Un écran à cristaux liquides ou LCD (Affichage à cristaux liquides), est un dispositif d'affichage plat et ultra fin constitué d'un certain nombre de pixels couleur ou noir et blanc placés devant une source lumineuse ou une surface réfléchissante. Les moniteurs LCD consomment peu d'énergie et sont donc privilégiés par les ingénieurs pour une utilisation dans les appareils électroniques fonctionnant sur batterie. Son principe principal est de stimuler les molécules de cristaux liquides pour générer des points, des lignes et des faces assorties à la lampe arrière.
Bien que le principe d'achat et d'affichage du produit soit différent, l'objectif commun de l'affichage à cristaux liquides (LCD) et de l'affichage traditionnel (CRT) est d'obtenir un excellent effet d'affichage. Nous comparons maintenant les écrans à cristaux liquides CRT et TFT.
Structure et volume du produit : l'écran de type CRT traditionnel doit émettre un faisceau d'électrons vers l'écran à travers le canon à électrons, de sorte que le tube du tube image ne doit pas être trop court, le volume doit être augmenté lorsque l'écran est agrandi et le TFT est modifié par la carte électronique sur l'écran d'affichage. L'état moléculaire, afin d'atteindre l'objectif d'affichage, même si l'écran est agrandi, il suffit d'augmenter la zone horizontale, mais le volume n'augmente pas beaucoup, et il est beaucoup plus léger que l'écran CRT et le TFT n'est utilisé que pour la consommation d'énergie. Sur la carte et le circuit intégré pilote, la consommation électrique est faible.
Rayonnement et interférence électromagnétique : les écrans conventionnels génèrent des sources de rayonnement en utilisant un canon à électrons pour émettre un faisceau d'électrons sur l'écran. Bien qu’il existe certaines technologies avancées permettant de minimiser les rayonnements, elles ne sont pas encore complètement éradiquées. Les écrans LCD TFT n'ont pas à s'inquiéter de cela. En ce qui concerne l'interférence des ondes électromagnétiques, l'écran à cristaux liquides TFT ne reçoit qu'une petite quantité d'ondes électromagnétiques provenant du circuit de commande. Tant que le boîtier extérieur est hermétiquement scellé, les ondes électromagnétiques ne fuient pas et l'écran CRT doit avoir un trou de dissipation thermique sur le corps pour la dissipation thermique, de sorte que des interférences électromagnétiques sont sûrement générées.
Planéité et résolution de l'écran : les écrans LCD TFT utilisent dès le départ des plaques de verre purement plates, la planéité est donc bien meilleure que celle de la plupart des moniteurs CRT. Bien sûr, il existe désormais un écran couleur CRT purement plat. En termes de résolution, le TFT est bien inférieur à un écran CRT, bien qu'en théorie il puisse fournir une résolution plus élevée, mais ce n'est pas le cas.
Effet d'affichage : l'écran CRT traditionnel est utilisé pour frapper le phosphore à travers le canon à électrons, de sorte que la luminosité est bien meilleure que celle de l'écran à cristaux liquides. Le CRT est meilleur que le TFT en termes d'angle de vision. En termes de vitesse de réflexion de l'affichage, le CRT est différent du TFT. Peu.
Le principe de l'affichage à cristaux liquides (1) Caractéristiques physiques des cristaux liquides Les caractéristiques physiques des cristaux liquides sont les suivantes : lors de la conduite de l'électricité, la conduction est modifiée, l'agencement devient ordonné et la lumière passe facilement ; lorsqu'il n'est pas alimenté, l'arrangement est désordonné et la lumière est bloquée. Laissez l'écran LCD se bloquer comme un portail ou laissez la lumière pénétrer. Techniquement parlant, le panneau LCD contient deux matériaux en verre sans sodium assez fins appelés substrats avec une couche de cristaux liquides entre les deux. Lorsque le faisceau lumineux traverse la couche de cristaux liquides, le cristal liquide lui-même se dresse ou se tord selon une forme irrégulière, bloquant ou permettant ainsi au faisceau lumineux de passer en douceur. La plupart des cristaux liquides sont des complexes organiques composés de longues molécules en forme de bâtonnets. A l'état naturel, les grands axes de ces molécules en forme de bâtonnets sont sensiblement parallèles. Les cristaux liquides sont versés dans un plan fendu bien usiné et les molécules de cristaux liquides sont disposées le long de la rainure, donc si les rainures sont très parallèles, les molécules sont également complètement parallèles. (B) le principe de la technologie LCD d'affichage à cristaux liquides monochrome est de remplir les cristaux liquides dans deux plans avec de fines rainures. Les rainures dans les deux plans sont perpendiculaires l’une à l’autre (se coupant à 90 degrés). C'est-à-dire que si les molécules sur un plan sont disposées dans la direction nord-sud, les molécules sur l'autre plan sont disposées dans la direction est-ouest et les molécules situées entre les deux plans sont forcées dans un état de { Torsion de {8}}degrés. Puisque la lumière se propage dans la direction dans laquelle les molécules sont disposées, la lumière est également tordue de 90 degrés lorsqu’elle traverse le cristal liquide. Mais lorsqu’une tension est appliquée aux cristaux liquides, les molécules sont alignées verticalement afin que la lumière puisse être dirigée vers l’extérieur sans aucune torsion.
L'écran LCD dépend du filtre polarisant (tranche) et de la lumière elle-même. La lumière naturelle est diffusée de manière aléatoire dans toutes les directions. Un filtre polarisant est en réalité une série de lignes parallèles de plus en plus fines. Ces lignes forment un filet qui bloque toute lumière qui n'est pas parallèle à ces lignes. La ligne du filtre polarisant est exactement perpendiculaire à la première, elle peut donc bloquer complètement la lumière polarisée. Ce n'est que lorsque les lignes des deux filtres sont complètement parallèles ou que la lumière elle-même a été tordue pour correspondre au deuxième filtre polarisant que la lumière est pénétrée.
L'écran LCD est composé de deux filtres polarisants mutuellement perpendiculaires, donc dans des circonstances normales, toute lumière qui tente de pénétrer doit être bloquée. Cependant, comme les deux filtres sont remplis de cristaux liquides torsadés, une fois que la lumière traverse le premier filtre, elle est tordue de 90 degrés par les molécules de cristaux liquides et passe finalement à travers le deuxième filtre. En revanche, si une tension est appliquée au cristal liquide, les molécules sont réarrangées et complètement parallèles, de sorte que la lumière n'est plus tordue, elle est donc simplement bloquée par le deuxième filtre. En bref, l’énergie est appliquée pour bloquer la lumière et la lumière est émise sans énergie.
Cependant, il est possible de modifier la disposition des cristaux liquides dans l'écran LCD afin que la lumière soit émise lorsqu'il est allumé et bloquée lorsqu'il n'est pas alimenté. Cependant, comme l'écran de l'ordinateur est presque toujours allumé, seul le système de « blocage de la lumière à la mise sous tension » peut permettre d'économiser le plus d'énergie.
De la structure de l'écran à cristaux liquides, qu'il s'agisse d'un ordinateur portable ou d'un système de bureau, l'écran d'affichage LCD est une structure en couches composée de différentes parties. L'écran LCD se compose de deux plaques de verre d'environ 1 mm d'épaisseur, séparées par un espacement uniforme de 5 μm, contenant un matériau à cristaux liquides (LC). Étant donné que le matériau à cristaux liquides lui-même n'émet pas de lumière, un conduit de lumière servant de source de lumière est prévu des deux côtés de l'écran d'affichage, et une plaque de rétroéclairage (ou une plaque d'homogénéisation de la lumière) et un film réfléchissant sont formés à l'arrière de l'écran. affichage à cristaux liquides et la plaque de rétroéclairage est composée d'une substance fluorescente. De la lumière peut être émise, dont la fonction principale est de fournir une source de lumière de fond uniforme. La lumière émise par le rétroéclairage pénètre dans la couche de cristaux liquides contenant des milliers de gouttelettes de cristaux après avoir traversé la première couche de filtre polarisant. Les gouttelettes de cristaux dans la couche de cristaux liquides sont toutes contenues dans une petite structure cellulaire, et une ou plusieurs cellules constituent un pixel sur l'écran. Entre la plaque de verre et le matériau à cristaux liquides se trouve une électrode transparente, l'électrode est divisée en rangées et colonnes, à l'intersection des rangées et des colonnes, en changeant la tension pour changer l'état de rotation optique du cristal liquide, le cristal liquide Le matériau agit comme un petit modulateur de lumière. Autour du matériau à cristaux liquides se trouvent une partie circuit de commande et une partie circuit de commande. Lorsque les électrodes de l'écran LCD génèrent un champ électrique, les molécules de cristaux liquides sont déformées et la lumière qui les traverse est régulièrement réfractée, puis filtrée à travers la deuxième couche de la couche filtrante pour être affichée sur l'écran. (III) Principe de fonctionnement de l'écran LCD couleur Pour l'écran couleur plus complexe que l'écran LCD d'un ordinateur portable ou de bureau doit utiliser, il doit également disposer d'une couche de filtre couleur spécialement conçue pour l'affichage couleur. Généralement, dans un panneau LCD couleur, chaque pixel est composé de trois cellules à cristaux liquides, chacune étant dotée d'un filtre rouge, vert ou bleu devant chaque cellule. De cette façon, différentes couleurs peuvent être affichées sur l’écran grâce à la lumière provenant de différentes cellules.
L'écran LCD surmonte les inconvénients de la grande taille, de la consommation d'énergie et du scintillement du CRT, mais il pose également des problèmes tels qu'un coût élevé, un grand angle de vision et un affichage couleur insatisfaisant. L'écran CRT peut sélectionner une gamme de résolutions et peut être ajusté aux exigences de l'écran, mais l'écran LCD ne contient qu'un nombre fixe de cellules à cristaux liquides et ne peut être affiché que dans une seule résolution sur un plein écran (un pixel par cellule).
Schéma du circuit d'affichage à cristaux liquides Le tube cathodique comporte généralement trois canons à électrons et le flux d'électrons émis doit être collecté avec précision, sinon un affichage d'image clair ne sera pas obtenu. Cependant, l'écran LCD n'a pas de problème de mise au point car chaque cellule à cristaux liquides est commutée individuellement. C'est pourquoi la même image est si claire sur l'écran LCD. L'écran LCD n'a pas à se soucier du taux de rafraîchissement et du scintillement. La cellule à cristaux liquides est allumée ou éteinte, de sorte que l'image affichée à un faible taux de rafraîchissement de 40 à 60 Hz ne scintille pas plus que l'image affichée à 75 Hz. Cependant, la cellule à cristaux liquides du panneau LCD peut facilement apparaître défectueuse. Pour un écran 1024 x 768, chaque pixel est composé de trois cellules, qui sont respectivement responsables de l'affichage du rouge, du vert et du bleu, soit un total d'environ 2,4 millions de cellules (1024 x 768 x 3=2359296 ) sont obligatoires. Il est difficile de garantir que toutes ces unités sont intactes. Très probablement, certains d'entre eux ont été court-circuités (des « points lumineux » apparaissent) ou des circuits ouverts (« des points noirs » apparaissent). Par conséquent, il ne s’agit pas d’un produit à affichage aussi élevé qui ne semble pas défectueux.
L'écran LCD contient des éléments qui n'ont pas été utilisés dans la technologie CRT. La source lumineuse qui alimente l’écran est le tube fluorescent qui est enroulé autour de lui. Parfois, vous trouverez des lignes inhabituellement lumineuses dans une certaine partie de l’écran. Il peut également y avoir des rayures indécentes et une image spéciale claire ou sombre affectera la zone d'affichage adjacente. De plus, certains motifs assez délicats (tels que les images tramées) peuvent apparaître avec des ondulations disgracieuses ou des motifs d'interférence sur l'écran LCD.
Aujourd'hui, presque tous les écrans LCD utilisés dans les ordinateurs portables ou de bureau utilisent des transistors à couches minces (TFT) pour activer les cellules de la couche de cristaux liquides. La technologie LCD TFT peut afficher des images plus nettes et plus lumineuses. Les premiers écrans LCD étaient lents, inefficaces et peu contrastés. Bien qu'ils soient capables d'afficher du texte clair, ils produisaient souvent des ombres lors de l'affichage rapide des images, affectant l'affichage de la vidéo. C’est pourquoi il n’est utilisé qu’aujourd’hui. Affichage noir et blanc d'un ordinateur de poche, d'un téléavertisseur ou d'un téléphone mobile.
Avec le développement rapide de la technologie, la technologie LCD évolue constamment. Ces dernières années, les principaux fabricants d'écrans LCD ont augmenté leurs coûts de recherche et de développement pour les écrans LCD, s'efforçant de surmonter le goulot d'étranglement technique des écrans LCD, d'accélérer encore l'industrialisation des écrans LCD et de réduire les coûts de production. De nos jours, les moniteurs LCD ont été largement popularisés et leur prix est acceptable pour les consommateurs ordinaires. Même les prix des moniteurs LCD de haute technologie avec un contenu de haute technologie comme ceux de Samsung, Asus et LG ne sont pas « inaccessibles ». Le développement rapide de la technologie LCD a fait de grands progrès dans de nombreux inconvénients. Les moniteurs LCD ont progressivement commencé à remplacer les tubes cathodiques en tant que dispositif d'affichage le plus important dans la vie quotidienne des gens.
L'affichage LED est également une sorte d'affichage à cristaux liquides. La technologie à cristaux liquides LED est une solution avancée à cristaux liquides qui remplace le module de rétroéclairage à cristaux liquides traditionnel par des LED. Haute luminosité et performances de luminosité et de couleur constantes tout au long de la durée de vie du produit. Une gamme de couleurs plus large (par rapport à la gamme de couleurs NTSC et EBU) pour des couleurs plus éclatantes. Il est facile de contrôler la puissance des LED, contrairement à la luminosité minimale du CCFL. Par conséquent, il est facile pour l'utilisateur d'ajuster la luminosité du dispositif d'affichage à l'état le plus agréable, que ce soit dans un extérieur lumineux ou dans une pièce noire. Dans les écrans LCD équipés de lampes fluorescentes à cathode froide CCLF comme rétroéclairage, l'un des principaux éléments à ne pas manquer est le mercure, connu sous le nom de mercure, et cet élément est sans aucun doute nocif pour l'homme. Par conséquent, de nombreux fabricants de panneaux LCD ont investi beaucoup d’énergie dans la production de panneaux sans mercure. Par exemple, la technologie de rétroéclairage LED sans mercure adoptée par le célèbre fabricant informatique taïwanais Asus a obtenu la certification ROHS, ce qui rend les produits de la série MS plus économes en énergie que les écrans CCFL traditionnels. À plus de 40 %, le processus sans mercure le rend non seulement non toxique et plus sain, mais également plus respectueux de l'environnement et économe en énergie que les autres produits.
Étant donné que le dispositif électroluminescent à semi-conducteurs est adopté, le rétroéclairage LED n'a pas de composants délicats et l'adaptabilité à l'environnement est très forte, de sorte que la LED a une large plage de température, une basse tension et une résistance aux chocs. De plus, la source de lumière LED ne produit aucun rayonnement, et un faible rayonnement électromagnétique et sans mercure peut être considéré comme une source de lumière verte.
Résumez les avantages de l'écran LCD LED : le téléviseur LCD LED présente les avantages d'une économie d'énergie, d'une protection de l'environnement et de couleurs plus réalistes. (4) Application et nouvelle technologie d'affichage à cristaux liquides (1) Conduite avec élément actif de type TFT
Afin de créer une meilleure structure d'image, la nouvelle technologie utilise un élément actif unique de type TFT pour piloter. Comme nous le savons tous, le composant le plus important d'un écran d'affichage à cristaux liquides extrêmement complexe, outre les cristaux liquides, est un écran de rétroéclairage directement lié à la luminosité de l'écran à cristaux liquides et un filtre de couleur chargé de générer la couleur. Des pixels actifs sont ajoutés à chaque pixel à cristaux liquides pour un contrôle point à point, ce qui confère à l'écran d'affichage un monde de différence par rapport à l'affichage CRT global. Ce mode de contrôle est plus précis que la méthode de contrôle précédente en termes de précision d'affichage. C'est beaucoup plus élevé, donc la qualité de l'image est médiocre, le saignement des couleurs et la gigue sont très forts sur l'écran d'affichage CRT, mais la qualité de l'image est assez satisfaisante lorsqu'elle est visualisée sur l'écran LCD avec la nouvelle technologie.
(2) Utilisation du processus de fabrication de filtres de couleur pour créer des images colorées
Avant que le corps du filtre coloré n'ait été moulé, le matériau constituant le corps principal est d'abord teint, puis le film est produit. Ce procédé nécessite un très haut niveau de fabrication. Cependant, comparé à d'autres écrans LCD ordinaires, ce type d'écran LCD fabriqué présente d'excellentes performances en termes de résolution, de caractéristiques de couleur et de durée de vie. Cela permet à l'écran LCD de créer des images colorées dans un environnement haute résolution.
(3) Technologie d'affichage à cristaux liquides à faible réflexion
Il est bien connu que la lumière externe a une très grande interférence sur l’écran d’affichage à cristaux liquides. Certains écrans d'affichage LCD interfèrent avec l'affichage normal de la plaque de verre sur la surface lorsque la lumière externe est relativement forte. Par conséquent, ses performances et son observabilité sont considérablement réduites lorsqu’il est utilisé à l’extérieur dans certains lieux publics lumineux. À l'heure actuelle, de nombreux écrans LCD ont une haute résolution même si leur résolution est élevée, ce qui n'est pas pratique pour des applications pratiques. Certaines données pures constituent en réalité, à elles seules, une manière biaisée de guider les utilisateurs. La technologie « écran d'affichage à cristaux liquides à faible réflexion » adoptée dans le nouvel écran LCD consiste à appliquer un revêtement AR sur la couche la plus externe de l'écran à cristaux liquides. Avec cette couche de peinture, l'écran d'affichage à cristaux liquides émet. La brillance, la transmission de l'écran d'affichage à cristaux liquides lui-même, la résolution de l'écran d'affichage à cristaux liquides et la prévention des reflets sont tous meilleurs.
(4) Mode d'affichage à cristaux liquides avancé de « cristallisation continue des limites du matériau »
Dans certains produits LCD, un retard de l'image se produit lors du visionnage d'un film dynamique, dû à une vitesse de réponse insuffisante des pixels de l'ensemble de l'écran d'affichage à cristaux liquides. Afin d'améliorer la vitesse de réaction des pixels, la nouvelle technologie LCD adopte le mode d'affichage à cristaux liquides Si TFT le plus avancé et a une vitesse de réaction des pixels 600 fois plus rapide que l'ancien écran LCD, et l'effet est vraiment incohérent. La technologie avancée de « cristallisation continue des limites du matériau » utilise une méthode de fabrication spéciale pour déplacer l'électrode d'iridium transparente amorphe d'origine à une vitesse de 600 fois la vitesse normale, accélérant ainsi considérablement la vitesse de réaction des pixels de l'écran à cristaux liquides. , pour réduire le délai d’apparition de l’image.
De nos jours, la recherche sur la technologie du polysilicium à basse température et les matériaux réfléchissants à cristaux liquides est entrée dans la phase d'application et fera également entrer le développement de l'écran LCD dans une nouvelle ère. Alors que les moniteurs LCD continuent d'évoluer, d'autres écrans plats sont également en cours de développement. Les technologies d'affichage à plasma (PDP), d'affichage à matrice électroluminescente (FED) et d'affichage à polymère luminescent (LEP) permettront à Sina de se tourner vers les écrans plats à l'avenir. marée. Parmi eux, le plus digne d'attention et d'optimisme est l'affichage orienté champ, qui offre de bien meilleures performances que l'affichage à cristaux liquides...
