Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

LCD- zasada działania, zastosowanie, wady i zalety

tel-fan 26 Maj 2003 23:44 6385 6
  • #1 26 Maj 2003 23:44
    tel-fan
    Poziom 14  

    witam pytanie w zasadzie zawarte w temacie czy ktoś moze mi wytłumaczyc, pokierować na stronki w jaki sspob działa LCD a w jaki matryca plazmowa? i czy ona tez jest stosowana w monitorach komputerowych czy tylko w TV. Wady i zalety?

    Dziekuje!

    Pozdrawiam!

    0 6
  • #2 27 Maj 2003 00:07
    Tremolo
    Poziom 43  

    Wyświetlacze typu LCD to bardzo szeroka rodzina wyświetlaczy. Poraz pierwszy zostały użyte w Angli w roku 1975. Zrewolucjonizowały one elektronike w latach 80. Jest to odpowiedź na miniaturyzacje sprzętu, w szczególności produkcje zegarków naręcznych. Wyświetlacze dotychczas stosowane w zegarkach - wyświetlacze LED - musiały ustąpić miejsca bardzo oszczędnym wyświetlaczą opartym na nieco innej zasadzie działania.

    Niektóre ciała ciekłe, optycnie anizotropowe, przybierają w pewnych warunkach postać obszarów wielościanowych wykazujących uporządkowanie dalekiego zasięgu (podobnie jak w kryształach ciała stałego). Uporządkowanie to nie jest jednak trwałe, gdyz sąsiadujące ze sobą obszary mogą się ze sobą laczyć tworząc krople. Oprócz anizotropii optycznej występuje anizotropia dielektryczna, w wyniku której w cienkich warstwach ciekłych kryształów można pod wpływem pola magnetycznego zmienić orientacje fazy krystalicznej.

    Własności ciekłokrystlicznych substancji stały się obecnie podstawą rozwoju urzadzeń służących do wyświetlania informacji, w zegarkach, kalkulatorach i telefonach komórkowych. Istnieje równiez możliwość wykorzystywania tychrze kryształów do budowy ekranów telewizyjnych, komputerowych, często reagujących na dotyk. opisane własności optyczne wykazują związki aromatyczne zawierające pierścienie benzenowe, substancje chemiczne zawierające zwiazki cykliczne budowane z pierścieni naftalenu, związki alifatyczne oraz estry cholesterolu.
    W budowie ciekłych kryształów mozna wyróżnić dwie fazy ciekłokrystaliczne: nematyczną i smektyczną. W fazie nematycznej cząsteczki sa ułozone równolegle do kierunku wydłużenia. W fazie nematycznej występuje oprócz ułozenia nematycznego, występuje ułozenie warstwowe cząsteczek .

    Dzięki polaryzacji dielektrycznej cienkie warstwy ciekłych kryształów mogą zamieniać rientacje cząsteczek pod wpływem pola elektrycznego. Ta cecha zadecydowała głównie o zastosowaniu ciekłych wryształów do wytwarzania przeróżnych wyświetlaczy zegarkowych i kalkulatorowych.


    Elementy znaku są nanoszone na płaskie ścianki wskaźnika i połączone elektrycznie przełącznikiem napięcia.\jeżeli wskaźnik zostanie naświetlony światłem spolaryzowanym, a elektrody znaku są pod napięciem, to obserwator zobaczy wynik w postaci kontrastowego wyrazu np.: cyfry lub litery.
    Światło spolaryzowane uzyskuje się dzięki polaroidom umieszczonym po obu stronach wskaźnika. We wskaźnikach stosowanych w zegarkach i kalkulatorach uzyskuje się informacje numeryczne. Przezroczyste metaliczne elektrody umieszczone na plaskiej ściance wskaźnika umożliwiają wyświetlenie dowolnej cyfry w zależności od napiecia przyłożonego.


    Podstawowe właściwości wskaźników LCD

    Wskaźniki LCD (ang. Liguid Crystal Display) są to wskaźniki zawierające substancje zwane ciekłymi kryształami. Są to takie substancje organiczne, które w określonym przedziale temperatury wykazują jednocześnie właściwości zarówno ciał stałych, krystalicznych (właściwości optyczne i elektryczne), jak i cieczy (płynność). Ciekłe kryształy charakteryzują się niewielkimi siłami oddziaływań międzycząsteczkowych, i do ich uporządkowania są wystarczające małe siły elektrostatyczne. Strukturę ciekłego kryształu można przyrównać do dipoli umieszczonych w cieczy. W zależności od ułożenia tych dipoli wyróżnia się trzy możliwe struktury: smektyczną, nematyczną i cholesterolową. Najbardziej uporządkowaną wewnętrznie jest struktura smektyczną, składająca się ze ściśle równoległych cząsteczek, ułożonych w przylegające warstwy. W strukturze nematycznej, dipole są usytuowane równolegie, wszystkie w tym samym kierunku. Struktura cholesterolowa cechuje się równoległym ułożeniem dipoli w warstwach przesuniętych względem siebie o pewien kąt, co nadaje jej kształt śrubowy.




    Wskaźnik zawiera dwie płytki szklane, między którymi znajduje się cienka (ok. 10 um) warstwa ciekłego kryształu. Od środka są naniesione elektrody z przezroczystego materiału. W tak cienkiej warstwie dipole są uporządkowane samoistnie i padające światło przechodzi przez wskaźnik. Pod wpływem przyłożonego pola elektrostatycznego narusza się uporządkowanie wewnętrzne dipoli, powodując wewnętrzne rozpraszanie padającego strumienia światła; wskaźnik ciekłokrystaliczny przestaje być przezroczysty.

    Wskaźniki LCD z rozproszeniem dynamicznym

    Zasadę działania wskaźników w rozproszeniem dynamicznym przedstawiono na rysunku 4.3. Do jego budowy używa się ciekłych kryształów o strukturze smektycznej.
    Przy braku zewnętrznego pola elektrycznego, padające światło przechodzi w całości przez warstwę ciekłego kryształu i po odbiciu od warstwy odblaskowej powraca niestłumione do obserwatora. Przyłożenie zewnętrznego pola elektrostatycznego o amplitudzie 10 - 50 V powoduje nieregularne przemieszczenie się dipoli ciekłego kryształu, co sprawia, że padające światło ulega silnemu rozproszeniu między elektrodami. Uzyskany konstrast wynosi wówczas 20:1. Główną wadę wskaźników LCD z rozproszeniem dynamicznym stanowi dość duży pobór mocy, wynoszący ok. 100 uW/cm2.

    Wskaźniki LCD z efektem polowym

    Wskaźnik LCD z efektem polowym charakteryzuje się małym poborem mocy (ok. l uW/cm2). Minimalna amplituda napięcia sterującego wynosi 3 V, tak że wskaźnik można zasilać bezpośrednio ze struktury CMOS. Do budowy tego wskaźnika stosuje się ciekły kryształ o strukturze cholesterolowej.
    Wskaźnik na górnej i dolnej płytce ma dodatkowo dwa polaryzatory o prostopadle usytuowanych osiach polaryzacji. Przy braku sygnału sterującego, wiązka światła jest polaryzowana na górnym polaryzatorze, a potem skręcana o 90° w ciekłym krysztale. Wiązka ta przechodzi następnie przez dolny polaryzator i po odbiciu od folii odblaskowej wraca tą samą drogą do obserwatora. Wskaźnik jest więc przezroczysty. Doprowadzenie napięcia zmiennego o amplitudzie 3 - 10 V i częstotliwości 25 - 1000 Hz powoduje równoległe ustawienie dipoli ciekłego kryształu, dzięki czemu uzyskuje się rozproszenie w dolnym polaryzatorze. W wyniku tego rozproszenia kontrast wynosi ok. 40:1.

    Sterowanie wyświetlaczami LCD

    Jedną z wad wyświetlaczy LCD jest to, iż potrzebują one skomplikowanego układu zasilającego ich elektrody. Do sterowania układami LCD służy cała gama układów scalonych serii ICL, wykonanych w technologii CMOS i zasilanych głównie napięciem 9V. Układy serii ICL często są rozbudowanymi przetwornikami A/C, gdzie napięcie lub inna wielkość przetworzona na napięcie jest transformowana na odpowiednią wielkość cyfrową widoczną na wyświetlaczu. Układy ICL to podstawa wszelkiego rodzaju termometrów, gdzie temperatura została zamieniona na odpowiednie napięcie, nastepnie to napięcie zostało przetworzone wielkość cyfrowa i zostało wyświetlone na wyświetlaczu.


    no to tyle w skrócie :)

    0
  • #3 29 Maj 2003 21:19
    tel-fan
    Poziom 14  

    Witaj

    dziekuje za odpwoiedz ale szczerze powiedziawszy wolalbym abys wytłumaczył mi w 'kilku słowach'-swoich słowach, proces powstawania obrazu na LCD...
    Dzieki bardzo za to!, jednak fajnie byłoby aby ktoś to łopatologicznie wytlumaczył...

    Pozdrawiam!

    Dzieki!

    0
  • #4 30 Maj 2003 21:03
    midas78
    Poziom 19  

    Kolorowy to nie wiem. Ale zwykly B/W to na zasadzie polaryzacji.
    Patrzac od przodu masz po kolei polaryzator, potem warstwa cieklego krysztalu - umieszczonego miedzy odpowiednio uksztaltowanymi elektrodami, czasami lusterko.

    Polaryzator przepuszcza tylko swiatlo o okreslonej polaryzacji, umowmy sie, ze pionowej.
    Ciekly krysztal tez jest polaryzatorem, ale mozna zmieniac kierunek polaryzacji przez podanie napiecia.
    I tak: w miejscu niezaciemnionym na wyswietlaczu ciekly krysztal ma plaszczyzne polaryzacji rowniez pionowo i przepuszcza "pionowe" swiatlo, ktore sie odbija od lusterka i wraca do oka.

    Po podaniu napiecia plaszczyzna polaryzacji skreca sie na pozioma i pionowe swiatlo jest zatrzymywane.

    Lusterka nie musi byc jezeli oswietlenie wyswietlacza jest z tylu.

    1
  • #5 30 Maj 2003 22:08
    Miroslaw P.
    Poziom 13  

    Szczegółowo opisane kolorowe wyświetlacze LCD (TN, DSTN, IPS i TFT) były w CHIP-ie; poszukaj w archiwum artykułów CHIP-a.

    0
  • #6 30 Maj 2003 22:30
    tzok
    Moderator Samochody

    Ja podam dwie ciekawostki:
    1. W niektórych (starszych) wyświetlaczach LCD polaryzator jest osobną plastikową płytką, jeśli ją obrócić uzyska się negatyw, tj. jasne (przezroczyste) litery (cyfry) na ciemnym tle (stosuje się czasem takie wyświetlacze, tyle że wtedy wyświetlacz jest podświetlany żarówką od tyłu i nie ma warstwy odblaskowej).
    2. Popatrz na zegarek lub kalkulator z wyświetlaczem LCD przez okulary polaryzacyjne (takie dla wędkarzy).

    0
  • #7 04 Paź 2003 11:27
    [-wojas-]
    Poziom 19  

    mam pytanie czy dało bysie zamienić zwykły wyświetlacz led 4 cyfrowy na LCD no i jak to zrobić ??

    1