Apa itu Layar LCD: Konstruksi & Cara Kerja

Apa itu Layar LCD: Konstruksi & Cara Kerja

Saat ini, kami melihat kristal cair menampilkan (LCD) di mana pun, namun tidak segera berkembang. Butuh begitu banyak waktu untuk mengembangkan dari pengembangan kristal cair ke sejumlah besar aplikasi LCD. Pada tahun 1888, kristal cair pertama kali ditemukan oleh Friedrich Reinitzer (ahli botani Austria). Ketika dia melarutkan suatu bahan seperti kolesteriil benzoat, kemudian dia mengamati bahwa bahan itu awalnya berubah menjadi cairan keruh & menjadi bersih saat suhunya naik. Setelah didinginkan, maka fluida menjadi biru sebelum terakhir mengkristal. Jadi, layar kristal cair eksperimental pertama dikembangkan oleh RCA Corporation pada tahun 1968. Setelah itu, produsen LCD secara bertahap merancang perbedaan & perkembangan yang cerdik pada teknologi dengan membawa perangkat tampilan ini ke dalam jangkauan yang luar biasa. Jadi akhirnya, perkembangan LCD telah ditingkatkan.



Apa itu LCD (Layar Kristal Cair)?

Layar kristal cair atau LCD mengambil definisinya dari namanya sendiri. Ini adalah kombinasi dari dua wujud materi, padat dan cair. LCD menggunakan kristal cair untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Layar kristal cair adalah layar tampilan berteknologi super tipis yang umumnya digunakan pada layar komputer laptop, TV, ponsel, dan video game portabel. Teknologi LCD memungkinkan tampilan menjadi jauh lebih tipis jika dibandingkan dengan a tabung sinar katoda (CRT) teknologi.


Layar kristal cair terdiri dari beberapa lapisan yang mencakup dua panel terpolarisasi filter dan elektroda. Teknologi LCD digunakan untuk menampilkan gambar di notebook atau beberapa perangkat elektronik lain seperti komputer mini. Cahaya diproyeksikan dari lensa pada lapisan kristal cair. Kombinasi cahaya berwarna dengan citra grayscale kristal (dibentuk saat arus listrik mengalir melalui kristal) membentuk citra berwarna. Gambar ini kemudian ditampilkan di layar.





LCD

LCD

LCD terdiri dari kisi tampilan matriks aktif atau kisi tampilan pasif. Sebagian besar Smartphone dengan teknologi LCD menggunakan tampilan matriks aktif, namun beberapa tampilan lama masih menggunakan desain kisi tampilan pasif. Sebagian besar perangkat elektronik terutama bergantung pada teknologi layar kristal cair untuk tampilan mereka. Cairan memiliki keunggulan unik karena memiliki konsumsi daya yang rendah daripada LED atau tabung sinar katoda.



Layar tampilan kristal cair bekerja berdasarkan prinsip memblokir cahaya daripada memancarkan cahaya. LCD membutuhkan lampu latar karena tidak memancarkan cahaya. Kami selalu menggunakan perangkat yang terbuat dari layar LCD yang menggantikan penggunaan tabung sinar katoda. Tabung sinar katoda menarik lebih banyak daya dibandingkan dengan LCD dan juga lebih berat dan lebih besar.

Bagaimana LCD Dibangun?

Fakta sederhana yang harus diperhatikan saat membuat LCD:


  1. Struktur dasar LCD harus dikontrol dengan mengubah arus yang diterapkan.
  2. Kita harus menggunakan cahaya terpolarisasi.
  3. Kristal cair harus dapat mengontrol kedua operasi untuk mentransmisikan atau dapat juga mengubah cahaya terpolarisasi.
Konstruksi LCD

Konstruksi LCD

Seperti yang telah disebutkan di atas bahwa kita perlu mengambil dua buah filter kaca terpolarisasi dalam pembuatan kristal cair. Kaca yang tidak memiliki film terpolarisasi di permukaannya harus digosok dengan polimer khusus yang akan membuat alur mikroskopis pada permukaan filter kaca terpolarisasi. Alur harus searah dengan film terpolarisasi.

Sekarang kita harus menambahkan lapisan kristal fase cair pneumatik pada salah satu filter polarisasi kaca terpolarisasi. Saluran mikroskopis menyebabkan molekul lapisan pertama sejajar dengan orientasi filter. Ketika sudut siku-siku muncul pada potongan lapisan pertama, kita harus menambahkan potongan kaca kedua dengan film terpolarisasi. Filter pertama akan terpolarisasi secara alami saat cahaya menyinari tahap awal.

Dengan demikian cahaya bergerak melalui setiap lapisan dan diarahkan ke lapisan berikutnya dengan bantuan molekul. Molekul cenderung mengubah bidang getaran cahayanya agar sesuai dengan sudutnya. Ketika cahaya mencapai ujung jauh zat kristal cair, ia bergetar pada sudut yang sama dengan getaran lapisan akhir molekul. Cahaya diizinkan masuk ke perangkat hanya jika lapisan kedua kaca terpolarisasi cocok dengan lapisan akhir molekul.

Bagaimana LCD Bekerja?

Prinsip di balik LCD adalah ketika arus listrik dialirkan ke molekul kristal cair, molekul tersebut cenderung terurai. Hal ini menyebabkan sudut cahaya yang melewati molekul kaca terpolarisasi dan juga menyebabkan perubahan sudut filter polarisasi atas. Akibatnya, sedikit cahaya dibiarkan melewati kaca terpolarisasi melalui area tertentu di LCD.

Sehingga area tertentu akan menjadi lebih gelap dibandingkan area lainnya. LCD bekerja dengan prinsip memblokir cahaya. Saat membuat LCD, cermin yang dipantulkan diatur di bagian belakang. Bidang elektroda terbuat dari indium-timah-oksida yang disimpan di atas dan kaca terpolarisasi dengan film polarisasi juga ditambahkan di bagian bawah perangkat. Wilayah lengkap LCD harus ditutup dengan elektroda bersama dan di atasnya harus ada materi kristal cair.

Berikutnya adalah kaca kedua dengan elektroda dalam bentuk persegi panjang di bagian bawah dan, di atas, film polarisasi lainnya. Harus diperhatikan bahwa kedua potongan disimpan pada sudut yang benar. Saat tidak ada arus, cahaya melewati bagian depan LCD maka akan dipantulkan oleh cermin dan dipantulkan kembali. Saat elektroda dihubungkan ke baterai, arus darinya akan menyebabkan kristal cair antara elektroda bidang umum dan elektroda yang berbentuk persegi panjang terurai. Dengan demikian cahaya terhalang untuk melewatinya. Area persegi panjang tertentu itu tampak kosong.

Bagaimana LCD menggunakan Kristal Cair & Cahaya Terpolarisasi?

Monitor TV LCD menggunakan konsep kacamata hitam untuk mengoperasikan piksel berwarna. Di sisi lain dari layar LCD, ada cahaya terang yang sangat besar yang bersinar ke arah pengamat. Di sisi depan layar, ini mencakup jutaan piksel, di mana setiap piksel dapat terdiri dari wilayah yang lebih kecil yang dikenal sebagai sub-piksel. Ini diwarnai dengan warna berbeda seperti hijau, biru, dan merah. Setiap piksel dalam tampilan menyertakan filter kaca polarisasi di bagian belakang dan sisi depan termasuk pada 90 derajat, sehingga piksel terlihat gelap secara normal.

Kristal cair nematik bengkok kecil ada di antara dua filter yang mengontrol secara elektronik. Setelah dimatikan, maka lampu akan melewati 90 derajat, secara efisien membiarkan cahaya masuk ke seluruh dua filter polarisasi sehingga piksel tampak cerah. Setelah diaktifkan, lampu tidak akan menyala karena terhalang melalui polarizer & piksel tampak gelap. Setiap piksel dapat dikontrol melalui transistor terpisah dengan menyalakan dan mematikan beberapa kali setiap detik.

Bagaimana Cara Memilih LCD?

Biasanya, setiap konsumen tidak memiliki banyak informasi mengenai berbagai jenis LCD yang tersedia di pasar. Jadi sebelum memilih LCD, mereka mengumpulkan semua data seperti fitur, harga, perusahaan, kualitas, spesifikasi, layanan, ulasan pelanggan, dll. Yang benar adalah bahwa promotor cenderung mendapatkan keuntungan dari kenyataan bahwa sebagian besar pelanggan melakukan sangat minimum penelitian sebelum membeli produk apa pun.

Dalam LCD, buram gerakan dapat menjadi efek dari berapa lama gambar untuk beralih dan ditampilkan di layar. Namun, kedua insiden ini berubah sangat banyak di antara panel LCD individu meskipun teknologi LCD utama. Memilih LCD berdasarkan teknologi yang mendasarinya harus lebih memperhatikan harga vs. perbedaan yang disukai, sudut pandang & reproduksi warna daripada perkiraan keburaman atau kualitas permainan lainnya. Kecepatan refresh tertinggi, serta waktu respons, harus direncanakan dalam spesifikasi panel apa pun. Teknologi permainan lain seperti strobo akan menyalakan / mematikan lampu latar dengan cepat untuk mengurangi resolusi.

Berbagai Jenis LCD

Berbagai jenis LCD dibahas di bawah ini.

Layar Nematik Memutar

Produksi LCD TN (Twisted Nematic) dapat dilakukan paling sering dan menggunakan berbagai jenis tampilan di seluruh industri. Layar ini paling sering digunakan oleh para gamer karena harganya murah & memiliki waktu respons yang cepat dibandingkan dengan layar lainnya. Kerugian utama dari tampilan ini adalah kualitasnya rendah serta rasio kontras parsial, sudut pandang & reproduksi warna. Tapi, perangkat ini cukup untuk pengoperasian sehari-hari.

Tampilan ini memungkinkan waktu respons yang cepat serta kecepatan refresh yang cepat. Jadi, ini adalah satu-satunya tampilan game yang tersedia dengan 240 hertz (Hz). Layar ini memiliki kontras & warna yang buruk karena perangkat pelintir yang tidak akurat dan sebaliknya.

Tampilan Pengalihan Dalam Pesawat

Layar IPS dianggap sebagai LCD terbaik karena memberikan kualitas gambar yang bagus, sudut pandang yang lebih tinggi, presisi & perbedaan warna yang cerah. Tampilan ini sebagian besar digunakan oleh desainer grafis & dalam beberapa aplikasi lain, LCD memerlukan standar potensial maksimum untuk reproduksi gambar & warna.

Panel Perataan Vertikal

Panel penyelarasan vertikal (VA) jatuh di mana saja di tengah di antara teknologi panel switching Twisted Nematic dan dalam bidang. Panel ini memiliki sudut pandang terbaik serta reproduksi warna dengan fitur kualitas lebih tinggi dibandingkan dengan tampilan tipe TN. Panel ini memiliki waktu respons yang rendah. Tapi, ini jauh lebih masuk akal dan sesuai untuk penggunaan sehari-hari.

Struktur panel ini menghasilkan warna hitam yang lebih pekat serta warna yang lebih baik dibandingkan dengan tampilan nematik bengkok. Dan beberapa kesejajaran kristal dapat memungkinkan sudut pandang yang lebih baik dibandingkan dengan tampilan tipe TN. Pajangan ini datang dengan pengorbanan karena harganya mahal dibandingkan dengan pajangan lainnya. Dan juga mereka memiliki waktu respons yang lambat & kecepatan refresh yang rendah.

Pengalihan Bidang Tepi Lanjutan (AFFS)

AFFS LCD menawarkan kinerja terbaik & berbagai reproduksi warna dibandingkan dengan layar IPS. Penerapan AFFS sangat maju karena dapat mengurangi distorsi warna tanpa mengorbankan sudut pandang yang luas. Biasanya, tampilan ini digunakan di lingkungan yang sangat maju serta profesional seperti di kokpit pesawat yang layak.

Tampilan Matriks Pasif dan Aktif

LCD tipe Pasif-matriks bekerja dengan grid sederhana sehingga muatan dapat disuplai ke piksel tertentu pada LCD. Grid dapat dirancang dengan proses yang tenang dan dimulai melalui dua substrat yang dikenal sebagai lapisan kaca. Satu lapisan kaca memberikan kolom sedangkan yang lainnya memberikan baris yang dirancang dengan menggunakan bahan konduktif bening seperti indium-timah-oksida.

Dalam tampilan ini, baris atau kolom dihubungkan ke IC untuk mengontrol setiap kali muatan ditransmisikan ke arah baris atau kolom tertentu. Bahan kristal cair ditempatkan di antara dua lapisan kaca dimana pada sisi luar substrat dapat ditambahkan film polarisasi. IC mengirimkan muatan ke kolom yang tepat dari satu substrat & tanah dapat dinyalakan ke baris yang tepat dari yang lain sehingga piksel dapat diaktifkan.

Sistem pasif-matriks memiliki kelemahan utama terutama waktu respon yang lambat & kontrol tegangan yang tidak akurat. Waktu respons tampilan terutama mengacu pada kemampuan tampilan untuk menyegarkan gambar yang ditampilkan. Dalam jenis tampilan ini, cara termudah untuk memeriksa waktu respons yang lambat adalah dengan menggeser penunjuk mouse dengan cepat dari satu tampilan ke tampilan lainnya.

LCD tipe matriks aktif terutama bergantung pada TFT (transistor film tipis). Transistor ini adalah transistor sakelar kecil serta kapasitor yang ditempatkan dalam matriks di atas substrat kaca. Ketika baris yang tepat diaktifkan maka muatan dapat dikirim ke kolom yang tepat sehingga piksel tertentu dapat diatasi, karena semua baris tambahan yang berpotongan kolom dimatikan, cukup kapasitor di sebelah piksel yang ditunjuk mendapat muatan .

Kapasitor menahan suplai sampai siklus penyegaran berikutnya & jika kita dengan hati-hati mengatur jumlah tegangan yang diberikan ke kristal, maka kita dapat melepaskannya hanya untuk mengizinkan beberapa cahaya masuk. Saat ini, sebagian besar panel menawarkan kecerahan dengan 256 level untuk setiap piksel.

Bagaimana Piksel Berwarna Bekerja di LCD?

Di bagian belakang TV, ada lampu terang yang terhubung sedangkan di bagian depan banyak kotak berwarna yang akan ON / OFF. Di sini, kita akan membahas bagaimana setiap piksel berwarna AKTIF / NONAKTIF:

Bagaimana Piksel LCD Dimatikan

  • Di LCD, cahaya bergerak dari sisi belakang ke sisi depan
  • Filter polarisasi horizontal di depan lampu akan memblokir semua sinyal cahaya selain yang bergetar secara horizontal. Piksel tampilan dapat dimatikan oleh transistor dengan membiarkan aliran arus ke seluruh kristal cairnya yang membuat kristal memilah & pasokan cahaya yang melaluinya tidak akan berubah.
  • Sinyal cahaya yang keluar dari kristal cair bergetar secara horizontal.
  • Filter polarisasi tipe vertikal di depan kristal cair akan memblokir semua sinyal cahaya selain sinyal yang bergetar secara vertikal. Cahaya yang bergetar secara horizontal akan merambat ke seluruh kristal cair sehingga tidak bisa masuk selama filter vertikal.
  • Pada posisi ini cahaya tidak dapat mencapai layar LCD karena pikselnya redup.

Bagaimana Piksel LCD DIAKTIFKAN

  • Cahaya terang di bagian belakang layar bersinar seperti sebelumnya.
  • Filter polarisasi horizontal di depan cahaya akan memblokir semua sinyal cahaya selain yang bergetar secara horizontal.
  • Transistor mengaktifkan piksel dengan mematikan aliran listrik pada kristal cair sehingga kristal dapat berputar. Kristal-kristal ini mengubah sinyal cahaya hingga 90 ° saat mereka bergerak.
  • Sinyal cahaya yang mengalir ke kristal cair yang bergetar secara horizontal akan keluar darinya bergetar secara vertikal.
  • Filter polarisasi vertikal di depan kristal cair akan memblokir semua sinyal cahaya selain yang bergetar secara vertikal. Cahaya yang bergetar secara vertikal akan keluar dari kristal cair yang sekarang dapat diperoleh melalui filter vertikal.
  • Setelah piksel diaktifkan maka itu memberi warna pada piksel.

Perbedaan antara Plasma & LCD

Baik tampilan seperti plasma dan LCD serupa, namun, cara kerjanya sama sekali berbeda. Setiap piksel adalah lampu fluoresen mikroskopis yang bersinar melalui plasma, sedangkan plasma adalah jenis gas yang sangat panas dimana atom ditiup secara terpisah untuk membuat elektron (bermuatan negatif) & ion (bermuatan positif). Atom-atom ini mengalir dengan sangat bebas dan menghasilkan pancaran cahaya begitu mereka bertabrakan. Perancangan layar plasma dapat dilakukan sangat besar dibandingkan dengan TV CRO (tabung sinar katoda) biasa, tetapi harganya sangat mahal.

Keuntungan

Itu keuntungan dari layar kristal cair termasuk yang berikut ini.

  • LCD mengkonsumsi lebih sedikit daya dibandingkan dengan CRT dan LED
  • LCD terdiri dari beberapa microwatt untuk tampilan dibandingkan dengan beberapa mill watt untuk LED
  • LCD berbiaya rendah
  • Memberikan kontras yang sangat baik
  • LCD lebih tipis dan lebih ringan jika dibandingkan dengan tabung sinar katoda dan LED

Kekurangan

Itu kelemahan layar kristal cair termasuk yang berikut ini.

  • Membutuhkan sumber cahaya tambahan
  • Rentang suhu terbatas untuk pengoperasian
  • Keandalan rendah
  • Kecepatan sangat rendah
  • LCD membutuhkan penggerak AC

Aplikasi

Aplikasi layar kristal cair meliputi yang berikut ini.

Teknologi kristal cair memiliki aplikasi utama di bidang sains dan teknik perangkat elektronik .

  • Termometer kristal cair
  • Pencitraan optik
  • Teknologi layar kristal cair juga dapat diterapkan dalam visualisasi gelombang frekuensi radio di pandu gelombang
  • Digunakan dalam aplikasi medis

Beberapa Tampilan Berbasis LCD

Beberapa tampilan berbasis LCD

Jadi, ini semua tentang gambaran umum LCD dan strukturnya dari belakang ke sisi depan dapat dilakukan dengan menggunakan lampu belakang, sheet1, kristal cair, sheet2 dengan filter warna & layar. Layar kristal cair standar menggunakan lampu latar seperti CRFL (lampu fluoresen katoda dingin). Lampu-lampu ini secara konsisten diatur di bagian belakang layar untuk memberikan pencahayaan yang andal di seluruh panel. Jadi tingkat kecerahan semua piksel pada gambar akan memiliki kecerahan yang sama.

Saya harap Anda mendapatkan pengetahuan yang baik tentang layar kristal cair . Disini saya tinggalkan tugas untuk anda. Bagaimana LCD dihubungkan ke mikrokontroler? selanjutnya, pertanyaan apa pun tentang konsep atau proyek listrik dan elektronik iniTinggalkan jawaban Anda di bagian komentar di bawah.

Kredit Foto