Mga likidong kristal: Mula sa pagtuklas hanggang sa pang -araw -araw na mga screen
Isipin ang isang mundo kung saan ang mga malinaw na larawan sa iyong TV, ang maliwanag na pagpapakita sa iyong telepono, at kahit na ang mga makukulay na screen sa mga digital na billboard lahat ay nagmula sa parehong mapagkukunan.Ang mundong ito ay totoo, salamat sa agham ng mga likidong kristal - isang espesyal na materyal na kumikilos tulad ng parehong solid at isang likido.Ang mga likidong kristal ay natuklasan sa loob ng isang siglo na ang nakalilipas, at mula nang sila ay naging gulugod ng modernong teknolohiya ng pagpapakita.Ang nagsimula bilang isang mausisa na pagmamasid sa isang sangkap na tila natutunaw nang dalawang beses ay lumago sa advanced na likidong pagpapakita ng kristal (LCD) na ginagamit namin araw -araw.Sa artikulong ito, galugarin natin ang pagtuklas, paglaki, at maraming paggamit ng mga likidong kristal, na nagpapakita kung paano ang isang misteryosong materyal na ito ay naging isang pangkaraniwang bahagi ng ating pang -araw -araw na buhay.Catalog
Larawan 1: Malapit na imahe ng mga likidong kristal sa ilalim ng isang mikroskopyo
Ang pagtuklas ng mga likidong kristal
Ang kwento ng mga likidong kristal ay nagsimula noong 1888 nang si Friedrich Reinitzer, isang Austrian botanist, ay nag -eeksperimento sa isang tambalang tinatawag na cholesteryl benzoate, na matatagpuan sa mga karot.Sa kanyang pananaliksik, napansin ni Reinitzer ang isang bagay na hindi pangkaraniwan.Habang pinainit niya ang tambalan, tila natutunaw ito ng dalawang beses.Una, sa 294 ° F (145 ° C), ang sangkap ay natunaw sa isang maulap na likido.Pagkatapos, kapag ang temperatura ay tumaas sa 353 ° F (179 ° C), naging malinaw na likido.Ang naging mas kaakit -akit na ito ay kung paano nakikipag -ugnay ang maulap na likido - maaari itong sumasalamin sa polarized na ilaw at kahit na baguhin ang direksyon nito.
Hindi sigurado sa kung ano ang nakikita niya, humingi ng tulong ang Aleman na pisiko na si Otto Lehmann.Sa ilalim ng mikroskopyo ni Lehmann, ang maulap na likido ay nagpakita ng maliliit na istruktura na iminungkahi na ang materyal ay may mga katangian ng parehong likido at solido.Ito ay dumaloy tulad ng isang likido ngunit mayroon ding isang organisadong istraktura tulad ng isang solid.Ang patuloy na pananaliksik ni Lehmann ay humantong sa kanya sa isang mahalagang konklusyon: ito ay isang bagong estado ng bagay, na tinawag niyang "likidong kristal."
Pag -unawa sa mga likidong kristal at ang kanilang mga aplikasyon
Ang mga likidong kristal ay mga espesyal na materyales na may mga katangian ng parehong solido at likido.Hindi lamang sila matatagpuan sa mga lab;Maaari rin silang matagpuan sa maraming likas na sangkap.Halimbawa, ang mga likidong kristal ay umiiral sa mga shell ng beetle, DNA, mga buto ng tao, kahoy, at kahit na slime slime.Ang mga siyentipiko ay nabighani sa mga materyales na ito at napag -aralan ang mga ito upang malaman kung paano ito magagamit sa teknolohiya.
Ang isang malaking hakbang sa pag -unawa sa mga likidong kristal ay dumating noong unang bahagi ng 1960, salamat sa chemist na si Richard Williams sa RCA Laboratories.Napansin niya na kapag inilapat niya ang isang electric field sa isang manipis na layer ng likidong mga kristal, ginawa nitong bumubuo ng mga guhit na pattern, na kalaunan ay tinawag na "Williams 'domain."Ang pagtuklas na ito ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pagbuo ng teknolohiyang Liquid Crystal Display (LCD).
Ngunit may problema: ang mga likidong kristal ay nangangailangan ng mataas na temperatura upang gumana nang maayos, na naging mahirap gamitin sa pang -araw -araw na mga aparato ng elektronik.Ang mataas na temperatura ay nagpahirap na dalhin ang teknolohiyang ito sa totoong mundo.
Ang hamon na ito ay kalaunan ay napagtagumpayan ni George H. Heilmeier, isa pang siyentipiko sa RCA, na nagtatrabaho sa mga chemists na sina Joel E. Goldmacher at Joseph A. Castellano.Nalaman nila na sa pamamagitan ng pagbabago ng istraktura ng mga likidong molekula ng kristal - partikular sa pamamagitan ng pag -aayos ng bilang ng mga carbon atoms - makakakuha sila ng mga likidong kristal na magtrabaho sa temperatura ng silid.Ang pagtuklas na ito ay nagpapahintulot sa kanila na lumikha ng unang likidong pagpapakita ng kristal na maaaring magamit sa pang -araw -araw na electronics.
Ang kakayahang gumana sa temperatura ng silid ay posible para sa likidong teknolohiya ng kristal na magamit nang malawak.Ngayon, ang mga LCD ay nasa lahat ng dako - sa mga telebisyon, monitor ng computer, smartphone, at mga digital na relo.Ang pag-unlad ng likidong teknolohiya ng kristal ay nagpapakita kung paano ang maingat na pag-aaral at paglutas ng problema ay maaaring humantong sa mga bagong imbensyon na nagbabago sa paraan ng pamumuhay natin.
Maagang pag -unlad ng teknolohiya ng LCD
Ang maagang pag -unlad ng teknolohiyang Liquid Crystal Display (LCD) ay nagsimula sa paggamit ng isang pamamaraan na tinatawag na Dynamic Scattering Mode (DSM).Ang pamamaraang ito ay nagtrabaho sa pamamagitan ng pag -apply ng isang electric charge sa mga likidong molekula ng kristal, na naging dahilan upang ilipat at magkalat ang ilaw.Ang pagkakalat ng ilaw na ito ay lumikha ng mga nakikitang mga imahe, na ginagawang batayan ang DSM para sa mga unang nagtatrabaho na LCD.Noong 1969, ipinakilala ng RCA ang unang komersyal na mga produkto ng LCD, tulad ng mga animated na display ng advertising, mga salamin sa likuran na nabawasan ang glare, at mga pagbabasa ng bomba ng gasolina.Ang mga maagang paggamit na ito ay nagpakita kung ano ang maaaring gawin ng teknolohiya ng LCD at itakda ang yugto para sa karagdagang mga pagpapabuti.
Kasabay nito, si James Fergason at ang kanyang koponan sa Westinghouse Electric Corporation ay sumusulong sa pag-aaral ng mga katangian na may kaugnayan sa init ng mga likidong kristal.Ang kanilang pananaliksik ay humantong sa mga bagong ideya tulad ng likidong kristal na thermometer at aparato para sa optical imaging.Hindi tumigil doon si Fergason;Nagpatuloy siya upang simulan ang International Liquid Crystal Company (Ilixco), na gumaganap ng isang pangunahing papel sa merkado ng LCD.Ang isa sa mga kapansin -pansin na produkto ng Ilixco ay ang unang relo ng LCD, isang produkto na nagpakita kung gaano kapaki -pakinabang at mabibili ang teknolohiya ng LCD.
Paano gumagana ang mga LCD?
Larawan 2: Diagram ng mga layer at sangkap ng isang LCD (Liquid Crystal Display)
Ipinapakita ng imahe kung paano pinagsama ang isang Liquid Crystal Display (LCD) at kung paano ito gumagana upang lumikha ng mga larawan sa isang screen.Sa harap ay ang bezel, na kung saan ay ang frame na humahawak sa display sa lugar.Sa likod ng bezel ay ang takip na baso, ang proteksiyon na layer na hinawakan mo kapag ginagamit ang display.Sa ilalim ng takip ng baso ay ang ibabaw ng pagpapakita, kung saan nabuo ang mga imahe na nakikita mo.
Sa ilalim ng ibabaw ng display ay ang filter ng kulay ng RGB, na naghahati ng ilaw sa pula, berde, at asul na mga bahagi.Ang mga kulay na ito ay naghahalo sa iba't ibang mga paraan upang lumikha ng buong hanay ng mga kulay sa screen.Ang likidong layer ng kristal ay matatagpuan sa ibaba ng filter na ito.Ang mga likidong kristal sa layer na ito ay kinokontrol ng koryente, na nagbabago sa kanilang posisyon upang mai -block o hayaang magaan ang ilaw.Ang mga polarizing layer sa paligid ng likidong layer ng kristal ay makakatulong na pamahalaan ang ilaw na dumadaan.
Sa likod ng display ay ang backlight, na nag -iilaw sa screen.Ang ilang mga disenyo ay mayroon ding salamin sa likod ng backlight upang mag -bounce ng ilaw pabalik sa screen, na ginagawang mas maliwanag.
Gumagana ang mga LCD sa pamamagitan ng pagkontrol kung paano dumadaan ang ilaw sa mga layer na ito upang lumikha ng mga imahe.Ang bawat maliit na tuldok sa screen, na tinatawag na isang pixel, ay nahati sa tatlong mas maliit na bahagi (subpixels) - isang pula, isang berde, at isang asul, tulad ng ipinakita ng filter ng kulay ng RGB sa imahe.Sa pamamagitan ng pag -aayos kung paano maliwanag ang bawat subpixel, ang screen ay maaaring magpakita ng iba't ibang mga kulay.
Ang backlight, na ipinakita sa likuran sa imahe, ay nagliliyab sa pamamagitan ng mga layer ng screen.Ang mga likidong kristal, na naiimpluwensyahan ng isang electric current, magpasya kung magkano ang makakakuha ng ilaw, na kung saan ay nakakaapekto sa ningning at kulay ng imahe na nakikita mo.Malinaw na ipinapakita ng imahe kung paano ang bawat bahagi, mula sa backlight hanggang sa RGB filter, ay nagtutulungan upang lumikha ng pangwakas na larawan sa screen.
Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga teknolohiya ng LCD: passive matrix at aktibong matrix.
Larawan 3: Passive Matrix LCD Pixel Grid
Sa isang passive matrix LCD, ang mga pixel ay nakaayos sa isang grid, na may pahalang at patayong mga linya na pumapasok sa bawat pixel.Ang mga vertical na linya ay tinatawag na mga vertical electrodes at ang mga pahalang na linya ay tinatawag na pahalang na mga electrodes.Ang mga electrodes na ito ay konektado sa isang layer ng substrate, na sumusuporta sa istraktura ng LCD.
Kapag ang kuryente ay inilalapat sa isang tiyak na hilera at haligi, ang mga electrodes sa intersection na iyon ay nag -activate ng likidong kristal sa partikular na pixel.Binago ng likidong kristal ang pagkakahanay nito bilang tugon sa singil ng kuryente, alinman sa pagpapahintulot sa ilaw na dumaan o hadlangan ito.Ang ilaw na ito pagkatapos ay dumadaan sa isang filter ng kulay upang lumikha ng nais na kulay.
Ang mga layer ng polarizer, ang isa bago ang likidong layer ng kristal at isa -isa, ay makakatulong na kontrolin ang oryentasyon ng ilaw.Habang ang ilaw ay dumadaan sa mga polarizer na ito at ang likidong layer ng kristal, ang imahe ay nagsisimula upang mabuo.Ang proseso ay nangangailangan ng buong grid na mai -scan na hilera sa pamamagitan ng hilera, na maaaring pabagalin ang oras ng pagtugon ng display.
Dahil sa pamamaraan ng pag-scan ng hilera na ito, ang mga passive matrix LCD ay may posibilidad na magkaroon ng mas mabagal na oras ng pagtugon.Ito ay maaaring humantong sa pagkalugi sa mga mabilis na paglipat ng mga imahe, na ginagawang mas angkop ang mga pagpapakita na ito para sa mga gawain na nangangailangan ng matalim, de-kalidad na visual.
Larawan 4: Aktibong Matrix LCD na may manipis na film transistor (TFT) na istraktura
Sa isang aktibong matrix LCD, na kilala rin bilang isang manipis na film transistor (TFT) na display, ang bawat pixel sa screen ay may sariling transistor at kapasitor.Ang mga sangkap na ito ay itinayo sa substrate ng salamin at kumikilos bilang maliliit na switch na tiyak na kinokontrol ang pagkakahanay ng mga likidong kristal sa bawat pixel.
Ang mga transistor ay konektado sa mga patayo at pahalang na mga electrodes, na kilala bilang mga linya ng data at mga linya ng address.Kapag ang kuryente ay dumadaloy sa mga linyang ito, isinaaktibo nito ang mga transistor, na kung saan ay kontrolin ang mga likidong kristal sa mga tiyak na mga piksel.Ang kanal ng kanal at mapagkukunan ng elektrod sa diagram ay nagpapakita kung saan ang kasalukuyang de -koryenteng pumapasok at lumabas sa transistor.
Pinapayagan ng setup na ito ang bawat pixel na kontrolado nang paisa -isa, sa halip na pag -scan ng hilera ayon sa hilera tulad ng sa passive matrix LCD.Bilang isang resulta, ang screen ay maaaring magbago ng mga imahe nang mas mabilis at may mas mahusay na kawastuhan, na humahantong sa mas matalas, mas malinaw na mga imahe kahit na nagpapakita ng mabilis na paglipat ng nilalaman.
Ang mga polarizer at isang diffuser ay ginagamit upang pamahalaan ang ilaw na nagmula sa backlight.Kinokontrol ng mga polarizer ang direksyon ng ilaw, habang ang diffuser ay kumakalat ng ilaw nang pantay -pantay sa buong screen.Ang filter ng kulay pagkatapos ay inaayos ang ilaw upang makabuo ng tamang mga kulay.
Dahil sa indibidwal na kontrol ng pixel na ito, ang mga aktibong matrix LCD ay mas mabilis at makagawa ng mas mataas na kalidad na mga imahe kaysa sa passive matrix LCDS.Ginagawa nitong maayos ang mga ito para sa mga pagpapakita ng high-definition at mga aparato kung saan kinakailangan ang malinaw, matalim na kalidad ng imahe.
Iba't ibang uri ng mga LCD
Ang mga Liquid Crystal Display (LCD) ay dumating sa iba't ibang mga form, bawat isa ay may mga natatanging tampok na ginagawang mas mahusay ang mga ito para sa mga tiyak na gawain.Ang mga pangunahing uri ay kinabibilangan ng Twisted Nematic (TN), In-Plane Switching (IPS), Vertical Alignment (VA), at Advanced Fringe Field Switching (AFFS).Ang pag -unawa sa mga pagkakaiba sa pagitan ng mga uri na ito ay makakatulong sa iyo na pumili ng tamang pagpapakita para sa iyong mga pangangailangan.
Baluktot na nematic (TN) lcds
Larawan 5: Twisted Nematic (TN) LCD Display Structure
Ang mga baluktot na nematic (TN) na nagpapakita ay isang malawak na ginagamit na uri ng LCD, lalo na sa mas abot -kayang aparato.Ang mga pagpapakita na ito ay gumagana sa pamamagitan ng pag -twist ng mga molekula ng likidong kristal sa pagitan ng mga layer upang makontrol ang ilaw na dumadaan sa screen.
Sa isang display ng TN, kapag ang koryente ay inilalapat sa mga transparent na electrodes, nagiging sanhi ito ng mga likidong kristal na i -twist, alinman sa pagpapahintulot sa ilaw na dumaan o hadlangan ito.Kapag ang mga likidong kristal ay baluktot, ang ilaw ay dumadaan sa parehong mga polarizer, na nagreresulta sa isang maliwanag o puting pagpapakita.Kapag ang mga kristal ay hindi baluktot, hinaharangan nila ang ilaw, na humahantong sa isang mas madidilim o itim na display.Ang proseso ng pag -twist at untwisting na ito ay nangyayari nang mabilis, na ang dahilan kung bakit kilala ang mga panel ng TN para sa kanilang mabilis na mga oras ng pagtugon.Ginagawa nitong angkop ang mga ito para sa mabilis na gumagalaw na nilalaman tulad ng mga video game, kung saan kinakailangan ang pagbabawas ng pagsabog ng paggalaw.
Ang mga display ng TN ay hindi gaanong mahal upang makagawa, na ginagawang pangkaraniwan sa mga aparato na palakaibigan sa badyet.Gayunpaman, mayroon silang ilang mga drawbacks.Ang mga panel ng TN ay madalas na nakikibaka sa kawastuhan ng kulay, kaibahan, at mga anggulo ng pagtingin.Kung tiningnan mo ang screen mula sa gilid o sa isang anggulo, ang imahe ay maaaring magmukhang kupas o hugasan.Sa kabila ng mga pagbagsak na ito, ang mga panel ng TN ay nananatiling popular dahil sa kanilang mabilis na oras ng pagtugon at kakayahang magamit.
In-eroplano lumipat (IPS) LCDS
Larawan 6: Istraktura ng In-Plane Switch (IPS) LCD Display Structure
Sa isang in-eroplano na paglipat (IPS) LCD, ang mga likidong kristal ay may linya nang magkatabi, kahanay sa screen.Ang mga ito ay inilalagay sa pagitan ng dalawang transparent na electrodes.Kapag walang boltahe, hinaharangan ng likidong kristal ang ilaw, na lumilikha ng isang itim na display.Kapag inilalapat ang boltahe, ang mga kristal ay lumipat upang hayaan ang ilaw na dumaan, na nagreresulta sa isang puting pagpapakita.Ang mga polarizer sa tuktok at ibaba ay tumutulong na idirekta ang ilaw sa pamamagitan ng mga likidong kristal upang mabuo ang imahe.
Ang teknolohiya ng In-Plane Switch (IPS) ay nilikha upang malutas ang ilan sa mga isyu sa mga panel ng TN.Sa mga pagpapakita ng IPS, ang mga likidong kristal ay gumagalaw sa tabi-sa-gilid sa halip na pag-twist tulad ng ginagawa nila sa mga display ng TN.Ang paggalaw na ito sa gilid ay tumutulong sa screen na magpakita ng mga kulay nang mas tumpak at pinapanatili ang malinaw na imahe, kahit na tiningnan mula sa iba't ibang mga anggulo.Dahil dito, ang mga panel ng IPS ay karaniwang ginagamit sa mga aparato kung saan kinakailangan ang mahusay na kalidad ng imahe, tulad ng mga monitor para sa disenyo ng graphic, pagkuha ng litrato, at pag -edit ng video.
Gayunpaman, ang mga ipinapakita ng IPS sa pangkalahatan ay may mas mabagal na oras ng pagtugon kaysa sa mga panel ng TN, na nangangahulugang ang imahe ay maaaring mas matagal upang mai -update.Mas mahal din sila upang makagawa.Bilang karagdagan, ang mga panel ng IPS ay maaaring magpakita ng isang bahagyang glow sa mga gilid kapag tiningnan mula sa ilang mga anggulo, lalo na sa mga madilim na setting.Sa kabila ng mga pagbagsak na ito, ang teknolohiya ng IPS ay malawakang ginagamit dahil nagbibigay ito ng mas mahusay na kawastuhan ng kulay at pare -pareho ang kalinawan ng imahe mula sa iba't ibang mga anggulo ng pagtingin.
Vertical Alignment (VA) LCDS
Larawan 7: Vertical Alignment (VA) LCD Display Structure
Sa isang patayong pagkakahanay (VA) LCD, ang mga likidong molekula ng kristal ay nakatayo nang patayo kapag ang screen ay naka -off, na humaharang sa ilaw.Kapag ang screen ay naka -on, ang mga molekula na ito ay tumagilid upang payagan ang ilaw na dumaan.Ang pagbabagong ito sa pag -align ng mga molekula sa pagitan ng OFF at sa mga estado ay lumilikha ng mga imahe sa screen.Ang mga polarizer na inilagay sa itaas at sa ibaba ng likidong mga layer ng kristal ay gumagabay sa ilaw sa tamang direksyon upang mabuo ang imahe kapag ikiling ang mga molekula.
Nag -aalok ang Vertical Alignment (VA) LCDS ng isang gitnang lupa sa pagitan ng mga teknolohiya ng TN at IPS.Sa mga panel ng VA, ang mga likidong molekula ng kristal ay nakahanay nang patayo kapag ang screen ay naka -off at ikiling kapag ito ay nasa, pinapayagan ang ilaw na dumaan.Nag -aalok ang mga ipinapakita ng VA ng mas mahusay na kaibahan, nangangahulugang gumagawa sila ng mas malalim na mga itim at mas buhay na mga kulay kumpara sa parehong mga panel ng TN at IPS.Ginagawa silang isang mahusay na pagpipilian para sa panonood ng mga pelikula o paglalaro ng mga laro sa madilim na silid.
Gayunpaman, habang ang mga panel ng VA ay nagbibigay ng mas mahusay na kawastuhan ng kulay at mas malawak na mga anggulo ng pagtingin kaysa sa mga panel ng TN, hindi nila lubos na tumutugma ang pagganap ng mga display ng IPS sa mga lugar na ito.Ang mga panel ng VA ay may posibilidad na magkaroon ng mas mabagal na mga oras ng pagtugon kaysa sa mga panel ng TN, ngunit kadalasan ang mga ito ay mas mabilis kaysa sa mga panel ng IPS.Ang balanse ng mga tampok na ito ay gumagawa ng mga panel ng VA na maraming nalalaman na pagpipilian para sa maraming mga gumagamit.
Advanced na Fringe Field Switching (AFFS) LCDS
Larawan 8: Advanced Fringe Field Switching (AFFS) LCDS kumpara sa IPS (In-Plane Switch)
Sa advanced na teknolohiya ng Fringe Field Switching (AFFS), ang larangan ng kuryente ay nakikipag -ugnay sa mga likidong kristal na naiiba kumpara sa mga matatandang display ng IPS.Sa mga pagpapakita ng IPS, ang mga likidong kristal ay may linya na kahanay sa screen, at kapag inilalapat ang isang electric field, ang mga kristal na ito ay lumiliko upang makontrol kung paano dumadaan ang ilaw sa screen.Ang ilaw ay dumadaan sa mga layer tulad ng polarizer at baso, at ang paraan ng pag -aayos ng mga likidong kristal ay tinutukoy kung gaano kalaki ang ilaw, na nakakaapekto sa ningning at kulay ng pagpapakita.
Ginagawang mas mahusay ang prosesong ito sa pamamagitan ng pagbabago kung paano inilalapat ang patlang ng kuryente.Sa halip na gamitin ang tradisyunal na pamamaraan, inilalapat ng AFFS ang patlang ng kuryente nang pantay -pantay at tiyak sa buong likidong kristal.Ang pamamaraang ito ay binabawasan ang magaan na pagtagas at nagbibigay ng mas mahusay na kontrol sa mga likidong kristal, na humahantong sa mas tumpak na mga kulay at pare -pareho ang ningning sa buong screen.Nagreresulta ito sa isang display na nagpapakita ng mas malinaw na mga kulay at mas malinaw na mga imahe, na may mas malakas na pagkakaiba sa pagitan ng mga ilaw at madilim na lugar.
Ang paggamit ng mga layer ng salamin, polarizer, at mga analyzer sa teknolohiya ng AFFS ay higit na nagpapabuti sa ilaw na dumadaan sa screen, siguraduhin na ang pangwakas na imahe ay hindi lamang mas maliwanag ngunit mas tumpak din sa kulay.Ang tumpak na kontrol ng ilaw at kulay ay gumagawa ng mga AFF ay nagpapakita ng isang mahusay na pagpipilian para sa mga gamit na high-end, kung saan ang kalidad ng imahe ay isang pangunahing pokus.
LCD kumpara kay Oled kumpara sa QLED
Kung pinag -uusapan natin ang teknolohiya ng pagpapakita, ang LCD (Liquid Crystal Display) ay nasa loob ng mahabang panahon.Gayunpaman, ang mga mas bagong pagpipilian tulad ng OLED (Organic Light-Emitting Diode) at QLED (Quantum DOT LED) ay nagiging mas karaniwan dahil nag-aalok sila ng mas mahusay na pagganap sa ilang mga lugar.Upang maunawaan kung ano ang ginagawa ng bawat isa sa mga teknolohiyang ito at kung saan maaaring mahulog sila, kapaki -pakinabang na tingnan kung paano sila gumagana at kung ano ang dinadala nila sa mesa.
LCD (Liquid Crystal Display)
Larawan 9: Istraktura ng isang LCD (Liquid Crystal Display) na may mga pangunahing sangkap
Ang mga screen ng LCD ay binubuo ng maraming mga layer na nagtutulungan upang lumikha ng mga imahe na nakikita mo.Nagsisimula ito sa isang backlight na nagliliwanag ng puting ilaw sa pamamagitan ng iba't ibang mga layer.Ang mga polarized filter ay inilalagay sa harap at pabalik upang makontrol kung paano gumagalaw ang ilaw.Ang likidong layer ng kristal sa gitna ay hindi gumagawa ng ilaw sa sarili nito;Sa halip, kumikilos ito tulad ng maliliit na shutter na maaaring mai -block o hayaang dumaan ang ilaw.Ang mga likidong kristal ay kinokontrol ng isang TFT (manipis na film transistor) na layer, na nagpapasya kung aling mga bahagi ng screen ang dapat maging maliwanag o madilim.Ang layer ng filter ng kulay pagkatapos ay nagdaragdag ng pula, berde, at asul na mga kulay sa ilaw, na lumilikha ng buong saklaw ng mga kulay na nakikita mo sa screen.Panghuli, ang screen ay sakop ng isang layer ng baso na pinoprotektahan ang mga bahagi sa loob.
Ang mga LCD ay ang pinaka ginagamit na teknolohiya para sa mga screen sa loob ng maraming taon.Nagtatrabaho sila sa pamamagitan ng paggamit ng isang backlight na nagniningning sa pamamagitan ng isang layer ng mga likidong kristal.Ang mga kristal na ito ay hindi lumikha ng kanilang sariling ilaw ngunit kumikilos tulad ng mga maliliit na shutter, alinman sa pagharang o pinapayagan ang ilaw na dumaan.Ang isa sa mga pakinabang ng LCD ay ang mga ito ay mas mura at malawak na magagamit.Gumagamit din sila ng kapangyarihan nang mahusay.Gayunpaman, kung ihahambing sa mga mas bagong teknolohiya sa screen, ang mga LCD ay may ilang mga pagbagsak.Halimbawa, wala silang kaibahan, nangangahulugang ang pagkakaiba sa pagitan ng pinakamadilim at magaan na bahagi ng imahe ay hindi malinaw.Dahil ang mga LCD ay umaasa sa isang backlight, hindi nila maipakita ang mga tunay na itim - ang mga lugar ng itim sa screen ay maaaring magmukhang madilim na kulay -abo dahil ang ilang ilaw ay laging dumadaan.
OLED (Organic Light-Emitting Diode)
Larawan 10: Istraktura ng isang OLED (Organic Light-Emitting Diode) na display
Sa teknolohiyang OLED, ang bawat pixel ay binubuo ng mga organikong layer na inilagay sa pagitan ng isang transparent conductor at isang metal cathode.Kapag ang isang electric kasalukuyang dumadaloy sa mga layer na ito, nag -iilaw sila sa kanilang sarili.Nangangahulugan ito na ang bawat pixel ay maaaring kontrolado nang paisa -isa, kabilang ang kakayahang patayin nang lubusan, na lumilikha ng mga malalim na itim.Ang substrate ng salamin ay nagbibigay ng suporta at istraktura sa mga layer.
Ang OLED ay isang hakbang mula sa teknolohiya ng LCD.Sa isang display ng OLED, ang bawat pixel ay maaaring magaan ang sarili kapag ang kuryente ay tumatakbo dito.Pinapayagan nito ang mga OLED screen na patayin ang mga tiyak na mga pixel kapag nagpapakita ng itim, na humahantong sa mas madidilim na mga itim at mas mahusay na kaibahan.Ito ang dahilan kung bakit kilala ang mga OLED screen para sa kanilang matalim at masiglang mga imahe.
Ang mga screen ng OLED ay mas payat at mas nababaluktot kaysa sa mga LCD, na pinapayagan para sa mga bagong disenyo tulad ng mga hubog o natitiklop na mga screen.Ngunit, ang mga screen ng OLED ay may ilang mga pagbagsak.Karaniwan silang mas mahal upang makagawa, na nangangahulugang ang mga aparato na gumagamit din ng mga ito ay nagkakahalaga din.Bilang karagdagan, ang mga screen ng OLED ay maaaring magdusa mula sa burn-in, kung saan ang isang static na imahe na naiwan sa screen para sa masyadong mahaba ay maaaring mag-iwan ng isang pangmatagalang, tulad ng multo na imahe.Sa kabila ng mga isyung ito, ang kakayahang magpakita ng mga malalim na itim at maliwanag na kulay ay ginagawang isang tanyag na pagpipilian ang OLED para sa mga high-end na screen.
Qled (quantum dot LED)
Larawan 11: Istraktura ng isang QLED display
Sa QLED na teknolohiya, ang isang espesyal na layer ng maliliit na mga particle na tinatawag na dami ng tuldok ay inilalagay sa pagitan ng LED backlight at ang screen.Ang mga tuldok na dami na ito ay nakakatulong na mapabuti ang kulay at ningning, na ginagawang mas masigla at tumpak ang display.Sinusuportahan ng layer ng oxide ang istraktura, habang ang asul na self-emitting layer at QD (quantum dot) layer ay nagtutulungan upang mapahusay ang ilaw na dumadaan sa screen, na lumilikha ng pangwakas na imahe na may mga mayaman na kulay, lalo na kapansin-pansin sa mga maayos na kapaligiran.
Ang QLED ay isang teknolohiya na pangunahing binuo ng Samsung at isang pag -upgrade ng LCD kaysa sa isang ganap na bagong teknolohiya tulad ng OLED.Ang mga QLED screen ay gumagamit ng isang espesyal na layer ng maliliit na mga particle na tinatawag na dami ng mga tuldok na nakaupo sa pagitan ng LED backlight at ang screen.Ang mga tuldok na dami na ito ay nagpapabuti sa kulay at ningning, na ginagawang mas mahusay ang mga QLED screen sa pagpapakita ng mas maliwanag at mas tumpak na mga kulay, lalo na sa mga maayos na silid.
Ang isa pang bentahe ng mga QLED screen ay mas malamang na sila ay magdusa mula sa burn-in kumpara sa mga OLED, na nangangahulugang maaaring magtagal sila nang hindi nagpapakita ng mga marka mula sa mga static na imahe.Gayunpaman, dahil ang mga QLED screen ay nangangailangan pa rin ng isang backlight, hindi nila makamit ang mga malalim na itim at mataas na kaibahan ng mga screen ng OLED.
Ang hinaharap ng mga likidong pagpapakita ng kristal
Kahit na ang mga mas bagong teknolohiya tulad ng OLED at QLED ay nagiging mas karaniwan, ang mga likidong pagpapakita ng kristal (LCD) ay malawakang ginagamit pa rin dahil mas mababa ang gastos upang makagawa at gumamit ng enerhiya nang mas mahusay.Ang mga LCD ay napabuti nang maraming oras, na nagbibigay sa amin ng matalim, maliwanag, at makulay na mga screen na nakikita natin sa maraming mga aparato ngayon.Nagtatrabaho sila sa pamamagitan ng paggamit ng mga likidong kristal upang makontrol ang ilaw mula sa isang backlight, na lumilikha ng mga imahe na nakikita natin.Habang ang mga OLED ay nag -aalok ng mas malalim na mga itim at mas mahusay na kaibahan, ang mga LCD ay gumagamit ng mas kaunting lakas para sa maliwanag na mga imahe, na ginagawang isang mahusay na pagpipilian para sa mga aparato tulad ng mga laptop na kailangang makatipid ng buhay ng baterya.
Sa unahan, ang teknolohiya ng LCD ay inaasahan na patuloy na maging mas mahusay sa mga bagong ideya tulad ng mga mini-pinamunuan at mga micro-led backlight, na ginagawang mas maliwanag ang mga screen na may mas mahusay na mga kulay at kaibahan.Gayundin, ang nababaluktot at see-through LCDS ay maaaring humantong sa mga bagong gamit sa mga bagay tulad ng mga magagamit na aparato at matalinong bintana.Higit pa sa mga screen, ang mga likidong kristal ay maaari ring magamit sa iba pang mga uri ng electronics, na nangangahulugang malamang na patuloy silang maglaro ng isang papel sa hinaharap na teknolohiya.
Konklusyon
Ang paglago ng likidong teknolohiya ng kristal ay isang kamangha -manghang kwento ng pagtuklas, pagkamalikhain, at patuloy na pagpapabuti.Mula sa nakakagulat na pagtuklas ni Friedrich Reinitzer ng mga kristal na natunaw sa dalawang yugto hanggang sa malawakang paggamit ng mga LCD sa maraming mga aparato, nagbago ang mga likidong kristal kung paano natin nakikita at gumagamit ng teknolohiya.Habang ang mga mas bagong teknolohiya ng pagpapakita tulad ng OLED at QLED ay nagdadala ng mga kapana -panabik na mga bagong tampok, ang mga LCD ay patuloy na gagamitin dahil nakakakuha pa rin sila ng mas mahusay at isang mahusay na pagpipilian para sa maraming uri ng mga screen.Habang tinitingnan natin ang hinaharap, maraming potensyal para sa mga likidong kristal na gagamitin sa mga bagong paraan, tinitiyak na patuloy silang maglaro ng isang malaking papel sa aming visual na karanasan.Kung sa mga screen na ginagamit namin araw -araw o sa mga bagong teknolohiya na darating pa, ang kwento ng mga likidong kristal ay malayo sa ibabaw, at magpapatuloy silang sumasalamin sa pagkamalikhain at pag -usisa na nagtutulak sa pag -unlad ng tao.
Madalas na Itinanong [FAQ]
1. Paano ginawa ang mga likidong kristal?
Ang mga likidong kristal ay nilikha sa pamamagitan ng pagdidisenyo at paggawa ng mga espesyal na organikong molekula na may mga tiyak na tampok.Ang mga molekula na ito ay karaniwang may isang matigas, tulad ng baras na may kakayahang umangkop na mga bahagi.Kapag pinagsama sa ilalim ng tamang mga kondisyon, tulad ng tamang temperatura at konsentrasyon, ang mga molekula ay pumila sa isang paraan na nagpapahintulot sa kanila na kumilos pareho tulad ng isang likido at isang solid, na bumubuo ng isang likidong estado ng kristal.
2. Ano ang mga pag -andar ng likidong kristal?
Ang mga likidong kristal ay higit na kinokontrol kung paano dumadaan ang ilaw sa kanila.Sa mga pagpapakita, makakatulong sila na lumikha ng mga imahe sa pamamagitan ng pagbabago ng kanilang pagkakahanay kapag inilalapat ang isang electric kasalukuyang.Ang mga likidong kristal ay ginagamit din sa mga sensor, thermometer, at mga optical na aparato dahil maaari nilang baguhin ang kanilang mga pag -aari kapag nakalantad sa mga bagay tulad ng temperatura o electric field.
3. Ano ang maikling kahulugan ng likidong kristal?
Ang isang likidong kristal ay isang materyal na kumikilos pareho tulad ng isang likido at isang solid, kung saan ang mga molekula ay mas iniutos kaysa sa isang likido ngunit hindi gaanong iniutos kaysa sa isang solid.
4. Ano ang mga katangian ng isang likidong kristal?
Ang mga likidong kristal ay maaaring dumaloy tulad ng isang likido habang pinapanatili pa rin ang ilang pagkakasunud -sunod, na katulad ng isang solid.Maaari nilang baguhin ang kanilang pagkakahanay kapag nakalantad sa mga electric currents o mga pagbabago sa temperatura, na nagbabago kung paano sila nakikipag -ugnay sa ilaw.Mayroon din silang kakayahang maghiwalay ng ilaw sa dalawang beam na lumipat sa iba't ibang bilis.
5. Ano ang mga aplikasyon ng likidong kristal?
Ang mga likidong kristal ay pangunahing ginagamit sa mga screen ng display, tulad ng mga matatagpuan sa mga TV, computer, at mga smartphone.Ginagamit din ang mga ito sa mga aparatong medikal na imaging, thermometer, adjustable lens, at optical switch.Ang mga likidong kristal ay maaari ding matagpuan sa ilang mga sensor at mga advanced na materyales na nagbabago ng kanilang mga pag -aari batay sa iba't ibang mga kondisyon.