El principio de la pantalla LCD
El cristal líquido es un compuesto orgánico que exhibe tanto la fluidez de un líquido como la anisotropía óptica de un cristal en condiciones normales de temperatura, por lo que se denomina "cristal líquido en campos eléctricos, campos magnéticos, bajo". Debido a la influencia de condiciones externas como la temperatura y el estrés, sus moléculas son propensas a reorganizarse, lo que hace que varias propiedades ópticas de los cristales líquidos cambien en consecuencia. La anisotropía y la disposición molecular de los cristales líquidos se controlan fácilmente mediante campos eléctricos y magnéticos externos. Utilizando la base física del cristal líquido, es decir, el "efecto electroóptico" del cristal líquido, la luz se modula mediante señales eléctricas para crear un dispositivo de visualización de cristal líquido. Bajo la acción de diferentes corrientes y campos eléctricos, las moléculas de cristal líquido. se girará regularmente 90 grados para producir La diferencia en la transmitancia de la luz crea una diferencia en la luz y la oscuridad cuando la alimentación está encendida/apagada. Al controlar cada píxel de acuerdo con este principio, se puede formar la imagen deseada.
Las propiedades físicas del cristal líquido son: conducción cuando está encendido. Cuando está encendido, la disposición se vuelve ordenada, facilitando el paso de la luz; cuando no está encendido, la disposición es caótica, impidiendo el paso de la luz; Deje que el cristal líquido bloquee o permita que la luz penetre como una puerta. Técnicamente hablando de manera simple, el panel LCD contiene dos piezas de un material de vidrio libre de sodio bastante delicado, llamados sustratos, con una capa de cristal líquido intercalada entre ellas. Cuando los rayos de luz pasan a través de esta capa de cristal líquido, los propios cristales líquidos se colocarán en filas o se retorcerán en formas irregulares, bloqueando o permitiendo así que los rayos de luz pasen suavemente. La mayoría de los cristales líquidos son compuestos orgánicos, compuestos de moléculas largas en forma de varilla. En su estado natural, los ejes largos de estas moléculas en forma de varillas son aproximadamente paralelos. Vierta el cristal líquido en una superficie ranurada finamente mecanizada y las moléculas del cristal líquido se alinearán a lo largo de las ranuras, de modo que si esas ranuras son perfectamente paralelas, entonces las moléculas también serán perfectamente paralelas. La tecnología LCD consiste en verter cristal líquido entre dos planos revestidos de finas ranuras. Las ranuras en estos dos planos son perpendiculares entre sí (se cruzan a 90 grados). En otras palabras, si las moléculas de un plano están alineadas de norte a sur, las moléculas del otro plano están alineadas de este a oeste y las moléculas entre los dos planos se ven obligadas a adoptar un estado de torsión de 90 grados. Dado que la luz viaja en la dirección de la disposición de las moléculas, la luz también se tuerce 90 grados al atravesar el cristal líquido. Cuando se aplica un voltaje al cristal líquido, las moléculas del cristal líquido girarán y cambiarán la transmitancia de la luz, logrando así una visualización en múltiples escalas de grises.
El LCD se basa en filtros (piezas) de polarización y en la propia luz. La luz natural se difunde aleatoriamente en todas direcciones. Un filtro polarizador es en realidad una serie de líneas paralelas cada vez más delgadas. Estas líneas forman una red que bloquea todos los rayos de luz que no son paralelos a estas líneas. La línea del filtro polarizador es exactamente perpendicular a la primera, por lo que puede bloquear completamente la luz polarizada. Sólo las líneas de los dos filtros son perfectamente paralelas, o la propia luz ha sido torcida para que coincida con el segundo filtro polarizador, para que la luz pase a través.
La pantalla LCD está compuesta por dos filtros de polarización mutuamente perpendiculares, por lo que en circunstancias normales debería bloquear toda la luz que intente penetrar. Sin embargo, dado que el espacio entre los dos filtros está lleno de cristales líquidos retorcidos, después de que la luz pasa a través del primer filtro, las moléculas de cristal líquido la tuercen 90 grados y finalmente pasa a través del segundo filtro.
Desde la perspectiva de la estructura de la pantalla LCD, ya sea una computadora portátil o un sistema de escritorio, la pantalla LCD utilizada es una estructura en capas compuesta de diferentes partes. La pantalla LCD se compone de dos placas de vidrio con especificaciones de espesor de 0,7 mm, 0,63 mm y 0,5 mm (también se puede adelgazar mediante adelgazamiento físico o químico), entre las cuales se encuentra una placa de vidrio uniforme de 3 ~ 5 μm que contiene cristal líquido (LC). ) material espaciado. Debido a que el material de cristal líquido en sí no emite luz, es necesario configurar una fuente de luz adicional para la pantalla. Hay una placa guía de luz (o placa de luz uniforme) y una película reflectante en la parte posterior de la pantalla LCD. La función de la placa guía de luz es convertir fuentes de luz lineales o fuentes de luz puntuales. Es una fuente de luz de área perpendicular al plano de visualización. La luz emitida por la luz de fondo ingresa a la capa de cristal líquido después de pasar a través de la primera capa de filtro polarizador. Las gotas de cristal en la capa de cristal líquido están contenidas en pequeñas estructuras de celdas unitarias y el material de cristal líquido funciona como pequeñas válvulas de luz. Alrededor del material de cristal líquido se encuentran la parte del circuito de control y la parte del circuito de accionamiento. Cuando los electrodos de la pantalla LCD generan un campo eléctrico, las moléculas de cristal líquido se tuercen, refractando así la luz que pasa a través de ellas con regularidad, y luego se filtran a través de la segunda capa de filtro y se muestran en la pantalla. Para pantallas en color más complejas que deben usarse en pantallas LCD de computadoras portátiles o de escritorio, también hay una capa de filtro de color que maneja específicamente pantallas en color. Por lo general, en un panel LCD en color, cada píxel se compone de tres celdas de cristal líquido, cada una de las cuales tiene un filtro rojo, verde o azul delante.
De esta forma, la luz que pasa a través de diferentes celdas puede mostrar diferentes colores en la pantalla.
La pantalla LCD supera las deficiencias de la CRT, como el volumen, el consumo de energía y el parpadeo, pero también trae problemas como el alto costo, un ángulo de visión deficiente y una visualización en color insatisfactoria. Las pantallas CRT pueden elegir entre una variedad de resoluciones y pueden ajustarse según los requisitos de la pantalla, pero las pantallas LCD solo contienen un número fijo de celdas de cristal líquido y solo pueden usar una pantalla de resolución (cada celda es un píxel) en la pantalla completa. Los CRT suelen tener tres cañones de electrones y el haz de electrones emitido debe estar enfocado con precisión, de lo contrario no se obtendrá una imagen clara. Pero la pantalla LCD no tiene problemas de enfoque porque cada unidad de cristal líquido se enciende y apaga de forma independiente. Por eso la misma imagen se ve tan clara en la pantalla LCD. La pantalla LCD no tiene que preocuparse por la frecuencia de actualización ni el parpadeo. La unidad de cristal líquido está encendida o apagada, por lo que la imagen mostrada con una frecuencia de actualización baja de 40 a 60 Hz no parpadeará más que la imagen mostrada a 75 Hz. Sin embargo, la unidad de cristal líquido de una pantalla LCD es propensa a sufrir defectos. Para una pantalla de 1024×768, cada píxel se compone de tres unidades, que son responsables de la visualización de rojo, verde y azul, por lo que se necesitan un total de aproximadamente 2,4 millones de unidades (1024×768×3=2359296). Es difícil mantener todas estas unidades intactas. Lo más probable es que parte de él haya sufrido un cortocircuito (aparece un "punto brillante") o esté roto (aparece un "punto negro"). Por tanto, los productos de exposición que no sean tan caros no tendrán defectos.
Las pantallas LCD contienen algunos elementos que no se utilizan en la tecnología CRT. La iluminación de la pantalla la proporcionan unos tubos fluorescentes enrollados detrás de ella. A veces, encontrará líneas anormalmente brillantes que aparecen en una determinada parte de la pantalla. También pueden aparecer rayas antiestéticas cuando una imagen clara u oscura en particular afecta áreas de visualización adyacentes. Además, algunos patrones muy delicados (como imágenes difuminadas) pueden provocar ondulaciones antiestéticas o líneas de interferencia en la pantalla LCD.
Casi todas las pantallas LCD utilizadas en sistemas portátiles o de escritorio utilizan transistores de película delgada (TFT) para activar las células en la capa de cristal líquido. La tecnología TFT LCD es capaz de mostrar imágenes más claras y brillantes. Las primeras pantallas LCD eran dispositivos emisores de luz inactivos con baja velocidad, baja eficiencia y bajo contraste. Aunque podían mostrar texto claro, a menudo producían sombras al mostrar imágenes rápidamente, lo que afectaba el efecto de visualización de video. Por lo tanto, ahora solo se usan. en aplicaciones que requieren visualización en blanco y negro en una computadora de mano, buscapersonas o teléfono celular.
Con el rápido desarrollo de la tecnología, la tecnología LCD también se desarrolla y progresa constantemente. Los principales fabricantes de pantallas LCD han aumentado sus gastos de investigación y desarrollo de pantallas LCD, esforzándose por superar los cuellos de botella técnicos de las pantallas LCD, acelerar aún más el proceso de industrialización de las pantallas LCD, reducir los costos de producción y alcanzar niveles de precios aceptables para los usuarios.
Las pantallas LED también son un tipo de pantalla de cristal líquido. La tecnología de cristal líquido LED es una solución avanzada de cristal líquido que utiliza LED para reemplazar los módulos de retroiluminación de cristal líquido tradicionales. Alto brillo y puede lograr un brillo y un rendimiento de color estables dentro del rango de vida útil. Gama de colores más amplia (superando la gama de colores NTSC y EBU) para lograr colores más vivos. Es fácil lograr el control de la potencia del LED, a diferencia del CCFL, donde existe un umbral para el brillo mínimo. Por lo tanto, ya sea en exteriores luminosos o en interiores completamente oscuros, los usuarios pueden ajustar fácilmente el brillo del dispositivo de visualización al estado más agradable. En los LCD que utilizan lámparas fluorescentes de cátodo frío CCLF como fuente de luz de fondo, uno de los principales elementos indispensables es el mercurio, que también es el conocido mercurio, y este elemento es sin duda perjudicial para el cuerpo humano. Por lo tanto, muchos fabricantes de paneles LCD han invertido mucha energía en la producción de paneles sin mercurio. Por ejemplo, la tecnología de retroiluminación LED sin mercurio utilizada por ASUS, un famoso fabricante de TI taiwanés, ha pasado la certificación ROHS, lo que fabrica productos de la serie MS. Más ahorro de energía que las pantallas CCFL tradicionales. Más del 40%, el proceso libre de mercurio no solo lo hace no tóxico y saludable, sino que también es más ecológico y ahorra energía que otros productos.
Debido al uso de dispositivos emisores de luz de estado sólido, las retroiluminación LED no tienen componentes delicados y son muy adaptables al entorno. Por lo tanto, los LED se pueden utilizar en un amplio rango de temperaturas, son de bajo voltaje. y son resistentes a los impactos. Además, la fuente de luz LED no produce rayos, tiene baja radiación electromagnética y no contiene mercurio, lo que la convierte en una fuente de luz ecológica y respetuosa con el medio ambiente.
Para resumir las ventajas de los televisores LCD LED: los televisores LCD LED tienen las ventajas de ahorro de energía, protección del medio ambiente y colores más realistas.
(1) Impulsado por elementos activos de tipo TFT
Para crear una mejor estructura de imagen, la nueva tecnología utiliza elementos activos de tipo TFT exclusivos para la conducción. Como todos sabemos, los componentes más importantes de una pantalla LCD extremadamente compleja, además del cristal líquido, son la pantalla retroiluminada que está directamente relacionada con el brillo de la pantalla LCD y el filtro de color responsable de producir color. Se instalan elementos activos en cada píxel de LCD para el control punto a punto, lo que hace que la pantalla de visualización sea muy diferente de toda la pantalla CRT. Este modo de control tendrá una mayor precisión de visualización que los métodos de control anteriores. Mucho mayor, por lo que la calidad de la imagen en el. La pantalla CRT es deficiente, con pérdida de color y mucha vibración. Sin embargo, cuando se ve en una pantalla LCD con nueva tecnología, la calidad de la imagen es bastante agradable a la vista.
(2) Utilice tecnología de fabricación de filtros de color para crear imágenes coloridas.
Antes de fabricar el cuerpo del filtro de color, los materiales que componen su cuerpo principal primero se tiñen y luego se filman. . Este proceso requiere estándares de fabricación muy altos. Pero en comparación con otras pantallas LCD comunes, las pantallas LCD fabricadas con este tipo de pantalla tienen un rendimiento excelente en términos de resolución, características de color y vida útil. Esto permite que la pantalla LCD cree imágenes coloridas en un entorno de alta resolución.
(3) Tecnología de pantalla de cristal líquido de baja reflexión
Como todos sabemos, la luz externa tiene una gran interferencia en la pantalla LCD de algunas pantallas LCD, cuando la luz externa es relativamente fuerte. , porque La placa de vidrio en su superficie produce reflejos, lo que interfiere con su visualización normal. Por lo tanto, su rendimiento y visibilidad se reducirán considerablemente cuando se utilice en algunos lugares públicos luminosos al aire libre. Aunque la resolución de muchas pantallas LCD es alta, su tecnología de reflexión no se ha procesado adecuadamente, lo que las hace poco prácticas para aplicaciones prácticas. Depender de algunos datos puros es en realidad una forma sesgada de guiar el comportamiento de los usuarios. La tecnología de "pantalla LCD de baja reflexión" utilizada en el nuevo monitor LCD consiste en aplicar tecnología de revestimiento antirreflectante (capa AR) en la capa más externa de la pantalla LCD. Con esta capa de revestimiento, la luz emitida por la pantalla LCD es. Se han mejorado los cuatro aspectos del brillo, la transmitancia de la pantalla LCD en sí, la resolución de la pantalla LCD y la prevención del reflejo.
(4) Método avanzado de visualización de cristal líquido de "silicio cristalizado con límite de material continuo"
En algunos productos LCD, habrá un retraso en la imagen al mirar videos dinámicos. es causado por una velocidad de respuesta de píxeles insuficiente de toda la pantalla LCD. Para mejorar la velocidad de respuesta de los píxeles, la nueva tecnología LCD utiliza el método de pantalla de cristal líquido Si TFT más avanzado, que tiene una velocidad de respuesta de píxeles 600 veces más rápida que la antigua pantalla LCD. El efecto es realmente diferente. La avanzada tecnología de "silicio cristalizado con límite de material continuo" utiliza un método de fabricación especial para mover el electrodo de silicio transparente amorfo original a una velocidad de 600 veces la velocidad normal, acelerando así en gran medida la velocidad de respuesta de píxeles de la pantalla LCD y reduciendo el retraso. Fenómeno que aparece en la pantalla.
La investigación sobre la tecnología de polisilicio de baja temperatura y los materiales reflectantes de cristal líquido ha entrado en la etapa de aplicación, lo que también llevará el desarrollo de LCD a una nueva era. Mientras las pantallas de cristal líquido continúan desarrollándose, otras pantallas planas también están avanzando. Las tecnologías de pantallas de plasma (PDP), pantallas de matriz electroluminiscente (FED) y pantallas de polímeros emisores de luz (LEP) desencadenarán una nueva ola de pantallas planas. en el futuro. Entre ellos, el más notable y optimista es la pantalla de campo, que tiene un rendimiento mucho mejor que las pantallas LCD... Sin embargo, se puede concluir que la tecnología de pantallas LCD ha entrado en una nueva era como otra nueva fuerza en los productos de visualización. probablemente reemplazará las pantallas CRT.