Sıvı kristal 1888'de ortaya çıktı ve Avusturyalı botanikçi Leinitz tarafından keşfedilen özel bir madde karışımıdır. Bu madde normal şartlar altında katı ile sıvı arasındadır. Sadece bu değil, aynı zamanda katı ve sıvı maddelerin ikili özelliklerine de sahiptir. , Bu yüzden Sıvı Kristal (sıvı kristal) olarak adlandırılır. Sıvı kristali oluşturan malzeme, merkez olarak karbondan oluşan bir organik bileşiktir.
1.1 Sıvı kristal ekranın gelişimi ve özellikleri
1. Sıvı kristal ekranın geliştirme süreci
Sıvı kristal 1888'de ortaya çıktı ve Avusturyalı botanikçi Leinitz tarafından keşfedilen özel bir madde karışımıdır. Bu madde normal şartlar altında katı ile sıvı arasındadır. Sadece bu değil, aynı zamanda katı ve sıvı maddelerin ikili özelliklerine de sahiptir. , Bu yüzden Sıvı Kristal (sıvı kristal) olarak adlandırılır. Sıvı kristali oluşturan malzeme, merkez olarak karbondan oluşan bir organik bileşiktir. 1963'te Amerika Birleşik Devletleri'ndeki RCA Corporation'dan William, sıvı kristallerin bir elektrik alanının etkisi altında sapacağını keşfetti. Ayrıca sıvı kristallere giren ışığın kırılmaya neden olacağını keşfetti. 1968'de, William'ın ışığın sıvı kristaller tarafından kırıldığını keşfetmesinden beş yıl sonra, RCA's Heil osilatör geliştirme departmanı, dünyanın' resimleri görüntülemek için sıvı kristallerin özelliklerini kullanan ilk ekranını piyasaya sürdü. . Leinitz'in sıvı kristal maddeyi keşfetmesinden tam olarak 80 yıl sonra, iki uygun terim olan"sıvı kristal" ve" ekran" birbirine bağlıydı ve"sıvı kristal ekran (LCD)" sektörün profesyonel terimi oldu. Tabii ki, 1968'de piyasaya sürülen likit kristal ekran hala kararsız ve günlük hayatın pratik uygulamasından hala uzun bir yol var. 1973 yılına kadar İngiliz Üniversitesi profesörü Bay Gray, bifenilin likit kristal teşhirler yapmak için kullanılabileceğini keşfetti ve ardından likit kristal teşhir ürünleri resmi olarak seri üretildi ve sevk edildi. Bu ürün, Japonya'nın's SHARP şirketinin EL-8025 elektronik bilgisayarı için ekran sağladı. O zamandan beri, LCD endüstrisinin yükselişine kademeli olarak katkıda bulunan birçok sıvı kristal uygulaması açıldı.
İkincisi, sıvı kristal ekranın özellikleri
1. Çeşitli görüntüleme cihazlarının özelliklerinin karşılaştırılmasında, sıvı kristal aşağıdaki avantajlara sahiptir:
(1) Düşük voltaj, düşük güç tüketimi
Çok düşük çalışma voltajı, 2~3V olduğu sürece, çalışma akımı yalnızca birkaç mikroamperdir, yani güç tüketimi yalnızca 10-6~10-5 watt/cm2'dir.
(2) Düz yapı
Bir sıvı kristal ekranın temel yapısı, ortasında sıvı kristalle dolu ince bir kutu bulunan iki adet iletken camdır. Bu yapının avantajları şunlardır: bir görüntüleme penceresine en uygun olan yüksek bir açıklık oranı; görüntüleme alanını büyütmek ve küçültmek daha kolaydır; otomatik seri üretim için uygundur ve üretim maliyeti düşüktür; cihaz çok ince, sadece birkaç milimetre kalınlığında.
(3) Pasif ekran tipi
Sıvı kristalin kendisi ışık yaymaz ve görüntüleme amacına, harici ışığı modüle ederek, yani görüntüleme amacına ulaşmak için farklı kontrastlar oluşturmak üzere harici ışığın farklı yansımasına ve iletimine bağlı olarak ulaşır.
(4) Büyük miktarda bilgi göster
Sıvı kristal ekranda, pikseller arasında izolasyon önlemleri almaya gerek yoktur, bu nedenle aynı ekran penceresi alanına daha fazla piksel yerleştirilebilir, bu da yüksek çözünürlüklü bir TV yapmaya elverişlidir.
(5) Renklendirmesi kolay
Genellikle sıvı kristal renksizdir, bu nedenle renk filtresi kolayca renk elde etmek için kullanılabilir.
(6) Uzun ömür
Likit kristalin kendisinin düşük voltajı ve düşük işletme akımı nedeniyle, hemen hemen hiç bozulmaz ve uzun ömürlüdür.
(7) Radyasyon yok, kirlilik yok
CRT ekranlarda X-ışını radyasyonu, PDP ekranlarda yüksek frekanslı elektromanyetik radyasyon var ancak sıvı kristallerde bu tür sorunlar yok.
2. Sıvı kristal ekranın da eksiklikleri var
(1) Ekran görüş açısı küçük
Çoğu sıvı kristal ekranın prensibi, sıvı kristal moleküllerinin anizotropisine dayandığından, farklı yönlerden gelen ışık için yansıtma farklıdır ve görüş açısı küçüktür, sadece 30-40 derecedir. Görüş açısı büyüdükçe kontrast oranı hızla bozulur.
(2) Yavaş tepki hızı
Sıvı kristal ekranlar, çoğunlukla, harici bir elektrik alanının etkisi altında sıvı kristal moleküllerinin düzenlenmesindeki değişikliklere dayanır, bu nedenle tepki hızı, genellikle 100 ila 200 ms olmak üzere, malzemenin viskozitesinden büyük ölçüde etkilenir. Bu nedenle, hızlı hareket eden resimler görüntülenirken sıvı kristallerin kalitesi genellikle iyi değildir.
1.2 Ortak sıvı kristal görüntüleme cihazları
Mevcut sıvı kristal ekranlar üç tipe ayrılabilir: bükümlü nematik (TN), süper bükümlü nematik (STN) ve renkli film (İnce Film Transistörleri; TFT).
—, Bükülmüş Nematik Sıvı Kristal Ekran (TN-LCD)
TN, DSM tipi sıvı kristal malzemeden sonra geliştirilen yeni bir sıvı kristal malzemedir. TN-LCD'nin en büyük özelliği adının"twisted nematic" ile aynı olmasıdır. Sıvı kristal moleküllerinin en üst katmandan en alt katmana doğru düzenlenme yönü tam olarak 90 derecedir. 3D spiral şekli. TN-LCD'nin ortaya çıkışı, bugün LCD geliştirmenin ana yolunun temelini attı, ancak TN-LCD'nin iki büyük eksikliği olduğundan, yani siyah ve beyaz dışındaki tonları gösteremez ve LCD ekran büyüdüğünde ve büyüdüğünde , kontrast daha belirgin hale gelecektir. Kötüleşen durum, çeşitli yeni teknolojilerin birbiri ardına ortaya çıkmasına neden oldu.
2. Süper Bükümlü Nematik Sıvı Kristal Ekran Cihazı (STN-LCD)
STN-LCD'nin ortaya çıkışı, TN-LCD'nin zayıf kontrast sorununu iyileştirmektir. En büyük fark, sıvı kristal moleküllerinin farklı bükülme açılarında ve cam alt tabaka üzerindeki eşleşen katmanın ön eğim açısında ve sıvı kristal moleküllerinin en üst katmandan en alt katmana hizalama yönünde yatmaktadır. 180 dereceden 260 dereceye kadar 3 boyutlu bir spiral olur. Bununla birlikte, STN-LCD, TN-LCD'nin kontrast sorununu iyileştirmiş olsa da, renk performansı hala daha iyi çözülemiyor. Siyah ve beyazın iki tonuna ek olarak, STN-LCD'nin renkleri sadece birkaç turuncu ve sarı-yeşildir. Renk, rengin ifadesi hala tam rengin gereksinimlerini karşılayamıyor, bu yüzden hala mükemmel bir çözüm değil.
3. Renkli film tipi likit kristal görüntüleme cihazı (TFT-LCD)
Renk gereksinimlerini iyileştirmek için iki yeni teknoloji, TSTN (Triple Super Twisted Nematic) ve FSTN (Film Super Twisted Nematic) icat edildi. TSTN ve FSTN'nin temel yapı ilkesi, STN'ninkiyle aynıdır. Aradaki fark, TSTN'nin iki cam levha üzerine renk telafisi için iki film eklemesi, FSTN ise renk telafisi için bir film eklemesidir. TSTN ve FSTN, TN'nin zayıf kontrastını ve STN'nin renk sorununu tamamen iyileştirebilen yüksek çözünürlük ve tam renk avantajlarına sahiptir. Bununla birlikte, TSTN ve FSTN'nin sıvı kristal moleküllerin daha yavaş tepki vermesi sorununa sahip olması üzücü. Büyük miktarda veri gösterirken yüklenememe dezavantajına neden olur, bu nedenle mükemmel bir çözüm değildir. Bu nedenle, bu sorunu çözmek için, sıvı kristal ekranların bir sonraki R&D yönü, sürüş yöntemlerinin geliştirilmesine odaklanır. En eski statik sürüş yöntemi olan aşağıdaki dinamik sürüş yönteminden, saf Matrix sürüş yönteminden Aktif Matris sürüş yöntemine kadar birçok sürüş yöntemi geliştirilmiştir. Bunlar arasında, Aktif Matri sürüş yöntemi, mevcut likit kristal ekranın gelişimi ile en büyük ilişkiye sahiptir. Active Matrix sürüş yönteminin Çince adı, aktif matris sürüş yöntemidir. Bu sürüş yöntemi, orijinal pikselin elektrot kesişimine bir Aktif eleman eklemektir. , Yepyeni bir nokta kontrol modu üretti. Aktif matris sürüş yöntemi iki yönteme ayrılabilir. Bunlardan biri, basit bir Aktif eleman olarak metalin iki tarafı arasında bir yalıtkan tabaka kullanan MIM (Metal Insulator Metal) yöntemidir; diğeri ise TFT (İnce Film Transistör) yöntemidir. TFT yöntemi, piksellerin orijinal olarak düzenlendiği elektrotların kesişim noktasına bir karşı elektrot eklemek ve üç elektrotun kesişimine ince bir Aktif eleman filmi yerleştirmektir. TN-LCD, STN-LCD'den TFT-LCD'ye kadar, likit kristal ekranlar kontrast, çözünürlük ve renk açısından giderek daha iyi hale geliyor ve ürünler giderek daha popüler hale geliyor. Üç tip likit kristal ekran arasında TFT-LCD en büyük pazara sahiptir. Bunun nedeni, dizüstü bilgisayarların sıcak satışları ve artan TFT-LCD monitör satışlarıdır. Sadece bu değil, aynı zamanda TFT-LCD de giderek artıyor Geleneksel katot ışın tüpünün (Katod Işın Tüpü; CRT) ekranını değiştirme eğilimi, baskın monitör haline gelmesi en muhtemel yükselen yıldız.
