Рідкий кристал виник у 1888 році і являє собою особливу суміш речовин, відкриту австрійським ботаніком Лейніцем. Ця речовина за нормальних умов знаходиться між твердим і рідким. Мало того, він також має подвійні характеристики твердих і рідких речовин. , Тому його називають Liquid Crystal (рідкий кристал). Складовою частиною рідкого кристала є органічна сполука, з’єднання, що складається з вуглецю як центру.
1.1 Розробка та характеристики рідкокристалічного дисплея
1. Процес розробки рідкокристалічного дисплея
Рідкий кристал виник у 1888 році і являє собою особливу суміш речовин, відкриту австрійським ботаніком Лейніцем. Ця речовина за нормальних умов знаходиться між твердим і рідким. Мало того, він також має подвійні характеристики твердих і рідких речовин. , Тому його називають Liquid Crystal (рідкий кристал). Складовою частиною рідкого кристала є органічна сполука, з’єднання, що складається з вуглецю як центру. У 1963 році Вільям із корпорації RCA у Сполучених Штатах виявив, що рідкі кристали будуть відхилятися під впливом електричного поля. Він також виявив, що світло, що потрапляє в рідкі кристали, викликає заломлення. У 1968 році, через п'ять років після того, як Вільям виявив, що світло заломлюється рідкими кристалами, відділ розробки осциляторів Heil RCA' випустив перший у світі екран', який використовує характеристики рідких кристалів для відображення зображень. . Пройшло рівно 80 років після того, як Лейніц відкрив рідкокристалічну речовину, що два правильні терміни"рідкий кристал" і"відображення" були пов'язані разом, і"рідкокристалічний дисплей (LCD)" став професійним терміном галузі. Звичайно, рідкокристалічний дисплей, який дебютував у 1968 році, все ще нестабільний, і до практичного застосування в повсякденному житті ще далеко. Лише в 1973 році професор Британського університету містер Грей виявив, що біфеніл можна використовувати для виготовлення рідкокристалічних дисплеїв, а потім рідкокристалічні дисплеї були офіційно випущені та відправлені в масове виробництво. Цей продукт забезпечив екран для електронного комп’ютера EL-8025 японської компанії SHARP'. З тих пір було відкрито багато застосувань рідкого кристала, що поступово сприяло підйому індустрії РК-дисплеїв.
По-друге, характеристики рідкокристалічного дисплея
1. У порівнянні характеристик різних пристроїв відображення рідкий кристал має такі переваги
(1) Низька напруга, низьке споживання енергії
Дуже низька робоча напруга, 2~3В, робочий струм становить лише кілька мікроампер, тобто споживана потужність становить лише 10-6~10-5 Вт/см2.
(2) Плоска структура
Основна структура рідкокристалічного дисплея — це два шматки провідного скла з тонкою коробкою, заповненою рідким кристалом посередині. Перевагами цієї конструкції є: високий коефіцієнт діафрагми, що найбільше сприяє вікнам дисплея; простіше зробити площу відображення більше і менше; зручно для автоматизованого масового виробництва, а собівартість виробництва низька; пристрій дуже тонкий, товщина всього кілька міліметрів.
(3) Пасивний тип дисплея
Рідкий кристал сам по собі не випромінює світло і досягає мети відображення шляхом модуляції зовнішнього світла, тобто залежно від різного відображення та пропускання зовнішнього світла для формування різних контрастів для досягнення мети відображення.
(4) Відображати велику кількість інформації
У рідкокристалічних дисплеях немає необхідності вживати заходів ізоляції між пікселями, тому більше пікселів можна розмістити в одній і тій же області вікна дисплея, що сприяє створенню телевізора високої чіткості.
(5) Легко розфарбовувати
Як правило, рідкий кристал безбарвний, тому кольоровий фільтр можна використовувати для легкого отримання кольору.
(6) Довгий термін служби
Через низьку напругу і низький робочий струм самого рідкого кристала він практично не псується і має тривалий термін служби.
(7) Без радіації, без забруднення
У ЕПТ-дисплеях є рентгенівське випромінювання, а в PDP-дисплеях — високочастотне електромагнітне випромінювання, але з рідкими кристалами таких проблем немає.
2. Рідкокристалічний дисплей також має недоліки
(1) Кут огляду дисплея малий
Оскільки принцип більшості рідкокристалічних дисплеїв заснований на анізотропії молекул рідкого кристала, для падаючого світла з різних напрямків відбивна здатність різна, а кут огляду невеликий, всього 30-40 градусів. Коли кут огляду стає більшим, контрастність швидко погіршується.
(2) Повільна швидкість реакції
Рідкокристалічні дисплеї здебільшого покладаються на зміни розташування молекул рідкого кристала під дією зовнішнього електричного поля, тому швидкість відгуку сильно залежить від в’язкості матеріалу, як правило, від 100 до 200 мс. Тому якість рідких кристалів, як правило, не є хорошою при відображенні швидко рухаються зображень.
1.2 Поширені рідкокристалічні дисплеї
Сучасні рідкокристалічні дисплеї можна розділити на три типи: скручені нематичні (TN), суперскручені нематичні (STN) і кольорові плівки (тонкоплівкові транзистори; TFT).
—, Twisted Nematic рідкокристалічний дисплей (TN-LCD)
TN – це новий рідкокристалічний матеріал, розроблений на основі рідкокристалічного матеріалу типу DSM. Найбільша особливість TN-LCD така ж, як і його назва"кручений нематик". Напрямок розташування молекул рідкого кристала від самого верхнього шару до самого нижнього шару становить рівно 90 градусів. 3D спіральна форма. Поява TN-LCD заклала основу для основного способу розробки РК-дисплеїв сьогодні, але оскільки TN-LCD має два основних недоліки, тобто він не може відображати тони, крім чорного та білого, а коли РК-дисплей стає все більше і більше , контраст стане більш очевидним. Погіршення ситуації спричинило появу різних нових технологій одна за одною.
2. Super Twisted Nematic рідкокристалічний дисплей (STN-LCD)
Поява STN-LCD має на меті покращити проблему поганої контрастності TN-LCD. Найбільша різниця полягає в різних кутах закручування молекул рідкого кристала і куті попереднього нахилу відповідного шару на скляній підкладці, а також напряму вирівнювання молекул рідкого кристала від самого верхнього шару до самого нижнього шару. Виявляється, це тривимірна спіраль від 180 градусів до 260 градусів. Проте, хоча STN-LCD покращив проблему контрастності TN-LCD, його колірна характеристика все ще не може бути вирішена краще. На додаток до двох тонів чорного і білого, кольори STN-LCD лише кілька помаранчевих і жовто-зелених. Колір, вираз кольору все ще не може відповідати вимогам повного кольору, тому це все ще не ідеальне рішення.
3. Рідкокристалічний дисплей кольорової плівки (TFT-LCD)
Щоб покращити вимоги до кольору, були винайдені дві нові технології, TSTN (Triple Super Twisted Nematic) і FSTN (Film Super Twisted Nematic). Основний принцип структури TSTN і FSTN такий же, як і STN. Різниця полягає в тому, що TSTN додає дві плівки для компенсації кольору на двох аркушах скла, тоді як FSTN додає одну плівку для колірної компенсації. TSTN і FSTN мають переваги високої роздільної здатності та повного кольору, що може повністю покращити погану контрастність TN та проблему кольору STN. Проте шкода, що у TSTN і FSTN є проблема уповільнення реакції молекул рідкого кристала. При відображенні великої кількості даних це призведе до неможливості завантаження, тому це не ідеальне рішення. Тому, щоб вирішити цю проблему, наступний напрям R&D рідкокристалічних дисплеїв фокусується на вдосконаленні методів керування. Від самого раннього статичного методу водіння, наступного динамічного методу водіння, методу керування чистою матрицею до методу керування активною матрицею, було розроблено багато методів водіння. Серед них метод керування Active Matri має найбільший зв'язок з розвитком поточного рідкокристалічного дисплея. Китайська назва методу керування Active Matrix — це метод керування активною матрицею. Цей метод керування полягає в тому, щоб додати активний елемент до перетину електродів вихідного пікселя. , Створив абсолютно новий режим керування точкою. Метод активної матриці можна розділити на два методи. Одним з них є метод MIM (Metal Insulator Metal), який використовує ізоляційний шар між двома сторонами металу як простий активний елемент; інший - метод TFT (тонкоплівковий транзистор). Метод TFT полягає в тому, щоб додати протиелектрод на перетині електродів, де спочатку розташовані пікселі, і помістити тонку плівку активного елемента на перетині трьох електродів. Від TN-LCD, STN-LCD до TFT-LCD рідкокристалічні дисплеї стають все кращими з точки зору контрастності, роздільної здатності та кольору, а продукти стають все популярнішими. Серед трьох типів рідкокристалічних дисплеїв найбільший ринок має TFT-LCD. Причина – гарячі продажі ноутбуків і збільшення продажів TFT-LCD моніторів. Мало того, TFT-LCD також стає все частіше Тенденція замінити традиційний екран з електронно-променевою трубкою (ЕПТ) є найбільш ймовірною висхідною зіркою, яка стане домінуючим монітором.
