Mọi người trong cuộc sống hàng ngày thường đơn giản là màn hình LCD, vậy bạn có biết màn hình LCD hoạt động như thế nào không? Hôm nay, Holino giới thiệu nguyên tắc này từ hai khía cạnh.
1. Nguyên lý hoạt động của màn hình LCD đơn sắc
Công nghệ tinh thể lỏng LCD sử dụng các rãnh nhỏ để lấp đầy tinh thể lỏng giữa hai mặt phẳng. Các rãnh trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau (cắt nhau góc 90o). Nói cách khác, nếu các phân tử trên một mặt phẳng được sắp xếp theo hướng bắc nam và các phân tử trên mặt phẳng kia được sắp xếp theo hướng đông - tây, thì các phân tử nằm giữa hai mặt phẳng buộc phải chuyển sang trạng thái 90 °. -độ xoắn tự do. Vì ánh sáng truyền theo hướng sắp xếp phân tử nên khi ánh sáng truyền qua tinh thể lỏng, ánh sáng cũng sẽ bị xoắn 90 độ. Nhưng khi một điện áp được đặt vào tinh thể lỏng, các phân tử sắp xếp theo chiều dọc để ánh sáng có thể được dẫn đường mà không bị biến dạng.
Màn hình LCD phụ thuộc vào bộ lọc phân cực (lát cắt) và bản thân ánh sáng. Ánh sáng tự nhiên được phân tán ngẫu nhiên theo mọi hướng. Bộ lọc phân cực thực chất là một loạt các đường thẳng song song mỏng hơn và mỏng hơn. Các đường này tạo thành một mạng lưới ngăn chặn tất cả các ánh sáng không song song với các đường này. Đường của bộ lọc phân cực hoàn toàn vuông góc với đường đầu tiên, vì vậy nó có thể chặn hoàn toàn ánh sáng đã phân cực. Chỉ khi các đường của hai bộ lọc hoàn toàn song song, hoặc bản thân ánh sáng bị xoắn để khớp với bộ lọc phân cực thứ hai, ánh sáng mới được xuyên qua.
Màn hình LCD bao gồm hai bộ lọc phân cực này vuông góc với nhau, vì vậy tất cả các nỗ lực xuyên qua ánh sáng sẽ bị chặn trong điều kiện bình thường. Tuy nhiên, vì hai bộ lọc chứa đầy tinh thể lỏng xoắn nên sau khi ánh sáng đi qua bộ lọc thứ nhất, nó sẽ bị xoắn 90 độ bởi các phân tử tinh thể lỏng, và cuối cùng đi qua bộ lọc thứ hai. Mặt khác, nếu đặt một hiệu điện thế vào tinh thể lỏng, các phân tử được sắp xếp lại và hoàn toàn song song, do đó ánh sáng không còn bị méo, do đó nó chỉ bị chặn bởi bộ lọc thứ hai. Tóm lại, điện năng được ứng dụng để chặn ánh sáng và phát ra ánh sáng mà không cần nguồn điện.
Tuy nhiên, sự sắp xếp của tinh thể lỏng trong màn hình LCD có thể thay đổi để nó phát ra ánh sáng khi nó được cung cấp năng lượng và bị chặn lại khi nó không được cung cấp năng lượng. Tuy nhiên, do màn hình máy tính hầu như luôn bật sáng nên chỉ có giải pháp “bật nguồn và che ánh sáng” mới có thể đạt được mục đích tiết kiệm năng lượng nhất.
Từ góc độ cấu trúc của màn hình tinh thể lỏng, cho dù đó là máy tính xách tay hay hệ thống máy tính để bàn, màn hình LCD là một cấu trúc phân lớp bao gồm các thành phần khác nhau. Màn hình LCD bao gồm hai tấm kính có độ dày khoảng 1 mm, được ngăn cách bằng vật liệu tinh thể lỏng (LC), cách đều nhau 5 micron. Vì bản thân vật liệu tinh thể lỏng không phát ra ánh sáng nên có các ống dẫn sáng ở hai bên màn hình làm nguồn sáng, tấm đèn nền (hoặc tấm đồng nhất ánh sáng) và phim phản chiếu ở mặt sau của tinh thể lỏng nằm trên màn hình hiển thị và tấm đèn nền được làm bằng vật liệu huỳnh quang. Nó có thể phát ra ánh sáng, và chức năng chính của nó là cung cấp nguồn sáng nền đồng nhất. Ánh sáng phát ra từ đèn nền đi vào lớp tinh thể lỏng chứa hàng nghìn giọt tinh thể sau khi đi qua lớp lọc phân cực đầu tiên. Các giọt tinh thể trong lớp tinh thể lỏng đều được chứa trong một cấu trúc đơn vị nhỏ, và một hoặc nhiều đơn vị tạo thành một pixel trên màn hình. Giữa tấm thủy tinh và vật liệu tinh thể lỏng có các điện cực trong suốt. Các điện cực được chia thành các hàng và cột. Tại giao điểm của các hàng và cột, trạng thái quang học của tinh thể lỏng được thay đổi bằng cách thay đổi hiệu điện thế. Vật liệu tinh thể lỏng giống như một van ánh sáng nhỏ. Vật liệu tinh thể lỏng được bao bọc bởi phần mạch điều khiển và phần mạch truyền động. Khi các điện cực trong màn hình LCD tạo ra một điện trường, các phân tử tinh thể lỏng bị bóp méo và ánh sáng đi qua chúng bị khúc xạ theo chu kỳ, và sau đó được lọc bởi lớp thứ hai của lớp lọc để hiển thị trên màn hình.
Thứ hai, màn hình LCD màu hoạt động
Đối với những màn hình màu phức tạp hơn cần đến màn hình LCD máy tính xách tay hoặc máy tính để bàn thì cũng cần xử lý cụ thể lớp lọc màu của màn hình màu. Nói chung, trong bảng LCD màu, mỗi điểm ảnh bao gồm ba ô tinh thể lỏng và mỗi ô tinh thể lỏng có một bộ lọc màu đỏ, xanh lá cây hoặc xanh lam phía trước mỗi ô. Bằng cách này, các màu khác nhau có thể được hiển thị trên màn hình bằng ánh sáng từ các đơn vị khác nhau.
Màn hình LCD LCD khắc phục được những khuyết điểm về lượng CRT, tiêu hao điện năng và hiện tượng nhấp nháy nhưng cũng mang đến những vấn đề như giá thành cao, góc nhìn rộng và màu sắc hiển thị không đạt yêu cầu. Màn hình CRT có thể chọn một loạt độ phân giải và có thể được điều chỉnh theo yêu cầu màn hình, nhưng màn hình LCD chỉ chứa một số ô tinh thể lỏng cố định và chỉ có thể hiển thị ở một độ phân giải trên toàn màn hình (một pixel trên mỗi ô).
CRT thường có ba súng điện tử, và dòng điện tử phải được tập trung chính xác, nếu không sẽ không thể hiển thị hình ảnh rõ ràng. Tuy nhiên, LCD không gặp vấn đề về lấy nét vì mỗi ô tinh thể lỏng được chuyển đổi riêng lẻ. Đây là lý do tại sao cùng một hình ảnh trên màn hình LCD rất rõ ràng. LCD không cần quan tâm đến tốc độ làm tươi và nhấp nháy. Tế bào tinh thể lỏng được bật hoặc tắt, vì vậy hình ảnh hiển thị ở tốc độ làm mới thấp từ 40 đến 60 Hz không nhấp nháy nhiều hơn hình ảnh hiển thị ở 75 Hz. Tuy nhiên, tế bào tinh thể lỏng của màn hình LCD dễ bị lỗi. Đối với màn hình 1024 x 768, mỗi pixel bao gồm ba đơn vị, chịu trách nhiệm hiển thị lần lượt là đỏ, xanh lục và xanh lam, do đó cần tổng cộng khoảng 2,4 triệu đơn vị (1024 x 768 x 3=2359296). Rất khó để đảm bảo rằng tất cả các đơn vị này còn nguyên vẹn. Rất có thể, một số trong số chúng đã bị đoản mạch (& quot; điểm sáng" đã xuất hiện) hoặc bị hở (& quot; điểm đen" đã xuất hiện). Do đó, sản phẩm trưng bày không xuất hiện lỗi.
Màn hình LCD hiển thị một số thứ chưa được sử dụng trong công nghệ CRT. Nguồn sáng cung cấp cho màn hình là một ống huỳnh quang được cuộn xung quanh nó. Đôi khi, bạn sẽ tìm thấy những đường sáng bất thường trên một phần nhất định của màn hình. Có thể có một số sọc không đứng đắn và hình ảnh sáng hoặc tối đặc biệt sẽ ảnh hưởng đến vùng hiển thị liền kề. Ngoài ra, một số mẫu khá đẹp (chẳng hạn như hình ảnh được pha trộn) có thể xuất hiện các gợn sóng khó coi hoặc các mẫu giao thoa trên màn hình LCD.
Ngày nay, hầu hết tất cả các màn hình LCD được sử dụng trong các hệ thống máy tính xách tay hoặc máy tính để bàn đều sử dụng bóng bán dẫn màng mỏng (TFT) để kích hoạt các tế bào trong lớp tinh thể lỏng. Công nghệ màn hình LCD TFT có thể hiển thị hình ảnh rõ ràng và sáng hơn. Các màn hình LCD đầu tiên có tốc độ thấp, hiệu suất thấp và độ tương phản thấp. Mặc dù chúng có thể hiển thị văn bản rõ ràng nhưng chúng thường tạo ra bóng khi hiển thị hình ảnh nhanh chóng, điều này ảnh hưởng đến việc hiển thị video. Do đó, nó chỉ được sử dụng cho đến ngày nay. Cần có máy tính cầm tay, máy nhắn tin hoặc điện thoại di động với màn hình đen trắng.
Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, công nghệ LCD tiếp tục phát triển. Hiện tại, các nhà sản xuất LCD lớn đã tăng chi phí R& D của LCD, cố gắng vượt qua nút thắt kỹ thuật của LCD, đẩy nhanh hơn nữa quá trình công nghiệp hóa LCD, giảm chi phí sản xuất và đạt được mức giá người dùng chấp nhận được.
