrol eden faktörlerdir. Kristal tabakaya bir akım ileterek veya iletmeyerek ışık, sıvı kristallerden polarizörden geçişe izin verecek şekilde geçebilir veya geçemeyebilir. Bu rol nedeniyle, elektrotlar LCD'ler genellikle indiyum kalay oksitten yapılır (İTO). ITO, iyi iletken özelliklere sahiptir ve günümüzde ekranların görünümü için gerekli olan şeffaf bir elektrot da yapabilir.
Elektrotların sıvı kristal hizalamasını nasıl etkilediği, kullanılan hizalama yöntemine bağlı olarak değişebilir (bükülmüş nematematik, çoklu alan, uçakta sbüyüleyici). Örneğin, bükülmüş nematik sıvı kristaller, katmandan geçen ışığı polarize eden hiçbir elektrik alanı olmadığında bir bükülme içinde yönlendirilir; elektrotlar alanı tam olarak uyguladığında, bükülme düzleşecek, artık ışığı polarize etmeyecek ve böylece ışık geçmeyecektir. Bu hizalama türlerinin her birinde, elektrotlar yapı içinde farklı şekilde yerleştirilir, görüntüleme açısının genişliği, güç tüketimi ve tepki süresi gibi ekranın özelliklerini değiştirerek. Bu farklı hizalama yöntemlerine rağmen, sıvı kristal katmanın amacı aynı kalır: polarize ışığın ekranın yüzeyinden geçmesi için ışığı polarize etmek. Arka ışıktan iletilen ışığı polarize ederek, sıvı kristal moleküller, ışığın ne kadarının polarize filtrelerden geçtiğinde, hepsi, hiçbiri veya kısmi bir miktar olmasında rol oynar.
Fotoğraf Kredisi: Nezaket HamRadioSchool.com
Renkli ekranlar için, polarizasyon ve polarizör ile etkileşim arasında ek bir adım vardır. Kristal katmanda polarizasyondan sonra ışık bir RGB (kırmızı yeşil mavi) renk filtresinden geçer. LCD ekranlar, hareketli veya sabit görselleri görüntülemek için ayrı pikseller kullanarak çalışır. Her piksel, pikselin alt piksellerinden biriyle ilişkilendirilmiş her rengin filtresiyle RGB renk filtresi tarafından karıştırılan bir rengi görüntüler. Alt pikseller, ışığın derecesinin belirlendiği yerdir, dolayısıyla ilgili rengin belirginlik derecesini etkiler. Bir piksel altında birleştirilen alt piksel gruplarıyla, RGB renkleri bir piksel rengi oluşturmak için belirli bir şekilde karışacak ve daha sonra diğer piksellerle birlikte çalışarak en sonunda görüntüleme cihazında görülen görüntüyü oluşturacaktır.
CRT'den farklı olarak, LCD ekranların yanması kurtarılabilir.
LCD Ekran Nasıl Yapılır?
Bir LCD oluşturmak için iki cam alt tabaka hazırlanır. Bir substrat üzerinde, ITO tipik olarak şeffaf ancak iletken bir katman (elektrot katmanı) oluşturmak üzere biriktirilir. Silisyum daha sonra transistör parçalarıyla birlikte ITO katmanının üstünde biriktirilir. Diğer katmanda, renk filtresi RGB renkli noktalar kullanılarak yapılır. Sıvı kristal daha sonra ilk tabakadan yapılan transistör hücrelerine küçük miktarlarda damlatılır ve iki cam substrat bir araya getirildiğinde bir yapıştırıcı olarak kullanılır ve transistör hücreleri renk filtreleriyle tam olarak hizalanır. Son olarak, her iki katmana da polarizör film eklenir.
LCD Türleri ve Kullanım Alanları Nelerdir?
İlk gelişmeden bu yana LCD, pikseller ve ekrana gelen genel sinyal arasındaki iletişimi düzenleyen matris teknolojileri, daha yüksek çözünürlük, daha hızlı ve daha keskin görüntüler sağlamak için gelişti. Aktif matris geliştirilmeden önce pasif matris kullanılmıştır. bu pasif matris LCD'ler piksel bilgilerini korumak için aktif sürüş devresi kullanmadı ve bir görüntü yenileneceği zaman, ancak o zaman bir sinyal gönderildi. Bu, gösterilen görüntüler değiştiğinde veya hareket ederken yavaş ve lekeli görüntülere neden oldu. Ancak, giriş aktif matpilav görüntüler ekran endüstrisinde devrim yarattı. Hareketli görüntüler artık çok daha netti ve değişen görüntülere daha hızlı yanıt vererek daha kaliteli görüntülere olanak tanıyordu. Aktif matris LCD'ler (AMLCD) her piksel içindeki sürüş devresinin aktif ve bağımsız bakımı nedeniyle tüketiciler için son derece çekici olduğunu kanıtladı ve bu nedenle bilgisayar monitörleri, TV'ler ve akıllı telefonlar gibi yüksek çözünürlüklü ekranlar için baskın teknoloji haline geldi.
AMLCD'ler en sık olarak ince film transistörlerle yapılır (TFT'ler). TFT LCD'deki transistörler, komşu piksellerle etkileşim olmaksızın bir piksel içindeki sinyalin aktif bakımını sağlayarak onları çoğu AMLCD'nin önemli bir parçası haline getirir. Her piksel, şeffaf iletken ITO katmanları arasına sıkıştırılmış bir yalıtkan sıvı kristal katmanına sahip küçük bir kapasitördür.
Daha önce bahsedildiği gibi, sıvı kristal tabakayı hizalamanın çeşitli yolları vardır ve bu tekniklerin her biri farklı türde bir LCD oluşturur. Örneğin, TN LCD, daha ucuz ama aynı zamanda daha hızlı seçeneklerden biri olarak, hızlı grafik yenileme hızları ve yanıt süreleri için talep olan oyun ekranlarında çok kullanışlı hale geldi.
LCD teknolojisi otomotiv endüstrisinde de amaç buldu (araba gösterge paneli ve ekran görüntüleri) ve tıp endüstrisi (radyoloji görüntüleme).
LCD Teknolojisi Karşılaştırması: O Zaman ve Şimdi
Daha önce de belirtildiği gibi, LCD'ler ekranı ve piksellerini aydınlatmak için bir arka ışığa güvenir. 1960'larda ilk oluşturulan LCD'den bu yana durum böyle olmuştur. Onlarca yıl sonra, ekranlar boyut ve çözünürlük açısından oldukça sınırlıydı. Renkler o kadar dinamik değildi.
1980'lerde, ilk 14 inç tam renkli TFT LCD gibi daha büyük ölçekli ekranlar yapıldı. O zamandan beri teknoloji, gelişen akıllı telefonlar ve TV ekranlarının çeşitliliği ile bugün gördüğümüz şeye hızla büyümeye devam etti.
Son yıllarda organik LED (OLED) teşhir doğasında ve potansiyelinde önemli ölçüde büyümüştür. OLED ekranlar, LCD'lerin sahip olmadığı avantajlara sahiptir. Küçük moleküller veya polimerler, OLED'in arkadan aydınlatmaya ihtiyacı yoktur; daha ziyade, her pikselin kendi organik ışık üretme yetenekleri vardır. Bu, LCD ile karşılaştırıldığında yalnızca OLED'in kalınlığını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda daha derin siyahlar ve daha yüksek kontrast oranları sağlar. Yapısal olarak, arka ışığın yanı sıra, her ikisi de pasif veya aktif matrisleri kullanabildiğinden, her ikisi de genellikle TFT katmanları içerdiğinden ve her ikisi de şeffaf yapılabildiğinden, iki ekran benzerdir. Yapı söz konusu olduğunda OLED'in LCD'ye göre başka bir avantajı daha vardır; Arka ışık olmadan esnek hale getirilerek katlanabilir akıllı telefonlarda olduğu gibi daha yeni, daha gelişmiş ekranlara izin verilir.