Grundkenntnisse zum LCD-Display

1. Flüssigkristallanzeige ( LCD )

Derzeit entwickeln sich wissenschaftliche und technologische Informationsprodukte in Richtung leichter, dünner, kurzer und kleiner Produkte, und Displayprodukte mit einer langen Geschichte in der Computerperipherie bilden hier natürlich keine Ausnahme. Unter der Prämisse, leicht zu transportieren und zu tragen zu sein, unterliegen herkömmliche Anzeigemethoden wie CRT-Bildröhrenanzeigen und LED-Anzeigetafeln allesamt Faktoren wie übermäßige Größe oder hoher Stromverbrauch, die den tatsächlichen Anforderungen der Benutzer nicht gerecht werden können. Die Entwicklung der Flüssigkristallanzeigetechnologie entspricht genau dem aktuellen Trend bei Informationsprodukten. Ob rechtwinklige Anzeige, geringer Stromverbrauch, geringe Größe oder strahlungsfreie Anzeige – Benutzer können die beste visuelle Umgebung genießen.

2. Die Geburt des Flüssigkristalls

Um den Ursprung von Flüssigkristallanzeigen zu verfolgen, müssen wir mit der Geburt des „Flüssigkristalls“ beginnen. 1888 entdeckte der österreichische Botaniker Friedrich Reinitzer eine besondere Substanz. Er extrahierte eine Verbindung namens Spirotolulat aus Pflanzen und entdeckte bei Erhitzungsversuchen mit dieser Verbindung zufällig, dass diese Verbindung zwei Schmelzpunkte bei unterschiedlichen Temperaturen hat. Ihr Zustand liegt zwischen den uns allgemein bekannten flüssigen und festen Substanzen und ähnelt etwas der kolloidalen Lösung von Seifenwasser, hat jedoch innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs sowohl flüssige als auch kristalline Eigenschaften. Dieser Zustand wurde später „Liquid Crystal“ genannt, was so viel bedeutet wie flüssigkristallines Material. Obwohl Flüssigkristalle bereits 1888 entdeckt wurden, wurden sie erst 80 Jahre später für die Versorgung des Lebens wirklich praktisch.

1968 entdeckten Ingenieure im Shanov R&D Center der RCA Corporation (Erfinder des Radios und des Fernsehens) in den USA, dass Flüssigkristallmoleküle durch Spannung beeinflusst werden, ihre molekulare Anordnung ändern und einfallendes Licht ablenken. Das Phänomen. Auf Grundlage dieses Prinzips erfand RCA den weltweit ersten Bildschirm mit Flüssigkristallanzeige. Seitdem wird die Flüssigkristallanzeigetechnologie häufig in allgemeinen elektronischen Produkten eingesetzt, beispielsweise in Taschenrechnern, elektronischen Uhren, Handybildschirmen, in Krankenhäusern verwendeten Instrumenten (aus Gründen der Strahlungsmessung) oder Bildschirmen von Digitalkameras.

Interessanterweise wurden Flüssigkristalle früher entdeckt als Vakuumröhren oder Kathodenstrahlröhren, aber die Welt wusste nicht viel über dieses Phänomen. Erst 1962 veröffentlichte der Chemiker Joe Castellano das erste Buch. Castellano veröffentlichte Bücher, in denen er es beschrieb. Genau wie die Bildröhre wurden diese beiden Technologien zwar von der Firma RCA in den USA erfunden, aber von den Firmen Sony und Sharp in Japan weiterentwickelt.

3. Grundkenntnisse zum LCD

Flüssigkristallanzeigen sind passive Anzeigen, sie können kein Licht ausstrahlen und nur das Licht der Umgebung nutzen. Sie benötigen nur sehr wenig Energie, um Muster oder Zeichen anzuzeigen. Gerade aufgrund des geringen Stromverbrauchs und der Miniaturisierung sind LCDs zu einer besseren Anzeigemethode geworden. Das in Flüssigkristallanzeigen verwendete Flüssigkristallmaterial ist eine organische Substanz mit sowohl flüssigen als auch festen Eigenschaften. Ihre stabförmige Struktur ist in der Flüssigkristallzelle im Allgemeinen parallel angeordnet, aber ihre Anordnungsrichtung kann unter Einwirkung eines elektrischen Felds geändert werden.

Bei positivem TN-LCD ist das LCD im „AUS“-Zustand, wenn keine Spannung an die Elektroden angelegt wird, und Licht kann durch das LCD dringen, sodass es weiß wird; wenn eine Spannung an die Elektroden angelegt wird, ist das LCD im „EIN“-Zustand, und die Richtung der Längsachse der Flüssigkristallmoleküle ist im „AUS“-Zustand. Das Licht kann nicht durch das LCD dringen, wenn es entlang der Richtung des elektrischen Felds ausgerichtet ist, und es ist schwarz. Durch selektives Anlegen einer Spannung an die Elektroden können unterschiedliche Muster angezeigt werden.

Bei STN-LCD ist der Drehwinkel des Flüssigkristalls größer, sodass das Kontrastverhältnis besser und der Betrachtungswinkel breiter ist. STN-LCD wird basierend auf dem Prinzip der Doppelbrechung angezeigt. Seine Grundfarbe ist im Allgemeinen Gelbgrün und die Schrift ist blau, was zu einem Gelbgrünmodus wird. Bei Verwendung eines violetten Polarisators wird die Grundfarbe grau und erhält eine Graustufe. Bei Verwendung eines Polarisators mit einem Kompensationsfilm nähert sich die Grundfarbe Weiß an. Zu diesem Zeitpunkt wird STN zu einem Schwarzweißmodus, also FSTN. Der Polarisator der oben genannten drei Modi wird um 90 ° gedreht, was zu einem Blaumodus wird und die Wirkung besser ist.

4. Arten von LCD-Monitoren

Flüssigkristallanzeigen, im Englischen allgemein als LCD (Liquid Crystal Display) bekannt, sind eine Art Flachbildschirme. Je nach Antriebsmethode können sie in drei Typen unterteilt werden: statischer Antrieb (Static), einfacher Matrixantrieb (Simple Matrix) und aktiver Matrixantrieb (Active Matrix). Unter ihnen kann der passive Matrixtyp in Twisted Nematic (Twisted Nematic; TN), Super Twisted Nematic (Super Twisted Nematic; STN) und andere passiv matrixgesteuerte Flüssigkristallanzeigen unterteilt werden; und der aktive Matrixtyp kann grob in Dünnschichttransistortyp (Thin Film Transistor; TFT) und Zweipoldiodentyp (Metall/Isolator/Metall; MIM) unterteilt werden.

Flüssigkristallanzeigen (LCDs) vom Typ TN, STN und TFT unterscheiden sich aufgrund des unterschiedlichen Verdrillungsprinzips ihrer Flüssigkristallmoleküle in Betrachtungswinkel, Farbwiedergabe, Kontrast und Animationsqualität. Hinsichtlich des Anwendungsbereichs und der Reichweite der aktuellen LCD-Technologie basiert die Aktivmatrix-Ansteuerung hauptsächlich auf Dünnschichttransistoren (TFTs) und findet vorwiegend in Notebooks sowie Animations- und Bildverarbeitungsprodukten Verwendung. Die reine Matrix-Ansteuerungstechnologie wird derzeit von Twisted Nematic (TN) und Super Twisted Nematic (STN) dominiert, deren Anwendungen sich hauptsächlich auf Textverarbeitungsprogramme und Unterhaltungselektronik beschränken. Im Vergleich dazu sind die Anforderungen an Kapital und Technik für TFT-LCDs relativ hoch, während die Anforderungen für TN- und STN-LCDs vergleichsweise gering sind.