ال سی دی چگونه کار می کند؟سه شنبه 29, آگوست 2017

LCD مخفف عبارت “Liquid Crystal Display” به معنای صفحه نمایش کریستال مایع است .

همانطور که بخاطر دارید، ماده سه حالت جامد، مایع و گاز دارد ( صرف نظر از حالت پلاسما ) . جامدات شکل خاصی دارند، یعنی مولکولهای آنها موقعیت خاصی نسبت به یکدیگر داشته و نمی‌توانند آزادانه به هر سو حرکت کنند . ولی مولکول‌های مایعات چنین قیدی نسبت به هم ندارند و در کل حجم آن در حرکت اند . کریستالهای مایع موادی هستند که ظاهر مایع دارند، اما مولکولهای آنها آرایش خاصی نسبت به یکدیگر دارند . به همین دلیل کریستال مایع خصوصیاتی شبیه به مایع و جامد داشته و به همین دلیل با چنین اسم متناقضی خوانده می‌شوند . اصطلاح کریستال مایع یک پارادوكس است . زیرا واژه كريستال به وجود یک شبكه فضايي خاص اشاره می‌کند اما تشکیل شبکه بلوری در مایعات امکان‌پذیر نیست . در این نوع مواد، جهت‌گیری مولکولی خاصی در شرایط مشخص اتفاق می‌افتد بنابراین بهتر است آنها را مایعات ناهمسانگرد بنامیم .

این مواد به شدت به دما حساس اند و اندکی حرارت لازم است تا آنها را به مایع واقعی درآورد و یا اندکی سرما تا به حالت معمولی تبدیل شود . انواع مختلفی از مواد شناخته شده‌اند که در دمای معمولی چنین خصوصیاتی دارند . اما دسته‌ای از آنها هستند که به جریان الکتریسیته هم حساس هستند و مولکولهای آنها متناسب با ولتاژ اعمالی تغییر زاویه می‌دهند . این خصوصیت عجیب اثر جالبی هم دارد . وقتی نور از درون یک کریستال مایع این چنین عبور کند ، پلاریزاسیون یا قطبش آن هم جهت با مولکول های‌ کریستال می‌شود . با اين توضيح كه چون كريستال های مايع شفاف و هادی الكتريسيته هستند ، به راحتي می توان آنها را در جريان الكتريسيته قرار داد و نور را از آن عبور داد . براي اين كار به جز كريستال مايع به 2 تكه شيشه پلورايد هم نياز است .

احتمالاً اين شيشه ها را ديده ايد . اگر دو تكه از اين شيشه ها را روي هم قرار دهيد ، نور به راحتي از آن عبور مي كند . اما وقتي يكي از آنها را 90 درجه نسبت به ديگري بچرخانيد ، ديگر نور رد نمي شود . اين اتفاق به اين دليل روي مي دهد كه هر شيشه نور را فقط در جهت خاص از خود عبور مي دهد . اگر دو شيشه هم محور باشند نور به راحتي عبور مي كند اما اگر محورها با هم زاويه 90 درجه داشته باشند نور رد نخواهد شد .

در این بین ، يك يا چند لامپ نئون روشنايي صفحه ال سی دی را تأمين مي كند . براي ال سی دی های ارزان ، يك لامپ نئون استفاده شده است اما در ال سی دی های گرانتر ممكن است تا چهار لامپ يا حتي بيشتر پيدا كنيد . تعداد لامپ های نئون تأثيری در كيفيت تصوير ندارند . در عوض اگر براي لامپ اول مشكلی پيش بيايد لامپ دوم به عنوان يك پشتيبان عمل می كند . در این حالت عمر مفيد نمایشگر LCD افزايش می يابد . يك لامپ نئون معمولاً 50000 ساعت كار می كند .

براي اينكه از يكنواختي صفحه تصوير اطمينان حاصل شود نور بوسيله يك سيستم منعكس كننده شدت يكساني پيدا می كند . اگر چه ممكن است در نگاه اول به نظر نرسد ولي عملكرد اين صفحات فوق العاده پيچيده است در حقيقت 2 پانل وجود دارد يكی در هر طرف ساب پيكسل ها كه هر كدام با يك فيلتر RGB “قرمز سبز آبي” پوشش داده شده است هر سلول RGB بوسيله يك ترانزيستور كه ولتاژ مختص به خودش را دارد كنترل مي شود و اين ولتاژ كه در محدوده بزرگي تغيير مي كند باعث مي شود كريستالهاي مايع در هر ساب پيكسل در يك زاويه خاص بچرخند كه اين زاويه ، تعداد نورهاي عبوري از هر ساب پيكسل را تعيين مي كند ( منظور سه نور قرمز سبز و آبي است ). كه در حقيقت سبب بوجود آمدن تصوير صفحه نمايش مي شود. هدف نهايي كريستالها ، منحرف كردن نور براي عبور از ميان فيلترهاي پلاريزه است) قبل از اينكه ديده شود( . اگر كريستالها همه در جهت فيلتر قرار گرفته باشند نور از آن عبور مي كنند و برعكس اگر همه آنها عمود بر فيلتر قرار گرفته باشند صفحه نمايش سياه باقي مي ماند.

پس می توان گفت که نور از طریق CCFL Cold Cathode Fluorescence Lamp)) یا توسط Light Emitting Diode همان LED)) یا توسط یک با چند لامپ ولتاژ بالا ایجاد شده و بوسیله یک منعکس کننده، شدت یکسانی پیدا می‌کند . حال اگر این نور با LED ها تأمین شود ، به آن تلویزیون LED می گوئیم.

نور سفید بعد از عبور از لایه اول شیشه پلاریزه می‌شود . اختلاف پتانسیل خاصی پرتوهای اصلی موجود در نور سفید را جهت می‌دهد و بعد از عبور از فیلترهای آبی، سبز و قرمز اگر نور حاصل در راستای جهت پلاریزه شیشه دوم بود از آن عبور می‌کند.

براي ساخت LCD دو شيشه پلارويد را با 90 درجه اختلاف نسبت به يكديگر قرار مي دهند و يك كريستال مايع بين آنها مي گذارند . وقتي كريستال به جريان برق وصل نباشد نور از قطبشگر اول مي گذرد و وارد كريستال مايع مي شود جهتش 90 درجه تغيير كرده و به همين دليل از قطبشگر دوم هم عبور كرده و به چشم مي رسد. اما وقتي كه جريان به كريستال وصل باشد ،نور ديگر چرخشي نخواهد داشت و نمي تواند از كريستال دوم عبور كند . ساختن يك LCD همان طور كه در بالا توضيح داده شد، بسيار ساده تر از آن است كه به نظر مي آيد . فقط به يك ساندويچ شيشه و كريستال نياز داريم. اما همين ساندويچ ساده 80 سال پس از كشف كريستالهاي مايع ساخته شد. كريستال مايع را يك گياه شناس اتريشي در سال1888 براي اولين بار در حين ذوب جامدي از مشتقات آلي كشف كرد . اما اولين LCD را يك كارخانه آمريكايي در سال 1968 ساخت . تكنولوژي ساخت LCD هر روز کامل تر شده و جاي بيشتري در صنايع امروز به خود اختصاص مي دهد . البته هنوز هم تحقيقات براي ساخت نمونه هاي بهتر و كاراتر اين وسيله ادامه دارد.


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *